当前世界环境

介绍

由于许多因素的影响，地球表面不断发生变化，其中许多是人为的。¹世界上只有少数景观仍处于自然状态。²根据政府间气候变化专门委员会2019年的报告，人为利用对全球70%以上的陆地表面产生了直接影响。^3.土地利用和土地覆盖的变化是快速、动态和广泛的，这反过来又对地方、区域和全球范围内的自然生态系统产生不利影响。⁴LULC是描述与自然过程和人为活动有关的环境的重要工具。^{5、6、7、8}LULC变化被认为是研究全球变化与可持续发展的重要课题。^{9、10、11、12、13、14、15}近50年来，集水区LULC的变化导致了湿地生态系统的污染、退化和灾难性的减少。^16、17自1990年以来，约84%的湿地发生了生态变化，现有湿地的50%已经消失。¹⁸地表温度变化对地表地理具有重要影响。¹⁹人类一直在改变自然土地覆盖，以满足人类日益增长的经济、社会、政治、宗教、娱乐等需求。^20.

研究发现，人口增加和相关的人类活动，特别是森林砍伐、工业的快速增长和城市化，是造成土地利用价值变化的最主要因素。²¹在这些因素中，人口增长的增加被认为是导致全球LULC变化的主要因素。^20日22人口的快速增长导致人们迁移到脆弱的生态系统，如湿地、湖泊和森林，导致农田和城镇的扩张，以牺牲自然土地覆盖为代价。^20.这些变化对自然环境以及生活在那里的人们的社会和经济状况产生了重大影响。²³

世界各地的生态学家都在关注土地利用变化的负面影响，特别是当涉及到水生生态系统时。²⁴为了解决诸如湿地破坏、农田和野生动物栖息地丧失以及不受监管的开发实践等紧迫的环境问题，有必要评估自然环境中的土地利用价值变化。^18日,25对土地利用价值的研究不仅包括对现有土地利用价值变化的分析，还可以用于预测未来的变化。²⁶因此，现有土地利用价值的信息对于更好地理解景观动态、更好地决策和实施管理策略以满足人类日益增长的需求至关重要。^{27 28 29}

1970年代早期的大多数研究都是通过详尽的地面调查和对航空照片的解释进行的。^30.自1970年代以来，已经发射了许多卫星系统，以获取有关地球资源的信息。³¹在过去的50年里，³²遥感技术已成为测绘、分析和监测自然资源特别是水生生态系统空间信息的不可或缺的工具。遥感与GIS相结合，以更短的时间、更低的成本、更高的精度提供信息，是研究土地覆盖时空变化的有效有力工具。^{33、34 34}由于卫星影像的多时段可用性和影像处理软件的快速发展，大多数研究人员使用卫星数据来绘制土地利用变化图。^35、36、37

克什米尔喜马拉雅地区的湿地缺乏关于其空间范围及其如何随时间变化的数据。³⁸在过去的50年里，由于几次人为活动，克什米尔山谷的土地利用价值发生了变化，为多种环境挑战提供了充分的机会。³⁹在克什米尔谷地众多湿地的分水岭上，不受控制和不受管制的人类活动空前频繁，造成了严重的景观变化。^20.最显著的原因，特别是在过去30年里，是人口的迅速增长、农业技术的变化、城市化的扩大、森林砍伐、经济增长和发展项目的实施等等。¹⁸许多研究人员指出，人口增长已经影响到森林、农场、建筑和园艺领域，前两种土地用途减少，而建筑和园艺领域增加。⁴⁰必须制定全面的土地利用政策，以避免以牺牲自然土地覆盖为代价的多种土地用途的不可持续扩张。夏拉博湿地生态系统的景观变化尚未得到监测。夏拉博湿地生态系统的水质和生物设置可能受到流域LULC模式变化的影响。沙拉博湿地是鱼类、水禽和其他野生动物的栖息地。因此，本研究的重点是通过LANDSAT TM和LISS IV卫星图像，检测和量化1990 - 2018年沙勒堡湿地由于各种人类活动而发生的LULC变化。

研究区域

Shallabugh湿地位于斯利那加市西北约20公里处的Ganderbal地区。湿地海拔约1580米，地理坐标为北纬34º10′，东经74º42′(图1)。湿地主要由安恰尔湖以及信德河和杰勒姆河的众多支流提供水源。⁴¹湿地是候鸟的重要分期和越冬基地。更重要的是，生态系统是不同种类水禽的繁殖区。水体有广泛的大型植物芦苇床芦苇和香蒲angustata丰富的;丰富的睡莲属产于开阔水域和草席上浮萍属小在某些地区。附近可以看到柳树种植园和稻田。因此，该地区是水禽极其重要的栖息地。泥沙淤积、农业活动、侵蚀、放牧和污染导致的LULC模式的广泛变化导致了选择沙勒博湿地进行评估。

图1:沙勒博湿地地图。 点击此处查看图

为编制土地利用和土地利用资源地图所采用的数据和方法

卫星图像是绘制任何地理区域随时间变化的LULC变化检测的主要数据来源。使用两个或两个以上日期的卫星图像在遥感方法中用于研究和测量LULC变化是很常见的。为了进行比较，至少需要两张多光谱卫星图像。利用地球探测器获得的LANDSAT TM(1990年9月15日)和海德拉巴国家自然科学委员会获得的LISS IV(2018年10月18日)对沙勒堡湿地的LULC变化进行了评估。利用秋季的图像，考虑到该地点的植被属性，最大限度地减少季节变化的影响，获得更好的结果。表1列出了用于评估景观动态的卫星数据的规格。

当从多个来源收集空间数据时，需要所有数据集准确重叠。所有的地图都必须是同一投影系统的地理参考。在地理参考中，将来自任意坐标系的未经校正的原始图像转换为地图投影坐标系。图像像素的定位和校正，以对准和适应现实世界的地图坐标。在重采样过程中采用了最近邻技术。利用GPS(全球定位系统)从多个映射的LC类中获取场特征，并将其与匹配的图像属性相关联，从而实现可疑区域的地面真相。在对地面进行真实处理和开发解释键后，在屏幕上对图像进行视觉评估，并使用Arc-GIS对不同类型的LULC进行划分软件为了绘制不同的LULC类别，从选定的卫星数据波段创建的假彩色合成(FCC)图像被用于屏幕上的视觉解释。不同LULC类别的百分比变化由下式求得⁴²：

其中K表示LU变化的百分比年龄，U_一个和你_b分别表示一个周期开始和结束时的LU类型。正值表示LU面积增加，负值表示LU面积较前一年减少。图2描述了本调查中使用的方法流程图。

表1:沙勒博湿地LULC变化的空间数据。

图2:用于开发LULC地图的示意图方法 点击此处查看图

结果

LULC地图描绘了几个LULC类别的空间分布和范围。夏拉博湿地的LULC变化较大。研究区域内各类LULC的描述分别见图3、图4和表2。1990年和2018年为沙勒博湿地生成的LULC地图，间隔28年，显示了7个不同的LULC类别，即大型植被、混合人工林、开放水域、放牧地、农田、建成区和菜地。1990年和2018年，植被面积分别为33.87%和32.36%，其次为混交林(28.06%和28.70%)、开阔水域(1.84%和1.65%)、草地(2.23%和1.59%)、农业(31.17%和30.35%)、建筑(2.05%和3.83%)和菜地(0.77%和1.51%)。在研究评估的所有时间段内，研究区所有已定义的LULC类别中，大型植物植被所占份额最高，菜地所占份额最低。

利用LANDSAT TM(1990)和LISS IV(2018)卫星数据绘制的LULC地图显示了1990 - 2018年夏拉博湿地LULC的变化。大型植被、开阔水域、放牧地、农田面积减少，混合人工林、建筑用地、菜地面积增加。植被覆盖面积从1990年的864.60 ha减少到2018年的826.08 ha，减少38.52 ha(4.4%);开阔水域面积从1990年的47.00 ha减少到2018年的42.17 ha，减少4.83 ha(10.3%)。放牧面积减少了约16.34%Ha(28.6%)，从1990年到2018年。结果还表明，农业用地面积从1990年的795.65 ha减少到2018年的774.74 ha，减少20.91 ha(2.6%)。混交林面积从1990年的716.36公顷增加到2018年的732.80公顷，增加了16.44公顷(2.28%)。建成区面积从1990年的52.42公顷增加到2018年的97.72公顷，增加了45公顷(86.8%);菜地面积从1990年的19.76公顷增加到2018年的38.62公顷，增加了18.86公顷(96.1%)。

图3 1990年夏拉博湿地的LULC分类。 点击此处查看图

图4:2018年夏拉博湿地的LULC等级。 点击此处查看图

表2 1990 - 2018年夏拉博湿地不同类型LULC下面积及LULC格局变化

讨论

对shalabough湿地的LULC地图的评估显示，在1990年至2018年期间，几乎所有的LULC类别都发生了显著变化。这些变化在很大程度上归因于驱动LULC变化的人类活动。⁴³开放水域下面积显著减少4.83Ha(10.3%)从1990年到2018年。开放水域面积减少的主要原因是信德纳拉及其支流的沉积物不断流入，这些沉积物直接沉积到湿地中，降低了湿地的持水能力。^18日,44由于向人工林的转变，大植植被面积减少38.52 ha(4.4%)。^20.湿地的深度已大大减少，大部分湿地已变成沼泽，导致大型植物植被覆盖面积和开放水域面积减少。观察到的另一个显著变化是减少了20.91在同一时期，放牧地的Ha(2.2%)。放牧用地减少的主要原因是农用地的减少。混交林面积增加了16.44 ha(2.28%)，这可归因于当地和信德林业局的造林努力。⁴⁴

在本研究中观察到的最显著的变化之一是建成区面积增加了45公顷(86.8%)，菜地面积增加了18.86公顷(96.1%)，农业用地减少了20.91公顷(2.6%)。菜地和建设面积增加的主要原因是农用地和大型植被面积的转换。^18日,44由于商业、住宅和其他基础设施项目的建设，以牺牲农业用地为代价，对土地的需求日益增加，农用地正在被改造成建筑物。一些作者已经报道了快速城市化导致的农业用地流失。^{18日,44岁,45岁,46岁,47岁}

结论

土地利用变化是地球表面上一个常见的动态现象。一种土地利用覆盖的变化也会导致另一种土地利用覆盖的变化。对于管理和土地利用规划任务，了解土地利用变化是非常必要的。在土地利用变化规律分析中，遥感和GIS技术得到了广泛的应用。本研究使用LANDSAT TM和LISS IV卫星图像以及Arc-GIS软件来展示1990 - 2018年夏拉博湿地的LULC动态模式。研究表明，在过去的28年(过去的30年)里，夏拉博湿地的土地利用价值发生了巨大的变化。建成区面积、菜地面积、混交林面积均有显著扩大。另一方面，在大型植被、开阔水域、放牧地和农田中观察到减少。人口增长和发展活动对土地利用变化的影响在本研究中得到了清楚的证明。土地利用的任何变化对沙勒博湿地的生态美都至关重要，因为它是鱼类、水禽和其他野生动物的栖息地。因此，加强沙勒博湿地的生态平衡是需要引起重视的。

利益冲突

所有的投稿作者声明没有冲突的兴趣。

资金来源

作者声明没有任何资金，赠款或其他支持

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