科尔沁沙地土地荒漠化敏感性评估北大核心CSCD

科尔沁沙地是中国四大沙地之一,也是京津冀风沙源的重要组成部分,其荒漠化加剧不仅直接对京津冀地区的气候环境产生了恶劣影响,还严重威胁了自然资源的可持续性。本文以MEDALUS模型为基础,利用遥感和地理信息系统技术,对科尔沁沙地土地荒漠化风险进行了评估。利用土壤质量指数、植被质量指数、气候质量指数和管理质量指数,构建了科尔沁沙地土地荒漠化敏感指数图。结果表明:科尔沁沙地土地荒漠化敏感指数极高区域2 986.60 km^(2),占研究区总面积的2.02%;高区域6 678.00 km^(2),占4.52%;中等区域89 633.18 km^(2),占60.71%;低区域48 352.20 km^(2),占32.75%。评估发现:(1)MEDALUS模型适用于科尔沁沙地土地荒漠化敏感性评估,其中荒漠化敏感指数极高的区域集中在科尔沁沙地腹地老哈河两侧,以翁牛特旗中东部、奈曼旗西北部和库伦旗中部为主;(2)土壤质量指数对荒漠化敏感性的影响高于植被质量指数、气候质量指数和管理质量指数,因此在科尔沁沙地防沙治沙工程中,可以从改善土壤质量入手,减轻科尔沁沙地的土地荒漠化风险;(3)以土地利用类型为主要驱动力,通辽市周边、长岭县西北部、科尔沁左翼中旗、双辽市、彰武县北部等地的荒漠化风险有所增加。地形坡度对科尔沁沙地荒漠化敏感性影响不大。     

中国古代沙质荒漠化的历史演变

荒漠化是全球性的环境问题,威胁到人类的生存和发展,中国是受荒漠化严重危害的国家之一。依据历史文献的记载和现代学者研究成果,分秦汉魏晋南北朝时期、隋唐宋元时期和明清时期三个历史阶段,梳理了中国沙质荒漠化的演变过程。研究表明：秦汉魏晋南北朝时期,中国沙质荒漠化主要集中在西北地区,如鄂尔多斯高原、河西走廊和新疆地区;隋唐宋元时期,荒漠化扩展到东北地区,如呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地等;明清时期,政府通过修筑长城和封禁政策,客观上抑制了边疆地区的垦殖开荒,但在人口压力下,明朝后期和清朝后期北部边疆的农垦快速发展,加速了鄂尔多斯高原、科尔沁沙地等地区的荒漠化进程。因此,数千年来的气候变化和人类活动,特别是滥垦、滥牧、滥樵采等不合理土地利用方式,致使我国北方干旱和半干旱区的荒漠化日趋严重。     

晋西北地区土地荒漠化现状分析

晋西北地区是我国黄土高原及北方农牧交错带的重要组成部分。本文在进行土地荒漠化类型划分的基础上，对晋西北地区风水动力土地荒漠化现状及其分布规律进行了分析，进而结合两类不同性质荒漠化土地组合特征，对全区荒漠化现状进行了综合评述。土地荒漠化是困扰本区社会经济发展的核心问题。     

天山北麓绿洲荒漠典型地区土地荒漠化变化的时空特征分析

应用遥感和地理信息系统等技术手段,获取了天山北麓阜康三工河地区1968年、1978年、1988年、2002年的荒漠化土地时空分布及各时段土地荒漠化动态变化数据,并对其荒漠化过程进行了空间统计分析。结果表明：34 a来,三工河地区土地荒漠化以盐渍化为主、沙漠化及水土流失次之;荒漠化土地面积具有前期逐渐增加,20世纪80年代末以后面积大幅度减少的趋势;土地盐渍化变化主要发生在绿洲内部,土地沙漠化变化主要发生在绿洲外围,而严重的水土流失主要发生在山区;土地荒漠化的动态变化与土地利用/土地覆被变化及生态系统的管理方式有着密切关系。     

宁夏盐池县土地沙质荒漠化的发展趋势及其防治

宁夏盐池县是我国北方农牧交错带沙质荒漠化强烈发展的地区之一。通过分析该区土地沙质荒漠化的发展趋势及其成因，认为该区土地沙质荒漠化有日趋扩大、日益严重的发展趋势；在潜在自然因素的基础上，人为因素是造成该区土地沙质荒漠化的主要因素。针对该区土地沙质荒漠化的发展趋势及其成因，结合沙质荒漠化土地的农林牧综合开发，提出了防治土地沙质荒漠化的目标、实施步骤及基本对策。     

晋西北地区土地荒漠化综合整治区划

依照区划原则，晋西北地区划分为３大区１１个小区。这３大区是：西部风水动力荒漠化强烈发展区、东部风水动力荒漠化稳定发展区和南部风水动力荒漠化基本稳定区。针对各区中各小区土地荒漠化现状和特点，提出了各自合理的经济开发方向和防治土地荒漠化的主要途径和措施。     

宁夏1999-2009年土地荒漠化演变影响因素分析

利用宁夏1999、2004年和2009年荒漠化土地监测数据,对宁夏土地荒漠化的演变趋势和影响因素进行分析.结果表明:1999-2009年间,宁夏荒漠化土地面积呈递减态势,由320.74万hm2减少至289.88万hm2,逆转趋势明显.其中水蚀荒漠化和风蚀荒漠化土地明显减少,风蚀荒漠化土地面积由151.91万hm2减少至134.58万hm2,水蚀荒漠化土地面积由165.72万hm2减少至148.97万hm2;盐渍化土地明显增加,由3.11万hm2增加至6.33万hm2.荒漠化程度明显减轻,重度、中度荒漠化土地面积明显减少,轻度荒漠化土地明显增加.重度荒漠化土地面积由100.98万hm2减少至27.57万hm2,中度荒漠化土地面积由142.70万hm2减少至138.38万hm2,轻度荒漠化土地面积由71.0万hm2增加到117.08万hm2.荒漠化地区植被状况进一步改善,植被盖度逐渐增加.国家政策项目支持、荒漠化土地综合开发利用、各类生态保护政策机制的制定完善和社会力量参与荒漠化防治等人为因素对荒漠化逆转产生决定性的影响,气候变化所产生的不利影响被上述因素所产生的有利影响所抵消;人口压力、历史人为不合理活动和水资源低效利用等人为因素在一定程度上减缓了宁夏荒漠化的逆转趋势,将成为宁夏未来荒漠化防治过程中需要重点克服的不利因素.     

草原与荒漠过渡地带土地荒漠化特征分析--以库布齐沙漠及毗连地区为例

利用2000年的TM影像资料和Arcinfo以及Arcview等GIS软件,研究了库布齐沙漠及其毗连地区的土地荒漠化类型及特征,研究表明,该区土地荒漠化的类型主要是沙质荒漠化、土壤盐渍化和水土流失。面积分别为沙质荒漠化,24992．96km^2,占荒漠化土地面积的66％,其次是水土流失,9676．60km^2,占26％,土壤盐渍化面积3098．07km^2,仅占荒漠化土地的8％。指出由于该区域自然条件和人类活动方式、强度的差异,造成了土地荒漠化类型和程度在空间分布上的差异,并划分为5个治理分区,提出了各分区的治理对策。     

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。     

东北平原西部沙地近10年的沙质荒漠化

东北平原西部沙地位于欧亚大陆中纬度巨型沙带的东部边缘，为我国沙质荒漠化土地的东缘，是我国自然环境最好的沙区，随着经济的发展，生态环境遭到严重破坏，沙质荒漠化景观日益明显，尤其是南部的科尔沁沙地，沙质荒漠化已十分严重，已经超过与其相邻的西部环境条件更差的沙区，利用RS和GIS，根据NOAA/AVHRR数据建立的沙质荒漠化监测指标，对东北平原西部沙地沙质荒膜化现代过程进行了动态监测，在此基础上利用TM数据对沙质荒漠化的发展方式与成因进行了深入的探讨，并有针对性地提出了区域沙质荒漠化的防治对策。     

基于北京1号小卫星的全国沙漠与沙漠化土地监测研究

利用2006和2007年北京1号小卫星多光谱数据,对中国四大沙地和八大沙漠地区沙漠和沙漠化土地分布状况及其动态变化进行研究。结果表明:2007年研究区内沙漠和沙漠化土地总面积为69.18×10⁴km²,占研究区总面积的25.03%,其中重度区面积占14.88%,中度区占5.10%,轻度区占5.05%。2006~2007年研究区内共有440块图斑发生变化,总变化面积为876.41km²,沙漠化土地增加面积47.57km²,减少面积为373.39km²。沙漠化土地类型间的转换面积为455.45km²,主要以轻度和中度沙漠化土地之间相互转化最为明显。     

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。     

浑善达克沙地的土地沙漠化过程研究

借助TM/ETM＋影像和GIS平台,采用实地考察与野外实验和室内分析整理相结合的办法,对浑善达克沙地土地沙漠化过程进行了初步研究。结果表明,过去50 a来,浑善达克沙地经历了强烈的沙漠化发展。位于沙地中部正蓝旗的沙漠化土地从1987年的5 593.8 km²发展到2000年的6 015.3 km²,发展速率为32.4 km²·a^-1。2000年紧急启动的风沙源治理工程,一定程度改善了当地沙漠化发展态势,2005年正蓝旗共有沙漠化土地5 950.4 km²,有约330.7 km²的严重沙漠化土地得到了控制和逆转。其他大部分沙漠化土地虽有不同程度改善,但5 a的时间里尚未发生质的变化。沙漠化过程是原生植被逐步被沙生植被和沙生先锋植被取代的过程;同时也是土壤粗化、贫瘠化和空间重新分布过程。随着土地沙漠化程度的加剧,起沙风速降低,输沙强度增大,沙地近地表表现出相对高风能环境。沙漠化过程以固定沙丘活化为主,主要有发育“马蹄形”风蚀洼地、“鱼钩”型沙丘和“串珠状”风蚀槽三种沙丘活化形式,最终导致景观支离破碎、不少地区出现了流沙连片的现象。同时,农田开垦引起土壤风蚀的危险,也不容忽视。     

Changes in intensity of wind erosion at different stages of degradation development in grasslands of Inner Mongolia, China

Overgrazing by increasing numbers of livestock in the Horqin Sandy Land of Inner Mongolia, China, has led to extensive degradation of the region's sandy steppes. Degraded grasslands are generally classified into four main types: fixed (least degradation), semi-fixed (light degradation), semi-shifting (moderate degradation) and shifting (severe degradation) sandy lands, representing four stages of degradation development. An experiment was conducted in the Horqin Sandy Land to investigate changes in intensity of wind erosion at different stages of degradation development in sandy grasslands and determine the extent to which surface wind erosion was affected by surface-related soil and vegetation factors through their effects on surface roughness length and wind regimes. Daily wind erosion rate was monitored at four sites of degraded grassland over an erosive period from 1 April to 10 June in 2001. Soil and vegetation properties for these sites were also measured twice: one in mid-April prior to the establishment of vegetation and again in mid-June after the establishment of vegetation. Relationships between surface roughness length and soil and vegetation variables were examined at each of the two stages of vegetation development. This study shows striking differences in the intensity of surface wind erosion among sites. The daily wind erosion rate in the fixed sandy land was, on average, only about 1/5 of the rate in the semi-fixed sandy land, 1/14 of the rate in the semi-shifting sandy land and 1/47 of the rate in the shifting sandy land suggesting a much higher resistance of the fixed sandy land to wind erosion compared to other sites. Differences in rate of wind erosion between sites were attributed to between-site differences in soil and vegetation properties that exerted significant effects on wind regimes by altering surface roughness length. At the pre-establishment stage of vegetation, surface roughness length was determined by a combination of litter amount on the ground, soil surface hardness and soil moisture content, with litter amount explaining the greatest proportion of the variation. At the post-establishment stage of vegetation, the development of the surface roughness effects was mainly governed by vegetation characteristics (vegetation cover in particular), while the effects of soil surface hardness and soil moisture on surface roughness length are likely to be masked by vegetation effects. The findings suggest that better management practices of restoring vegetation in degraded grasslands are required to reduce soil erosion losses and achieve a sustainable livestock production in the Horqin Sandy Land, an ecologically fragile sandy land ecosystem.     

坝上地区现代沙漠化土地的形成及其整治途径

本文对河北坝上沙漠化土地的形成及特点作了初步的分析。认为,坝上沙漠化土地的形成主要是近30年来人类在干旱多风的自然条件下,大量开垦沙质草原引起强烈风蚀所致。沙漠化的主要特点是分布范围广,处于正在发展中和旱作农业风蚀。本文最后提出了坝上地区只有实行"以牧为主",退耕还牧,退耕还林;建立防护林体系以及林、草、田间作;种树种草、恢复植被,改善环境,才是坝上整治沙漠化的根本途径.     

科尔沁沙地不同尺度上沙丘景观格局动态变化分析

研究了科尔沁沙地过去30 a不同尺度上沙丘景观格局及其动态变化。结果表明,大尺度研究区（892.74 km2）从1975—1995年流动沙丘面积、斑块数、景观面积百分比和最大斑块指数逐渐增加;1995—2005年流动和半流动沙丘面积减小,半固定沙丘和固定沙丘面积增加。中尺度（110.42 km2）和小尺度（14.14 km2和14.10 km2）研究区从1975—1985年流动沙丘面积、斑块数增加,1985年后流沙面积减小。通过沙漠化过程指数计算表明,大尺度上沙漠化经历了发展（1975—1995年）—逆转（1995—2005年）的过程,中尺度和小尺度上,沙漠化经历了发展（1975—1985年）—逆转（1985—2005年）的过程。科尔沁沙地不同尺度上景观结构变化具有差异性,显示出景观空间格局变化存在尺度效应;景观格局变化主要受流动沙丘斑块变化的影响,而这一变化的主要原因是人类生产活动引起的。     

半干旱典型风沙区植被覆盖度演变与气候变化的关系及其对生态建设的意义

中国北方四大沙地（毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地、呼伦贝尔沙地）是半干旱地区荒漠化发展的典型地区和荒漠化防治的重点区域。分析四大沙地植被覆盖度的时空演变规律及其对气候要素的响应机制,对保护北方生态脆弱区的生物多样性与生态安全具有重要意义。基于1998—2018年SPOT-VEGETATION的植被覆盖度指数（NDVI）数据,结合相应气候资料数据分析发现：四大沙地NDVI年际波动较大,毛乌素沙地和科尔沁沙地植被覆盖度总体趋于好转态势,分别有75.22%和42.06%的面积植被得到改善,而浑善达克沙地和呼伦贝尔沙地植被覆盖度呈非显著下降趋势,其发生植被退化的面积比例分别为60.04%和51.4%。结合极端气候指数分析表明,呼伦贝尔沙地NDVI与持续湿润指数（CWD）的正相关系数最高（r=0.429）,而浑善达克沙地NDVI与持续干旱指数（CDD）的负相关系数最大（r=-0.264）,表明呼伦贝尔沙地和浑善达克沙地植被分别对持续湿润和持续干旱事件响应最为敏感。基于不同沙地的植被变化驱动分区,建议在毛乌素沙地非气候驱动区域继续实施禁牧封育和飞播造林技术,而在气候驱动区域主要采取封育措施;在浑善达克沙地实施生态移民和“以地养地”模式;对科尔沁沙地的疏林草原应采取严格的封育措施;在呼伦贝尔沙地要坚持生物措施与工程措施相结合,形成“外围封禁、边缘治理、内部发展”的生态发展格局。     

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。     

基于遥感和GIS方法的科尔沁沙地边界划定

基于已有文献,依据科尔沁沙地的形成历史与早期分布,确定科尔沁沙地的核心区;以核心区为基础,采用生态学取样方法,选取与核心区边界相交的16个方向上的交叉点为样本,以Landsat-5 TM影像为主要数据源,采用光谱混合模型、穗帽变换等遥感和GIS方法,通过反复试验设定阈值,提取每个方向的分界特征,据此勾画出科尔沁沙地的分界线。此后,进行实地考察和Google Earth高清影像验证,最终确定科尔沁沙地生态区域的边界。结果表明,科尔沁沙地面积为52 300 ± 360 km²,验证后精度在94%以上。研究结果为科尔沁沙地生态恢复与环境整治提供确切基础范围。     

浑善达克沙地春季风沙活动特征观测研究

通过野外实验观测和室内分析整理的方法,对浑善达克沙地不同程度沙漠化土地的春季风沙活动特征进行了研究。结果表明：输沙率随风速增加成非线性增大;相同风速下,随着土地沙漠化程度的增加,输沙率成指数式增加;春季由于植被高度有限,覆盖度小于10%与覆盖度大于25%的沙地,对风场的响应,表现出明显不同的风沙流结构;不同程度的沙漠化土地上,发生风蚀搬运的物质组成也明显不同;研究区春季影响风沙活动的因素,主要是土地沙漠化程度,降水的迟早以及残存的灌木与多年生草本植物的多少等。