王 勇，沙依然

（乌鲁木齐气象卫星地面站，新疆 乌鲁木齐 831000）

荒漠化是指包括所有气候变异和人为活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱地区的土地退化。新疆地处中国的西北边陲，东西长2 000 km，南北宽约 1 650 km，土地面积 166.498 7 万 km2，约占全国陆地面积的六分之一，同时新疆地域辽阔，自然条件复杂，荒漠化面积分布广、类型多。干旱少雨、水资源匮乏、森林稀少、植被覆盖率低、沙漠戈壁面积大、土地沙质荒漠化、土壤盐渍化明显等原因使其生态环境具有脆弱性特征[1-2]。在这种生态环境背景下，自然灾害频繁发生，严重地困扰着区域可持续发展战略的实施[3]。因此，对荒漠化的监测工作十分有必要。卫星遥感技术的迅速发展为荒漠化等环境灾害监测研究提供了理论与技术支撑。遥感监测技术具有信息量大、观测范围广、精度高和速度快等优点，高空间和时间分辨率的卫星遥感能够实现荒漠区域动态监测和模拟分析，更是开展荒漠化研究的有效途径。

1 新疆荒漠化时空动态分析

在荒漠化监测与评价模型中，可运用遥感信息模型或地理复杂模型来建立集成物理机理与经验统计的混合模型—荒漠化遥感信息模型，实现运用遥感监测进行荒漠化程度的长期监测。

由荒漠化成因分析可知，荒漠化是植被圈、土壤圈和大气圈共同作用的结果， 因此， 选用MSAVI、反照率、地表温度、植被盖度和土壤湿度等指标建立基于定量地表参量的荒漠化指数，从而进行荒漠化土地信息提取。荒漠化土地定量遥感指标参数确定之后，就可根据具体指标遥感反演结果，提取荒漠化信息。

本研究采用 2007 年 1 月至 2016 年 12 月MODIS 数据的16 d 周期的数据反演各种荒漠化建立指标，指标参数包括增强植被指数、植被覆盖度、地表反照率、地表温度、土壤含水率等。采用决策树分类器进行分类，利用分类回归树（CART）算法生成决策树分类规则。将生成的决策树分类规则分别得到10 年研究区域的荒漠化程度及分布区域，得到极度沙化、重度沙化、中度沙化、极度荒漠化、重度荒漠化、中度荒漠化、轻度荒漠化的分类结果。

通过分析得出，近10年新疆荒漠化程度稳定区域分布规律除了水体、永久性冰雪、裸地这些未发生变化的区域外，主要的荒漠化区域分布在北疆准格尔盆地的西、东缘和东疆的大部分区域，沙化区域分布在塔里木盆地中部。

由图1和图2可以看出，近10年研究区域荒漠化沙化区域的总覆盖率变化率，荒漠化沙化总覆盖率2007—2009年正距平，呈偏大的趋势，从2010年以后除了2011年和2014年外其他时间段呈减少的趋势，其中荒漠化面积2007—2009年明显偏大，从2010 年以后除了2014 年均明显偏小； 沙化面积2007—2010 年偏小，2011 年以后除了 2014 年和2015年偏小外，其余时间段明显偏大。

图1 新疆区域2007—2016 年不同程度的荒漠化区域覆盖率

图2 新疆区域2007—2016 年不同程度荒漠化区域覆盖率

图3 新疆区域2007—2016 年植被覆盖率面积

图4 新疆区域2007—2016 年有效植被覆盖率变化

2 新疆植被覆盖率时空动态分析

通过分析可以看出，研究区域近10 年植被覆盖率分布状况，其中覆盖率小于15%的区域大部分分布在古尔班通古特沙漠南缘，由于该区域内冬季形成积雪，保持着一定的土壤含水率，因而生长着大量的早春短命植物，它们在3 ～5 月萌动发芽，在3 个月左右的时间内完成整个生长发育过程，因此，该区域出现大面积的低覆盖率植被。覆盖率大于45%的区域大部分分布在阿尔泰山脉、天山山脉、塔尔巴哈泰山脉及塔里木河、阿克苏河、叶尔羌河流域。

由图3和图4可以看出，研究区域近10年植被覆盖率变化状况，其中覆盖率小于15%的植被近10年除了 2007 年、2009 年、2010 年、2014 年偏大外，其余年份偏小，覆盖率大于16%的区域近10 年除了 2007 年、2009 年、2010 年和 2016 外其余年份明显偏大。

3 讨论

荒漠化是气候、地质地貌、植被、人类活动等复杂因素共同作用的结果，有些成因已经清楚，有些还认识不够。自从联合国荒漠化公约制定以来，荒漠化问题得到了比较好的研究。随着全球变化带来的一系列新问题以及生态环境承载的巨大人口与环境压力，新一轮的荒漠化研究在国际或国内上得到了重视。荒漠化的形成、演变与发生是在一定的自然地理环境下逐步发展而成的，自然驱动力与人为活动对土地荒漠化的发生均具有重要作用。本研究采用的数据为近10年，尚不足以将荒漠化沙化趋势对短周期的气候波动响应很好地区分开来，后续还有待进一步研究。