水土保持與荒漠化防治中3S技術(shù)的應(yīng)用探索

彭保羅

（貴州大學(xué)，貴州 貴陽 550000）

水土保持與荒漠化防治中3S技術(shù)的應(yīng)用探索

彭保羅

（貴州大學(xué)，貴州 貴陽 550000）

在當(dāng)今時代，我國在信息獲取以及儲存過程中已廣泛應(yīng)用3S技術(shù).3S技術(shù)具體應(yīng)用在水土保持和荒漠化的防治以及地理定位分析等方面.主要做法是通過利用3S技術(shù)對實際數(shù)據(jù)的精確處理，科學(xué)、合理的減少野外工作量，并對荒漠中水土流失情況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，以保持水土平衡.本文首先對3S技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的概述，并分析了水土流失與荒漠化的成因和危害，最后分別闡述了3S技術(shù)在水土保持與荒漠化中的防治作用.

水土保持；荒漠化；成因；危害；3S技術(shù)；防治作用

1 前言

就目前狀況而言，由于自然環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致我國生態(tài)資源出現(xiàn)緊缺的現(xiàn)象，我國環(huán)境正處于危險的邊緣，環(huán)境問題已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國社會經(jīng)濟的發(fā)展.相伴而來的水土流失和荒漠化的范圍也在不斷擴大，正確運用3S技術(shù)可以有效防治水土流失以及荒漠化的問題.3S技術(shù)主要包括全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)以及地理環(huán)境系統(tǒng).地理環(huán)境技術(shù)的主要功能是分析區(qū)域空間數(shù)據(jù)，全球定位系統(tǒng)的主要功能是對環(huán)境監(jiān)測進(jìn)行準(zhǔn)確、及時的定位，而遙感技術(shù)主要功能是為環(huán)境監(jiān)測與調(diào)節(jié)提供更多的信息資源.在水土保持與荒漠化的防治過程中，合理應(yīng)用3S技術(shù)，可以建立健全、完整的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，最終實現(xiàn)實時管理水土流失以及荒漠化的目的.

2 主要概念

2.1 3S技術(shù)的概述

3S技術(shù)指的是Remotesensing，RS，即遙感技術(shù)、Geographyinformationsystems，GIS即地理信息系統(tǒng)以及Globalpositioningsystems，GPS即全球定位系統(tǒng)這三大技術(shù)的統(tǒng)稱.3S技術(shù)通過計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、空間技術(shù)、衛(wèi)星定位以及導(dǎo)航技術(shù)、通訊技術(shù)的應(yīng)用，采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用相應(yīng)的空間信息.

遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)以及全球定位系統(tǒng)的優(yōu)缺點如下圖表所示：

遙感技術(shù) 地理信息系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)優(yōu)點 能實時高效地獲取大面積的區(qū)域信息能快速地給出目標(biāo)的位置，對空間數(shù)據(jù)的精確定位具有特殊意義缺點 數(shù)據(jù)定位及分類精度差 獲取數(shù)據(jù)困難 本身通常沒有辦法給出目標(biāo)點的地理屬性有較強的空間查詢、分析和綜合處理能力

根據(jù)以上圖表，我們可以通過有機整合成“3S”集成技術(shù)，以便更有效地充分利用它們各自的技術(shù)特點，發(fā)揮出“3S”中各項技術(shù)的優(yōu)勢.

2.2 水土流失與荒漠化的概述

簡單來說，水土流失指的就是人類在實際中無節(jié)制地利用土地環(huán)境，尤其指我國對水資源和土地資源的不合理開發(fā)，從而導(dǎo)致土壤的地表覆蓋物受到人為破壞，土壤遭到破壞的同時引發(fā)土質(zhì)養(yǎng)分流失，最終將會出現(xiàn)巖石裸露的現(xiàn)象.水土流失主要可分為水力侵蝕、重力侵蝕以及風(fēng)力侵蝕三種現(xiàn)象.在自然情況下，水土流失是一個極其緩慢的過程，并且其能夠與土壤環(huán)境處于一個平衡狀態(tài)，但是由于日益增加的人類生產(chǎn)的活動，嚴(yán)重破壞了地表環(huán)境，從而加快了水土流失的速度，導(dǎo)致我國環(huán)境資源遭到嚴(yán)重破壞.

荒漠化主要指的是我國干旱地區(qū)出現(xiàn)半干旱、干旱的土地資源退化等現(xiàn)象.這類現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因由于當(dāng)?shù)丨h(huán)境發(fā)生變異，人類不加節(jié)制的進(jìn)行開采活動所致.這類現(xiàn)象主要以荒漠化為表現(xiàn)形式，非荒漠化的環(huán)境逐漸向荒漠化的環(huán)境轉(zhuǎn)變也是其另外一種表現(xiàn)形式.荒漠化的治理主要是針對于我國防風(fēng)固沙的工作.隨著我國荒漠化進(jìn)程的不斷加快，導(dǎo)致我國絕大部分地區(qū)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象.荒漠化的危害是對當(dāng)?shù)氐耐寥蕾Y源有一定的直接影響，會導(dǎo)致當(dāng)?shù)赝寥郎a(chǎn)力大幅度下降，甚至有可能對當(dāng)?shù)刂車h(huán)境造成嚴(yán)重的污染.這在一定程度上阻礙了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的快速發(fā)展，從而嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厝嗣竦纳钏胶唾|(zhì)量.

3 水土流失和荒漠化的主要成因

3.1 水土流失的主要原因

引發(fā)水土流失的主要原因既包括自然原因，又包括人為原因.

其自然原因主要包括地貌、氣候、土壤的地面組成物質(zhì)、植被等.我國容易發(fā)生水土流失的主要原因是其地質(zhì)地貌條件和氣候條件.就我國而言，我國是一個有著諸多山峰的國家，在世界上黃土分布的廣闊程度也是名列前茅.大多數(shù)地區(qū)的山地、丘陵和黃土地區(qū)有著連綿起伏的地形.就氣候而言，我國的絕大部分地區(qū)處于降雨量集中、且多為暴雨天氣的季風(fēng)氣候區(qū).黃土或松散的風(fēng)化殼在沒有植被保護的條件下，其非常容易發(fā)生侵蝕現(xiàn)象.

地表土壤的加速破壞、生產(chǎn)建設(shè)活動移動的不合理，以及戰(zhàn)亂等這些人為活動就是其人為原因.開礦、陡坡開荒、不合理的林木采伐、草原過度放牧、修路、采石等生產(chǎn)建設(shè)活動是引發(fā)水土流失的主要原因.就我國而言，我國人口眾多，所需糧食和資源也較多，在這種情況下，我們?nèi)詰?yīng)運用合理的方式促進(jìn)生產(chǎn)力，合理的開墾土地，遵從因地制宜的自然規(guī)律，合理的利用土地資源，保護植被和原本穩(wěn)定的地形.

綜上可知，為了促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展，以及避免對土地造成了無法彌補的傷害，我們還需要采取一些符合水土保持的合理的建設(shè)和資源采集.

3.2 土地荒漠化的原因

土地荒漠化的原因也有很多.其原因也分為自然原因和人為原因.

3.2.1 自然原因

①充足的沙源.土地荒漠化的一大重要原因是充足的沙源.充足的沙源主要是土地的組成和結(jié)構(gòu)引起的，這是無法避免的.

②變化異常的氣候.在近幾十年，全球氣候不斷變暖，持續(xù)的高溫天氣加速蒸發(fā)了土地上的水分.正因為這變化較為異常的氣候，土壤含水量再不斷減少，這漸漸加快了土地的荒漠化速度.

3.2.2 人為原因

①不合理的開荒.在生產(chǎn)過程中，為了解決我國糧食問題，某些人們則會將本不適合耕種的土地開墾出來，并把它們作為農(nóng)田使用.這樣的做法是不能合理使用土地資源的，既不能增加糧食產(chǎn)量，甚至有可能使原本貧瘠的土壤變得更加貧瘠.

②放牧過度.在牧場中，牧民為了提高自己的生活水平，擴大了放牧的范圍，增加了動物的數(shù)量.但這樣做的直接后果是放牧過度，最終導(dǎo)致大自然的天然草坪被破壞.

③不合理的挖采.為了高額的利益，很多人也加入了采礦的隊伍，但由于他們?nèi)狈I(yè)人士的指導(dǎo)，無法有序的進(jìn)行挖采工作，還會極大程度地嚴(yán)重破壞土地.因此，不合理的采礦也會造成土地的沙漠化的重要原因.

④樹木砍伐.樹木的保護可以使土地不會輕易荒漠化.但絕大多數(shù)人并不明白這一觀點，或者就算是明白也不愿意放棄自己的利益來源途徑.他們?nèi)我獾乜撤淠?，盡管有很多環(huán)保人士大力參與種植樹木的活動，但種植遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上砍伐的速度.一旦樹木走向死亡的道路，土地也就失去了樹木對它的保護，不得不走向荒漠化的悲慘局面.

⑤水資源的浪費.水資源浪費現(xiàn)象在我國多有發(fā)生.在我國的西北地區(qū)，水資源極其短缺，缺水已成為一個不容忽視的大問題.人類缺少水分，我們可以自己去尋找水源，但是植物卻沒有這種能力，一旦植物缺少了水的供給，植物就只能走向死亡之路.

4 水土流失和荒漠化的危害

水土流失和荒漠化對比而言，它們是兩種不同的現(xiàn)象，但它們造成的危害卻有著很多相似點.要說它們造成的危害有什么大的區(qū)別，只是荒漠化所造成的危害要嚴(yán)重一些.

4.1 使周圍生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響人們生活，危害人類身體健康

對于當(dāng)?shù)睾恿飨掠味?，水土流失和土地荒漠化對其生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟發(fā)展都有極大的危害.

土地出現(xiàn)硬石化、沙化現(xiàn)象的主要原因是水土流失.水土流失嚴(yán)重破壞了完整的地面，土壤的肥力被迫降低了很多.這樣的后果則是使得農(nóng)業(yè)產(chǎn)量降低，嚴(yán)重威脅了城鎮(zhèn)安全，加大干旱等自然災(zāi)害的發(fā)生概率.

自然災(zāi)害和水土流失是相互作用的關(guān)系.自然災(zāi)害可以導(dǎo)致水土流失的原因，水土流失也可以增加自然災(zāi)害發(fā)生的頻率.在較為濕潤的地區(qū)，水土流失現(xiàn)象發(fā)生的情況較多，而在較為干旱的地區(qū)，則會直接發(fā)生土地荒漠化，跨越了水土流失這一過渡階段.

沙塵暴等惡劣天氣主要是土地的荒漠化引起的.在這種惡劣天氣下，人們無法看路，這嚴(yán)重影響了交通.譬如：飛機無法正常起飛或降落，汽車、火車車廂等地面交通工具受到某些損傷，無法不能正常運行.這種惡劣天氣還可能損害輸電線路和通訊工具，人們的用電和通訊被迫中斷.空氣還有可能是疾病傳播的一種媒介，在沙塵類的天氣中，污濁的空氣中可能會嚴(yán)重傷害著人們的呼吸道和皮膚.因此，在沙塵類的天氣下，患病人數(shù)與平常相比，會增加很多.

4.2 嚴(yán)重影響人類賴以生存的農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

水土流失可以通過水分沖走農(nóng)田中的大量營養(yǎng)成分，這樣的后果是土壤的化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)受到了破壞，減少農(nóng)作物的產(chǎn)量，最終直接造成人類食物出現(xiàn)短缺現(xiàn)象.

在沙漠化的地區(qū)，風(fēng)是致使植物不能正常生長或直接死亡的罪魁禍?zhǔn)?播種在土中的種子很有可能被風(fēng)，長出的幼苗也會被風(fēng)帶動的沙塵所覆蓋，使得植物無法光合作用.而對于畜牧業(yè)而言，土地的荒漠化還會致使草場發(fā)生退化，最終導(dǎo)致畜牧業(yè)的利益嚴(yán)重受損.

4.3 一定程度地阻礙經(jīng)濟的快速發(fā)展

在土地荒漠化的影響下，往往會引發(fā)溫度高、沙塵彌漫、干燥的空氣.在這樣的天氣下，最容易引發(fā)火災(zāi)，房屋容易發(fā)生倒塌，造成人畜出現(xiàn)傷亡，損壞電路、通信線路，這嚴(yán)重阻礙了經(jīng)濟的快速發(fā)展.

4.4 極大地加劇貧困化，極大程度地拉大了貧富差距

在離城市較遠(yuǎn)的地區(qū)，也就是較為貧困的地區(qū)，水土流失和荒漠化常有發(fā)生.在城市里有相應(yīng)的綠化措施，而貧困地區(qū)卻沒有這些措施.在城市地區(qū)，人民的普遍生活水平都再提高，而在貧困地區(qū)，人民的生活水平卻在不斷降低.這極大程度地加劇了貧困化，拉大了城鄉(xiāng)的貧富差距，這并不符合我國實現(xiàn)共同富裕的國民政策.

5 水土保持和荒漠化防治中3S技術(shù)的應(yīng)用

5.1 遙感技術(shù)的防治運用

在之前，我國主要采取實地調(diào)查的方式來開展水土保持和荒漠化防治.目前，經(jīng)過有關(guān)部門經(jīng)過科學(xué)的監(jiān)測手段來開展防治工作，我國已正式應(yīng)用遙感技術(shù)后，從本質(zhì)來看，遙感技術(shù)的監(jiān)測功能與實地調(diào)查是大致相同的.區(qū)別在于，在具體應(yīng)用過程中，遙感技術(shù)需要采用遙感影像的復(fù)合技術(shù)，這大幅提升了具體監(jiān)測時的準(zhǔn)確度.其主要是因為復(fù)合技術(shù)可以針對不同類型的土地，以及它所具有的地理環(huán)境和不同種類的植物，形成完整的光譜變化圖，再經(jīng)過專業(yè)人員進(jìn)行相應(yīng)的比對和分析，可以有效保證其準(zhǔn)確度.并且，通過遙感技術(shù)的監(jiān)測手段，最終可以形成科學(xué)的防治圖像，這可以用來指導(dǎo)防治工作的具體展開工作.

5.2 地理信息系統(tǒng)的防治運用

早在二十世紀(jì)，地理信息系統(tǒng)就產(chǎn)生了，它屬于一種新型的監(jiān)測技術(shù).在這系統(tǒng)中，地理信息數(shù)據(jù)庫是其中的一大亮點，該數(shù)據(jù)庫完善又具體，為該監(jiān)測系統(tǒng)提供了技術(shù)保障和數(shù)據(jù)支持.其獨特的監(jiān)測系統(tǒng)對地理信息數(shù)據(jù)在進(jìn)行相應(yīng)的分析時，為地理環(huán)境研究提供科學(xué)的技術(shù)保障.地理信息系統(tǒng)在具體應(yīng)用過程中，具有以下三個特點：第一，具備采集、存儲以及分析功能；第二，在具體分析數(shù)據(jù)時，其獨特的地理模型，可以實時分析動態(tài)，為地理研究提供科學(xué)的技術(shù)依據(jù)；第三，在進(jìn)行地理信息分析時，先進(jìn)的科學(xué)設(shè)備將代替人工去完成的數(shù)據(jù)分析工作，為地理研究增加科學(xué)性.在水土保持以及荒漠化的防治工作中，通過應(yīng)用地理信息系統(tǒng)來獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息.與此同時，為保證防治工作的順利展開，地理信息系統(tǒng)會有效的完善防治過程中存在的漏洞問題.

5.3 全球定位系統(tǒng)防治運用

全球定位系統(tǒng)主要功能是可以有效反映出土地利用的具體情況.通過全球定位系統(tǒng)的實際應(yīng)用，可以有效保證水土監(jiān)測工作的科學(xué)性，實現(xiàn)了水土保持和土地荒漠化的防治工作.水土流失主要可分為兩種情況：自然流失和人為流失.相關(guān)工作人員通過利用全球定位系統(tǒng)，能夠有效對水土流失情況進(jìn)行實時監(jiān)測.接下來，相關(guān)工作人員將根據(jù)全球定位系統(tǒng)完美的完成具體的施工工作，以保證水土保持工作的順利展開.與此同時，還要有效地監(jiān)管水土保持的實際情況.

6 結(jié)束語

總而言之，為了更好地解決越來越嚴(yán)重的環(huán)境問題，我國需要高度重視水土保持以及荒漠化的防治，這是一項需要長期堅持的工作.就目前的狀況來看，我國治理效果并不明顯，但是依然需要繼續(xù)治理下去.這不是一蹴而就的事情，只有長期堅持，才能有效改善我國的空氣環(huán)境和質(zhì)量.從實際情況來看，在具體的防治工作中，我國必須依托于專業(yè)的工作人員和先進(jìn)的科學(xué)設(shè)備，其中3S技術(shù)的實時監(jiān)測為水土保持和荒漠化的治理工作是新起之秀.通過3S技術(shù)的具體應(yīng)用，建立了科學(xué)的監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，可以為水土保持和荒漠化的防治工作帶來了科學(xué)的技術(shù)保證.

〔1〕申貴旭.3S技術(shù)在水土保持與荒漠化防治中的主要應(yīng)用 [J].赤峰學(xué)院學(xué)報 （自然科學(xué)版），2015（06）.

〔2〕薛月園，周俊.3S技術(shù)在水土保持與荒漠化防治中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代園藝，2015（08）.

〔3〕盧萌.3S技術(shù)在水土保持與荒漠化防治中的應(yīng)用[J].北京農(nóng)業(yè)，2015（09）.

S126；TP391

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1673-260X（2017）07-0018-03

2017-03-24