精品内蒙古自治区科技计划项目研究建议书文档格式.docx

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巴润别立镇土地利用/覆盖变化及生态安全格局研究

申报盟市部门

N

A、呼和浩特市B、包头市C、赤峰市D、乌海市

E、鄂尔多斯市F、二连浩特市G、通辽市H、满洲里市I、乌兰察布市J、兴安盟K、锡林郭勒盟L、呼伦贝尔市M、巴彦淖尔市N、阿拉善盟

承担单位

宁夏农林科学研究院

所属技术领域

A、信息B、自动化C、材料D、能源E、交通电力F、农业G、畜牧业H、资源I、环保J、生物医药K、社会公益L、其他

H

申报项目类别

A、攻关B、推广C、星火D、火炬E、软科学F、科技合作G、专利实施H、园区基地I、盟市能力建设等

A

主要研究内容（100字以内）

利用遥感、地理信息系统和统计分析等方法，基于TM和SPOT遥感图像，在重建研究区1990、2000、2010年土地利用/覆盖变化过程的基础上，研究20年间绿洲空间扩展、面积变化、荒漠化及其对周边生态环境的影响，总结景观格局分布规律，遥感反演植被生产力，并试图结合地下水、气象、植被及样点调查等数据构建水资源约束下的生态安全格局。

主要技术经济指标（100字以内）

基于TM/SPOT卫星图像的巴润别立镇1990、2000、2010年土地利用/覆盖变化图；

公开发表论文3篇，其中2篇发表在核心期刊。

创新点及可能获得的成果和知识产权

基于遥感和地理信息系统技术，运用景观生态学原理，研究巴润别立镇生态景观格局变化过程及规律，结合地下水、气象、植被及样点调查等数据构建水资源约束下的生态安全格局；

联系人

吴精忠

Mail地址

经费概算（万元）

总投资

20.0

申请拨款

实施年限

二年

申报年度

2011

一、项目概述

（一）项目提出的背景、意义及必要性

绿洲是在干旱气候条件、结合水文地貌、人类活动等诸多因素的综合影响下形成的干旱区独有地域景观，其中水是第一位，水资源主要形成于山区，而在绿洲内平原内进行开发利用，这种异地产水，异地利用的西北水资源特点，使得水资源在空间分配上具有可变性，在自然条件下，山区水资源进入绿洲后，经多次转化而形成地下水资源，并使绿洲地下水资源分布达到自然平衡，绿洲区域人类对地表水、地下水资源开发利用，人工绿洲不断扩大，打破了原来的平衡，因此，绿洲生态系统及其脆弱，其演替有两个极端相反的方向，绿洲化和荒漠化。

研究干旱区绿洲土地利用/覆盖变化过程，不同景观类型与水分的作用关系，构建水资源约束下的生态安全格局，调控景观构成与分布,对防止绿洲生产力衰退，实现绿洲经济的可持续发展具有重要意义。

（二）研究开发目标和内容

（三）项目形成成果、知识产权及完成时间

基于TM/SPOT卫星图像的巴润别立镇1990、2000、2010年土地利用/覆盖变化图，完成时间2012年12月；

公开发表论文2篇，其中1篇发表在核心期刊，完成时间2012年12月。

二、项目立项的必要性及市场需求分析

（一）项目研究开发的必要性

由于曾经过度放牧、砍伐和肆意乱采滥挖肉苁蓉、发菜及捕蝎子等，加速了巴润别立镇草场的退化和沙化，腾格里沙漠逐年东移,直接威胁着银巴路和贺兰山,生态环境受到了极大的破坏。

沙漠的侵蚀导致草场植被的退化和生物多样性的减少，植被覆盖率降低了30-80%，家畜可食牧草的种类由130余种减少为20余种，1公顷草场的鲜草产量仅有200公斤。

草场的退化加速了沙漠化的进程，同时土地的沙漠化又带来了新的草场退化的恶性循环。

经过了四十多年的连续提取，巴润别立镇井灌区的地下水平均下降了4米，年取水量超过容许值的180%。

大量抽取地下水，使得“千湖沙漠”之称的腾格里沙漠的湖泊大部分干枯，草场沙化、退化不断弱化水土的涵养功能，巴润别立镇有限的地下水资源已无力承载9万多亩传统耕作模式的生产用水，如何转变生产方式，积极发展节水农业和生态农业已成为巴润别立镇政府和广大农牧民必须要克服和解决的现实问题。

土地利用/覆盖变化（LUCC）是人类活动驱动下地球表面最显著的表现形式之一，因此，研究干旱区绿洲土地利用/覆盖变化过程，不同景观类型与水分的作用关系，构建水资源约束下的生态安全格局，调控景观构成与分布,对防止绿洲生产力衰退，实现绿洲经济的可持续发展具有重要意义。

（二）项目的市场需求分析

巴润别立镇草地退化、水资源枯竭、绿洲生态安全等问题已经成为制约该区域发展的重要因素，从人类活动驱动下地球表面最显著的表现——土地利用/覆盖变化（LUCC）出发，构建水资源约束下的生态安全格局，调控景观构成与分布,对防止绿洲生产力衰退，实现绿洲经济的可持续发展具有重要意义，是当前急需开展研究的战略性、前瞻性课题。

三、相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内、区内现有工作基础

（一）国内外技术现状、专利等知识产权情况分析和国内、区内现有工作基础

通过探讨景观生态学中景观指数的生态意义，分析和评价土地利用变化的生态环境效应，探索土地利用格局与生态过程的相互影响机理，在国内已经比较成熟，但景观指数不能很好的揭示土地利用变化与生态环境变化的内在机理，而且有时某种土地利用类型的变化并不能完全表征生态环境的变化，因此在研究区典型空间部位网格法布设样带，进行土地利用变化与生态环境响应内在机理方面的研究不足，并且缺乏对生态响应微观机理的定量评价研究；

从研究地域的分布来看，已有的研究多集中在新疆和河西走廊绿洲区，对河套平原绿洲区的研究甚少。

鉴于此，选择腰坝绿洲为研究对象，在科学地把握土地利用/覆盖变化和景观生态过程及规律的基础上，进一步选取典型空间部位布设样带，运用空间网格法采集土壤、水、大气等生态环境要素的样品进行测定，结合遥感手段监测的植被和地表温、湿度状况，基于地统计分析方法探索LUCC引起的生态环境效应的内在作用机理和定量化描述研究。

（二）国内外技术发展趋势

四、主要内容

（一）主要目标

（1）通过遥感技术摸清腰坝绿洲进20年来的空间扩展、面积变化过程。

（2）通过3个时期20年的动态监测数据，研究巴润别立镇生态景观格局变化过程及规律。

（3）结合地下水、气象、植被及样点调查等数据构建水资源约束下的生态安全格局，为区域可持续发展提供决策依据。

（二）研究、开发内容

（1）通过对1990、2000、2010年三个时期的TM假彩色卫星图像的解译，同时配合已有研究资料和一定的实地调查，查清近20年间腰坝绿洲空间扩展、面积变化、荒漠化及其对周边生态环境的影响。

（2）运用GIS中的空间分析功能，研究巴润别立镇生态景观格局变化过程及规律。

（3）对个景观类型的生态效应指标进行典型样点测定，并采用空间差值分析方法进行分析，将实测点数据差值转换成GRID栅格面数据。

（4）试图结合地下水、气象、植被及样点调查等数据构建水资源约束下的生态安全格局。

（三）项目的技术关键，包括技术难点、创新点

技术难点：

遥感指标与非遥感指标的结合，以及测定样点的指标的空间尺度效应与尺度转换。

创新点：

基于遥感和地理信息系统技术，运用景观生态学原理，总结巴润别立镇生态景观格局变化过程及规律，重点开展研究区绿洲扩展和生态环境监测，研究其时空变化规律及其对生态环境的响应，结合地下水、气象、植被及样点调查等数据构建水资源约束下的生态安全格局，为区域可持续发展决策提供科学依据。

（四）主要方法、技术路线和措施等

本项目为了获取巴润别立镇生态景观的空间和数量变化特征，以遥感为主要技术手段，并辅以地理信息系统技术进行综合监测，进而结合地下水、气象、植被及样点调查等数据构建水资源约束下的生态安全格局。

其中遥感技术主要包括数字图像预处理技术、专题信息提取技术，地理信息系统技术主要包括空间分析、叠加嵌套。

五、技术经济效益分析

（一）经济、社会效益分析

巴润别立镇草地退化、水资源枯竭、绿洲生态安全等问题已经成为制约该区域发展的重要因素，从人类活动驱动下地球表面最显著的表现——土地利用/覆盖变化（LUCC）出发，构建水资源约束下的生态安全格局，调控景观构成与分布,是当前急需开展研究的战略性、前瞻性课题，研究成果对防止绿洲生产力衰退，增加农牧民收入、实现绿洲经济的可持续发展等方面发挥间接效益。

（二）推广应用前景分析（产业化可行性）

研究成果将对该区域调控景观构成与分布，形成合理的生态景观格局，维护绿洲安全等方面提供重要的决策依据，成果对内蒙古自治区乃至西北干旱区同类地区也具有很好的应用前景。

六、计划实施年限、经费预算及来源渠道

（一）年度计划及进度安排

本项目计划2年完成（2012.1—2013.12），具体进度安排如下：

2012年1－2月：

制定项目研究计划，实施方案。

2012年2月－5月：

购买卫星影像数据，通过实地调查，建立解译标志。

2012年6－7月：

处理1990年遥感图像，提取土地利用信息。

2012年8－9月：

处理2000年遥感图像，提取土地利用信息。

2012年10－11月：

处理2010年遥感图像，提取土地利用信息。

2012年12月：

通过GIS技术，进行土地利用空间变化分析。

2013年1－3月：

开展绿洲空间扩展、面积变化过程研究。

2013年4－6月：

野外校对解译结果，形成土地利用变化空间数据库。

2013年6－7月：

结合项目测得的样点数据，分析景观格局与水资源的关系。

2013年8－9月：

针对主要作物开展投入产出调查。

2013年10-12月：

研究资料整理归档，撰写研究报告，总结验收。

（二）经费预算

1、科技项目经费预算表单位：

万元

经费分项名称

申报数

备注

设备仪器购置费

0.7

GPS测图仪

研究开发材料费

3.8

LandsatTM遥感影像2景，SPOT遥感图像1/4景，专题图件的购买

分析测试费

2.7

图形数字化、数据库建设、图像处理、土壤指标测定、试剂

良种培育费

技术资料费

1.6

版面费、资料复印等

设备安装费

0.8

水分测试探管预埋

设备加工费

0.3

野外测试设备防护箱

试验补助费

1.5

用于研究生补助等

技术咨询费

1

用于专家咨询

论证调研费

3.0

野外考察用车费、住宿费等

技术培训费

参加学术会议交流

项目鉴定费

项目管理费

1.2

按照6%计算

其它

其它不可预见性费用

合计

20

2、主要科研设备以及材料购置明细表

名称

规格

数量

单价

金额

精度5米

LandsatTM遥感影像2景，SPOT遥感图像1/4景，专题图件

4.5