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。

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。

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。

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。

沙漠化防治:一场没有硝烟只有风沙的战争

“大漠沙如雪,燕山月似钩。何当金络脑,快走踏清秋。”从古至今,许多像这样脍炙人口的诗词都描述过沙漠。所谓沙漠就是沙质荒漠,主要指地面完全被沙所覆盖、植物非常稀少、雨水稀少、空气干燥的荒芜地区。古今中外,对沙漠的别称有很多。我国古代称沙漠为“沙河”、“流沙”、“瀚海”、“大漠”、“漠境”等。英文中称沙漠为“Desert”,维吾尔语中称“库姆”,非洲北部人则称“撒哈拉”。

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。

基于GEE的翁牛特旗土地沙漠化遥感监测

基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE),通过提取归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和地表反照率(Albedo)两个参量,构建NDVI-Albedo特征空间,对翁牛特旗1991—2015年沙漠化进行监测,并利用地理探测器结合自然和人为因子分析翁牛特旗沙漠化驱动因子及其影响力。结果表明:(1)翁牛特旗土地沙漠化经历了先发展后逆转的演变进程。1991—2000年为发展期,沙漠化土地总面积增加了2130.29 km^(2);2000—2015年为逆转期,沙漠化土地总面积减少了3364.61 km^(2)。(2)翁牛特旗沙漠化严重的区域主要是分布在中东部以及北部的西辽河平原地区,而西南区域的冀北辽西山地大部分区域沙漠化程度较轻。(3)自然因子和人为因子共同驱动翁牛特旗沙漠化演变过程。地形和沙源是翁牛特旗沙漠化土地空间分布格局形成的主要原因;翁牛特旗1991—2000年沙漠化发展是在自然条件不利的背景下人口增加所带来的环境压力造成的结果,而2000—2015年沙漠化逆转是在自然条件利好的背景下一系列防沙治沙政策有效实施的结果。

内蒙古自治区沙漠化敏感性时空演变格局和趋势分析

以内蒙古自治区为研究区,基于压力-状态-响应模型(PSR)分析框架,耦合空间距离指数模型(SDIM)构建土地沙漠化敏感性评价体系(LDSES),结合沙漠化敏感性时空演变图谱,定量探讨内蒙古自治区土地沙漠化敏感性在2000年、2005年、2010年、2015年、2020年期间的时空演变,并引入元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)模型模拟沙漠化敏感性未来演变机制,进而采用地理探测器揭示了前20 a演变进程中主要驱动因子对其演变的影响特征及解释力。结果表明:(1)内蒙古自治区沙漠化敏感性整体上呈现由东北向西南递增的趋势,低敏感区位于大兴安岭和阴山山脉周边林草地覆盖区,高敏感区则位于西南部的巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、库布其沙漠、毛乌素沙漠等沙地和戈壁地区;(2)从沙漠化敏感性时空演变上来看,研究期间沙漠化敏感性改善的区域,占总面积的30.65%,沙漠化敏感性恶化的区域,占总面积的4.48%,沙漠化敏感性类型维持稳定不变的区域占总面积的52.72%,整体来看土地沙漠化潜力逐渐降低,土地生态质量逐渐好转;(3)2030年沙漠化敏感性模拟结果显示未来10年沙漠化敏感性以低度敏感为主要类型(26.43%),沙漠化潜力将大幅下降,生态工程措施将取得一个较好的结果;(4)驱动力分析表明,沙漠化敏感性对气候因素的响应尤为敏感,其中降雨量对沙漠化敏感性分异的解释力最大;在社会经济发展因素中,经济发展水平起主要影响,说明经济水平的提高在一定程度上将影响土地沙漠化敏感性,各驱动因子交互对沙漠化敏感性呈现增强作用,表明沙漠化敏感性的分异是由多种因素共同作用的结果。研究可为半干旱区沙漠化防治和策略的制定提供借鉴。

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。

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。

基于微分博弈的沙漠化治理模式

在只依赖政府投资治理土地沙漠化不具有可持续性背景下,研究政府以什么模式引入社会资本治理土地沙漠化是具有现实意义的问题.通过构建微分博弈模型,研究了政企双方在非合作和合作不同模式下的最优治理投入水平、治理规模的最优轨迹以及收益变化.研究表明,在非合作模式下,企业独立承担其治理成本的治理规模与政企收益均最低,但政府可以降低税率促进企业提高治理投入水平,并且政府分担企业的部分治理成本能够提高治理规模和双方收益,同时适当提高税率能够促进政企双方的治理投入水平.政企合作是最优治理模式,在合作模式下政府的税率调控将会影响双方的最优收益分配比例.研究结果能够为政府采取不同模式引入社会资本治理沙漠化提供决策参考,并且为政府调控政策提供理论支撑.

基于实际调查与观测解译对比验证的土地沙漠化敏感性评价——以陕西省为例

将生态敏感性实际调查结果与观测解译结果进行对比验证并进行修正,对提升生态敏感性评估的准确性和科学性具有重要的理论与实践意义。基于遥感解译和气候观测数据,构建土地沙漠化敏感性评价指标体系,评价陕西省土地沙漠化敏感性,结合陕西省第五次荒漠化和沙化实际调查结果,对比验证敏感性评价结果,分析实际调查与观测解译结果间的差异,并对土地沙漠化敏感性观测解译评价结果进行修正。结果表明:(1)观测解译结果显示陕西省土地沙漠化敏感性空间差异显著,极敏感区主要位于陕西省榆林市、延安市和渭南市。(2)实测调查结果显示第五次荒漠化和沙化调查中土地沙漠化区主要分布于榆林市北部长城沿线地区。(3)差异特点表明92.5%的实际调查结果土地沙漠化区域与土地沙漠化敏感性观测解译评价结果存在空间上的重叠,但只有71.8%的观测解译极敏感区与实际调查土地沙漠化区域间存在空间重叠。(4)造成差异的原因在于数据来源误差、模型构建误差以及指标赋值误差3个方面。(5)修正后的陕西省土地沙漠化敏感性评价结果显示极敏感区域主要位于陕西省榆林市、延安市北部和渭南市大荔县,较基于观测解译的评价结果增加面积110.41 km2。针对差异原因和特点,可以针对性的完善生态敏感性评价体系和分析框架。

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。

乌珠穆沁伏沙区近40年沙漠化时空变化特征分析

沙漠化是干旱、半干旱草原区严重的生态环境问题,尤其在伏沙区,因风蚀或人为破坏导致的伏沙显化现象日益增多。因此,准确掌握其演变过程及成因,对抑制伏沙活化、沙漠化防治具有重要意义。笔者以乌珠穆沁伏沙区霍尔其格沙地为例,基于Landsat系列卫星影像数据为主要数据源,分析了近40年来沙漠化土地的时空变化特征。结果表明:(1)近40年来,研究区沙漠化呈逆转趋势,主要逆转类型是重度沙漠化和严重沙漠化土地,但两者仍是研究区主要的沙漠化土地类型;(2)严重沙漠化土地集中分布在研究区的南侧,2003年之后开始变得零星分布;重度沙漠化土地主要分布于研究区中部;中度沙漠化土地集中分布于研究区西北部;轻度沙漠化土地刚开始呈带状分布于严重沙漠化土地的南侧边缘,从2007年开始逐渐分布在研究区中部和南部大部分区域;(3)近40年来,霍尔其格沙地的严重、重度沙漠化土地主要通过边缘扩张进行。从扩张方向来看,方形沙地的各类型沙漠化土地重心向沙地中央逐渐集中,且向逆转的方向发展;而圆形沙地的重心向东北移动,有向该方向扩张的趋势。研究结果可以为伏沙区风沙化治理和区域生态环境恢复重建提供决策依据。

中国土地沙漠化演变趋势分析

中国土地沙漠化面积为33.4万平方公里,其中,已经沙漠化了的土地达17.6万平方公里,潜在沙漠化危险的土地为15.8万平方公里,而且还在发展中。中国北方土地沙漠化主要是在贺兰山以东广大地区,约占沙漠化土地面积的69.30％,我们选择东起呼伦贝尔草原,西到宁夏河东沙区这一地带的若干典型区进行调查其调查。

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。