摘要
作为世界性的生态环境问题,荒漠化对于干旱-半干旱区的城市经济和生态文明的发展具有巨大的限制作用。中蒙俄经济带东段作为丝绸之路经济带的一部分,促进了三方跨境电网、交通及其管线等互联互通建设,而研究区本地生态环境脆弱,其中荒漠化问题对于跨境的基础建设及其运营具有重大影响。为了掌握研究区的荒漠化时空变化规律,以及背后的驱动机制,本文结合Thornthwaite法和NDVI数据界定和修正研究区的潜在荒漠化范围。基于选取指标的不同组合精度确定最佳指标组合,指标的定量反演采用适用于大尺度范围监测的MODIS数据。对比logistics回归模型、荒漠化差值指数(DesertificationDifferenceIndex,DDI)、决策树模型、随机森林模型精度确定最佳监测模型,对2000-2020年进行荒漠化动态监测和时空分析,并采用CA-Markov模型预测2025年荒漠化状态。最后对荒漠化的驱动机制进行定性和基于HANPP模型的定量分析,以期为研究区荒漠化防治提供重要的科学数据和强有力的理论支撑。主要结论如下: (1)结合Thornthwaite法和NDVI数据界定和修正的荒漠化潜在范围面积为202.49×104km2,占整个研究区的46.49%。主要分布在中国鄂尔多斯高原、乌兰察布草原、乌兰布统草原、锡林郭勒草原和科尔沁草原和大兴安岭西麓,以及蒙古国大部分区域。 (2)初步选取的荒漠化监测指标,通过对比指标之间不同组合的监测精度,最终根据确立的植被覆盖度(FractionalVegetationCoverage,FVC)、反照率Albedo和陆面温度(LandSurfaceTemperature,LST)三个指标建立研究区荒漠化监测体系。 (3)DDI模型、logistics回归模型、决策树模型、随机森林模型监测荒漠化的模型精度分别为37.29%、33.33%、80.56%和61.11%。故采用决策树分类模型进行研究区2000-2020年的荒漠化动态监测分析。结果表明:整个研究区的无荒漠化和轻度荒漠化面积呈增加趋势,而中度、重度和极重度等级占比呈现下降趋势。其中中国区域荒漠化程度有所改善,改善区域主要集中在内蒙古自治区的鄂尔多斯市以及东北平原地区;蒙古国区域内荒漠化程度加剧,主要集中在南部戈壁区的南戈壁省西北部和中戈壁省大部分地区;俄罗斯区域荒漠化程度变化不大。 (4)采用定性和定量相结合的方式进行荒漠化驱动力研究,结果表明:易发生荒漠化的区域具有气温高、降水少和风速大的特点,且畜牧业发达;2000-2020年时间段内,东北平原、内蒙古自治区的中部和鄂尔多斯市荒漠化以恢复为主,在2000-2005和2010-2015时间段内主要受人类因素影响,在2005-2010年和20115-2020年时间段内主要受气候因素影响。内蒙古自治区的退化区主要受人类活动影响。蒙古国恢复区主要受气候因素影响,退化区主要受人类因素影响。