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。

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。

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。

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。

基于马尔可夫链的草原沙漠化模拟模型

文章对内蒙古鄂托克旗局部地区的草原沙漠化可能性进行了仿真分析。针对草原生态及环境,借助NetLogo仿真平台建立了四大模型以模拟草原沙漠化的进程,分别是基于马尔可夫链的天气预测模型、草的生长模型、羊和狼的生命模型和沙漠的扩张模型。结果表明该地区的生态承载力很脆弱,建议有关政府部门约束牧民,禁止在该区域放牧,及早治理,同时在已经沙漠化的区域植树造林以延缓区域沙漠化的进程。

土地沙漠化原因及林业防沙治沙措施

内蒙古在发展的过程中,面临的一个重要问题就是土地沙漠化,其给内蒙古地区的生产及发展带来了严重影响。所以,内蒙古在防沙治沙方面提高了重视,并对防沙治沙策略进行深入地探索。在此过程中,需要从多个角度着手分析引发内蒙古土地沙漠化的因素,并以此为基础,探寻有效的防治策略,从而使内蒙古土地沙漠化问题得到有效治理,为内蒙古地区持续、稳定发展奠定基础保障。

沙漠化土地梭梭种植机器设计的研究

梭梭是一种固沙先锋植物,对沙漠地区的生态修复具有不容忽视的作用。鉴于此,对梭梭种植机器的设计依据进行了简要分析,并详细探讨梭梭种植机器的系统功能设计及其在沙漠防治中的作用,以期为中国加速沙漠生态修复、实现可持续发展的目标奠定一定理论基础。

沙生苗木栽培技术在沙漠化地区防治固沙中的应用研究

沙漠化是指由于自然因素和人类活动的影响,使得土地退化成为沙漠或沙地的过程。这一问题不仅影响土地的生产力,还威胁到生物多样性和地区社会经济的可持续发展。沙生苗木栽培技术作为一种生态恢复和土地管理的有效手段,能够促进沙地生态系统的恢复和土地的稳定利用。

中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所在次中尺度运动对稳定边界层相似性关系影响的研究中取得进展

次中尺度运动是一类大气现象,空间尺度通常介于几百米到几千米之间,时间尺度介于几分钟到几十分钟之间。常见的大气密度流、孤立波、重力波、低空急流、微冷锋、水平蜿蜒流等都可归为次中尺度运动。稳定大气边界层(SBL)的湍流统计特征会受到非平稳的次中尺度运动的影响,这限制了湍流相似理论在稳定边界层中的应用,导致在强稳定条件下近地层温度、风速等气象要素场的预报存在较大的不确定性。中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所王敏仲研究员和张海亮副研究员提出了一种利用离散正交小波对稳定边界层次中尺度运动进行识别和滤波的方法,利用2021年6月29日—7月31日塔克拉玛干沙漠夜间高频三维风速和空气虚温的观测数据,分析了滤除次中尺度运动前后湍流相似性关系的变化特征,旨在深入认识次中尺度运动对稳定边界层相似性关系的影响特征和作用机制。

借力LED灯,中国科学家沙漠温室繁育水稻试种成功

2024年4月26日,由中国农业科学院科研团队在新疆和田沙漠温室首次试种的快速 繁育水稻试种成功。温室大棚三层栽培定植到收获仅2个月我国是世界上最早栽培水稻的国家,南北方栽 种的水稻生长周期平均在120~150 d,而种在新疆和田沙漠温室的快速繁育水稻能缩短将近一半的生长周 期。

沙漠生态学概念、学科特色、内容及指导作用

生态学是生态文明建设的理论基础。现代生态学学科发展与区域生态特色相结合,已成为生态学特色学科方向发展的显著特征和区域生态文明建设的关键依据。沙漠生态学以沙漠或沙漠化土地为研究区域,以沙漠生物为研究对象,是沙漠学与生态学的交叉融合学科,具有典型的区域性特色。从沙漠生态学的概念和学科定位的角度,分析了沙漠生态学的学科特点和特色优势。基于此,沙漠生态学具有自己的研究范畴和研究内容,在学科层面上存在其他学科无法解决或者解决好的科学问题,并从研究区域和研究对象的角度分析了沙漠生态学形成独立学科方向的必要性。沙漠生态学学科体系建设和基础理论丰富与完善,有利于指导干旱、半干旱区沙漠化的发生原因、过程及原理、沙漠化逆转过程的恢复机理的全面系统研究,为沙漠化综合治理措施与治理实践、沙漠自然资源利用与开发以及沙漠生态系统保护提供关键科技支撑,凸显了沙漠生态学的特色学科方向对区域荒漠化综合防治和“三北”防护林生态工程建设的重要理论和实践指导意义。

下辽河平原土地沙漠化程度及预测研究

近年来中国北方春季沙尘暴频繁发生,土地沙漠化地质灾害问题日趋严重,已对当地的经济发展和人民生命财产的安全构成威胁,研究土地沙漠化影响程度及发展趋势显得尤为重要。以下辽河平原作为研究对象,结合研究土地区沙漠化的规模大小和空间分布情况,将涉及的新民、辽中、台安、盘山和黑山等5个县采取多源信息复合方式进行实地调查,总结出该区域土地沙漠化类型有沙地、固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘等,确定了“土壤质地(C1)”、“植被状况(C2)”、“沙丘类型(C3)”和“裸沙占地百分比(C4)”等4个自然评价指标,将土地沙漠化程度级别划分为轻度(<50)、中度(50-70)和重度(>70);结合本地区土地沙漠化程度的实际情况进行定性定量评价,利用传统的层次分析法(AHP)确定指标权重,通过层次分析法(AHP)分别与随机森林模型(RF)和支持向量机模型(SVM)结合运算,对下辽河平原土地沙漠化程度及发展趋势进行了分类预测。经过对模型进行参数调优和对数据集优化,最终RF模型的AUC值达到了0.89,优于SVM模型的AUC值(0.73),表明随机森林模型更适用于研究区沙漠化的分类预测。采用7?3的比例对数据集进行划分,以38组数据为基础数据,结合“土壤质地”、“植被状况”、“沙丘类型”和“裸沙占地百分比”等4个指标构建的AHP-RF模型。结果表明,植被状况(C2)、裸沙占地百分比(C4)为本地区土地沙漠化的主控指标,改善植被状况的治理措施是重中之重。研究结果可以为当地土地沙漠化防治工作提供有效借鉴意义。

流动沙区沙漠光伏电站防沙治沙体系构建

土地沙漠化被认为是威胁人类生存家园及区域生态安全的重要环境问题之一。沙漠光伏新能源建设从防沙、治沙、用沙等方面进行了有益探索,拓宽了防沙治沙和社会经济协调发展的新途径,促进了沙区自然资源高效利用,可实现沙产业生态、经济效益的最大化。近年来,内蒙古立足国家重要能源基地战略定位,充分发挥沙区太阳能资源优势,科学利用沙漠、戈壁资源,大力发展光伏发电产业,全面推进绿色清洁能源开发与生态环境保护融合发展,实现沙漠、戈壁等生态用地的保护性利用,为内蒙古更好地完成“两个屏障”“两个基地”“一个桥头堡”建设,实现高质量发展,尽快实现“双碳”目标拓宽了新途径。

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。

中国北方沙漠化土地时空演变分析

对2000年中国北方256×104km2区域内沙漠化土地的遥感监测结果表明:沙漠化土地总面积现已达到38.57×104km2,其中轻度和潜在沙漠化土地13.93×104km2,占沙漠化土地面积的36.1%;中度沙漠化土地9.977×104km2,占25.9%;重度沙漠化土地7.909×104km2,占20.5%;严重沙漠化土地面积6.756×104km2,占17.5%。与20世纪50年代后期到70年代中期和80年代后期的沙漠化土地发展状况相比,目前我国沙漠化土地演变趋势具以下特征:(1)沙漠化土地仍在蔓延,面积已由1987年的33.895×104km2增加到了2000年的38.569×104km2,13a中净增4.674×104km2;(2)沙漠化土地继续呈加速发展的趋势,年平均发展速率从20世纪50年代后期到70年代中期的1560km2、70年代中期到80年代后期的2100km2发展到90年代的3600km2;(3)部分旱农区以及农牧交错地区沙漠化土地出现明显逆转,但荒漠草原地区沙漠化土地面积继续扩大,并且程度有所加剧。

中国北方沙漠化过程及其防治研究的新进展

国家973项目“中国北方沙漠化过程及其防治研究”(G2000048700)恢复了过去2 ka来我国北方沙漠化过程、演变、格局和驱动机制;揭示了土壤风蚀和沙尘起动的物理机制,确定了土壤风蚀容忍量、定量评价体系,风沙电场形成机理、分布规律和影响;确定了主要沙尘源区、沙尘暴移动规律和形成机制,建立了沙尘暴监测、预报预警方法和系统;研究了土壤碳、氮衰减规律及其对沙区植被的影响,揭示了沙漠化过程中植物的受损过程、适应对策和植被恢复机理,阐明了我国近50 a沙漠化的过程、成因、现状及其发展趋势,定量给出沙漠化空间变化态势,提出了重点地区防治沙漠化、社会经济与环境协调发展的模式和对策。为国家防沙治沙和干旱地区生态环境和社会经济可持续发展战略决策提供了科学依据。发展和完善了中国沙漠与沙漠化科学。

中国北方半干旱和半湿润地区沙漠化的成因

通过对我国北方半干旱和半湿润地区沙质荒漠化的综合分析后认为，第四纪期间不同时间尺度沙漠化的成因是有差异的。1万年前的更新世期间，人类对生态环境的破坏作用甚微，沙漠化的出现和逆转主要受地球轨道要素制约的万年以上时间尺度的全球气候变化控制；1万年来的全新世特别是近2000年的历史时期，人类对生态环境的作用已越来越大，但沙漠化仍然主要受制于千年和百年尺度的气候波动；20世纪以来的现代时期，沙漠化过程既受数十年或数年的干湿气候波动作用，也受到人类不合理的经济活动的影响，但后者是主要的。