基于时间序列植被特征的内蒙古荒漠化评价

荒漠化是中国北方干旱、半干旱地区面临的主要生态环境问题。从植被特征着手,关注其年际动态变化特征,已经成为国内外荒漠化评价的发展趋势。选取遥感反演的高时间分辨率的植被降水利用率作为评价指标,利用时间序列分析方法,评价了内蒙古自治区1999-2009 年的荒漠化发展态势,并对荒漠化逆转问题进行了初步讨论。结果表明：内蒙古自治区11 年来生态环境总体趋于改善,荒漠化发展态势并不明显。其中,鄂尔多斯高原的东部至大青山南麓、大兴安岭及燕山北部余脉是内蒙古自治区生态环境改善最为明显的地区,反映出该区的植被保护政策发挥了积极的作用;荒漠化土地空间分异特征表明,降水因子和植被恢复有着密切的联系,300mm以上降水量的地区,其植被恢复能力要明显大于降水稀少的地区;干旱、极干旱地区的荒漠界限极不稳定,对荒漠化是否逆转的判断必须在特定的时间尺度,结合当年的气候条件进行综合分析。     

近25 年三北防护林工程区土地退化及驱动力分析

以长时间序列的遥感数据NOAA/AVHRR NDVI 为基础, 利用Sen 趋势度与Mann-Kendall 分析法相结合的方式分析了三北防护林工程区1982 年到2006 年土地退化趋势,结合气候因子降雨,运用残差法模型评价了人类活动在工程区内土地退化中所起的作用。结果表明:区域内土地退化程度整体趋于减轻,即植被上升的区域大于下降的区域,13.00%的地区退化程度显著减轻,6.20%的地区退化程度显著加重。其中绝大多数省份的土地退化程度趋于减轻,尤以内蒙古、青海和新疆最为明显,只有甘肃省土地退化程度明显趋于加重。而人类活动对植被变化起显著正作用的占11.93%,显著负作用的为6.19%。这说明在干旱、半干旱区,由于降雨随时间的变化不显著,对植被变化的影响相对较为微弱,植被显著变化主要受人类活动的影响。     

近10 年陕甘宁黄土高原区植被覆盖时空变化特征

基于2000-2009 年MODIS-NDVI 植被覆盖指数, 采用线性趋势分析、Hurst 指数和偏相关系数等数理分析方法, 对陕甘宁地区“退耕还林还草”实施10a 来植被覆盖时空变化特征、影响因素及其未来变化趋势进行分析。结果表明:① 2000-2009 年陕甘宁地区植被覆盖呈现明显增加趋势0.032/10a, 远快于三北防护林工程区1982-2006 年植被覆盖平均增速0.007/10a;② 陕甘宁地区植被恢复具有阶段性, 整体呈“S”型增长, 具有两次明显的植被高恢复期;③ 陕甘宁地区植被恢复以轻微改善为主, 中度改善次之, 呈退化趋势区域比重较小(2.38%), 零星分布于宁南八县、定边东部、甘肃陇东的环县和镇原;④ 陕甘宁地区植被覆盖度逐年提高、生态环境持续改善是人类活动和气候变化共同驱动, 其中人类经济活动作用明显;⑤ 陕甘宁地区植被恢复具有一定的持续性, 未来大部分区域将持续改善, 退化区集中分布于陕北中东部、“彭阳-镇原”南部以及盐池北部。     

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。     

干旱区土地荒漠化中人类因素分析

目前干旱区突出的矛盾是,人类活动对环境的负效应在总体上已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。基于1994年“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。通过人类活动的涵义和特点的探讨,首次全面和综合地分析了土地荒漠化发展中的人类活动因素,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。依据一定的原则,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更进一步(定量)研究提供依据。     

古尔班通古特沙漠南缘荒漠化过程演变的景观格局特征分析

荒漠化过程是荒漠化研究的核心问题。以1977年MSS,1990年、2010年TM和2001年ETM+四个时期为遥感影像数据源,研究了近40 a古尔班通古特沙漠南缘荒漠化过程演变的景观格局特征。结果表明:(1)近40 a古尔班通古特沙漠南缘荒漠化过程演变经历了微弱逆转-加剧-逆转变化,荒漠化处于正逆交替动态变化中,总体上呈逆转趋势。(2)不同时期荒漠化过程演变格局特征呈波动性变化,以2001年为分水岭。近40 a来轻度和中度始终为主导作用,且有增强趋势。(3)年降水量与归一化植被指数(NDVI)相关系数达0.805,有明显正相关关系。年降水量对荒漠化具有显著作用,且其影响明显大于年均气温。(4)荒漠化过程景观格局特征对年降水量有明显响应。不同时期荒漠化过程演变中斑块密度随着降水量的增加总体呈减小趋势,年降水量达到184.4 mm,斑块密度趋于稳定,景观破碎度和景观异质性趋于稳定。随着降水的增加,轻度荒漠化类型破碎度呈逐渐减小趋势;中度荒漠化土地破碎度呈波动式变化;重度荒漠化破碎度波动下降趋势。(5)近40 a来气候变化是古尔班通古特沙漠的荒漠化与景观格局演化主要因素,但人为因素不容忽视,预示着未来干旱区荒漠化处于继续逆转趋势中。     

2000—2015年中国荒漠化土地识别和监测

荒漠化是生态退化的极端表现形式,包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱区的土地退化。快速和准确地识别中国荒漠化地区,是防范和治理荒漠化的关键。针对2000-2015年我国陆地生态系统NPP的变化趋势、稳定性和荒漠化敏感性进行了综合分析,构建了识别荒漠化土地的技术方法。结果表明：（1）近16 a以来,我国内蒙古阴山以南、新疆天山以北、西藏阿里地区、长江以南大部地区,植被净初级生产力均出现了不同程度的下降趋势,且一半以上的区域处于植被生态系统不稳定状况;在全国56.2%的国土属于荒漠化敏感区内,上述区域容易受气候、自然条件、人为干扰等影响而发生荒漠化。（2）2000年以来,我国土地荒漠化退化区域面积约20.74×10⁴ km²,占国土总面积的2.16%。主要为五大分布区域,即内蒙古高原中部的典型草原和荒漠化草原区、新疆天山-阿尔泰山山地草原区、新疆塔里木河下游的温带荒漠和绿洲区、青藏高原的阿里-昆仑山高寒荒漠区、青海省的青南山高寒草原区。（3）荒漠化进程伴随有生产力下降、植被盖度降低和地表温度不断攀升的地表关键参数演变特征,荒漠化的形成受气候影响显著,降雨的减少是造成土地荒漠化进程突出的主要因素;人类活动、不合理的种植业、畜牧业等在一定程度上对土地荒漠化起到推动作用。     

塔里木河下游荒漠生态系统退化机制分析

近几十年来,塔里木河下游河道断流,地下水水位剧烈下降,天然植被衰退,土地的沙质荒漠化问题十分严峻。通过对下游退化荒漠生态系统的脆弱性和不稳定性以及干扰体驱动力的分析,阐述了该系统退化的机制,并在此基础上,提出了退化荒漠生态系统的恢复对策。系统的内在脆弱性特征决定了其抗干扰的能力差,退化后恢复的弹性小;强烈的人为干扰体是系统退化的重要驱动力。下游荒漠生态系统的退化是系统内在特性和外在干扰体综合作用的结果。在干旱区严酷的生态环境下,荒漠生态系统的人为干扰结果值得重视。2000年5月以来的塔里木河下游生态输水,使系统的退化形式得到了一定程度的遏制,但系统的恢复是有限的。植被的恢复,必须遵循干旱区植物的生态学性质,密切结合植物发生所需的环境条件,特别是干旱区植被分布格局与地下水的关系。     

Land Use and Sandy Desertification in the North China

土地沙质荒漠化是中国北方最为严重的环境和社会经济问题之一。荒漠化过程主要受人类活动与脆弱生态环境相互作用的制约,也就是说土地利用方式与强度是影响荒漠化发展或逆转的主要因素。由于日益增大的人口压力所导致的人类影响的强化,中国北方的逐牧业交锚地带一直向北延伸,使得大面积牧场转变为农田并破坏了天然植被。其结果是土地变为易风蚀土持,荒漠化发展异常迅速。据统计,因人类活动影响所造成的荒漠化土地面积中,２５＾     

Desertification and Dune Stabilization Techniques in China

以事例为参考阐述了过去风千年中国沙漠的自然干燥和干旱化过程,介绍了人类活动,如何流中上游地区的过度一切和用水引 土地荒漠化。讨论了中国所开创的沙丘固定技术和措施。最后论述了贺兰山和腾格里沙漠地区土地退化逆转措施,并对农用土地的改良进行了评价。     

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。     

景观生态学原理在沙漠化研究中的应用

景观生态学的主要研究对象是景观的结构、功能、变化和景观规划管理,其基本原理包括:景观结构和功能原理、生物多样性原理、物种流动原理、营养再分配原理、能量流动原理、景观变化原理和景观稳定性原理等。沙漠化发生发展的过程实际上是指在自然和人为因素的作用下,生态系统结构遭受破坏、功能过程受阻和演变发生异化的过程。所以,景观生态学原理在沙漠化的研究和治理实践中有着重要的意义。本文从沙漠化与生态系统结构、功能变化、沙漠化与生物多样性、沙漠化生态系统的物质循环和能量流动以及沙漠化生态系统的稳定性等方面论述了景观生态学原理在沙漠化研究中的应用。     

干旱区沙漠化土地逆转植被的时空格局及其机制研究

在无灌溉条件下, 干旱区沙漠化土地实现逆转和植被的恢复的降水量要在160mm左右, 而方法是沙漠化土地逆转成败的关键之一。明沙嘴采取的从沙源上风向边缘开始的人工辅助措施加封育的治沙实践证明, 减少人为干预, 主要利用自然力的作用, 能达到流沙固定, 植被增加, 沙漠化土地逆转的目的。人工辅助措施加封育后植被群落在经历约20a的由简单到复杂演变的同时, 种的个数、类型、密度、空间格局等方面都发生了一系列的变化。     

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。     

2000-2015年毛乌素沙区植被覆盖度变化趋势

毛乌素沙区是中国生态安全屏障的重要组成部分,土地沙漠化严重,近年来国家和地方政府实施了一系列生态保护与建设工程。利用2000-2015年MODIS13Q1 NDVI产品、年平均气温、年降水量数据,采用回归分析方法和显著性检验,对毛乌素沙区植被覆盖度变化趋势及其对气温、降水变化的响应进行了分析研究。结果表明：（1）毛乌素沙区植被覆盖度总体由东向西呈减少趋势,大部分区域植被覆盖度在30%以下,沙地腹地依然明显存在极低植被覆盖的流沙区。（2）21世纪以来毛乌素沙区植被覆盖度总体呈增加趋势,但空间差异明显。中东部大部分地区及腹地流动沙带之间植被覆盖度呈显著、极显著增加趋势;西部西鄂尔多斯荒漠草原区植被覆盖度变化不显著;植被覆盖度变化显著或极显著减小的地区极少,呈点状零散分布。（3）毛乌素沙区植被覆盖度对气温和降水响应的敏感性存在空间差异,且存在时滞性差异。东部黄土高原过渡区和西部西鄂尔多斯荒漠草原区植被对降水和气温的响应敏感,植被覆盖度的变化与气温和降水因子呈显著相关关系;毛乌素沙地主体区植被覆盖度变化与当年总降水量和年平均气温相关性不强,但与时滞降水的相关系数显著增大,可能与毛乌素沙地土壤质地和植被类型对降水的分配与利用方式有关。     

为生态建设服务的吉林省西部景观类型研究*

在GIS技术支持下,依据有关原则,对吉林省西部景观类型进行了划分;选取地形和地貌、人类对景观的利用水平以及沙碱化程度三个指标对景观类型进行了稳定性评价。在此基础上,结合景观生态学的有关理论,采用类型重要值、嵌块体密度和平均内缘比率分析了吉林省西部各小区(东部区,中部区和西部区)内不同稳定类型的景观空间结构,提出了重建不稳定类型应以西部区为重点并要注意其内部结构的协调性、防止亚稳定类型向不稳定类型过渡也应以西部为重点、东部区的景观生态建设应注意增加其异质性等建议。     

中国南方岩溶区土地石漠化的成因与过程

中国南方岩溶区是石漠化广为发展的脆弱生态区域。南方岩溶区土地石漠化的起因既有自然因素,也有人为因素。在地质历史时期其自身环境孕育和存在着自然石漠化过程,在历史时期—现代自然石漠化过程又叠加了人为石漠化过程,人为活动加速、加剧了石漠化的发展。清朝初、中期是人为活动影响石漠化的重要转折时期,此后人为因素作用比重逐渐超过自然因素的作用比重。岩溶区土地石漠化过程是由植被退化丧失过程、土壤侵蚀过程、地表水流失过程、基岩溶蚀侵蚀过程、土地生物生产力退化过程合成的地表生态过程,其实质是形成石质荒漠的土地退化过程。     

A METROD PREDICTING RESPONSE OF SEDIMENT YIELD TO POSSIBIE CHANGE OF PRECIPITATION DUE TO GLOBAL GREENHOUSE WARMING:AN EXAMPIE FROM NORTH FRINGE OF THE LOESS PLATEAU, CHINA

Introducti0nTheclimaticchangesinducedbytheglObalgTeen-housewarndnghaveaW0eaworldwideconcerninallwalksOflife.ThestUdyofthesechangesandtheirinfluencesonnamralenvironmentasawholehasbecomeanurgentandimPOrtantsubjectwearefacing.InthisstUdy,amethodtopredictthePOssib1echangesinnOwingWaererosioncausedtysuchclimaticchang6shasbeenPutfOwtwithP0ssiblechangesofvegetationtakenintoaccount.BasedondatafromtheNingriaHuiAntonomousRtwonlocatedinthenorthemfringeoftheLoessPlateauofChina,thetendenCyOferosi…