荒漠化与气候变化间反馈机制研究进展

荒漠化和气候变化是全球关注的重大环境问题,两者间的反馈机制是目前科学研究的热点之一。从荒漠化与气候变化间的反馈机制和荒漠化及其防治对碳源／汇的影响两方面对其研究进展进行了评述。以往的研究表明,荒漠化对区域乃至全球气候变化的影响主要通过荒漠化过程中植被覆盖降低一地表反射率提高和(或)土壤含水量降低-降雨量降低-植被覆盖降低这样一个正反馈机制(荒漠化生物地球物理模型“Charney假说”及其衍生理论)来实现的,此外大气中悬浮的沙尘具有明显抑制降雨的作用,土地荒漠化所导致的沙尘暴频发及其影响范围之大也将对全球气候变化产生显著影响。气候变化对荒漠化的影响则表现在对荒漠化的范围、发展速度和强度以及潜在危险性及干旱生态系统的结构、功能及生产力的影响上。同时作为全球重要的碳贮存地,干旱区的变化从一定程度上影响到大气中CO2的收支．据估算全球荒漠化所导致的碳损失总量为18～28Pg C,其中中国近40a来因土地沙质荒漠化导致的CO2净释放量为91Mt C,如果UNEP建议的退化土地治理措施得以实施,每年可固定37Pg的碳,约占CO2年排放量的15％．其投入低于一些限制CO2排放的措施,因此具有很大的吸引力。从目前的研究进展来看,大多数研究尚处于定性描述阶段,虽然有一些量化的尝试,但多停留在低精度的外推或估算上,因此今后有关荒漠化与气候变化间反馈机制研究的重点应放在：(1)量化气候变化过程对干旱生态系统弹性、生物多样性、生物生产力和总体健康的影响。(2)模拟荒漠化发生发展对区域和全球的气候变化影响,(3)评价荒漠化防治对气候变化的可能影响及其程度,特别是一些大范围的生态建设工程在防治土地荒漠化方面的作用及其对气候变化的可能影响。简言之,从科学和政策的角度来看弄清荒漠化与气候变化间的反馈机制不仅有利于区域和全球尺度荒漠化防治的开展,而且也将为国际气候变化框架条约中相关部分的协商及谈判提供依据。     

科尔沁沙质荒漠化评价遥感信息模型

采用遥感信息模型对科尔沁沙地奈曼旗荒漠化主要评价因子（植被盖度、生物量和土壤含水率）进行定量反演;利用线形混合光谱分析（SMA）模型计算裸沙占地百分比.通过每个像元可获取全部评价因子的指标值.在现有荒漠化评价方法的基础上,建立以像元为单位的荒漠化程度评价的定量化遥感信息模型,并输出荒漠化程度分布图.选取了60个样点进行评价模型的精度验证,被正确评价的点数为55个.结果表明,该模型对研究区域荒漠化程度进行定量评价,其精度可达91.7%,说明利用遥感信息模型评价土地荒漠化的方法具有较高的科学性.     

荒漠化地区生物结皮的研究进展

防沙、治沙和固沙一直以来是荒漠化生态环境建设的热点问题。作者从生物结皮对荒漠化地区生态环境的影响,以及在生态系统演替中起到的重要作用等方面进行了综述,指出了地衣在生物结皮中所占有的重要地位,展望了生物结皮研究与应用的前景。     

荒漠与荒漠化

在讨论“荒漠”与“沙漠”概念之基础上,通过熟悉联合国《防治荒漠化公约》对“荒漠化(desertification)”的定义．了解我国专家强调“沙漠化”的缘由,认识荒漠化是当今世界最关注的环境-社会经济问题之一。我国是《防治荒漠化公约》的签约国,实施“西部大开发”战略,必须重视生态环境建设中荒漠化的防治问题,尤其是沙漠化和沙尘暴的防治工作。     

景观生态学在荒漠化监测与评价中应用的初步研究——以青海沙珠玉城区为例

以青海沙珠玉地区为例对景观生态学在荒漠化监测与评价中的应用进行了初步研究,并主要分析了多样性、优势度和均匀度以及马尔科夫转移矩阵模型等指标和方法在荒漠化监测与评价中应用的景观生态学意义。     

生态输水前后台特玛湖生态环境变化探究分析

自上世纪 60 年代以来, 由于塔里木河上中游水资源的不合理开发利用, 导致河流下游及台特玛湖干涸, 干涸的湖底荒漠化快速发展。生态输水后, 湖泊面积恢复并扩大, 生态环境改善, 荒漠化逆转。根据对研究区域多次实地考察、结合前人研究的成果资料、借助GIS(Geographic Information System)和 RS(Remote Sensing)技术对1990-2018年台特玛湖湖区水域面积变化及其对生态环境的影响进行了分析。结果表明: 生态输水后台特玛湖水域面积明显扩大, 生态环境明显改善。深入分析引起台特玛湖区域生态环境变化的原因并进行敏感性评价, 最终提出科学合理的台特玛湖区域生态环境综合治理方案, 为塔里木河下游环境保护管理决策提供科学依据和技术支撑。     

生物土壤结皮——荒漠化地区研究的热点问题

生物土壤结皮在荒漠化地区广为分布。从结皮的概念、结皮对生态系统和景观变化的影响（包括水文循环、土壤侵蚀、土壤养分循环、维管植物的萌发和生长、动物多样性、景观异质性以及生态系统和景观变化监测和评价等）以及生物土壤结皮对干扰的反应及其恢复机理等方面详细地论述了生物结皮在荒漠化发生发展及其防治中所起的重要作用,并提出了今后生物土壤结皮研究的方向和着眼点。     

区域生态风险评价研究进展

生态风险评价是一种重要的生态环境管理手段。从区域尺度着手,分析生态系统所遭受的风险,对加强生态系统管理、区域生态安全具有重要的现实意义。本文在回顾国内外区域生态风险评价概念内涵、主要内容及其发展历程的基础上,对当前研究区域、研究尺度、研究模型和研究的不确定性分析等关键性问题做了较为系统的探讨,并就其未来研究方向进行了展望。     

旱地、荒漠和荒漠化:探寻恢复之路——第三届国际荒漠化会议述评

2010年11月在以色列召开了第三届荒漠化国际学术研讨会,会议的主题是"旱地、荒漠和荒漠化:探寻恢复之路"。会议设20个专题,可以归纳为8个科学问题,表现出了多学科性、地域广泛性及多尺度性、关注社会人文机制等突出特点。以色列在荒漠化防治、生态恢复与区域发展方面的辉煌成就以及本次会议所反映的国际前沿和趋势对中国有着重要启示:(1)加强技术研发和推广,提高干旱、半干旱区人口的可持续生计与能力建设是中国防治土地生态退化和荒漠化的关键所在;(2)在土地生态退化和恢复的研究和实践中必须重视社会人文因素的作用;(3)深化中国干旱、半干旱区全球变化响应与适应的研究,推动荒漠化防治、生态保护与恢复、全球变化方面的国际合作是一项非常紧迫的战略任务。     

景观生态学在荒漠化监测与评价中应用的初步研究——以青海沙珠玉地区为例

以青海沙珠玉地区为例对景观生态学在荒漠化监测与评价中的应用进行了初步研究,并主要分析了多样性、优势度和均匀度以及马尔科夫转移矩阵模型等指标和方法在荒漠化监测与评价中应用的景观生态学意义。     

西南岩溶山地石漠化及生态恢复研究展望

本文总结了 2 0世纪 90年代以来西南岩溶山地脆弱生态理论研究和生态重建实践方面的进展 ,从科学研究动态和生态环境退化以及恢复研究的现实需要两方面论述了西南岩溶山地石漠化与生态恢复研究的若干核心 :植被过程研究、生态水文过程研究、景观过程研究、西南岩溶山地区域环境评估、预测与生态恢复研究。     

基于社会-生态系统的沙漠化逆转过程脆弱性评价指标体系

土地沙漠化是当今世界最为严峻的生态环境问题之一。沙漠化逆转作为其反向转化过程,存在一定的脆弱性和不稳定性,即沙漠化逆转趋势减弱或反向发展的倾向。社会-生态系统理念是当今世界生态系统分析的新思路,从该视角界定沙漠化逆转过程的脆弱性概念,选取Driving-Pressure-Status-Impact-Response(DPSIR)分析框架,以农牧交错带典型沙漠化逆转区宁夏盐池县为案例,针对沙漠化逆转的因果联系和过程特点,构建一套涵盖气候湿润指数、生态治理指数、沙地所占比例在内的4层、5要素、41指标的评价体系,进而探讨驱动力、压力、状态、影响、响应5项要素间的逻辑因果关系及其脆弱性定量化计算方法,以期科学评估沙漠化逆转过程的脆弱性,为该类型区沙漠化问题的进一步治理和调控提供科学依据。     

不同荒漠化阶段植被生态特征对土壤环境因子的响应——以民勤荒漠绿洲过渡带为例

荒漠绿洲过渡带是荒漠化和绿洲化两种地理过程共同影响的生态交错区,是恢复生态学重点关注的区域。利用第五次全国荒漠化和沙化监测数据,采用方差分析和冗余分析,研究了民勤荒漠绿洲过渡带4种不同荒漠化发展阶段的植被生态特征和土壤环境因子的变化规律与相互关系。结果表明:(1)随着荒漠化的发展,土壤环境因子中,除有效土层厚度逐渐变浅外,风蚀痕迹占地率、表土砾石含量、盐碱斑占地率和坡度均呈现增加的动态趋势;植被因子中,除优势种盖度与植被总盖度的比值逐步增加,物种丰富度、优势种多度等其他指标均表现出明显的下降特征;(2)土壤环境因子中,有效土层厚度在4种荒漠化阶段对植被生态特征的影响程度达显著水平(P0.05),风蚀痕迹占地率在轻度、中度和重度阶段是植被生态特征变化的主导驱动因子。其他因子在多数荒漠化阶段与植被生态特征相关性不显著;(3)相比其他荒漠化阶段,中度阶段中植被生态特征对土壤环境因子的响应更加敏感,应是荒漠化防治重点关注的阶段。     

中国西南地区石漠化敏感性评价及其空间分析

石漠化是我国西南地区最为严重的生态环境问题之一,识别发生石漠化敏感区域,为岩溶地区石漠化防治提供科学依据显得十分必要。总体分析了目前中国石漠化和有关生态环境研究的资料,将石漠化敏感性影响因子归结为岩性、降水、坡度和植被等4项,并确定了各因素对石漠化敏感性影响等级,综合评价了我国西南五省(市)(包括黔、滇、贵、川、渝)石漠化敏感性及其空间分布格局。结果表明,敏感性评价结果基本反映石漠化现状,石漠化敏感区集中分布在贵州西部、南部,广西西部、东部以及云南东部等地。四川、重庆等地石漠化危害相对较小。     

基于RS和GIS的玛曲高原土地沙漠化时空演变研究

基于RS和GIS空间分析技术,以玛曲高原多期Landsat遥感数据为主要信息源,监测分析了1977—2014年玛曲高原沙漠化土地的时空演变规律。结果表明:近40年来玛曲高原的土地沙漠化经历了迅速发展—缓慢发展—急速逆转—缓慢逆转—快速逆转的变化过程。1977—1995年玛曲高原沙漠化处于快速扩张阶段,年均扩张速率为3.01%;1995—2014年沙漠化扩张趋势出现逆转,年均逆转速率为4.14%。沙漠化土地的发展和逆转区域主要分布在东北部欧拉秀玛乡和尼玛乡黄河沿岸、东南部采日玛乡和曼日玛乡沼泽区、西南部齐哈玛乡和中部阿万仓乡黄河支流两岸。玛曲高原沙漠化土地的发展和逆转过程并非逐级递增或递减,而是在15—20年内交替出现,不同等级沙漠化土地之间的转移也存在明显的跃变。从整体来看,玛曲高原土地沙漠化呈现逆转趋势,区域生态环境得到明显改善。     

西南喀斯特典型石漠化生态系统土壤养分生态化学计量特征及其影响因素

喀斯特石漠化生态系统土壤养分元素生态化学计量特征及其对环境变异的生态响应是喀斯特退化森林生态系统恢复重建必需明确的关键科学问题。为探明喀斯特石漠化土壤C、N、P、K养分元素生态化学计量特征,探讨其对环境因子的响应,对西南喀斯特3个典型石漠化调查点(贵州毕节鸭池、清镇红枫湖和关岭-贞丰花江) 90个样方土壤及环境因子调查取样,研究了其土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)及全钾(K)的化学计量特征及其影响因素。结果表明:西南喀斯特典型石漠化生态系统土壤C、N、P、K平均含量分别为45.61、2.54、0.79 g/kg和3.33 g/kg,计量比C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K平均值分别为19.56、65.07、23.65、3.45、1.32和0.39。4个土壤养分元素中,K元素表现明显高于其他元素的波动性。土壤养分含量及化学计量比在不同调查点、石漠化等级及植被覆盖率环境均有显著差异。无石漠化环境土壤养分C、N、P含量显著大于潜在、轻度、中度和强度石漠化,而强度石漠化环境土壤养分K含量却显著高于其他等级石漠化。土壤养分含量之间及其与化学计量比之间多具有显著的非线性相关关系。降水、温度、岩石裸露率和土地覆被是西南喀斯特石漠化生态系统土壤养分及其化学计量比最主要的影响因素。研究结果对丰富土壤生态化学计量学科学理论和我国西南喀斯特石漠化退化植被科学恢复具有重要意义。     

Plant species as indicators of the extent of desertification in four sandy rangelands

We examined the distribution of plants in sandy rangelands with different degrees of desertification in (i) Horqin and Mu Us sandy lands in north China, (ii) Darfur district in north‐west Sudan and (iii) southern Tunisia. The severity of desertification in these areas was classified as light, moderate, severe or extreme. The following vegetation changes were observed with increasing severity of desertification: a decrease in the number of plant species, an increase in drought‐tolerant plants, a decrease in the proportion of palatable grasses and the occurrence of some species in only one category of desertification, whereas other species occurred in several categories. Plant species with unique niche requirements were identified and recommended as indicators of the degree of desertification for particular areas. We discuss the characteristics of species in areas with severe desertification and the method of using plant species as indicators of the extent of desertification.     

How Sustainable Is Government-Sponsored Desertification Rehabilitation in China? Behavior of Households to Changes in Environmental Policies

This paper undertakes a direct, comprehensive assessment of the long-term sustainability of desertification rehabilitation in China under a plausible but worst case scenario where governmental interventions, in the form of payments for environmental services (PES), will cease. The analysis is based on household behavior as well as experimental data. Our econometric results highlight the main obstacles to the sustainability of rehabilitation programs subsequent to cessation of government intervention, including specific shortfalls in households’ preference for a free ride, budget constraints, attitudes, tolerance of and responsibility for desertification, and dissatisfaction with governmental actions. We conclude that desertification rehabilitation is not sustainable in China without continued governmental intervention. The results of this study are intended to support policy makers as they consider future directions for rehabilitation sustainability.