2001—2020年新疆风沙环境致灾潜力特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00133

摘要/Abstract

摘要：

新疆地形和气候复杂，沙源丰富，风力强劲，风沙活动频繁，风沙灾害是工程建设和经济发展的重要威胁。风沙环境致灾潜力评价可指导沙区工程建设和防沙方案制定，是灾害应急管理的一项重要基础工作。本文选用土壤有机碳含量、土壤水含量、土壤沙含量、土地利用类型、植被指数、降水量、潜在蒸散发量和合成输沙势8个指标，分析2001—2020年新疆风沙环境致灾潜力的时间变化与空间分异。结果表明：（1）新疆风沙环境致灾潜力具有明显的季节变化特征，夏季、秋季、春季、冬季的致灾潜力值大于3的面积逐渐增加。2月和11月的致灾潜力值较低。（2）风沙环境致灾潜力呈东高西低、山区低平原高的空间分布特征，高值区位于塔里木盆地、准噶尔盆地、吐鲁番盆地等沙物质丰富且风动力较强的区域，低值区主要分布在山区、绿洲及河流沿岸等植被覆盖度高的区域。（3）2001—2020年，新疆风沙环境致灾潜力年均值呈先上升后下降的变化过程。整体的变化趋势较为稳定，稳定不变、轻微改善和轻微加剧的像元数占比分别为84.4%、14.72%和0.87%。

关键词: 风沙环境, 致灾潜力, 时空变化, 新疆

Abstract:

Xinjiang has complex topography and climate， abundant sand sources， strong wind， and frequent sandstorm activities. Sandstorm disasters are an important threat to engineering construction and economic development. The assessment of the hazard potential of the wind blown sand environment can guide the construction of sand area projects and the formulation of sand control plans， and is an important basic work for disaster emergency management. In this paper， eight indicators including soil organic carbon content， soil water content， soil sand content， land use type， vegetation index， precipitation， evapotranspiration and resultant drift potential are selected to analyze the temporal and spatial variation of hazard potential of wind blown sand environment in Xinjiang from 2001 to 2020. Results show that：（1）The hazard potential of the wind blown sand environment in Xinjiang has obvious seasonal variation characteristics， and the area with the hazard potential value greater than 3 gradually increases in summer， autumn， spring and winter. Lower hazard potential values in February and November. （2）The hazard potential of wind blown sand environment shows the spatial distribution characteristics of high in the east and low in the west， low in mountainous areas and high in the plain. High value regions are located in Tarim Basin， Junggar basin， Turpan Basin and other regions with abundant sand and strong wind power. Low value regions are mainly distributed in areas with high vegetation coverage， such as mountains， oases and river banks. （3）From 2001 to 2020， the annual average value of the hazard potential of wind blown sand environment in Xinjiang showed a change process of first rising and then declining. The overall change trend is relatively stable， and the proportion of pixels that are stable， slightly improved and slightly intensified is 84.4%， 14.72% and 0.87% respectively. The research results can provide an important reference for the layout and decision-making of economic and social development in windy and sandy areas in Xinjiang.

Key words: wind blown sand environment, hazard potential, temporal and spatial changes, Xinjiang

中图分类号:

P429

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图/表 10

图1 研究区土地利用类型

Fig.1 Land use types in the study area

表1 数据来源

Table 1 Data sources

自变量	指标	空间分辨率	来源	单位	指标处理
X₁	土壤有机碳含量	250 m	OpenLandMap	g·kg^-1	负向
X₂	土壤水含量	250 m	OpenLandMap	%	负向
X₃	土壤沙含量	250 m	OpenLandMap	%（kg·kg^-1）	正向
X₄	土地利用类型	1 000 m	中国科学院资源环境科学与数据中心	—	正向
X₅	归一化植被指数	1 000 m	Earthdata	—	负向
X₆	降水量	2.5′	TERRACLIMATE	mm	负向
X₇	潜在蒸散发量	2.5′	TERRACLIMATE	mm	正向
X₈	合成输沙势	0.1°	欧洲中期数值预报中心（ECMWF）	VU	正向
	沙地类型	1:10万	国家青藏高原科学数据中心	—	—

图2 多年风沙环境致灾潜力均值及其分级、动力条件均值、物质基础均值

Fig.2 The mean value and classification of hazard potential of wind blown sand environment in 20 years， the mean value of dynamic conditions and the mean value of material basis

图3 不同区域各评价因子的q值

Fig.3 q value of each evaluation factor in different regions

表2 不同海拔的风沙环境致灾潜力值统计

Table 2 Statistics of hazard potential value of wind blown sand environment at different altitudes

海拔	低海拔区（<1 000 m）	中海拔区（1 000~2 000 m）	亚高海拔区（2 000~4 000 m）	高海拔区（4 000~6 000 m）	极高海拔区（>6 000 m）
最小值	1.25	1.10	1.05	1.34	—
最大值	5.00	5.00	4.27	4.37	—
均值	3.08	2.75	1.96	2.52	—

图4 2001—2020年风沙环境致灾潜力年均值变化

Fig.4 Annual mean change of hazard potential of wind blown sand environment in Xinjiang from 2001 to 2020

图5 不同大地貌单元的致灾潜力月变化

Fig.5 Monthly variation of hazard potential of different large geomorphic units

图6 2—11月及年均风沙环境致灾潜力的变化趋势

Fig.6 Change trend of hazard potential of wind blown sand environment from February to November and annual average

表3 因子探测器结果

Table 3 The results of factor detector

自变量	5月	10月	11月
归一化植被指数	0.0404	0.0684	0.0700
潜在蒸散发量	0.0811	0.0622	0.1105
降水量	0.3113	0.0793	0.1953
合成输沙势	0.3057	0.1164	0.5151

图7 县市综合灾损等级空间分布

Fig.7 Spatial distribution of comprehensive disaster damage grades in Xinjiang counties and cities

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