近50 a以来塔里木河下游土地沙漠化影响因子分析

 塔里木河下游地区是干旱区中沙漠化进程最显著的地区之一,一直深受社会各界关注,尤其是它的成因。由于近50 a来人类不合理的水土资源和生物资源的开发利用,导致塔里木河下游大西海子水库以下363 km河道断流近30 a,地下水位由20世纪50年代的3～5 m逐年下降至2000年的8～12 m,由此而引起下游天然植被面积逐年减少。由于天然植被严重衰败,固定和半固定沙地面积也以百分之几至百分之几十的速率减小,林间沙地活化,沙漠化面积逐年增加,沙漠化程度也在不断增强,塔里木河下游地区1958年沙漠化面积仅占土地总面积的12%,到2000年沙漠化土地面积超过90%,使本来就处于干旱环境中的塔里木河下游朝着更加干旱的方向急剧发展。在塔里木河下游这一特定区域,从近50 a来研究区域平均气温和降水资料来看,降水和气温有波动性变化,但毕竟较小;现代气候条件和变化的幅度不足以造成环境大的改变,不足以造成沙漠的大幅度扩张或收缩,大范围的活化或固定;而同期人口急剧增加造成的压力和经济活动对环境的强烈干扰,才是造成大范围生态环境恶化和沙漠化发生发展的主要原因。     

塔里木河下游生态输水对沙漠化逆转的影响

塔里木河下游是我国沙漠化最严重的地区之一。由于人类不合理的资源开发, 导致320km河道断流、大面积湿地消失、地下水位大幅度下降、天然植被全面衰败, 沙漠化程度加重。作者结合塔里木河下游生态输水和近3a的实地监测资料, 分析输水前后塔里木河下游典型地区沙漠化程度的变化, 并就生态输水对塔里木河下游沙漠化逆转的影响进行了讨论。结果表明, 生态输水后, 河道附近地下水位大幅度抬升, 植被种类和盖度明显增加, 部分地区沙漠化得到逆转。从实现逆转的沙漠化土地的空间分布看, 在纵横两个方向上表现出明显的变化规律, 在纵向上表现为上游土地沙漠化逆转的强度和范围较下游大; 在横向上, 表现为距输水河道越近变化越明显的特点。考虑到输水影响范围较小, 建议对现行的输水方式和输水规模进行适当调整。     

塔里木河中下游两岸生态的变化及改善措施

塔里木河中下游两岸的生态系统主要是荒漠林、荒漠草甸和农田绿洲三种类型,其变化特点是水资源减少和开发不合理,造成沿岸胡杨林及其灌草植被衰退,沙漠化加剧,危及下游绿色走廊,给国防建设和经济建设带来严重危害。     

塔里木河下游植被和沙漠化对输水前后地下水变化的响应分析

由于近50 a来人类对水土及生物资源的不合理开发利用,导致塔里木河下游河道断流近30 a,使本来就处于干旱环境中的塔里木河下游朝着更加干旱的方向急剧发展,地下水埋深由20世纪50年代的3～5 m逐年下降至2000年的8～12 m, 由此而引起下游天然植被面积逐年减少,仅严重退化的草地面积占下游草地面积的57.5% ,沙漠化面积逐年增加,沙漠化程度也在不断增强。从2000年5月至2007年10月10日,曾9次向塔里木河下游进行生态应急输水,输水后,河道附近地下水位不同程度地得到提高,整个下游天然植被面积不断增加,在下游植被响应最明显的地区,植被覆盖度已超过90%,活植株种类从输水前的 3～4种增加到输水后的10种以上。随着生态输水的实施,原先引起沙漠化的一些环境因子出现了大的变化,由此而引起沙漠化面积的减少和程度的减轻。     

毛乌素沙地西北部植被覆盖对沙丘移动的影响

毛乌素沙地生态环境脆弱,近年来沙漠化虽整体呈逆转状态,但西北部仍存在沙丘活化现象,风沙活动强烈,对下风向植被恢复和农牧生产造成了一定影响。利用Google Earth卫星影像对2002—2015年毛乌素沙地西北部裸露沙丘和植被覆盖沙丘进行监测,分析了植被覆盖与沙丘移动之间的内在联系。结果表明:(1)毛乌素沙地西北部存在较严重的风沙活动,沙丘移动速度为0.38～6.05 m·a~(-1),其中植被覆盖沙丘平均移动速度为2.29 m·a~(-1),裸露沙丘平均移动速度为4.59 m·a~(-1),沙丘平均移动方向为122.5°,与当地合成输沙方向基本一致。(2)沙丘移动速度与高度呈负相关,但相关系数比前人报告的低,这与沙丘表面覆盖植被的时空变化密切相关。(3)植被覆盖对沙丘形态变化具有明显的影响,盖度增加使沙丘形态趋于饼状,从而逐渐被固定。(4)风况、地表盐渍化和公路两旁的固沙措施等也影响了沙丘的移动速度。     

塔里木河的水资源利用与生态保护

分析塔里木河1956~2000年间水资源开发利用过程中的生态与环境问题时发现,进入90年代,塔里木河源流区的山区来水量增加了约10.9 %,但是,源流区补给塔里木河干流的水量却减少了18.83 %。三源流灌区用水量的增加导致塔里木河干流区的来水量不断减少,而塔里木河下游来水量的大幅度减少,则是因塔里木河干流上中游耗水量的增加引起。塔里木河干流自身沿程水量变化对下游水量减少的影响,远大于塔里木河上游三源流来水变化对下游造成的影响;塔里木河下游来水量的锐减,造成下游河道断流321 km,尾闾湖泊干涸,地下水位下降,天然植被衰败,沙漠化过程加剧。     

塔里木河下游近50a来沙质荒漠化演变规律

荒漠化是人为强烈活动与脆弱生态环境相互作用的产物,是人地关系矛盾的结果。我国最长的内陆河-塔里木河下游卡拉的来水量,由50年代的14.80亿m³减少到90年代的2.38亿m³,造成地下水位下降,植被衰败。同时,受过度放牧、开垦、樵采等原因的影响,下游地区土地沙质荒漠化十分严峻,宏观格局上表现为绿色走廊由上段至下段,由中间至两侧沙漠化程度趋于加强。通过1959、1983、1992及1996年遥感信息制图定量研究表明,50年代至90年代沙漠化年均增长率达0.24%,其面积扩大的同时,程度也在加剧,自然景观也发生了一系列变化。应用GM(1,1)模型、非线性回归模型及多元线性回归模型趋势分析表明,以土地沙质荒漠化为主的环境问题仍十分突出。科学规划,整治上、中游河道,合理利用水资源,以解决下游生态及生产、生活用水。应用RS、GIS监测沙漠化变化,通过增加生态用水,恢复铁干里克-阿拉干段的天然植被,遏制沙漠化扩展,同时利用工程措施,保护阿拉干以下绿洲走廊及218国道安全畅道,防止脆弱生态环境继续恶化。     

塔克拉玛干沙漠克里雅河下游地区风沙地貌的形成发育与环境变化趋势的初步研究

克里推河是塔里木盆地中深入到塔克拉玛干沙漠内部的主要河流之一。克里稚河出山口后形成的冲积扇, 上部为砾石平原, 中部为亚沙土, 沙壤土的细土平原, 当前农业绿洲所在, 下部为盐土平原, 在野营以下, 河流又分成东西两支, 各形成东西两个干三角洲。在东部干三角洲上, 水系扇状扩散, 沿河两岸呈现胡杨、红柳灌丛的天然绿色植被带, 复合型沙丘链被流水切割, 形成孤立复合型沙丘散布面积约210Km², 居民点零散分布其间。在西部干三角洲上, 扇状水系的干河床断续分布。河床内为密集新月形沙丘和沙丘链, 两侧为吹扬的灌丛沙堆和有枯死的胡杨林地。并有历史上城镇废墟分布, 反映着历史时期曾有过人类活动。克里雅河下游上段(大河沿——于田地段)河漫滩部分受间歇洪水影响, 芦苇丛生, 尚未有沙丘发育。高出河床1.5-3m第一阶地为红柳灌丛和胡杨分布地区, 疏林地段有新月形沙丘、沙丘链和灌丛沙堆。高出河床8-10m第二阶地主要为红柳灌丛分布地区。并受外围流沙入侵影响和固定沙丘"活比"形成新月形沙丘、沙丘链与吹扬灌丛沙堆相间的景观。第三阶地已全为裸露新月形沙丘及沙丘链覆盖。再往外则系高大的复合型沙丘。下游中段(大河沿以北)为克里雅河下游扇状平原干三角洲, 水分条件较好, 成为沙漠中一片绿洲。只有被淤高干河床地段就地起沙已发育有新月形沙丘及初期诸形态。发育时间短(约在1960年以后形成), 并且是演变再活跃的场所。下游下段(三角洲尾端以北)已全为流沙覆盖。仅从枯死胡抚和红柳稚丛分布反映过去柯床痕迹, 最远一支可延伸至古老的塔里木河。克里雅河下游现代沙漠化过程加剧的主要因素是中游人为活动。增大用水量。下游水量减少, 环境恶化, 而不是大沙漠前移所造成的。听以, 改善下游天蛛绿洲生态环境时, 中游应分配合理水量给下游, 以保持下游干三角洲中天然绿洲生态平衡。下游保存完整的天然绿洲建议作为国家级自然保护区。     

塔克拉玛干沙漠地区沙漠化过程及其发展趋势

塔克拉玛干沙漠处于内陆盆地,在极端干旱多风的气候条件下,丰富的冲积、冲积-湖积沙物质在风力作用形成面积广大、形态复杂的流动性沙漠,它是在中更新世至全新世时期逐渐形成。然而,以自然因素为主形成的沙漠,同样亦存在着沙漠化问题。塔克拉玛干沙漠地区的沙漠化土地约有28266平方公里,占总土地面积的9.2%,其中历史时期形成占65.1%,现代形成的占34.9%。该区历史时期沙漠化过程多发生在南部和东部沙漠中河流下游的绿洲地段,由于河流改道(自然的或人为的),潜水面下降,造成古耕地和居民点废弃,形成沙漠化土地,在北部,塔里木河两岸和天山南麓一些洪积、冲积扇前缘,则由于河道迂移或人为的垦区长期不合理灌溉,地下水位上升,土壤严重次生盐渍化,不能耕种而废弃。沙质干河床或废弃的垦区受到风力作用成为沙漠化土地。塔克拉玛干沙漠地区近百年来由于人为因素的干扰,对自然资源利用不当,破坏了脆弱的生态系统或对水资源利用不当而引起现代沙漠化过程的加剧。当然,也有局部地区是沙丘前移入侵的结果。根据沙漠化土地的形成可以划分三种类型:1.沙丘前移入侵型;2.沙丘活化型;3.戈壁风沙流型。     

塔克拉玛干沙漠的流场特征与风沙活动强度的关系

近年来, 人们对于塔克拉玛干沙漠的风沙活动方向与活动强度, 以及由此而造成的沙漠化的严重程度争议较大, 特别是在沙漠的南缘和西南缘。本文利用沙漠周围气象站的风向和风速自记记录, 计算了最大可能输沙强度及其合成方向, 并结合该地区不同高度的高空流场资料, 对塔克拉玛干沙漠的风沙活动方向与活动强度进行分析研究, 结果表明: 最大可能输沙强度及其合成方向与沙丘移动方向和强度相当吻合。合成输沙强度的水平梯度是沙漠的形成、分布与演变的充分而必要的条件。特别是对高大复合型的沙丘的形成提供了有说服力的科学依据。     

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。     

禹门口南黄河东岸沙丘初步研究

在禹门口南山西省河津、万荣县境内黄河阶地上发育了一些固定、半固定沙丘,注入黄河的汾河将这些沙丘分成了南北两部分。北部的沙丘多在海拔400m左右,高出现代黄河约35m,位于黄河的第二级阶地上,由两条南北向的沙垄和两垄之间分布的抛物线形沙丘构成特殊的景观。这些抛物线形沙丘一般高度约7~8m,背风面突出,迎风坡坡度一般为15°~20°,背风坡坡度一般大于40°。风沙堆积下伏的河流堆积物的¹⁴C年龄为26.40±0.8kaBP,表明沙丘形成于距今26ka以来。南部沙丘海拔高度近500m,高出现代黄河水面150m,覆盖于黄河第三级阶地之上。一个天然剖面揭示,第三阶地的底部为黄色中粗砂与灰绿色粉砂粘土互层,中部为灰黄色黄土,顶部为黄色风沙层。在黄土地层中可以识别出S₁古土壤和位于风沙堆积下面的可能为L₁SS₁的弱成土层。由此推断风沙堆积于距今3万a以来。黄河阶地上的沙丘是在特殊的地区和特定的时期;强大的风力、丰富的沙源和气候变干条件下形成的。虽然东岸沙丘已是固定、半固定沙丘,但沙化仍然是该地区的一个问题。由于3~4a前开始在丘前洼地栽种苹果树,破坏了下风向沙丘迎风面的植被,造成了原来已固定沙丘的活化,在沙丘顶部生成了新的小抛物线形沙丘,高度大于1 m。沙丘上裸露的树根指示表土已被侵蚀0.3 m。南部沙丘区的风蚀作用也很强,例如,万荣县裴庄乡西范村北一片柿树林的树根由于风蚀已经裸露1.2 m。     

塔里木河下游阿拉干地区沙漠化过程及其预测

近十几年来,塔里木河下游地区由于上、中游用水量大幅度增加,造成过镜水量逐渐减少以致于断流,生态条件趋于恶化,使得沙漠化过程加剧。-些专家学者就此进行了广泛和有益的探讨。本文在此基础上,选择塔里木河下游的阿拉干这-典型地区,通过野外考察(1985年5月进行)和不同时期航空相片的判读、量算,针对地表形态的变化和其各种类型的动态分配,来说明该地区的沙漠化过程;并试图运用计量地理学的方法,建立-个多元线性回归方程的数字模型对该地区沙漠化过程的发展进行预测。     

黄河流域沙漠化空间格局与成因

黄河流域地势西高东低,自西向东有青藏高原、内蒙古高原、黄土高原和黄淮海平原4个地貌单元,总面积为79.6万km²。黄河流域是中国重要的生态屏障和重要经济带,黄河流域生态保护和高质量发展已上升为国家战略。沙漠化是中国北方干旱、半干旱以及部分半湿润地区主要的土地退化形式,沙漠化对黄河流域,尤其是流域中、上游地区的影响较大。为了全面掌握黄河流域的沙漠化土地空间分布特征,本研究以Landsat遥感影像为数据源,通过地理信息系统（GIS）技术,获得了黄河流域2010年的沙漠化土地分布数据。结果表明：黄河流域内沙漠化土地面积为128 667 km²,占流域总面积的16.2%;黄河上游的沙漠化土地面积最大,然后依次是黄河中游、黄河源区、黄河下游,沙漠化土地面积分别为89 341、21 426、17 894、7 km²,分别占全流域沙漠化土地总面积的69.4%、16.7%、13.9%、0.01%。黄河流域的沙漠化土地绝大部分分布于内蒙古,其沙漠化土地面积为91 398 km²,占全流域沙漠化土地面积的71.0%;其次是青海,沙漠化土地面积为17 432 km²,占全流域沙漠化土地面积的13.5%;陕西和宁夏的沙漠化土地面积分别占全流域沙漠化土地面积的8.3%和6.5%。黄河流域的沙漠化空间格局主要是降水量与沙源空间耦合的结果,流域92.6%（119 114 km²）的沙漠化土地分布于干旱、半干旱地区。从20世纪70年代以来,黄河流域的沙漠化总体上经历了快速发展—发展放缓—明显逆转的过程,沙漠化大幅度的变化主要受人类活动影响所致,在过去几十年间风速持续减小对沙漠化逆转的积极作用也应引起重视。     

塔里木河下游不同覆盖度灌木防风固沙功能野外观测研究

 对塔里木河下游50%、25%、10%三种覆盖度灌木降低风速观测结果表明: 50%覆盖度灌木降低风速最明显，防风效能为49.21%；25%的覆盖度灌木降低风速较明显，防风效能为24.44%;10%的覆盖度灌木对风速降低有一定作用，防风效能为9.15%。在7.7 m.s-1风速下，植被覆盖度为10%、25%的沙地输沙率分别是无植被覆盖沙地的62.44%和8.37%；在10 m.s-1风速下，植被覆盖度50%的沙地仅有轻微的风蚀。根据塔里木河下游不同覆盖度植被与降低风速之间的定量关系，得出不同风速条件下的有效植被覆盖率，在研究区常见10～15 m.s-1风速条件下，要达到有效阻沙效果，植被覆盖率应在50%以上。