中国沙漠化研究

中国沙漠化研究伴随着北方干旱和半干旱区自然资源的开发利用,经历了近50年的艰苦探索历程,为国民经济建设和我国沙漠科学体系的建立与发展都做出了重要贡献。重点阐述了中国沙漠化研究领域在有关沙漠化的环境背景研究、沙漠化的物理学和生物学过程研究、沙漠化监测与评价、沙漠化景观生态学研究、沙漠化的植物逆境生理学研究、沙漠化地区水土资源的高效利用与可持续发展、沙漠化整治模式和技术体系研究等方面的主要进展及成就。并进一步明确了在中国北方沙漠化过程及其防治研究的主要科学问题、研究内容和目标。     

毛乌素沙地沙漠化过程及其整治对策

毛乌素地区是我国北方沙漠化严重发生地区之一，阐述了该地区沙漠化的发展进程，认为沙漠化主要是因人为不合理的土地利用所造成，沙漠化过程虽人为作用对生态系统的干扰和植被破坏后，以风为主导外营力所产生的土地退化。并提出了沙漠化整治的原则与具体措施。     

土坡稳定分析的改进条分法

对于土地沙漠化程度的量化评价至今仍处于研究阶段,还没有比较成熟的方法。在分析已有研究成果的基础上,提出以沙漠化指数来表达区域土地的沙漠化程度。以全国沙漠化土地普查资料为基础数据源,首先确定了对具体的沙漠化土地斑块数据的标准化处理方法,然后分别对中国北方12省区沙漠化重点县进行土地沙漠化程度计算,结果表明,沙漠化指数的分布趋势与沙尘暴发生日数的分布趋势相似,沙漠化指数可以相对准确地体现区域沙漠化程度。     

小叶锦鸡儿放牧场沙漠化过程中植物多样性的变化

对科尔沁沙地小叶锦鸡儿放牧场在沙漠化过程中物种多样性的变化特征进行了研究。分析了植物种类消长规律、生活型结构变化、优势度以及生态位宽度的变化情况。物种多样性指数分析表明，沙漠化过程是一个物种多样性衰减的过程，沙漠化导致大多数原生性物种消失。固定沙丘到半固定沙丘这一过程是整个沙漠化过程中物种多样性丧失最快的阶段。从生活型来看，地面芽植物受沙漠化影响最大。采用Levins公式测度了科尔沁沙地不同沙漠化阶段中17个主要种群生态位宽度变化情况。结果表明，大多数原生植物种群的生态位宽度沙漠化进程中逐渐降低，而侵入的沙生植物则呈现了相反的变化趋势。     

沙化土地整治背景下的沙漠化监测预警

为保障中国粮食及生态安全,对沙化土地整治开发过程进行沙漠化监测预警尤为必要。该文以科尔沁左翼后旗为例,基于Landsat 8 OLI影像,利用决策树分类实现沙漠化监测,并将监测结果引入"压力-状态-响应"模型,综合沙漠化影响因素和人为响应措施,实现沙漠化预警,最后与各类土地整治项目标准进行比对分析,对研究区土地整治项目实施的效果进行评价。1)研究区沙漠化形势较为严峻,沙漠化面积占研究区总面积的88%,其中以轻度和重度沙漠化为主,两者占研究区总面积的61%,另外极重度沙漠化占6%,主要位于科左后旗西部;2)沙漠化预警警度分为重警、中警、轻警和无警,其中沙漠化中警面积最大,沙漠化重警与极重度沙漠化空间分布大致相同,但前者更趋向于研究区西北方向的牧区,沙漠化无警和轻警则主要位于科左后旗东部的农区;3)在土地整治项目中,高标准基本农田建设项目和农用地整治项目以沙漠化无警面积最大。宜农后备土地开发项目、土地复垦项目以沙漠化轻警和中警为主,而沙漠化重警则主要零星分布于农用地整治项目、宜农后备土地开发项目和饲草料基地建设项目中。总体来看,研究区在土地整治背景下,进一步沙漠化的风险不高,但局部沙漠化重警区须加以关注。研究结果可为研究区后续土地整治规划调整提供决策依据。     

中国土地沙漠化研究现状及问题讨论

沙漠化是少质荒漠化的简称，对其概念的认识和理解不仅是沙漠化研究的主要内容，也是制定有效防沙治沙措施的科学依据，对我国目前流行的几种沙漠化概念作了介绍，评述和综合分析，为使其概念表达简洁，避免一些不必要的争论和便于推广使用，建议应把沙漠化定义中的时间，地点和成因等限定条件全部去掉，认为沙漠化是指“原非沙漠地区出现以风沙活动为主要标志的类似沙漠景观的环境变化以及原系沙漠地区环境条件的强化与扩张过程”,并对土地沙漠化等级类型划分的指标体系，空间分布特点和面积做了讨论。     

浑善达克沙地地区土地沙漠化初步研究

通过野外调查和对2000年TM影像的解译，分析了研究区土地沙漠化的分布格局与发展态势，以及土地沙漠化造成的负面影响。从气候因子的时空分布与变化和人地关系两大方面，探讨了研究区土地沙漠化发生、发展的原因。结果表明，沙漠化土地在空间分布上，与春季风蚀气候因子分布范围不一致；沙漠化在发展的速率上，与三大气候因子的动态变化不一致。结论指出：近50年来，气候因子的时空变化不是研究区土地沙漠化的主要原因；人畜压力与环境容量严重失衡，研究区人地关系的管理上屡有失误，落后的生产、生活方式转变缓慢，是造成研究区土地沙漠化的本质原因。     

我国北方半干旱地区土壤的沙漠化演变过程与机制

土地沙漠化是我国北方干旱半干旱地区土地退化最严重的类型之一。但迄今为止,人们对这一地区土地沙漠化过程中土壤沙化过程和机制的了解还不够透彻。2002-2003年,我们在科尔沁沙地选择具有明显沙漠化梯度的一个区域,调查和研究了土壤沙漠化演变过程和机制。结果表明,在科尔沁沙地,不同粒径土壤颗粒的理化特性具有较大差异,其中土壤粘粉粒和粗沙相比,具有较低的土壤容重和较高的土壤结持力、起沙风速、毛管持水力和养分含量。从土壤粘粉粒到粗沙,容重增加了10.32%,结持力、毛管持水量、有机碳、全氮分别下降了99.15%,51.23%,83.73%和80.24%。沙漠化过程中,土壤的理化性质随着土地沙漠化程度的增强而明显恶化。和非沙漠化土地相比,严重沙漠化土地的土壤粗沙含量、非毛管孔隙度和容重分别增加了35.04%,117.50%和21.7%,细沙含量、粘粉粒含量、总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量、毛管持水量、土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷分别下降了77.78%,70.00%,15.38%,27.49%,54.34%,37.54%,64.15%,70.77%,65.90%,66.32%和50.59%。相关分析结果表明,沙漠化过程中,土壤有机碳、全氮、全磷、土壤含水量和土壤结持力的变化与土壤粘粉粒的减少呈明显正相关,与土壤粗沙含量的增加呈明显负相关。这说明,沙漠化过程中,由于风蚀而导致的富含养分和具有较高持水能力的土壤细颗粒的损失,是沙漠化过程中土壤退化的主要机制。     

我国北方农牧交错地区沙漠化原因及防治措施

分析了我国北方农牧交错地区沙漠化形成的原因，主要有自然因素和人为因素两方面，自然因素有干旱少雨、多风和丰富的沙物质，人为因素有生产活动、耕作经营方式和人口增长等。在此基础上提出了防治措施。     

我国北方半干旱草原沙漠化防治中压力转移模式的检讨——以内蒙古巴林右旗为例

以内蒙巴林右旗为例,详细分析了目前我国北方半干旱草原沙漠化防治中所主要采用的几种方法——围封禁牧、生态移民、舍饲和小草库伦。提出这些方法都属“压力转移模式”,并指出了其失效的各种表现。进而通过分析我国北方半干旱草原沙漠化的主要原因和根本矛盾,指出其失效的根本原因。据此,提出要将“压力转移模式”转向“攻坚模式”才是解决问题的根本出路的见解。     

高寒地区荒漠化现状与防治途径探讨

中国高寒地区占我国国土总面积的1/4还强,荒漠化是制约该区经济发展的障碍因素 之一.荒漠化的成因既有自然因素又有人为因素.自然因素是一个缓慢的、渐进的过程,人 类剧烈的活动加剧了自然荒漠化过程,使该区荒漠化发展趋势十分强烈.最后对荒漠化土地主要分布各区因地制宜地提出了荒漠化防治的基本思路和措施.     

基于荒漠化差值指数(DDI)的精河流域荒漠化研究

利用精河流域1990和2011年TM-5影像数据,基于荒漠化差值指数(DDI)构建了精河流域反照率(Albedo)-植被指数(NDVI)特征空间下的荒漠化遥感监测模型。结果表明,1990-2011年精河流域土地荒漠化类型转化以恶化为主;年蒸发量和年均温是导致研究区荒漠化面积增加的主要自然因素,该区也存在潜在风蚀荒漠化风险;由气候变化导致的荒漠化发展,近些年来正被政府的积极措施部分抵消,但人口压力大,水资源低效利用等问题仍是未来荒漠化防治过程中需要解决的重点问题。     

近50年民勤绿洲生态环境演变及综合治理对策

 50年来,由于人类活动对水、土、植被等资源的强烈干扰,民勤绿洲的生态环境发生了巨大的变化,主要表现为:地表水资源减少,水量从20世纪50年代的4.5亿m3减少到90年代的0.89亿m3;地下水量过度开采,水位下降,从20世纪50年代的1.5～2.0m下降到80年代的5.0 m,90年代的16.4m;水质污染,矿化度升高;天然和人工植被衰退,物种多样性减少,植被向旱生方向演替;土壤旱化加剧,土地荒漠化严重等。为探索解决这一系列问题,在定量分析长期野外观测资料的基础上,主要分析了近50年来民勤绿洲水资源变化过程及其态势以及水资源的不合理利用所引起的一系列生态环境变化,同时提出主要治理途径:1)以流域为单元,通过法律、行政和经济手段强化水资源管理;2)通过节水技术应用,发展节水型农业和建立节水型社会;3)增加外流域调水量,满足生态环境用水需求;4)实施适度移民,实现人与自然和谐发展;5)运用生物和工程措施,综合防治荒漠化,整治土壤盐渍化。     

人类活动对土地沙漠化的影响研究——以塔里木河下游为例

塔里木河下游地区是干旱区中沙漠化进程最显著的地区之一。由于近50a以来人类不合理的开发活动,造成生态环境出现严重的退化。特别是以天然植被为主体的生态系统和生态过程因对水资源时空格局的人为改变而受到严重影响,造成环境恶化、天然植被全面衰败、沙漠化加剧。本研究主要从引起塔里木河下游沙漠化的原因入手,从整体、部分的关系进一步发现塔里木河下游流域沙漠化原因,运用3S技术和有关统计资料分析塔里木河干流区域人口增长、水资源利用对塔里木河下游土地沙漠化的影响途径以及影响程度。分析结果表明,新疆塔里木河下游土地沙漠化的直接成因是干流耗水量的增加和下游来水量的减少,而来水量的减少与上中游流域段耕地面积的增加有密切关系。人口数量的增长和耕地面积也有很大的相关性。进一步发现在塔里木河这样典型的内陆河流域,人口增长对耕地面积(在干旱区流域基本等同于灌溉面积)不仅有密切的关系,而且不同的流域段人口增长对耕地增大的驱动效果也不同,人口增长的驱动对下游土地退化的影响具有从源流向下游的传递性,下游的土地沙化主要通过源流和上中游人口增长对下游来水量的影响传递产生。     

秦皇岛市水资源持续利用研究

秦皇岛市地处严重缺水的华北地区,其水资源开发利用及其引起的生态环境变化是关系到该市社会经济可持续发展的关键问题。本文全面分析了秦皇岛市水自然环境及资源特征,开发利用现状及需求,以及水资源开发利用带来的生态环境问题,并提出了实现该市水资源持续利用的主要对策。     

渭洛河夹槽地带沙荒地整治综合效益评价

[目的]对渭洛河夹槽地带沙荒地整治的综合效益进行评价,为该区沙荒地整治及其综合效益提升提供决策支撑。[方法]以渭洛河夹槽地带为研究区,基于当地沙荒地整治的必要性,沙地整治现状及预期目标,从研究区沙地治理的优势出发,对以生态安全为核心的沙荒地整治模式的开发和应用进行研究,建立基于熵权物元法的沙荒地整治综合效益评价模型,据此获得了符合研究区的综合效益评价指标,并对其进行综合效益评价。[结果]研究区沙地整治的综合效益为优良等级,整治效果达到预期目标。[结论]提出了新形势下沙地整治及开发利用的相关对策和保障措施,从而促进研究区沙地资源的良性利用。     

Aeolian desertification and its control in Northern China

Aeolian desertification is a kind of land degradation through wind erosion resulted from the excessive human activities in arid, semiarid and part of sub-humid regions in Northern China. To compare the results of remote sensing data in the late 1950s, 1975, 1987, 2000 and 2010, we can summarize that the expansion of aeolian desertified land in Northern China has been accelerated for 5 decades, as its annual expanded rate was 1,560 km² during the late 1950s and 1975, 2,100 km² between 1975 and 1988, 3,600 km² from 1988 to 2000, and -1,375 km² from 2000 to 2010. The desertified land kept expanding before 2000 and began to get rehabilitated since 2000. The impact of human activity on the aeolian desertification process is much more active than that from natural process which mainly incarnates on land use change (from rangeland to farmland) and increased land use intensity (over-cultivation, over-grassing, and over-fuelwood collection). The natural vegetation cover destroyed by the human activities has accelerated the development of aeolian desertification. China has made great progresses in understanding and combating aeolian desertification through decades of effort and there were many projects carried out for the prevention and control purpose. The National Project of Grain for Green Program is the most important one with 1060 counties of 22 provinces involved. The objective is to withdraw 3.67 million ha of dry land farming and degraded steppe, and 5.13 million ha of aeolian desertified land suited to reforestation and re-vegetation will be rehabilitated. There are about 8 million ha of lands suffering from aeolian desertification will be brought under control in the next ten years and 26.67 million ha of windbreaks will be planted. The total investment from the central government is estimated to be 75 billion RMB (11 billion USD).     

塔里木河干流治理工程对天然植被的影响及对策建议

 塔里木河沿岸是我国胡杨林分布最集中的地区,在世界上占有极其重要的地位。塔里木河干流治理工程实施后,将对天然植被的生境产生一系列的影响。结合水资源配置,对天然植被进行保护和建设,对防止沙漠化、保护人工绿洲具有重要的意义。介绍塔里木河干流植被分布特征、干流治理工程布局及水资源配置,分析治理工程对天然植被的影响,提出了保护对策建议。     

西北黄土区降水资源综合调控利用基本理论和方式研究

总结西北黄土区自然环境基本特征和降水资源利用措施,针对天然降水时空分布特征和自然转化方式特点,提出了以人为调整降水自然转化方式类型组合为核心理念、以调整降水资源综合调控利用时间组合比和空间组合比为核心内容的基本理论和数学表达式,同时总结了以该理论为依据、以符合西北黄土区自然环境特征和社会经济特点为特色的降水资源综合调控利用基本方式,并列举相应典型事例证明其可行性。     

沙地濒危植物长柄扁桃生物学特性与抗逆性及应用综述

揭示长柄扁桃生物学特性与抗逆性机理并提高其在荒漠化治理中的生态效益和经济效益,是实现西北旱区荒漠化治理可持续发展和提升生态脆弱区生态系统服务功能面临的重要科学问题。本文回顾了长柄扁桃研究所取得的进展,包括建立了长柄扁桃快速育苗和无灌溉水栽培技术,揭示了不同地区长柄扁桃生长规律及其对逆境的适应性,推进了长柄扁桃在荒漠化治理中的应用及其产品开发等;在此基础上,提出了长柄扁桃研究面临的机遇和挑战,包括长柄扁桃的适生土壤类型与耗水量,不同地区长柄扁桃的合理种植密度及其调控和管理措施,长柄扁桃抗逆性机理及其产品开发与高值综合利用等,以期为我国在西北地区推广和建设长柄扁桃林、优化水土资源管理和提高脆弱生态系统的服务功能提供科学依据。