黑河流域土地荒漠化及其变化趋势

黑河流域土地沙漠化程度与演变过程的空间分异显著,高台、临泽、金塔及额济纳旗等地,沙漠化土地占土地总面积的54.90%~64.30%,生态环境脆弱;民乐、肃南、高台、金塔及额济纳旗境内,严重沙漠化的流动沙丘所占比率较大,约占沙漠化土地面积的22.51%~35.07%,现代沙漠化强烈。近年来,中游地区沙漠化演进呈下降趋势,受气候干暖化和土壤潜在沙漠化环境影响,流域部分地区未来沙漠化将加剧扩展,但流域人类活动对流域沙漠化演变趋势有明显影响。     

西藏拉萨市土地沙漠化现状与趋势

西藏拉萨市已有17万km²土地沦为沙漠化土地,沙漠化的危害涉及农牧业生产和人民生活的各个方面。研究表明,本区沙漠化过程是在干旱多风的气候条件下,以缓慢的自然沙漠化过程为基础,自然与人为因素共同作用,相互激发,相互促进所形成的人为加速与加剧过程,它是强度的不合理的土地利用与脆弱的生态环境和贫乏的自然资源之间不相协调的产物。在目前的土地利用方式和强度下,拉萨市沙漠化将会进一步加剧。预计到2000年和2025年,拉萨市沙漠化土地面积将分别增加到19.6万km²和28.9万km²,比目前的沙漠化土地面积扩大3.0万km²和11.9万km²,使人类的生存环境进一步恶化。     

黑河流域水资源承载力分析计算与对策

根据干旱区水资源开发利用阶段可用水资源的计算方法和内陆河流域社会经济发展及其需水预测,分析计算了黑河流域中游地区的水资源承载力。结果表明,当完成水资源开发利用第二阶段,可用水资源在首先保证未来50 a内流域中游地区人口、环境和工业等部门发展的需水后,农业灌溉用水的总量将还有所增加,水资源不会成为社会经济发展的制约因素,可以使绿洲和农业走可持续发展道路。但东干流中游张掖盆地,因要在下世纪初完成分水指标,在下世纪的前20 a农业灌溉用水有缺口,但只要加大农业节水力度,在此期间提前完成农业节水目标的60%,就能顺利渡过今后20 a的社会经济快速发展时期。如果在2050年能按计划完成流域社会经济发展的预测目标,则届时流域人均国内生产总值将超过一万美元,可以达到世界中等发达国家的水平。     

从石羊河流域沙漠化土地分布看区域协调发展

石羊河流域沙漠化状况的遥感监测和野外调查表明:(1)2000年石羊河流域中、下游沙漠化土地总面积7711.91km²,沙漠化类型主要表现为耕地沙漠化、草地沙漠化和沙丘活化、流沙入侵,其中下游以沙丘活化和流沙入侵为主,中游以耕地沙漠化为主;(2)下游民勤地区已经发展到了沙漠化过程中的顶级状态,中游地区沙漠化土地则多处于正在发展的过程中。通过对研究区沙漠化土地分布状况的分析,初步得出结论:由区域经济发展不平衡而导致的区域间不合理的资源分配是下游地区沙漠化的根本原因,而中游地区的环境退化又是下游地区沙漠化的必然结果。     

导致塔里木河流域土地沙漠化扩展的深层次原因分析

就塔里木河流域的总体情况而言,在人类历史之前,沙漠化形成是一种完全受气候变化制约的自然过程,在现代干旱环境背景下,超载放牧、滥挖滥采、毁林毁草开荒以及水资源的不合理利用是导致目前塔里木河干流沙漠化持续扩展的几种主要的不合理人为活动。那么,又是什么原因促使人们在与自然相处过程中,采取了这些显然违背自然规律的活动？在实地考察基础上,结合前人研究的成果资料,对导致塔里木河流域沙漠化扩展的深层次原因进行分析。认为,主要是人口压力、政策失误和利益驱动促使人们在与自然相处过程中,采取了这些显然违背自然规律的活动。因此,控制人口增长、采取正确的政策引导、正确处理经济利益和生态环境之间的关系是促进当地土地沙漠化逆转所必须的。     

基于知识规则的土地利用/土地覆被分类方法——以黑河流域为例

本文提出了一种基于知识规则的土地利用/土地覆被分类的新方法。知识规则是基于专家经验建立起来的,反映研究区内不同分类系统下各类别的地理分布特性与地理分布交叉可能性。基于黑河流域90 m 分辨率DEM、2009 年逐月1 km 分辨率NDVI,参考美国地质调查局(USGS) 1 km分辨率土地利用/土地覆被数据在欧亚大陆上各类别的聚类中心,应用在上、中、下游分别建立的知识规则,以知识规则结合最近距离的USGS 类别聚类的方法,制作了一套与USGS全球土地覆被分类标准一致的、可以用于大气模式以及陆面过程模式的黑河流域土地覆被类型分布数据。本方法分类结果与以往研究采用的类别映射方法的分类结果及实际地物影像进行对比,表明知识规则下的分类结果更能准确表达流域地表覆盖特征,对冰雪、冻土类别和沙地荒漠类别的表现更优。     

黑河流域土地利用变化对地下水资源的影响

土地利用与覆被变化对区域水文过程具有深刻影响。利用1960s以来的三期遥感数据和1980年以来的地下水长期观测数据, 从地下水补给和排泄系统两方面, 分析了近30年来甘肃省黑河流域中游地区土地利用与覆被变化对地下水系统的影响, 结果表明：以1985年为界, 随土地利用与覆被变化强度不同, 前后15年土地利用变化对地下水系统补给的影响分别达到2.602亿m³/a和0.218亿m³/a, 对排泄系统的影响分别为2.035亿m³/a和4.91亿m³/a, 在保持区域人工开采量不超过3.0亿m³/a的合理幅度下, 土地利用变化对区域地下水资源变化起着决定作用;在区域土地利用与覆被变化和近10年来人类较大规模开采影响下, 甘肃省张掖盆地地下水资源变化出现了显著的区域差异性。认识土地利用变化对流域地下水系统的作用与区域地下水资源的时空变化特征, 对流域水土资源合理利用规划与管理有重要意义。     

黑河流域不同类型土地沙漠化驱动力分析

在分析黑河流域土地沙漠化历史和现状的基础上得出造成黑河流域土地沙漠化发生、发展的原因,除了该区脆弱的生态环境:蒸发量大,干旱多风,降水极少,地表组成物质疏松等自然因素外,主要是人类不合理的经济活动,导致流域内有限的水资源不能合理利用,从而使得中上游用水量大幅度增加,造成下游水资源的枯竭,致使地表植被因缺水、过度樵采和放牧而大量死亡,引起土地沙漠化的发生。同时,干旱区绿洲的地形地貌条件对于绿洲的兴衰和发展有重要影响,自然灾害是由于某种作用超出了人类所能承受的能力,对人类的生存与发展造成巨大的威胁和损害。河流改道是绿洲废弃的最直接原因之一。战争导致的农牧业更替也是绿洲演变的一个因素,同时战争对农田水利设施的破坏性也是巨大的。政策导向可以影响到绿洲人口的迁入和迁出,绿洲规模的扩大与缩小,绿洲内部结构、功能、性质的变化,以及对整个流域资源的管理和利用,对于绿洲的影响具有显著的时效性。总之,黑河沙漠化土地形成是在气候暖干化条件下,不合理的人为活动同脆弱的环境、贫乏的水、土、生物资源之间不相协调的产物,是涉及自然、社会、经济等多因子共同作用的综合过程。过度的人为活动是沙漠化的主导驱动因素。     

河西地区黑河流域土地资源优化配置研究

根据大量野外调查资料和前人研究基础,运用现代自然地理系统研究方法,研究了黑河绿洲土地资源的开发利用现状;提出了土地资源优化配置的五条原则;并根据水、土、光、热等资源组合特点,将黑河流域划分为四大土地开发利用区:①上游祁连山区以保护、抚育水源涵养林为重点,以水养林,合理开发利用天然草场资源,提高畜牧业经济效益。②高位绿洲区,充分利用光、热优势,发挥现有土地潜力,以大宗粮食及油料生产为主,粗放畜牧业与精细畜牧业结合。③中位绿洲区以发展节水、节地、节粮农牧业为主,扩大经济作物和饲料/草种植,发展舍饲畜牧业。④下游低位绿洲以生态环境保护与恢复为重点。总之,抚育、保护上游,调整、发展中游,恢复、保护下游是当前及今后相当长时期内土地开发利用模式的最佳选择。     

中国北方沙漠化现状及发展趋势

通过研究,对中国北方沙漠化的现状及趋势得出如下结论:(1)中国北方沙漠化土地的面积为33.4万平方公里,其中已经沙漠化了的土地为17.6万平方公里,潜在沙漠化土地为15.8万平方公里。在已经沙漠化的土地中,属于沙质草原沙漠化发展的土地占42.2%,固定沙丘活化的占52.2%,沙丘前移入侵的占5.5%。(2)按其成因来看,以草原过度农垦为主的占25.4%,以过度放牧为主的占28.3%,以过度樵柴为主的占31.8%,其他则系水资源利用不当和工矿交通建设破坏植被所形成,风力作用下沙丘前移所形成的沙漠化土地仅占5.5%,可见在沙质地表和干旱多风气候条件下沙漠化发展的主要因素是人为作用,因此,调整现有土地利用结构,合理利用资源便是防止沙漠化发展的基本途径.(3)从沙漠化发展程度来看,在已经沙漠化的土地中严重沙漠化土地占19.3%,强烈发展中的沙漠化土地占34.7%,正在发展中的沙漠化土地占46.0%。特别是农牧交错的草原农垦区沙漠化的发展大部分是在50年代以来所形成,更应引起注意.(4)从发展趋势来看,根据50年代末与70年代末航空相片的对比分析,25年来沙漠化土地增加了3.9万平方公里,平均每年扩大1,560平方公里,这些扩大的土地是沙质草原的农垦和固定沙地农垦、樵采及过牧所引起的沙丘活化。     

黑河流域山丹马营河湿地保护与建设现状探析

从马营河流域湿地资源概况、保护与建设的成效及现状出发,分析了保护与建设中存在的问题和矛盾,从实施分区分类保护、控制污染、合理利用湿地资源、建立科研监测体系等方面,提出了马营河流域湿地实施科学保护和可持续发展的对策和建议。     

基于CMIP5模式的黑河流域潜在蒸散量预估

蒸散发是干旱内陆河流域水资源的主要耗散途径。预估黑河流域未来潜在蒸散量（ET₀）可为气候变化条件下流域水资源的优化管理提供基础数据支撑。使用1960—2014年黑河流域气象数据,采用FAO-56Penman-Monteith公式计算流域潜在蒸散量;基于同期NCEP（美国环境预报中心）再分析资料及2006—2100年CMIP5中CNRM-CM5模式的RCP4.5、RCP8.5路径预测数据,经统计降尺度模拟与偏差校正,预估了流域未来潜在蒸散量;通过旋转经验正交函数将流域各划分为3个子区,进行子区及全流域Mann-Kendall未来趋势分析。结果显示：（1）NCEP再分析资料与流域潜在蒸散量建立的逐步回归降尺度模型模拟效果好,经CNRM-CM5模式模拟及偏差校正,适宜于预估黑河流域未来潜在蒸散量。（2）预估RCP4.5路径流域2021—2050年、2071—2100年年均潜在蒸散量较1971—2000年分别增加3.49%、6.11%,RCP8.5路径分别增加4.64%、10.07%,RCP8.5路径增幅高于RCP4.5路径。（3）利用旋转经验正交函数可将两种路径流域未来蒸散量划分为3个子区,RCP4.5、RCP8.5路径黑河流域Ⅰ区潜在蒸散量各为不显著、显著的下降趋势,两种路径下Ⅱ区、Ⅲ区及全流域均为显著上升趋势。     

Land Cover Status in the Koshi River Basin,Central Himalayas

The Koshi River Basin is in the middle of the Himalayas, a tributary of the Ganges River and a very important cross-border watershed. Across the basin there are large changes in altitude, habitat complexity, ecosystem integrity, land cover diversity and regional difference and this area is sensitive to global climate change. Based on Landsat TM images, vegetation mapping, field investigations and 3S technology, we compiled high-precision land cover data for the Koshi River Basin and analyzed current land cover characteristics. We found that from source to downstream, land cover in the Koshi River Basin in 2010 was composed of water body (glacier), bare land, sparse vegetation, grassland, wetland, shrubland, forest, cropland, water body (river or lake) and built-up areas. Among them, grassland, forest, bare land and cropland are the main types, accounting for 25.83%, 21.19%, 19.31% and 15.09% of the basin’s area respectively. The composition and structure of the Koshi River Basin land cover types are different between southern and northern slopes. The north slope is dominated by grassland, bare land and glacier; forest, bare land and glacier are mainly found on northern slopes. Northern slopes contain nearly seven times more grassland than southern slopes; while 97.13% of forest is located on southern slopes. Grassland area on northern slope is 6.67 times than on southern slope. The vertical distribution of major land cover types has obvious zonal characteristics. Land cover types from low to high altitudes are cropland, forest, Shrubland and mixed cropland, grassland, sparse vegetation, bare land and water bodies. These results provide a scientific basis for the study of land use and cover change in a critical region and will inform ecosystem protection, sustainability and management in this and other alpine transboundary basins.     

甘肃黑河流域甘州区湿地现状与保护策略

根据黑河流域甘州区湿地保护管理现状,分析了湿地保护中存在的问题,提出了黑河流域甘州区湿地保护思路、目标和重点任务。     

黑河中游张掖地区沙漠化土地动态变化

在我国的西北干旱区,由于所处的自然地理位置生态环境脆弱,加之人类不合理的经济活动,使得该区土地沙漠化现象严重,生态环境恶化。位于黑河流域中游的张掖地区,是我国西北地区重要的商品粮生产基地。由于近年来人口、经济快速增长的压力和人类对土地资源不合理的开发利用,产生了土地沙漠化等一系列环境问题,而且土地沙漠化总体呈上升扩展的趋势,严重地阻碍了绿洲经济和社会的持续、稳定发展。以1994年和2000年具有相同时相(秋季)的Landsat TM4、3、2波段(分别赋予红、绿、蓝三种颜色)、分辨率为30m的标准假彩色合成卫星影像的两期TM影像为信息源,利用Erdas8．4遥感图象处理软件、Arcinfo8．1和Arcview3．2等GIS软件,对黑河流域中游张掖地区的沙漠化土地进行了动态监测研究和分析。结果表明：研究区的沙漠化土地类型共有8类,分别为流动沙地(丘)、半固定沙地(丘)、固定沙地(丘)、风蚀残丘、戈壁、闯田、潜在沙漠化土地和非生物治沙工程地;张掖地区各类沙漠化土地发展和逆转同时存在,1994-2000年沙漠化土地面积增加了642．17km^2。其中,临泽、山丹、民乐和肃南4县的沙漠化土地面积增加了714．85km^2,而张掖市和高台县沙漠化土地面积减少了72．68km^2。从总体上来看,全区的各类沙漠化土地变化仍呈上升扩展的趋势。     

黑河流域土壤退化研究

在黑河流域干旱土纲中采集5个典型土壤剖面以研究该地区干旱土壤的演化。同时，为了了解土壤养分含量、土壤干旱化和土壤盐化的变化趋势，测定了高台县西北盐池地区主要盐土类型各剖面中的盐分含量和流域内主要土类中水分含量的分布。结果表明，干旱区内陆河流域土壤的退化主要表现为干旱化、盐渍化和土壤肥力的退化。在流域内干旱化随流域上中下游降水量和干燥度的变化而变化，土壤随距河流的距离及地下水位的高低而变化。流域内土壤从潜育土向雏形十、干旱雏形土和干旱土的方向变化。盐渍化与土壤水分含量和地下水位有关，并与水分的蒸发有密切的关系。在一定范围内，距水源越远，盐分含量一般越高。土壤肥力的退化表现为土壤有机质含量降低，阳离子代换量降低等理化性质的退化，这一退化过程是其它过程的综合反映。质地的退化虽受风沙化的影响，但与土壤的形成母质有一定的关系。     

张掖市黑河流域湿地资源调查与分类

通过对典型的干旱半干旱区内陆河流域(张掖市黑河流域)湿地综合分类研究表明:①张掖市黑河流域湿地共有2个大类4个类型13个类别,总面积为210420.42hm2,占全市国土总面积的5.02%;②湿地类型和面积从大到小依次为:高山湿地、永久性河流、灌丛湿地、草本沼泽、泛洪平原、内陆盐沼、季节性河流、蓄水区、灌溉区、盐田、永久性淡水湖、池塘、季节性淡水湖;③在行政区域内,肃南县、高台县、临泽县、山丹县、民乐县、甘州区湿地面积分别占全市湿地面积的73.71%、8.29%、5.14%、4.87%、5.54%和2.44%。     

西北内陆河流域土地荒漠化概念模型

土地荒漠化是西北内陆河流域主要生态环境问题。通过对荒漠化问题及其成因研究的成果分析,认为土地荒漠化是地域内由植被、地质地貌、水文水资源、气象气候和土壤五大因子组成的自然因素和人类活动综合作用的结果。自然因素中不仅每个因子都是具有自身变化规律的相对独立的个体,因子间也具有复杂的反馈关系。人类活动通过改变自然因素而对荒漠化产生作用。不同的自然因素,人类活动方式不同。由此构建土地荒漠化模型。这一模型具有概念明晰、易于确定人类因素和自然因素对荒漠化的影响程度及易于实现等特点。进一步给出了可实现的量化模型。     

西汉以来黑河流域绿洲演变

黑河流域是我国西北干旱区第二大内陆河流域,是典型的荒漠绿洲区。自西汉开拓河西地区以来,黑河流域的绿洲环境不断发生着变化,绿洲的时空演变伴随着历史上许多古城镇的废弃和生态环境的退化。通过查阅大量的历史文献,总结了西汉以来黑河流域绿洲的演变:在时间上,黑河流域绿洲发展的兴盛时期主要集中在汉、魏晋、唐中叶、西夏时期以及明清以来,其他时期虽然也有发展,但总体上是属于绿洲退缩期。在空间上,两汉以前在黑河下游尾闾三角洲上形成古绿洲;汉开拓河西以后,绿洲溯源上迁至中上游的冲积、洪积扇及冲积平原上;明清以来,绿洲逐渐向上游地带转移;新中国成立以后,绿洲呈现出向四周放射状扩大的趋势,新绿洲不断出现,水土矛盾进一步激化,流域绿洲正面临着严重的荒漠化。     

黑河底栖动物群落结构及生物多样性

2018年8月对黑河上中游底栖动物群落结构及生物多样性进行了调查研究。结果表明：共采集到底栖动物43种,其中节肢动物34种,软体动物7种,环节动物为2种;优势种为大蚊（Tipulidae sp.）、豆娘幼虫（Damselfly sp.）、水蜘蛛（Argyroneta sp.）、耳萝卜螺（Radix auricularia）、琥珀螺（Suecinea sp.）、白旋螺（Gyraulus albus）。底栖动物的平均密度和生物量分别为76.94 ind·m^-2和3.74 g·m^-2;底栖动物的现存量有着明显的空间差异性,整体上干流（1 032 ind·m^-2、60.0963 g·m^-2）大于支流（276 ind·m^-2、3.5233 g·m^-2）。由Sorensen相似性指数分析得出在不同生境下底栖动物的群落组成存在差异,干流底栖动物（36种）明显比支流（15种）丰富。聚类分析显示,物种相对丰富的牛板筋、小孤山、龙渠、湿地公园、张掖黑河大桥、高崖、罗成、正义峡采样点聚为一类,其余各点聚为一类。根据Carlander生物量指数得出黑河上中游水质整体处于中营养状态,其中上游支流呈现贫营养水平,干流为中营养水平。