Journal of Desert Research ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (6): 139-150.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00037
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Lei Wu(), Changbin Li(
), Liuming Wang, Xuhong Xie, Yuan Zhang, Jianmei Wei
Received:
2019-09-06
Revised:
2020-04-28
Online:
2020-12-09
Published:
2020-12-09
Contact:
Changbin Li
CLC Number:
Lei Wu, Changbin Li, Liuming Wang, Xuhong Xie, Yuan Zhang, Jianmei Wei. Division and application of desert-oasis system in arid Northwest China based on ESA-LUC and MODIS-NDVI[J]. Journal of Desert Research, 2020, 40(6): 139-150.
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URL: http://www.desert.ac.cn/EN/10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00037
Fig.1 Location map of the arid northwestern China combined with spatial distributions of various factors (A.location map; B. spatial pattern of mountain-plain systems; C. ESP-LUC; D. MODIS-NDVI; E. air temperature; F. precipitation)
项目 | 流域 | |||
---|---|---|---|---|
石羊河 | 黑河 | 玛纳斯河 | 阿克苏河 | |
支流名称(自东向西) | 大靖、古浪、黄羊、杂木、金塔、西营、东大、西大 | 童子坝、大都麻、洪水河、民乐、大野口、山丹、梨园、洪水坝、马营、丰乐、讨赖 | 塔西、玛纳斯、宁家、金沟、大南沟、巴音沟 | 托什干、昆马力克、苛苛牙尔、台兰、克奇阿肯、喀拉玉尔滚 |
总面积/万km2 | 4.16 | 14.29 | 2.67 | 17.06 |
山区面积/万km2 | 1.01 | 2.79 | 0.90 | 4.26 |
出山径流总量/亿m3 | 15.6 | 37.55 | 11.00~13.00 | 32.70 |
平原区面积/万km2 | 3.15 | 11.50 | 1.77 | 12.80 |
行政隶属 | 甘肃 | 青海、甘肃、内蒙古 | 新疆 | 新疆 |
人口/万人 | 230 | 146 | 87 | 162 |
耕地面积/万hm2 | 37.12 | 38.40 | 27.33 | 56.70 |
年均气温/℃ | 6.24 | 7.03 | 6.36 | 9.84 |
年降水量/mm | 232.22 | 113.59 | 175.19 | 110.00 |
Table 1 Summary of the four selected representative basins
项目 | 流域 | |||
---|---|---|---|---|
石羊河 | 黑河 | 玛纳斯河 | 阿克苏河 | |
支流名称(自东向西) | 大靖、古浪、黄羊、杂木、金塔、西营、东大、西大 | 童子坝、大都麻、洪水河、民乐、大野口、山丹、梨园、洪水坝、马营、丰乐、讨赖 | 塔西、玛纳斯、宁家、金沟、大南沟、巴音沟 | 托什干、昆马力克、苛苛牙尔、台兰、克奇阿肯、喀拉玉尔滚 |
总面积/万km2 | 4.16 | 14.29 | 2.67 | 17.06 |
山区面积/万km2 | 1.01 | 2.79 | 0.90 | 4.26 |
出山径流总量/亿m3 | 15.6 | 37.55 | 11.00~13.00 | 32.70 |
平原区面积/万km2 | 3.15 | 11.50 | 1.77 | 12.80 |
行政隶属 | 甘肃 | 青海、甘肃、内蒙古 | 新疆 | 新疆 |
人口/万人 | 230 | 146 | 87 | 162 |
耕地面积/万hm2 | 37.12 | 38.40 | 27.33 | 56.70 |
年均气温/℃ | 6.24 | 7.03 | 6.36 | 9.84 |
年降水量/mm | 232.22 | 113.59 | 175.19 | 110.00 |
序号 | ESA-LUC | MODIS-NDVI | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
代码 | 类型 | 最小值 | 最大值 | 平均值 | ||
1 | 10 | Cropland-Rainfed | 旱作农田 | 0.05 | 0.96 | 0.61 |
2 | 11 | Herbaceous cover | 禾本科草地 | 0.03 | 0.96 | 0.46 |
3 | 20 | Cropland-Irrigated | 灌溉农田 | 0.02 | 0.99 | 0.62 |
4 | 30 | Mosaic cropland/tree | 农林混交 | 0.05 | 0.96 | 0.49 |
5 | 40 | Mosaic vegetation/tree | 人工林地 | 0.00 | 0.98 | 0.45 |
6 | 60 | Tree cover | 林地 | 0.37 | 0.92 | 0.81 |
7 | 61 | Tree cover | 0.44 | 0.90 | 0.74 | |
8 | 70 | Tree cover | 0.00 | 0.97 | 0.78 | |
9 | 72 | Tree cover | 0.00 | 0.02 | 0.01 | |
10 | 80 | Tree cover | 0.02 | 1.00 | 0.74 | |
11 | 90 | Tree cover | 0.74 | 0.91 | 0.85 | |
12 | 100 | Mosaic tree/shrub/herbaceous | 林灌草 | 0.00 | 0.98 | 0.68 |
13 | 110 | Mosaic herbaceous/tree/shrub | 草林灌 | 0.00 | 0.99 | 0.72 |
14 | 120 | Shrubland | 灌丛 | 0.00 | 0.91 | 0.19 |
15 | 122 | Shrubland deciduous | 落叶灌丛 | 0.02 | 0.70 | 0.14 |
16 | 130 | Grassland | 草地 | -0.09 | 1.00 | 0.26 |
17 | 140 | Lichens and mosses | 地衣苔藓 | 0.02 | 0.49 | 0.14 |
18 | 150 | Sparse vegetation | 稀疏草 | -0.03 | 0.90 | 0.21 |
19 | 170 | Tree cover | 树林植被 | 0.65 | 0.84 | 0.75 |
20 | 180 | Shrub or herbaceous cover | 灌&禾本科 | -0.06 | 0.99 | 0.55 |
21 | 190 | Urban areas | 城镇 | 0.01 | 0.90 | 0.41 |
22 | 200 | Bare areas | 裸地 | -0.05 | 0.99 | 0.10 |
23 | 201 | Consolidated bare areas | 固定裸地 | -0.02 | 0.86 | 0.08 |
24 | 202 | Unconsolidated bare areas | 非固定裸地 | -0.02 | 0.67 | 0.08 |
25 | 210 | Water bodies | 水域 | -0.30 | 0.99 | 0.23 |
Table 2 Statistics of ESA-LUC system corresponding to MODIS-NDVI in the arid northwestern China (2005)
序号 | ESA-LUC | MODIS-NDVI | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
代码 | 类型 | 最小值 | 最大值 | 平均值 | ||
1 | 10 | Cropland-Rainfed | 旱作农田 | 0.05 | 0.96 | 0.61 |
2 | 11 | Herbaceous cover | 禾本科草地 | 0.03 | 0.96 | 0.46 |
3 | 20 | Cropland-Irrigated | 灌溉农田 | 0.02 | 0.99 | 0.62 |
4 | 30 | Mosaic cropland/tree | 农林混交 | 0.05 | 0.96 | 0.49 |
5 | 40 | Mosaic vegetation/tree | 人工林地 | 0.00 | 0.98 | 0.45 |
6 | 60 | Tree cover | 林地 | 0.37 | 0.92 | 0.81 |
7 | 61 | Tree cover | 0.44 | 0.90 | 0.74 | |
8 | 70 | Tree cover | 0.00 | 0.97 | 0.78 | |
9 | 72 | Tree cover | 0.00 | 0.02 | 0.01 | |
10 | 80 | Tree cover | 0.02 | 1.00 | 0.74 | |
11 | 90 | Tree cover | 0.74 | 0.91 | 0.85 | |
12 | 100 | Mosaic tree/shrub/herbaceous | 林灌草 | 0.00 | 0.98 | 0.68 |
13 | 110 | Mosaic herbaceous/tree/shrub | 草林灌 | 0.00 | 0.99 | 0.72 |
14 | 120 | Shrubland | 灌丛 | 0.00 | 0.91 | 0.19 |
15 | 122 | Shrubland deciduous | 落叶灌丛 | 0.02 | 0.70 | 0.14 |
16 | 130 | Grassland | 草地 | -0.09 | 1.00 | 0.26 |
17 | 140 | Lichens and mosses | 地衣苔藓 | 0.02 | 0.49 | 0.14 |
18 | 150 | Sparse vegetation | 稀疏草 | -0.03 | 0.90 | 0.21 |
19 | 170 | Tree cover | 树林植被 | 0.65 | 0.84 | 0.75 |
20 | 180 | Shrub or herbaceous cover | 灌&禾本科 | -0.06 | 0.99 | 0.55 |
21 | 190 | Urban areas | 城镇 | 0.01 | 0.90 | 0.41 |
22 | 200 | Bare areas | 裸地 | -0.05 | 0.99 | 0.10 |
23 | 201 | Consolidated bare areas | 固定裸地 | -0.02 | 0.86 | 0.08 |
24 | 202 | Unconsolidated bare areas | 非固定裸地 | -0.02 | 0.67 | 0.08 |
25 | 210 | Water bodies | 水域 | -0.30 | 0.99 | 0.23 |
Fig.2 Conceptual framework of the "Type-Value" correspondance for reclassification of desert-oasis system along with the distribution of possible errors
分区 | 绿洲-荒漠植被 | 荒漠植被-荒漠 |
---|---|---|
石羊河流域 | 0.48 | 0.12 |
黑河流域 | 0.45 | 0.12 |
玛纳斯河流域 | 0.44 | 0.22 |
阿克苏河流域 | 0.43 | 0.15 |
西北干旱区 | 0.40 | 0.11 |
Table 3 NDVI thresholds for reclassification of the desert-oasis systems
分区 | 绿洲-荒漠植被 | 荒漠植被-荒漠 |
---|---|---|
石羊河流域 | 0.48 | 0.12 |
黑河流域 | 0.45 | 0.12 |
玛纳斯河流域 | 0.44 | 0.22 |
阿克苏河流域 | 0.43 | 0.15 |
西北干旱区 | 0.40 | 0.11 |
动态类型 | 植被类型 | 区域 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
石羊河流域 | 黑河 流域 | 玛纳斯河流域 | 阿克苏河流域 | 西北干旱区 | ||
单一 动态度 | 绿洲植被 | 2.03 | 3.49 | 2.86 | 2.88 | 2.15 |
荒漠植被 | 8.08 | 0.58 | -0.44 | 3.17 | 1.56 | |
荒漠 | -5.52 | -0.25 | -3.20 | -1.07 | 1.15 | |
综合 动态度 | 2.90 | 0.73 | 1.62 | 0.94 | 0.74 |
Table 3 Vegetation dynamics in the arid NWC and the four representative areas (2001 to 2015)
动态类型 | 植被类型 | 区域 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
石羊河流域 | 黑河 流域 | 玛纳斯河流域 | 阿克苏河流域 | 西北干旱区 | ||
单一 动态度 | 绿洲植被 | 2.03 | 3.49 | 2.86 | 2.88 | 2.15 |
荒漠植被 | 8.08 | 0.58 | -0.44 | 3.17 | 1.56 | |
荒漠 | -5.52 | -0.25 | -3.20 | -1.07 | 1.15 | |
综合 动态度 | 2.90 | 0.73 | 1.62 | 0.94 | 0.74 |
统计区 | P≤0.05 | P>0.05 | |
---|---|---|---|
SS>0 | SS<0 | 不显著 | |
石羊河流域 | 13 | 7 | 80 |
黑河流域 | 26 | 12 | 62 |
玛纳斯河流域 | 33 | 11 | 56 |
阿克苏河流域 | 11 | 17 | 72 |
西北干旱区 | 8 | 10 | 82 |
Table 4 Areal proportions based on statistical significance and Sen’s slope tested NDVI variations (%)
统计区 | P≤0.05 | P>0.05 | |
---|---|---|---|
SS>0 | SS<0 | 不显著 | |
石羊河流域 | 13 | 7 | 80 |
黑河流域 | 26 | 12 | 62 |
玛纳斯河流域 | 33 | 11 | 56 |
阿克苏河流域 | 11 | 17 | 72 |
西北干旱区 | 8 | 10 | 82 |
植被稳定性 | 植被类型 | 区域 | |||
---|---|---|---|---|---|
石羊河流域 | 黑河流域 | 玛纳斯河流域 | 阿克苏河流域 | ||
稳定区 | 绿洲植被 | 34(11%) | 42(4%) | 52(31%) | 107(9%) |
荒漠植被 | 42(14%) | 58(6%) | 4(2%) | 48(3%) | |
荒漠 | 43(14%) | 662(66%) | 32(18%) | 690(55%) | |
变化区 | 180(60%) | 240(24%) | 85(49%) | 409(33%) |
Table 5 Areal statistics of the stable and the unstable regions (104 hm2)
植被稳定性 | 植被类型 | 区域 | |||
---|---|---|---|---|---|
石羊河流域 | 黑河流域 | 玛纳斯河流域 | 阿克苏河流域 | ||
稳定区 | 绿洲植被 | 34(11%) | 42(4%) | 52(31%) | 107(9%) |
荒漠植被 | 42(14%) | 58(6%) | 4(2%) | 48(3%) | |
荒漠 | 43(14%) | 662(66%) | 32(18%) | 690(55%) | |
变化区 | 180(60%) | 240(24%) | 85(49%) | 409(33%) |
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Abstract |
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