水土保持与荒漠化防治中3S技术的应用探索

彭保罗

（贵州大学，贵州 贵阳 550000）

水土保持与荒漠化防治中3S技术的应用探索

彭保罗

（贵州大学，贵州 贵阳 550000）

在当今时代，我国在信息获取以及储存过程中已广泛应用3S技术.3S技术具体应用在水土保持和荒漠化的防治以及地理定位分析等方面.主要做法是通过利用3S技术对实际数据的精确处理，科学、合理的减少野外工作量，并对荒漠中水土流失情况进行动态监测，以保持水土平衡.本文首先对3S技术进行详细的概述，并分析了水土流失与荒漠化的成因和危害，最后分别阐述了3S技术在水土保持与荒漠化中的防治作用.

水土保持；荒漠化；成因；危害；3S技术；防治作用

1 前言

就目前状况而言，由于自然环境遭到严重破坏，导致我国生态资源出现紧缺的现象，我国环境正处于危险的边缘，环境问题已经严重影响了我国社会经济的发展.相伴而来的水土流失和荒漠化的范围也在不断扩大，正确运用3S技术可以有效防治水土流失以及荒漠化的问题.3S技术主要包括全球定位系统、遥感技术以及地理环境系统.地理环境技术的主要功能是分析区域空间数据，全球定位系统的主要功能是对环境监测进行准确、及时的定位，而遥感技术主要功能是为环境监测与调节提供更多的信息资源.在水土保持与荒漠化的防治过程中，合理应用3S技术，可以建立健全、完整的监测网络，最终实现实时管理水土流失以及荒漠化的目的.

2 主要概念

2.1 3S技术的概述

3S技术指的是Remotesensing，RS，即遥感技术、Geographyinformationsystems，GIS即地理信息系统以及Globalpositioningsystems，GPS即全球定位系统这三大技术的统称.3S技术通过计算机技术、传感器技术、空间技术、卫星定位以及导航技术、通讯技术的应用，采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用相应的空间信息.

遥感技术、地理信息系统以及全球定位系统的优缺点如下图表所示：

遥感技术 地理信息系统 全球定位系统优点 能实时高效地获取大面积的区域信息能快速地给出目标的位置，对空间数据的精确定位具有特殊意义缺点 数据定位及分类精度差 获取数据困难 本身通常没有办法给出目标点的地理属性有较强的空间查询、分析和综合处理能力

根据以上图表，我们可以通过有机整合成“3S”集成技术，以便更有效地充分利用它们各自的技术特点，发挥出“3S”中各项技术的优势.

2.2 水土流失与荒漠化的概述

简单来说，水土流失指的就是人类在实际中无节制地利用土地环境，尤其指我国对水资源和土地资源的不合理开发，从而导致土壤的地表覆盖物受到人为破坏，土壤遭到破坏的同时引发土质养分流失，最终将会出现岩石裸露的现象.水土流失主要可分为水力侵蚀、重力侵蚀以及风力侵蚀三种现象.在自然情况下，水土流失是一个极其缓慢的过程，并且其能够与土壤环境处于一个平衡状态，但是由于日益增加的人类生产的活动，严重破坏了地表环境，从而加快了水土流失的速度，导致我国环境资源遭到严重破坏.

荒漠化主要指的是我国干旱地区出现半干旱、干旱的土地资源退化等现象.这类现象产生的主要原因由于当地环境发生变异，人类不加节制的进行开采活动所致.这类现象主要以荒漠化为表现形式，非荒漠化的环境逐渐向荒漠化的环境转变也是其另外一种表现形式.荒漠化的治理主要是针对于我国防风固沙的工作.随着我国荒漠化进程的不断加快，导致我国绝大部分地区出现较为严重的水土流失现象.荒漠化的危害是对当地的土壤资源有一定的直接影响，会导致当地土壤生产力大幅度下降，甚至有可能对当地周围环境造成严重的污染.这在一定程度上阻碍了当地经济的快速发展，从而严重影响了当地人民的生活水平和质量.

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

引发水土流失的主要原因既包括自然原因，又包括人为原因.

其自然原因主要包括地貌、气候、土壤的地面组成物质、植被等.我国容易发生水土流失的主要原因是其地质地貌条件和气候条件.就我国而言，我国是一个有着诸多山峰的国家，在世界上黄土分布的广阔程度也是名列前茅.大多数地区的山地、丘陵和黄土地区有着连绵起伏的地形.就气候而言，我国的绝大部分地区处于降雨量集中、且多为暴雨天气的季风气候区.黄土或松散的风化壳在没有植被保护的条件下，其非常容易发生侵蚀现象.

地表土壤的加速破坏、生产建设活动移动的不合理，以及战乱等这些人为活动就是其人为原因.开矿、陡坡开荒、不合理的林木采伐、草原过度放牧、修路、采石等生产建设活动是引发水土流失的主要原因.就我国而言，我国人口众多，所需粮食和资源也较多，在这种情况下，我们仍应运用合理的方式促进生产力，合理的开垦土地，遵从因地制宜的自然规律，合理的利用土地资源，保护植被和原本稳定的地形.

综上可知，为了促进了生产力的发展，以及避免对土地造成了无法弥补的伤害，我们还需要采取一些符合水土保持的合理的建设和资源采集.

3.2 土地荒漠化的原因

土地荒漠化的原因也有很多.其原因也分为自然原因和人为原因.

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组成和结构引起的，这是无法避免的.

②变化异常的气候.在近几十年，全球气候不断变暖，持续的高温天气加速蒸发了土地上的水分.正因为这变化较为异常的气候，土壤含水量再不断减少，这渐渐加快了土地的荒漠化速度.

3.2.2 人为原因

①不合理的开荒.在生产过程中，为了解决我国粮食问题，某些人们则会将本不适合耕种的土地开垦出来，并把它们作为农田使用.这样的做法是不能合理使用土地资源的，既不能增加粮食产量，甚至有可能使原本贫瘠的土壤变得更加贫瘠.

②放牧过度.在牧场中，牧民为了提高自己的生活水平，扩大了放牧的范围，增加了动物的数量.但这样做的直接后果是放牧过度，最终导致大自然的天然草坪被破坏.

③不合理的挖采.为了高额的利益，很多人也加入了采矿的队伍，但由于他们缺乏专业人士的指导，无法有序的进行挖采工作，还会极大程度地严重破坏土地.因此，不合理的采矿也会造成土地的沙漠化的重要原因.

④树木砍伐.树木的保护可以使土地不会轻易荒漠化.但绝大多数人并不明白这一观点，或者就算是明白也不愿意放弃自己的利益来源途径.他们任意地砍伐树木，尽管有很多环保人士大力参与种植树木的活动，但种植远远比不上砍伐的速度.一旦树木走向死亡的道路，土地也就失去了树木对它的保护，不得不走向荒漠化的悲惨局面.

⑤水资源的浪费.水资源浪费现象在我国多有发生.在我国的西北地区，水资源极其短缺，缺水已成为一个不容忽视的大问题.人类缺少水分，我们可以自己去寻找水源，但是植物却没有这种能力，一旦植物缺少了水的供给，植物就只能走向死亡之路.

4 水土流失和荒漠化的危害

水土流失和荒漠化对比而言，它们是两种不同的现象，但它们造成的危害却有着很多相似点.要说它们造成的危害有什么大的区别，只是荒漠化所造成的危害要严重一些.

4.1 使周围生态环境恶化，严重影响人们生活，危害人类身体健康

对于当地河流下游而言，水土流失和土地荒漠化对其生态环境、生产、生活和经济发展都有极大的危害.

土地出现硬石化、沙化现象的主要原因是水土流失.水土流失严重破坏了完整的地面，土壤的肥力被迫降低了很多.这样的后果则是使得农业产量降低，严重威胁了城镇安全，加大干旱等自然灾害的发生概率.

自然灾害和水土流失是相互作用的关系.自然灾害可以导致水土流失的原因，水土流失也可以增加自然灾害发生的频率.在较为湿润的地区，水土流失现象发生的情况较多，而在较为干旱的地区，则会直接发生土地荒漠化，跨越了水土流失这一过渡阶段.

沙尘暴等恶劣天气主要是土地的荒漠化引起的.在这种恶劣天气下，人们无法看路，这严重影响了交通.譬如：飞机无法正常起飞或降落，汽车、火车车厢等地面交通工具受到某些损伤，无法不能正常运行.这种恶劣天气还可能损害输电线路和通讯工具，人们的用电和通讯被迫中断.空气还有可能是疾病传播的一种媒介，在沙尘类的天气中，污浊的空气中可能会严重伤害着人们的呼吸道和皮肤.因此，在沙尘类的天气下，患病人数与平常相比，会增加很多.

4.2 严重影响人类赖以生存的农业、生产业的发展

水土流失可以通过水分冲走农田中的大量营养成分，这样的后果是土壤的化学组成和物理结构受到了破坏，减少农作物的产量，最终直接造成人类食物出现短缺现象.

在沙漠化的地区，风是致使植物不能正常生长或直接死亡的罪魁祸首.播种在土中的种子很有可能被风，长出的幼苗也会被风带动的沙尘所覆盖，使得植物无法光合作用.而对于畜牧业而言，土地的荒漠化还会致使草场发生退化，最终导致畜牧业的利益严重受损.

4.3 一定程度地阻碍经济的快速发展

在土地荒漠化的影响下，往往会引发温度高、沙尘弥漫、干燥的空气.在这样的天气下，最容易引发火灾，房屋容易发生倒塌，造成人畜出现伤亡，损坏电路、通信线路，这严重阻碍了经济的快速发展.

4.4 极大地加剧贫困化，极大程度地拉大了贫富差距

在离城市较远的地区，也就是较为贫困的地区，水土流失和荒漠化常有发生.在城市里有相应的绿化措施，而贫困地区却没有这些措施.在城市地区，人民的普遍生活水平都再提高，而在贫困地区，人民的生活水平却在不断降低.这极大程度地加剧了贫困化，拉大了城乡的贫富差距，这并不符合我国实现共同富裕的国民政策.

5 水土保持和荒漠化防治中3S技术的应用

5.1 遥感技术的防治运用

在之前，我国主要采取实地调查的方式来开展水土保持和荒漠化防治.目前，经过有关部门经过科学的监测手段来开展防治工作，我国已正式应用遥感技术后，从本质来看，遥感技术的监测功能与实地调查是大致相同的.区别在于，在具体应用过程中，遥感技术需要采用遥感影像的复合技术，这大幅提升了具体监测时的准确度.其主要是因为复合技术可以针对不同类型的土地，以及它所具有的地理环境和不同种类的植物，形成完整的光谱变化图，再经过专业人员进行相应的比对和分析，可以有效保证其准确度.并且，通过遥感技术的监测手段，最终可以形成科学的防治图像，这可以用来指导防治工作的具体展开工作.

5.2 地理信息系统的防治运用

早在二十世纪，地理信息系统就产生了，它属于一种新型的监测技术.在这系统中，地理信息数据库是其中的一大亮点，该数据库完善又具体，为该监测系统提供了技术保障和数据支持.其独特的监测系统对地理信息数据在进行相应的分析时，为地理环境研究提供科学的技术保障.地理信息系统在具体应用过程中，具有以下三个特点：第一，具备采集、存储以及分析功能；第二，在具体分析数据时，其独特的地理模型，可以实时分析动态，为地理研究提供科学的技术依据；第三，在进行地理信息分析时，先进的科学设备将代替人工去完成的数据分析工作，为地理研究增加科学性.在水土保持以及荒漠化的防治工作中，通过应用地理信息系统来获得准确的数据信息.与此同时，为保证防治工作的顺利展开，地理信息系统会有效的完善防治过程中存在的漏洞问题.

5.3 全球定位系统防治运用

全球定位系统主要功能是可以有效反映出土地利用的具体情况.通过全球定位系统的实际应用，可以有效保证水土监测工作的科学性，实现了水土保持和土地荒漠化的防治工作.水土流失主要可分为两种情况：自然流失和人为流失.相关工作人员通过利用全球定位系统，能够有效对水土流失情况进行实时监测.接下来，相关工作人员将根据全球定位系统完美的完成具体的施工工作，以保证水土保持工作的顺利展开.与此同时，还要有效地监管水土保持的实际情况.

6 结束语

总而言之，为了更好地解决越来越严重的环境问题，我国需要高度重视水土保持以及荒漠化的防治，这是一项需要长期坚持的工作.就目前的状况来看，我国治理效果并不明显，但是依然需要继续治理下去.这不是一蹴而就的事情，只有长期坚持，才能有效改善我国的空气环境和质量.从实际情况来看，在具体的防治工作中，我国必须依托于专业的工作人员和先进的科学设备，其中3S技术的实时监测为水土保持和荒漠化的治理工作是新起之秀.通过3S技术的具体应用，建立了科学的监测系统网络，可以为水土保持和荒漠化的防治工作带来了科学的技术保证.

〔1〕申贵旭.3S技术在水土保持与荒漠化防治中的主要应用 [J].赤峰学院学报 （自然科学版），2015（06）.

〔2〕薛月园，周俊.3S技术在水土保持与荒漠化防治中的应用[J].现代园艺，2015（08）.

〔3〕卢萌.3S技术在水土保持与荒漠化防治中的应用[J].北京农业，2015（09）.

S126；TP391

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2017-03-24