北方农牧交错带东段土地沙质荒漠化监测——以扎鲁特旗为例

以20世纪80年代末和2000年两期TM影像作信息源,经过合成、增强、几何纠正、镶嵌和人机交互判读并结合野外考察提取研究区两期沙质荒漠化土地数据,建立数据库,得到10 a内不同程度沙质荒漠化土地之间的转换面积,建立沙质荒漠化土地转移矩阵。结果表明:①土地沙质荒漠化严重,以轻度和中度为主,沙化率13.54%;②主要发生在南部平原地区,形成了两条沙带,中、北部基岩山地是沙质荒漠化大面积扩展的天然界线;③半农半牧区比纯农业和纯牧业区严重;④动态趋势是整体扩展（增长率为4.67%）,局部逆转（主要在南部）,程度加强;⑤沙质荒漠化扩展面积为9 967.54 hm2,其中中部﹥北部﹥南部;⑥管理失误、人口增长及由此引起的“三滥”等超强度利用土地行为是影响研究区土地沙质荒漠化的主要人文因子。⑦北方农牧交错带土地沙化态势仍很严重,控制人口密度,调整土地利用结构,改革土地利用制度,加强土地管理和生态环境建设势在必行。     

北方农牧交错带东段土地水蚀荒漠化监测——以扎鲁特旗为例

以20世纪80年代末和2000年TM影像作为信息源,经合成、增强、几何纠正、镶嵌和人机交互判读并结合野外调查提取土地水蚀荒漠化信息,建立土地水蚀荒漠化空间数据库,结果表明:研究区水蚀荒漠化率为10.64%,以轻度侵蚀为主。水蚀荒漠化空间分异明显,在北部中山区形成三个集中分布区。研究期内土地水蚀荒漠化动态为整体扩展,局部逆转,程度加强;中度、强烈和严重水蚀面积增加,轻度的减少;发生逆转的主要为轻度水蚀土地。人类不合理的经济和社会活动与脆弱的自然条件耦合是研究区土地水蚀荒漠化发生并扩展的全部原因。因此要从控制人口增长,调整不合理的土地利用方式和强度,加强生态环境管理入手,高度重视农牧交错带东段退化土地的综合防治,为区域可持续发展提供良好的生态环境。     

中国北方农牧交错区土地荒漠化的环境脆弱性机制分析

在综合分析中国北方农牧交错区自然 、经济和社会环境的基础上,概括出导致该地带土地 荒漠化的生态环境脆弱性机制：①脆弱的自然条件奠定了特殊的地貌格局和脆弱的地表物质基础,受东亚季风影响的气候条件是土地荒漠化的自然驱动力。②人类不合理的经济活动是土地荒漠化的直接推动力。③不利的社会因素加快了土地荒漠化的进程。     

北方农牧交错带生态系统服务价值测算及变化

基于1986年和2000年北方农牧交错带生态系统类型、NPP和植被覆盖度的分布,利用遥感和GIS技术,结合生态经济学方法,测算了北方农牧交错带生态系统服务功能的经济价值及动态变化.结果表明:(1)在生态系统服务价值的构成中,草地、农田和森林的贡献率最大;(2)从单位面积价值看,森林和灌丛服务功能的单位面积价值最高;(3)在水平分布上,生态系统服务价值的区域差异明显,其分布受气候和人类活动影响较大;在垂直分布上,地形因子对生态系统服务价值的影响较大,人类活动影响微弱;(4)1986-2000年间,各个生态系统服务功能的价值及其总价值都在下降,单位面积价值的最大值由东北向西南方向移动到交错带的中部.     

北方农牧交错带植被覆盖的动态变化及其与气候因子关系

利用1991--2000年连续10a逐旬的NOAA时间序列数据,采用最大NDVI值法,分析我国北方农牧交错带植被覆盖的动态变化。结果表明：10a来,年最大NDVI值为0．736-0．848,1994年以后逐年下降;植被覆盖率呈降低趋势,轻度减少与轻度增加的比例差值平均达到38％。在此基础上,结合同期气象数据(月平均气温、降水数据),利用偏相关分析和复相关分析,探讨了不同时期(汛期与非汛期)农牧交错带最大NDVI变化气候驱动的区域分异,将研究区划分为气温相关型、降水相关型、降水气温相关型和非气温降水显著相关型四种类型。     

耗散结构理论在我国北方农牧交错带人地系统分析中的应用

在分析了耗散结构形成的条件基础上,首先对我国北方农牧交错带人地系统进行了状态识别,指出:北方农牧交错带的大部分人地系统处于低序的耗散结构状态,有些地区的人地系统已退化到近平衡态线性区;沙漠化的成因是系统封闭和自组织混乱;点状治理有其自身的局限性;沙漠化的逆转也应遵循系统演化的分支理论。最后,指出我国北方农牧交错带的人地系统具有脆弱性、低耗散性和功能性的特点。     

华北农牧交错带冬季降雪时空变化特征

基于华北农牧交错带冬季227个台站（1961-2012年）逐日降雪资料,采用多种统计诊断方法分析了冬季降雪的时空特征以及与环流因子的关系。结果表明：初冬降雪高值中心位于内蒙古东北部。在冬春之交时,降雪高值区移至华北南部。1960s和1970s为不同等级降雪的偏多时段,降雪的高值中心由内蒙西部（1960s）东移至河北、山西大部（1970s）。2000s以来大雪在山西、河北的北部地区最为显著,其次是呼伦贝尔地区。降雪频次的变化上可以发现,各区的大雪频次均呈减少趋势,其中Ⅵ区减少的趋势最为显著。在降雪偏少的时段（1980s、1990s）水汽输送较弱,呈西北—东南向;而在其他年代水汽输送较强,近10年水汽输送呈东南—西北向。在年代际上降雪总量与气温、AO指数呈反相关,而中等以上降雪量与气温和AO指数在内蒙古东北部大兴安岭、太行山脉等高海拔地区呈显著正相关。     

陕北农牧交错带沙漠化土地时空变化特征分析

利用1986年、1993年及2003年3期Landsat TM遥感影像,在建立目视解译标志的基础上,借助地理信息系统技术,对陕北农牧交错带1986—2003年土地沙漠化时空动态变化特征进行分析。结果表明:陕北农牧交错带沙漠化土地重心整体向东北方向偏移了11 843.43 m,面积减少了206 655.21 hm2,表明该区沙漠化面积扩大的态势得以控制并趋于减少;沙漠化程度明显减轻,严重、重度沙漠化土地面积逐渐减少,转化为中度和轻度沙漠化,但在区域气候趋于暖干的情况下,面临着沙漠化发展的潜在危险;同时,近17 a来有近291 826.1 hm2非沙漠化土地变为沙漠化土地,沙漠化速度为17 166.2 hm2·a-1,以草地、耕地、林地等土地沙化现象较严重,土地沙漠化的形势仍然较严峻。     

陕北农牧交错带土地利用动态变化研究

根据1991-2001年土地利用详查数据,利用土地利用动态度模型、区域差异模型、土地利用程度模型和信息熵模型,对陕北农牧交错带这一典型地区土地利用的时空变化及变化趋势进行了详尽分析。研究表明：陕北农牧交错带耕地、未利用地和水域减少,林地、牧草地、园地、居民点及工矿用地、交通用地增加；研究区土地利用变化速度较快,年变化率达到0．31%,其中园地的年变化率最大；耕地、园地、林地、牧草地和交通用地的空间变化明显；11年来,陕北农牧交错带土地利用处于发展期,利用方式日趋无序。     

中国农牧交错带的气候特征与演变

利用全国620多个站的气象实测资料,研究了我国农牧交错带的气候特征、气候变化,重点分析了干旱对农牧交错带南北摆动的影响.研究表明:我国农牧交错带地形地貌复杂,气候多变,干旱与风沙是其主要自然灾害.气候持续变暖、变干,土地沙化严重,沙尘暴频发.因此,建议农牧交错带进一步加大退耕还林还草力度,加强生态环境保护和治理,以免农牧交错带因气候变化而不断向南侵蚀.     

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。     

基于遥感与GIS的北方农牧交错带生态环境背景状况评价与分析

中国北方农牧交错带受自然条件和人为活动等多种因素的综合影响,生态环境退化问题比较突出,是生态环境退化研究的典型区和理想地带。以此作为研究对象,选择能反映生态环境特点的多种空间数据信息,利用数字网格模型,通过采用空间叠加的分析方法,评估北方农牧交错带的生态环境背景状况,并对其空间格局特征进行研究。结果表明:（1）北方农牧交错带生态环境背景状况从东南向西北逐渐变差;（2）在北方农牧交错带205个旗县中,绝大部分旗县的生态环境背景状况为一般;宁夏盐池县生态环境背景状况最差,河北兴隆县生态环境背景状况最好。     

陕西兴平与咸阳人工植被土壤含水量研究

根据兴平和咸阳梧桐林地与杨树林地等土壤含水量测定,研究了0～6m土壤含水量的变化和土壤干层特点与分布。结果显示,兴平与咸阳人工林地从地表到6m深度范围内含水量呈现由高到低再到低的变化;中龄人工林地2～4m深处土壤含水量平均值变化在8．5％～9．5％之间,发育了明显的土壤干层;5龄人工林下2～4m深处土壤含水量平均值为12．2％左右,土层有干化显示,但无干层发育;草地2～4m深处土壤含水量平均值为13．2％左右,含水量明显较人工林地高,无土壤干化的显示。研究表明,土壤干层的形成主要是自然原因造成的,是降水量少决定的重力水带分布深度小引起的。兴平与成阳土壤干层的出现表明黄土高原的土壤干层分布广泛,向南分布已达关中地区。在土壤干层发育较轻的地区可以进行植树造林,在干层发育严重的地区则不适于造林。为防止严重的土壤干层发生,选择生长较缓慢、消耗水分少的树种是必要的,并应减小造林树种植株密度。     

西安南郊不同人工植被下土壤CO2浓度研究

 利用红外CO2监测仪对西安南郊不同植被、不同深度条件下的土壤CO2浓度进行了多次昼夜观测。观测结果表明:从早8:00到次日早8:00,土壤CO2浓度具有从低到高再到低的昼夜变化规律,这种变化特点与昼夜温度变化基本一致,但两者在时间上并不完全同步；土壤CO2浓度从总体来看是白天和夜间很接近；松树林下的土壤CO2浓度大于草地土壤CO2浓度,草地土壤CO2浓度大于竹林下的土壤CO2浓度。     

甘肃灌漠土土壤肥力的空间变异性典型研究

结合传统统计与地统计学方法对甘肃省河西地区武威灌漠土土壤肥力的空间变异性进行了分析。描述性统计结果显示，该地土壤肥力具有较大的空间变异，土壤NH4^ -N的变异系数最高，为62．656％，速效磷的变异系数次之，为47．369％，pH的变异系数最小，仅为1．284％，有机质和速效钾的变异系数分别为13．208％和38．075％。地统计学分析表明该区域土壤特性的块金方差／基台值比值[C0／(C0 C)]在0．0413％～13．7801％之间，说明该土壤性质的各项指标均有强烈的空间相关性，其中NH 一N和pH值的空间相关性相对最强，[C。／(G C)]分别为0．0413％和0．0978％；速效磷相对最弱，[C0／(C0 C)]为13．7801％；有机质与速效钾居中。土壤肥力性质的相关距变化范围为176～294m。该土壤性质的克立格插值结果显示出一定的空间相似性，显示地统计学方法可用于分析土壤肥力在空间上的变异。     

不同起源格式栲林地的土壤分形特征

土壤结构性是影响土壤肥力的一个重要因素.本文运用分形模型对不同起源格氏栲林分表层土壤团粒结构进行研究,探讨了分形维数与土壤肥力的关系.研究结果表明格氏栲天然林结构多层,土壤粒径分布的分形维数小,水稳性团聚体即＞0.25nn的团粒含量高,土壤养分除水解性总酸度外,其它含量均较高,土壤团聚体水稳性能良好,土壤具有良好的渗透性、自动调节及抗逆性能,非毛管孔隙发达,土壤肥力较高;格氏栲纯人工林,林分结构单一,其土壤粒径分布的分形维数较低,土壤养分含量、水分状况及土壤通透性低于天然林,土壤肥力下降;分形维数为不同起源格氏栲林分表层土壤肥力特征描述提供新尺度、新方法.     

荒漠化重建地区土壤有机碳时空动态特征--以陕西省榆林市为例

以陕西省榆林市这一典型区为例探讨干旱、半干旱荒漠化重建地区SOC时空动态特征及其驱动因素。数据基础为1982年土壤普查和2003年重复采样。结果表明:(1) 在耕层(0~20 cm)、1 m深(0~100 cm) 和全剖面(母质层以上整个土体) 等三个剖面层次上,土壤有机碳密度(SOCD)和储量(SOCS)时空动态分异明显,其中耕层最为显著。(2) 在区域水平上,耕层、1 m深和全剖面SOCS分别增加10.12 Gg、19.06 Gg和20.10 Gg,其中东南部丘陵沟壑区显著高于西北部风沙草滩区。(3) 在土类水平上,风沙土类中各土种SOCD及其变化悬殊,其中流动风沙土和半固定风沙土SOCD最低、增加量最小,固定风沙土初始SOCD最高、减少量最大;反之,黄绵土类中各土种SOCD较高,增加量显著。该研究证明植树造林种草、可持续农业耕垦等土地利用和管理方式的变更能显著提高荒漠化地区土壤固碳能力。     

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。     

陕北黄土高原人工林下土壤干化原因与防治

黄土高原的退耕还林是一项史无前例的宏伟工程,成功实施该项工程对恢复该区严重恶化了的生态环境和减少黄河下游水患具重大现实意义。当前植树造林面临的需要解决的重要问题是土壤干化。土壤干化导致人工林生长不良,甚至干枯死亡,查明土壤干化原因对在植树造林工作中采取合理对策有重要作用。野外调查和资料分析显示,陕北黄土高原土壤干化原因有两个方面:一是自然原因;二是人为原因。自然原因包括该区本来降水量较少,近50 a来降水减少和气温升高3个方面。人为原因包括植被破坏,人工林密度过大,在不适于森林发育的地带进行了造林和没有遵循植被演替规律进行了造林4个方面。根据黄土高原已经发生了变化的自然条件,本文建议在陕西延安以南至关中盆地南缘的落叶阔叶林带应采取植被的自然恢复或人工草灌和稀疏的植树相结合的措施恢复森林植被,在延安至长城之间的森林草原带应以人工发展优良草灌为主,配合大间距的植树恢复森林草原植被,在长城以北以种草为主。为提高乔木成活率和确保人工林正常生长,继续采取建造鱼鳞坑等集雨工程措施是很必要的。