江河源区沙漠化

出版时间：2012-6  出版社：科学出版社  作者：董治宝　等著  页数：343  字数：456250  

内容概要

《江河源区沙漠化》是论述江河源区沙漠化过程的专著。全书共13章。第1～3章介绍了江河源区土地沙漠化研究的背景和意义、沙漠化发生的自然和人文背景以及土地利用/覆盖与景观格局变化背景。第4～10章根据1975～2005年的监测结果，论述了沙漠化现状与特征、时空演变过程、土壤物理化学过程、植被演替过程、风沙地貌过程和景观格局过程。第11、12章在分析沙漠化成因的基础上，提出沙漠化防治建议。第13章对该区沙漠化研究进行了全面总结，并提出了该地区下一步沙漠化研究的重点。
《江河源区沙漠化》可供地理、环境、防沙治沙和国土规划等专业的科研人员和生产部门的相关人员参考，也可作为高等院校地理、荒漠化防治等相关专业师生的参考书。

书籍目录

前言第1章 绪论1.1 沙漠化研究背景与起源1.2 江河源区沙漠化研究的目的与意义1.3 江河源区沙漠化研究进展1.4 江河源区沙漠化背景参考文献第2章 研究区概况2.1 自然概况2.2 社会经济概况参考文献第3章 土地利用、覆盖与景观格局变化3.1 研究资料与方法3.2 土地利用/覆盖变化特征3.3 土地利用/覆盖景观格局变化3.4 小结参考文献第4章 沙漠化数据资料与研究方法4.1 沙漠化遥感监测方法4.2 研究资料4.3 沙漠化分类系统参考文献第5章 沙漠化现状与特征5.1 长江源区5.2 黄河源区5.3 若尔盖盆地5.4 小结第6章 沙漠化时空演变过程6.1 长江源区6.2 黄河源区6.3 若尔盖盆地6.4 小结第7章 沙漠化的土壤物理化学过程7.1 沙漠化过程中土壤退化研究进展7.2 沙漠化土壤物理过程7.3 沙漠化土壤化学过程参考文献第8章 沙漠化的植被演替过程8.1 研究进展8.2 植被调查及分析方法8.3 沙漠化过程中群落演替特征8.4 沙漠化过程中土壤与植被的关系8.5 讨论与结论参考文献第9章 沙漠化的风沙地貌过程——以若尔盖盆地为例9.1 若尔盖盆地沙丘时空变化9.2 若尔盖盆地沙丘形成分布影响因素探讨参考文献第10章 沙漠化的景观格局过程10.1 研究方法10.2 长江源区沙漠化景观过程10.3 黄河源区沙漠化景观过程10.4 若尔盖盆地沙漠化景观过程10.5 小结参考文献第11章 沙漠化成因11.1 自然因素11.2 人为因素11.3 不同区域沙漠化成因对比分析11.4 沙漠化成因间相互关系11.5 小结参考文献第12章 沙漠化防治12.1 沙漠化发展方式及其防治重点12.2 不同沙区沙漠化治理对策12.3 沙漠化防治措施12.4 结论与讨论参考文献第13章 结论与展望13.1 主要结论13.2 存在问题与展望

章节摘录

第1章  绪  论 1.1  沙漠化研究背景与起源 1.1.1  研究背景 “我们不要过分陶醉于我们对自然的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次胜利，在第一步都确实取得了我们预期的效果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎意料的影响，常常把第一个结果又取消了。”“美索不达米亚、希腊、小亚细亚以及其他各地的居民，为了得到耕地，把森林都砍光了，但是他们梦想不到，这些地方今天竟因此成为不毛之地，因为他们使这些地方失去了森林，因而也失去了积聚和贮存水分的中心”（恩格斯，1971）。沙漠化的发展及其引起的灾难不断引起人们的关注。在1870年以前，美国南部大平原地区土壤肥沃，畜牧业发达，一片人与自然和谐共处的景象。1870年后，美国政府鼓励开发大平原。尤其是第一次世界大战爆发后，受世界小麦价格飙升的影响，美国南部大平原进入了“大垦荒”时期。经过几十年发展，大平原从草原世界变为“美国粮仓”；与此同时，这里的自然植被遭到严重破坏，表土裸露在狂风之下。20世纪30年代，美国经历了一次百年不遇的严重干旱，一场大灾难随之而来。1934年5月12日，一场巨大的“黑风暴”席卷了美国东部的广阔地区，沙尘暴从南部平原刮起，形成一个东西长2400km、南北宽1500km、高3.2km的巨大的移动尘土带。狂风卷着尘土，遮天蔽日，横扫中东部，尘土甚至落到了距离美国东海岸800km、航行在大西洋中的船只上。风暴持续了整整3天，掠过美国2/3的土地，刮走3亿多吨沙土，半个美国被铺上了一层沙尘。黑风暴发生后美国政府采取措施，对草原加以保护，严禁开垦；还专门制定了“农业复兴计划”，推行免耕法；开始了声势浩大的全民造林运动，沿西经100°线种植了一条宽100英里、纵贯美国的防护林带，恢复了这一地区的自然环境，避免了黑风暴的继续肆虐。 继北美黑风暴之后，当时苏联未能吸取美国的教训，历史再次重演。在“向大自然要粮”的号召下，1954年至1963年间，苏联在中亚等地开垦了0.067亿hm2处女地。大批青年响应“把红旗插上荒原”的号召，来到中亚，他们把树根挖得干干净净，杂树野草烧得精光，剩下裸露的黑土，种上小麦。到了20世纪60年代，垦荒区却频频暴发“黑风暴”。黑风暴来临时，天空像个倒扣的黑锅，大地一片昏暗，漆黑的狂风连刮几天几夜，贪婪地吞噬着失去森林草原保护而干旱的土地。狂风所过之处，地面被“啃掉”十几厘米，遍地是沙砾和尘土，原来绿油油的田野也被染成了黄褐色。“黑风暴”造成了惨重的灾难。 1968～1972年间，西非和撒赫勒地区长期干旱导致土地沙漠化/荒漠化蔓延。这次，荒漠化/沙漠化问题得到了全球关注，联合国为此召开了一系列会议，荒漠化/沙漠化研究开始起步。20世纪后期，由于荒漠化在干旱地区，尤其是在非洲的加速发展，导致的社会经济和政治问题引起全世界的警惕，1977年“联合国荒漠化大会”（UNConferenceon Desertification）的召开和1992年由各国首脑参加的“联合国环境和发展大会”（UNCED）把荒漠化作为影响人类社会持续发展的重要问题列入《21世纪议程》，都说明了国际社会的重视程度。特别是“联合国环境和发展大会”召开以后，根据联合国的决议，通过政府间的谈判，形成了《联合国关于在发生严重干旱和/或荒漠化的国家特别是在非洲防治荒漠化的公约》（简称《防治荒漠化公约》），许多国家都签署了该文件，在动员各国政府、社会团体、民营组织和科学家与荒漠化作斗争方面取得了共识。 当前，土地沙漠化/荒漠化是一个全球性的问题，它直接影响2.5亿的人口和1/3（超过4000万km2）的陆地表面。另外，主要依靠土地生存、通常也是地球最贫穷的大约10亿人口的生活也正遭受着土地沙漠化/荒漠化的威胁。虽然受沙漠化/荒漠化影响最严重的是非洲，在那儿整个大陆的2/3是荒漠和干旱地区，但是沙漠化/荒漠化危害的并不仅限于非洲干旱地区。美国土地的30%以上也受沙漠化/荒漠化影响。拉丁美洲与加勒比地区的1/4是荒漠和干旱地区。在西班牙，1/5的土地存在变为荒漠的危险。北半球沙漠化/荒漠化威胁日益增长的严重性由于美国的严重干旱和南欧的水资源紧缺而更加明显。就全球来说，5200万km2 干旱区农业土地的大约70%已经退化或受荒漠化威胁。 中国是世界上沙漠化土地面积大、分布广、类型复杂、危害严重的国家之一。以王涛为首席科学家的国家重点基础研究发展规划项目“中国北方沙漠化过程及其防治研究”（王涛等，2003a）监测结果显示，2000年中国北方沙漠化土地总面积为38.57万km2，其中轻度和潜在沙漠化土地13.93万km2，中度沙漠化土地9.98万km2，重度沙漠化土地7.91万km2，严重沙漠化土地6.76万km2；沙漠化土地仍在蔓延，而且呈加速发展的趋势。 沙漠化的蔓延给人类造成严重危害。首先，沙漠化问题是一个生存和发展问题。沙漠化最直接和最严重后果是造成人类赖以生存的土地生产力的下降和土地资源的丧失，造成粮食减产、牲畜死亡，当地居民长期营养不良，生活在贫困线以下，甚至酿成饥荒，导致成千上万人的死亡，人们背井离乡，成为生态难民。沙漠化不仅毁坏土地，而且影响交通运输、危害水利设施、影响城市建设，这严重威胁到人类的生存和可持续发展（中国科学院兰州沙漠研究所北京风沙课题组，1987）。其次，沙漠化问题是一个生态问题。由于干旱和人为影响，草地高度和盖度下降，甚至沦为不毛之地；森林衰败，动植物数量减少，物种消亡，生物多样性下降。第三，沙漠化问题是一个环境问题。影响最大的就是土地沙漠化导致的浮尘、扬沙天气增多，沙尘暴频发，大气环境恶化，呼吸不.，波及地区居民眼病和呼吸道疾病多发，严重影响人类健康（王澄海，2003）。最后，但并不是最次要的，沙漠化问题是一个全球性问题。从气象卫星影像上可以看到，南半球有一条黄色的带子从南美经非洲到澳大利亚；北半球另一条黄色的带子从北美经南欧、西亚到中亚，这两条黄色的带子所覆盖的正是全球沙漠化最严重的地区。黄带子覆盖全球很多国家，其造成的生态和环境问题影响更是直达全球，没有一个国家能够幸免。而且，沙漠化问题与全球气候变化、生物多样性保护、热带雨林保护、粮食安全、水资源枯竭等全球性问题互相影响。 1.1.2  研究起源 “荒漠化”（desertification）一词最早出现在Lavauden1927年的一篇科学论文中，他使用“desertification”一词来描述Sahara地区荒漠化的景观，指出这一地区的荒漠化完全是人为因素造成的。20世纪30年代，美国农业部针对中西部地区的沙漠化土地扩展和沙尘暴的频繁发生，成立了水土保持局，开始了土壤风蚀的研究和防治工作。前苏联为了开发里海地区的石油天然气，20世纪30年代修筑了中亚铁路，围绕铁路沿线的沙害开展了防治研究，创造了工程与生物的多种防治方法。到1949年，法国人A.Aubreville在研究了非洲热带森林被滥伐与火烧后，后退了360～400km之多，使森林地区变成热带草原，又逐渐变成类似沙漠景观的过程，指出：“农垦、采伐森林、土壤侵蚀交织在一起，导致非洲热带森林地区的土壤和植被遭到破坏，在那里沙漠多少总是对农业有明显的威胁，而且在干旱和炎热季节，总是以初始状态呈现出热带大草原的最终形成趋势，如果继续忽视其脆弱性，终将导致类似沙漠景观的出现”。他将这种环境退化过程也称为“desertification”（Aubreville，1949），用来描述稀树草原化的极端情况，即荒漠植物稀少的干旱区范围扩大，通常是向半干旱地区的扩展。其主要的标志是：土壤受到严重侵蚀，土壤的物理和化学性质发生了明显的变化，更多的旱生植物种的滋生蔓延。1968年开始，在非洲萨赫勒地区，雨季降雨量的起始日期和持续时间都发生了变化，引起了该地区非常严重的干旱，并造成巨大的人口和经济的损失，干旱一直持续到1973年，当时，干旱给人们一种不可抗拒的自然规律的深刻印象。但是随着问题研究的深入，人们认识到，干旱并不是造成众多灾难的唯一原因。之所以把干旱与荒漠化联系在一起，是因为人们需要一个比干旱更为广泛的概念来描述环境退化的多方面影响。到20世纪80年代初，尽管“荒漠化”（desertification）一词已为大多数研究者所接受，但由于研究者的专业背景和所强调的研究内容不同，又使得这一概念常有不同的含义，累积超过100多个定义（Glantz etal.，1983；王涛等，2003b）。 明确沙漠化的概念是展开沙漠化研究的重要前提，对于“沙漠化”这一概念，在中国国内已经有过很多的研究和探讨（董玉祥，1994；朱震达，1998；王涛，2003；李详余等，2005）。 由于各个研究人员的专业背景、研究目的和个人认识的不同，使得他们之间所给出的定义存在不同程度的差别。“沙漠化”概念之间的最大区别主要体现在沙漠化所发生区域和沙漠化驱动因子两个方面。朱震达（1981）很早就对“沙漠化”的概念进行了探讨，他认为沙漠化是在人类不合理的经济活动与脆弱的生态环境相互作用而造成的土地生产力下降，土地资源丧失，地表呈现出类似于沙漠景观的土地退化过程。杨根生等（1986）认为，沙漠化是指在有沙物质分布的干旱、半干旱以及部分半湿润地区，在不同的时间尺度下，以风力为主要动力条件，与其他各种相关因素一起所形成一系列气候地貌过程。这就是说沙漠化不仅发生在人类活动时期，而且也发生在地质时期，并且两者具有不同的时间尺度，人类活动对沙漠化影响的时间尺度远远短于自然环境对沙漠化影响的时间尺度。董光荣等（1988）认为，沙漠化是指“原本不是沙漠地区却出现了以风沙活动为主要标志的、类似于沙漠景观的环境变化过程”，以上去掉了时间、区域和成因等限制条件，提出了这个更为简洁的沙漠化概念。吴正（1991）将“沙漠化”定义为“在干旱、半干旱和部分半湿润地区，由于自然因素或人为活动影响，破坏了自然生态系统的脆弱平衡，是原非沙漠的地区出现了以风沙活动为主要标志的、类似于沙漠景观的环境变化过程，以及在沙漠地区发生沙漠环境条件的强化与扩张过程。简言之，沙漠化就是沙漠的形成与扩张过程。”他在这个定义里面充分考虑了时间、地点和成因等因素。后来朱俊凤与朱震达等（1999）在以前研究的基础上对沙漠化的定义进行了修订，认为沙漠化是在具有一定沙物质基础和干旱大风的动力条件下，由于过度的人为活动与资源、环境不相协调的情况下所产生一种以风沙活动为主要标志的环境退化过程。董玉祥等（1995）认为，土地沙漠化是指干旱、半干旱及部分半湿润地区由自然与/或人类因子作用下所形成的以风沙活动为主要标志的土地退化过程，发生沙漠化过程的土地称为沙漠化土地。苏志珠等（2002）也对“沙漠化”概念进行了探讨，从避免不必要的争论和表达简洁的角度出发，认为沙漠化是指“原非沙漠地区出现以风沙活动为主要标志的、类似沙漠景观的环境变化以及原系沙漠地区环境条件的强化与扩张过程”。王涛（2003）综合了国内外对沙漠化的研究，对“沙漠化”定义及其内涵进行了进一步的剖析，他将概念的内涵归纳为时间上、空间上、成因上、景观上、发展趋势上以及荒漠化结果6个方面，并进行了详细的阐述。他认为沙漠化是人类活动所导致的脆弱生态环境地区的土地退化，他还从研究的时空范畴、成因机制和可逆性三个方面指出了沙漠与沙漠化研究之间的差别。 以上对沙漠化概念的讨论主要是基于中国北方沙漠化的基础上进行的。而江河源区与中国北方干旱、半干旱地区存在很大差别，无论是从气候环境、地理环境还是人・4・ 类社会经济活动等方面都是如此。如果说在中国北方地区的沙漠化过程中着重强调人类活动的影响的话，那么，在人口稀少的青藏高原高寒地区则不得不着重考虑自然过程对沙漠化影响的重要性。因此，在《联合国防治荒漠化公约》（UNCCD）对“荒漠化”的定义的基础上，将中国高寒地区的沙漠化概念表述为“沙漠化是指在干旱、半干旱和部分半湿润地区，由于受自然因素或人类活动的影响，破坏了自然生态系统的脆弱平衡，使原非沙漠的地区出现了以风沙活动为主要标志和类似沙漠景观的环境变化过程，以及在沙漠地区发生了沙漠环境条件的强化与扩张过程”（吴正，1991）更为贴切。 1.2  江河源区沙漠化研究的目的与意义 江河源区是长江和黄河发源地的总称，是三江源国家级自然保护区的主体部分，该区域提供了长江总水量的25%和黄河总水量的49%，被誉为“中华水塔”，甚至“亚洲水塔”。这里曾是水草丰美、湖泊星罗棋布、野生动物种群繁多的高寒草原、草甸区，被称为生态系统的一片“净土”。近百年来，随着全球气候变暖，冰川、雪山逐年萎缩，直接影响到高原湖泊和湿地的水源补给，众多的湖泊、湿地面积缩小甚至干涸，沼泽地消失，泥炭地干燥并裸露，沼泽低湿草甸植被向中旱生高原植被演变，生态环境已变得十分脆弱。随着人口的快速增加和人类日益增强社会经济活动，从而加速了该地区生态环境恶化的进程。草地大规模的退化与沙漠化的发展，不仅使该地区草地生产力和对土地的保护功能下降，优质牧草逐渐被毒、杂草所取代；与此同时，一些草地危害动物大肆繁殖，导致草地载畜能力下降，野生动物栖息空间减小，栖息地破碎化，生物多样性降低。更为重要的是，随着源区植被与湿地生态系统的破坏，水源涵养能力急剧减退，导致长江和黄河中下游的广大地区旱情加重，使得工农业生产受到严重制约，并已直接威胁到整个长江、黄河流域的生态安全。这一地区严峻的环境退化形势在20世纪末期已引起了党和政府及国际社会的广泛关注。1999年，中国探险协会组织了水资源专家与其他科学家对澜沧江进行了综合考察，通过考察提出了“开发大西北，保护三江源”的建议。在2000年3月21日，由国家林业局、中国科学院和青海省人民政府联合召开了“青海三江源自然保护区可行性研讨会”，会议认为，“中华水塔”面临着严重威胁，建立“三江源自然保护区”是西部大开发中生态环境建设的一大战略任务，不仅将为西部地区的开发创造良好的自然环境，也为中国及东南亚各国的经济发展及生态安全提供重要保证，加强三江源区的生态保护是历史赋予中国人民的重要使命，不仅意义重大，而且刻不容缓。青海省人民政府经过认真调研，于2000年5月批准建立“三江源省级自然保护区”，并于2001年9月批准成立了“青海三江源自然保护区管理局”。2001年8月，国家级自然保护区评审委员会办公室派出专家组赴三江源地区进行了实地考察，国家环境保护总局、国家林业局、农业部、水利部也派员参与了考察。依据这次考察的成果，国家林业局规划院和三江源保护区管理局制定了三江源保护区2001～2010年的10年建设总体规划。在2003年1月，国务院正式批准三江源自然保护区晋升为国家级自然保护区。江河源区是国家三江源自然保护区的主体部分，该地区环境的特殊性主要体现在以下4个方面：1）亚洲和中国大部分地区的“生命之源”青藏高原被称为“世界屋脊”、地球的“第三极”，青藏高原的隆起打乱了行星风系的临界尺度，迫使大气环流改变行径，成为一个独立的气候区域，孕育了黄河、长江、澜沧江、恒河和印度河等国内外许多著名的河流，是欧亚大陆上大江大河发育最多的区域。三江源地处青藏高原腹地，起着各江河水文循环的初始作用。水是生命之源，直接影响到人类的生存和社会经济的可持续发展。中国是个缺水大国，自20世纪70年代初以来，黄河出现的频繁断流已经对中下游地区造成了巨大的经济损失，不但影响到区域经济的发展、人民群众生活水平的提高和社会的安定，也影响到了中国社会经济的可持续发展。中国西部地区与东部地区之所以存在着较大的经济差距，除了经济基础、信息和人才等的差别外，最关键的还是缺少水资源。历史证明，黄河流域、长江流域的文明得到保护、延续和发展，就是有稳定的生命源，有江河源区较为稳定的生态环境和水源供应。而进入新世纪以来，水资源的战略地位更加突出了。2）世界上海拔最高、面积最大的高原湿地分布区湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统。湿地生态系统具有水陆过渡性、系统脆弱性、功能多样性和结构复杂性的基本特征，在水源涵养、减缓径流、蓄洪防旱、防灾抗灾、降解污染、维持生物多样性、为人类生产生活提供多种资源和调节气候等方面有着其他生态系统不可替代的作用，具有巨大的生态功能，在生态安全体系中独具特色。湿地也是珍稀水禽的繁殖地、临时栖息地和越冬地。因此，湿地被誉为“地球之肾”、“生命的摇篮”。三江源地区有河流、湖泊、沼泽、雪山、冰川等多种湿地类型，面积达7.33万km2。其中，沼泽分布率大于2.5%，是全国分布率最高的地区；有较大支流180余条；大、小湖泊16500余个，其中在仅有100km2左右的星宿海就有2600多个湖泊；冰川总面积1400km2以上，年消融量愈10亿m3。区内分布有许多国内外知名的湿地，仅列入《中国重要湿地名录》的湿地就有扎陵湖、鄂陵湖、玛多湖、黄河源区岗纳格玛错、依然错和多尔改错，还有著名的约古宗列沼泽、星星海沼泽，以及著名的有各拉丹冬、阿尼玛卿山、尕恰迪如岗和祖尔肯乌拉山的岗钦等雪山冰川。 3） 世界上高海拔地区生物多样性最集中的地区三江源区所处的地理位置和独特的地貌特征，……

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