腾格里沙漠东南缘沙坡头地区流沙治理后地表形态的变化

地表形态变化是沙漠化发生发展及其逆转过程的最基本指征.本文研究了沙坡头地区格状沙丘治理后这一变化的逆转特征,揭示了以半隐蔽式麦草沙障(草方格)和以人工植被为主体的综合防治体系内地表过程的强度对其影响因素的分析表明,这种地表形态变化是在自然因素基础上深受人为治理措施影响的系统变化过程。     

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。     

基于栅格尺度的沙漠化预警模型研究——以塔里木河下游中段区域为例

以塔里木河下游为研究区,基于沙漠化在气候、地表和人文3方面的成因构建沙漠化预警指标体系,并建立预警模型;基于研究区1990年、2000年和2006年的遥感、气候、地表和人文数据,利用ArcGIS对各因子数据进行量化和栅格化处理,通过预警模型实现了研究区3个时期在栅格尺度上（30 m×30 m）的沙漠化程度分布,分别利用前两期和第3期的结果进行参数修正和验证;在此基础上预测研究区“间歇输水”和“无输水”情况下2015年的沙漠化发展趋势。通过参数修正、预警模型对研究区沙漠化程度分布模拟正确率达90%以上,预警模型适用性较好。间歇输水对塔里木河下游沙漠化逆转起到一定的作用,是防止其完全沙漠化的必要措施,但此逆转作用基本上只局限于沿河道有限范围内,无法彻底改变研究区的沙漠化现状。     

RS与GIS支持下近50 a海南岛西部土地沙漠化时空演变过程研究

 海南岛西部是我国惟一的热带稀树干草原沙漠化地区,选取5期遥感数据,采用室内解译和野外检验修正的方法,获得海南岛西部不同时期土地沙漠化数据库。结果分析表明,海南岛西部土地沙漠化在时间上经历了快速发展—初步逆转—全面逆转—波动反复的变化过程;在空间上由沿岸带向昌化、莺歌海两重心收缩、逆转;同时,其发展/逆转过程以沙漠化土地与林地、耕地相互转化为主,伴随着沙漠化土地内部复杂程度间转化。总之,总体逆转、局部反复波动是近50 a海南岛西部土地沙漠化时空演变的基本趋势。     

1975-2015年鄂尔多斯市沙漠化的时空演变过程

鄂尔多斯市地处温带草原向荒漠草原过渡的半干旱区,是中国沙漠化问题较为严重的区域之一,其土地沙漠化发展和逆转过程及影响因素在北方农牧交错带具有代表性。以7期Landsat卫星遥感数据为信息源提取沙漠化土地类型及程度的时空格局信息,分析了该地区自1975年以来的土地沙漠化过程,并结合气象及社会经济数据采用主成分分析法对驱动因子进行定量分析。结果表明：在脆弱生态环境背景下,鄂尔多斯市土地沙漠化受人口数量增加、过垦及过牧等人为因素的严重影响。不同时段土地沙漠化发展的方向与驱动力都有所不同,1975-2000年是土地沙漠化的急剧发展期,驱动力以人为因素为主导,自然因素为基础;2000-2015年是土地沙漠化的逆转期,驱动力以自然因素为主,人为因素为辅。     

科尔沁沙地沙漠化过程中土壤有机碳含量变化特征及影响因素北大核心CSCD

科尔沁沙地是中国半干旱地区沙漠化发展的典型地区和沙漠化防治的重点区域。本研究以科尔沁沙地为研究区域,以沙漠化逆转不同阶段的沙地为研究对象,通过野外调查和室内分析,采用空间代替时间的方法,在区域尺度上探讨了土壤有机碳对沙漠化过程的响应规律,并结合气候、植被和地形因子阐释了该区域土壤有机碳空间变异的主导因素。结果表明:(1)土壤有机碳含量随沙漠化程度的加剧表现出疏林草地(未沙漠化)>固定沙地(轻度沙漠化)>半固定沙地(中度沙漠化)>半流动沙地(重度沙漠化)>流动沙地(极重度沙漠化)。(2)固定沙地、半固定沙地、半流动沙地和流动沙地土壤有机碳密度分别比疏林草地降低了29.1%、49.3%、62.9%和84.1%。(3)随着沙漠化的发展,土壤质地发生粗化现象,即中、细砂粒含量明显增加,而土壤细颗粒(极细砂和黏粉粒)含量明显下降。(4)科尔沁沙地沙漠化过程中,土壤黏粉粒的损失是土壤粗化、有机碳含量下降的主要原因,而pH的变化受沙漠化影响较小。(5)气候因子是导致SOC含量受经纬度影响的主要因素,而地形因子的影响次之。     

禁牧政策对北方农牧交错区草地沙漠化逆转过程影响的定量评价

为定量评价禁牧政策对北方农牧交错区草地沙漠化逆转过程的影响程度,以宁夏盐池县为研究区域,选取对沙漠化正逆发展过程影响较大的自然和人为因素指标,应用系统动力学方法构建模型,模拟研究了目前盐池县所实施的禁牧政策对草地沙漠化逆转过程的影响程度,并进行定量化初步评价。研究结果表明,当禁牧程度达到完全禁牧的30%,沙漠化开始出现逆转,而达到完全禁牧的40%,沙漠化的逆转趋势基本趋于稳定。本研究结论可为盐池县及类似地区禁牧政策的合理实施与改进提供理论依据。     

城镇化进程对沙漠化逆转趋势影响的动态计量分析——以宁夏盐池县为例

以典型沙漠化逆转区宁夏盐池县为例,对2003-2013年城镇化与沙漠化逆转趋势进行综合测度,利用ADF单位根检验、Granger因果检验、脉冲响应函数及方差分解模型就城镇化进程对沙漠化逆转趋势的动态影响进行分析。结果表明：（1）2003年以来,盐池县城镇化水平逐步提高,沙漠化逆转综合指数基本保持在0.3以上。（2）作为人文驱动因素,城镇化综合水平虽不直接对沙漠化逆转趋势产生作用,但其分量指标却对沙漠化逆转趋势及逆转压力的产生、状态的表现和响应的形成产生冲击。（3）从长期预测来看,沙漠化逆转趋势及分量指标受自身冲击的影响随时间的推移而逐渐减小,城镇化对沙漠化逆转的解释能力正在逐步提升,人口迁移、经济增长、社会进步和城镇化发展对逆转趋势、压力、响应和状态的冲击影响分别维持在78%、58%、13%和9%的水平上。未来盐池县城镇化的发展应当以人口城镇化、经济城镇化作为关键突破点,以促进农户非农生计的可持续性,提高城镇化对生态环境的促进作用。     

内蒙古多伦县沙漠化驱动因素影响的累加效应分析

以内蒙古多伦县为研究区,选择若干指标,在系统分析沙漠化自然和人文驱动因素的基础上,采用滑动平均法和灰色关联法进行了沙漠化驱动因素影响的累加效应分析。结果表明：人为驱动因素对沙漠化作用的累加效应以较短时间尺度为主,而自然驱动因素对沙漠化作用的累加效应以中小时间尺度为主。年均气温的累加效应在3 a尺度上最大,年均降水量的累加效应在4 a尺度上最明显,而蒸发量和平均风速则随着时间尺度的增加其影响增大,在10 a尺度上表现得最为明显;人口数量在1 a尺度上达到了最高值;耕地面积对沙漠化的影响在1~10 a尺度上逐渐减少;粮食总量对沙漠化的影响在5 a尺度上影响达到最大;国内生产总值对沙漠化的影响在2 a尺度上影响最大;牲畜头数对沙漠化的影响在2 a平均尺度上表现得最为明显。人口数量的增长是耕地面积和牲畜头数对沙漠化影响产生累加效应的主要原因。     

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。     

科尔沁沙地近水区域沙漠化空间分布规律初步研究——以奈曼旗为例

以奈曼旗作为案例研究地,以1987年和2002年的Landsat/TM影像为基本数据源,按与水体的空间距离,对水体周边区域的裸沙地面积百分比进行分地带统计。该过程通过ArcGIS平台下的缓冲区分析完成。结果发现,奈曼旗的沙漠化程度的空间差异与地表水的空间分布关系密切。总体来讲,奈曼旗境内主要水体周边的沙漠化程度随空间距离变化有明显的差异,从水体边界开始,随着与水体空间距离的增加,裸沙地面积百分比值不断升高,并在距离湖泊水库1 km处、距离教来河北段2 km处、教来河南段6 km处和老哈河7 km处,裸沙地面积百分比值达到极大。在更远距离,老哈河、舍力虎水库、西湖水库周边的裸沙地面积百分比值随距离增加而迅速下降,教来河北段和教来河南段周边的裸沙地面积百分比值随距离增加呈缓慢下降趋势,孟家段水库周边的裸沙地面积百分比则略有波动,从5 km距离后呈迅速下降趋势。按水体的空间格局划分,奈曼旗的沙漠化程度被划分为4个不同程度的区域。以上现象说明,地表水及其利用在奈曼旗的沙漠化发展过程中起到了非常重要的作用。     

农牧交错带典型偏农区土地利用变化及其原因分析——以奈曼旗尧勒甸子村为例

中国北方农牧交错带东部农业以种植业为主。土地利用变化对农业的可持续发展具有深刻的影响。尧勒甸子村是农牧交错带典型的偏农区,50a来土地利用发生很大变化。其变化表现出明显的阶段性,20世纪80年代前后明显不同。本文主要分析了农业用地和沙漠化土地的变化,并从国家政策、土地产权制度、人口、牲畜、系统结构等方面的变化探讨了其土地利用变化的原因。     

内蒙古达拉特旗高头窑镇土地利用变化及其对土地沙化的影响

以达拉特旗西南部的高头窑镇为研究区域,以达拉特旗1987、1995、2000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年来四个时期的沙漠化动态变化数据,分析了高头窑镇20世纪80年代中期到21世纪初的沙漠化变化情况。结果表明:该地区近20年来,沙漠化土地处于发展-发展-逆转的过程中。研究区是典型的荒漠草原区,草原在各土地利用类型中始终占有绝对优势,农田、林地和高盖度草原的面积变化较大,各种土地利用类型之间的转化主要表现为各种沙丘类型之间的转化、各种草原类型之间的转化和草原与固定沙丘之间的转化。1987-2000年期间,草原和林地的退化是导致沙漠化严重发展的主要原因。2000-2003年间,土地类型之间的转化表现为固定沙丘、半固定沙丘和林地向草原的转化,这种转化有利于沙漠化的逆转。可见,在高头窑地区,草原的退化是导致沙漠化的主要原因,因此,在沙漠化的治理方面,应该合理利用草原,防止过度放牧,大力倡导退林还草。     

近30 a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。     

鄂托克旗风蚀荒漠化景观格局动态变化研究

利用鄂托克旗2000年和2005年TM遥感影像,对荒漠化土地进行判读,结合实地调查,并根据中国“三北”地区荒漠化区域分类与发展趋势综合研究野外地质调查内容-技术要求,确定土地荒漠化景观类型和荒漠化程度,将研究区风蚀荒漠化分为轻度沙化、中度沙化、重度风蚀和严重风蚀4个类型。应用Arcview3.3对两期TM影像进行人机交互判读,得到研究区两个时期的风蚀荒漠化景观类型数据并统计,分析研究区风蚀荒漠化景观格局的动态变化。结果表明,未荒漠化土地主要集中在研究区的北部,严重风蚀主要集中在研究区的南部,由北向南,风蚀程度逐渐加重。研究区风蚀荒漠化主要以轻度沙化和中度沙化为主,占研究区风蚀面积的70%以上,破碎度有所增大。风蚀荒漠化面积虽有减小,但风蚀呈加剧趋势。盐渍化土地已转化为风蚀荒漠化景观,而风蚀荒漠化景观可以向其他各景观转化。在适当条件下,轻度沙化土地与未荒漠化土地容易相互转化。中度沙化土地和重度风蚀土地容易转变为其他景观。     

Monitoring degradation in arid and semi-arid forests and woodlands: The case of the argan woodlands (Morocco)

Arid and semi-arid forests and woodlands (hereafter called «dryland forests»), in spite of their ecological and social importance, have received little attention in land change studies. Growing evidence shows that these forests have been receding at very high rates in many places, suggesting a need for a better understanding of the processes and causes of dryland forest degradation. Changes in the extent of dryland forests are debated in part because estimates of forest and woodland areas in drylands are uncertain. Causal explanations of the degradation tend to draw on the literature on desertification and tropical deforestation, and to emphasize either local or remote, and either social or biophysical drivers. This study contributes to a better understanding of dryland forest degradation as a basis for conservation policies. Firstly, we argue that monitoring arid and semi-arid forests and woodlands using area estimates may lead to an underestimation of the severity of change because tree density change often exceeds area change. Secondly, we argue that the analysis of degradation processes in these multifunctional landscapes should integrate both local and remote, and both social and biophysical factors. We use a case study of degradation in the argania woodlands in semi-arid to arid Southwest Morocco to test these two claims. We used gridded tree counts on aerial photographs and satellite images to estimate forest change between 1970 and 2007, and we tested several possible causes of change on the basis of original socio-economic field surveys and climatic and topographic data. We found that forest density declined by 44.5% during this period, a figure that is significantly underestimated if forest area change is used as a measure of degradation. Increasing aridity and, to a lesser extent, fuelwood extraction were related to forest decline. No effect of grazing by local livestock was found.     

科尔沁沙地沙漠化风险评价

基于气象、土地利用类型与植被覆盖指数等数据,采用层次分析法与加权综合评分法评价了科尔沁沙地沙漠化风险。结果表明：1995、2000、2010年科尔沁沙地沙漠化风险指数平均值分别为0.420、0.428、0.437,16年来科尔沁沙地沙漠化处于高度风险水平。科尔沁沙地沙漠化风险等级在空间分布上表现为北部与西部沙漠化风险等级低,南部与东部为沙漠化高风险区。1995-2010年科尔沁沙地各旗县沙漠化风险等级存在差异,开鲁县的沙漠化风险由高度风险转变为极高度风险等级,扎鲁特旗的沙漠化风险由中度风险转变为低度风险等级,敖汉旗、巴林右旗、科尔沁区与科尔沁左翼中旗的沙漠化风险等级波动变化,其余旗县的沙漠化风险等级未变化。1995-2010年科尔沁沙地沙漠化中度,高度风险等级的面积分别减少了16 544.76、4 223.25 km²,低度,极高度风险等级的面积分别增加了16 544.76、4 223.25 km²。区域沙漠化风险的主要影响因素为年降水量、年均风速、植被覆盖指数、沙漠化土地面积与载畜量,植被覆盖指数增加有助于区域沙漠化风险的降低。     

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。     

奈曼旗土地沙漠化系统动态仿真研究

本文应用系统动力学理论建立了奈曼旗土地沙漠化动态仿真模型。奈曼旗土地沙漠化系统由种植业、林业、畜牧业、草地和人口五个动态子系统构成。本文根据土地沙漠化系统中正负反馈关系,建立了系统流图和构造方程,并经仿真运算,就农林牧土地利用构成的三种不同方案,对到2040年该旗沙漠化发展趋势分别作了预测。     

我国沙漠化研究的若干问题--1.沙漠化的概念及其内涵

荒漠化就是土地退化,主要由沙漠化、水土流失和盐渍化3个部分组成,其中沙漠化是中国北方广大地区主要的土地退化形式。在简要回顾了国际国内对沙漠化概念研究和认识的基础上,根据20多年来在中国北方土地退化区域的研究与实践,作者认为：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。并在时间、空间、成因、景观、发展趋势和造成的结果等内涵方面给予了概括性的描述;同时,从形成演变的时空差别、成因、过程和防治利用的不同等方面将原生沙漠、戈壁与沙漠化土地区分开来,认为沙漠的形成演变主要受控于气候变化,而人类既是沙漠化的导致者,也是沙漠化的受害者,更是沙漠化的防治者。所以,沙漠化的研究应主要侧重在人地关系及其相互作用等方面。