近50a来科尔沁地区沙漠化土地的动态监测结果与分析

在明确了沙漠化土地的程度分级及其指标、监测方法的基础上,对科尔沁地区近50 a来的沙漠化土地进行了遥感动态监测和分析。结果表明:科尔沁地区20世纪50年代未至70年代中期,是沙漠化土地扩展速度最快的一个时期,总面积增加了9 084 km²。从70年代中期到80年代后期,沙漠化土地继续呈快速增长之势,增加了9 624 km²;进入90年代,沙漠化过程呈现出逆转的趋势,沙漠化土地总面积由1987年的61 008 km²,减少到2000年的50 142 km²,减少了10 866 km²。就近50 a来沙漠化土地变化的整体而言,经历了发展-再发展-逆转的过程。到2000年,科尔沁地区的沙漠化态势依然是严峻的。但从整个发展过程来看,沙漠化已呈现逆转的趋势。整个区域的生态环境在改善,环境容量在提高,继续发展下去,有望进入良性循环以保障生态环境与社会经济的可持续发展。     

基于MODIS时间序列数据的沙漠化遥感监测及沙漠化土地图谱分析——以内蒙古中西部地区为例

土地沙漠化是内蒙古中西部地区主要的生态环境问题之一,遥感与图谱分析为其研究提供了有效的技术手段。基于MODIS数据产品,反演时间序列的沙漠化监测指标,结合决策树分类法提取沙漠化土地信息,并提出新的沙漠化修正指数进行沙漠化土地动态分析;采用地学图谱分析方法提取了3个不同时间尺度上沙漠化土地的时空复合图谱信息,对沙漠化土地类型变化、土地沙漠化的程度等进行分析。结果表明:(1)遥感监测指标与决策树分类方法相结合可以有效地提取沙漠化土地信息。(2)2000-2014年内蒙古中西部地区的沙漠化程度与面积总体上呈减轻与减少趋势,2011-2014年间沙漠化总面积年平均值约为17.2万km²,比2000-2010年沙漠化总面积年平均值减少约2万km²。(3)沙漠化土地变化具有多时间尺度的特征,短时间尺度与较长时间尺度上沙漠化的动态变化趋势不同。各类型沙漠化土地动态度的绝对值随时间尺度的增加而降低。不同时间尺度沙漠化土地的净逆转比例也不同,2005-2010年和2005-2014年沙漠化土地净逆转比例较大,分别为13.95%和9.08%。受研究时段长度的限制,10 a或更长时间尺度上进行沙漠化动态变化趋势及其成因机制的分析可能更为合理;而5 a或更短的时间尺度,可能仅对揭示沙漠化高风险区或快速恢复区等热点地区有帮助。(4)2000-2014年毛乌素沙地及阴山北麓的农牧交错区等地区呈现相对稳定逆转的态势,而浑善达克沙地中西部等部分地区沙漠化土地变化较不稳定,近5 a仍呈现恶化的态势。     

陕北长城沿线地区1986-2000年沙漠化动态变化分析

 以毛乌素沙地的东南缘部分——陕北长城沿线地区为研究区,以1986—2000年沙漠化动态数据为依据,分析了陕北长城沿线20世纪80年代中期到2000年沙地变化情况。结果表明:该地区14 a来沙漠化土地减少735.1 km2,局部处于稳定的逆转过程,沙地逆转以半固定沙地和半流动沙地为主。但耕地、草地和林地沙漠化仍非常严重,而且新增沙漠化土地中极重度沙漠化土地所占比例较大。近14 a来,沙漠化逆转的原因主要是人类采取了一系列积极的治理沙地措施和国家政策导向。但是由于人口的增加,滥垦、滥牧和滥樵的继续存在,及大规模煤矿资源开发和治理保护的不相协调,致使土地仍在发生沙漠化。     

近40a蒙古高原土地沙漠化研究的文献计量学分析

基于Web of Science(WoS)核心合集和中国知网（CNKI）数据库，借助可视化软件，采用文献计量学方法，对1980—2021年蒙古高原土地沙漠化研究领域的文献进行了分析。结果表明：（1）发文数量由1980年的2篇增长至2021年的96篇，其变化经历了缓慢增长-波动式增长-快速增长过程；2000年后英文文献占主导，作者单位以中国科学院为主，与美国的合作最多。（2）2000年之前对土地沙漠化过程的关注度最高，之后土地沙漠化成因成为研究热点，近10 a沙漠化土地的生态修复成为主题。2000年之前研究主要集中在内蒙古沙地地区，21世纪后扩展到以农牧交错带为主的中国北方地区，2011—2021年聚焦在中国北方草原地区。（3）1980—2000年关注土地沙漠化概念、土地沙漠化成因及防治对策，进入21世纪后转变为土地沙漠化环境效应研究，2017—2021年则聚焦于沙漠化土地生态系统服务、生态修复研究，也是主要的研究趋势之一。今后的研究力求辐射蒙古高原整体，实现多源数据的高度融合，提高所获信息的精确度，以促进蒙古高原沙漠化土地生态功能的提升及中国北方生态屏障建设进程。     

西藏日喀则地区土地沙漠化及其防治对策

日喀则地区是西藏自治区沙漠化最严重的地区,沙漠化土地总面积３３２．８９万ｈｍ２,沙漠化对区内农、牧业生产、交通运输及人民生活带来极大的危害,初步估计全区由此而造成的直接损失,折合人民币约５亿元以上。区域沙物质除来自周围山地外,冰川后退形成冰碛屑物质及冰川运动产生的大量沙物质,是沙漠化土地在河流上游宽谷地区得以广泛分布的重要物质基础。论文从自然和人为沙漠化过程方面进行了成因及趋势的分析。同时,提出了控制人口增长,建立完整的防护体系,改变生产方式,防止农田土壤风蚀,将减轻冬春草场载畜压力作为防治草场沙漠化的重点及多能互补等基本对策。     

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。     

库布齐沙漠典型地区沙漠化动态分析

 以库布齐沙漠东部达拉特旗的农牧交错区为研究区域,以达拉特旗1987年、1995年、2000年和2003年四期遥感影像为信息源,在3S技术支持下,对遥感影像进行解译,获得1987—2003年来沙漠化动态变化数据,分析了该地区20世纪80年代中期到21世纪初的沙漠化变化情况,从土地流向角度探讨了沙漠化发展演变的动力机制。结果表明：该地区近20 a来,四个时期的沙漠化土地面积处于减少—增加—再增加的过程中,而沙漠化程度呈现减少—减少—增加的趋势,且2000—2003年间,是该地区沙漠化程度动态变化最大的时期。从土地流向看,各种土地类型向沙漠化土地之间的转化是导致沙漠化的一个重要原因之一,而土地利用类型之间的转化主要是由人类不合理的土地利用方式造成的。     

中国北方地区沙漠化造成经济损失的货币评价

沙漠化是我国北方地区土地退化的主要表现形式。对北方10省区沙漠化造成经济损失的货币评价结果表明:①2005年我国北方10省区沙漠化造成的经济损失高达487.92亿元,其中以内蒙古自治区最为严重, 占10省区总额的53.7％,内蒙古是我国北方沙漠化的重点治理地区。②北方10省区沙漠化造成的经济损失主要是土地废弃损失,土地废弃损失又以草地生态损失为主。沙漠化损失占10省区第一产业产值的9.6％,其中,内蒙古的沙漠化损失占第一产业产值的44.5％,青海占23.2％,可见部分地区的农业发展在相当程度上是以沙漠化和环境生态退化为代价换来的。③沙漠化导致土地生产力衰退,加剧了贫困。北方10省区沙漠化损失的人均负荷值为140元\5人^-1,其中,内蒙古的人均负荷值为812元\5人^-1,占农村人均纯收入的27.2％,青海的人均负荷值为222元\5人^-1,占农村人均纯收入10.3％。④沙漠化通过沙尘移动对下风向地区的环境质量带来了影响。沙尘暴源地对下风向地区带来的损失为50.66亿元,占沙尘暴损失的65.7％,占沙漠化经济损失总额约10％。按照谁受益谁负担的成本分摊原则,沙漠化治理投入应由当地和下风向地区共同承担,下风向地区可通过生态补偿的形式承担约10％的沙漠化治理投入。⑤沙漠化治理的投入产出存在较大区域差异,内蒙古、甘肃等重点地区的沙漠化治理投入不及沙漠化损失,亟需加大治理力度。     

农业开发对生态系统服务价值的影响——以三江平原浓江—别拉洪河中下游区域为例

利用2010年Landsat TM遥感影像以及1954年、1980年、1995年、2000年和2005年的土地利用数据,采用面向对象方法,对三江平原浓江—别拉洪河中下游区域土地覆被数据信息进行提取,分析了研究区沼泽地因农业开发而逐渐消失的过程。结果表明,1954～1980年期间,研究区沼泽地面积共减少69.66×104hm2,平均年损失率为2.44%;1980～2000年期间,沼泽地面积共减少5.66×104hm2,平均年损失率为0.75%;2000～2010年期间,沼泽地面积共减少15.67×104hm2,平均年损失率为4.67%。利用中国陆地生态系统服务单位面积价值当量,以及补充的水田生态系统服务价值,对研究区各时期生态服务价值量进行了评估,结果显示,在1954年,研究区生态系统服务总价值为950.84×108元/a,之后,由于沼泽地被大规模开垦为农田,造成研究区生态系统服务价值总量锐减,至1980年,研究区生态系统服务总价值减少为590.08×108元/a,损失了360.76×108元/a,减少幅度为37.9%。1980～2000年,研究区生态系统服务总价值变化相对较小,减少了13.84×108元/a。2000～2005年,研究区生态系统服务总值出现较快速的下降,减少了87.65×108元/a。2005～2010年期间,随着水田面积的增加、旱田面积的减少,研究区生态系统服务总价值呈上升趋势,与2005年相比,共增加了7.15×108元/a。从研究区生态系统服务类型上分析,1954～2010年间,生态系统调节服务价值损失量最大,为399.36×108元/a,其次为文化服务价值,损失量为46.24×108元/a,再次为支持服务价值,损失量为17.1×108元/a,而供给服务价值增加了7.59×108元/a,仅弥补了总损失量的1.67%。     

若尔盖盆地沙漠化及其景观格局变化研究

应用1975年的MSS数据、1990年和2005年的TM数据、以及2000年的ETM数据,通过遥感与地理信息系统技术,获得了若尔盖盆地在1975-2005年间的沙漠化发展特征,并采用景观指数运算软件FRAGSTATS3.3对该地区沙漠化土地的景观格局变化进行了分析。研究发现,在1975-1990年间,若尔盖盆地的沙漠化土地面积大幅增加;在1990-2000年间,沙漠化土地面积保持稳定;在2000-2005年间,沙漠化土地面积出现了小幅度的减小趋势。对若尔盖盆地沙漠化土地的景观格局变化进行研究发现,固定沙丘（地）和半固定沙丘（地）是若尔盖盆地主要的沙漠化土地景观类型。在1975-1990年间,沙漠化土地斑块数量和斑块平均面积均大幅增加,是该地区沙漠化快速发展时期;在1990-2000年间,沙漠化土地斑块数量下降,斑块平均面积增加,沙漠化景观破碎度有所降低;在2000-2005年间,沙漠化土地斑块数量增加,斑块平均面积减小,沙漠化景观破碎度增强。     

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。     

基于RS与GIS的科尔沁沙地沙漠化时空演变

以2000年ETM+影像、2005年和2010年TM影像为数据源,在遥感（RS）与地理信息系统（GIS）技术的支持下,通过人机交互解译,对科尔沁沙地的沙漠化土地分布状况及其动态变化进行了分析研究。结果表明：①2000-2010年研究区沙漠化土地总体呈逆转的趋势,且从严重沙漠化土地向轻度沙漠化土地逐级逆转,沙漠化土地总面积从2000年的31 762.11 km2减少到2010年的30 198.87 km2,净减少量1 563.24 km2,减少速率为156.32 km2·a-1。从沙漠化类型来看,除轻度沙漠化土地增加外,其他类型沙漠化土地面积均明显下降;②2000-2010年沙漠化土地持续逆转区域主要集中分布在治理强度较大的奈曼旗、库伦旗和扎鲁特旗;③严重沙漠化土地比较稳定,中度和轻度沙漠化土地重心空间迁移比较明显,2000-2010年中度沙漠化土地重心向西北方向移动23.65 km,轻度沙漠化土地重心向南移动19.31 km。     

科尔沁沙地沙漠化时空演变及其景观格局——以内蒙古自治区奈曼旗为例

利用1975 年MSS影像, 1992 年、2006 年、2010 年TM影像和1999 年ETM +影像等5 个时期遥感影像为数据源, 提取奈曼旗35 年来沙漠化土地动态变化信息, 并在此基础上, 探讨了区域沙漠化土地景观格局时空演变特征, 旨在为科尔沁地区沙漠化治理和区域生态环境恢复与重建提供参考。结果表明:(1) 35 年来, 奈曼旗沙漠化土地面积总体呈逆转的趋势, 沙漠化总面积减少了123.43 km², 沙漠化土地主要经历了先增加后减少的过程;(2) 景观格局呈波动性变化, 1999 年以前, 景观形状指数和多样性指数增加, 蔓延度和聚集度减小, 破碎化程度加强, 沙漠化程度上升, 沙漠化主导类型为中度和重度沙漠化, 1999 年以后破碎化程度变弱, 沙漠化程度明显下降, 沙漠化主导类型转变为中度和轻度沙漠化;(3) 1975-2010 年间轻度和中度沙漠化土地重心迁移最为明显, 轻度沙漠化土地重心向东北方向偏移了6.35 km, 中度沙漠化土地重心向西南方向偏移了7.24 km。     

呼伦贝尔草原沙漠化土地动态变化过程研究

对呼伦贝尔草原4个时期的遥感监测表明：呼伦贝尔草原经历了“发展—加速发展—逆转”的沙漠化过程;1984—2000年也是研究区沙漠化发展最为迅速的时期,沙漠化土地增加率为72.1 km²·a^-1;2000年以后,沙漠化土地进入逆转时期,且沙漠化土地以32.4 km²·a^-1的速度减少;沙漠化的发生、发展主要是由于冻土退化及温度升高导致的地表干旱和不合理的人为活动共同作用的结果。而2000年以后沙漠化的逆转,则是一系列有效的沙漠化治理措施的结果。但是研究区人口和牲畜持续增加使土地的压力增加,这造成研究区北部的草地发生了沙漠化,同时,严重沙漠化土地持续增加。减轻土地压力才是沙漠化治理的根本途径。     

Assessment of aeolian desertification trends from 1975's to 2005's in the watershed of the Longyangxia Reservoir in the upper reaches of China's Yellow River

Global climate change will affect the ecology and environment of the Qinghai–Tibet Plateau, thus increasing attention is being paid to the aeolian desertification that is occurring in the watershed that supplies the Longyangxia Reservoir in the upper reaches of China's Yellow River. We must assess the aeolian desertification trends before developing a plan to restore the region's degraded eco-environment. In this study, land suffered from aeolian desertification was classified into four levels (slight, moderate, severe, and extremely severe) using a series of indices. Interpretation of Landsat MSS and TM data from 1975's, 1989's, and 2005's was used to establish databases of aeolian desertified land at these three times. We then derived the aeolian desertification trends during the study period by overlaying the consecutive databases, and we analyzed the driving factors responsible for the observed aeolian desertification. The results show a total of 1,721,478.02 ha of aeolian desertified land in 2005's, accounting for 13% of the region's total area. From 1975's to 1989's, the area of aeolian desertified land increased by 229,307.26 ha, which represents a 15% increase compared to the 1975's area; and from 1989's to 2005's, the area of aeolian desertified land decreased by 19,079.87 ha, which represents a 1% decrease compared to the 1989's area. The main driving factors responsible for this increased aeolian desertification were climate factors (high wind velocity and an increase in annual temperature, combined with low precipitation and high evaporation) as well as unsustainable human activities and inappropriate policy measures. A series of key national projects initiated to combat degradation of the study area's eco-environment led to a decrease of aeolian desertified land through obvious restoration of vegetation.     

近50年来中国北方沙漠化土地的时空变化

中国北方在过去的近50年里,沙漠化土地以其广泛的分布和迅速发展构成了区域主要的环境和社会经济问题。遥感监测和评价结果表明,到2000年沙漠化土地已达到 38.57×104 km₂,其中潜在和轻度沙漠化土地13.93×104 km₂,中度沙漠化土地9.977×104 km₂,重度沙漠化土地7.909×104km₂,严重沙漠化土地面积 6.756×104 km₂,它们主要分布在农牧交错带及其以北的草原牧业带、半干旱雨养农业带和绿洲灌溉农业与荒漠过度带。对上世纪50年代后期、1975年、1987年和2000年沙漠化土地遥感监测结果进行对比分析显示,我国北方沙漠化土地自20世纪50年代后期以来一直处于加速发展的态势,沙漠化土地年均发展速率20世纪50年代到70年代中期为1 560 km₂,1976年到1988年提高到2 100 km₂,1988年到2000年之间达到3 600 km₂。“整体恶化,局部治理”是近50年来北方沙漠化土地的变化的基本趋势。沙漠化土地的迅速发展不仅使中国北方的生态环境面临严峻的挑战,而且将严重影响中国整个区域国民经济的发展以及人民生活水平的提高。     

科尔沁沙地土地沙漠化的历史与现状

科尔沁沙地是我国自然条件相对较好的一个沙地，有着广阔的治理前景。回顾科尔沁沙地的历史变化，认为科尔沁沙地是一个全球气候变化大趋势下由人类生产活动过度而形成的沙漠化区域，在金代至清代之间由于人为活动强度减弱，曾经发生明显的沙漠化逆转。根据全国沙漠化普查所获得的资料，研究分析了科尔沁沙地土地沙漠化现状及其特点，结合土地沙漠化发生的历史过程，讨论了这一地区沙漠化的治理策略。