关于中国西部干旱区生态环境演变与调控研究的思考

从中国西部干旱区的界定、自然条件特点的分析出发,结合国家西部大开发战略的实施,指出进行该区生态环境演变与调控研究的重大意义。提出了在时间序列上进行生态环境演变研究,在空间结构上开展生态系统结构、功能及生态过程研究,在时空耦合界面上探讨重大生态环境问题,进行生态系统的调控与管理研究的思路。并从生态环境形成演变、生态系统结构和功能、重大生态环境问题及生态环境管理等方面探讨了研究工作的技术路线。同时,指出了主要研究内容和需要解决的关键科学问题以及将要实现的研究目标。     

干旱区绿洲地下水位调控方法与模型研究进展

适宜的地下水位是干旱区绿洲健康稳定发展的基础。从地下水生态水位的调控机理、调控方法、调控模型和应用实践入手,综述了干旱区绿洲地下水生态水位调控的研究进展:地表水与地下水相互转化规律是干旱区绿洲地下水生态水位调控的理论基础,掌握人类活动强烈影响下的地表水与地下水的响应关系是关键;地下水的补给、排泄和开发利用是实现地下水位调控的三个主要途径,不同调控方法在作用环节、适用性及效果方面存在显著差异;基于不同的研究重点,目前形成了以水资源配置、水循环过程和生态过程为核心的三类调控模型;建议继续深化强人类活动影响下干旱区绿洲生态水文响应机理与演变规律研究,构建基于调控措施-循环转化-响应反馈的地下水生态水位调控体系。     

水文地质因素对准噶尔盆地植被变化的影响

利用1982—2006年的GIMMS-NDVI数据,应用RS与GIS技术,结合水资源的形成与转化规律分析了准噶尔盆地植被的时空演化特征与水文地质因素的关系。结果表明:植被指数较高地区分别对应径流消耗和强烈转化区及径流形成区,即平原绿洲和山区林草地;植被指数较低地区主要为荒漠生态系统,即缺水区。研究区植被指数年际变化整体呈弱增加趋势,与降水的相关性存在明显的地域分异特性,与海拔700~1 650 m的低山半荒漠和砾质戈壁地区相关性最大。植被指数空间变化呈现明显的地域分异特性,径流形成区NDVI显著减少,主要为山区林草地;径流消耗与强烈转化区和径流排泄蒸散区NDVI显著增加,主要为人工绿洲。以典型剖面为例,径流变化与植被显著增加的山区荒漠和绿洲生态系统的NDVI变化呈显著正相关,体现为冰川雪地转化为荒漠,平原林草地、水域和荒漠转化为耕地;径流变化与植被显著减少的山地生态系统中的山区林草地的NDVI变化呈显著负相关,山地生态系统涵养水资源的能力下降。研究成果可为干旱半干旱区生态环境治理及水资源开发利用提供依据。     

中国科学院知识创新工程重大项目《西部生态环境演变规律与水土资源可持续利用研究》正式启动

中国科学院知识创新工程重大项目《西部生态环境演变规律与水土资源可持续利用研究》项目正式启动.本项目是中国科学院西部行动计划的重要组成部分，是中国科学院确定的2000年院重大项目之一. 项目的总体目标是，对西部生态环境演变过程、发展趋势以及影响机制进行系统研究，能够清晰地描绘出西部地区生态环境在不同时间和空间尺度上的历史演化轨迹；对西北干旱区水资源承载力、黄土高原水土流失、干旱区生态环境方面的研究，明确干旱区现状水资源承载能力，对未来水资源承载能力进行预测，揭示黄土高原植树造林对生态环境和黄河的水沙效应，阐明干旱区生态环境的演变及与人类活动的关系；在整理、集成、分析现有数据资源的基础上，查漏补缺，对西部生态环境现状有重点的开展野外考察和遥感调查工作，查明近50年来西部生态环境阶段性变化过程，了解现状，预测未来；同时，以国内外现有研究成果为依托，对西部生态环境状况从自然、人文和社会三方面进行综合评估，评估结果既要为国家宏观决策、科学规划提供依据，又要成为西部生态环境和持续发展的重要科学参考. 项目首席科学家为秦大河研究员和安芷生院士，项目执行负责人为丁永建研究员，项目下设八个课题.项目办公室设在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，丁永建研究员任办公室主任，周洁研究员、董文杰研究员任项目办公室副主任，并设学术和行政秘书各一人，分别负责业务和行政方面的事务. (刘时银 供稿)     

黑河流域水环境演变及其驱动机制研究进展

基于近几十年来诸多学者对西北干旱区典型内陆河流域——黑河流域水环境演变诸方面研究成果,综述了上游山区成水环境、中游绿洲用水环境和下游荒漠天然绿洲水成环境在不同时间尺度上的演变过程及其驱动机制。通过对各种古环境代用指标的对比研究表明：在大尺度上,流域上下游表现出阶段性的一致性水环境演变趋势;在小尺度上,则表现水环境演变的时空异质性。驱动机制方面,在空间上,流域上、中、下游水环境演变的气候变化和人类活动影响驱动作用各有侧重;在时间上,表现为不同尺度上气候变化与流域人类活动耦合作用的驱动机制。     

基于遥感影像记录的新疆玛纳斯河下游冲积平原河道演变过程研究

干旱区河流变迁与绿洲演变和沙漠进退密切相关，是近年来干旱区环境变化研究的焦点之一。玛纳斯河贯穿山地—绿洲—荒漠系统，是新疆准噶尔盆地环境演变的典型区域。文章利用遥感影像，结合实地测量的地貌与沉积记录、室内沉积分析和测年等资料，研究了玛纳斯河下游冲积平原河道演变过程，即近4 000多年来玛斯河在下游冲积平原发生了3次可识别的迁移事件及方向，河道变迁在空间上总体表现为一个自西南向东北迁移的过程。在此基础上，进一步讨论了玛纳斯河下游冲积平原河道的变迁原因及发展趋势，指出区域构造活动是影响玛纳斯河下游河道近4 000年来定向迁移的主要原因，并预测在没有异常气候波动和构造活动的影响下，今后一段时间内玛纳斯河不会发生大规模的迁移。     

西北干旱内陆河区水资源利用与绿洲演变规律研究──以石羊河流域下游民勤盆地为例

水资源的开发利用对我国西北干旱内陆河区的生态环境具有重要的影响,天然植物的生 长与种群随地下水位和阵水的变化而演变。由于良好的绿洲生态系统是实现于旱内陆河区社会。 经济和环境可持续发展的基本前提,在西部大开发中,必须综合考虑水资源开发利用与绿洲生 态环境保护问题,本文以民勤盆地为例,研究典型干旱内陆河区水资源利用、农业灌溉与绿洲 演变的转化关系和基本规律。     

西部干旱区内陆河流域脆弱生态环境研究进展——以新疆塔里木河流域为例

干旱区内陆河流域的脆弱生态环境是在长期的演变过程中形成的。人类对自然资源，特别是水资源的不合理利用，加剧了脆弱生态环境的演变过程，影响了干旱区的生态安全。从国内外脆弱生态环境研究进展状况以及以塔里木河流域为典型代表的干旱区内陆河流域自然地理特征分析中，揭示了脆弱生态环境的特征及演变规律。近一个世纪以来，人们针对内陆河流域的人与环境问题、水资源问题（包括水文地质、水资源变化特征、水环境变化特征）、气候以及自然地理学领域做了大量的研究工作。随着国家西部发展战略的逐步实施，干旱区内陆河流域将成为西部地区重要的资源开发与经济发展潜力巨大的地区。     

干旱区山地森林生态水文研究进展

在全球气候变化背景下,干旱区山地森林及其与水的关系和水文功能表现出较强的敏感性,引起了学术界和管理部门的高度关注。从森林空间格局、生态水文过程及其对气候变化的响应等方面,系统阐述了干旱区山地森林生态水文的研究进展,辨析了森林斑块格局的形成与稳定机理、森林与流域产水量的关系以及森林生态水文对气候变化的响应。此外,结合目前的研究进展,提出了未来的研究重点:加强植被格局与水文过程的耦合研究;借助遥感技术和模型解决尺度问题;提升森林水文功能的认识水平;确定兼顾水文和其他生态效应的适宜森林规模。     

亚洲中部干旱区气候变化与丝路文明变迁研究:进展与问题

亚洲中部干旱区是对全球气候变化响应最为敏感的地区之一,也是水文变化剧烈和生态环境脆弱的地区。该地区包括了古丝绸之路的主体,在东西方交流和丝路文明兴衰历史中发挥了关键的作用。科学评估全球增温背景下亚洲中部干旱区人类社会可持续发展面临的风险,是广受关注的重大科学问题。东西方交流和丝路文明发展历史及其与气候环境变化关系的研究,可为认识该地区不同时间尺度人地关系演变的规律提供科学依据。通过总结东西方交流与丝路文明兴衰历史、亚洲中部干旱区全新世气候变化过程、多时间尺度气候一水文变化机制以及人与环境相互作用的过程与规律等领域的研究进展,提出目前亚洲中部干旱区全新世气候环境变化时空格局和丝路文明演化的过程,以及人与环境相互作用机制的研究存在明显不足。破解亚洲中部干旱区气候变化和文化演化研究区域不均衡问题,加强地学与考古学等多学科交叉研究,是推进气候变化与丝路文明变迁研究的有效途径。这对理解该地区人地关系演化规律、应对气候变化带来的挑战、服务国家“一带一路”倡议具有重要的科学价值和现实意义。     

陕甘宁接壤区气候暖干化及其生态环境意义

应用陕甘宁接壤区1951-2000年气温、降水及1956-2000年陕甘宁接壤区 7条主要河流径流量实测记录,在实地调研的基础上对气象数据和水文数据分析后得出结论,陕甘宁接壤区近年来气候呈现暖干化趋势,全区增温线性倾向值为 0．194℃／10 a,高于全球近百年的趋势（0．05℃／10 a）,区内增温趋势强弱差异显著。陕甘宁接壤区气候变干表现在 2个方面：①年降水量减少;②地表径流量减少。降水线性倾向值平均为－1．0759 mm／a,地表径流总量1956-2000年减少速率为 0．4844 m³／a。陕甘宁接壤区生态环境在暖干化的气候背景下继续恶化,生态贫水化严重,水土流失加剧,沙漠扩大。     

大地热流对中国西部环境与生态演变的影响及其研究意义

中国西部地区生态环境的优劣与大地热流的高低有良好的对应关系。大地热流较高的西南地区生态环境优良,孕育了我国最好的生物多样性;而大地热流较低的西北地区环境恶劣,生态脆弱,荒漠化严重。大地热流的脉动影响区域大气系统下垫面的热力背景和气流运动,从而影响降水的分布和区域气候的干湿程度;大地热流的高低决定了一个地区地表生态系统能量供给的下限,是生态系统演变过程中一个重要的物种限制因子,制约了一些地区生态系统物种的多样性,进而影响到区域生态系统的稳健性。对大地热流影响生态系统发育和演变机理的研究将为人类科学干预地表生态系统的演化、恢复与重建退化生态系统提供科学依据与技术方案。提出了西部生态环境整治的一些新的思路。     

条件价值评估法的发展与应用

环境物品或生态系统服务的经济价值评估是国际上生态经济学、环境经济学研究的前沿领域。由于绝大多数环境物品或生态系统服务的公共物品特性，其经济价值的评估需要运用非市场的价值评估技术。条件价值评估法（CVM）是非市场价值评估技术中应用最广、影响最大的一种方法。详细介绍了国际上CVM及其发展与应用研究的现状，分析了CVM在环境价值评估技术中的地位及其理论基础，总结了最大支付意愿（WTP）的各种引导技术，全面归纳了CVM研究中可能出现的各种偏差及其相应的解决方法，简要介绍了最大支付意愿的数据统计分析方法。     

海岸带陆海相互作用(LOICZ)研究及我们的策略

介绍了全球变化研究中关于“海岸带”的定义，海岸带在地球系统研究中的重要地位及其生态系统的脆弱性。我国海岸带地跨三大气候带，海岸类型多种多样，不但有黄河、长江等大河入海，每年有巨大的向海物质通量（包括从大气中的粉尘输入），有宽阔的陆架，有陆架区和近洋之间强烈的物质和能量交换，而且沿海人口密集，大河流域经济活动频繁，人类活动和自然因素冲突集中。近年来海岸带环境和生态系统已经发生了巨大变化。今后，在全球变化条件下为使我国的海岸带环境和生态系统进入良性循环和制定科学的长期管理政策，亟待通过陆海相互作用研究提高对其未来变化的预测能力。文中根据国际ＬＯＩＣＺ运行计划和我国的特点，提出开展我国ＬＯＩＣＺ研究的策略和主要科学问题。     

绿洲防护林系统的最优控制模式及其应用研究

以河西地区绿洲防护林系统为研究对象，分析了防护林资源分布的时空特征及建群种的增长动态，运用生物控制理论，构建了防护林区生物资源管理的最大持续产量模型、生态经济意义下的最优控制模型及多资源种群控制模型。根据有关模型和试验观测结果，确定了防护林建群种的资源保护指标、生态经济意义下的最优种群水平和人工调控措施。该防护林主要建群种二白杨胸径的保护指标为 k/2＝18．22cm，在不同成本与价格比下计算了主要建群种二白杨胸径指标的个最优控制量。估算了防护林系统的生态需水量，其中农田生态需水量为 1 796 m³/hm²，固沙林和阻沙防护林生态需水量为57 100m³/hm²，并提出了相应的持续发展对策。     

国际地球科学与资源环境科学发展战略分析

介绍了国际主要地学机构（NASA、USGS、NOAA、NERC、BGS）、主要组织（ICSU、EU、OECD、UNESCO）、国际主要基金机构（NSF、ESF）21世纪初10～20年有关地球科学与资源环境科学的研究与发展战略的目标、研究计划、主要研究内容与优先研究领域。这些机构与组织的地学与资源环境科学发展战略，反映了国际上地球科学与资源环境科学的研究重点和发展趋势，对把握国际地球科学与资源环境科学发展方向、明确我国地球科学与资源环境科学的战略重点和优先领域具有重要的参考价值。同时，依据美国科学信息研究所（ISI）的基本科学指标数据库（ESI），分析了过去20年国际地学（geosciences）、环境／生态学（environment／ec ology）领域著名科学家的国别和机构分布状况，分析了国际地学、环境／生态学过去10年成果产出最多、论文被引频次最多、篇均被引频次最高的前10个研究机构，反映了过去10年国际地学、环境／生态学研究的影响力。最后，简要分析了国际地球科学与资源环境科学的优先研究领域与主要特点。     

中国西南岩溶山地石漠化转型演变解析

系统阐明岩溶石漠化的演变趋势,对正确认识岩溶石漠化发生发展过程及实施有效的石漠化综合防治措施具有重要意义。研究表明:（1）驱动石漠化发生与形成的因素有岩溶山地农户生计单一、土地压力大、土地承载力低和生态脆弱等4个主要因素;石漠化发生扩展其实质就是在低土地承载力背景下,过伐、过垦、过牧等土地利用方式触发了岩溶山地土地退化,即石漠化。（2）岩溶石漠化在发生发展到一定阶段后,随着社会经济背景的演变和石漠化驱动因素的变化、消失,石漠化面积扩张的趋势会发生根本性的转折,即石漠化转型。（3）中国西南岩溶山地土地利用方式改变引起生态系统机制改变,从而引起石漠化转型演变。石漠化转型是土地利用系统对经济社会发展与生态系统综合作用的响应,符合经济社会发展和生态系统演化的总体趋势。（4）中国西南岩溶山地石漠化演变对揭示该区域人地关系变化具有指导意义。      

中国沙漠化研究的理论与实践

中国的沙漠化研究的理论与实践在过去的十多年里取得了一些成果。据此,本文对沙漠化的概念、成因、过程、指征、后果、发展趋势及其治理等方面进行扼要的介绍。研究表明,沙漠化是一种人为活动与自然资源、环境不相协调所产生的以风沙活动为主要标志的土地退化过程。我国北方沙漠化土地的蔓延速率从50年代末期至70年代中期的年均1560km²发展到近十多年来的年均2100km²;实践证明,沙漠化土地作为一种土地资源可以通过合理的整治过程而恢复其原有的生产潜力。     

第四纪地质环境的人工再造作用与土地荒漠化

第四纪地质环境的人工再造作用是一个新概念。文章在回顾人类文明历史发展的基础上,重点阐述了近50年来全球土地荒漠化发展的严重趋势。人工再造作用是人类过量的经济活动对岩石圈与生物圈接触介面产生的一种破坏作用,其动力是不断增长的世界人口及其巨大的物质需求。可将人工再造作用看作是第四纪中最新的一个地质事件。研究发现,这一破坏作用过程符合Logistic曲线的变化规律,因此可以采用Logistic数学模型开展深入研究。第四纪地质学家、环境地质学家对资源、环境、人口和可持续发展问题应给以更多的关注。