当前世界环境

介绍

洪泛平原是地球上最重要、最肥沃的生态系统之一。这些是河流沿其河道形成的沉积光滑特征(Wooldridge and Morgan 1959;Wolman and Leopold 1970;Gregory and Willing, 1973)，其特征是周期性的河水泛滥和干湿交替。定期的洪水是泛滥平原的一个重要特征，它沉积了一层肥沃的土壤。由于这些土地的这种特征，世界上几个伟大的古代文明在洪泛区发展起来(Qi 2008)。随着时间的推移，这些洪泛平原吸引了世界各地更多的人口。这些洪泛平原遭到了侵蚀，大量的人类殖民地在这里发展起来。结果，洪泛平原的土地利用和土地覆盖发生了巨大的变化et al .,2016)。

土地利用(人类方面)和土地覆盖(生物物理方面)是用来理解人与自然关系的两个基本指标(Salaet al .,2000)。土地利用和土地覆盖变化(lulcc)重塑了自然景观，改变了地球系统的功能。(特纳et al .,1994;Lambinet al .,2001)。它是生物圈中最古老的人类现象(Turner II 2001;《地球百科全书》(2016)。土地利用包括人类为通过土地覆盖获得利益而实施的安排、活动和投入(粮农组织/环境规划署，1999年;Lillesand and Kiefer 2008;昌德尔et al .,2013)。另一方面，土地覆盖反映了地球表面和直接地下的生物物理状态，因此包括土壤物质、植被和天然水体(Campbell 1987;Lillesand & Kiefer 2008;Prakasam 2010;Brar 2013, 2014)。土地利用和土地覆盖是不同的术语，尽管这两个术语经常互换使用。土地利用是指人类如何利用土地。另一方面，土地覆盖是指覆盖土地的植被、结构或其他特征(Duhamel 2003;Braret al .,2014)。为了调查地球表面的变化，这两个术语被联合使用，因为人类影响土地利用和土地覆盖。这些变化的后果可以在地方、区域和全球环境、生物多样性、水和沉积物流动以及土壤条件上看到(特纳et al .,1994)。这些变化还导致人们和地方更容易受到自然和人为干扰(卡斯珀森)et al .,1995;Kabanda and Palamuleni 2013)。有关土地利用和土地覆盖变化的信息对了解对灾害的脆弱性、环境退化和规划无序增长非常有帮助。

目前的工作是努力了解景观变化的维度及其对利用地理空间技术进行可持续规划的影响。旁遮普的河滩被选为研究单位，它经历了土地利用和土地覆盖的几次变化，主要是农业用途(Brar和Chandel 2011)。本文的工作是利用遥感和地理信息系统来识别洪泛区土地利用和土地覆盖的变化。

研究区域

双鱼河发源于喜马拉雅山脉皮尔-潘加尔山脉罗唐山口附近的双鱼昆德。它全长460公里。在喜马偕尔邦(Himachal Pardesh)的丘陵地带覆盖了256公里的距离，并切断了塔尔瓦拉(Talwara)附近siwalik的Solasinghi山脉，进入旁遮普(Punjab)，在那里形成了洪泛平原(Singh and Kaur 2005)。在旁遮普平原，双鱼河被认为是一条重要的河流，有助于印度-恒河系统大平原的发展。双鱼河河漫滩的空中范围为北纬31°07 ' 08 "至32°08 ' 07 "，东经74°56 ' 25 "至75°54 ' 02 "(图1，资料来源:Landsat OLI 2015)。比斯河的泛滥平原被称为“贝特”。由于河流向西移动，它的东部比西部宽得多。崖状断崖的存在划定了它的西部边界，将它与高地平原分开，而在东部方向，它的范围一直延伸到Black Bein (Gosal 2004)。崖状绝壁的高度从6米到30米不等。该断崖的起源被认为是更新世构造隆升的影响(《阿姆利则公报》1976)。

图1:研究区域 点击此处查看图

比亚斯河泛滥平原包括Hoshiarpur的Dasuya Tehsil的大部分，Kapurthala的西部，Gurdaspur的东部以及阿姆利则，Tarn Taran和Jalandhar地区的边缘。泛滥平原上的定居点大小不一，从小村庄到像Mukerian和Sultanpur Lodhi这样的城镇。洪泛区的主要村庄有Begowal、Ratta Kadim、Khairanwali、Gopipur、Talwandi Choudhrian、Dulowal等。大多数村庄都是分散在洪泛区的小型村庄。农业是研究区农村人口的主要职业。他们甚至利用河岛这样的小块土地进行耕种。

数据来源及方法

分析一个时期内土地利用和土地的变化，是理解土地转型相关问题的重要任务。利用1989-2015年Landsat卫星遥感资料，提取了旁遮普省比亚斯河漫滩土地利用和土地覆被变化特征。遥感数据包括Landsat TM(1989)、Landsat ETM+(2000)和Landsat OLI(2015)影像。以上卫星图像的空间分辨率为30米。除了这些数据外，还使用了Survey of India Toposheets、GPS和Google Earth数据来对结果进行验证、验证和准确性评估。无云数据取自收获后(秋季)季节。使用同一季节的卫星图像也减少了与不同植被条件和太阳天顶角有关的问题。

采用无监督分类方法对卫星数据进行分类。遥感数据处理分类使用Erdas Imagine 2014，制图使用ArcGIS 10.3。验证后对分类进行进一步验证和重新排列(图2)。所有卫星影像的准确率均达到90%以上。通过分析，确定了14个类型的土地利用和土地覆被:河滩、黑贝因、Chakki Khad、森林、灌丛、多年生湿地、季节性湿地、池塘、沙地、荒地、农业、人工林、运河和聚落。

图2:方法 点击此处查看图

结果与讨论

土地利用及土地覆盖，1989

1989年，土地利用与土地覆被之比为86:14。在土地利用方面，农业用地占主导地位，占漫滩面积的83.71%。定居点占漫滩面积的1.55%。人工林和运河占比分别为1.05%和0.05%。湿地覆盖面积(多年生和季节性)为6.05%。双鱼河占河漫滩总面积的2.96%(表1)。主要集中在河漫滩沿岸的荒地和沙区分别占河漫滩总面积的2.23%和1.58%(图2(1))。其他0.83%的洪泛区被Black Bein、Chakki Khad、灌木丛、森林和池塘占据。

表1:土地利用和土地覆盖变化:1989-2015年

LULC类别	区(百分比)			百分比变化(1989-2015)
	1989	2000	2015
河比阿斯	2.96	2.95	2.48	-16.23
黑色拜因	0.32	0.30	0.28	-12.77
Chakki机构Khad	0.08	0.07	0.05	-37.43
森林	0.09	0.07	0.05	-47.47
实习医生风云	0.24	0.24	0.11	-56.40
常年湿地	3.02	1.75	1.50	-50.18
季节性湿地	3.03	2.82	1.80	-40.64
池塘	0．13	0.12	0.07	-46.46
沙地区	1.58	1.55	0.55	-64.92
贫瘠的土地	2.23	1．23	0．41	-81.77
农业用地	83.71	85.10	88.20	5.36
种植园	1.05	1.67	1.56	48.63
运河	0.05	0.05	0.09	65.45
定居点	1.55	2.09	2.86	84.44
	One hundred.	One hundred.	One hundred.

资料来源:Landsat TM、Landsat ETM+和Landsat OLI

土地利用及土地覆盖2000

在此期间，农业活动占漫滩总面积的85.10%。聚落、人工林和运河面积分别为2.09%、1.67%和0.05%。湿地(季节性和多年生)占4.57%。双鱼河占整个洪泛平原的2.95%，而其他土地覆盖类别占总面积的0.8%(图2(2))。

图3:1989年、2000年和2015年的土地利用和土地覆盖 点击此处查看图

土地利用与土地覆盖:2015

2015年，土地利用与土地覆被之比为93:07。农业是这一时期的主要活动，占漫滩面积的88.20%。聚落以农村聚落为主，分布于整个研究区，占漫滩面积的2.86%。人工林和运河分别占河漫滩面积的1.56%和0.09%。在土地覆盖方面，湿地面积占总面积的3.30%。河滩面积占2.48%，沙地、荒地、黑拜因、灌丛、池塘、森林和Chakki Khad面积分别占0.55%、0.41%、0.28%、0.11%、0.07%、0.5%和0.5%(图2(3))。

土地利用与土地覆盖变化:1989-2015

研究期间的土地利用和土地覆盖变化呈现出巨大的变化。1989年、2000年和2015年的土地利用与土地覆被类别之比分别为86:14、89:11和93:07，基本消除了自然区域。农业用地面积增加95.23 km²(5.36%)。1989 - 2015年，人类住区规模增长88.44%。其他土地利用类型人工林和运河分别增加了48.63%和65.45%。另一方面，自然土地覆盖面积损失了很大一部分。在此期间，所有种类的土地覆盖都失去了相当大的份额。损失面积最大的类型依次为荒地(81.77%)、沙地(64.92%)、灌丛(56.40%)、湿地(多年生50.18%，季节性40.64%)和森林(52.80%)。1989 - 2015年出现面积减少的其他土地覆被类型依次为:池塘(46.46%)、Chakki Khad(37.43%)、河双鱼(16.23%)和黑鹤(12.77%)。

土地利用和土地覆盖变化的影响因素

1989 - 2015年，人为活动是lulcc的主要影响因子。土地利用面积的扩大是以土地覆盖面积为代价的。塘坝、人工堤防和运河的建设是变化的主要因素。减少了向河流的放水量，控制了洪水，阻塞了湿地的补给点。由于这些原因，河流的面积缩小了。这也为清除湿地和将贫瘠土地转为农业活动铺平了道路。Terkiana Jhil(黑拜因的原始来源)被清除用于农业，黑拜因与沙阿运河的人工水道相连。沿河非法采砂减少了沙下面积。此外，该地区的农业机械化和交通网络的发展夸大了变化的过程。即使是小河间岛屿也不能免于人类的影响，并被用于农业。 Agricultural land is further contributed to expand other human activities i.e. plantation and settlements. People started to grow trees in the flood prone area due to their more resistivity to the floods than crops. Increasing population in the area also contributed to expand settlements.

结论

通过分析一个地区的土地利用和土地覆盖，可以更好地理解人与环境的关系。从土地利用与土地覆盖的比例可以看出两者关系的不平衡。从这部分可以更好地理解人为或自然过程的主导作用。旁遮普比亚斯河滩不同时期的土地利用和土地覆盖数据表明，人类活动正在取代自然过程。这是人与自然关系枯竭的明显迹象。1989年河漫滩土地利用面积与土地覆被面积之比为86:14，表明人类活动已经超过了河漫滩的自然过程。2000年和2015年，土地利用与土地覆被的比值分别为89:11和93:07。随着人类活动的增加，河漫滩的自然资源正在逐渐枯竭。土地利用比例的增加也增加了洪水的脆弱性。有必要检查洪泛区的人类活动和自然资源的保护。

确认

这篇文章是作者作品的一部分。本文作者在博士期间获得了高级博士奖学金。我们也感谢美国地质调查局(USGS)允许我们免费从他们的网站下载Landsat TM, Landsat ETM+和Landsat OLI图像。

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