气候变化对三北防护林的影响与应对策略

以文献资料为基础,通过简要的生态风险分析和比较,对三北防护林体系建设工程(三北工程)、土地荒漠化态势以及三北工程在荒漠化防治战略中的地位作出如下基本估计:1)三北工程建设成绩巨大,其生态、社会与经济效益有待进一步科学准确评估;2)以"三滥"(滥垦、滥伐/滥樵、滥牧)为代表的不合理土地利用依然是三北地区荒漠化形势严峻的主要动因;3)三北工程以其对退化系统结构与功能的恢复和对脆弱系统抗干扰力的增加而成为防治荒漠化战略中有效的治理措施,由于不具有消减人为干扰发生的作用而不能代替积极的防御对策.三北地区的生态安全依赖于"以防为主,防治结合"的荒漠化防治方针的认真执行.从生态文明理念中找到了一条可以从源头遏制荒漠化的有效途径,借鉴"生态省"的建设思路,提出了建设"生态三北"的基本框架,包括生态经济体系、生态环境体系、生态道德体系和生态法制体系等4大体系建设.     

三北防护林呼唤生态文明

以文献资料为基础,通过简要的生态风险分析和比较,对三北防护林体系建设工程(三北工程)、土地荒漠化态势以及三北工程在荒漠化防治战略中的地位作出如下基本估计:1)三北工程建设成绩巨大,其生态、社会与经济效益有待进一步科学准确评估;2)以"三滥"(滥垦、滥伐/滥樵、滥牧)为代表的不合理土地利用依然是三北地区荒漠化形势严峻的主要动因;3)三北工程以其对退化系统结构与功能的恢复和对脆弱系统抗干扰力的增加而成为防治荒漠化战略中有效的治理措施,由于不具有消减人为干扰发生的作用而不能代替积极的防御对策.三北地区的生态安全依赖于"以防为主,防治结合"的荒漠化防治方针的认真执行.从生态文明理念中找到了一条可以从源头遏制荒漠化的有效途径,借鉴"生态省"的建设思路,提出了建设"生态三北"的基本框架,包括生态经济体系、生态环境体系、生态道德体系和生态法制体系等4大体系建设.     

北方农牧过渡带农户农业生产系统模式的生态评价和改良研究

农牧过渡带 (或农牧交错带、半农半牧区 )是指我国传统种植业区和传统畜牧业区的镶嵌结合地带。近世纪以来 ,由于人口剧增 ,垦草种粮面积不断扩大 ,滥垦、过牧、滥樵 ,使草地植被大面积消失 ,沙漠化和荒漠化日趋严重。据报道 ,目前我国北方农牧过渡带荒漠化土地面积已达 1 6 7×10 5ｈａ ,占土地总面积的 5 2 73% ,年增长率约为1 39% [3] 。赤峰市是我国北方农牧过渡带较典型、分布面积较大的地区。该地区资源类型丰富 ,互补优势明显 ,特别是农牧结合的潜力巨大。但长期以来这里区域生态环境恶化加剧 ,导致严重的贫困化。解决这一问题的关…     

科尔沁沙地荒漠化及生态恢复研究展望

评述了科尔沁沙地荒漠化及其生态恢复的研究,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科尔沁沙地荒漠化与生态恢复研究的若干核心问题;植被过程研究,生态水文过程研究,景观过程研究,科尔沁沙地区域环境评估和预测与生态恢复研究。     

农牧交错带土壤及表生植被某些特性变异与荒漠化的相关性 --以冀北康保县为例

1　引　　言荒漠化问题一向是困扰生境脆弱区经济发展与社会进步的关键 ,它不仅表现人为无序性开发导致土地荒漠化[2 ] ,而且已荒漠化的土地又以生物地球化学循环形式反作用于荒漠化发展过程中 ,继续加速荒漠化进程 .这一“人为”与“自然”的叠加反促作用 ,必致生境进一步变劣、荒漠化加重 .本文以康保县为例进行荒漠化成因分析 ,为荒漠化治理提出相应对策 .2　研究地区与研究方法2 1　研究区概况该区地处内蒙高原 燕山山脉 华北平原过渡带 ,亦是季风气候与大陆气候、干旱与半干旱、农区与牧区的交错带 .特有的熔岩台地与剥蚀高原格架 ,…     

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.     

防治荒漠化的“三圈”生态-生产范式机理及其功能

防治荒漠化的“三圈”生态-生产范式,是干旱生态系统优化与重建的新结构。根据在鄂尔多斯和新疆等地的研究和实践,从干旱生态系统结构、过程和功能来讨论荒漠化防治的“三圈”范式。地理圈层结构（地理地带性）是“三圈”范式的自然地理背景。从宏观尺度和功能方面划分,“三圈”范式在空间尺度上有大“三圈”和小“三圈”之分,大“三圈”控制洲际范围的荒漠化扩展及沙尘暴蔓延,小“三圈”则以控制区域性风沙活动、沙尘暴和就地起沙的危害。防治荒漠化工程是复杂的多元组合和多功能的系统,我国西北地区受荒漠化影响严重,宏观的大“三圈”与多区域的小“三圈”有机结合,形成圈圈相护、层层设防的严密防护与生产系统,有效地控制大范围风沙危害、改善地方气候与小气候,并对发展经济,提高人民生活发挥重要作用。因此,“三圈”范式的概念与结构既是以自然地理地带性为基础,又是人类对自然、环境与生态系统格局的规律认识,更是科学的人类恢复、重建干旱区生态环境与可持续发展的生态设计范式。     

《新疆荒漠昆虫区系及其形成与演变》

荒漠化被称为“地球的癌症”。目前,全球荒漠化土地面积有3600km2,占全球陆地面积的14。中国荒漠化土地有267.4km2,占国土总面积的27.9%,涉及18个省区,每年因荒漠化造成的直接经济损失高达540多亿元。新疆是中国荒漠化面积最大、分布最广、危害最严重的省区,荒漠化土地占土地总面积的47.7%。严重的荒漠化导致土地资源锐减,土地生产力下降,沙尘暴等自然灾害频繁发生,严重威胁着新疆各族民众的生产与生存条件。荒漠昆虫是陆生景观的重要成分,在沙漠的形成、演变及荒漠化治理方面起着重要的作用。我国学者对荒漠昆虫的研究起步较晚。新疆大学生…     

科尔沁沙地及其周围地区土地利用的时空动态变化研究

科尔沁沙地及其周围地区是我国北方生存环境演变的敏感地区,也是我国荒漠化防治的重点地区之一,根据1985年和2000年2期土地利用空间图形数据,运用GIS技术和数理统计方法,通过建立土地利用变化转移矩阵和构建土地利用动态变化模型,对该地区近15年土地利用的时空动态变化进行了研究,结果发现,1985～2000年间,科尔沁沙地及其周围地区各土地利用类型总变化的面积大小依次是草地>耕地>林地>未利用地>水域>城乡工矿居民用地,其中,草地向耕地的转化和草地向林地的转化是该地区土地利用变化的主要特征,并且各土地利用及变化类型具有明显的空间变异。     

科尔沁沙地沙漠化土地恢复面临的挑战

对科尔沁沙地近50年来沙漠化土地面积、水资源可利用性、土地利用与草地植物生产力的变化进行了分析.结果发现：科尔沁沙地的土地沙漠化在经历了20世纪50—80年代中期的快速发展之后,80年代后期发生了逆转.在过去的50年中,西辽河径流量持续减小,1999年在西辽河中游的内蒙古自治区通辽市段断流;近20年来,位于科尔沁沙地腹地的西湖水位下降近10 m, 2001年干涸.科尔沁沙地草场的地上生物量由1937年的520 g·m^-2下降到2005年的197 g·m^-2.产生这种结果的主要原因是土地利用方式的变化,即基于灌溉的沙漠化治理规模的扩大和灌溉农田面积的增加,导致用水量增加.这也是科尔沁沙地实现土地沙漠化持续逆转面临的严峻挑战.     

Spatiotemporal evolution of desertification based on integrated remote sensing indices in Duolun County,Inner Mongolia

Desertification causes not only a reduction of vegetation cover and surface moisture but also the expansion of sandy land. Considering that the modified soil adjusted vegetation index (MSAVI) is linearly related to canopy cover, albedo plays a significant role in the surface energy balance, and the sandy feature index (SFI) can identify sandy land. This paper proposed a desertification monitoring index (DMI) based on MSAVI, albedo and SFI to accurately monitor desertification. In addition, three classification methods (quantile grading, the susceptibility index segmentation method, and Jenks Natural Breaks) were used to divide the DMI into non-desertification, mild desertification, moderate desertification, and severe desertification. The relative exponential entropy model was adopted to select the optimal method for desertification classification. Spatiotemporal distributions of desertification in Duolun County were finally observed from 2005 to 2020. The results show that (1) although MSAVI, albedo and SFI have their own advantages in monitoring desertification, a single indicator is not suitable for various land uses. The DMI can combine the advantages of MSAVI, albedo and SFI in desertification monitoring and is more consistent with the real desertification levels. (2) Compared with quantile grading and susceptibility index segmentation methods, Jenks Natural Breaks has the smallest relative exponential entropy (2.124), with an overall classification accuracy of 88.21%, indicating that Jenks Natural Breaks is an optimal method for desertification monitoring. (3) Although approximately 1708.60 km² of desertification areas have improved from 2005 to 2020, accounting for 44.23% of the whole area, the remaining areas are still under fluctuating or degraded conditions. This shows that the local government has made some progress in desertification protection, but the areas under fluctuating or degraded conditions still require protection or management.     

荒漠化治理中生态系统、社会经济系统协调发展问题探析——以中国北方半干旱荒漠区沙漠化防治为例

全球变暖导致的区域干旱使得干旱区水资源日益匮乏,而迅速增长的人口和社会经济发展进一步加剧水资源危机,使得有限的水资源成为全球沙漠化防治瓶颈,严重制约了沙化土地治理进程,影响了联合国"土地退化总面积零增长"目标的实现,也影响了中国社会经济的可持续和协调发展。传统的沙化土地治理生物措施重视植被盖度增加,忽视生态系统其他要素,如土壤水分、养分等与植被的相互关系,导致一些治理措施相对简单,生态系统不能协调发展。而沙化土地治理的物理措施和化学措施由于忽视了沙区社会和经济效益,其可持续性也受到科学家质疑。近期获批的国家重点研发计划项目"中国北方半干旱荒漠区沙漠化防治关键技术与示范"(2016YFC0500900)拟针对此问题开展研究,以沙化土地稳定恢复为首要目标,在认识半干旱荒漠区沙化土地正/逆过程演变机制和荒漠生态系统稳定性的基础上,研究沙化土地稳定恢复的生态阈值;以毛乌素沙地、库布齐沙漠东部、科尔沁沙地西部和呼伦贝尔沙地为典型区,针对不同沙化土地特点,研发防沙治沙关键技术,开展模式优化和试验示范;在防沙治沙模式与工程效益评估基础上,集成产业化技术体系,为国家防沙治沙工程建设提供理论基础与技术支撑。     

沙质草地生境中大型土壤动物对土地沙漠化的响应

沙质草地沙漠化过程中土壤动物群落结构变化是沙漠化生物过程中的一个重要方面,对于掌握沙漠化过程中生物退化规律和提出合理沙漠化防治对策具有重要指导作用。选取处于不同沙漠化阶段的流动沙地、半流动沙地、半固定沙地、固定沙地和丘间低地5种生境类型,采用手拣法对其大型土壤动物群落进行了调查。共获得36个动物类群,属于8目32科,优势类群为蚁科,常见类群有22个类群,两个类群的个体数共占群落个体总数的93.33%;稀有类群有13个类群,其个体数占群落个体总数的6.67%。结果显示,丘间低地、固定沙地、半固定沙地和半流动沙地大型土壤动物群落个体数量、类群数和多样性显著高于流动沙地(P<0.05);固定沙地大型土壤动物生物量显著高于其它生境类型(P<0.05);沙质草地严重沙漠化显著地影响大型土壤动物多样性及其生物量。并且,不同土壤动物类群个体对不同沙漠化阶段生境的适应性存在一定差异,产生了不同的响应模式。土壤有机碳和酸碱度以及土壤含水量差异是影响大型土壤动物类群分布与生长的主要因素。研究表明,固定沙地是大型土壤动物的适宜沙地生境,具有较多的个体数量和较高的生物量;丘间低地、半固定沙地、半固定沙地和流动沙地影响大型土壤动物存活,其个体数量和生物量较低。     

毛乌素沙地景观格局变化研究

通过对毛乌素沙地不同时期的景观分类和制图以及景观格局计算,分析了50年代到90年代毛乌素沙地景观动态与景观格局变化的特征和模式。研究表明,50年代以来,毛乌索沙地景观发生了巨大变化,流动沙地、半固定沙地面积大幅度增加,固定沙地面积迅速减少,农田面积明显增加,草原、柳湾和盐湿低地等面积显著减少。50年代时,整个景观以流动沙地和固定沙地占优势,而90年代,则以流动沙地占绝对优势。伴随着荒漠化的发展,各种景观要素类型之间相互转化,景观格局发生显著变化。固定沙地面积减少伴随着斑块的破碎化,大型斑块数量减少,小型斑块数量增加;流动沙地面积增加的同时,一方面,较小的斑块不断联合形成更多的大型斑块,另一方面,流动沙地不断向固定、半固定沙地内部渗透,形成更多的小型斑块,使整个景观更加破碎。不合理的人类活动是荒漠化扩展及景观格局发生显著变化的主要驱动因素。     

呼伦贝尔沙地45年来气候变化及其对生态环境的影响

采用数理统计和对比分析方法,对近45年呼伦贝尔沙地气象观测资料和草场沙化、退化面积、植被状况等资料进行了分析。结果表明:呼伦贝尔沙地总体气候暖干化趋势显著;气温逐年升高、降水量减少、蒸发量增加和极端气候事件增多,使流动沙地面积不断增加,植被盖度下降。卫星遥感监测和全国沙漠化普查结果进一步表明,呼伦贝尔沙地的沙漠化正在扩展,生态环境正在恶化。逐年减少的大风日数和沙尘暴日数有利于该地区生态的保护与建设。20世纪80年代以来,沙区各级政府加大了对沙化的治理力度,沙地局部植被恢复较快。     

呼伦贝尔沙地45年来气候变化及其对生态环境的影响水

采用数理统计和对比分析方法,对近45年呼伦贝尔沙地气象观测资料和草场沙化、退化面积、植被状况等资料进行了分析。结果表明：呼伦贝尔沙地总体气候暖干化趋势显著;气温逐年升高、降水量减少、蒸发量增加和极端气候事件增多,使流动沙地面积不断增加,植被盖度下降。卫星遥感监测和全国沙漠化普查结果进一步表明,呼伦贝尔沙地的沙漠化正在扩展,生态环境正在恶化。逐年减少的大风日数和沙尘暴日数有利于该地区生态的保护与建设。20世纪80年代以来,沙区各级政府加大了对沙化的治理力度,沙地局部植被恢复较快。     

Impact of land use intensity on sandy desertification: An evidence from Horqin Sandy Land,China

It has been widely accepted that high land use intensity contributes to sandy desertification in Northern China. However, it is surprising that it is even not easy to find an explicit definition and proper indicator for the term “land use intensity” in the sandy desertification related literatures. To better understand the association between sandy desertification and its driving factors, especially in the context of the synergistic roles of both climatic and anthropogenic variables, an indicator for land use intensity was developed in this paper for quantifying the relative role of land use output on different kinds of vegetation cover. The results indicated land use intensity increased rapidly from 1980 to 1995, obviously decreased from 1995 to 2000, and increased slowly after 2000 as a result of the continued increase of socioeconomic pressures and the fluctuating changes in vegetative cover.An ARDL model was established and applied to analyze the correlation between the area of bare sand land and land use intensity with the influence of annual precipitation in temporal dimension. The area of bare sand land was significantly affected by land use intensity in the long run. However, in the short run, the area of bare sand land was mainly impacted by the auto-correlation effect of itself in temporal dimension and by the annual precipitation. The improvement of the sand dunes obviously reduced the risk of sandy desertification under the condition of specific land use intensity.Before analyzing the correlation between land use intensity and sandy desertification, specific skills were applied to improve the model, including data interpolation and regression verification, since there would be regression biases resulting from the acquisition and processing of time-series data of different sources. Results showed that the area of bare sand land (S_t)and the land use intensity (LI_t) were time-independent. Lag terms of these two variables were added to improve original model.Changes in socioeconomic pressures and ecological restoration projects had obvious influences on land use intensity. Along with the steady increase of socioecological pressures on land and the changes in vegetative cover resulting from various ecological protection strategies and ecological restoration projects, shifts in land use intensity followed a different trend with the population and the social-economic demands. Nonetheless, the continuous increase of socioeconomic demands will increase land use intensity in the long run, so that the risk of sandy desertification remains high.     

鄱阳湖沙地沙漠化过程中单叶蔓荆群落结构和功能特征

在鄱阳湖沙地不同沙化程度区开展单叶蔓荆群落组成及其物种多样性变化调查.结果表明:随着沙漠化程度的增加,多年生草本和灌木逐渐减少,物种多样性减少,至重度沙化时,沙地植被明显退化,群落结构趋于简单和不均匀;在不同程度沙化区和植被恢复演替过程中,物种组成结构具有递进性和渐变性;在沙山治理过程中,可进行单叶蔓荆和禾本科植物配植...     

荒漠化对毛乌素沙地土壤呼吸及生态系统碳固持的影响

荒漠化极大地影响着包括毛乌素沙地在内的干旱、半干旱区的土壤呼吸及碳固持潜力,因而,可能对区域或全球的碳循环造成一定影响。为揭示土壤呼吸的时间变化及其影响因子,理解荒漠化对毛乌素沙地土壤呼吸及碳固持的影响,根据毛乌素沙地荒漠化类型的研究结果,以毛乌素沙地固定沙地本氏针茅群落(FS)、固定沙地油蒿群落(FA)、半固定沙地油蒿群落(SFA)、流动沙地一年生植物群落(AL)等4个代表毛乌素沙地荒漠化主要阶段的植物群落为研究对象,采用LI-8100 土壤碳通量测量系统测定了其土壤呼吸速率的日动态和月动态,结合植物群落生产力的野外调查,分析了荒漠化对土壤呼吸速率及碳固持的影响。结果表明:FA、FS、SFA、AL不同月份之间土壤呼吸速率日动态变化显著,4个群落5月份土壤呼吸最高、最低值分别出现在9:00 10:00和18:00,但6 9月份土壤呼吸最高、最低值却分别出现在12:00 以后和7:00。FA、FS、SFA、AL在主要生长季(5 9月)的平均土壤呼吸速率分别为:99.79、88.13、47.95、13.82 mg · m^-2 · h^-1。FS、FA和SFA土壤呼吸速率月变化显著,5月最低,7月最高,AL土壤呼吸速率月变化相对较小。FS、FA和SFA土壤呼吸速率月变化与土壤温度存在显著的指数相关关系,FS、FA、SFA和AL的 Q₁₀值依次为5.87、5.05、4.02、0.64。FS和FA的土壤呼吸速率月变化与土壤湿度显著正相关,而SFA和AL的土壤呼吸速率月变化与土壤湿度不存在显著线性关系。土壤呼吸与10 cm深度的土壤温度和湿度回归模型表明土壤温度和湿度可以解释不同群落土壤呼吸月变化的69% 87%。FS、FA、SF和AL的月土壤呼吸速率与根系生物量存在显著线性关系。在主要生长季(5 9月)平均根系呼吸速率和平均土壤微生物呼吸随荒漠化程度的加重而降低。FS、FA、SFA和AL根系呼吸与土壤呼吸的比率分别为51.40%、59.99%、70.85%、45.86%。在主要生长季(5 9月)净生态系统生产力分别为36.16、18.56、-11.29和-22.49 C g/m²。随荒漠化程度的加重,生态系统碳固持能力逐渐降低。因此,采取合理措施使荒漠化土地向以油蒿或本氏针茅为主的固定沙地演替,有助于毛乌素沙地生态系统碳固持能力的提高和植物群落的生长。