近35 a来中国北方土地沙漠化趋势的遥感分析

 以近35 a来中国北方的5期 Landsat MSS、TM/ETM遥感数据为主要信息源,通过目视解译方法提取不同时期沙漠化土地现状数据,并进行了沙漠化发展趋势的分析。 2010年中国北方沙漠化土地达 37.59万km2,其中轻度沙漠化土地占33.80%,中度沙漠化土地占22.84%,重度沙漠化土地占22.16%,严重沙漠化土地面积占21.21%。 1975—1990年期间,沙漠化土地净增面积33 838.32 km2,增加速率为2 255.89 km2·a-1; 沙漠化程度加重面积41 662.48 km2,减轻8 383.20 km2,净加重面积33 279.28 km2。综合两者变化,沙漠化净发展速率为4 474.51 km2·a-1。1990—2000年,沙漠化土地面积净增速率为3 441.49 km2·a-1,净发展速率为5 370.06 km2·a-1。2000—2005年,沙漠化土地面积净减少速率为1 635.28 km2·a-1,净逆转速率为1 0071.02 km2·a-1。2005—2010年,净减少1 114.35 km2·a-1,净逆转7 552.21 km2·a-1。空间上沙漠化发展和逆转发生的区域主要在半干旱地区的农牧交错带。     

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。     

近50年来中国北方沙漠化土地的时空变化

中国北方在过去的近50年里,沙漠化土地以其广泛的分布和迅速发展构成了区域主要的环境和社会经济问题。遥感监测和评价结果表明,到2000年沙漠化土地已达到 38.57×104 km₂,其中潜在和轻度沙漠化土地13.93×104 km₂,中度沙漠化土地9.977×104 km₂,重度沙漠化土地7.909×104km₂,严重沙漠化土地面积 6.756×104 km₂,它们主要分布在农牧交错带及其以北的草原牧业带、半干旱雨养农业带和绿洲灌溉农业与荒漠过度带。对上世纪50年代后期、1975年、1987年和2000年沙漠化土地遥感监测结果进行对比分析显示,我国北方沙漠化土地自20世纪50年代后期以来一直处于加速发展的态势,沙漠化土地年均发展速率20世纪50年代到70年代中期为1 560 km₂,1976年到1988年提高到2 100 km₂,1988年到2000年之间达到3 600 km₂。“整体恶化,局部治理”是近50年来北方沙漠化土地的变化的基本趋势。沙漠化土地的迅速发展不仅使中国北方的生态环境面临严峻的挑战,而且将严重影响中国整个区域国民经济的发展以及人民生活水平的提高。     

近50 a以来塔里木河下游土地沙漠化影响因子分析

 塔里木河下游地区是干旱区中沙漠化进程最显著的地区之一,一直深受社会各界关注,尤其是它的成因。由于近50 a来人类不合理的水土资源和生物资源的开发利用,导致塔里木河下游大西海子水库以下363 km河道断流近30 a,地下水位由20世纪50年代的3～5 m逐年下降至2000年的8～12 m,由此而引起下游天然植被面积逐年减少。由于天然植被严重衰败,固定和半固定沙地面积也以百分之几至百分之几十的速率减小,林间沙地活化,沙漠化面积逐年增加,沙漠化程度也在不断增强,塔里木河下游地区1958年沙漠化面积仅占土地总面积的12%,到2000年沙漠化土地面积超过90%,使本来就处于干旱环境中的塔里木河下游朝着更加干旱的方向急剧发展。在塔里木河下游这一特定区域,从近50 a来研究区域平均气温和降水资料来看,降水和气温有波动性变化,但毕竟较小;现代气候条件和变化的幅度不足以造成环境大的改变,不足以造成沙漠的大幅度扩张或收缩,大范围的活化或固定;而同期人口急剧增加造成的压力和经济活动对环境的强烈干扰,才是造成大范围生态环境恶化和沙漠化发生发展的主要原因。     

从若干典型地区的研究对近十余年来中国土地沙漠化演变趋势的分析

土地沙漠化是当前世界上一个重要的生态环境问题,在我国也存在着严重的土地沙漠化问题。50年代末至70年代中期,我国沙漠化土地以每年1560km~2的速度扩大。近10余年来其总的趋势仍在发展,平均每年以2100km~2的速度蔓延。目前,全国已经沙漠化了的土地面积达19.70×10~4km~2以上,其中以沙质草原农垦区和能源基地附近的情况最为严重。实例说明,沙漠化土地在采取必要的措施之后,不仅可以防止其蔓延,而且还可以重新恢复其生产潜力成为农牧业用地。     

沙漠化过程中生物量损失的初步评估——以内蒙古科尔沁地区为例

内蒙古科尔沁地区近50a来沙漠化土地经历了发展-再发展-逆转的过程,到2000年,该地区的不同类型和程度的沙漠化土地总计达50200km²,态势依然严峻。研究表明,沙漠化过程中生物量的损失主要体现在生态系统的退化中,其基本特征是伴随着生态系统的结构功能逐渐受到破坏,植被沙生化和土壤沙质化,最终导致低级的沙漠(地)生态系统的形成,生物生产量的降低。2000年度科尔沁地区旱作农田由于沙漠化过程所造成的地上生物量损失约为68.6万t,放牧草地的地上生物量损失量约为1008.2万t,总的损失量为1076.8万t。而在可以进行计算和评估的41a间,该地区由于沙漠化过程所造成的地上生物量损失量约为44148.8万t。     

近50 a坝上后山地区人畜压力与沙漠化景观界线之间的互动关系

对河北坝上内蒙古乌盟后山区解放以来农业人口、特畜头数与水花总体退化状态、退化在空间界线上互动关系的研究表明,近５０a人畜压力界线的多显示出高度的同步性,８０年代 以前向北推,以后停滞回撤,只有东部持续前移。相应地沙漠化总体退化状态普遍加重,退化景凤界线向南推进。表现在程度类型界线上,轻度化范围向南退缩,中度界线向东南推进,类型在旱作北界附近由分散分布发展为东西连绵的重度轴;反映在退化地貌类型上,农田     

近30 a龙羊峡水库周边地区沙漠化遥感监测

 在RS和GIS支持下,选取4期遥感数据,采用室内解译和野外检验修正的方法,获得龙羊峡水库周边地区不同时期土地沙漠化数据库。结果显示,在过去30 a中,龙羊峡水库周边地区土地的沙漠化在时间上经历了一般发展到正在逆转两个阶段; 2000年以后,极重度沙漠化土地和重度沙漠化土地变化最为明显,均呈现逆转趋势,其中极重度沙漠化逆转为其他类型的总面积为145.90 km2,重度沙漠化土地逆转为中度沙漠化面积为146.44 km2; 在沙漠化土地的空间分布上,过去30 a里,沙漠化土地主要集中分布在龙羊峡两岸的塔拉滩和木格滩地区; 研究区内沙漠化的逆转主要是由重度和极重度沙漠化土地转变为中度和轻度沙漠化土地。1975—1989年,研究区的降水呈增加趋势,但是由于这一时期人为因素的影响,沙漠化呈不断加剧的态势; 1989—2000年,研究区的气候趋向于暖干化,加上过度放牧等人为因素,重度和极重度沙漠化土地持续发展; 2000年以后,研究区的气候趋向于暖湿化,政府实施了一系列生态环境保护、恢复计划,沙化土地呈现逆转的态势。     

西藏“一江两河”中部流域地区土地沙漠化的成因与发展趋势

西藏“一江两河”中部流域地区是西藏自治区重要的开发和建设区，但区内沙漠化的迅速发展对其社会经济发展造成了重大危害并构成严重威胁，亟待对本区的沙漠化问题予以充分研究，通过对该区沙漠化自然因素，人为因素及其相互关系的分析，探讨了其沙漠化的成因与发展趋势，认为本区的沙漠化是缓慢的自然沙漠化过程为基础，自然与人为因子共同作用所形成的人为加速与加剧过程，是人类不合理的，强度的土地利用与脆弱的生态环境，贫乏的     

中国北方沙漠化土地的动力预测及其建议

沙漠化以其发展之快和分布之广已构成了区域的主要环境和社会经济问题。中国北方沙漠化面积已从20世纪50年代的13．7万km^2发展到2000年的38．57万km^2。年均发展速度从1560km^2增加到3436km^2。发展速率由1．26％增加到4．76％。影响沙漠化的因子很多,文章选取了人为因子、土壤质地因子、气候因子、地形因子、水文因子5个影响较大的因子,建立有关的动力模式,并对2004-2033年中国北方沙漠化土地进行了数值预测。若按目前的发展速率来预测,2033年中国北方沙漠化面积将达到185．54万km^2,人类活动和气候因子对沙漠化的不利影响强度每增加和减少10％,沙漠化面积将增加15.56万km^2和减少14．44万km^2。     

21世纪初科尔沁沙地沙漠化程度变化动态监测

基于RS与GIS技术,以2000年TM影像和2005年ETM影像为信息源,划分土地利用类型并建立目视解译标志,利用ERDAS的图像和数据处理功能,对科尔沁沙地2000年以来沙漠化程度的动态变化进行了监测。结果表明,监测期内轻度沙漠化土地面积增加635.8 km²,具有明显增加的趋势。中度、重度和严重沙漠化土地面积均减少,减少面积分别为195.0 km²、313.8 km²和145.6 km²。对于各类沙漠化土地而言,轻度沙漠化土地面积均增加,严重和重度沙漠化土地面积均减少,中度沙漠化土地在沙丘活化或流沙入侵沙漠化土地中增加,其他两类中均减少。沙漠化土地逆转过程中,轻度和重度沙漠化土地逆转较为明显;新增沙漠化土地中,中度和重度沙漠化土地所占比例较大。     

黄河源地区荒漠遥感动态监测

利用遥感和GIS的空间分析技术,以黄河源地区多期遥感数据为主要信息源,将荒漠分为沙地、戈壁、盐碱地和高寒荒漠四种类型,通过目视解译的方法提取黄河龙羊峡以上区域内的四期土地覆盖的荒漠数据,在此基础上进行了荒漠动态变化分析。研究结果表明:荒漠集中分布于研究区中西部,以高寒荒漠和沙地为主,其次是戈壁和盐碱地。近30 a来研究区内整体上荒漠先增加后减少,其中沙地的变化最为明显,尤其是1989年度以来的10 a扩张速度明显加快。     

科尔沁沙地金龟总科昆虫幼虫群落特征研究

通过对科尔沁沙地几种主要生境类型,固定沙丘、半固定沙丘、农田和沙质草甸蛴螬群落的组成和动态研究。结果表明:几种生境蛴螬群落优势种均为东方绢金龟和黄褐异丽金龟,常见种相互间有明显差别。几种生境蛴螬群落的密度、频度和种类数的大小排序为农田>固定沙地>半固定沙地,沙质草甸蛴螬群落有较高的密度和频度,但种类数相对较少。由于特殊的地理环境和气候条件,科尔沁沙地蛴螬群落季节动态呈夏季密度较高、春秋季密度较低,但年度间明显不同。而且,对于缺少人为管理的固定沙地和半固定沙地,降水成为制约蛴螬群落发生的主要因素。     

科尔沁沙地人地系统协调性分析

从分析科尔沁沙地近代景观格局的形成与变化入手,阐述了由于景观生态系统的边缘效应与不合理的人类活动相耦合,因此而引发的共振效应导致了科尔沁沙地人地系统的不稳定性。又借助环境库兹涅兹曲线(EKC)论证了该系统人地关系的协调机制。提出改变不合理的人类活动是实现科尔沁沙漠化综合防治的关键。     

科尔沁沙地公众沙漠化意识调查报告

对科尔沁沙地部分旗、县、市的公众沙漠化意识进行调查的结果表明:①81.6%的受访者知道"沙漠化"一词;②62.8%的受访者认为当地沙漠化主要是由于人类不合理的活动所造成的,其中"三滥"为主要因素;③75.7%的受访者认为目前当地土地沙漠化程度较10a前有所好转或有明显好转(1:1.07);84%的受访者认为10a后当地沙漠化治理会取得成效(根治:13.1%;大有成效:45.1%;有些成效:25.8%);④认为当地治沙措施"多"的分值为5.76(10分制,下同);⑤认为国家、地方政府、集体和个人四者在治沙事业中各自应负责任之比为15:18:10:12;77.9%的受访者认为当地政府重视治沙工作,平均重视度为7.4;94.2%的受访者表示愿意参加义务治沙劳动;70.8%的受访者愿为制止樵采而修建沼气池或使用其它替代能源;⑥受访者对当地生活的满意度为6.73,认为治理沙漠、发展经济、发展教育、改善医疗、提供社会保障5个方面的重要度分别为9.04、9.05、8.78、7.78、7.73。     

科尔沁沙地不同生境土壤氮矿化/硝化作用研究

利用顶盖埋管原位培育法测定了科尔沁沙地不同生境（丘间低地、固定、半固定、半流动和流动沙丘）土壤氮素矿化/硝化速率的月际动态及净矿化/硝化量。结果表明：①沙地土壤无机氮主要以NO^-₃-N的形式存在,各类生境土壤NH⁺₄-N平均含量比NO^-₃-N低58.2%~79.7%;②土壤氮素矿化/硝化速率随植被与土壤条件的恶化呈现递减的趋势,从丘间低地到流动沙丘,净矿化速率分别为61.0、43.4、29.1、5.3 mg·m^-2·d^-1和2.7 mg·m^-2·d^-1,净硝化速率分别为61.8、46.2、30.1、6.2 mg·m^-2·d^-1和3.4 mg·m-2·d-1;③从丘间低地到固定、半固定、半流动和流动沙丘,矿化氮总量分别减少28.8%、52.3%、91.4%和95.5%,硝化总量分别减少25.3%、51.3%、90.0%和94.5%;④不同类型生境土壤净硝化氮占净矿化氮的比例都为100%,表明沙地土壤中植物可利用氮素易于淋溶或氨挥发损失。     

科尔沁沙地土地沙漠化的历史与现状

科尔沁沙地是我国自然条件相对较好的一个沙地，有着广阔的治理前景。回顾科尔沁沙地的历史变化，认为科尔沁沙地是一个全球气候变化大趋势下由人类生产活动过度而形成的沙漠化区域，在金代至清代之间由于人为活动强度减弱，曾经发生明显的沙漠化逆转。根据全国沙漠化普查所获得的资料，研究分析了科尔沁沙地土地沙漠化现状及其特点，结合土地沙漠化发生的历史过程，讨论了这一地区沙漠化的治理策略。     

科尔沁沙地典型地区人工造林对沙漠化过程的影响

在3S技术的支持下,以奈曼旗1975年、1985年、1995年和2005年的遥感影像为信息源,分析了研究区近30 a人工造林对沙漠化过程的影响。结果表明,在持续的人工造林过程影响下,沙地面积呈现出持续减少的趋势,其中固定沙丘面积减少幅度尤为显著,面积净减量为39 545.77 hm2;沙漠化程度指数呈现出线性减少的变化趋势,自1985年以来,减少幅度尤为明显,由1985年的0.21下降到2005年的0.03;土地沙漠化正、逆过程同时存在,但逆转趋势远大于发展趋势,土地沙漠化过程总体上正处于全面逆转期;斑块数和景观形状指数均呈现出先增后减的变化趋势,斑块形状经历简单—复杂—简单的变化过程。