沙漠编目技术规范的初步设计

本文在阐释沙漠编目的意义与目的的基础上,从沙漠编目的目标、关键概念、资料来源、编码规范和编目内容等方面对沙漠编目规范提出了初步的设想,并尝试性地按照沙漠（沙地、戈壁）大类、所处自然地带、所在行政区域和编号这4部分的组成原则,用字母和阿拉伯数字相结合的表达方式,首次提出了中国主要沙漠、沙地和戈壁编码一览表,以期为中国沙漠、沙地、和戈壁编目工作的开展奠定一定基础。     

新疆荒漠类型特征及其保护利用

新疆荒漠具有分布广泛、成因复杂、类型多样等特点。利用新疆数字地貌图结合Landsat卫星TM数据与GIS制图技术,通过长期野外调查结合有关资料编制荒漠类型图,获得荒漠类型面积数据,据此探讨荒漠分布规律、结构特征、形成演变,并提出利用和保护荒漠的建议。主要结果和结论如下：（1）新疆荒漠具有水平地带性分布与垂直地带性分布的规律及非地带性分布特点,荒漠多分布于干旱程度较高的南疆和东部吐鲁番及哈密地区,东部荒漠占新疆面积的45.86 %,占东部区域面积的91.77 %。（2）荒漠分布广,面积大,总面积达1 31.3 ?104 km2,占新疆面积的80.55 %。荒漠类型面积最大的是沙漠为42.7?104 km2,占荒漠面积32.49 %,泥漠面积仅10 638.5?104 km2,占0.81 %。（3）荒漠类型复杂多样,成因各异,有沙漠、砾漠、盐漠等11种类型,分别主要由气候、地貌、地表物质组成、人为作用等因素单独或共同作用所形成。（4）受自然环境变化与人为作用,荒漠类型之间、荒漠类型与其它地物之间可发生演变。（5）各种荒漠类型的要素特征不同,宜合理利用荒漠资源,划分荒漠环境退化敏感区,保护荒漠环境,针对不同荒漠类型采取适应保护措施,以保障区域可持续发展。     

古尔班通古特沙漠风沙土微量元素对植被格局的影响

横穿古尔班通古特沙漠,测度了沙漠植被盖度、物种多样性和丰富度等格局参数及微地形、土壤理化性质。在此基础上,借助ICP/MS仪测定了沙漠表层（0~10 cm）和次表层（10~30 cm）风沙土中Cu、Zn、Mo、Fe、Co、Ni、Mn、V、Se、B微量元素含量。利用t-检验和CCA排序的方法,分析了微量元素在风沙土中的空间分布特征和对植被格局的影响。结果显示,地势较高的东部Ni和Mn的含量高于其他地段。地势较低、土壤中水分、有机质、全盐含量较高的西部,Mo、Cu、Zn、Fe、Se含量较高。Fe的高含量值主要出现在分选差、有机质较多的风沙土中。另外,绝大多数微量元素在表层风沙土中的平均含量高于浅层。对比不同微量元素成分条件下的乔灌木和草本层片植物组成和结构特征,发现乔灌木层片基本格局所受影响不明显,草本层片则在沙漠生境下已形成的植物群丛内部发生分化,出现多个小的植物组合。     

荒漠区粗糙度长度的确定及在模式中的应用

利用2005年进行的“绿洲系统能量与水分循环补充观测试验”第3阶段的观测资料计算了金塔试验区内戈壁和沙漠的动力学和热力学粗糙度长度,沙漠和戈壁的动力粗糙度长度分别为1.81×10-3m和1.64×10-3 m,与黑河试验结果基本一致,均为沙漠的动力粗糙度大于戈壁。试验区内沙漠和戈壁的热力粗糙度长度分别是0.28×10-3 m和0.62×10-3 m。将计算得到的粗糙度长度代入Noah陆面模式,模拟的戈壁、沙漠上的地表温度和感热通量同观测值较为一致,优于原粗糙度长度的模拟结果,大大提高了该模式在沙漠、戈壁特殊区域的模拟能力,有利于将耦合了Noah模式的中尺度模式更好地应用到绿洲系统的研究中。     

黄河内蒙古段土壤风蚀特征模拟

采集黄河内蒙古段风沙土、灰漠土、棕钙土和灌淤土,在室内进行土壤理化性质测定和风洞模拟试验。对比分析了4种土壤的理化性质和不同风速及含水量条件下的风蚀特征,并量化了不同土壤的风蚀强度与土壤理化性质间关系。结果表明：（1）相对于棕钙土和灌淤土,风沙土和灰漠土易蚀性颗粒含量较大,团聚体、有机质和碳酸钙含量较低,但相同风速和含水量条件下平均风蚀强度风沙土>棕钙土>灰漠土>灌淤土。（2）不同土壤风蚀强度与风速均呈较好的幂函数关系（R²≥0.85,P<0.05）,尤其是风沙土和棕钙土,幂函数关系明显优于指数函数。（3）除灰漠土,土壤风蚀强度与土壤含水量均呈较好指数函数关系（R²>0.90,P<0.05）,风沙土和灰漠土的风蚀强度突降的含水量临界点在4.5%左右,灌淤土和棕钙土无明显临界点。（4）不同土壤输沙率均随距地表高度的增加而急剧减少。在距地表10 cm范围内,不同土壤输沙率占总输沙率比例风沙土（82.67%）>灰漠土（80.77%）>灌淤土（74.07%）>棕钙土（73.77%）,当距地表大于30 cm后,集沙仪中基本收集不到风沙土和灰漠土风蚀颗粒。当轴心风速为16 m·s^-1时,不同土壤风沙流结构均表现为单峰曲线。（5）不同土壤风蚀强度与风速、含水量、团聚体、易蚀性颗粒和黏粒含量均呈较强的非线性相关关系（R²=0.76,P<0.05）。易蚀性颗粒含量是影响风蚀强度最主要的土壤属性,其次是干团聚体和黏粒含量。     

黄河源地区荒漠遥感动态监测

利用遥感和GIS的空间分析技术,以黄河源地区多期遥感数据为主要信息源,将荒漠分为沙地、戈壁、盐碱地和高寒荒漠四种类型,通过目视解译的方法提取黄河龙羊峡以上区域内的四期土地覆盖的荒漠数据,在此基础上进行了荒漠动态变化分析。研究结果表明:荒漠集中分布于研究区中西部,以高寒荒漠和沙地为主,其次是戈壁和盐碱地。近30 a来研究区内整体上荒漠先增加后减少,其中沙地的变化最为明显,尤其是1989年度以来的10 a扩张速度明显加快。     

中国三种太阳辐射起始数据分布式模拟

天文辐射、干洁大气总辐射和湿洁大气总辐射是太阳辐射模拟的3种重要起始数据。依托Iqbal Model C和起伏地形下干/湿洁大气总辐射模型,实现了水平面和起伏地形下干/湿洁大气总辐射分布式模拟。以DEM数据作为地形的综合反映,结合常规气象资料,计算了水平面和起伏地形下中国1 km×1 km分辨率日天文辐射量、干洁大气总辐射量、湿洁大气总辐射量的空间分布,并对3种太阳辐射起始数据的时空分布特征做了对比分析。结果表明：3种辐射量均遵循随纬向变化的宏观分布规律;水平面干/湿洁大气总辐射量的分布体现了海拔的影响,水平面湿洁大气总辐射量的分布还体现了水汽分布的影响;起伏地形下的3种辐射量能很好的体现坡度、坡向和地形之间相互遮蔽等局部地形特征对辐射量的影响;以干/湿洁大气总辐射作为起始数据,将有助于提高太阳总辐射的模拟精度。     

乌兰布和沙漠不同土地覆被类型粒度特征及空间分异

对中国沙尘暴源区之一的乌兰布和沙漠进行系统采样,分析不同土地覆被类型的地表沉积物粒度特征及其空间分异规律。结果表明：乌兰布和沙漠地表沉积物以中沙和细沙为主,平均粒径为2.84 φ。沙漠地表沉积物的粒度特征在不同土地覆被类型和不同空间存在明显的分异规律,表明该沙漠的地表沉积物粒度分布是由物源、地形和搬运营力共同作用的结果。乌兰布和沙漠内部最可能成为沙尘暴尘源的有沙漠中部的盐碱地、东北部的耕地和广泛存在于沙漠中的沙丘。根据不同区域的土地覆被类型因地制宜地选取先锋植物种群改善区域地表覆盖状况和地表沉积物粒度组分,是该区域尘源治理的主要手段。     

基于层次格网索引的图幅接边处等高线高程错误识别和自动修正研究

等高线蕴含的历史高程信息可有效延长地形研究的时间序列,有利于深入挖掘地形变化长期规律,然而,图幅接边处的高程属性错误降低了等高线的数据质量,制约着等高线高程信息的实际应用。针对这一问题,该文提出一种基于层次格网索引的图幅接边处等高线高程错误识别和自动修正方法:首先,将层次格网索引与方向性二邻域算法相结合,以减少数据重复计算;然后,利用等高线空间位置标签及快速排序算法构建强空间位置关系,解决图幅接边处等高线匹配的准确性问题;最后,以高程冲突位点为驱动因子进行逻辑判断,实现等高线高程错误的识别及自动修正。实验结果表明:该方法运算效率较未进行效率优化时提高了203倍,接边处等高线高程错误识别与修正精度的最大值分别达97.71%和91.40%;相较于现有方法,该方法在精度和效率方面表现更佳,对区域性错误和变形等高线具有更高的适用性。     

1992-2015年中国沙漠面积变化的遥感监测与气候影响分析

目前,关于中国全域年际分辨率长时间序列沙漠面积变化及影响机制的研究较少。利用1995-2015年全国土地利用数据对1992-2015年地表覆被数据中的裸地进行校正,并采用2000年和2002年腾格里沙漠遥感影像解译结果对校正后的沙漠面积的精度进行验证,同时分析不同大气环流区沙漠面积变化的气候变化影响机制。结果表明：1992-2015年中国沙漠面积减少了86 704 km²,东部季风区沙漠面积减少最明显,其次是青藏高寒区,西北干旱区减少最小,减少面积分别是46 109、23 470、17 125 km²。其中,东部季风区沙漠面积减少占比最为明显,达到18.13%。土壤湿度是影响西北干旱区和青藏高寒区沙漠面积年际变化的关键因素,降水、相对湿度和土壤湿度对东部季风区沙漠面积变化有直接影响,林业生态建设工程、退耕还林还草等措施也有一定关系。近20年来中国北方风力减小和人类保护可能是东部季风区沙漠面积减少的主要因素。     

起伏地形下黄河流域太阳直接辐射分布式模拟

1 Introduction Directsolarradiation (DSR)isthe key com ponentofthe globalradiation reaching the Earth.For the influence of terrain factors,calculation of DSR quantity of rugged terrain is considerably com plex (Oliphantetal.,2003). The solarradiation quan…     

起伏地形下黄河流域太阳直接辐射分布式模式

基于数字高程模型(DEM)数据和气象站观测资料建立了起伏地形下太阳直接辐射分布式计算模型,模型充分考虑了地形因子(坡向、坡度、地形相互遮蔽)对起伏地形下太阳直接辐射空间分布的影响;以1km×1km分辨率的DEM数据作为地形的综合反映,计算了起伏地形下黄河流域1km×1km分辨率太阳直接辐射的空间分布;深入分析了起伏地形下太阳直接辐射受地理、地形因子影响的变化规律.结果表明受地形起伏和坡向、坡度等局地地形因子的影响,山区年太阳直接辐射量的空间差异比较明显,向阳山坡(偏南坡)的年直接辐射量明显高于背阴山坡(偏北坡).     

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。     

我国西北干旱区的荒漠化过程及其空间分异规律

我国西北干旱区的荒漠化可以归结为荒漠的荒漠化和绿洲的荒漠化两种类型。其中,荒漠的荒漠化主要表现为沙漠化,主要发生于土质荒漠和沙质荒漠。土质荒漠沙漠化的最终结果将由土质荒漠演变为沙质荒漠或砾质荒漠或风蚀劣地,沙质荒漠的沙漠化是由固定、半固定沙质荒漠演变为流动、半流动沙质荒漠的过程,其最终结果是形成流动沙质荒漠。绿洲的荒漠化主要包括绿洲的干旱化、沙漠化和盐渍化3种类型。其中,干旱化常导致绿洲植被的衰退和死亡,致使绿洲萎缩,其边缘地带常和沙漠化叠加,导致流沙对绿洲的入侵。如果绿洲水源完全断绝,其绿洲将会消失,最终演变为沙质荒漠或风蚀劣地。绿洲盐渍化主要源于过度灌溉导致地下水位抬升,下层土壤盐分聚集地表所致,其结果是形成盐渍化绿洲。我国西北地区土质荒漠的荒漠化主要发生于内蒙古阿拉善地区的东部、天山南麓冲积扇上的土质荒漠带,以及准噶尔盆地北侧的荒漠草原带;沙质荒漠的荒漠化主要发生于准噶尔盆地的古尔班通古特沙漠。绿洲干旱化和沙漠化以甘肃民勤最为典型,而绿洲的盐渍化主要发生于新疆阿克苏、喀什地区一带。     

土地覆被类型空间格局与地形因子的定量关联及其应用

以全国1∶25万土地覆被数据、全国公里网格DEM数据和县级行政区划数据为基础,首先,在国家尺度上宏观分析地形因子对土地覆被类型空间分布格局的影响,土地覆被类型空间分布宏观格局受海拔高度、坡度、地表起伏度的影响明显,而与坡向的关系并不显著;其次,以县级行政单元为统计分析样本,利用多元线性回归分析方法,在国家和区域两个尺度建立土地覆被类型面积占比与主要地形因子之间的定量模型,在6类土地覆被类型中,除草地以外,其他5类土地覆被类型的面积占比均与地形因子之间呈显著相关关系,显著性由高到低的排列顺序依次为森林、农田、荒漠、聚落和湿地水体;最后,以相关性最好的森林的空间分布为例,说明了将所建立的模型应用于栅格单元上某种土地覆被类型面积占比估算的可能性,虽然估算结果与实际情况存在差异,但总体趋势基本保持一致,特别是土地覆被类型面积占比大的区域。     

青藏高原沙漠化研究的进展与问题

青藏高原土地沙漠化研究具有十分重要的理论与实践意义,近年来国内积极开展了对青藏高原土地沙漠化问题的调查与研究,并取得了一系列成果,本文对该项研究所取得的主要进展及存在问题进行了综述。首先,回顾了青藏高原沙漠化研究的发展历程,其中50年代至70年代为第一阶段,该阶段的研究主要侧重于进行沙漠考察与沙害治理,沙漠化研究还未真正开展起来;80年代为第二阶段,期间青藏高原沙漠化研究已逐步开展起来,尤其是重点对青海共和盆地的沙漠化问题进行了研究与分析;进入90年代为第三阶段,青藏高原沙漠化研究全面展开,研究区域广泛,研究内容系统、全面,研究成果丰硕,是该区沙漠化研究最为重要的时期。其次,总结了青藏高原沙漠化研究的现状与主要进展,包括经过广泛研究,基本上查清了青藏高原土地沙漠化的类型、面积、分布与危害等,填补了沙漠化研究在青藏高原地区的空白;青藏高原沙漠化研究中特别重视了其成果的应用问题,将区域土地沙漠化现状、成因、趋势、防治对策与措施及其规划作为一个有机整体进行系统研究,拓展和完善了沙漠化研究的内容;研究中首次确定了沙砾质、沙漠化土地类型,并提出了沙漠化成因的多因性和地域性,发展了沙漠化研究的基本理论;同时,还加强了沙漠化防治实用技术的研究。最后,分析了研究中存在的主要问题,如研究区域不尽平衡、基础研究较为薄弱、理论研究有待深入和防治技术亟待提高等,提出今后青藏高原沙漠化研究的主攻方向与主要研究项目。     

Formation and evolution of sand deserts in Xinjiang,Northwest China: I. Provenances ofdesert sands简

Sandy desert landscape is a geological product of arid climate and abundant sand materials supply in natural conditions, therefore the formation of sandy desert is an ideal studying object for understanding the interaction between various stratigraphic/epigenetic spheres of the earth system. However, until now, the knowledge about the provenance and formation of these deserts in Xinjiang, Central Asia is diverse and inconsistent, a systematic review is necessary. Ancient aeolian sand sediments in the internal areas of these deserts and their twin dust deposits in the Cenozoic strata surrounding the Xinjiang deserts are direct and indirect clues reflecting the provenance of sand materials and the formation and evolution of deserts. Based on the geochemical, mineralogical and isotopic evidences of desert sands and relevant deposits in the peripheral regions, this paper reviews the research progress on the development of the sandy deserts in Xinjiang, Northwest China. Many proofs proposed that desert sands in Xinjiang were mainly sourced from the ancient pluvial, alluvial and fluvial sediments and were eventually achieved because of the local sand supply. It pointed out that the settings of tectonic structure in Xinjiang had made sediments both in the Tarim Basin and the Junggar Basin being influenced greatly by regional hydrological system and aeolian processes originated from the planetary wind system of westerly, the East Asian winter monsoon and the topographical mountain-valley winds. However, the directions of transpor- tation paths are different between the hydrological dynamics and the aeolian dynamics, which are decided by the slantwise structures of the basins tectonics and the regional atmospheric circulation routes, respectively, and have determined anisotropies of the transport pathway of these sediments delivered by different agents. This results in a geological cycle of detrital sediment transportation in the two large sediment mixing, alternation and recycle basins and thus largely increases the degree of between younger and older sediment sources, as well as the complexity and diversity of sand provenances.     

新疆地区沙漠的形成与演化——I.沙漠沙的物源（英文）

Abstract:Sandy desert landscape is a geological product of arid climate and abundant sand materials supply in natural conditions,therefore the formation of sandy desert is an ideal studying object for understanding the interaction between various stratigraphic/epigenetic spheres of the earth system.However,until now,the knowledge about the provenance and formation of these deserts in Xinjiang,Central Asia is diverse and inconsistent,a systematic review is necessary.Ancient aeolian sand sediments in the internal areas of these deserts and their twin dust deposits in the Cenozoic strata surrounding the Xinjiang deserts are direct and indirect clues reflecting the provenance of sand materials and the formation and evolution of deserts.Based on the geochemical,mineralogical and isotopic evidences of desert sands and relevant deposits in the peripheral regions,this paper reviews the research progress on the development of the sandy deserts in Xinjiang,Northwest China.Many proofs proposed that desert sands in Xinjiang were mainly sourced from the ancient pluvial,alluvial and fluvial sediments and were eventually achieved because of the local sand supply.It pointed out that the settings of tectonic structure in Xinjiang had made sediments both in the Tarim Basin and the Junggar Basin being influenced greatly by regional hydrological system and aeolian processes originated from the planetary wind system of westerly,the East Asian winter monsoon and the topographical mountain-valley winds.However,the directions of transportation paths are different between the hydrological dynamics and the aeolian dynamics,which are decided by the slantwise structures of the basins tectonics and the regional atmospheric circulation routes,respectively,and have determined anisotropies of the transport pathway of these sediments delivered by different agents.This results in a geological cycle of detrital sediment transportation in the two large basins and thus largely increases the degree of sediment mixing,alternation and recycle between younger and older sediment sources,as wellas the complexity and diversity of sand provenances.     

Formation and evolution of sand deserts in Xinjiang,Northwest China：Ⅰ. Provenances of desert sands

Sandy desert landscape is a geological product of arid climate and abundant sand materials supply in natural conditions, therefore the formation of sandy desert is an ideal studying object for understanding the interaction between various stratigraphic/epigenetic spheres of the earth system. However, until now, the knowledge about the provenance and formation of these deserts in Xinjiang, Central Asia is diverse and inconsistent, a systematic review is necessary. Ancient aeolian sand sediments in the internal areas of these deserts and their twin dust deposits in the Cenozoic strata surrounding the Xinjiang deserts are direct and indirect clues reflecting the provenance of sand materials and the formation and evolution of deserts. Based on the geochemical, mineralogical and isotopic evidences of desert sands and relevant deposits in the peripheral regions, this paper reviews the research progress on the development of the sandy deserts in Xinjiang, Northwest China. Many proofs proposed that desert sands in Xinjiang were mainly sourced from the ancient pluvial, alluvial and fluvial sediments and were eventually achieved because of the local sand supply. It pointed out that the settings of tectonic structure in Xinjiang had made sediments both in the Tarim Basin and the Junggar Basin being influenced greatly by regional hydrological system and aeolian processes originated from the planetary wind system of westerly, the East Asian winter monsoon and the topographical mountain-valley winds. However, the directions of transportation paths are different between the hydrological dynamics and the aeolian dynamics, which are decided by the slantwise structures of the basins tectonics and the regional atmospheric circulation routes, respectively, and have determined anisotropies of the transport pathway of these sediments delivered by different agents. This results in a geological cycle of detrital sediment transportation in the two large basins and thus largely increases the degree of sediment mixing, alternation and recycle between younger and older sediment sources, as well as the complexity and diversity of sand provenances.     

长江源区荒漠动态遥感监测及驱动力分析

利用遥感和GIS空间信息分析技术,以长江源地区的4期遥感数据为主要信息源,将荒漠分为高寒荒漠、裸岩石砾地、戈壁、沙地、裸土地、盐碱地,通过目视解译提取了长江源区4期荒漠信息,在此基础上进行荒漠动态变化及驱动力分析。结果表明,长江源区荒漠分布范围较广,荒漠面积占源区总面积的28%左右,荒漠中以高寒荒漠、裸岩石砾地、戈壁、沙地为主,其次是裸土地和盐碱地。近30 a来的变化趋势是20世纪70年代中期到1990年荒漠化发展较快,荒漠面积增加了43 935.00 hm2,1990年到2000年荒漠面积减少了32 821.28 hm2,2000年到2005年荒漠面积增加了29 611.30 hm2。