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。

近2 ka河西走廊及毗邻地区沙漠化过程的气候与人文背景

根据古城废弃、湖泊退缩、频降尘期等发生时代的相对一致性,确定历史时期河西走廊沙漠化过程存在3次大发展时期,即南北朝、唐末五代和明清两朝,它们均对应近2ka来的气候干冷阶段。清代中期河西走廊人口密度突破了干旱地带人口压力的"临界指标",水资源利用率超过40%,是晚近沙漠化土地迅速扩大的主要原因。

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。

沙漠化过程中沙质旱作农田土壤环境的变化及其对生产力形成的影响

以地处半干旱风沙区的科尔沁沙地为对象,研究了沙漠化过程中旱作农田土壤环境的变化规律及其与生产力形成的关系。结果表明,随着农田的风蚀,土壤发生粗化,土壤环境明显恶化,导致生物产量大幅度下降。其中,严重沙漠化农田和非沙漠化农田相比,其土壤粘粒、有机质、水分、全养分、速效养分、生物量及光合效率分别下降84.3%,65.5%,74.8%,9.25%～72.8%,27.5%～69.0%,60.5%,56.8%,地温升高0.9℃。相关分析表明,土壤粘粒和有机质的吹蚀是导致土壤含水量下降的主要原因(相关系数分别为0.9534,0.9638),土壤粗化和含水量的减少引起地温上升(相关系数分别为0.9439和-0.9965),而作物产量的下降与土壤含水量、速效N的降低关系最为密切,相关系数分别为0.9202和0.9425。在科尔沁沙地,加强农田防护林建设,增加土壤含水量(发展灌溉)和增施肥料(有机肥及尿素)是防止农田沙漠化和提高作物产量的根本措施。

沙质草原沙漠化过程不同阶段稳定性与恢复性研究

应用 1 984、2 0 0 1、2 0 0 2年在内蒙古锡林郭勒盟多伦县的野外调查样方资料 ,采用群落盖度变化 ;植物种在样方中出现频度的变异性、生物量的变异性和 β多样性指数作为指标 ,综合的分析沙漠化过程不同阶段的稳定性。结果表明 :( 1 )沙漠化过程不同阶段盖度的下降比例并不是均匀的 ( 35 %→ 2 5 %→ 1 5 %→ 5 %→ 0 % ) ,这种不均匀性可以反映出演变过程中不同阶段的保守性和易变性 ,下降比例越小 ,说明这一阶段越保守 ,从而也越稳定 ;( 2 )不同阶段 1 m2样方内所包含的物种数量 ,以及物种数量的变异系数 ( 0 .31→0 .34→ 0 .64→ 0 .67)反映了演变的不均匀性 ;( 3)不同阶段 1 m2 样方内生物量的变异系数 ( 0 .5 0→ 0 .49→0 .66→ 0 .64)反映出演变的不均匀性 ;( 4 )通常 β多样性指数被表示为群落间相似性指数 ( 0 .81→ 0 .60→0 .32→ 0 .0 0 ) ,沙漠化过程中相邻两个阶段的相似性越高 ,说明稳定性也越高。以上几个指标反映的趋势是一致的。恢复性与稳定性正好相反 ,越稳定的阶段越不容易恢复 ,反之 ,越容易恢复。

浑善达克沙地的土地沙漠化过程研究

借助TM/ETM+影像和GIS平台,采用实地考察与野外实验和室内分析整理相结合的办法,对浑善达克沙地土地沙漠化过程进行了初步研究。结果表明,过去50a来,浑善达克沙地经历了强烈的沙漠化发展。位于沙地中部正蓝旗的沙漠化土地从1987年的5 593.8km2发展到2000年的6 015.3km2,发展速率为32.4km2.a-1。2000年紧急启动的风沙源治理工程,一定程度改善了当地沙漠化发展态势,2005年正蓝旗共有沙漠化土地5 950.4km2,有约330.7km2的严重沙漠化土地得到了控制和逆转。其他大部分沙漠化土地虽有不同程度改善,但5a的时间里尚未发生质的变化。沙漠化过程是原生植被逐步被沙生植被和沙生先锋植被取代的过程;同时也是土壤粗化、贫瘠化和空间重新分布过程。随着土地沙漠化程度的加剧,起沙风速降低,输沙强度增大,沙地近地表表现出相对高风能环境。沙漠化过程以固定沙丘活化为主,主要有发育"马蹄形"风蚀洼地、"鱼钩"型沙丘和"串珠状"风蚀槽三种沙丘活化形式,最终导致景观支离破碎、不少地区出现了流沙连片的现象。同时,农田开垦引起土壤风蚀的危险,也不容忽视。

近40年来科尔沁沙地沙漠化过程的气候背景分析

本文利用时间序列分析中的滑动平均和短期预测方法分析了科尔沁沙地的 8个气象台站 1 961～ 2 0 0 0 ( 1 998)年多年气温和降水量数据的变化趋势 ,并用简单气候偏差指数计算了逐年的降水量变差 ;同时用变异系数计算了 8个站点 1 961～ 2 0 0 0 ( 1 998)年的降水量年际变差。结果表明 ,近 40年来 8个站点的年均温度呈现显著的直线上升趋势 ,平均增温 1 .5 1℃ ,增温幅度在 0 .90～ 1 .79℃ ;年均温增加主要表现在冬季增温和春季增温 ,而年降水量未发现显著上升或下降的趋势。但从降水季度分布来看 。

沙漠化过程中植物的变化和适应机理研究概述

沙漠化过程就是人为活动破坏生态系统平衡,导致地表植被衰退或消失之后,风作用于地表而产生的风蚀、搬运、堆积的风沙运动过程.本文就其植物的抗旱性、抗风沙性,在形态结构和生理功能两方面结合沙漠化过程做了概述,其中形态结构方面主要体现在植物的根、茎、叶和生物量方面的变化和适应性,生理功能方面集中体现水分生理、光合特性、渗透调节、激素作用、膜系统保护酶以及物质代谢、膜脂组分等相关细胞层次的适应与变化特征.

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。

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。

近50年来毛乌素沙地的沙漠化过程研究

根据野外考察、应用遥感和地理信息系统技术对毛乌素沙地进行动态研究表明，５０年代沙漠化土地面积约为１２９００ｋｍ２，到了７０年代中期达４１１１０ｋｍ２，８０年代后期，减少为３２５９０ｋｍ２，至 １９９３年又下降到了３０６５０ｋｍ２。 ５０～７０年代是沙漠化土地迅速发展的时期，而进入 ８０年代以后，总体上是处于逆转过程中，已有近９４６０ｋｍ２的沙漠化土地得到了治理，这主要得益于“三北”防护林工程的实施和当地政府与干部群众积极开展沙漠化防治的努力。也进一步证明了：沙漠化主要是人类造成的，也只有人类能够控制它。

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,沙漠化过程是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。

今天的绿洲较古代绿洲大大缩小了吗——对于历史时期绿洲沙漠化过程的一些新认识

通过对历史时期河西走廊敦煌绿洲和石羊河下游绿洲的研究 ,认为沙漠化过程的发生并不一定意味着流域绿洲总面积的缩小 ,而在很大程度上则表现为一种绿洲的转移 ;由于绿洲水资源的移动和重新分布而导致的绿洲的转移过程 ,并非绿洲的不断缩小或消失 ;伴随着这种迁移过程 ,造成原有绿洲的荒废和新的绿洲的出现 ,此处发生沙漠化 ,彼处可能又有新的绿洲的形成 ,因为绿洲乃水资源作用的产物。只要大的气候环流形势和流域总水量无大变化 ,则其所发育形成的绿洲总面积就不致发生大的改观。因而所谓今天的绿洲较古代绿洲大大缩小了的说法是缺乏理论根据和历史依据的。

民勤县近300余年来的人口增长与沙漠化过程——人口因素在沙漠化中的作用个案考察之一

甘肃省民勤县位处石羊河下游,其东、西、北三面分别与腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠毗连,气候上属温带大陆性干旱气候,发展绿州农业唯灌溉是赖。本区生态条件脆弱,宜于发展农业的水土资源的负荷限度较低,对人类活动的反应极为敏感,特别是绿州的边缘更为脆弱,其潜在沙漠化因素易于激化活化。早自17世纪后半叶(清代前期)以来,伴随着全县大幅度人口增长及其相应的大规模土地开发,本区沙漠化过程即已十分显著。

内蒙乌兰察布草原农垦区沙漠化过程发展趋势及其治理

本文对内蒙乌兰察布草原农垦区沙漠化形成发展过程进行了分析,认为,该区处于不稳定的半干旱气候临界地带,人们不分地域、非适度的草原农垦造成地表风蚀,土地生产力下降是沙漠化产生的主要原因。通过对不同程度沙漠化土地取样分析及风洞模拟实验证明,沙漠化是以地表形态变化为标志,以上壤肥力不断丧失为核心,以自然一社会生态系统持续退化终至瓦解为结果的环境渐变过程。而且这个过程由于人为活动的反复干预会加速。 在对典型区土地沙漠化速率分期进行计算后认为,如果不采取措施,沙漠化土地面积继续扩大、程度不断加深将是这个地区沙漠化发展的主要趋势。因此,采取积极有效的措施,控制人口,调整农业结构,保护和合理利用资源是解决沙漠化问题的关键。

地理过程中人类活动定量分析的数学模型——以水土流失和沙漠化过程为例

一前言地理过程是指地表事物分布位置、模式及其成因的动态变化。应该指出的是,在过去关于地理过程的研究中,自然过程与人文过程的相互结合尚不够,人类与地理环境的关系曾被歪曲,过份地强调了地理环境对人类的影响,以致环境决定论占了统治地位。本世纪以来,随着世界人口的日益增长、科学技术的进步及后工业社会的发展,人类利用自然的范围不断扩大,人类活动强度不断提高,从而使许多自然过程(如土壤侵蚀过程、沙漠化过程等)大大加速,环境质量恶。如森林、草场破坏导致了生态平衡的破坏;土地利用不当致使大量的土地盐渍化;

中国北方沙漠化过程及防治研究进展

本文重点介绍了近10年来我国沙漠化研究领域在有关沙漠化的基础研究、沙漠化动态监测与评价,沙漠化与植被演替、景观生态学研究、沙漠化的植物逆境生理学研究、沙漠化对生态系统影响的研究、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研究进展等方面的主要进展及成就,指出了进一步开展风沙物理与沙漠环境、沙漠化地区恢复生态学、沙漠化地区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研究的重要性。

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。

沙漠化过程土壤指标划分的研究

利用主成分分析方法对不同沙漠化程度土壤进行分类 ,并划分了土壤理化特征的指标。其中 ,土壤有机质和物理性粘粒是重要的指标划分依据。

污水在防治沙暴和土壤沙漠化过程中的应用

污水、土壤沙漠化、沙尘暴是当今社会的三大危害．将三者有机结合起来的污水“风光”处理法巧用我国北方干旱地区的克足自然潜能——光能和风能，廉价地处理了污水，增加了大气湿度，改善了气候环境，有效阻止了土壤沙漠化和沙尘暴的进一步发生。