毛乌素沙地历史沙漠化过程与人地关系

通过对毛乌素沙地东南缘的一处沉积剖面的粒度分析,揭示该区历史时期的环境变化过程.结果表明:毛乌素沙地历史时期环境一直处于退化之中,主要经历唐中后期和明后期的两次沙漠活化过程.剖面记录的这两次沙漠化与历史文献及考古发现可以相互印证,因此剖面结果对阐释历史文献的记载具有很好的补充作用,同时历史文献也验证了剖面结果的可信性.这两次沙漠活化使毛乌素沙地环境严重退化,尤其是明代后期发生的沙漠化是形成现代地表景观的主要原因.由于此次沙漠化过程与气候过程不一致,因此明末至今的沙漠化与人类活动相关.     

毛乌素沙地古城反演的地表水环境变化

古城址是研究历史时期区域人类活动及环境变化过程的良好时空坐标。毛乌素沙地中的大多数古城池都建在当时的绿洲之中,对其现状近水条件和分布格局等的研究发现,秦汉以来毛乌素沙地的地表水环境整体呈恶化趋势,主要表现为湖沼湿地的萎缩和消失、外流河下切加剧但水量减小、部分常年河变成时令河、泉眼消失等等,但同时也存在着局部水环境的改善现象,突出表现为红碱淖等湖沼在清末民初的出现和扩大。究其原因,毛乌素沙地历史时期地表水环境的变化,总体上与气候变化过程一致,但清末以来人类开发活动的加剧对地表水环境变化也有重要影响。     

近2000a毛乌素沙地沙漠化及成因

历史时期毛乌素沙地发生了沙漠化现象,但对沙漠化过程及成因尚有争议。利用毛乌素沙地风成沙-古土壤沉积的测年数据建立累积频度曲线,重建了沙漠化过程;结合高分辨率气候曲线与历史人类活动记录,对近2 000 a毛乌素沙地沙漠化与气候变化、人类活动的关系进行了探讨。结果表明:风成沙-古土壤沉积的测年数据记录了毛乌素沙地在公元440—570、840—960、1525—1890年经历3个沙漠化阶段,均属于温度较低、降水较少的冷干气候,且尘暴频次高;前2次沙漠化时期人口较少,土地开垦面积较小,人类活动程度较低,冷干气候在沙漠化过程中影响显著;第3个沙漠化阶段人口总体处于高压状态,土地开垦面积不断扩大,人类活动强度的增大加剧了沙漠化程度。     

1989-2014年毛乌素沙地湖泊面积

湖泊面积可反映区域气候变化和人类活动等信息。选取1989、1994、1999、2004、2009、2014年Landsat遥感影像数据，采用人工目视解译、ArcGIS空间分析等方法分析毛乌素沙地湖泊面积变化特征，并结合毛乌素周边气象站点气象数据、所在县区统计年鉴数据对湖泊面积变化的影响因素进行分析。结果表明：（1）毛乌素沙地湖泊近30年总体上处于萎缩状态，具体表现为1994年前湖泊面积增加，后持续减小，不同面积等级湖泊变化情况不同；从空间上看，30年间湖泊面积减小明显的湖泊主要在东北部地区，面积增大明显的湖泊主要在西南部地区，中部地区湖泊面积相对稳定；（2）气候变化和人类活动是近30年影响毛乌素沙地湖泊面积的主要因素。2000年前，湖泊面积主要受气温、降水的影响。特别是1989-1994年，湖泊面积变化量在空间上呈现显著的正相关关系；（3）2000年后，随着区域内人类活动的加剧，湖泊面积主要受人类活动的影响，在人类活动的干扰下，湖泊面积变化量在空间上未表现出显著的正相关关系。     

统万城筑城的环境背景——河流、 湖泊及沙漠化程度

 统万城筑城环境背景是认识毛乌素沙地北魏时期环境的关键所在。基于野外观察,结合历史文献、考古发现和已有研究成果对此问题进行了深入分析,其中建城时周边的水环境和沙漠化程度是研究的重点。研究结果表明,统万城建城时水环境远好于现在,在统万城东北和西北存在多个湖泊,但单个湖泊面积不大。建城时有可能从西北查干圪台处的湖泊引水至统万城附近,并在沿途人工挖掘形成季节性的小湖。根据现今沙漠化程度划分标准,建城时周边的沙漠化程度属于轻度,局部为中度。本研究提供了认识统万城建城环境的新途径,在明确毛乌素沙地历史环境变化机制中有重要意义。     

清至民国毛乌素沙地佟哈拉克泊复原及演变研究

干旱区湖泊是环境变迁中最为敏感的地理实体之一,因此一直是历史沙漠地理研究中的重要载体。清代毛乌素沙地南缘的佟哈拉克泊又称清湖、青山湖,其定位及所纳河流今天仍有争议。通过运用古今地名定位、史料分析、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)等方法,判断佟哈拉克泊位于今天的靖边县宁条梁镇以北的平坦地带,所纳河流应为今天的红柳河,在清末以后逐渐消亡。毛乌素沙地是人类活动改变自然环境的典型地区,佟哈拉克泊的消失跟小冰期气候背景下清代禁留地放垦、伙盘地开发有很大关系。因此,佟哈拉克泊的复原与演变研究对于揭示人类活动与环境之间的互动关系有一定的指示意义。     

克里雅河尾闾圆沙三角洲古河道剖面所记录全新世古绿洲环境变化

塔克拉玛干沙漠腹地克里雅河沿岸的古绿洲与人类活动遗迹丰富,伴随着河流的变迁,遗址印记了古代文明的消失,河道成为孕育绿洲的证据。在浩瀚的沙漠中,古代文明与古绿洲属于依附关系。以圆沙古城为代表的圆沙古三角洲绿洲是孕育沙漠文明的典型。采自圆沙古城北侧深度约11 m的沉积剖面(KYN22),光释光测年和沉积学分析结果所示,剖面记录了13.8~2.3 ka时间段内圆沙古三角洲的环境变化:克里雅河全新世大部分时间活动于圆沙一带,早期大致经历了由风沙环境向河流环境的转变过程,13.8 ka至9.0~10.0 ka河流与风沙环境均有出现,中期以来至2.3 ka河流环境稳定。KYN22剖面所示克里雅河在圆沙的活动或为全新世气候变暖的结果。研究工作可为全新世克里雅河与塔里木盆地南缘环境演变研究提供新材料。     

鄂尔多斯高原秦汉遗址空间分布及环境指示意义

人类活动遗址是反映过去人类生产、生活环境的重要指标。基于野外调查、文献资料整理和城市地理学相关理论,分析了鄂尔多斯高原168处秦汉聚落遗址的空间分布特征。结果表明,遗址空间结构呈典型的十字模式分布,其中心为今东胜区、伊金霍洛旗所在。秦汉遗址的分布密集区,以鄂尔多斯高原东部的黄土丘陵山地、毛乌素沙地和库布齐沙漠的中间地带为主。库布齐沙漠流动沙丘区没有遗址分布,毛乌素沙地内部尽管分布有不少遗址,但规模相对较小,不存在大型遗址,可能只是区域连接的中转站,不具备区域中心功能。这一分布模式或表明毛乌素沙地在秦汉时期的环境并不宜居,该研究为长期以来鄂尔多斯高原秦汉时期人类活动的环境影响争论提供了新视角。     

毛乌素沙地东缘中全新世以来环境变化及其对文明演化的影响初探北大核心CSCD

毛乌素沙地全新世风成沉积为探讨气候变化与文明演化之间的关系提供了可能。本文通过对毛乌素沙地东缘全新世中晚期寨山剖面沉积物的磁学参数、色度、CaCO含量和粒度进行分析,重建了该区域环境变化历史,并初步探讨了环境变化对文明演化的影响。结果表明:该区域6 800-1 500 cal a BP分别经历了一次气候暖湿期(6 800-5 500 cal a BP)、一次气候相对暖干期(5 500-4 000 cal a BP)和一次气候相对暖湿期(4 000-1 500 cal a BP)。毛乌素沙地东缘仰韶文化(6 800-5 500 cal a BP)的大扩张与气候暖湿期具有一致性,遗址数量增加;仰韶晚期和龙山时期(5 500-4 000 cal a BP)气候变化频繁,文化复杂多样,期间经历了仰韶文明的衰落和龙山文化的扩张,遗址数量逐渐增加;青铜铁器时代和秦汉时期(4 000-1 500 cal a BP)各民族文化融合发展,人口活动频繁,经济文化都得到较好的发展,遗址不断增加,且数量较大。研究结果指示文明兴衰受环境演化影响,两者在时间上有较好的一致性,但短时期内文明演化对气候变化的响应有滞后性。     

毛乌素沙地15ka以来气候变化及沙漠演化研究

通过对毛乌素沙地东南缘的三道沟剖面进行沉积学分析,结合常规14C和光释光测年结果,并与已有研究进行对比,将毛乌素沙地15ka以来的演化过程分为4个阶段:15ka以前,处于末次冰期极盛期的后期,冬季风活动强烈,气候干冷、风蚀强烈,沙漠处于活化扩张阶段;15～6.33kaBP,气候逐渐回暖,风力减弱,但沙丘仍处于活化状态,期间可能有气候的暖湿波动;6.33～3.5kaBP,夏季风活动较强,冬季风活动较弱,气候总体温暖湿润,沙丘固定、沙漠退缩,其中又存在一些干冷波动,5kaBP前后气候曾发生突变;3.5kaBP以来,冬季风活动又逐渐增强,夏季风活动减弱,气候寒冷干燥,风沙活动增强。     

Historical desertification of the Mu Us Sandy Land: A perspective from the Beidachi section

Historical desertification of the Mu Us Sandy Land is linked to both environmental changes and anthropogenic activities. This paper reports on an analysis of grain size parameters as indicative of such changes in the southwestern area of the Mu Us Sandy Land. Combined with analysis of chronologies and historical records, our results indicate that Beidachi Lake and a nearby seasonal river have retreated continuously in history and that sand dunes appeared at approximately the end of the Ming dynasty. This study sheds new light on the understanding of spatial-temporal changes of the interior Mu Us Sandy Land in history and has great significance in revealing environmental changes of the interior region of the Mu Us Sandy Land.     

毛乌素沙地沙产业发展条件

沙产业对沙漠的生态环境改善和社会经济发展具有巨大的贡献,在当前全球气候变化的背景下更是迎来新的契机。结合数理统计以及SWOT分析等研究方法综合分析和评价毛乌素沙地气候变化、生态环境变化以及内外资源条件。结果表明：（1）在气候变暖的背景下,毛乌素沙地降水有所增加,风速逐渐减小,植被覆盖率不断提高,气候条件和生态环境条件逐渐改善。（2）毛乌素沙地土地、光热、水、旅游及政策等资源条件具有明显的优势。毛乌素沙地逐渐改善的自然环境以及优势资源可为沙产业的发展提供动力和保障。     

毛乌素沙地土地沙漠化评价

基于遥感监测反演数据,以多等级土地沙漠化转化度为评价指标,研究构建了毛乌素沙地土地沙漠化转化度模型,并对20世纪80年代末到90年代末期间毛乌素土地沙漠化转化情况和转化机理进行了系统评价和分析。评价发现,毛乌素沙地土地沙漠化情况为:东部区沙漠化发展的转化度为12.113%,逆转的转化度为9.639%,所以该区沙漠化呈现加重的态势;中部区沙漠化发展的转化度为14.551%,逆转的转化度为18.954%,但强烈发展所占比例较大,可见该区土地沙漠化呈现面积缩小、程度加重的特点;西部区沙漠化发展的转化度为8.731%,逆转的转化度为7.298%,说明该区土地沙漠化发展略大于逆转,沙漠化面积扩大,但分析发现该区重度、极重度沙漠化土地逆转的转化度很高,总和为6.483%,约为发展转化度总和的两倍,所以该区土地沙漠化程度整体减轻。     

热处理对沙漠边缘土壤腐殖酸荧光性质及其与Cu(Ⅱ)络合作用的影响

利用Penman-Monteith公式和常规气象资料计算和分析中国北方半干旱典型沙区(科尔沁沙地、浑善达克沙地和毛乌素沙地)50多年来主要气象要素和潜在蒸散量的变化趋势及其原因。 结果表明,自20世纪50年代以来,北方半干旱典型沙区年平均气温均呈上升趋势,年降水量均呈波动变化特征,但年平均风速呈明显下降的趋势。浑善达克沙地年潜在蒸散量随时间呈现显著增加趋势,科尔沁沙地年潜在蒸散量随时间呈现小幅的增加趋势,但毛乌素沙地年潜在蒸散量随时间呈现微弱的下降趋势。偏相关分析显示,毛乌素沙地潜在蒸散量与日照时数和风速呈显著的正相关,与平均温度呈显著的负相关;浑善达克沙地和科尔沁沙地潜在蒸散量与年平均温度显著正相关,但与日照时数无显著相关性。因此,毛乌素沙地日照时数减少和风速降低有可能是区域潜在蒸散量近几十年呈现减少的主要原因,科尔沁沙地和浑善达克沙地潜在蒸散量变化可能主要受温度的影响。     

中国季风边缘区全新世沙地演化及其驱动机制研究进展

中国季风边缘区全新世沙地演化和气候变化自东向西具有明显差异性。东部科尔沁沙地、中部毛乌素沙地呈现典型三段式沙地演化过程，西部共和盆地呈现多阶段多反复的沙地演化特征。东部科尔沁沙地、中部毛乌素沙地气候变化也呈现三段式，西部共和盆地由于地域特征气候变化相对复杂。全新世气候突变事件对各区产生差异影响。太阳辐射强度控制的亚洲季风环流和有效湿度变化影响沙地演化过程。     

毛乌素沙地现代人为活动的生态环境效应研究进展

毛乌素沙地地处中国北方农牧交错带,是典型的生态环境脆弱区。随着农牧业的发展、能源开发以及区域政策措施的实施等人为活动的增强,该地区生态环境发生了显著变化,人为活动产生了相应的生态环境效应。本文通过梳理国内外对毛乌素沙地生态环境效应的研究进展,从土地沙漠化、土地利用/覆被变化、植被演变3个方面系统总结了该地区的人为活动(重点关注人口变化、自然资源开发及重大环境工程的实施)对生态环境产生的正效应和负效应,并总结了该区域有关人为活动的生态环境效应评价的研究成果及存在的问题等。这可为进一步在该区域开展环境保护的实践与研究工作提供参考。     

毛乌素沙地风沙环境变化研究的理论和新认识

作为地球环境系统的重要组成部分,沙漠和沙地对气候变化响应敏感。沙漠沙地的环境变化关系到区域的可持续发展,并且通过一系列反馈作用,会影响区域与全球的气候环境。位于中国北方中部的毛乌素沙地是全球中纬度地区的典型沙地,其环境变化与全球其他沙漠沙地具有相似性和同步性。中国学者对毛乌素沙地风沙环境变化的研究开展较早,在国内外有重要的影响。本文系统梳理了该方面的相关研究,围绕“风沙环境变化的过程与机制”这一核心问题,总结学术界在毛乌素沙地晚新生代形成发展、晚第四纪扩张与多旋回变化、全新世中期固定以及晚全新世沙丘再活化等方面取得的重要进展,尤其是获取了毛乌素沙地不同阶段风沙环境变化的关键证据,并据此提出“构造—轨道尺度上沙地形成与变化的全球温度变化驱动”“千年—百年尺度沙丘系统的非线性响应”等新的理论认识。未来应继续加强沉积证据的积累、新测试手段的拓展应用、基于过程分析的精细重建、数值模拟与预测等研究,着力探究风沙环境变化的动力学机制、人与干旱区环境复杂系统的耦合关系以及各圈层的互馈作用,这对于自然地理学学科传承、交叉学科的融合发展以及地球系统科学的理论构建都具有深远意义。     

基于标准化降水蒸散指数（SPEI）的毛乌素沙地1981—2020年干旱特征研究

大气干旱是影响半干旱沙区植被建设、生态恢复及社会经济可持续发展的重要因素。基于1981—2020年毛乌素沙地10个气象站点的逐月气象资料,计算了月、季和年尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI）,分析了该沙区近40年降水和气温的变化趋势、干旱事件及其频率的时空特征。结果表明：（1）毛乌素沙地近40年降水量和气温均呈现显著的上升趋势（P<0.05）;秋季和冬季降水量呈现显著的上升趋势（P<0.05）,四季气温均呈现显著的上升趋势（P<0.05）。（2）毛乌素沙地总体上呈现出不显著的湿润化趋势（P>0.05）,但秋季呈显著的湿润化趋势（P<0.05）;中、西部地区呈现出湿润化趋势,而东部地区则呈现干旱化趋势。（3）近40年毛乌素沙地的月尺度下干旱总频率达32.71%,各等级发生频率为轻旱>中旱>重旱>特旱,季节发生频次为冬季>夏季、秋季>春季;轻旱主要发生在毛乌素沙地的北部、中部、东南和西南部,中旱在东部、北部和西部边缘,重旱在东部、中部以及南部地区,特旱在西北部、南部和东南部区域。     

Sand stabilization effect of feldspathic sandstone during the fallow period in Mu Us Sandy Land

Depended on the analysis of ground snow situation, soil moisture loss speed and soil structure after planting crops of Mu Us Sandy Land remedied with feldspathic sandstone in the fallow period, it is concluded that feldspathic sandstone mixed with sand improved the sand stabilization in the governance of Mu Us Sandy Land in the fallow period. The sandy land remedied with feldspathic sandstone had big snow coverage, 25%-75% higher than normal sand; soil moisture losses slowed down, and moisture content rose by over 3 times; soil structure had been improved, and water stable aggregate content increased by 6.52%-18.04%; survival rate of protection forest increased to 85%; and ground flatness is less than 1%. The above conditions weakened sand rising conditions of Mu Us Sandy Land in the fallow period and formed two protective layers of snow cover and soil frozen layer under cold weather so as to prevent against wind erosion.