新疆沙尘暴源区的气候与荒漠环境变化

根据新疆地区50年来的气候变化以及人类活动的影响,阐述了新疆沙尘暴源区气候与荒漠环境变化。结果表明,新疆地区的气候由暖干向暖湿发展。自20世纪70年代中期以来,暖湿过程非常明显,特别是新疆南疆与北疆的气候变化特点和高山与盆地的气候变化差异以及湖泊水域面积的变化,都明显地反映了干旱区域气候变化的敏感性,并且也反映了新疆区域气候与中国中、东部气候变化的差异性。由于气候的波动变化和人类活动的干扰,使荒漠环境也在不同区域受到不同程度影响,尤其是干旱地区的降水、大气湿润程度和下垫面状况都直接影响着沙尘暴的发生和发展。20世纪80年代后期以来,温度的突变是造成环境恶化、灾害增多的主要原因之一,同时也反映出干旱内陆区是气候变化过程中的敏感反应区。     

中国北方地区沙漠化的现状与趋势之窥见

近30年来,我国北方地区沙漠的面积有所扩大,但扩大不多;而主要表现为固定沙丘植被遭受破坏,面积减少,半固定沙丘和流动沙丘的面积相应大大增加,沙漠化程度明显加剧。沙漠的演变趋势主要受控于未来气候的变化,随着人类活动导致的CO_2等温室效应气体浓度的增加,全球气候变暖,我国北方地区的东部大部分(除华北地区外)沙区降水可能增多,有利于沙漠化过程减缓甚至逆转;西部沙区干旱加强,将促使沙漠化的进一步发展。     

沙漠化与气候变化互馈机制研究进展

沙漠化与气候变化是当前全世界面临的两大热点问题,尤其是二者之间的互馈机制是研究的热点和难点。气候条件的恶化如持续干旱等可以引起土地的沙漠化,而沙漠化又可以通过生物地球物理互馈机制、增加沙尘气溶胶和温室气体等途径反作用于气候变化,并可能在局地形成正反馈,导致沙漠化向恶性方向发展。笔者在查阅大量文献的基础上,系统回顾了气候变化对沙漠化影响的研究历史,并从生物地球物理互馈机制、沙尘增多及温室气体增加对气候的影响三个方面概述了沙漠化对气候变化的反馈研究。在研究中存在如下瓶颈:①生物地球物理互馈机制发生的尺度;②沙尘和降水的因果关系;③数据的不一致性及数据特征的差异;④沙漠化过程中自然因素与人为因素的剥离。笔者认为:未来研究应从地球系统科学的角度出发,综合研究沙漠化与气候变化问题,并将模型研究与实地观测并重。     

古尔班通古特沙漠腹地与周边的降水特征分析

沙漠腹地的降水问题历来是研究中的难点。多数学者利用沙漠周边气象站资料或短期科学考察数据来研究新疆沙漠环境及气候变化,有些研究涉及到沙漠腹地短时降水过程及降水云系特征,但很少有人利用沙漠腹地长期的实测气象资料对其降水特征进行相关研究。根据1996-2005年古尔班通古特沙漠腹地人工气象站获取的长期连续气象资料,使用变差系数和相对差分析技术,分析沙漠腹地10 a降水量的年、季、月的分布及变化,并与同期沙漠周边地区的资料进行对比分析,结果表明:(1)古尔班通古特沙漠腹地10 a平均降水量为123.4 mm,比沙漠周边地区平均偏少32%。(2)沙漠腹地降水的年、月、季的分布与沙漠周边地区基本一致。10 a来沙漠腹地降水量总体呈增加趋势,但冬季为下降趋势,夏季呈增加趋势,其它两季变化不明显,说明夏季降水对年降水的增加贡献显著。(3)沙漠腹地年和季降水量、水汽压、相对湿度的变差系数均大于沙漠周边地区,说明沙漠腹地气象要素变率大,相对不稳定。(4)沙漠腹地10 a各月平均降水量均小于沙漠周边的同期值,其中3月降水偏少最多,降水相对差为52.3%。(5)观测资料表明10 a间沙漠腹地只出现过一次日降水量大于25 mm的降水。最长连续降水日数为8 d;最长连续无降水日数共计44 d。     

北疆西部近50 a来气候、水文变化趋势及其与北大西洋/北极涛动的关系

 根据北疆西部11个气象站点1957—2007气象资料,主要代表性河流1960—2006年流量数据以及1957—2007年NAO和AO时间序列数据,采用趋势分析,Mann-Kendall检验以及相关分析等方法,研究了北疆西部地区近50 a来气候、水文的变化趋势,分析了气候变化对径流的影响,初步探讨了NAO和AO对区域气候变化的影响。研究结果表明,近50 a来,北疆西部地区增温、增湿显著,但二者变化幅度存在季节差异。受气候变化的影响,奎屯河年径流量表现出显著增加趋势。进一步分析发现,奎屯河、四棵树河年径流量的变化主要受温度因子控制,卡琅古尔河、精河和博尔塔拉河的年径流量则主要受降水因子控制。研究表明,艾比湖水域面积同样受气候变化的影响,尤其是与年降水量增加紧密相关,二者相关系数为0.584。相关分析证实NAO和AO确实对北疆西部地区的气候变化具有显著影响。具体体现在,NAO和AO显著的影响研究区冬季温度和全年的温度变化;NAO对整个区域年降水具有显著影响。温度比降水对NAO和AO的响应更敏感。     

近2000a毛乌素沙地沙漠化及成因

历史时期毛乌素沙地发生了沙漠化现象,但对沙漠化过程及成因尚有争议。利用毛乌素沙地风成沙-古土壤沉积的测年数据建立累积频度曲线,重建了沙漠化过程;结合高分辨率气候曲线与历史人类活动记录,对近2 000 a毛乌素沙地沙漠化与气候变化、人类活动的关系进行了探讨。结果表明:风成沙-古土壤沉积的测年数据记录了毛乌素沙地在公元440—570、840—960、1525—1890年经历3个沙漠化阶段,均属于温度较低、降水较少的冷干气候,且尘暴频次高;前2次沙漠化时期人口较少,土地开垦面积较小,人类活动程度较低,冷干气候在沙漠化过程中影响显著;第3个沙漠化阶段人口总体处于高压状态,土地开垦面积不断扩大,人类活动强度的增大加剧了沙漠化程度。     

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…     

古尔班通古特沙漠及周边区域全新世环境演变研究进展

古尔班通古特沙漠作为中国最大的固定、半固定沙漠,是中国境内受西风环流影响最为明显的沙漠之一,其全新世环境演变过程及其对全球气候变化的响应和反馈,对理解该区现代地表过程与未来环境演变趋势具有重要的科学意义。古尔班通古特沙漠及周边区域全新世环境演变研究的结果明显不同,存在中晚全新世和中全新世降水/湿度变化最优期的分歧,成因机制存在季风深入内陆和西风总体控制的争议。以目前区域已发表的多载体记录为基础,通过降维和集成分析重建了该区全新世气候/湿度变化背景,梳理区域风沙沉积地层年代学时空分布,集成了该区全新世风沙活动历史,进而探讨区域风沙活动与湿度变化的耦合关系。结果表明该区早中全新世（12～6 ka）气候干旱,风沙活动强烈;中晚全新世以来湿度逐渐增加、风沙活动逐渐减弱。通过区域及半球尺度的对比分析,发现该区环境演变过程主要受西风环流的控制。     

气候变化和人类活动对我国荒漠化的可能影响

荒漠化和气候变化作为全球性的重大环境问题,科学界历来对此十分重视。我国是受荒漠化最为严重的国家之一。截止2004年,我国的荒漠化土地面积为263.62万km2,沙化土地面积173.97万km2,分别占国土总面积的27.46%和18.12%。与20世纪90年代中期至20世纪末的情况相比,荒漠化和沙化土地面积、扩展速度均出现减少和减缓的趋势,沙化土地已由90年代末每年扩展3 436 km2转变为每年减少1 283 km2。这是气候变化和人类活动综合影响的体现,也是国家加大生态工程建设力度和加大荒漠化防治投入的结果。我国未来气候变化和人类活动对荒漠化的扩展与逆转过程仍会产生影响。气候变化中的降水变化在大范围内控制着荒漠化土地的扩展与逆转过程,气候暖干化有助于荒漠化的发生与扩展,但在局部地区随着气温升高有降水增多的可能,有利于荒漠化土地的逆转。人类活动对荒漠化的影响有正反两方面的效应,特别是荒漠化地区人口增长以及对农牧产品等物质需求的增加而引起的不合理经济活动是不容忽视的。要遏止荒漠化的扩展,应采取适应与减缓气候干旱化对策,消除人为荒漠化因素,并积极整治荒漠化土地,从根本上促进荒漠化土地的逆转。     

新疆地区气候与环境变化对沙尘暴的影响研究

根据新疆地区50年来的气候变化以及人类活动的影响，阐述了新疆沙尘暴源区气候与荒漠环境变化。结果表明，新疆地区的气候由暖干向暖湿发展。自20世纪70年代中期以来，暖湿过程非常明显，特别是新疆南疆与北疆的气候变化特点和高山与盆地的气候变化差异以及湖泊其他水域面积的变化，都明显地反映了干旱区域气候变化的敏感性，并且也反映了新疆区域气候与中国中、东部气候变化的差异性。由于气候的波动和人类活动的干扰．使不同地区的荒漠环境受到不同程度影响。干旱地区的降水、大气湿度、下垫面状况等都直接影响着沙尘暴的发生和发展。沙尘暴的发生频率和强度与沙尘源区的状况及其气候与荒漠环境变化以及动力条件(即天气系统)等具有密切的关系。因此，20世纪80年代后期以来，气候变暖是造成干旱区生态环境恶化、自然灾害尤其是风沙灾害和沙尘暴增多的主要原因之一。同时，也反映出内陆干旱区是气候变化的敏感反应区。     

准噶尔盆地的气候变化与荒漠环境研究

通过对北疆及准噶尔盆地的气候变化与荒漠环境效应研究认为,该区一是受气候变化的影响,其次是受地形和人类活动的影响。在气候变化和环境效应研究中,该地区有着不可替代的区域特征和学科意义。尤其是该区域受西风环流控制和受太平洋季风的影响较少,因此具有季风气候和地中海气候的双重性。因此,该研究区荒漠环境的正逆发展过程不仅受降水和温度的重大影响,而且季节性积雪和高山雪冰融水为荒漠植物的萌发与生长提供了有效的水资源。但是,该地区的生态环境十分脆弱,人类的过度开发和扰动对其的影响也非常严重。所以,加强气候变化与环境效应的相互影响研究,保护干旱生态的平衡发展,再造秀美山川,是该地区今后研究的重要任务和发展方向。     

古尔班通古特沙漠沙垄表面的稳定性与顶部流动带的形成

古尔班通古特沙漠是我国惟一受西风气流控制的沙漠,也是我国最大的固定与半固定沙漠。个体沙垄表面的稳定程度从基部至顶部呈现明显的差异。通过分析沙丘的粒度组成、水分动态、土壤植被及生物结皮等下垫面因素的垂直变化,特别是对沙丘表面蚀积过程的实地观测和研究,探讨古尔班通古特沙漠固定、半固定沙垄表面的稳定性和顶部流动带的形成。     

Millennial-scale evolution of Hunshandake Desert and climate change during the Holocene in Inner Mongolia,northern China

The Hunshandake Desert is located at the northern edge of the East Asian monsoon region,and its natural environment is sensitive to monsoonal changes.Geologic records suggest that desert evolution corresponding to climate change had experienced several cycles in the Holocene,and the evolutionary process can be distinguished by four dominant stages according to changing trends of the environment and climate.(1) Holocene Ameliorative Period(11.0-8.7 cal ka B.P.),when the desert area gradually shrank following an approaching warm-wet climate and strengthening summer monsoon.(2) Holocene Optimum(8.7-6.0 cal ka B.P.),when the majority of moving sand dunes were stabilized and vegetation coverage quickly expanded in a suitable warm-wet climate and a strong summer monsoon.(3) Holocene Multivariate Period(6.0-3.5 cal ka B.P.),during a low-amplitude desert transformed between moving and stabilized types under alternating functions of cold-dry with warm-wet climate,and winter monsoon with summer monsoon.(4) Holocene Decay Period(since 3.5 cal ka B.P.),when the desert area tended to expand along with a weakened summer monsoon and a dry climate.     

巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠连接带沙丘移动规律北大核心CSCD

巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠分别为中国面积第二、第三大流动性沙漠,对两大沙漠连接带新月形沙丘的动态监测可以揭示该地区沙丘形成演化规律,为沙漠连接带风沙地貌发育研究提供科学支撑。通过Google Earth高清历史影像对巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠连接带的新月形沙丘带进行监测,分析了两大沙漠交界处沙丘的移动速率和形态变化。结果表明:巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠连接带沙丘移动速率范围5.88-19.55 m·a^(-1),平均移动速率10.03 m·a^(-1);移动方向范围109°-135°,平均移动方向122°。风况为沙丘移动提供动力条件,合成输沙方向与沙丘移动方向吻合。受NW、WNW方向输沙影响,新月形沙丘南翼在移动速率增加的同时长度不断伸长,显著区别于北翼。沙丘移动受控于沙丘本身形态,沙丘各形态参数(迎风坡长度、高度、宽度、周长、底面积)与移动速率呈现显著负相关关系(P<0.01)。植被覆盖以及沙丘密度的差异导致了研究区沙丘移动速率的差异。沙丘移动前后,形态参数变化具有复杂性,而沙源丰富度差异以及丘间地灌丛沙包对沙丘形态的改变,是沙丘形态变化复杂性的主要原因。两大沙漠连接带年输沙通量170-521 t·m^(-1),均值为301 t·m^(-1)。     

基于RS、GIS两大沙漠边缘带土地利用/覆盖对近十余年来气候变化的响应研究

以1986年与2000年两期TM遥感解译影像为基础,运用GIS空间分析手段,借助多个土地利用分析模型,对我国北方腾格里与毛乌素两大沙漠边缘带土地利用空间变化特点进行了分析,揭示出上世纪80年代后期至本世纪初的十余年来两大沙漠南缘带土地利用／覆盖对气候变化所做出的各具特色的响应方式。研究期内,研究区土地利用程度总体得到提高,其中东部毛乌素地区提高速度高于西部,中部宁夏部分高于两头陕西、甘肃部分。土地利用重心分布揭示出半干旱、干旱沙漠边缘带耕地与水资源分布的密切关系,同时,土地利用重心变化分析揭示山西部腾格里地区研究期内生态环境区域恶化,而东部毛乌素地区生态环境质量趋于好转。     

塔克拉玛干沙漠的流场特征与风沙活动强度的关系

近年来, 人们对于塔克拉玛干沙漠的风沙活动方向与活动强度, 以及由此而造成的沙漠化的严重程度争议较大, 特别是在沙漠的南缘和西南缘。本文利用沙漠周围气象站的风向和风速自记记录, 计算了最大可能输沙强度及其合成方向, 并结合该地区不同高度的高空流场资料, 对塔克拉玛干沙漠的风沙活动方向与活动强度进行分析研究, 结果表明: 最大可能输沙强度及其合成方向与沙丘移动方向和强度相当吻合。合成输沙强度的水平梯度是沙漠的形成、分布与演变的充分而必要的条件。特别是对高大复合型的沙丘的形成提供了有说服力的科学依据。     

2000a B.P.来毛乌素地区的沙漠化问题

对最近2000aB．P．来毛乌素地区的沙漠化研究表明，现今流沙的分布范围与气候之间“不平衡”，毛乌素沙地并非气候演变的“顶极产物”，而是在特定的自然条件下过度的人类活动使“古沙翻新”的结果，但古沙翻新的形式在不同的地貌位置有所不同。同时，萨拉乌苏组中的古风成砂并非现代流沙的唯一沙源，还有相当一部分来自黑垆土之下的古风成砂。如果未来温室效应继续导致全球变暖，毛乌素沙地不会南侵，有向北退缩的可能。     

库姆塔格沙漠形成演化与区域新构造运动关系研究

库姆塔格沙漠位于塔里木板块东部的阿尔金山北麓地带,受青藏高原新构造运动强烈隆升和贯穿本区的阿尔金断裂系发生左旋走滑变动的影响,构筑了南高北低的地质构造变为盆山格局。通过现今的断裂左旋走滑、多风向吹扬及南侧高山洪水及泥石流侵蚀地形共同作用表现出帚状弧形展布。风沙地貌特征表现为由东北向西南分异明显、沙丘类型复杂、形态独特,主要以羽毛状沙丘、金字塔沙丘著称。