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。     

我国沙漠化研究的若干问题--4.沙漠化的防治战略与途径

沙漠化是干旱、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。目前我国沙漠化防治仍然面临着“局部治理,整体恶化”的严峻态势。为了使沙漠化防治更加有效,需要我们以自然与人为因素及其相互作用为主线,对沙漠化的成因、发展或逆转过程、沙漠化土地时空分布特征及其变化等关键问题有进一步的认识,进而明确沙漠化防治的战略和途径。根据我们的研究和总结,提出了我国沙漠化防治的战略、指导方针、基本原则和途径。     

中国北方地区沙漠化造成经济损失的货币评价

沙漠化是我国北方地区土地退化的主要表现形式。对北方10省区沙漠化造成经济损失的货币评价结果表明:①2005年我国北方10省区沙漠化造成的经济损失高达487.92亿元,其中以内蒙古自治区最为严重, 占10省区总额的53.7％,内蒙古是我国北方沙漠化的重点治理地区。②北方10省区沙漠化造成的经济损失主要是土地废弃损失,土地废弃损失又以草地生态损失为主。沙漠化损失占10省区第一产业产值的9.6％,其中,内蒙古的沙漠化损失占第一产业产值的44.5％,青海占23.2％,可见部分地区的农业发展在相当程度上是以沙漠化和环境生态退化为代价换来的。③沙漠化导致土地生产力衰退,加剧了贫困。北方10省区沙漠化损失的人均负荷值为140元\5人^-1,其中,内蒙古的人均负荷值为812元\5人^-1,占农村人均纯收入的27.2％,青海的人均负荷值为222元\5人^-1,占农村人均纯收入10.3％。④沙漠化通过沙尘移动对下风向地区的环境质量带来了影响。沙尘暴源地对下风向地区带来的损失为50.66亿元,占沙尘暴损失的65.7％,占沙漠化经济损失总额约10％。按照谁受益谁负担的成本分摊原则,沙漠化治理投入应由当地和下风向地区共同承担,下风向地区可通过生态补偿的形式承担约10％的沙漠化治理投入。⑤沙漠化治理的投入产出存在较大区域差异,内蒙古、甘肃等重点地区的沙漠化治理投入不及沙漠化损失,亟需加大治理力度。     

中国沙漠化形成问题的分析研究

本文通过对中国沙漠化形成问题的分析和研究，认为人为因素是我国沙漠化形成的主导因素，其主要表现在土地资源和植物资源的利用问题下，单纯追求经济效益而导致生态效益的低下，从而引起生态环境的恶化，致使土地的生产力退化并发生沙漠化。因此，在干旱半干旱地区控制人为过度经济活动是保护地表植被，防治沙漠化的基本途径。     

中国北方沙漠化过程及其防治研究的新进展

国家973项目“中国北方沙漠化过程及其防治研究”（G2000048700）恢复了过去2 ka来我国北方沙漠化过程、演变、格局和驱动机制;揭示了土壤风蚀和沙尘起动的物理机制,确定了土壤风蚀容忍量、定量评价体系,风沙电场形成机理、分布规律和影响;确定了主要沙尘源区、沙尘暴移动规律和形成机制,建立了沙尘暴监测、预报预警方法和系统;研究了土壤碳、氮衰减规律及其对沙区植被的影响,揭示了沙漠化过程中植物的受损过程、适应对策和植被恢复机理,阐明了我国近50 a沙漠化的过程、成因、现状及其发展趋势,定量给出沙漠化空间变化态势,提出了重点地区防治沙漠化、社会经济与环境协调发展的模式和对策。为国家防沙治沙和干旱地区生态环境和社会经济可持续发展战略决策提供了科学依据。发展和完善了中国沙漠与沙漠化科学。     

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。     

阿拉善高原沙漠化土地防治区划与治理对策

中国深受沙漠化危害,沙漠化土地防治区划是沙漠化研究和防治的重要措施。阿拉善高原地处亚洲干旱荒漠区,是中国北方沙漠化过程发生发展较为典型的区域。随着气候变化、区域社会经济发展和国家生态文明建设多项工程的实施,阿拉善高原土地沙漠化也发生了显著的变化。根据阿拉善高原沙漠化、土地利用变化、产业发展的过程和现状,我们认为区域沙漠化土地治理重点主要包括6个方面：重点生态功能保护区、三大沙漠交汇扩展治理区、荒漠植被保护与恢复区、人工绿洲生态建设稳定区、线性交通基础设施和片状工矿综合治理区及乌兰布和沙产业示范区。在此基础上,将阿拉善高原划分为3个荒漠化土地防治亚区和12个治理小区,并提出相应的沙漠化防治措施和治理对策。     

基于栅格累加法的塔里木盆地沙漠化分析

土地沙漠化是当今全球最严峻的环境问题之一,也是我国西北干旱区面临的主要生态环境问题。开展土地沙漠化动态研究有助于沙漠化灾害防治与国土资源空间开发。以2000-2018年MODIS-NDVI 1 km月数据为基础,运用栅格累加法与转移矩阵法对塔里木盆地土地沙漠化的变化速率、空间特征及其成因进行探索分析,结果表明:(1)土地沙漠化是一个具有年际波动和累积效应的动态变化过程;(2)栅格累加法具有较强的连续动态分析能力,能准确分析土地沙漠化变化速率、演变趋势、变化的空间特征,可以定量分析土地沙漠化原因;(3)塔里木盆地沙漠化退化主要是草地的退化,沙漠化改善则主要是林地和耕地的改善;(4)2000-2018年,塔里木盆地土地沙漠化整体呈极重度沙漠化逐级向非沙漠化变化的改善趋势,转移路径为:极重度沙漠化→重度沙漠化→中度沙漠化→轻度沙漠化→非沙漠化,改善区主要分布在绿洲区,恶化区主要在塔里木河中游与车尔臣河下游,土地沙漠化成因主要为人类活动。此文研究方法为土地沙漠化动态监测提供了一种新思路,其研究结果可为塔里木盆地国土资源开发和沙漠化治理提供理论依据。     

我国沙漠化研究的若干问题——2.沙漠化的研究内容

我国开展沙漠化的研究与防治已有半个世纪,但沙漠化土地一直在加速扩展,目前仍然处于"局部治理,整体恶化"的严峻态势,其重要的原因之一,就是未能在认识沙漠化关键科学问题的基础上,建立比较完善的沙漠化科学的基本理论体系来指导防治实践。沙漠化过程研究与防治实践中许多科学问题的解决,是需要以沙漠化科学为主的多学科交叉与综合集成的研究。作者就我国沙漠化学科的主要研究内容开展讨论,认为沙漠化研究应以人-地关系为主线,在时间序列上,将沙漠化环境背景的形成演化、沙漠化与沙尘暴的现代过程及其在全球变化格局下的发展趋势的研究系统化,以揭示沙漠化的形成与演变;在空间结构上,将沙漠化地区的生态环境退化过程与区外乃至全球的大气环流格局视为统一的环境动力系统进行研究,以揭示沙漠化与沙尘暴的空间分异及其对环境和社会经济的影响。通过定量认识人类活动和自然因素影响下研究沙漠化的演变规律及其调控的理论依据和技术途径,为沙漠化防治提供科学基础。据此,提出沙漠化的主要研究内容为:沙漠化过程的自然与人文背景研究、沙漠化(沙尘暴)动力学过程及其调控、沙漠化的生物学过程与植被恢复重建机理和沙漠化综合防治战略与模式。     

中国北方典型沙漠化地区沙漠化的对比研究

选择了中国北方极端干旱、干旱和半干旱三个地带的沙漠化典型地区, 即, 新疆塔里木河下游阿拉干、内蒙阿拉善盟吉兰泰和河北省丰宁县坝上等地区进行对比研究, 以阐明不同地带沙漠化过程的成因、发展趋势及其防治措施, 并探索建立预测沙漠化发展趋势的数学模式。     

科尔沁地区现代沙漠化过程的驱动因素分析

基于近50a科尔沁地区沙漠化土地发展-再发展-逆转的时空变化的研究结果, 以气候波动和人类活动变化作为主驱动因子, 探讨现代沙漠化过程的驱动因素的作用。近40多年气候的波动在一定程度上直接地通过不同时期的降水-温度组合影响着沙漠化的进程, 间接地通过人类对气候波动的响应而产生的经济活动来加速沙漠化的进程。尽管科尔沁地区的气候驱动因子呈现出有利于沙漠化发展过程的趋势, 但在近10多年来, 这种驱动力的作用被有利于沙漠化逆转过程的驱动力所抵消。人类活动是研究区沙漠化过程中更加活跃的驱动因子, 体现在土地利用方式的转变和强度的增加, 以及由此而产生的对自然植被群落毁灭性的破坏而加速了沙漠化的进程。以土壤风蚀为例, 这种加速可以是自然条件下的4~10倍; 随着沙漠化程度的加剧, 所产生的在土壤养分、生物多样性和生物生产量等方面退化的加速也与自然条件下的情况相差3~10倍以上。同样是人类活动, 在合理的土地利用、采取各种沙漠化防治措施的情况下, 又可使沙漠化过程逆转。从这一点上来说, 人为驱动因素应是起绝对主导作用的。     

浑善达克沙地的土地沙漠化过程研究

借助TM/ETM＋影像和GIS平台,采用实地考察与野外实验和室内分析整理相结合的办法,对浑善达克沙地土地沙漠化过程进行了初步研究。结果表明,过去50 a来,浑善达克沙地经历了强烈的沙漠化发展。位于沙地中部正蓝旗的沙漠化土地从1987年的5 593.8 km²发展到2000年的6 015.3 km²,发展速率为32.4 km²·a^-1。2000年紧急启动的风沙源治理工程,一定程度改善了当地沙漠化发展态势,2005年正蓝旗共有沙漠化土地5 950.4 km²,有约330.7 km²的严重沙漠化土地得到了控制和逆转。其他大部分沙漠化土地虽有不同程度改善,但5 a的时间里尚未发生质的变化。沙漠化过程是原生植被逐步被沙生植被和沙生先锋植被取代的过程;同时也是土壤粗化、贫瘠化和空间重新分布过程。随着土地沙漠化程度的加剧,起沙风速降低,输沙强度增大,沙地近地表表现出相对高风能环境。沙漠化过程以固定沙丘活化为主,主要有发育“马蹄形”风蚀洼地、“鱼钩”型沙丘和“串珠状”风蚀槽三种沙丘活化形式,最终导致景观支离破碎、不少地区出现了流沙连片的现象。同时,农田开垦引起土壤风蚀的危险,也不容忽视。     

Progress in sandy desertification research of China

Desertification is one of the most serious environmental and socio-economic problems facing the world today. Because the rapid expansion of desertification has resulted in serious environmental deterioration, economic loss, locally unsteadiness political situation and social upheaval, it has become a hot-spot issue of worldwide concern. During the late 1960s and early 1970s, as the catastrophic drought in the west Africa greatly accelerated the development of desertification, the desertificati…     

Progress in sandy desertification researchof China

Sandy desertification is land degradation characterized by wind erosion mainly resulted from the excessive human activities in arid, semiarid and part of sub-humid regions in northern China. The research on sandy desertification has experienced more than 5 decades of arduous course of the struggle along with the establishment and development of China's desert science. Researches in this field have made a great contribution to the national economic construction, and environmental protection. This paper focuses on presenting the major progress and achievements in the sandy desertification research during the last 50 years, including the stages of study on sandy desertification, background environment of sandy desertification and its changes, the conception, causes, process, monitoring and assessment of sandy desertification, the vegetation succession, landscape ecology, plant physiology, impacts on ecosystem, high-effective use of water and land resources and sustainable development in sandy desertified regions, sandy desertification control models and techniques etc.     

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。     

中国沙漠化研究进展

Sandy desertification is land degradation characterized by wind erosion mainly resulted from the excessive human activities in arid, semiarid and part of sub-humid regions in northern China. The research on sandy desertification has experienced more than 5 decades of arduous course of the struggle along with the establishment and development of China‘s desert science. Researches in this field have made a great contribution to the national economic construction, and environmental protection. This paper focuses on presenting the major progress and achievements in the sandy desertification research during the last 50 years, including the stages of study on sandy desertification,background environment of sandy desertification and its changes, the conception, causes, process,monitoring and assessment of sandy desertification, the vegetation succession, landscape ecology, plant physiology, impacts on ecosystem, high-effective use of water and land resources and sustainable development in sandy desertified regions, sandy desertification control models and techniques etc.     

青海湖滨土地沙漠化驱动机制

在自然因素和不合理人为活动的影响下,青海湖流域及其周边地区正面临土地沙漠化、湿地萎缩、草场退化、水土流失等严重的生态环境问题。本文分析了青海湖滨土地沙漠化现状及其驱动因素。结果表明:青海湖滨广泛分布的古风沙沉积物是现代沙漠化的沙物质来源,现代流动沙丘的粒度特征与古风成沙丘粒度极为相似,两者的继承与改造关系极为明显。草皮层及其下的粉沙土层是古沙丘的保护层。保护层的机械破坏,使下伏松散的古风沙沉积物暴露,是形成沙漠化的关键一步。随后在风蚀、雨水冲刷及其他因素的共同作用下,松散的古风沙沉积物被侵蚀,引起草皮层坍塌,导致古沙丘活化,风沙活动加剧,形成风沙沉积。流水侵蚀和地层沉陷是导致草皮层机械破坏的主要因素。青海湖水位下降,河流沉积,风沙入湖,都可使沙地面积增加,但仅限于湖边局部地方。     

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。