榆林地区土地沙漠化过程中人文作用的定量分析

本文通过对榆林风沙区沙漠化成因的分析,建立了一个沙漠化过程的数学模型:Y=At·f(P,W),利用数学变换,得出人为作用的变化速度方程:a=y-αp-βw,并且提出了降水,风速弹性的概念和计算方法。通过计算,榆林地区土地沙漠化过程中人为因素的作用为112.3%。沙漠化过程的数学模型的建立和人为作用的定量分离,为预测沙漠化发展,控制人为作用强度,制定沙漠化治理措施,提供了理论依据。

土地沙漠化过程的数学模型

本文从分析沙漠化成因机制的角度出发,提出了沙漠化过程的数学模型:Y=At·f(P,W),并由此建立了沙漠化因素定量分析的方程:(dY)/(dt)/Y=(dA)/(dt)/A+α(dp)/(dt)/p+β(dW)/(dt)/W。从而使人类活动对沙漠化作用的定量化成为可能。

毛乌素地区沙漠化与土地利用研究

依据野外调查和遥感动态监测结果,对毛乌素地区的土地利用与沙漠化过程的发展及其防治进行了研究。结果表明,该地区20世纪80年代中期和90年代末轻度以上沙漠化土地面积分别占土地总面积的85 98%和86 07%,沙漠化土地的总面积略有增加,总体趋于稳定;但沙漠化程度加重,重度以上的沙漠化土地面积在总土地面积中增加了3 6%;沙漠化发展的重要原因之一就是人类不合理的土地利用方式。不合理土地利用方式及土地利用方式的改变,使以风沙活动为主导外营力的沙漠化过程得以发展。最后,根据毛乌素地区沙漠化过程与土地利用之关系,提出了研究区防治土地沙漠化应调整农业结构和土地利用方式的建议。

土地沙漠化程度的景观尺度评价

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。

区域沙漠化研究中的沙漠化数量表征

在区域尺度的沙漠化研究中,沙漠化的数量表征可以从沙漠化程度和沙漠化过程二个方面来表示,沙漠化程度是区域内不同沙丘类型的加权作用的总和,用公式DGi=(Mi+k1SMi+k2Fi)/Ai来计算。沙漠化过程是描述沙漠化程度的变化速率,即单位时间内的沙漠化程度的变化速率,用公式DP=(DGi+n-DGi)/n来计算。其中权重k值的确定是区域沙漠化研究的核心,因为k值的大小影响到区域沙漠化程度的高低。研究的结果表明,k值与沙漠化程度呈正关联。但是,其引起的变化小于不同沙丘类型面积变化引起的沙漠化程度的变化。因为采用上述公式计算区域尺度上的沙漠化程度和过程,主要反映了不同沙丘类型的面积信息,权重k值仅仅是对其进行了校正。同时研究结果也表明,k值与沙漠化程度的关系为线性关系,对k值的异议引起的沙漠化程度和过程的差别,可通过k值曲线及时地纠正或重新计算。此外,在不同沙丘类型面积确定的情况下,用k值曲线可表示出所研究地区沙漠化程度和沙漠化过程的变化范围。

中国北方典型沙漠化地区沙漠化的对比研究

选择了中国北方极端干旱、干旱和半干旱三个地带的沙漠化典型地区,即,新疆塔里木河下游阿拉干、内蒙阿拉善盟吉兰泰和河北省丰宁县坝上等地区进行对比研究,以阐明不同地带沙漠化过程的成因、发展趋势及其防治措施,并探索建立预测沙漠化发展趋势的数学模式。

锦鸡儿属灌木阻止干旱草地沙漠化生态过程

纵观全球沙漠化的研究进展,从宏观上研究沙漠化现状和后果的报道较多,对沙漠化内在过程的综合研究较少,灌木在阻止干旱区草原沙漠化中的生态作用缺乏研究。研究假设:在干旱地区,灌木的存在提高土壤营养水平,提升土壤保水能力,促进林下植物和土壤生物群落,进而减轻风蚀和固结土壤,这些相互联系的生态过程共同阻止了草原沙漠化。为了验证上述假设,我们以内蒙古阿拉善地区的荒漠化草原为样地,研究锦鸡儿属灌木的固土能力、提高土壤保水能力、改善土壤营养能力和促进生物群落能力,从生物、土壤、水分和沙物质运动等多过程来探讨锦鸡儿属灌木在阻止草原沙漠化中的作用。目的是弄清灌木阻止干旱草地沙漠化的生态过程。在阿拉善荒漠化草原区,锦鸡儿属灌木盖度大约为12.40%。在100 m^(2)的土地上现有灌木固土2.01 m^(3),固土效率为167 cm^(3)/g鲜重,每年灌木生长可以增加固土能力0.264 m^(3)/100 m^(2)土地。锦鸡儿属灌木提高了土壤湿度(灌丛效应SE=0.120)和土壤对雨水的保持能力(SE 0.155),改善了土壤营养(有机质SE 0.234、有效氮SE 0.338、有效磷SE 0.256和有效钾SE 0.089),增加了植物群落的物种丰度、多度、植株高度和生物量(SE 0.298)以及土壤生物(微生物和线虫)群落的物种丰度和多度(SE 0.302),提高了土壤酶活性(碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶,SE 0.191-0.365)。综合分析表明锦鸡儿属灌木通过保水(路径系数PC=0.43)、增肥(PC 0.39)、促进植物(PC 0.34)和土壤微生物群落(PC 0.20),以及它们共同导致的固土效应等多个相互联系的生态过程阻止干旱草原转变为沙漠。在防止沙漠化的不同过程中,5个锦鸡儿属灌木种各有优劣,这可能是这些种共存于荒漠区的原因之一。灌木作为极端干旱荒漠区的主要植被,在阻止干旱地区草地沙漠化中发挥着重要作用。

土地沙漠化与系统变化

本文以位于农牧交错区的西井子农业生态经济系统为例,从土地沙漠化产生于人口、资源、环境、经济间关系失调中出发,分析了沙漠化进程与系统变化的关系与特点。

榆林市沙漠化演变及其驱动力分析

识别土地沙漠化的影响因素,对制定沙漠化防治对策、促进人与自然和谐发展具有重要意义。基于2000—2014年榆林市沙漠化监测数据和气象数据,采用灰色关联度分析、偏相关分析、主成分分析等方法,研究6种气候因素和8种人为因素对不同沙漠化等级土地面积变化的影响,识别主要驱动因子,并构建沙漠化面积预测模型。结果表明:1)除潜在沙漠化土地面积有所增加外,其余各类型沙漠化土地面积均显著减少;2)前5主成分中,人为因素的累积贡献率为52.98%,气候因素累积贡献率为38.17%,表明沙漠化主要受人类活动影响;3)构建的三次回归模型可较好模拟不同类型沙漠化面积变化,模型解释量达40%~66%。本成果可为评估未来气候变化对沙漠化的影响和制定沙漠化防治对策提供参考。

中国沙漠化土地的特征及其防治的途径

一、前言 沙漠化是当前世界上一个值得注意的环境保护问题,特别是西非撒哈拉沙漠南缘撒赫勒地带,在本世纪六十年代末期及七十年代初期持续的干旱,使沙漠化问题表现得更为突出,沙漠化便成为世界上所关注的问题。联合国于1977年专门召开了世界沙漠化会议,研究其成因过程和防治方案。沙漠化实际上并不是近几年所出现的,自从有人类历史以来就产生了沙漠化问题,目前世界上一些主要沙区中分布有不少历史时期人类活动的遗迹便是明显的例证。

甘肃省土地沙漠化的治理与启示

新中国成立以来,甘肃省的土地沙漠化一度加重,新世纪后才逐步逆转。为建设经济和治理生态环境,甘肃省实施了生物治沙、机械治沙、化学治沙、政策法规治沙、农业治沙、工程治沙及资金治沙等一系列措施,基本遏制了土地沙漠化发展、实现了“山水林田湖草沙”的动态平衡、初步构建了国家西部生态安全屏障、治沙工作走到世界前列,达到了“绿进沙退”的治理目标。但同时,甘肃省的土地沙漠化治理中仍存在与经济社会发展的矛盾、治理投入不足,市场融资困难、对自然规律把握不准、缺乏前瞻性和创新性等不足。为进一步推动和完善治沙工作,必须加大沙产业投入;树立“人与自然和谐共生”观念;架构科学治沙体系;加强理论研究、平台与人才队伍建设;完善治沙制度。

人口在沙漠化过程中作用的定量研究

对人口在沙漠化过程中的作用,已有过不少论述,但容量的研究较少,对于沙漠化多少是自然形成的、多少是人为造成的仍是研究的主要问题之一。本文选择于我国沙漠化典型地区科尔沁地区中部的白青他拉乡作一典型研究。

基于Landsat遥感数据新疆某煤炭矿区沙漠化监测分析

新疆地区是我国沙漠化较为严重的区域,近年来因新疆地区煤炭开采活动导致土地占压、地表沉陷、地下水疏干等问题,直接或间接加剧了矿区内的沙漠化趋势。基于Landsat遥感数据,利用ENVI5.3进行预处理及计算,通过提取归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI),估算植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)以及计算植被区域变化数据,对近10年矿区及其可能影响区域的沙漠化进行监测。结果表明:①三种监测方法得出的结论基本一致,近10年研究区域内平均植被覆盖度(FVC)降低4.04%,Fvc>0.3区域占比降低4.59%,植被覆盖总体上有所减少,有沙漠化蔓延的趋势,自2020年8月以来,采矿等人为活动开始减少,这也使得研究区域自2020-2023年,FVC及植被覆盖区域均有所增加,沙漠化进程有所减缓;②在NDVI、FVC反演的基础上计算并反演出的植被区域变化情况的数据及图像,可较为准确、直观地反映植被减少、有沙漠化发展趋势的区域,为矿区的沙漠化监测工作提供了可视化的监测方法,可为矿区沙漠化的监测与防治提供参考依据。

遥感技术在沙漠化防治中的应用

本文介绍了沙漠化的主要特征及对环境和社会的影响;分析了沙漠化监测与防治方法的优劣势;在此基础上分析了遥感技术在沙漠化研究中的应用,包括遥感数据的获取、处理方法及其应用,重点讨论了遥感技术在土地退化监测、植被恢复和水资源管理等方面的应用;探讨了遥感技术在沙漠化监测和防治领域未来的研究方向和面临的挑战。旨在通过探讨当代遥感技术在沙漠化防治中的研究应用,为促进沙漠化防治工作的进一步发展和完善提供参考。

青海共和盆地土地沙漠化及其防治

共和盆地在自然带上属半湿润森林草原地带与干旱荒漠地带之间的高原温带内半干旱干草原和干旱荒漠草原的过渡生物气候亚带,高寒干旱的气候和丰富的第四纪砂物质是我国沙漠化得以发生、发展的地区之一,这对当地农牧业生产,特别是龙羊峡库区造成巨大威胁。为此,本文探讨了该区土地沙漠化现状、危害的基础上,并提出土地沙漠化的初步区划、防治原则、途径和措施。

海南岛西部热带沙漠化土地特征与成因

海南岛西部沙漠化土地具有热带海岸沙地的地域特征、形态特征、旱生植被景观特征和土地利用快速演变特征。在大气环流、雨影区和海流的共同影响下,岛西形成热带半干旱气候和热带稀树草原环境,孕育并存在自然沙漠化发展的动力、空间和物质基础。岛西历史时期沙漠化受气候变化和毁林开荒等活动的影响,但仍是自然沙漠化为主的沙漠化过程。20世纪以来现代沙漠化经历了发展、恢复、再发展、逆转、波动等5个阶段,沙漠化既受数年或数十年尺度的气候变化的作用,又受人为不合理经济活动的影响。用因子分析等诊断、分析后认为人为活动的贡献率远大于气候变化的贡献率,现代沙漠化已演变为以人为沙漠化为主的沙漠化过程。

中国沙漠化研究的进展

沙漠化研究伴随着中国沙漠科学的建立与发展经历了几十年艰苦奋斗的历程，为国民经济建设和沙漠科学体系的形成都做出了重要的贡献。近４０ ａ来中国在有关沙漠化的基础研究、动态监测与评价、植被演替、景观生态学、植物逆境生理学、对生态系统的影响、水土资源的高效利用与可持续发展、整治模式和技术研究等方面取得了重大进展。未来中国沙漠化研究的重点领域是：风沙物理与沙漠环境、恢复生态学、水土资源利用与农业可持续发展、沙漠化逆转及其整治模式等方面。

青海贵南草原沙漠化影响因子的贡献率

影响因子贡献率是目前沙漠化研究的焦点之一,诸因子对沙漠化发展的贡献和对沙漠化现状的贡献是这一科学问题的两个方面。利用风洞模拟实验和137Cs示踪技术,建立了青海贵南现代草原沙漠化多因子方程,分别区分了该区风速变化、植被变化、牲畜践踏(滥牧)、樵采破坏(滥樵)和草地开垦(滥垦)等五个主要影响因子对沙漠化现状及其发展的贡献率。结果表明,牲畜践踏、樵采活动和草地开垦对沙漠化发展的贡献率分别为54.78%、4.66%和40.56%,人类不合理经济活动是近40a来沙漠化发展的根本原因。平均侵蚀风速变化很小,对沙漠化发展的贡献率为零。植被盖度的变化对沙漠化发展具有显著的贡献,但在近几十年来气候变化尚不足于对植被盖度造成明显影响的前提下,对沙漠化的影响作用被进一步归结为人文因子的贡献。沙漠化现状是在自然沙漠化过程的基础上人类不合理经济活动进一步叠加的结果,自然因子和人文因子对当前沙漠化现状的贡献率分别为27.8%和72.2%,人文因子中牲畜践踏、樵采活动和草地开垦对沙漠化现状的贡献率分别为39.55%、3.37%和29.28%。沙漠化影响因子的贡献率因时、因地而异。

沙漠化过程中生物量损失的初步评估——以内蒙古科尔沁地区为例

内蒙古科尔沁地区近50a来沙漠化土地经历了发展—再发展—逆转的过程,到2000年,该地区的不同类型和程度的沙漠化土地总计达50200km2,态势依然严峻。研究表明,沙漠化过程中生物量的损失主要体现在生态系统的退化中,其基本特征是伴随着生态系统的结构功能逐渐受到破坏,植被沙生化和土壤沙质化,最终导致低级的沙漠(地)生态系统的形成,生物生产量的降低。2000年度科尔沁地区旱作农田由于沙漠化过程所造成的地上生物量损失约为68.6万t,放牧草地的地上生物量损失量约为1008.2万t,总的损失量为1076.8万t。而在可以进行计算和评估的41a间,该地区由于沙漠化过程所造成的地上生物量损失量约为44148.8万t。

鄂尔多斯地区沙漠化遥感定量评价

利用Landsat TM遥感光谱信息,构建了多维向量空间下的14个遥感定量指标,采用Fisher逐步判别分析法从这些指标中筛选出8个与沙漠化现状(非沙漠化、潜在沙漠化、沙漠化)密切相关的指标(氧化铁、地表反照率、植被指数)和反映水与植物特性的5个波段(波段1,2,4,5,7),又分辨出6个与沙漠化程度密切相关的变量(氧化铁、地表反照率、植被指数和反映土壤水分和植物水分的2个波段(波段5,7)).利用这些指标建立的判别方程对鄂尔多斯地区沙漠化程度进行了评价,并与2000年的沙漠化程度评价结果对比,发现判别方程的精度达68.9%.结合遥感光谱信息和Fisher分类器可以在遥感图像处理软件下实现沙漠化现状与程度的自动识别,与单纯使用遥感光谱信息进行分类相比,引入遥感代用指标,对于沙漠化现状与程度的分类和分级具有更好的效果.