沙尘暴多发区土地风蚀荒漠化诊断评价方法

利用卫星遥感技术,结合地面观测,确定植被盖度、裸地占地率和土壤质地3项因子为沙尘暴多发区风蚀荒漠化土地现状程度评价指标,并给出程度评价模型;在此基础上,考虑到非荒漠化土地及各程度荒漠化土地在面积上的组成比例,给出区域性土地风蚀荒漠化总体水平评价模型;并通过对内蒙古赤峰市及阿拉善盟两地区的土地风蚀荒漠化总体水平评价验证,证明此模型可作为沙尘暴多发区任意大小区域土地风蚀荒漠化水平评价方法。     

基于修正Z指数的辽西北春旱演变分析

利用辽西北地区39个雨量站1971-2013年逐日降水资料,选取Z指数为指标,根据国家干旱等级标准和辽西北实际情况对不同等级干旱所对应的界限值进行修正,基于修正后的Z指数,采用小波分析方法和Kriging空间插值法对辽西北地区春旱时空演变规律进行分析。结果表明：在辽西北地区春旱总频次各年代际变化中,大旱、重旱上升趋势明显,从20世纪70年代以来,春旱发生频次由8.1%上升到12.5%,重旱发生频次由3.6%上升到4.8%。周期变化中,辽西北春旱存在10 a左右的主周期。空间上,辽西北地区春旱具有明显的区域性,由南向北递增,春季各等级干旱高发区主要集中于朝阳市各县。     

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。     

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。     

土地生态设计方法及其在晋西北土地荒漠化防治中的应用

应用土地生态设计的基本方法,对晋西北土地进行了生态功能分类,提出了该区的土地生态设计分室模型;从该区土地荒漠化综合防治的角度出发,划分出４个土地利用方向和生态建设重点有所不同的生态经济区,并对各区的土地利用主要矛盾和发展方向、土地生态建设的重点、荒漠化现状及其防治对策等进行了详细的分析。     

河北坝上土地利用方式对农田土壤风蚀的影响

采用集沙仪、风速廓线仪和土壤紧实度仪对河北坝上地区多种土地利用方式的风蚀因子和输沙量进行观测。结果表明：土壤含水率与输沙量相关性最大,是影响风蚀量的关键性因子。回归拟合显示,风蚀因子与输沙量均符合三次函数方程。在各土地利用方式中,退耕地的地表粗糙度、土壤含水率和土壤硬度最大,其次为东西向莜麦留茬地、小麦留茬地、南北向莜麦留茬地,再次为油菜留茬地和弃耕地,最小为翻耕地。输沙量退耕地最小,其次为东西向莜麦留茬地、南北向莜麦留茬地、小麦留茬地,再次为油菜留茬地和弃耕地,最大为翻耕地;输沙量垂向分布随集沙高度增加呈幂函数减少。因此,适宜增加退耕地和留茬地的分布面积,减少翻耕地面积和垄向沿盛行风向分布的地块有利于降低农田土壤风蚀程度。     

利用遥感信息决策树方法分层提取荒漠化土地类型的研究探讨

选择甘肃省民勤县绿洲作为典型荒漠化区域,根据荒漠化土地分类体系确定决策树的结构及各类地物在树形中的位置。基于各类地物的光谱反射特性和图象数据反映的综合特征,采取相应的识别和提取方法,以最大限度地利用遥感数据源。对于非荒漠化土地分类,利用土壤调节植被指数、阈值数字信号统计可以分离成一类树枝;而重点讨论的3种荒漠化土地类型的分层分类,则相继采用光谱特征提取、几何特征提取、纹理特征提取、监督分类以及植被指数等复合识别指标进行分枝。结果表明:利用决策树分层提取法可以有效地排除和避免提取地物时所有多余信息的干扰及影响,目标明确。同时,为提高分类的精度,开展野外遥感调查和特征分析是极其重要的。     

基于SPEI的辽西地区气象干旱时空分布特征

干旱是辽西地区最为频繁的自然灾害之一,已严重制约人们的生活和经济发展。以辽宁省西部作为研究区域,借助该区8个气象站点1960-2015年逐月气温、降水数据,计算年、季、月时间尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI）,并进行Mann-Kendall 趋势变化和ArcGIS空间可视化分析,揭示了辽西地区近56a气象干旱的时间变化趋势,以及干旱频率和干旱强度的空间分布特征。结果表明：近56a辽西地区干旱发生频率呈现上升趋势,尤其是21世纪以来;季节干旱变化趋势不甚明显,各季节均有干旱发生,其中秋季干旱最严重;辽西各地区均有干旱发生,在年尺度、季尺度和月尺度下发生频率分布不均,总体呈西部频率高东部频率低的趋势;21世纪以来发生连续干旱次数较多,干旱发生强度呈现西南强,东北弱的分布特征,高值中心在建平。     

土地利用分类对景观格局指数的影响

基于景观格局指数的空间格局分析是当前景观生态学研究的重要基础内容,不仅数据源准确度、尺度效应显著影响景观格局指数,土地利用类型划分也对景观格局指数具有显著影响,但我们对这种影响的总体理解尚很缺乏。本研究选取24种常用景观格局指数,以深圳市宝安区为试验区,探讨景观格局指数随土地利用分类系统变化的基本规律。研究结果表明,土地利用分类对景观格局指数的确具有显著影响。而根据景观格局指数对土地利用类型数目变化响应的可预测性,可将其分为三类：① 第一类指数随土地利用分类系统变化的可预测性强,能用简单函数关系 (对数函数关系、S形曲线、反比曲线关系) 来表达,包括斑块数目、斑块密度、边界密度、平均斑块面积、景观形状指数、平均斑块形状指数、周长面积比分维数、平均斑块分维数、聚合度、Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和修改Simpson多样性指数;② 第二类指数随土地利用分类系统变化可预测性较差,表现为典型的分段 (或阶梯形) 变化,存在多种可能 (S形曲线、直线、反比曲线与复合曲线关系),包括斑块面积标准差、斑块面积变异系数、最大斑块指数、面积加权平均斑块形状指数、面积加权平均斑块分维数、分离度和斑块结合度;③ 第三类指数由于在度量相关空间格局特征时考虑了土地利用类型数多少的影响,随土地利用分类系统变化呈无规律变化,难以用一种简单函数或分段函数来预测其变化行为,包括蔓延度、Shannon均匀度指数、Simpson均匀度指数、修改Simpson均匀度指数和优势度指数。这些指数随土地利用分类系统变化的变化规律,使试验区不同时期、不同土地利用分类系统下的空间格局比较成为可能。     

基于MODIS NDVI的新疆土地覆盖类型划分与潜在荒漠化区域探测

采用2002年MODIS 1km的全年NDVI时序数据对新疆及周边地区进行了土地覆盖分类,在分类的过程中重点强调了稀疏植被覆盖区域,这些区域具有潜在荒漠化的趋势。介绍了一种针对不同土地覆盖类型并能重点突出稀疏植被的分类方法,这种方法较好地综合了季节性影响因素和多变的自然条件影响因素。从16天合成的优化过的时序NDVI图像上,通过分析物候变化,可以获得较好的分类结果。将具有潜在荒漠化趋势的区域模型化研究以后,研究结果表明新疆及周边地区40万km2的土地有潜在荒漠化的趋势。由于MODIS NDVI数据覆盖范围较大,并且对植被的生长变化有较高的敏感度,所以它可以被有效地应用于监测大尺度环境变化和荒漠化进程。     

辽西北风沙地不同林草措施土壤水文效应研究

选取辽西北沙地典型农牧交错地带为研究区域,以荒草地作为对照,研究樟子松林地、杨树林地、灌木林地、人工草地4种植被恢复措施下0~100 cm土层内土壤容重、孔隙度、蓄水能力和土壤饱和导水率（K_fs）等土壤水分物理性质的变化特征。结果表明：杨树林地表层土壤容重最小,其次是灌木林地、樟子松林地、人工草地,荒草地最大;随土层的递增,土壤容重均表现出增大的趋势。各样地土壤毛管孔隙度随着土壤深度的增加均呈现出明显的下降趋势,与土壤容重呈显著负相关关系（p=-0.583^*,n=5）。不同植被恢复措施土壤蓄水容量具有一定差异,其范围在3 761.59~4 366.94 t·hm^-2之间,其中蓄水容量最高的是杨树林地,达到了4 366.94 t·hm^-2,蓄水容量最低的是荒草地,为3 761.59 t·hm^-2。不同植被恢复措施有效蓄容位于1 315.50~2 047.62 t·hm^-2之间,其中以杨树林地最大,樟子松林地最小。5种沙地类型K_fs排序为灌木林地（2.49 mm·min^-1）>人工草地（1.81 mm·min^-1）>荒草地（1.73 mm·min^-1）>樟子松林地（1.61 mm·min^-1）>杨树林地（1.44 mm·min^-1）,人工草地和荒草地的K_fs随土层增加先减小后增大,樟子松林地、杨树林地和灌木林地先增大后减小。该地区林木恢复措施效果优于草地,应着重发展林木恢复措施。     

蒙古国中部草原地区风蚀沙漠化的风沙活动特征——以乔伊尔市为例

蒙古国是中蒙俄经济走廊的重要区段,但面临严重的荒漠化问题,区域经济社会发展受到严重威胁,而蒙古国中部草原地区是主要的荒漠化新扩展区,正经历强烈的草原风蚀沙漠化过程。以戈壁苏木贝尔省首府乔伊尔市为研究区,利用自建自动气象观测站（2019年5月—2020年7月）、集沙仪观测站（2019年8月—2020年8月）及当地气象站（1990—2018年）数据,对当地风蚀沙漠化的风动力条件、风沙流输沙及其他影响因素等基本特征进行了研究。结果表明：（1） 乔伊尔市具有强劲的风动力条件,年输沙势可达735.96 VU,合成输沙势为428.76 VU,合成输沙方向为SSW（195.06°）,风向变率指数为0.58,属高风能环境、中等变率双峰风况。（2） 临界起沙风速因受土壤水分和植被盖度的共同影响而随季节变化,夏季最高,冬季最低,春季与秋季居中,且相差较小。（3） 地表具有强烈的风沙活动,年风沙流输沙通量可达2.135 t·m^-1·a^-1,Owen最大输沙量模型适于该区风沙流模拟。研究结果对于蒙古国中部草原区防沙治沙和生态恢复具有重要参考价值。     

Simulating the effect of wind erosion on aeolian desertification process of Horqin sandy land and its significance on material cycle:a wind tunnel study

Samples from the Horqin sandy land were exposed to a series of wind velocities,and sink particles were collected at the end of the diffusion section of a wind tunnel.Grain sizes of collected samples show great variation because of the granularity difference of the surface samples.The original samples show lower average content of SiO₂ and higher average content of Al ₂O₃,Fe₂O₃,MgO,CaO,Na₂O,and K₂O than collected samples.Compared with other dust source areas in China,the Horqin sandy land had higher content of Zr,Ba,SiO₂,Al₂O₃ and K₂O.Compared with the average upper continental crust(UCC)composition,surface samples were rich in the content of Y,Zr,Nb,Ba,La,Nd.Geochemistry characteristics of fine grain components of the Horqin sandy land differ from those from other dust source regions,because fine-grained particles in the Horqin sandy land were mostly derived from various local deposits formed in its unique depositional environments influenced by several tectonic activities.     

基于GIS的辽宁省土地可耕作性评价

借助GIS格网技术,选取影响土地可耕作性的关键自然条件,建立辽宁省土地可耕作性评价指数,确定辽宁省土地可利用性等级。研究结果表明,辽宁省土地可耕作性从中部向周围递减,辽中的土地可耕作性最高,辽西北和辽东山地区土地可耕作性较差。该研究结论符合实际情况,可为辽宁省土地开发管理服务。     

基于MFA与DEA分析的辽宁省物质减量化检验研究

选择老工业基地的核心代表——辽宁省作为研究对象,分析其物质流账户指标,判断了1990～2008年辽宁省直接物质投入、生产过程排放及物质总需求3个账户指标的走向趋势;运用数据包络分析（DEA）方法分析物质流账户（MFA）主要指标的综合效率,明确了辽宁省物质减量化的急切任务,对辽宁省物质流减量化发展历程进行了检验研究。研究发现：（1）辽宁省经济增长的物质投入减量化趋势存在,物质投入对环境的破坏表现仍然比较突出。（2）辽宁省直接物质投入与生产过程排放各自的综合效率呈增长趋势,总体平均效率较低,即经济发展伴随着物质投入的相对饱和及废物排放对环境的破坏。（3）辽宁省物质减量化的反弹效应升高,表现为随直接物质投入的增加,环境压力将更加严峻;减量效应的波动变化影响了相应年份的物质投入与排放。（4）1990～2008年,辽宁省共减少直接物质投入22.88亿t、减少生产过程排放5.82亿t;潜在物质减量指数高于潜在废物减排指数,折射出由于直接物质投入的持续增长,将会导致废弃物的进一步过度排放;物质减量化总缺口与废物减排总缺口均大于0,说明辽宁省物质减量化和废物减排潜力得到一定程度实现,但是与理想状态还有较大差距。     

风蚀气候侵蚀力研究进展

风蚀气候侵蚀力是土壤风蚀方程中的气候因子,计算模型经多次修正后已基本发展成熟,广泛应用于干旱半干旱地区风蚀气候条件评估与响应机理分析及其与风沙地貌、风沙灾害的相关性研究等方面,其中风蚀气候侵蚀力对区域气候变化的响应研究是当下的热点问题。目前,风蚀气候侵蚀力研究仍存在计算模型不完善、研究区域发展不平衡、气候变化响应分析不全面、风沙地貌及风沙灾害相关性争议较多等问题。未来应进一步从构建区域校准性计算模型、计算并分析沿海地区风蚀气候侵蚀力、综合分析风蚀气候侵蚀力对气候变化的响应、建立风沙地貌及风沙灾害相关的综合性风蚀气候评价指标等方面开展风蚀气候侵蚀力的研究。     

Physical principle of wind erosion on sandy land surface in southern Beijing

The endangerment of aeolian sand is one of the most serious eco-environmental problems facing the southern suburb of Beijing. To control wind erosion is thus a matter of great urgency. This paper chooses typical land-use types, i.e., cultivated land, wild grassland, drifting sandy land, etc. based on the fixed experimental observation and quantitative analysis, to conduct studies on the principles and characteristics of aeolian activities and measures controlling wind erosion in Daxing District of Beijing. The results show that: the near ground wind velocity yielded the logarithmic distribution with height; there are significant differences among different ground cover roughness; there are significant differences in the corresponding friction velocities caused by different properties of the underlying surface; there are differences in the threshold wind velocities speed in different land use types; and there are minus exponential relations between the sediment discharge percentage and the height at a range of 0–20 cm air flow layer. Different land use types result in various degrees of coarse component. There is a significant exponential relation between sediment transport concentration and wind velocity.     

北京南部沙地风蚀物理特征

1 Introduction Wind erosion, which occurred in arid, semiarid and sub-humid areas, is a critical process in land desertification and degradation. It is a global environmental problem (Dong et al., 1996; Gomesa et al., 2003). Previous researches on process…     

Spatial distribution of wind erosion and its driving factors in China

Soil erosion by wind means the soil particles are eroded and transported by wind. Fine particles of soil are transported as suspended load and may travel much greater distances than the coarse coarse materials do which are transported as creep and saltation. The finest particles and chemical microsome constitute the aerosol which can even keep for several years in atmosphere from descending. Wind erosion is a serious problem in many parts of the world. In China, up to 2400 km2 of land is dese…     

内蒙古达拉特旗高头窑镇土地利用变化及其对土地沙化的影响

以达拉特旗西南部的高头窑镇为研究区域,以达拉特旗1987、1995、2000和2003年四期遥感影像为信息源,在3S技术支持下,对遥感影像进行解译,获得1987-2003年来四个时期的沙漠化动态变化数据,分析了高头窑镇20世纪80年代中期到21世纪初的沙漠化变化情况。结果表明:该地区近20年来,沙漠化土地处于发展-发展-逆转的过程中。研究区是典型的荒漠草原区,草原在各土地利用类型中始终占有绝对优势,农田、林地和高盖度草原的面积变化较大,各种土地利用类型之间的转化主要表现为各种沙丘类型之间的转化、各种草原类型之间的转化和草原与固定沙丘之间的转化。1987-2000年期间,草原和林地的退化是导致沙漠化严重发展的主要原因。2000-2003年间,土地类型之间的转化表现为固定沙丘、半固定沙丘和林地向草原的转化,这种转化有利于沙漠化的逆转。可见,在高头窑地区,草原的退化是导致沙漠化的主要原因,因此,在沙漠化的治理方面,应该合理利用草原,防止过度放牧,大力倡导退林还草。