河北省荒漠化时空演变及驱动因素分析

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荒漠化是一种受到多种要素驱动、情况复杂多变的土地退化现象,它不仅阻碍着当今人类社会的经济发展,降低了人类社会的生活水平,还对国家的可持续发展造成一定的影响。因此,对荒漠化进行动态监测及驱动因子分析有利于掌握荒漠化发展状况,对荒漠化防治提供理论支撑。本文以河北省为研究区,选择2001-2018年中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)数据计算荒漠化指数(Normalized Difference Desertification Index,NDDI),通过将调查数据与MODIS数据相结合,构建荒漠化土地的NDDI时间序列曲线。计算荒漠化土地的NDDI时间序列曲线与河北省NDDI时间序列曲线平均绝对距离,对荒漠化可能分布设置阈值,提取河北省荒漠化信息。在此基础上利用一元线性回归分析、重心迁移分析、变异系数、年变化率、未来变化趋势分析的方法对河北省时空演变进行分析,并探讨研究区荒漠化土地面积对气温、降水和风速的响应特征,并基于地理探测器方法,定量探讨气候因素与人类活动对荒漠化的影响。主要结论如下:(1)基于MODIS数据计算NDDI,结合荒漠化调查数据构建荒漠化时间序列曲线,并对其进行降噪处理,运用相似性比较方法对研究区内荒漠化信息进行提取,并通过对其进行精度验证,其总体精度达到84.12%。(2)2001-2018年间河北省荒漠化整体呈现下降趋势,但局部地区仍有恶化情况。研究区内荒漠化重心主要集中在张家口的西南地区,无明显的荒漠化扩张痕迹,稳定状况主要以轻度波动为主。从5、10、18年的年变化率来看,均表现为下降趋势。未来变化趋势存在明显的空间异质性,主要以持续性变化为主。(3)2001-2018年间河北省年均降水整体表现为增长趋势,而年均气温和风速则表现出先下降后上升的趋势。就其空间格局来说,降水主要为从西北向东南呈现递增趋势,气温呈现西北向东南递减趋势,年均风速则表现为西北到东南高-低-高的分布格局。年降水与平均绝对距离(表征荒漠化程度)相关性主要表现为正相关,气温与平均绝对距离呈正相关占比55.81%,年均风速与平均绝对距离正相关比重略大于负相关。地理探测器结果表明,荒漠化是由多种因子共同作用形成的一种复杂多变的土地退化现象,河北省内土壤类型与年降水对荒漠化状况解释力最强。
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