毛乌素沙地中部地表水体1999-2015变化及驱动研究

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1、分类号：P333学校代码：10697密级：公开学号：201520798硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION毛乌素沙地中部地表水体1999-2015变化及驱动研究学科名称：地图学与地理信息系统作者:张佩云指导老师：张世强教授西北大学学位评定委员会二○一八年Studyonspatial-temporalchangesanddrivingfactorsofsurfacewaterinthemiddleMuUsSandylandfrom1999to2015AthesissubmittedtoNorthw

2、estUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCartographyandGeographyInformationSystemByZhangPeiyunSupervisor:ZhangShiqiangProfessorJune2018摘要摘要毛乌素沙地水资源空间分布极不均衡，地表水体对于毛乌素沙地的经济发展和生态保护具有重要作用。本研究利用1999-2015年的多源遥感影像，基于LBV变换、B波段阈值法结合目视解译

3、获取了毛乌素沙地中部地区近16年来逐年地表水体面积的时空变化特征。根据毛乌素沙地的气候特征、地域特性与产业构成，选取了影响水体变化的自然要素（降水、气温）和人文要素（人口、工业总产值、农业总产值、小牲畜年末存栏数量、有效灌溉面积、原煤产量、原油产量）共9大驱动因子，并尝试利用夜间灯光数据将各驱动因子格网化，采用灰色关联度和主成分分析等方法，定量分析了不同因素对地表水体面积的影响。结果表明：（1）1999-2015年间毛乌素沙地中部地区水体面积波动减少了19%，面积波动幅度随时间推移逐渐减缓。地表水体面积年变化量

4、在3.18km2-90.47km2范围内，年变化量百分比在1.2%-35.82%之间浮动，年际变化剧烈。地表水体面积变化受自然因素（37.38%）和人文因素（59.32%）共同影响，其中气温贡献度最高，为21.82%，降水贡献度为15.55%，在人文驱动因子中，按贡献度排序依次为：原油生产（15.26%）、有效灌溉面积变动（15.03%）、人口变化（14.72%）、小牲畜变化（14.32%）。（2）毛乌素沙区1999-2015年间各人文驱动因子都呈显著增加趋势（置信水平为0.05），总人口增长62.14%（36

5、.01万人），全区人口密度由17人/km2增至27人/km2；工业总产值增长了38.89倍；原煤产量增长了21.37倍；原油年产量增长了17.29倍；农业总产值增长了19.41倍；小牲畜数量增长了4.01倍；有效灌溉面积增长了1.7倍。这些因子的显著增长带来各项耗水量的显著上升，进而影响地表水体的变化。（3）研究区北、中、南各部分的灰色关联度计算结果表明不同区域的驱动因子存在显著差异。以人口密度差异及区域特性将研究区划分为北、中、南三部分，对比发现：研究区北部地表水体变化主要由自然（57.18%）因素引起，其中

6、降水贡献度最高（31.53%），人文因素贡献度为41.22%，其中原煤与人口因子贡献最大，贡献度分别为20.67%和20.55%。中部地表水体面积变化的主要驱动因子比较复杂，且对研究区水体面积变化贡献度最大，其中原煤产量贡献度最高，为18.43%，气温、降水贡献度分别为17.42%、13.16%，其余相差不大。研究区南部地表水体变化主要由人文因素变化造成（60.54%），自然因素的影响仅占32.43%，农业驱动因素引起的水体变化I西北大学硕士论文贡献率达37.2%。地表水体的人文因素影响与人口密度不成正比，而与

7、各区域水资源管控制度有关。（4）对面积较大的典型地表水体变化进行分析，结果表明良好的人为调控可以对维持水体面积形态起到积极作用。实行了严格水资源保护的伊旗查干淖尔水体面积变化不大，但缺乏调控的典型水体面积减少非常显著，说明积极的水资源管理和调控对保持本区地表水资源的合理利用具有重要意义。建议在毛乌素沙地建立行之有效的水资源管理制度，严格执行用水定额红线：在沙区北部、中部严格实行保水采煤监管政策；在受农业驱动因素影响较大的沙区南部推广节水灌溉；对红碱淖、苏北淖尔、浩音通查干淖尔等萎缩严重的湖体需深入分析其湖体萎缩

8、的原因和机制，开展针对性的节水及工程管理措施。关键词：毛乌素沙地，地表水体变化，遥感，人文因素格网化，调控IIAbstractAbstractThespatialdistributionofwaterresourcesintheMuUsSandyLandisextremelyunbalanced,andsurfacewaterisveryimportanttolocaleconomic