栅格累加土地沙漠化预警模型在塔里木盆地验证与改进以及预警系统建设研究

Xinjiang is prone to sandy desertification in china, the hot area of Xinjiang’s sandy desertification is in Tarim basin, nearly 80% desertification area occurring here. This study chooses the study area in Tarim basin. Validation of the monitoring accuracy of variety datum monitoring sandy desertification will be implemented in order to find the suitable data for desertification early-warning in Tarim basin.Based on the land desertification cause investigation in a scale of watershed hydrology unit and the selecting data source, the grid accumulative early-warning model for sandy desertification will be improved, adding the function of direct loss evaluation of desertification and the function of desertification cause analysis. Assimilation between MODIS NDVI data and NOAA NDVI data will be researched for purpose of the extension of desertification monitoring data. The knowledge database of desertification will be constructed using the object-oriented programming. The database of early-warning model of desertification will be built based on the parameter relations in desertification early-warning model. On the platform of ArcGIS, using the J2EE technology, a early-warning system of Tarim basin sandy desertification will be built utilizing B/S structure, it can publish the early-warning information of sandy desertification, broadcasting the desertification disaster, and provide the strategy for prevention and control desertification.

新疆是我国土地沙漠化易发常发区域，塔里木盆地又是新疆土地沙漠化重点区域，近80%的土地沙漠化面积发生在。本研究以塔里木盆地土地沙漠化为研究对象，验证比较多种遥感数据的土地沙漠化监测和预警结果，寻找适合塔里木盆地土地沙漠化预警的数据源；以水文流域为基本单元调查土地沙漠化成因，结合优选数据源对栅格累加土地沙漠化预警模型进行改进，增加直接损失评估功能和成因分析功能；对MODIS NDVI数据和NOAA NDVI数据进行同化研究，延长土地沙漠化监测数据；运用面向对象的方法搭建土地沙漠化知识库，基于参数元的关系搭建土地沙漠化预警模型库，在ArcGIS平台，采用J2EE技术和B/S结构搭建塔里木盆地土地沙漠化预警系统，发布土地沙漠化预警信息，提供防治与治理土地沙漠化策略，宣传土地沙漠化灾害，期望为塔里木盆地土地沙漠化防治和治理提供依据。

塔里木盆地处于我国西北极端干旱区，生态环境脆弱，土沙漠化严重，沙尘暴经常发生。20世纪50年代以来，塔里木盆地人口倍增，经济快速发展，耕地面积不断扩大，水资源被大量用于农田灌溉，造成塔里木盆地许多河下游断流，土地沙漠化进一步严重，严重威胁当地人民的生产生活，急需进行沙漠化治理和防治。目前，塔里木盆地虽已经开展一些土地沙漠化治理项目，但这些项目对塔里木盆地抑制土地沙漠化有何作用？下一步该在什么区域进行治理？这都是当前是塔里木盆地土地沙漠化治理亟需解决的问题。解决这些问题需要对塔里木盆地土地沙漠化进行长时间监测，准确地评估塔里木盆地土地沙漠化变化位置和变化数量，并对土地沙漠化进行预测预警。本研究运用MODIS NDVI 1000m、500m、250m，MODIS EVI 1000m、500m、250m和SPOT VGT 1000m 7种数据卫星遥感数据对塔里木盆地的土地沙漠化开展监测。从监测结果看，2000年至2018年塔里木盆地内非沙漠化面积大幅增加，极重度沙漠化面积大幅减少，土地沙漠化整体好转。土地沙漠化的转移的轨径迹为：极重度沙漠化→重度沙漠化→中度沙漠化→轻度沙漠化→非沙漠化。改进栅格累加沙漠化预警模型用以预测塔里木盆地土地沙漠化的变化速率与变化空间。模型结果显示：2000-2018年，塔里木盆地土地沙漠化改善速率远大于恶化速率，改善主要以低速改善和中速改善为主，改善区域主要分布在绿洲内部和边缘。恶化主要为低速恶化；恶化区域主要分布于塔里木河中游和车尔臣河下游。塔里木盆地土地沙漠化退化主要是草地退化，改善则主要是林地和耕地改善。结合监测和预警成果，搭建土地沙漠化预警网络信息系统，发布土地沙漠化预警信息。该研究成果形成警情明确、空间信息清晰土地沙漠化预警图，为土地沙漠化治理提供准确的空间位置和预警等级，便于土地沙漠化治理项目的准确落地。该研究成果形成定量的土地沙漠化损失风险预警图，可为安排土地沙漠化治理项目提高科学地时间顺序。