我国北方沙区气候变化对全球变暖的响应

我国北方沙区,由于东西跨度很大,各沙区之间气温、降水及湿润度存在着较大差异。西部的沙区气温较高、降水较少、气候干燥;东部的沙区气温较低、降水较多、气候相对湿润。春季各沙区都比较干燥。各沙区气温变化基本是同步的,而降水变化有差异。各沙区夏半年气温与降水之间基本为负相关;冬春季节,河套沙区和东部沙区有明显的正相关时段。在全球变暖的背景下,我国北方沙区的气温总体也在升高(沙区气温每10a上升约03℃,且升温幅度比全国、全球更明显,而降水变化却相对较小。各个沙区对全球变化的响应不尽相同。东部沙区气温升高、降水减少、湿润度下降幅度最大,暖干化趋势最明显;塔里木沙区气温变化平稳、降水及湿润度略增;其他沙区气温略升、降水略减、湿润度略降,呈弱的暖干化趋势。与气候变化相对应,我国北方沙区沙漠化土地面积增大,而且沙漠化主要发生在东部沙区。预计21世纪初10a我国北方沙区的气候将进一步暖干化,因而土地沙漠化的自然过程也将进一步加快和加剧。     

我国沙漠与沙漠化科学发展的战略思考

50多年来,中国的沙漠与沙漠化科学从无到有,在填补研究领域空白,并以其创新性和系统性的理论进展, 经济、社会和环境效益的实践成果,极大地推动了学科发展的同时,又为北方地区社会经济发展和生态环境保护建设做出了突出的贡献,取得了包括“国家科技进步特等奖”在内的一大批科研成果和150亿元以上的直接经济效益。已形成了以中国科学院和国家林业局有关研究所为主体的国家级沙漠和沙漠化研究机构,汇集了一批优秀的沙漠和沙漠化科学家,创建了我国比较完整的沙漠和沙漠化科学及其研究体系,在风沙物理与沙漠环境、沙漠形成演变与全球变化、沙漠化过程及其防治、沙区资源环境与可持续发展、沙漠化遥感与信息系统综合研究等方面取得了重大进展,并在全国主要沙漠和沙漠化地区设有一批长期野外试验站(点),已为国家在有关沙漠开发利用和沙漠化防治方面的决策提供了大量的科研成果和理论依据,得到了我国政府、地方人民、科学界乃至全社会的普遍认可。通过对已有沙漠与沙漠化研究和防治实践的回顾与总结,就我国沙漠与沙漠化科学面临的主要问题和任务做进一步的思考和讨论。     

若尔盖盆地沙漠化及其景观格局变化研究

应用1975年的MSS数据、1990年和2005年的TM数据、以及2000年的ETM数据,通过遥感与地理信息系统技术,获得了若尔盖盆地在1975-2005年间的沙漠化发展特征,并采用景观指数运算软件FRAGSTATS3.3对该地区沙漠化土地的景观格局变化进行了分析。研究发现,在1975-1990年间,若尔盖盆地的沙漠化土地面积大幅增加;在1990-2000年间,沙漠化土地面积保持稳定;在2000-2005年间,沙漠化土地面积出现了小幅度的减小趋势。对若尔盖盆地沙漠化土地的景观格局变化进行研究发现,固定沙丘（地）和半固定沙丘（地）是若尔盖盆地主要的沙漠化土地景观类型。在1975-1990年间,沙漠化土地斑块数量和斑块平均面积均大幅增加,是该地区沙漠化快速发展时期;在1990-2000年间,沙漠化土地斑块数量下降,斑块平均面积增加,沙漠化景观破碎度有所降低;在2000-2005年间,沙漠化土地斑块数量增加,斑块平均面积减小,沙漠化景观破碎度增强。     

沙漠化扩展对区域气候影响的数值模拟研究

利用GCM -SSiB全球大气环流谱模式,设计两组数值模拟试验(即控制试验(CE)和沙漠面积扩大试验(DE)),研究了大陆沙漠化对我国区域气候变化的影响。模拟结果表明:沙区扩展后,大陆年平均地表温度降低,海平面气压上升,纬向风速、季风加强,夏季低空上升运动减弱,冬季下沉运动增强,降雨量显著减少,地表蒸发、感热和潜热通量亦显著减少。我国区域气候随大陆沙漠化扩展趋向冷干、风速加大,沙漠扩展与区域气候恶化存在正反馈。     

中国干旱、半干旱区近千年来沙漠化对气候变化的响应

过去近千年来中国北方干旱、半干旱区沙漠化对气候变化有明显的响应,但响应的时间和幅度均存在区域差异。在中世纪温暖期,西部沙区温暖干旱,沙漠化表现为正过程;青藏高原地区沙漠化对气候变化的响应则不统一;中东部沙区为暖湿气候,发生逆过程。在小冰期,西部沙区寒冷且相对湿润,沙漠化发生逆转;青藏高原区沙漠化的响应并不明显;中东部沙区气候寒冷干燥,沙漠化加速。在20世纪暖期,西部沙区和青藏高原区总体上气候呈现暖干化特征,沙漠化发展;而中东部沙区沙漠化则在逆转,但在末期沙漠化有发展的趋势。总体上,西部沙区在暖期沙漠化发生明显的正过程,冷期逆过程明显;东部沙区在暖期沙漠化发生逆转,冷期正过程加速;青藏高原区沙漠化正逆过程主要表现为振荡形式。     

中国沙漠科学的五十年

50多年来,在几代沙漠科技人员的不懈努力下,中国的沙漠科学从无到有,在从填补沙漠研究空白并取得长足进展的同时,沙漠化研究又以其创新性和系统性的理论进展,经济、社会和环境效益的实践成果,极大地充实了我国的沙漠科学,为我国北方地区国民经济建设和生态环境保护做出了突出的贡献,取得了包括国家科技进步特等奖在内的一大批科研成果和上百亿元的直接经济效益。过去20 a来,北方约有 10%的沙漠化土地得到治理,12%的沙漠化土地有所改善,局部地区出现"人进沙退"的新局面。已形成了以中国科学院和国家林业局等有关研究所为主体的国家级沙漠和沙漠化研究机构,汇集了一批优秀的沙漠和沙漠化科学家,创建了我国比较完整的沙漠和沙漠化科学及其研究体系,在风沙物理与沙漠环境、沙漠形成演变与全球变化、沙漠化过程及其防治、沙区资源环境与可持续发展、沙漠化遥感与信息系统综合研究等方面取得了重大进展,积累了丰富的研究资料和数据。在全国主要沙漠和沙漠化地区设有一批长期野外试验站(点),已为国家在有关沙漠开发利用和沙漠化防治方面的决策提供了大量的科研成果和理论依据。我国沙漠科学研究和实践所取得的辉煌成就,得到了政府、地方民众、科学界和国际社会的普遍认可。     

沙漠研究

沙漠化及其防治S8122005032070草原沙漠化成因的探讨/王艳,杨剑虹∥草原与草坪.—2004(4).—28～32阐述了目前国内外对草原沙漠化形成原因的研究.我国草原面积占国土面积的30.2%,而全国草原沙化面积占草原总面积的35.6%,潜在沙漠化面积占46.7%.目前,草原沙漠化的成因可归纳为自然和人为两大因素.自然因素主要包括:1.气候干燥化加剧,为沙漠化的扩展创造了环境条件;2.大风频发,构成沙漠化扩展的重要动力;3.地表裸露面积大、组成物质松散、沙漠丰富,提供了沙漠扩展物源基础.人为因素主要包括超载放牧、盲目垦殖、樵采挖药、水资源利用不当、工…     

我国沙漠研究的历史回顾与若干问题

1959-1961年中国科学院成立治沙队,组织了科技工作者对我国塔克拉玛干等大沙漠地区的地貌、气候、水文、土壤、植被、社会经济进行了综合考察,在这期限,内蒙及西北五省(区)建立了6个综合试验站,数十个中心站,初步形成了我国北方沙区科研试验網。1962-1966年,沙漠研究开始进行定位与半定位的一些专题性研究。1977年以后,沙漠研究进入了新的发展阶段,沙漠化问题列为我国沙漠研究的重要内容,开始研究我国沙漠与沙漠化土地的特征、演变过程、发展趋势及其防治;沙区农业资源开发利用与环境变化为重点课题。一门新兴学科——沙漠学在结合国民经济发展的需要中,在原有地理学,农、林、牧、生物学的理论体系的基础上,接受当前系统学和生态学的理论指导,正在逐步发展。     

中国沙漠化研究的进展

中国沙质、砾质荒漠和沙漠化土地的面积达149万km², 占国土面积15%。1959年中国科学院治沙队成立到今天的沙漠所, 经历了卅个春秋。沙漠科学的研究也从空白发展成一个新学科的成长过程。为我国沙漠科学积累了丰富的资料, 培养了一支有着丰富经验又有一定理论水平的科技队伍。具有独立解决经济建设中提出的沙漠及沙漠化治理问题的能力, 并为全球沙漠化研究工作和治理实践, 作出应有的贡献。1988年6月5日世界环境日时, 联合国环境规划署授予中国科学院兰州沙漠研究所为全球先进单位称誉。我国沙漠科学研究的发展过程, 可归纳为四个阶段: 1959-1965年, 查明沙漠情况, 探索沙漠治理方法阶段。对我国主要沙漠和沙漠化土地进行综合考察究沙区自然条件与资源, 沙丘特征与风沙运动规律。1966-1977年, 以沙害治理为中心, 根据国民经济建设需要, 开展专题研究阶段。如沙区铁路修建的有关问题和沙区水土资源开发利用和开发后自然条件的变化等。1978-1983年, 以土地沙漠化问题为中心开展综合研究。干旱、半干旱地带土地沙漠化现状、发生发展过程, 变化趋势与预测, 整治措施等。1984年以后, 主要是加强对土地沙漠化变化趋势与预测, 以及整治措施的研究, 积极开展国际学术交流, 走向世界。1)建设不同自然地带沙漠化(风沙化)治理研究示范基地系统网络。2)开展半湿润、湿润地带风沙化问题的研究。3功口强对沙漠化监测和预则工作。4)在国际学术活动方面。从举办沙漠化学术讨论会、培训班、合作研究, 进而派遣专家组帮助发展中国家从事沙漠化治理研究工作。并与前述工作相适应, 出版了一系列研究成果和图件。总之, 我国沙漠研究是以干旱地带沙质荒漠的自然条件综合研究, 逐渐发展到半干旱、半湿润地带生态环境中沙漠化与风沙化问题的研究。为我国国土整治中风沙治理提供防治途径和措施。今后的研究工作, 应着重在强烈发展和严重沙漠化地区研究整治措施。建立不同自然地带整治沙漠化土地模式。达到环境健全发展和合理生态系统管理。对潜在和正在发展中的沙漠化土地发展趋势。加强监测和预测。进而提出预防措施。总结沙漠化治理经验和教训, 编著教材培训科技力量。     

古尔班通古特沙漠现代沙漠环境与气候变化

根据北疆降水与温度的时空变化进行了湿润指数计算和时间序列与周期分析,论述了北疆气候的变化规律与特征。同时,根据沙漠环境与气候变化的相互依从关系,利用卫星影像图和野外实地调查订证的方法,讨论了古尔班通古特沙漠特殊气候环境条件下的正逆发展过程。分析表明,北疆气候自50年代以来虽然温度升高,降水略有增加,但是气候变化呈现为暖干过程;并且古尔班通古特沙漠的流沙化面积不断地增加,沙漠化现象日趋严重。同时,气候变化是造成该沙漠流沙化面积增加的主要原因,人为因素起到了诱发和加速作用。总之,无论哪种诱发过程所导致的沙漠化,如果不采取积极的防御措施,都将给人类生活与生存环境带来极大危害。     

中国沙漠形成演化与气候变化研究：获中国科学院自然科学一等奖

由中国科学院兰州沙漠研究所完成的“中国沙漠形成演化与气候变化研究”成果,荣获中国科学院１９９８年度自然科学一等奖。沙漠是我国自然环境的重要组成部分,又是当前沙质荒漠化主要分布地区,风沙灾害特别是土地沙漠化已经成为严重制约我国北方地区生产建设和人民生活...     

科尔沁沙地不同尺度上沙丘景观格局动态变化分析

研究了科尔沁沙地过去30 a不同尺度上沙丘景观格局及其动态变化。结果表明,大尺度研究区（892.74 km2）从1975—1995年流动沙丘面积、斑块数、景观面积百分比和最大斑块指数逐渐增加;1995—2005年流动和半流动沙丘面积减小,半固定沙丘和固定沙丘面积增加。中尺度（110.42 km2）和小尺度（14.14 km2和14.10 km2）研究区从1975—1985年流动沙丘面积、斑块数增加,1985年后流沙面积减小。通过沙漠化过程指数计算表明,大尺度上沙漠化经历了发展（1975—1995年）—逆转（1995—2005年）的过程,中尺度和小尺度上,沙漠化经历了发展（1975—1985年）—逆转（1985—2005年）的过程。科尔沁沙地不同尺度上景观结构变化具有差异性,显示出景观空间格局变化存在尺度效应;景观格局变化主要受流动沙丘斑块变化的影响,而这一变化的主要原因是人类生产活动引起的。     

我国北方农牧交错带沙漠化的成因、过程和防治对策

在多年研究工作的基础上,总结提出了诸如农牧交错带北移错位、生态位扩张重叠、人口压力危险阈值等一些关于农牧交错带土地沙漠化成因的新理论观点。并论述了农田风蚀、草场沙化、固定沙丘活化及流沙前移等主要类型土地沙漠化的发育过程。提出了适于农牧交错带贫困沙区的"以发展生产、提高生产水平、增加农民收入带动生态环境建设"的沙漠化治理方针和适于乡、村、户三级的"生态网"、"多元系统"、"小生物圈"沙地综合治理开发模式。     

我国沙区起沙风气候学研究

起沙风是沙漠化的重要因子之一。本文主要阐述了我国沙区环境对起沙风的影响,分析了起沙风的分布特征和若干规律,研究了起沙风在沙漠化过程中的作用以及起沙风这一因素与其他气候要素间的关系。     

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。     

陕北毛乌素沙区生态分区及其优化结构模型研究

陕北毛乌素沙区属毛乌素沙区南缘部分。东起府谷县的大昌汗,西至定边县的盐场堡,南邻陕北黄土高原,北与内蒙古伊克昭盟接壤。包括府谷、神木、榆林、横山、靖边和定边六个县的55个乡镇。总面积17903.6平方公里,沙化面积10742平方公里(其中流动沙丘面积3092平方公里,半固定沙丘面积2686.4平方公里,固定沙丘面积4923.4平方公里),约占总面积的60%。     

浑善达克沙地东南缘固定沙丘风蚀坑动态变化

浑善达克沙地沙漠化主要以风蚀坑发育导致的固定沙丘活化为表现形式。利用2010、2013、2016年3期高分辨率卫星影像数据及地面调查数据,借助ArcGIS软件,采用目视解译方法,分析探讨了风蚀坑形态变化及其与气候要素和人类活动之间的关系。根据风蚀坑在固定沙丘发育部位及几何形状,可分为碟形、碗形、槽形、簸箕形和不规则形。2010—2016年,各类风蚀坑变化形式以扩展和新生为主,风蚀坑总面积及数量趋于增加,2010—2013年坑体面积增长了6.74 hm²,新生11个;2013—2016年面积增加了4.89 hm²,新生7个。在人类活动干扰减小的背景下,风蚀坑的发展主要受气候要素变化的影响,其中风速及输沙势的减小对风蚀坑而言,只是起到了减缓作用。风蚀坑形态本身也是其主要影响因素。     

半干旱地区城市化进程对区域沙漠化的影响

在“3S”技术和统计分析的支持下,对库布齐沙漠典型地区1987-2003年间的沙漠化和城市化进程进行了研究。结果显示:达拉特旗的城市化水平呈逐渐增加的趋势,变化在9.1%~19.1%之间,从1998年开始城市化水平进入了相对高增长时期,由之前的平均每年0.53%增加到0.7%。而同期的沙漠化程度呈下降的趋势,由1987年的0.269下降到2003年的0.214。沙漠化程度的变换主要是由半流动和半固定沙丘的变化所导致,其中在1987-1995年期间,半流动和半固定沙丘分别只有2.6%和12.3%保持不变,其余部分主要转移成其他沙丘类型和农田。城市化与沙漠化的相互关系分析表明,在城市化水平较低的1987-1995年(城市化水平变化在9.1%~13.5%之间),城市化与沙漠化之间有显著的线性回归关系[y=-0.0038x 0.3132(R=0.667>0.632=α0.05)];而在城市化水平较高的1995-2003年(大于14%),二者之间的关联程度降低,我国北方半干旱地区的城市化进程对区域沙漠化的影响具有明显的阶段性。     

中国的沙漠正在扩大

在中国的北部和西北部,沙漠面积达到一百一十万平方公里,但是其中只有百分之六十一是属于真正的气候性沙漠,由不到一百毫米的年降雨量所造成。据美国卢博克德克萨斯技术大学的比尔·达尔说,大约有十七万平方公里的沙漠是人为的;另外的二十六万平方公里是干旱草原,这一地区由于人的活动正在发生沙漠化或受到沙漠化的严重威胁。达尔曾到这些地区去考察过人们对干旱地区的滥用。他说,中国科学家现在把人口压力"作为这一地区环境恶化的主要原因"。     

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。