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题名	江河源区近30年沙漠化过程及其成因
作者	胡光印
学位类别	博士
答辩日期	2009-11-25
授予单位	中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
授予地点	寒区旱区环境与工程研究所
导师	董治宝
关键词	青藏高原 江河源 若尔盖盆地 沙漠化 遥感 地理信息系统 景观格局 气候变化 过度放牧 沙漠化防治
其他题名	Desertification Process in the Source Regions of Yangtze River and Yellow River in the Last 30 Years and Its Cause Analysis
学位专业	自然地理学
中文摘要	江河源区是长江源区和黄河源区的总称，位于青海省境内，源区总面积为27.37万平方千米，长江源区面积为14.23万平方千米，黄河源区面积为13.14万平方千米。长江源区为通天河出青海省以上流域范围，黄河源区为龙羊峡水库以上流域范围。江河源区平均海拔在4000m以上，是青藏高原的重要组成部分，是我国重要的生态功能区，气候类型属于高寒气候，是典型的生态脆弱区。江河源区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”。近百年来，在全球变暖的影响下，青藏高原出现了冰川消融、湖泊干涸、湿地萎缩、草地退化以及沙漠化等一系列严重的环境问题。江河源区的生态环境退化不仅对整个青藏高原的生态安全构成了威胁，而且还影响到整个长江流域和黄河流域的生态安全，进而影响到长江和黄河两大河流中、下游广大经济区的社会经济建设，而长江、黄河中下游地区又是我国重要的经济区，因此，江河源区的环境退化将会在一定程度上影响到我国社会经济的稳定发展。 沙漠化是环境全面退化的综合指针，江河源区沙漠化的出现和发展是该地区环境综合退化的表现。随着遥感技术和空间信息技术的发展，地球表面的空间特征和现代过程的研究得到了完整的数据和技术支持，从而进入定量化研究的阶段，这也使得对该地区近30年来沙漠化的时空演变进行遥感监测成为可能。为了提高沙漠化遥感监测的精度和遥感解译过程的可操作性，本研究在前人研究成果的基础上，结合高寒地区的沙漠化特征和遥感解译的固有属性，构建了一个更加适宜于高寒地区沙漠化遥感监测的分类体系，将沙漠化程度划分为重、中、轻三个等级。 本研究利用遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术，对江河源区多个时期的沙漠化进行了监测，获得了近30年来不同时间尺度上沙漠化的空间演变规律。通过野外实地调查和采样，对江河源区沙漠化过程中土壤的粒度组成和养分含量进行了实验分析，其中沙漠化土壤粒度特征是采用英国马尔文公司生产的Mastersizer2000型激光粒度仪进行测量的，沙漠化土壤的有机质含量测定采用重铬酸钾氧化－外加热法，沙漠化土壤中全氮含量采用K-370定氮仪进行测定。此外，还引入景观生态学理论和方法，对江河源区沙漠化发展过程中的景观格局变化进行了分析。景观指数的运算是在美国俄勒冈州立大学森林科学系所开发的景观指标计算软件FRAGSTATS3.3环境下完成的。 通过以上研究，可以得到以下主要结论： 1. 江河源区存在严重的沙漠化问题。 在2005年，江河源区沙漠化土地总面积为50403.36km2，占源区总面积的18％，其中长江源区沙漠化面积为33189.7km2，占江河源区沙漠化总面积的66％，黄河源区沙漠化土地面积为17213.66km2，占江河源区沙漠化土地总面积的34％。江河源区轻度、中度和重度沙漠化土地面积分别为14286.91 km2、29256.37 km2和6860.08 km2，分别占沙漠化土地总面积的28.35％、58.04％和13.61％。从沙漠化土地分布的地貌特征来看，江河源区沙漠化土地主要分布于河流宽谷、开阔的环湖滩地、山前平原、山前洪积扇以及山前洪积台地等地貌部位。 2. 江河源区在近30年来沙漠化发展迅速，沙漠化发展与沙漠化逆转均有发生，但沙漠化发展速度远远高于沙漠化逆转速度。 在监测期内，长江源区沙漠化土地面积呈持续增加趋势，在1975－1990年的15年间呈明显增加趋势，年平均增速为61.72km2/a，重度沙漠化土地的增加对该时期沙漠化土地增加起着主导作用；在1990－2000年的10年间有微弱增加，该时期沙漠化土地的增速为4.54km2/a；在2000－2005年的5年间呈快速增加趋势，增速高达341.43km2/a。在1975－2005年的30年间，长江源区沙漠化发展面积为7180.56km2，沙漠化逆转面积为395.32km2，分别占1975年沙漠化土地面积的23.53％和1.29％。 黄河源区在1975－2005年的30年间，沙漠化土地面积总体上呈增加趋势，在所监测的三个时期内分别表现为“快速增加－稳定－微弱逆转”的变化过程。从这整个30年来看，黄河源区的沙漠化土地呈增加趋势，平均以67.28 km2/a的速度增加，沙漠化土地总面积增加了2018.53 km2，是1975年沙漠化土地的13.36％。重、中、轻三类沙漠化土地均不同程度地增加。沙漠化发展面积为4114.55km2，沙漠化逆转面积为1180.41 km2，分别占1975年沙漠化土地面积的27.23％和7.81％。 3. 沙漠化初期是土壤粗化和贫瘠化最严重的时期，因此，沙漠化防治重点应集中在沙漠化的早期。 随着草地沙漠化程度的加重，土壤中细颗粒物质的含量不断减少，即黏土、粉砂和极细砂均呈减少趋势，而粗颗粒物质不断增加。黏土和粉砂的含量从非沙漠化到轻度沙漠化的过程中几乎减少了一半，从轻度沙漠化发展为中度沙漠化时，黏土和粉砂的含量几乎减少为零。由此可见，防止草地发展到中度沙漠化对于保存土壤中的黏粉粒非常重要，一旦草地发展成为中度沙漠化时，其土壤中的黏粉粒含量将会迅速减少到很低的水平。 在土地沙漠化程度加重的过程中，土壤中的有机碳和全氮含量呈逐渐减少趋势。有机碳和全氮的损失主要发生在轻度沙漠化向中度沙漠化的发展过程中，其次是中度沙漠化向重度沙漠化的过程，再次是未沙漠化向轻度沙漠化发展的过程。这说明，未沙漠化草地刚发展成为轻度沙漠化时，只是植被覆盖度有所降低，而土壤的肥力减小并不严重，此时进行沙漠化的恢复还比较容易，但是，一旦从轻度沙漠化发展到了中度沙漠化，则意味着土壤肥力大幅度下降，即土壤中的有机碳和全氮含量降到了很低的水平。当发展到中度沙漠化时，土壤中的有机碳和全氮含量已经减少到了很低的水平，以至于中度向重度、重度向极重度沙漠化发展时的有机碳和全氮含量的减少幅度逐渐减小，逐渐趋近于零。在沙漠化过程中，土壤中的C/N比也随着沙漠化程度的加重而减小。不同沙漠化程度土壤中的有机碳和全氮含量存在很好的相关关系，相关系数为0.977。 4. 江河源区在近30年来沙漠化土地景观破碎度加重。 长江源区在1975－2005年间沙漠化土地斑块数量增加了1395个，与此同时，斑块平均面积减小了14.76hm2。固定沙（丘）地和半固定沙（丘）地的斑块数量始终最多，但在各类沙漠化土地类型中，流动沙（丘）地斑块数量的增加最为明显，而且主要发生在1975－1990年间。在该时期，流动沙（丘）地的周长－面积分维数增加非常明显，斑块形状趋于复杂。 黄河源区在整个30年间沙漠化土地斑块数量呈增加趋势，但沙漠化土地的破碎化主要发生在1975－1990年间，沙漠化土地斑块数量增加了1802个，与此同时，沙漠化土地斑块平均面积减小了20.84hm2。该时期沙漠化土地在景观水平上的分维数增加非常明显，沙漠化土地斑块形状趋于复杂化；在1990－2000年间，沙漠化土地出现了由分散到连片的过程；在2000－2005年间，黄河源区沙漠化土地在景观水平上破碎程度加重，斑块形状趋于复杂。 5. 江河源区沙源丰富，具有发生大规模沙漠化的潜在危险性。 通过对深度为2米剖面进行10cm间隔取样进行粒度分析，所得样品的平均粒径变化范围为122.97um～159.47um，主要属于细砂，该剖面的粒度组成主要集中在细砂粒级，细砂含量在42.07％～66.93％之间；其次是极细砂，在各层位的含量介于21.66％～33.40％之间，平均含量为26.93％；粉砂和中砂的平均含量比较接近，分别为5.91％和6.71％；黏土平均含量为1.96％；在整个2米剖面的20个样品中，没有粗砂和极粗砂。 6. 江河源区沙漠化发展受到气候变化和人类活动的双重影响，但沙漠化具体成因存在明显的区域差异。沙漠化防治应采取“因地制宜、因害设防”的治理原则。 由于江河源区范围广阔，不同区域间的自然环境和人类活动强度差异较大。对于不同区域来说，其沙漠化的驱动因素也相应地存在较大差别。从各个子区域来看，长江源区的沙漠化主要是由气候变化所驱动的，气温升高所导致的冻土退化是导致沙漠化发展的主要原因。黄河源区的沙漠化主要是在气候变化影响的基础上，叠加了人类活动的加速作用所共同导致的。其中人类活动中的过度放牧是主要影响因素。沼泽输干、农业开垦、滥挖滥采等人类活动在局部地区加速了沙漠化的发展。
语种	中文
公开日期	2013-08-22
页码	251
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.casnw.net/handle/362004/21822]
专题	寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	胡光印. 江河源区近30年沙漠化过程及其成因[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2009.

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