我国沙漠化研究的若干问题——3.沙漠化研究和防治的重点区域

沙漠化(SandyDesertification)是我国荒漠化(Desertification)的主要类型之一,是干旱、半干旱及部分半湿润地区由于人地关系不相协调所造成的以风沙活动为主要标志的土地退化。由于原生沙漠戈壁与沙漠化形成发展的时空范畴不同、成因的主导因素不同和演变的可逆性不同,要求我们在开展沙漠化基本问题的探索、确认主要研究内容的基础上,进一步明确沙漠化研究和防治的重点区域,为国家沙漠化防治战略决策的制订和技术措施的执行提供科学依据,使沙漠化防治工程在国家有限经费的投入下,本着因地制宜的原则,达到多快好省的效果。作者通过对近50年来野外考察和遥感动态监测成果的总结,指出,沙漠化土地主要分布在半干旱地带的农牧交错地区,半干旱地带草原区和干旱地带绿洲边缘及内陆河下游地区,反映的是人类活动和脆弱生态环境相互作用的土地退化区,在过去的50年里,沙漠化土地蔓延的主要部分也是在这些区域内。所以,它们是中国北方沙漠化研究的重点区域。根据不同时期沙漠化土地空间分布和演化的特点,依据其自然地带原则和发展强度原则,将我国沙漠化土地划分为4大区29个亚区,应是防治的重点区域。

中国北方农牧交错区沙漠化发展过程及其成因分析

通过历史文献记载、遥感监测和野外调查等手段,研究了中国北方农牧交错区历史时期以来的沙漠化发展过程,认为在晚全新世气候干湿波动的背景上,研究区的沙漠化状况在20世纪80年代以前以发展为主,而在之后的近20a里则出现逆转。对研究区近50a来的气候及土地利用方式变化的分析表明,气候因素中降水的多变性是研究区土地沙漠化发生的自然背景,而滞后于气候变化的土地利用方式改变则是研究区沙漠化最主要的成因。

我国沙漠化研究的若干问题——4.沙漠化的防治战略与途径

沙漠化是干旱、半干旱及部分半湿润地区由于人地关系不相协调所造成的以风沙活动为主要标志的土地退化。目前我国沙漠化防治仍然面临着"局部治理,整体恶化"的严峻态势。为了使沙漠化防治更加有效,需要我们以自然与人为因素及其相互作用为主线,对沙漠化的成因、发展或逆转过程、沙漠化土地时空分布特征及其变化等关键问题有进一步的认识,进而明确沙漠化防治的战略和途径。根据我们的研究和总结,提出了我国沙漠化防治的战略、指导方针、基本原则和途径。

浑善达克沙地土地沙漠化过程中土壤粒度与养分变化研究

浑善达克沙地土壤空间异质性大,流动沙丘粒度组成和非沙漠化土地养分含量都存在极显著差异。随着土地沙漠化的发展,土壤表层通常形成粗化层,土壤中的重要养分有机碳(SOC)和全氮(TN)的含量显著下降,且SOC含量比TN含量存在更大的空间差异和随沙漠化土地发展更快的下降速率,致使土壤表层C/N值存在明显下降趋势。沙漠化土地表层土壤中SOC含量和TN含量与土壤粘粒含量和粗粉沙含量之间存在很好的相关性,尤其与土壤粘粒含量的相关性非常高;而且与TN含量的相关性高于与SOC含量的相关性。各种原因引起的土壤风蚀是造成沙漠化发展中土壤过程的主要动力因素,严重影响着土壤的稳定与土壤细物质和养分的迁移。

沙漠化与气候变化互馈机制研究进展

沙漠化与气候变化是当前全世界面临的两大热点问题,尤其是二者之间的互馈机制是研究的热点和难点。气候条件的恶化如持续干旱等可以引起土地的沙漠化,而沙漠化又可以通过生物地球物理互馈机制、增加沙尘气溶胶和温室气体等途径反作用于气候变化,并可能在局地形成正反馈,导致沙漠化向恶性方向发展。笔者在查阅大量文献的基础上,系统回顾了气候变化对沙漠化影响的研究历史,并从生物地球物理互馈机制、沙尘增多及温室气体增加对气候的影响三个方面概述了沙漠化对气候变化的反馈研究。在研究中存在如下瓶颈:①生物地球物理互馈机制发生的尺度;②沙尘和降水的因果关系;③数据的不一致性及数据特征的差异;④沙漠化过程中自然因素与人为因素的剥离。笔者认为:未来研究应从地球系统科学的角度出发,综合研究沙漠化与气候变化问题,并将模型研究与实地观测并重。

中国北方沙漠化土地防治区划(纲要)

根据中国北方沙漠化土地形成发展的历史和现代过程、分布特点、发展趋势及其综合防治途径和利用开发方向等,以“保护优先,重点防治,合理利用,协调发展”作为沙漠化防治的指导方针,在考虑自然条件、沙漠化发展阶段与程度和自然条件、资源利用开发与区域可持续发展方向一致性等原则的基础上,将中国北方沙漠化土地划分为4大区22小区。为因地制宜地沙漠化土地防治提供理论依据。

近30a来毛乌素沙地及其周边地区沙漠化动态变化过程研究

使用1977年和1986年的沙漠化数据以及2000年和2005年的遥感影像来分析毛乌素沙地及其周边地区在不同时期的沙漠化土地空间分布以及动态变化过程。为了使各个时期的数据具有可比性,采用了与1977年和1986年相同的沙漠化程度分类方法,建立遥感判读标志,采用目视解译的方法得到了2000年和2005年的沙漠化数据。结果显示,自1977年以来毛乌素沙地及周边地区3种程度的沙漠化土地面积都呈持续下降趋势,且轻度沙漠化土地面积减少最快;总沙漠化土地面积在1986—2000年减少的最快;就沙漠化土地的空间分布而言,各个时期都主要集中分布在自然条件较差的鄂托克旗、鄂托克前旗和乌审旗;在1977—2005的近30 a间,各个旗、县的沙漠化土地面积也都持续减少,无论时间上还是空间上,研究区的沙漠化土地都处于全面逆转阶段。

江河源区沙漠化研究进展与展望

在全球气候变暖的影响下,青藏高原作为气候变化的敏感区,受到人们越来越多的重视。江河源区是我国长江和黄河以及国际河流澜沧江的发源地,同时它又是高原的重要组成部分。近几十年来,沙漠化现象在该地区的快速发展蔓延已经引起社会和学术界的广泛关注。本文从沙漠化的发展态势、沙漠化的驱动因子、沙漠化的治理措施等方面的研究现状出发,对江河源区的沙漠化研究状况进行了综述,并对研究中存在的不足和未来的研究重点进行了分析。

沙质草原沙漠化过程中植被演替研究现状和展望

在综述了我国半干旱地区沙质草地沙漠化过程中植被演替研究现状,提出了目前沙地植被演替研究中存在的主要问题和今后的研究工作。指出,①沙地植被演替的最大特点就是沙质地表基质的流动性和风沙活动伴随着植被演替的各阶段,研究中应考虑近地表风沙流的影响;②在干扰对生态系统影响越来越大的今天,沙地植被的演替序列往往出现一些随机性和不规则性,应加强对沙地植被演替序列的非线性和演替顶极的多元性、多样性的研究;③应继续从生理生态、种群生态、群落生态以及生态系统生态等不同水平层面上深入研究演替过程中植物种的替代机制,还应加强沙地土壤种子库与地上植被动态耦合、种子岛效应等的研究,以及沙地植被演替趋势和速率等的预测。

浑善达克沙地地区土地沙漠化初步研究

通过野外调查和对2000年TM影像的解译,分析了研究区土地沙漠化的分布格局与发展态势,以及土地沙漠化造成的负面影响。从气候因子的时空分布与变化和人地关系两大方面,探讨了研究区土地沙漠化发生、发展的原因。结果表明,沙漠化土地在空间分布上,与春季风蚀气候因子分布范围不一致;沙漠化在发展的速率上,与三大气候因子的动态变化不一致。结论指出:近50年来,气候因子的时空变化不是研究区土地沙漠化的主要原因;人畜压力与环境容量严重失衡,研究区人地关系的管理上屡有失误,落后的生产、生活方式转变缓慢,是造成研究区土地沙漠化的本质原因。

沙漠地区工程地质勘察重点及道路选线方法

风沙土广泛分布于我国北方干旱、半干旱的沙漠地区 ,是一种特殊性质的地基土 ,其工程地质勘察重点、方法及沙漠地区道路选线的原则与其他地区不同。本文从实际调查和试验分析出发 ,提出了沙漠地区工程地质勘察重点主要为沙漠地貌、风沙环境、植被状况及水文条件。勘察方法主要有遥感和地面调查、室内分析和模拟试验及现场的一些简便试验。道路选线原则主要是 ,绕避严重流沙地段、选择有利地貌形态、选蚀不选积、有利于防沙工程的布设、有利的风向、尽可能少的改变原始地貌形态 ,选择在沙害较轻地带通过。

沙漠化与气候变化相互作用机理研究进展

沙漠化与气候变化相互作用研究是当前地学界的一个热点和难点问题。沙漠化对气候变化响应敏感,同时,沙漠化又通过特殊环境的反馈作用影响气候变化。气候变化通过气温、降水等要素的变化改变植被覆盖等地表特征,对土地沙漠化产生严重影响。沙漠化又会通过生物地球物理反馈机制、增加CO2等温室气体的排放、释放沙尘气溶胶、改变土壤水分及地表粗糙度等影响区域气候变化。目前,国内外学者对沙漠化与气候变化相互作用的研究较多,但对沙漠化与气候变化间相互作用机理的研究仍有待进一步深入。存在的一些主要问题包括:自然因素与人为因素的分离、数据缺乏和数据的连续性及可比性、模型的缺陷和研究的时空尺度问题等。今后,应加强实验观测等获取长期数据,改进和完善模型,并进行综合集成研究。

环境磁学及其在西北干旱区环境研究中的问题

环境磁学是一门新兴交叉学科,它介于磁学、地学和环境科学之间,主要利用矿物和岩石磁学技术,研究环境中磁性颗粒的风化、剥蚀、搬运、沉积和转化受环境变化影响的过程,为全球环境变化和气候过程研究提供代用指标,环境磁学技术在各种环境研究中得到了广泛应用。文中在简要介绍环境磁学原理和方法的基础上,就目前环境磁学在土壤、黄土、沉积物和大气尘埃等方面研究状况进行了阶段性总结。环境磁学参数在干旱和半干旱地区黄土气候和环境记录重建研究中取得了重大进展,但仍存在较大争议。黄土地层中经常使用的磁化率其粉尘贡献到底有多大?磁学参数在季风区和西风区表现迥异,原因何在?不同粉尘源区的环境磁学参数是否存在较大差异?哪些磁学参数适用于干旱区气候与环境重建?这些问题既是国际学术界亟待解决的重大科学问题,也是环境磁学应用在干旱半干旱区环境研究中所面临的主要问题。深入研究提供黄土物质的干旱半干旱地区现代环境磁学过程或许对解决上述问题具有重要的启示意义。

科尔沁地区现代沙漠化过程的驱动因素分析

基于近50a科尔沁地区沙漠化土地发展—再发展—逆转的时空变化的研究结果,以气候波动和人类活动变化作为主驱动因子,探讨现代沙漠化过程的驱动因素的作用。近40多年气候的波动在一定程度上直接地通过不同时期的降水-温度组合影响着沙漠化的进程,间接地通过人类对气候波动的响应而产生的经济活动来加速沙漠化的进程。尽管科尔沁地区的气候驱动因子呈现出有利于沙漠化发展过程的趋势,但在近10多年来,这种驱动力的作用被有利于沙漠化逆转过程的驱动力所抵消。人类活动是研究区沙漠化过程中更加活跃的驱动因子,体现在土地利用方式的转变和强度的增加,以及由此而产生的对自然植被群落毁灭性的破坏而加速了沙漠化的进程。以土壤风蚀为例,这种加速可以是自然条件下的4～10倍;随着沙漠化程度的加剧,所产生的在土壤养分、生物多样性和生物生产量等方面退化的加速也与自然条件下的情况相差3～10倍以上。同样是人类活动,在合理的土地利用、采取各种沙漠化防治措施的情况下,又可使沙漠化过程逆转。从这一点上来说,人为驱动因素应是起绝对主导作用的。

塔克拉玛干沙漠风况特征研究

通过17个站1996-2000年风资料的统计和计算,对塔克拉玛干沙漠风况特征进行研究,结果发现:(1)塔克拉玛干沙漠作用风系以东北风和西北风为主,在纵向和横向上主风向都呈现出明显变化规律;(2)输沙势计算结果表明,除若羌地区外整个塔克拉玛干沙漠处于低风能环境;(3)大多数区域RDP/DP值都大于0.5,呈现单峰或锐双峰特征。

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。

古尔班通古特沙漠生物结皮对地表风蚀作用影响的风洞实验

古尔班通古特沙漠4种类型生物结皮的风洞实验表明,其对地表风蚀影响甚大,且随结皮类型及其破损度不同而呈明显的变化.在25～30m·s-1的风速下,未经扰动的4类生物结皮均未发现沙粒起动和地表风蚀现象.相同破损率条件下,起动风速以苔藓结皮最大、地衣结皮次之、藻结皮和藻类地衣结皮最小.裸沙面在8 42m·s-1的起沙风作用下,风蚀强度为0 09g·m-2·s-1,25m·s-1时为1214 82g·m-2·s-1.在同等风速吹蚀下,4类结皮的风蚀率最大不超过裸沙面的8 95%.随着破损率的增大和风速的加强,风蚀强度显著增大.在数量级和变化趋势上以苔藓和地衣结皮相似,变化于0～23 67g·m-2·s-1之间;藻结皮和藻类地衣结皮相近,变化于0～69 00g·m-2·min-1之间.根据该沙漠的风能环境分析和风洞实验结果,为了不致产生风蚀,人类放牧等经济活动应以不造成30%以上的地表结皮破损为宜,特别是在春夏两季的强风盛行期更要谨慎处之.

乌兰布和沙漠的形成与环境变化

在对乌兰布和沙漠进行野外考察的基础上,通过地貌学、沉积学和年代学的研究,为恢复该地区全新世以来沙漠的形成与演化找到了新的证据。乌兰布和沙漠西南部的吉兰泰盐湖周围及沙漠南部丘间低地湖相地层下部风成砂的系统OSL测年结果表明,乌兰布和沙漠的形成年代约在7ka BP前后。此外,该沙漠腹地众多的干盐湖,大量含有蓝蚬的湖岸堤,以及丘间低地中的湖相地层和植物根系等的存在,证明了沙漠腹地大古湖的存在。乌兰布和沙漠的形成,可以归因于吉兰泰古湖面积的不断缩小和干涸,湖泊周围松散沉积物的风蚀、搬运及选择性堆积过程。

黄河源区土地沙漠化的动态变化及成因分析——以玛多县为例

玛多县地处黄河源区,是黄河重要的水分涵养地,其生态作用对黄河的安危有直接的影响。近年来,在自然因素和人为因素的共同作用下,区内的生态环境急剧退化,表现为土地沙漠化、草场退化和水土流失加剧等过程。在软硬件系统支持下应用GIS和遥感技术,结合野外调查和室内分析,通过对1990年和2000年两期TM影像进行解译,对玛多县沙漠化现状及其发展趋势进行了系统研究。研究结果表明,玛多县沙漠化面积已达2388.06km2,占全县总面积的9.65%。1990年以来沙漠化以每年4.1%的速率递增,沙漠化急剧发展的区域主要集中在黑河乡的赫拉、尕拉到黄河乡的热曲、江旁一线,造成这一现象的原因是多方面的,包括地质构造因素、气候变化、人类强度的经济活动和鼠害等。

21世纪初科尔沁沙地沙漠化土地变化趋势

以2000年和2005年TM影像为信息源,在建立目视解译标志的基础上,利用GIS的图像、数据处理功能,对科尔沁沙地近5年来土地沙漠化动态变化进行监测。结果表明,科尔沁沙地沙漠化面积由2000年的22423.1 km2变为2005年的22422.4 km2,仅以0.14 km2.a-1的速度减少,表明该区沙漠化面积不断加剧的态势得以控制并趋于相对稳定状态;不同类型土地的沙漠化动态变化程度不一,原沙漠化土地沙漠化程度明显减轻,沙漠化逆转与恶化面积的差值为958.9 km2,但监测期间有113.3 km2非沙漠化土地沙漠化,发展速度为22.7 km2.a-1,这一态势值得引起足够重视。