我国西北干旱区区域性沙尘暴特征及成因研究

利用1954-2001年131个国家基本基准气象站的逐日观测资料, 运用小波分析等统计方法分析了中国西北地区区域性沙尘暴天气过程特征及变化趋势, 并对其成因进行了初步探讨。结果表明: 1954-2001年, 中国西北地区共出现了1974次区域沙尘暴天气过程, 平均每年42次, 共出现了247次强沙尘暴天气过程, 平均每年5次。沙尘暴和强沙尘暴天气过程的地理分布比较一致, 有两个高发区: 一个位于南疆盆地; 另一个位于西北地区东部。沙尘暴天气过程主要发生在3~7月, 强沙尘暴天气过程集中发生在3~5月。近48a来区域沙尘暴和强沙尘暴天气过程都呈波动下降趋势, 且强沙尘暴天气过程比沙尘暴天气过程下降趋势更为剧烈。1956-1987年是沙尘暴和强沙尘暴天气过程的多发时期, 1988年后无论沙尘暴或强沙尘暴天气过程均大幅减少。2月的北极涛动指数对当年沙尘暴天气过程的发生多少具有预报意义。     

中国西北干旱区小冰期的湿度变化特征

选取中国西北干旱区11 条具有明确古湿度指示意义的气候记录, 结合冰芯、地层沉积、 湖泊沉积、树木年轮、河流阶地等各种研究资料和历史记载, 研究中国西北干旱区小冰期的湿 度变化。结果表明研究区小冰期(1400-1920 AD) 从整体而言处于相对湿润的阶段: 区内高大 山系降水处于较高时段- -西昆仑山古里雅冰芯积累量增大, 天山山间湖泊水位回升, 祁连山 敦德冰芯孢粉总浓度增加; 而盆地内流系统水量也出现了相应的变化- -塔里木盆地克里雅 河和塔里木河流量增大, 准噶尔盆地艾比湖水位上升, 巴丹吉林沙漠地下水补给量上升, 居延 海入湖水量增大, 湖面扩展, 青海湖盆地降水增加, 有效湿度增大, 苏干湖水体盐度降低, 入湖 水量/ 蒸发量之比升高。同时, 较高分辨率的湿度资料显示, 研究区东-南边缘地带在小冰期 内部存在次一级的干湿波动, 两个湿度较高的时期出现在16 世纪和18 世纪, 分别与小冰期内 部的两个相对温暖时期有很好的对应。中国西北相对湿润的小冰期主要是西风带强度增加和 位置南移造成该区域降水增多和全球性普遍降温导致有效湿度增大两个因素共同作用的结果, 研究区边缘地带小冰期内部冷干暖湿的配置则主要体现了夏季风的影响。     

西北干旱区持续发展的思考

本文针对西北干旱区的经济、社会和生态系统的运行现状、特点及其存在问题，认为改善生态环境和促进经济增长是其当前其域持续发展的重点子目标。     

1960~2010年西北干旱区极端降水特征研究

基于中国西北干旱区1960~2010 年70个台站逐日降水资料,采用欧盟组织(STARDEX)定义的降水极值指数,分析结果表明: ① 研究区近51 a来强降水发生频次、湿期平均长度表现出增多和增长趋势,干日数和干期平均长度表现出减少和变短趋势; ② 单次强水的强度在增加,表现为：湿日数减少,而降水的总量却显著增加。③ 湿日数减少主要是0~6 mm强度的降水日数减少,12~24 mm强度的降水日数显著增加,后者对降水总量的增加贡献较大。④ 绝大部分站点强降水（>12 mm）的雨日（量）都以上升趋势为主,表现为下降趋势的站点极少。     

大巴山区地层中氟的分布规律

对大巴山区内主要分布的早古生代地层中氟的分布规律进行了研究,结果表明:大巴山区地史时期形成的各单元地层岩石中普遍富氟。下寒武统鲁家坪组碳质板岩、黑色页岩、磷块岩中平均氟含量普遍超过800mg/kg,下志留统大贵坪组碳板岩氟含量也明显较高(1500mg/kg以上),这些地层分布区是大巴山区的氟富集区;奥陶系、中志留统及下志留统除大贵坪组外的各组地层氟含量也一般高于地壳平均含氟量;而震旦系、下寒武统箭竹坝组及中上寒武统地层氟含量一般低于500mg/kg,是大巴山区的相对低氟区。大巴山区早古生代石煤中氟含量普遍高于中国腐植煤的平均含氟量,其中紫阳蒿坪下志留统大贵坪组的石煤氟含量最高;其次是下寒武统石煤;中、上寒武统及奥陶系石煤含氟量最低。     

世界干旱区的分布

1991年6月,联合国环境规划署在内罗毕举行的“沙漠化评价与制图技术指导组第三次会议”上,首次使用了新的“沙漠化”定义。并由其下属的全球环境监测系统(GEMS),全球资源信息数据库(GRID)和沙漠化防治计划活动中心(DC/PAC)向大会提交了一份世界干旱区分布图。该图分别以东安格利亚(East Anglia)大学提供的1951—1980年气候资料系统和《当代世界地图集》(1985)作为划分干旱区和定界的依据。该图将在《世界沙漠化主要指标地图集》     

西北干旱区脆弱景观的生态整治对策

西北干旱区是中国景观脆弱性程度较高的地区，本文从自然背影和社会背影两个方面探讨了西北干旱区景观脆弱性的成因，并试图寻求景观整治的合理对策。研究结果表明，人类开发活动中的某些失误，包括对干旱区景观自然的规律性认识不足，绿洲开发有较大的不合理性；开发工作缺乏区域尺度的协调；荒漠景观破坏严重等     

历史时期西北干旱区生态环境演变规律和驱动力

生态环境演变的基本规律是：山前地带引水增加,人工绿洲扩大,生态环境改善,但盐渍化发展;河流中下游水量减少。古代绿洲衰亡。荒漠化扩大,生态环境恶化。景观格局的变化规律是：“两扩大。四缩小”。即在沙漠与绿洲同时扩大的情况下,而处于两者之间的自然水域、林地、草地和野生动物种群减少。引起生态环境变化的驱动力,主要是社会经济发展改变了水资源的地域分配。同时与气候波动、河流改道、风沙活跃等自然因素有关。     

基于GIS西北干旱区荒漠化危险度的研究

研究区为我国西北干旱区,在行政区划上包括新疆、甘肃、青海、内蒙古、宁夏和陕西6个省、自治区,涉及西北6省的213个县、市、旗,其面积约占西北六省的71．8％．采用的数据包括气象数据、各类环境统计数据、社会、经济人口数据、1：400万的基础地理数据及NDVI数据。在吸取前人研究成果的基础上,结合研究区的实际情况,确定了影响西北干旱区土地荒漠化危险度的评价指标体系。根据这一评价体系,建立了荒漠化危险度综合评价模型,从自然气候条件、内在危险性、土地现状和社会经济活动四个方面对研究区土地荒漠化危险度进行了评价。结果表明,整个研究区荒漠化程度较为严重——研究区内以中度荒漠化、荒漠和轻度荒漠化为主,其中轻度和中度荒漠化在研究区内均有广泛分布：重度和极重度荒漠化主要分布在荒漠的周围：潜在荒漠化主要分布在阿尔泰山、天山等高大山系的山麓以及内陆河流域流经的地方。     

西北干旱半干旱区湿地特征与保护

西北干旱半干旱区湿地包括自然湿地和人工湿地两大类型。在干旱半干旱环境背景控制下发育的湿地具有独特的特点。由于自然与人为因素影响相互叠加,使得湿地退化过程加速和复杂化,表现为湿地面积减小,湿地咸化、沙漠化、盐碱化,湿地生态系统受损,生态调节功能降低。针对目前湿地退化现状,加强我国干旱半干旱地区湿地的保护、恢复及生态系统重建,已成当务之急。     

西北干旱地区水资源与生态环境保护

西北干旱地区的水资源主要是地表水。地表水具有时空分布不均、河川径流补给来源的多样性和与地下水转换频繁等许多特点。西北干旱地区的生态环境在人工绿洲内部有所改善 ,但在绿洲外 ,正在进一步恶化 ,包括土地沙漠化、冰川退缩、湖泊干涸、下游河道断流、沙尘暴频次增加、天然草地大面积退化、天然植被遭到破坏等。这些问题都需要用水来解决。当前生态环境恶化的典型事例有 3处 :塔里木河下游、黑河额济纳地区和石羊河民勤地区。     

生态用水的概念界定及其在西北干旱区实施的策略

通过对生态用水的概念进行了界定，并结合西北干旱区的实际提出了以下几点实施生态用水的策略：（1）把生态用水放在西北干旱区经济建设和区域可持续发展的战略高度优先考虑；（2）对天然植被，特别是在干草原和干旱的荒漠草原区域，通过人工降水补充其用水；（3）对人工植被，以引水灌溉为主；（4）对于绿洲，结合生产用水进行合理再分配；（5）充分发挥西北干旱区的廓道效应优势；（6）改变传统的灌溉方式，大力开展节水灌溉；（7）协调好生态用水和生产用水、生活用水之间的关系。     

西北干旱、半干旱区区域可持续发展综合评价模型研究

以西北干旱、半干旱区为研究背景,针对区域可持续发展评价问题,运用Fuzzy数学方法,建立了二级层次结构的综合评价模型。其中,一级评价模型建立在各评价因素子集上,它着眼于各评价因素子集中每一个具体的评价因素,建立隶属度矩阵以及最理想与最不理想单元,计算各区域可持续发展的隶属度。二级评价模型建立在整个评价因素集合上,它着眼于各评价因素子集,在一级评价模型评价计算的基础上,建立综合评价模型,计算各区域可持续发展的隶属度。应用该模型对三西地区某11个区域进行评价,计算出了每一个区域可持续发展的隶属度。     

西北干旱区土地荒漠化中人类活动作用及其指标选择

人类活动对环境的负效应在总体上导致以土地荒漠化急剧发展为主的生态环境质量显著下降是目前干旱区突出的矛盾。基于1994年的《联合国防治荒漠化公约》给出的土地荒漠化概念和干旱区的特点,划分土地荒漠化的自然因素和人为因素。探讨人类活动的涵义和特点,综合分析了土地荒漠化发展中人类活动因索,包括人类活动的驱动作用、人类各种活动方式的作用和人类活动的管理作用等。依据一定原则,构建出适用于干旱区人类活动对土地荒漠化作用的指标体系,该指标体系多为量化指标并可反映人类活动的动态变化,可为人类活动在土地荒漠化中作用的进一步(定量)研究提供依据。     

西北干旱区生态安全系统结构与功能的监控思路初论

基于西北干旱区生态安全系统监控的必要性,分析了西北干旱区生态安全系统监控机理,进而提出了干旱区生态安全系统结构监控与功能监控的思路与方向,旨在为西北干旱地区生态重建与经济可持续发展提供理论依据。     

Hydrological Characteristics of the Heihe River Basin in the Arid Inland Area of Northwest China

The hydrological characteristics of the Heihe River Basin in the arid inland area of northwest China were investigated.The spatial distribution of annual precipitation in the basin indicates that it decreases from east to west and from south to north,and increases with elevation by a gradient of 24.4 mm per hundred meters below 2,810 m a.s.l.,but decreases with elevation by that of 37.0 mm per hundred meters above 2,810 m a.s.l.For the last 50 years,the mountain runoff of the ba-sin has a tendency of increase.Except in the mountain area,the aridity is very high in the basin,and the aridity index ranges from 1.6 to 7.0 at the piedmont,to 9.0～20.0 in the midstream area and up to 40.0 in the downstream Ejin region.It is estimated for the last 50 years that a 1oC increment of annual temperature causes a 21.5 mm increase of evaporation in the mountain area,and the equivalent reduction of mountain runoff is 0.215×109 m3/yr at the Yingluoxia Hydrometric Sta-tion.The estimation shows also that a 1oC increment of annual temperature causes 1,842 mm increase of farmland evapotranspiration in the midstream area,an equivalent of 0.298×109 m3/yr more water consumption.The anthropogenic influence on the hydrological processes and water resources is then discussed.     

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。     

西北干旱区一次阵风锋天气过程分析

利用银川新一代天气雷达观测资料和自动站实况资料,结合本地化非静力平衡中尺度数值预报MM5模式产品,对2004年6月7日银川地区一次区域大风天气过程进行了雷达气象学和中小尺度天气学背景分析。结果表明：这次突发短时大风天气由雷暴强烈下沉气流形成阵风锋引发。阵风锋导致风速增加、气温下降、相对湿度上升。阵风锋在对流云团减弱后仍向前推进,并继续维持30 min左右。阵风锋的长度超过40 km,宽3 km,主体顶高达1 500 m。当时空气层结不稳定,有利于对流运动发展。500 hPa冷空气因重力原因下泻,并与对流垂直环流的下沉气流相结合,是导致强烈下沉气流的根本原因。阵风锋东移过程中,冷气流受下垫面加热作用增暖变性,受地表磨擦而丧失动量;到达贺兰山麓后,环境大气温度随地形升高而下降,阵风锋前后的气温达到平衡而消失。宁夏本地化非静力平衡中尺度数值预报模式对此次阵风锋过程具有较好的模拟能力。     

中国西部干旱区生态环境演变过程

根据湖沼沉积、黄土沉积和冰积等地质记录，运用地理信息系统、遥感、生态景观学等方法．从万年、千年和百年及百年以下四个时间尺度对中国西部干旱区生态环境演变过程进行研究。结果表明，全新世以来，中国西部干旱区的气候变化经历了多次的相对暖干和相对冷湿交替变化，变化历程较为复杂。早全新世、中全新世、晚全新世气候特点因地因时而异，但总体特征以干旱化为主，280～350a来，降水量有明显的减少趋势，并表现出显著的周期性。但在近半个世纪以来，中国天山地区的气候变化特征表现为气温升高，降水量增加。总的来说，从20世纪80年代以来，新疆的气候趋于好转，植被覆盖状况改善明显，山地森林、草甸、人工绿洲的面积均呈增加趋势。研究结果还表明，在一定尺度的气候背景条件下，地表的植被覆盖对调节绿洲区域气候有着积极的作用，可增加局部地区的降水。