中国绿洲化及其研究进展北大核心CSCD

绿洲化是干旱区人与自然因素共同作用下荒漠向绿洲转变的过程。中国绿洲面积从20世纪50年代初期的20 000km2扩展到2000年的86 000km2,扩大了3.3倍。绿洲化过程不仅伴随着景观格局的变化,而且会引发土壤、生物、气象和水文等要素的变化。分析了近2 000a来中国干旱区绿洲的演变过程,评述了绿洲化过程中景观变化、其对绿洲稳定性的影响及绿洲化过程中土壤要素、气象水文要素变化等诸多方面的研究进展,同时提出未来的研究中应加强绿洲化过程研究框架的建立、绿洲化过程中关键因素变化及绿洲化关键过程研究。     

中国绿洲化及其研究进展

绿洲化是干旱区人与自然因素共同作用下荒漠向绿洲转变的过程。中国绿洲面积从20世纪50年代初期的20 000 km²扩展到2000年的86 000 km²,扩大了3.3倍。绿洲化过程不仅伴随着景观格局的变化,而且会引发土壤、生物、气象和水文等要素的变化。分析了近2 000 a来中国干旱区绿洲的演变过程,评述了绿洲化过程中景观变化,其对绿洲稳定性的影响及绿洲化过程中土壤要素、气象水文要素变化等诸多方面的研究进展,同时提出未来的研究中应加强绿洲化过程研究框架的建立、绿洲化过程中关键因素变化及绿洲化关键过程研究。     

我国沙漠化研究的若干问题--3.沙漠化研究和防治的重点区域

沙漠化(Sandy Desertification)是我国荒漠化(Desertification)的主要类型之一,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。由于原生沙漠戈壁与沙漠化形成发展的时空范畴不同、成因的主导因素不同和演变的可逆性不同,要求我们在开展沙漠化基本问题的探索、确认主要研究内容的基础上,进一步明确沙漠化研究和防治的重点区域,为国家沙漠化防治战略决策的制订和技术措施的执行提供科学依据,使沙漠化防治工程在国家有限经费的投入下,本着因地制宜的原则,达到多快好省的效果。作者通过对近50年来野外考察和遥感动态监测成果的总结,指出,沙漠化土地主要分布在半干旱地带的农牧交错地区,半干旱地带草原区和干旱地带绿洲边缘及内陆河下游地区,反映的是人类活动和脆弱生态环境相互作用的土地退化区,在过去的50年里,沙漠化土地蔓延的主要部分也是在这些区域内。所以,它们是中国北方沙漠化研究的重点区域。根据不同时期沙漠化土地空间分布和演化的特点,依据其自然地带原则和发展强度原则,将我国沙漠化土地划分为4大区29个亚区,应是防治的重点区域。     

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。     

塔里木盆地南缘水资源开发与绿洲的生态环境效应

主要讨论塔里木盆地南缘的自然环境特点、水资源及其开发利用, 揭示在百年来气候变化和人类活动影响下, 特别是近50a来, 对沙漠南缘的生态脆弱带的绿洲产生明显的生态环境负效应, 引起的生态环境退化极不利于区域可持续发展。为此需要从区域生态环境战略考虑, 调整水资源配置和优化利用, 实施天然绿洲与人工绿洲相应的保护和并重发展, 逐步恢复天然绿洲的水分生态平衡。这样, 才能遏制住强劲的区域土地退化态势, 抵御沙漠化灾害, 并走向良性循环。     

1975—2018年民勤绿洲沙漠化过程及其驱动机制

根据1975—2018年民勤绿洲土地沙漠化分类体系及遥感影像数据,探究了民勤绿洲沙漠化时空变化过程;选取影响绿洲沙漠化的自然与人为驱动因子,运用主成分分析方法定量评价了民勤绿洲沙漠化过程的主要驱动力。结果表明：1975—2018年沙漠化程度以重度沙漠化为主,轻度、中度、重度和严重沙漠化面积均呈减少趋势,以2000年为界表现为先发展后逆转趋势;1975—2000年,轻度、中度、重度沙漠化重心总体向东北方向迁移,严重沙漠化的重心向西迁移,沙漠化有向绿洲东北部和巴丹吉林沙漠发展的趋势;2000—2018年轻度沙漠化的重心向西北方向迁移,中度、重度和严重沙漠化重心相对稳定,绿洲沙漠化发展得到明显控制。在绿洲沙漠化过程中,人为因素贡献率为39.53%,自然与人为综合贡献率为26.58%,自然因素贡献率为10.77%,人为因素是民勤绿洲沙漠化的主要驱动力。水资源极度匮乏是绿洲沙漠化的决定因素,在以后的防沙治沙工作中,合理调控人类的生产经营活动,优化干旱区水资源配置,可从源头上治理民勤绿洲的沙漠化。     

历史时期西北干旱区生态环境演变过程和演变阶段

在历史时期,西北干旱区的生态环境演变过程是绿洲化与沙漠化并存,人进沙退和沙进人退皆有。灌溉绿洲是通过人工水系(渠、库、井)、栽培植物和耕作土壤,逐步替代自然水系、自然植被和土壤形成的。沙漠化则是由于人类活动改变了水资源的地域分配,使河流中下游地表水减少,地下水位下降,植被衰败向发展扩大。在受人类干扰很少的自然水系情况下,本区生态处自然平衡;在较强干扰下的半自然水系时,生态平衡失调;在强烈干扰的人工水系时期,河流上游生态改善,下游急剧恶化。     

塔里木盆地南缘绿洲沙漠化的演变及其整治

新疆塔里木盆地南缘,在汉唐时期是著名的“丝绸之路”南路。据航片和卫片量算,两千年来,沙漠在河谷地带平均南移80～100公里。从历史资料和考古资料表明,汉唐时期曾是林茂草丰的尼亚、提英和丹丹乌里克等古绿洲,现在已变成黄沙覆盖的不毛之地。研究这一地区的古绿洲演变过程,有助于为今后合理开发利用我国西北干旱区水土植物资源,防止重演利用不合理导致环境退化而引起绿洲沙漠化。     

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。     

吉林省西部土地沙化动态变化

吉林省西部沙地位于中国温带半湿润与半干旱的过渡地带 ,是生态环境变化的敏感地区。采用多时相、多波段TM影像 ,结合实地考察 ,建立沙区生态环境地理信息系统 ;选取植被退化状态、风蚀强度和土层厚度为沙化程度评价的综合指标 ,在GIS平台支持下对沙区土地沙漠化进行动态评价。结果表明 ,近 2 0年来土地沙漠化基本得到控制 ,局部有所发展。沙漠化形成的主要自然因素是干燥的气候条件和地表丰富的沙源 ;人类不合理的经济活动加速了沙漠化进程。     

黑河流域绿洲环境演变因素研究

根据历史和现代研究资料,系统分析了影响黑河流域绿洲演变的自然和人文因素。自然因素包括气候、地质地貌、风沙活动及自然灾害等方面,是绿洲演变的大背景。人文因素包括战争、民族习惯与政府政策导向,交通、政治、经济地位,人口压力及资源需求的增长。人文因素是十分错综复杂的,自人类社会形成以来就愈来愈强烈,而且加剧自然因素的作用程度与范围,甚至在一定时空条件下完全可以掩盖自然因素对绿洲的作用。基于上述认识,认为对于整个流域来讲,上、下游应将水源涵养和生态保护作为建设重点,中游作为经济建设的重点区域,上、中、下游优势互补、共同发展,达到整个流域资源、环境、经济的可持续发展。     

新疆焉耆盆地绿洲景观的空间格局及其变化

通过GIS技术的叠加和提取功能建立了焉耆盆地两个时间段的景观类型转移矩阵。在此基础上,分析了焉耆盆地内部绿洲景观类型的动态演化过程和空间分布特征。结果表明:焉耆盆地经过近40年的土地开垦后,人工绿洲呈现出上升的趋势,农田向自然绿洲和荒漠的扩张在整个研究阶段均可见;农田开垦的对象表现为从草地(含部分沼泽地)→多汁木本盐柴类荒漠→超旱生灌木半灌木荒漠迁移,体现了农田绿洲开垦从易到难,自然绿洲不断缩小,人工绿洲不断扩大的过程;对土地和水资源的不合理利用,导致盆地内湖泊水体、湖泊周边及农田绿洲出现明显的生态退化。焉耆盆地今后的规划和发展必须高度重视人工绿洲生态系统和自然生态之间的平衡,盆地环境治理很大程度决定于水资源的合理利用和合理调节。     

基于多源空间数据的塔里木河下游湖泊变化研究

利用历史图件、地形图及遥感数据监测塔里木河下游诸多湖泊水域面积并分析近一百多年的变化情况。根据湖泊水域及其变化,该区湖泊在100多年内变化过程可以分为3个时间段：① 20世纪60年代以前,该区水文条件较好,19世纪末20世纪初湖泊总面积超过2000 km²;20世纪60-70年代至20世纪末,随着水利设施的陆续兴建,湖泊水域缩小,甚至某些湖泊彻底干涸;21世纪随着塔里木河流域综合治理与下游生态输水工程的实施,该区水文条件有所好转,干涸多年的一些湖泊重新形成水域,2013年湖泊水域总面积达760 km²。② 根据湖盆成因及水域变化把该区湖泊分为：河道西侧的风成湖,河道网之间及东侧的河成湖及河道末端的构造湖等三类。③ 初步总结风成湖演变过程,发现该区风成湖与河成湖在形状、深度、水质、形成时间等方面有较大差异。④ 近代人为因素对湖泊水域变化的影响高于自然因素。     

Human Impact Since Medieval Times and Recent Ecological Restorationin a Mediterranean Lake: The Laguna Zoñar, Southern Spain

The multidisciplinary study of sediment cores from Laguna Zoñar (37°29′00′′ N, 4°41′22′′ W, 300 m a.s.l., Andalucía, Spain) provides a detailed record of environmental, climatic and anthropogenic changes in a Mediterranean watershed since Medieval times, and an opportunity to evaluate the lake restoration policies during the last decades. The paleohydrological reconstructions show fluctuating lake levels since the end of the Medieval Warm Period (ca. AD 1300) till the late 19th century and a more acute dry period during the late 19th century – early 20th century, after the end of the Little Ice Age. Human activities have played a significant role in Laguna Zoñar hydrological changes since the late 19th century, when the outlet was drained, and particularly in the mid-20th century (till 1982) when the spring waters feeding the lake were diverted for human use. Two main periods of increased human activities in the watershed are recorded in the sediments. The first started with the Christian conquest and colonization of the Guadalquivir River Valley (13th century) particularly after the fall of the Granada Kingdom (15th century). The second one corresponds to the late 19th century when more land was dedicated to olive cultivation. Intensification of soil erosion occurred in the mid-20th century, after the introduction of farm machinery. The lake was declared a protected area in the early 1980s, when some agricultural practices were restricted, and conservation measures implemented. As a consequence, the lake level increased, and some littoral zones were submerged. Pollen indicators reflect this limnological change during the last few decades. Geochemical indicators show a relative decrease in soil erosion, but not changes in the amount of chemical fertilizers reaching the lake. This study provides an opportunity to evaluate the relative significance of human vs. climatic factors in lake hydrology and watershed changes during historical times. Paleolimnological reconstructions should be taken into account by natural resources agencies to better define lake management policies, and to assess the results of restoration policies.     

呼伦贝尔草原沙漠化现状及历史演变研究

呼伦贝尔草原是我国优良的天然牧场,由于其所处的特殊地理位置,生态环境极其脆弱,在自然因素和人为因素的共同作用下,近一个世纪以来区内生态环境退化加剧,表现为土地沙漠化,草场退化和水土流失加剧等过程。在软硬件系统支持下应用GIS和遥感技术．结合前人研究成果和野外调查,通过基于知识的多重判据复合分类实现多源信息的集成,对呼伦贝尔草原沙漠化现状及沙地演变进行了系统研究。结果表明,呼伦贝尔草原沙漠化面积已达20893．57km^2,占总土地面积的25％。沙漠化总体特征表现为局部地段逆转,而总体仍在发展。近一个世纪以来,区内沙漠化的强烈发展是由于毁林、滥垦和过度放牧。     

天山北坡城镇化进程中的水土资源效益及其时空分异

通过空间分析的Global Moran''s I指数和Getis-Ord G_i^*指数以及协调发展度函数选取1995年、2000年、2005年和2008年4个年份数据对天山北坡城镇化进程中的土地资源效益、水资源效益的集聚扩散状态及其冷热点空间格局演化与空间联动发展效应进行分析,研究发现:(1)天山北坡在绿洲自然地理格局下发育起来的城镇,受自然地理条件和水土资源分布特点及城镇发展水平不一、城镇性质各异而对水土资源利用程度不一等因素影响,其城镇化水平和水土资源效益的空间格局表现出不同的发展状态。(2)土地资源效益相似的县市具有明显的空间差异,呈现出分散的格局并保持相对稳定的态势。(3)水资源效益的空间集聚和扩散状态不稳定,变化显著。(4)水土资源效益在城镇化进程中各自的空间演化格局与路径迥异,区域联动效应差异显著。绿洲城镇发展的实际决定了水土资源效益的冷热点区域演化相比自身发展水平更具敏感性。     

黑河绿洲坡面分异演化研究

对干旱区绿洲的物质和能量随坡面分异现象和规律的研究,有助于我们深刻了解不同类型绿洲形成和演化的自然背景和农业资源组合的特点,为农业生产的合理布局和农业自然资源的优化配置提供理论依据。以黑河流域绿洲为例,在综合分析影响绿洲坡面分异的气候、地质构造和地貌演化、地表水和地下水水文化学性质、土壤性状和水资源供应状况等自然地理要素基础上,将黑河绿洲划分为高位绿洲、中位绿洲和低位绿洲等不同类型。在此基础上,分析了黑河流域不同类型绿洲主要农作物气候适宜性随坡面的分异,为绿洲农业资源的优化配置提供了重要的理论依据。     

世纪之交东北亚经济格局的变化

进入２１世纪,地缘政治已服从于地缘经济。东北亚地区的经济格局因此发生了重大变化,表现为资源领事程度加深,内部存在明显梯度差异,发展潜力巨大,整体经济融合等特点。由于存在着许多不确定因素,本文还对未来东北亚经济格局进行多方案预测。