陕北农牧交错带50年来土地沙漠化的自然和人为成因定量分析

荒漠化的发生发展受自然及人为因素的共同作用,为了对自然及人为因素的贡献进行定量化分析,以陕北农牧交错带为研究对象,选择该区1949—2000年7个自然和人为因子,运用主成分分析方法,对土地荒漠化过程中的自然与人为要素作用强度进行量化分析。结果表明:1)陕北农牧交错带自1949年以来气候呈现暖干、冷湿交替过程,而未来气候将逐渐趋于暖干,但平均风速则呈现逐渐降低的趋势;人口和牲畜数量及工业总产值持续增长,人均耕地面积则持续下降,这些对荒漠化防治均是不利因素。2)在陕北农牧交错带荒漠化的发展过程中,自然因素的贡献率为13.06%,人为因素与自然因素综合作用的贡献率为73.51%。3)尽管自然及人为因素50年来的变化促进了荒漠化的发生发展,但自20世纪50年代开始的"三北防护林建设"和"退耕还林(草)工程"对阻止荒漠化的发展起到了关键作用。     

1964-2014年玛曲高原土地沙漠化驱动力定量分析

[目的]对玛曲高原土地沙漠化的驱动因子进行定量分析,为黄河上游地区沙化草地恢复及生态环境治理提供科学依据和理论基础.[方法]以多期玛曲高原遥感数据和近50 a气象及社会经济资料为数据源,采用主成分分析等方法开展研究.[结果] 1964-2014年,玛曲高原沙漠化土地的扩张是综合贡献率高达57.18％的自然因素和人为因素共同作用的结果.在不同时段,玛曲高原沙漠化土地扩张的驱动因素不同;1964-1980年,沙漠化土地的扩张以自然因素为基础,人为因素为主导,它们的贡献率分别为33.95％和47.66％;1981-1997年,玛曲高原沙漠化程度的加剧是受自然因素和人为因素共同作用,综合贡献率为42.75％;1998-2014年,玛曲高原沙漠化土地的逆转以人为因素为主导,其贡献率为44.97％.[结论]玛曲高原沙漠化土地的演化是在高寒脆弱不稳定的大自然背景下,人为因素尤其是人口数量和牲畜数量辗转变化的产物.人为因素在短期内对区域沙漠化的影响更为显著,甚至决定着沙漠化的演变方向.     

石羊河流域生态环境恶化原因及综合防治思路与措施

石羊河流域生态环境日益恶化，其主要特征是土地荒漠化，导致沙尘暴频繁发生。石羊河流域土地荒漠化的原因有自然因素和人为因素，由于自然因素和人为因素的共同作用，加剧了流域生态环境的进一步恶化。在分析原因的基础上，提出了合理利用和保护水资源；完善土地荒漠化防治的有关法规；制订优惠政策，鼓励全民进行综合防治；开展科学研究，探索科学合理的土地荒漠化防治模式的对策及建议。     

我国农牧交错区土地退化研究——以宁夏盐池县为例

 从荒漠化发展历史角度出发,通过收集历史资料和固定样地观测,采用数学分析方法,利用马尔可夫链(Markov)模型和模糊模式识别方法对盐池荒漠化现状、动态变化以及荒漠化治理措施效益进行分析。结果表明:1)盐池县近半个世纪以来土地荒漠化呈急剧扩大趋势,荒漠化土地面积平均年增长率4.03％。2)盐池县荒漠化主要原因是在脆弱生态环境基础上,人为不合理经济活动所致。3)如果能做到严格执法,全面落实禁牧政策并加强防沙治沙工程管理,盐池县荒漠化土地将得到全面治理,否则盐池县荒漠化形势将继续恶化。认为能否全面落实禁牧和退耕还林政策,将直接影响盐池县荒漠化防治。     

共和盆地近50年来草地荒漠化驱动因素定量研究

共和盆地是黄河上游土地沙漠化严重地区,土地沙漠化已经成为共和盆地生态环境恶化的主要问题。选取青海共和盆地从1953-2008年共56 a的农牧业人口数量、牲畜数量、耕地面积、粮食总产量、年平均气温、年降水量、年大风日数、年蒸发量8个社会经济和自然因素数据进行分析,运用因子分析法研究了盆地草地荒漠化的驱动因素。结果表明:共和盆地1953-2008年这个时间段人类活动对草地荒漠化的贡献率为53.75%;自然因素对草地荒漠化的贡献率为38.25%,超过1/3;人为因子和自然因素的综合影响,其贡献率仅为7.99%。说明人类活动对共和盆地生态环境的影响大于自然因素,是影响共和盆地草地荒漠化的主体因素。     

山西省土地沙质荒漠化现状及发展趋势研究

山西省的晋西北和大同地区是全国荒漠化监测与防治的重点地区之一,也是环京津唐地区防风固沙、绿色生态屏障建设的重点地区之一.该区由风力侵蚀形成的沙质荒漠化土地分布集中,且危害较为严重.沙质荒漠化土地的发生与扩展是自然因素和人为因素综合作用的结果,气候干旱多风、地表沙物质丰富和植被稀疏等自然因素的存在,本身就孕育着沙质荒漠化发生与发展的自然过程,即沙质荒漠化的自然过程,而人类不合理的经济活动则是叠加在沙质荒漠化自然过程的基础上起加速、加剧作用,即沙质荒漠化的人为加速过程.动态监测资料表明流动沙地面积有增加趋势,在未来中国北方气候变暖干化背景下,随着人类活动的加强该区沙质荒漠化有加速发展的趋势,应引起高度重视.     

河西走廊土地荒漠化的人为因素及其防治对策

河西走廊土地荒漠化主要是人为因素造成的,影响效率高达95%,自然因素则仅占5%。在科学系统地分析了河西走廊地区土地荒漠化危害的基础上,对加剧土地荒漠化的人为因素进行了分析,分别就荒漠化的发生、发展、成熟三个阶段提出了防治对策。     

农牧交错带土壤及表生植被某些特性变异与荒漠化的相关性——以冀北康保县为例

农牧交错带因特有的自然条件,体系稳定性差,自调能力弱,平衡易破坏,生境十分脆弱。虽然近20年大风与沙尘暴平均次数有所减少,主要气候要素趋向良性,但因人畜增长,人为过度垦、牧、樵等负面活动强化,导致该区表层土壤颗粒粗化,有机质含量降低,植被覆盖度下降,植物群落结构变异、退化,土地荒漠化加重。由此表明:该区土壤及表生植被的某些特性变异与荒漠化十分相关。     

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.     

汉源县石漠化治理植被恢复现状及对策

石漠化土地的形成是自然因素与人为因素综合作用的结果,自然因素主要是土壤、气候、地形及降雨等致使特殊区域土壤流失,人为因素主要是人为盲目的耕种及不当的利用致使林木资源减少、水土流失严重。通过对汉源县石漠化现状的调查,对石漠化治理植被恢复措施成果进行统计,并针对治理中发现的问题提出了建议。     

沙漠化逆转过程中毛乌素沙地土壤风蚀可蚀性影响因子的变化特征

[目的] 揭示毛乌素沙地沙漠化逆转过程对土壤风蚀可蚀性的影响,为该区风蚀防治和生态重建提供科学参考。[方法] 选取1986—2021年共8期遥感影像,以ENVI 5.3和ArcGIS 10.7为平台对毛乌素沙地不同时期土地沙漠化进行反演,同时构建研究区2021年沙漠化差值指数（DDI）,并按照自然断裂法将毛乌素沙地土地分为非、轻度、中度、重度和极重度5种沙漠化类型代表沙漠化逆转的不同阶段。根据反演结果,应用空间代替时间的方法,对不同沙漠化类型土壤进行样品采集,并对土壤机械组成、土壤有机质含量、土壤结皮、植被因子等土壤风蚀可蚀性影响因子进行测试分析。[结果] 毛乌素沙地1986—2021年沙漠化整体呈逆转趋势,沙漠化土地面积由1986年的47 877.81 km²缩减至2021年的45 914.06 km²,以56.11 km²/a的速率逆转。该区土地沙漠化可分为3个时期：1986—2001年为沙漠化发展期,土壤黏粒、粉粒百分含量、有机质含量呈降低趋势,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈增加趋势;2001—2011年为沙漠化显著逆转期;2011—2021年为沙漠化稳定逆转期,逆转期内,土壤黏粒、粉粒百分含量和有机质含量呈增加趋势,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈降低趋势,且逆转程度越大,各因子变化速率也越快;随着沙漠化程度减弱,土壤黏粒、粉粒百分含量、有机质含量呈线性增加趋势,递增率分别为1.55%,7.08%和1.98%,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈线性下降趋势,递减率分别为8.62%,0.13%和0.23%。[结论] 毛乌素沙地沙漠化逆转过程使土壤结构变细,结皮发育,植被增加,土壤抗蚀性增强,对土壤风蚀起到显著抑制作用。     

Impacts of Human Activities on the Land Desertification in the Dry-Hot Valley of the Jinshajiang River

The research area, Yuanmou County, is located in the downstream of dry-hot valley of the Jinshajiang River. There is an average annual precipitation of 619 mm with 85% of the total amount concentrated in the rain season from June to August. Problems of the land desertification, such as soil erosion, exposure of land, rock fragments, land sandstonization and soil degradation etc. by runoff water are very serious in Yuanmou County. The distribution, characteristics of the land desertification are described. Impacts of human activities on the land desertification are analyzed. It is found that rapid growth of population, reclaiming precipitous slope, random deforestation and over-grazing are main reasons to cause the soil acceleration erosion and the land desertification.     

喀斯特地区土壤侵蚀风险评价—以贵州省关岭布依族苗族自治县为例

我国西南喀斯特地区土壤侵蚀的严重后果除了土壤肥力损失、质地恶化、淤塞河渠水道等外,还有一个特殊的石漠化问题,因此喀斯特地区的土壤侵蚀风险评价研究必须综合考虑石漠化问题.土壤侵蚀风险评价首先需要确定土壤侵蚀级别,按照年均土壤侵蚀模数确定土壤侵蚀级别的方法在喀斯特地区存在很大的争议.提出一种新方法,通过求取石漠化扩展速度,也就是土壤面积损失速度,从而得到土壤抗蚀年限,对土壤侵蚀风险进行评价.具体过程以贵州省关岭县为例,在对两期TM影像(1987～1999年)进行线性光谱分离的基础上,得出研究区两个时段植被、裸     

基于坡度等级的喀斯特山区石漠化与水土流失相关性研究——以贵州省盘县为例

为了定量分析不同坡度等级下石漠化与水土流失之间的相关性,为县域生态环境治理与修复提供科学理论依据,以贵州省盘县为研究区,在遥感与地理信息系统技术支持下,以ALOS遥感影像、岩性及1∶50 000地形图等为基础数据源,采用遥感解译方法、表面分析及地图代数原理,提取出石漠化与水土流失的各指标因子。通过ArcGIS空间分析及相关性分析模型,从不同坡度等级下分析盘县石漠化与水土流失的相关性。结果表明:盘县石漠化面积为1 008.45km~2,占总面积的24.9%,已发生石漠化等级以轻度、中度和强度为主,分别占盘县石漠化面积的45.47%,29.67%,20.29%;水土流失面积为521.05km~2,占总面积的12.85%,已发生水土流失等级以轻度和中度为主,分别占盘县水土流失面积的67.75%和17.36%。石漠化与水土流失发生区坡度以5°~35°为主,分别占石漠化与水土流失面积的85.08%与82.45%。当坡度8°时,石漠化与水土流失等级、水土流失与石漠化等级存在负相关关系。当坡度为8°~35°时,已石漠化与已水土流失面积均呈现出先减小后增加再减小的趋势。当坡度35°时,石漠化与水土流失等级在强烈侵蚀等级以下表现为负相关,超过强烈侵蚀为正相关;而水土流失与石漠化等级在轻度石漠化等级以下表现为正相关,超过轻度石漠化为负相关。     

贵州土地石漠化变化及社会经济活动的影响分析

分析石漠化与社会经济活动的关系及其动态变化,有利于石漠化状况的改善和治理。以往的驱动因子分析对社会经济因素的研究较少,本文以贵州省为研究区,以县域为研究单元,基于2000年和2011年两期石漠化影像,通过空间分析研究了贵州省2000—2011年的石漠化动态变化,并从人口因素、社会发展状况和经济水平、农业生产活动、地形坡度和生态工程建设等5个方面选取23个影响因子,对石漠化的驱动力进行分析。结果表明:1)2000—2011年贵州省石漠化的治理工作取得了一定的成效,石漠化面积总体减少,但中度和重度石漠化面积呈增加趋势,轻度以上石漠化的治理任务还很艰巨;2)23个影响因子与石漠化呈现不同程度的正负相关关系; 3)农业人口比重、农业总产值、人均粮食、人均耕地、耕地比重、15°～25°耕地(岩溶)比重和25°以上耕地(岩溶)比重均与石漠化呈显著正相关,其他因子均与石漠化呈显著负相关,其中农业活动对石漠化的影响最为显著,农业人口比重、农业总产值、人均耕地、15°～25°耕地比重、25°以上耕地比重、15°～25°岩溶比重和25°以上岩溶比重与石漠化的相关系数分别为0.473、0.425、0.291、0.288、0.430、0.338和0.334。研究社会经济活动对石漠化的影响可为石漠化治理提供借鉴和参考。     

Drivers of soil erosion and subsurface loss by soil leakage during karst rocky desertification in SW China

As an extreme manifestation of environmental degradation, karst rock desertification is caused by soil loss and rock exposure. In some areas with serious rocky desertification, there is no soil to be eroded or leaked. The soil loss in these areas superimposes soil erosion and unique subsurface loss by soil leakage through fissures, pipelines, sinkholes, etc., which directly reduce soil resources and accelerate rocky desertification. However, the factors driving soil erosion and subsurface loss by soil leakage are still unclear. Rainfall experiments were conducted on simulated slopes with surface-exposed bedrock and subsurface fissures based on field investigations in a karst rocky desertification area of Guizhou Province, China. Four factors, including rainfall intensity, slope gradient, bedrock exposure rate and subsurface fissure degree, were considered in the experiment. We found that the amount of soil surface erosion and subsurface leakage loss is driven not only by the runoff volume but also by other influential factors. Rainfall intensity is the driving factor determining the amount of surface erosion and subsurface leakage loss of soil and water and the relationship between them. The slope gradient plays a leading role only in subsurface fissure flow leakage loss. The bedrock exposure rate drives the surface soil erosion rate, shows a critical value (30%), and dominates the fissure flow leakage loss rate. Subsurface fissure density plays an important role in the surface loss of soil and water; however, an increase in the subsurface fissure density does not obviously accelerate the subsurface leakage loss of soil and water. Although this result, obtained from laboratory simulations, may differ at the field scale or larger, it could provide a foundation for systematic studies on soil erosion/leakage and insights into the relations between rocky desertification and soil erosion/leakage and their driving factors in karst rocky desertification.     

青藏高原冻融荒漠化退化区分布及影响因素

[目的]青藏高原由于其高海拔、气温低、冻融侵蚀强烈的特点,是冻融荒漠化的主要发生区。探究青藏高原冻融退化区分布及其原因,对该区水土保持工作和生态环境保护具有重要参考意义。[方法]选择植被覆盖度、冻融循环次数、土壤温度日较差、土壤含水量、年降水量和坡度作为冻融侵蚀因子,对2000—2019年青藏高原冻融侵蚀敏感性进行了评价,结合研究期内青藏高原荒漠化趋势,构建了一种判定冻融荒漠化退化区域的方法。[结果]2000—2019年青藏高原冻融侵蚀区总面积为1.531×10⁶ km²,中度及以上敏感性区域面积为9.131×10⁵ km²,占青藏高原总面积的35.92%。青藏高原冻融荒漠化退化区域面积约为1.113×10⁵ km²,主要分布于高原西南部,退化程度以中度退化为主,面积占比为44.35%。[结论]气温上升、湿润指数下降和净太阳辐射增强是青藏高原冻融荒漠化发生的主要自然驱动因素,高原南部部分地区由于气候条件的差异,三者发挥了相反的作用。     

半干旱草原潜在土壤风力侵蚀空间格局研究

中国绝大多数的干旱半干旱地区遭受着严重的风力侵蚀。风蚀可导致土壤流失、肥力下降,最终导致土地荒漠化。半干旱草原区的荒漠化问题日益突出,由此带来的沙尘暴等灾害天气增多,给人们的生产生活带来诸多不便。从影响土壤风力侵蚀的风速、干燥度、植被盖度、地形起伏度、土壤可蚀性以及放牧压力6个方面出发,借助GIS技术,通过主成分分析研究半干旱草原区达茂旗土壤风力侵蚀的空间分布格局。结果表明:达茂旗潜在土壤风力侵蚀指数由南向北呈高—低—高趋势。达茂旗北部地区土壤风蚀主要受风速、干燥度和植被指数影响;中部地区风力侵蚀主要受地形起伏度的影响,地形起伏对风的消减作用增强,使得风力降低,加之该地区土壤可蚀性和干燥度相对较低,风力侵蚀指数低;南部土壤风力侵蚀主要受放牧压力影响,春季正是牧草返青季节,植被盖度低,且牲畜密度相对较大,放牧对草场的压力大,土壤风力侵蚀严重。风力侵蚀各影响因子的时空异质性是导致半干旱草原风力侵蚀空间异质性的主要原因。干旱草原风力侵蚀空间异质性的主要影响因素是风速、干燥度和植被指数,其次受地形和土壤可蚀性的影响,而放牧压力是半干旱草原区土壤风力侵蚀的主要人为因素之一。     

基于Google Earth Engine的典型峰丛洼地石漠化时空演变与驱动因子分析——以西畴县为例

石漠化是岩溶地区阻碍经济可持续发展、影响生态环境的重大问题,随着近几十年石漠化治理的开展,石漠化扩张的趋势已经得到了极大遏制。以我国典型峰丛洼地地貌的云南省文山州西畴县为研究区,基于遥感云计算平台Google Earth Engine(GEE)以1990年、2000年、2010年、2020年四期Landsat遥感影像为数据源,利用转移矩阵分析西畴县近30年石漠化动态变化,并采用地理探测器分析了西畴县石漠化形成的驱动因子。主要结论如下:(1)30年间西畴县石漠化演变总体呈现先小幅减少,再扩张,然后大幅减少的趋势,从时间上来看1990—2000年,石漠化类型转变主要是轻度和潜在石漠化向无石漠化转移,2000—2010年石漠化类型转变主要是无石漠化向潜在和轻度石漠化转移,2010—2020年石漠化类型转变主要是潜在、轻度和中度石漠化向无石漠化转移; 从空间上来看,西畴县石漠化分布北重南轻,在石漠化治理成效上,整体都呈现好转,石漠化改善面积为850.183 km²,在莲花塘乡西北部、新马街乡的东北部、鸡街乡和西洒镇的交界处也存在零星恶化,恶化面积为51.715 km²。(2)1990—2020年30年间,西畴县石漠化治理取得了巨大成效,到2020年西畴县无石漠化土地面积已经达到940.854 km²,共有648.476 km²的石漠化土地转化成无石漠化土地;(3)地理探测器分析结果表明西畴县石漠化形成的主要驱动因子为坡度和GDP交互作用(q=0.645),人口密度和GDP交互作用(q=0.639)这两对组合。(4)通过编程在遥感计算云平台Google Earth Engine(GEE)上在线获取和处理遥感数据,可以较大限度地提高工作效率。利用云计算实现石漠化表征因子的提取,解决相关地学问题,可为后续相关研究提供强有力的技术支撑。     

Quantitative Mapping and Assessment of Environmentally Sensitive Areas to Desertification in Central Iran

Desertification is one of the main environmental and also social and economic problems facing Iran. Seventeen out of 31 Iranian provinces, which are home to approximately 70% of the total population, are affected by desertification. This study aimed to use geographic information system (GIS) and fuzzy logic for mapping environmentally sensitive areas to desertification based on Mediterranean Desertification and Land Use approach in Isfahan province, central Iran. Six desertification indicators including climate, soil, vegetation, soil erosion, groundwater, and management and policy quality were used to determine various types of environmentally sensitive areas to desertification. Seventeen desertification indices affecting the quality of each indicator were spatially mapped and assigned a value between 0 and 1 using a fuzzy logic option of ArcSDM3 software in GIS environment. Results showed that a 21·7% of the study area was classified as critical, 70% as fragile and 5·5% as potential, and 2·9% of the area was not affected by desertification. In the town of Borkhar, 64·2% of the area was classified as critical, followed by the towns of Isfahan and Nayin with 40·2% and 31·8%, respectively. Results at provincial scale indicated that the climate indicator and humidity index with a weighting mean of 0·71 and 0·77 were the most affective factors in the desertification of the study area. The developed model in this study can be used for mapping desertification status in other 16 provinces that contain desert areas. These assessments provide a GIS‐based desertification database that Iran as a member of the United Nation Convention to Combat Desertification can use to report the condition of desertification at national scale. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.