《Geographies》：Remote Sensing Assessment of Land-Cover and Surface-Water Changes Associated with Black-Sand Mining Areas in an Arid Environment: A Multi-Index Exploratory Case Study from N’Diago, Mauritania (2014–2026)
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黑砂采矿是对干旱沿海环境的一种研究不足的人为压力，在该环境中，稀疏的植被和缓慢的自然恢复限制了常规影响评估。尽管近年来毛里塔尼亚沿岸的重矿物开采有所扩展，但尚无时空分析量化其对恩迪亚戈地区土地覆盖和地表水动态的影响。研究人员分析了恩迪亚戈–LGUWYCHICH
黑砂采矿是对干旱沿海环境的一种研究不足的人为压力，在该环境中，稀疏的植被和缓慢的自然恢复限制了常规影响评估。尽管近年来毛里塔尼亚沿岸的重矿物开采有所扩展，但尚无时空分析量化其对恩迪亚戈地区土地覆盖和地表水动态的影响。研究人员分析了恩迪亚戈–LGUWYCHICH沿海区域（毛里塔尼亚西南部），使用了三景Landsat影像（2014年、2020年和2026年），在QGIS（免费开源地理信息系统）中进行了处理，计算了四个光谱指数（NDVI-归一化植被指数、NDWI-归一化水体指数、BSI-裸土指数和CI-色彩指数），采用了监督支持向量机分类，并利用了30米SRTM数字高程模型，覆盖约97.82公顷的研究区域。裸土在每个日期都主导了景观（92.6–95.7%），植被保持在7%以下，表明基于冠层的指标在此背景下低估了干扰。最明显的变化是水文方面的：一个内陆水体从2020年的1.02公顷缩减至2026年的0.40公顷，损失了60.6%。这个内陆水体独立于NDWI指数直接测量得到，是本研究的主要水文观测结果：2026年影像中的湿润特征比2020年影像中的更小，且位于已标绘的矿区附近，但现有数据无法确定这一变化的原因。在处理后的影像中观察到了类似的裸土和色彩指数值（BSI≈0.23，CI≈0.79–0.80），而Landsat 8与经过DOS校正的Landsat 9产品之间残留的季节性和辐射差异无法排除；BSI和CI仅被视为候选或背景光谱模式，因此对受干扰足迹的划定是初步的，需要独立现场数据的确认。本研究展示了一种低成本的探索性工作流程，可在数据稀缺的干旱沿海环境中支持初步监测，但有待更密集时间序列和现场观测的验证。
**论文解读：干旱沿海环境中黑砂采矿引起的土地覆盖与地表水变化——毛里塔尼亚恩迪亚戈的多指数遥感探索性案例研究**
**研究背景与问题**
沙是地球上仅次于水的最消耗自然资源，城市化、基础设施建设和沿海土地开垦推动全球需求，但沙开采治理薄弱，监管框架缺失，许多地区存在大量非正规或半正规活动，对沙质沿海系统造成环境压力。黑砂采矿（提取富含重矿物的沿海沉积物，如钛铁矿、锆石、磁铁矿和金红石）因其位于沙丘脊和前滨的地貌背景，是一种特别侵入性的沙开采形式。已有研究表明此类活动可导致植被损失、水文改变、地面沉降和岸线不稳定，但现有文献严重偏向湿润或半湿润环境，以植被损失为主要退化指标。对于干旱沿海系统，基线植被稀疏，基于冠层的指标（如NDVI变化）可能无法捕捉环境变化的主要形式；水文特征、裸土动态和表面光谱属性可能是更敏感的指标。毛里塔尼亚是这一知识空白的典型案例：采矿对国民经济贡献重大，自2016年起特拉尔扎沿海地区勘探和开采许可证迅速扩张，但缺乏对黑砂采矿如何改变土地覆盖和地表水动态的时空显式评估，也未测试适用于干旱沿海环境的低成本探索性监测方法。因此，研究人员开展了这项研究，旨在量化与黑砂采矿相关的多年代际土地覆盖和水文变化，并评估组合光谱指数是否支持低成本探索性监测方法。论文发表在《Geographies》。
**主要技术方法**
研究人员使用三景Landsat影像（2014、2020、2026年，均来自USGS），在QGIS中进行预处理（2026年影像采用暗目标减法进行大气校正）。计算四个光谱指数：归一化植被指数（NDVI）、归一化水体指数（NDWI）、裸土指数（BSI）和色彩指数（CI）。采用监督支持向量机（SVM）分类（径向基函数核）进行土地覆盖分类（三类：植被、水体、裸土），并使用30米SRTM数字高程模型（DEM）提供地形背景。研究区域约为97.82公顷，位于毛里塔尼亚西南部恩迪亚戈–LGUWYCHICH沿海区域。
**研究结果**
**4.1 土地覆盖动态（2014–2026）**：通过SVM分类得出，裸土在每个日期均占主导（92.6–95.7%），植被从未超过7%（3.9–7.0%），水体面积很小。2014–2020年间植被减少0.59公顷，2020–2026年间植被增加3.65公顷，但后一增加被归因于测量效应（Landsat 9更高NIR灵敏度及AOI裁剪差异），而非生态恢复。研究强调，SVM分类对次要类别的精度较低，主要水文观测依赖于NDWI指数。
**4.2 NDWI：一个消失的内陆水体**：通过NDWI指数直接测量，一个内陆水体从2014年约0.81公顷增至2020年1.02公顷，然后骤降至2026年0.40公顷，六年内减少60.6%。该水体靠近已标绘的矿区，但现有数据无法确定原因。2026年矿区内部出现小的正NDWI斑块，解释为积水矿坑。
**4.3 NDVI：结构稀疏的覆盖**：NDVI分布始终偏向裸土地面，高NDVI值仅出现在靠近塞内加尔边界的狭窄南部条带，不在矿区内。2020–2026年植被增加不在矿区，进一步支持测量效应解释。
**4.4 BSI：采矿的持久光谱特征**：BSI图显示，矿区保持稳定高值（约0.23），而周围未开采区域较低或负值。消失的水体从负BSI转为正BSI，确认干涸。2020–2026年间，高BSI足迹横向扩张放缓，但强度增加，表明受扰动表面无被动恢复迹象。
**4.5 CI：高反照率足迹**：色彩指数（CI）在矿区内达到0.79–0.80（2020年略降至0.62，因表面水分或活性改造），周围区域较暗。BSI与CI组合提供了矿区初步划定，但需现场验证。
**4.6 地形背景**：SRTM DEM显示矿区位于海拔5–20米的沿海平原最低处，消失的水体位于近0–5米的浅洼地，易受自然干涸和人为填埋影响。
**讨论与结论**
讨论部分指出：植被指标在此干旱环境中不适用，主导变化是水文的而非植被的；内陆水体减少与矿区存在空间关联，但未建立因果关系，需水文地质数据；BSI/CI组合可作为低成本监测工具，且六年间BSI高值持续表明扰动表面无被动恢复，属于“技术性荒漠化”；矿区与港口驱动的岸线变化位于同一沿海单元，未来需联合评估。研究结论总结：在恩迪亚戈观察到与黑砂采矿时空关联的环境变化，主要表现为水文变化和裸土表面光谱持久改变，而非植被损失。内陆水体（独立于NDWI测得）在2020–2026年间减少约60.6%，但原因未确定。BSI与CI值在矿区呈类似持久模式，但仅作为候选光谱信号，需现场验证。本研究展示了一种低成本的探索性工作流程，可在数据稀缺的干旱沿海环境中支持初步监测，有待更密集时间序列和现场观测的验证。
