全 文 ：第 g卷 第 2期
2 0 01年 6月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．9
June，
No．2
2 0 0 L
中国沙漠化研究*
王 涛 朱震达
(中国科学院兰州沙漠研究所 兰t州 730000)
摘 要 中国沙漠化研究伴随着北方干旱南半干旱区自然资源的开发利用，经历 了近 50革的艰苦臻索历程，为国
民经济建设和我国沙漠科学体系的建立与发展都做出了重要贡献。重点阐述了中国沙漠化研究领域在有关沙漠化
的环境背景研究、沙漠化的物理学和生物学过程研究、沙漠化监测与评价、沙漠化景现生态学研究、沙漠化的植物
逆境生理学研究、沙漠化地区水土脊薄的高藕利用与可持续发展、沙漠化整治楗式和技术体系研究等方面的主要
进展及成就。并进一步明确了开展中国北方沙漠化过程及其防治研究的主要科学阿题、研究内客和 目标。
关■词 沙漠化 沙漠科学 研究进展
Stedj曙 on the s如 dy desertlf1I~ltiol in China．WANG Tao，ZHU Zhen—Da(Institute of Desert Research，Chinese
Aeademy of Sciences。Lanzhou 730000)．CJEA，200L，g(2)}7～ L2
Abs‘ 耐 Studms on the sandy desertifcation in China has experienced 50 years of hard groping course along with
the development and utilization of natural resources in the arid and semiarid regions，having made very important
contribution to the national economic construction，environmental protection and China desert scmnee formation
and development．During last 5 decades，considerable achievements have been made in desertification study in-
eluding background of natural and human impacts on the process of desertifieation，dynamic and biological processes
of desertification and its restoration mechanism ，monitoring and assessment on desertification，landscape ecology
and plant stress physiology，highly efficient utilization and sustainable development of water and land resources and
renovating model and technology"for combating desertification．The author also discusses the major scientifc issue，
content and object of future study on the process of desertifieation and its control in the North China in the paper．
Key words Sandy desertification，Desert science，Study progression
沙漠化(Sandy desertification)是荒漠化(Desertification)的主要类型，它作为极其重要的环境和社会经
济问题正困扰着当今世界 ，威胁着人类的生存和发展。根据1994年签署的《联合国防治荒漠化公约》中 荒漠
化是指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地区的土地退化”，荒漠
化过程影响着全球陆地面积的1／4和世界近10亿人口，荒漠化土地每年还以5～7万km 速度扩展。中国是
世界上受沙漠化影响最严重的国家之一，全国沙漠、戈壁和沙漠化土地约为 165．3万 km ，其中主要由人类
活动导致的沙漠化土地约 37．0万 km ，沙漠化土地主要分布在北方干旱、半干旱和部分半湿润地区，从东北
经华北到西北形成一条不连续的弧形分布带，尤以贺兰山以东的半干旱区分布更为集中。沙漠化是由不合理
的人类活动与脆弱的生态环境相互作用所造成，表现为土地生产力下降、土地资源丧失、地表呈现类似沙漠
景观的土地退化。我国沙漠化发生发展的成因归为 2类，即自然成因和人为成因。在我国干旱半干旱地区沙
漠化 自然发生发展的现象普遍存在，如河流阶坎滩地的自然风蚀、流动沙丘的自然前移、风口地段植被的自
然破坏等，其沙漠化机制一是全球气候变化异常，特别是中纬度地区的气候正朝着暖干的方向发展，造成大
的生态背景有利于沙漠化的发生；二是存在一些不利的自然因素，如气候干旱、降水变率大、土壤沙粒含量
高、疏松易于流动等，特别是强劲频繁的起沙风为沙漠化发生提供了强大动力。自然形成的沙漠化往往规模
小，程度低，并可得到自然恢复，不足以造成环境的较大改变。关于沙漠化自然成困的研究已初步形成了一些
理论，如过渡带理论、脆弱生态理论、全球气候变化理论等 而人为成因即同期人口压力的急剧增加、经济活
动对环境的强烈干扰才是造成大面积生态环境恶化和沙漠化发生发展的主要原因，由于人 口压力持续增长
和普遍采用乱垦、溢牧、滥樵等粗放掠夺式经营方式，造成植被破坏，沙漠化迅速发展 关于沙漠化人为成因
· 国家重点基础研究发展规划(973)项目 中国北方抄漠化过程及其防治研究 (GZ000048700)资助
收稿 日期 ：2001—03-26
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8 中 国 生 态 农 业 学 报 第 9卷
的研究已初步形成了诸如农牧交错带北移错位、人口危险阈值、人口压力与资源环境容量失衡等理论。我国
的沙漠化过程按其发生性质可分为沙质草原荒漠化、固定沙区(沙地)活化和沙丘迁移入侵 3种类型。据野外
调查及对航空卫星照片的分析，以土地利用为主的沙漠化成因中以过度农垦为主的占沙漠化土地面积的
25．4 ，以过度放牧为主的占28．3 ，以过度樵柴为主的占 31_8 ，水资源利用不当及工矿建设破坏植被所
引起的占 9 i而单纯由风力作用的沙丘前移所形成的沙漠化土地仅占 5．5 ，可见^为因素是沙漠化过程
中活跃和主要的因素。
1 近 1O年中国沙漠化研究进展
进入 20世纪 90年代在“以瞄准国家目标和国际科学前沿为主推动沙漠学科发展”原则的指导下，在突
出基础和应用基础研究，促进沙漠科学整体研究水平提高的同时，加强了相关学科的交叉和科技成果在经济
建设、环境保护与沙漠化防治中的应用，并取得了一批水平较高的科研成果。
1．1 有关沙漠化的基础研究
风沙物理与风沙工程研究，进一步认识和理解了风沙问题即沙漠化的物理学原理，在风沙气固两相流体
动力学、风成基面形态运动、土壤风蚀、风沙实验相似理论和风沙工程学等方面的研究都取得了很好的进展
特别是对单一颗粒运动图像有了较高清晰的了解，建立了相关的数学模型i在经典多项流体动力学基础上，
初步建立了风沙气固两相流体运动学物理和数学模型，并提出1套较为系统和完整的风沙实验相似理论参
数，适合不同的风沙运动、线流实验情况；采用二次流的理论，对风沙形态的生命史进行更深入的研究。在风
沙工程的力学分类方面有独到之处，为风沙工程防护设计、施工奠定了理论基础。如沙漠石油公路沿线风沙
运动规律的研究，为沙漠公路防沙工程设计和施工建设服务，尤其根据风沙运动规律总结的“风沙流瞬时行
为论”及对各种地貌单元风沙地貌带的划分，既充实了防沙的理论，也指导了沙漠公路选线；再有把前人总结
的“阻、固、输、导 防沙理论成功地运用到降水稀少、流动性极大的沙漠公路防护工程中，将科研成果及时转
化为生产力，建立综合防沙体系 248km，取得了较大的经济效益。
沙漠形成演化与气候变化研究，这方面的研究为进一步了解沙漠化过程中自然条件的形成、演化、结合
全球变化预测沙漠化奠定了基础，系统地总结了我国沙漠地区若干沉积、类型的特征及其气候、环境意义，划
分了3代沙漠及不同时期沙漠的空间分布格局、区域分异、发展模式，重点研究了前第四纪红色沙漠与第四
纪黄色沙漠在气候、环境与成因上的不同；探讨了现代土地沙漠化的发展历史、现状及其未来发展趋势与相
应的对策问题，其研究成果在青海、西藏等省(区)的土地沙漠化研究与防治中成功应用并取得良好效益。
沙漠化的微气象学研究，近 l0年来随着先进仪器的引进和使用，沙漠化的微气象变化研究取得了长足
进展 通过对农田、草场、沙地的定点对比观测，发现土地沙漠化对微气象有显著影响，沙漠化过程中由于下
垫面的改变，正常的地表辐射平衡、热量平衡及土壤水分平衡受到破坏，近地表湍流运动格局和能量分配发
生深刻变化。其中植被区上方风速廓线全天呈对数分布，白天表面边界层厚度2．7m，夜间5m以上，地表曳
力系数 0．0032；流动沙丘风速廓线夜间呈对数分布，白天弯向J 轴，表面边界层厚度小于 0．7m，地表曳力
系数 o．0019；由此造成沙丘表面风速切变大，在近地表产生强大切应力，使沙粒易跳动。沙漠化过程中随着
植被的破坏，地表反射率急剧增犬，净辐射和潜热交换减少，其中未沙化区地表反射率为0．15～o．20，退化
区为0．25～o．30，流沙区为 0．35～0．40。严重沙漠化土地显热通量和潜热通量传输明显改变，地层中热通量
百分率明显增加，潜热通量则减少，沙丘表面温度位相滞后时间短，日较差大，空气绝对湿度最低。随着人工
植被的建立，其反射率降低，风速的垂直切变减小，且由于有植物的存在而不能直接作用于地表，植被层吸收
了气流的大部分动量，从而对地表产生保护作用，减小了地表沙粒的活性，有利于地表的固定，并具有增温和
增湿作用。在这些观测研究的基础上，沙漠化对微气象影响的数值模拟研究也得到发展，并初步提出了用地
表反射率、风速廓线、潜势交换等微气象指标，结合植被盖度，对沙漠化程度进行评价的方法。
1．2 北方地区沙漠化动态监测与评价的研究
应用遥感和 GIS技术，开展了我国北方大范围的沙漠化土地分布与发展、沙漠化及其灾害发生和过程
的研究，使沙漠化的研究进入定量分析和经济评价阶段。以“八五”国家科技攻关专题 中国北方农牧交错带
沙漠化灾害遥感监测评价”研究为倒，在完成全国1：400万沙漠化灾害危险程度分区评价图的基础上，以毛
乌素和科尔沁沙地为主，基于TM数据信息源，在GIS的支持下建立这 2个地区沙漠化灾害背景数据库，开
展沙漠化灾害发生及其行为规律研究、沙漠化及其灾害分类分级和指标体系的研究、沙漠化及其灾害遥感监
测评价模型和遥感特征信息提取方法的研究；建立沙漠化灾害遥感监测评价试运行系统。其中沙漠化遥感监
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第2期 王 涛等：中国抄漠化研究
测的指标体系是关键问题之一，研究表明，有助于沙漠化过程环境条件存在的指标主要为自然指标，即风蚀
地、沙地或沙丘增长的活动数据，沙尘暴，降水的季节和年度变化，风速和风向，土壤有效深度和有机质含量，
地下水位深度和质量以及地表反射率等；生物学和农业指标，即植被覆盖率、生物生产量、关键植物种的分布
和颧数．土地利用状况(如农、牧、樵采、工矿、水资源利用等)、农作物的产量、家畜成分及产量和各种经济活
动的投入等；社会指标，即民居形式、人口的数量、结构、变化过程及其趋势，公共健康指数及特定时期内的政
策等。根据我国北方沙漠化过程、人类活动特点和已有的监测研究结果，总结出下列在利用遥感和计算机手
段获取及分析信息方面具有直接应用价值的指标，即风蚀地或流沙面积所占该地区面积的百分比；单位时间
内风蚀地或流沙面积年均扩大所占该地区面积的百分比；地表植被覆盖度(主要指草场、林地)；生物生产量。
在上述工作基础上选择一个时段(1 987年和 1993年的TM数据)对毛乌素沙区进行了连续动态监测，对比
分析结果表明，1987～1993年沙漠化土地面积由3．259万km (占监测区域总面积的 67．5 )下降到3．065
万km ，总体处于逆转过程中，平均每年约有 276．6kin 土地得到治理。据此监测结果，结合当地社会经济及
环境变化情况，可以开展更为详细的沙漠化逆转原因、效益等方面的综合评估。但从整个北方而言，进入 9o
年代沙漠化土地的蔓延又有加速的趋势，以每年 2460km 的速度扩展，形势更为严峻。
1．3 沙漠化与檀授曩警、景观生态学研究 ，
沙漠化与植被演替研究，近年的研究结果表明，沙质草地植被的演替与一般草地不同，沙区植被的演替
大多数是与土地沙漠化程度相关联，植被演替阶段往往和土地沙漠化程度互为前提。沙区植被沙漠化演变既
有渐变，又有突变，这种渐变和突变既受制于土地沙漠化程度，又决定于其本身的结构功能；在不同类型沙漠
化土地间，植被为突变；在相同类型沙漠化土地内，轻度沙漠化土地上的植被为渐变，重度沙漠化土地植被为
突变。但植被退化方式和速度往往与其成因不同而存在较大差别，因放牧引起的草地沙漠化，其规律是生物
多样性、植被盖度、草层高度、牧草产量均呈明显下降；多年生牧草首先从草地中退出，然后家畜喜食的1年
生牧草退出，草地最终将以家畜不喜食或不食的劣质牧草和有害牧草占优势。在盖度下降到一定程度时，地
表首先出现小的裸斑，小裸斑逐步扩大并连片，最终地面全部沙化 由风沙危害及水分状况等原因引起的草
地沙漠化过程与放牧引起的土地沙漠化过程有相似之处，但也有区别，其区别主要表现在由沙丘阴坡到抄丘
阳坡，由湿地向旱地 由固定抄地到流动沙地植被迅速恶化；其速度明显高于放牧引起的植被退化，但植被高
度和产量不一定下降，只是植被盖度和植物种组成迅速减少 沙地退化植被在有利环境条件下发生正向演
替，植物种组成、植被盖度、高度均明显增加，群落中草本植物比重增大。
沙漠化与景观生态学研究，近年来景观生态学研究已渗透于沙漠化科学，研究表明，土地沙漠化过程与
景观结构特征变化密不可分。从景观尺度而言，初始小尺度的沙漠化常和一定立地类型地表的蚀、积过程相
关，但并不影响景观特征；沙漠化发展到中尺度时，沙丘的固定程度就会发生变化，这时景观特征发生变化，
但不影响景观属性{当大尺度的沙漠化发生时，则景观属性发生变化，原同一属性景观要素(如斑块)分化成
具不同属性的景观要素。在人工固沙区、围封保护区和流动沙丘区3种沙地景观类型中，人工固抄区景观空
间格局最复杂，有高的异质性；其次为围封保护区；流动沙丘区景观格局最简单。在沙漠化发展过程的作用下
(过度放牧、过度砍伐、过度开垦的过程)沙地景观格局趋向简单，异质性降低；在沙漠化逆转过程的作用下
(沙漠化治理过程)景观格局趋向复杂，异质性增加。在不同的景观类型中，斑块格局因受不同的作用过程影
响其变化规律各异，在人工固沙区由于主要受人工固沙措施作用过程的影响，斑块类型从固定沙丘、半固定
沙丘、半流动沙丘到流动沙丘，格局多样性逐渐增高，斑块格局趋向复杂。在围封保护区，由于受季节性放牧、
樵采和植被自然恢复等不同过程的多重影响，固定沙丘斑块和流动沙丘斑块的空间结构最为复杂，格局多样
性高；而半固定沙丘和半流动沙丘格局多样性低，空间结构简单。因此，可根据土地沙漠化趋向、景观特征指
标等在不同的时空尺度上评价沙漠化发展程度
1．4 沙漠化的值翱逆境生理学研究
过去有关沙漠植物的逆境生理学研究主要集中于沙漠植物的生理特征研究，其比较深入研究的方面为
沙漠植物的水分生理研究如植物的束缚水、自由水研究，蒸腾系数和速率研究及水分亏缺研究等 近 10年来
已开始注意沙漠化过程与植物生理变化的关系及植物对沙漠化适应机制和对策的研究，研究内容涉及植物
的形态解剖、光合速率、保护酶系统、渗透调节物质的变化、质膜透性及膜脂过氧化作用、植物的抗逆演替等，
并得出有意义的结论，如沙地植物在于旱高温逆境条件下光合曲线呈双峰型或低缓型，光台速率低，而湿润
条件下呈单峰型，光合速率高。含水量高的植物，光台速率和蒸腾速率亦高，环境胁迫下气孔调节程度低，水
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l0 中 国 生 态 农 业 学 报 第 9卷
分利用效率亦低，含水量低的植物则相反；高温、干旱条件下抗性强的植物细胞失水少且慢，复水后细胞恢复
吸水，可溶性糖、脯氨酸积累迅速，保护酶活力可迅速增强，且与膜脂过氧化作用成负相关，细胞膜表现出良
好的弹力，抗逆性弱的植物则相反；沙地植被演替实质是在环境变化过程中植被依据其主要植物种抗逆类
型、方式和能力进行优势种更替，是植被抗逆类型的演替，在流动沙地向固地沙地演替过程中植被抗逆性演
替规律为从躲避干旱向生理抗旱发展，从抗风沙型向抗旱型发展，从单一繁殖方式向多种繁殖方式发展。
l_5 沙漠化对生态系统影响的研究
近年来随着对沙地退化生态系统物质转化、能量流动过程的深入研究，进一步阐明了沙漠化对生态系统
的危害机制。研究结果表明，农田沙漠化过程中首先表现为土壤粗化，肥力降低，持水供水能力下降，地表温
度日变化强烈，种植作物后土壤水分难以保持平衡，在正常降水或常规灌溉制度下，作物常因土壤供水不足
而导致气孔关闭，水分循环受阻，光合能力降低，植株细弱矮小，由于水分生产效率和光能转化率降低，使生
态系统生产力下降，严重时颗粒无收，使农田生态系统崩溃。对于草地生态系统，沙漠化首先导致风沙活动增
强，微环境恶化，使抗风沙能力差的高大、宽叶、生育期长的植物消失，生物多样性降低，群落结构趋于简单、
稀疏，由于植被总盖度降低，叶面积指数下降，使进入草地生态系统的能量减少，物质转化进程受阻，生产力
下降 同时植被的凋落物和土壤微生物种群减少，使返还土壤的有机质下降。由于植被生态系统物质能量输
入输出不平衡，系统很难维持稳定，最终受到破坏。对于在流动沙地上建立的人工生态系统，随着植物种群盖
度的增加，土壤水分状况趋于恶化，因而不利于先锋植物的生长，土壤形成结皮后表层紧实度增加，不利于沙
生植物种子的入土和萌发，因而先锋植物竞争力逐渐衰弱，最终被后来种所代替。
1．6 沙漠化地区水土赍海的高效利用与可持续发展研究
近 10年来结合我国沙漠化地区区域开发和环境治理，开展了一些专门问题的研究，如西北地区水资源
可利用量与林业建设、河西地区水资源承载力、风沙土和干旱土以及绿洲灌淤土等的系统分类。同时紧紧围
绕以流域为单元的资源环境系统研究，建立了一些典型流域的水、土、气候、草场等流域资源系统，对以流域
为单元的资源利用、人类恬动、经济增长与环境问题的相互作用有了深刻的认识，提出了流域水土资源合理
开发利用的系统理论，完成了几个典型地区的流域规划。“九五 期间比较热门的研究内容有气候变化对干旱
农业生态系统和水资源的影响、荒漠绿洲水分平衡与可持续发展、河西走廊经济发展与绿洲生态环境保护与
建设、绿洲边缘地区农业综合开发科技示范、集雨高效农业试验示范、黄淮海平原沙地生态农业等
1．7 沙漠化整治丧式与技术研究进展
沙漠化整治模式和技术研究是沙漠化科学研究的重要内容。近 1o多年来在全国沙漠化发展过程、趋势
监测的研究和沙漠化土地整治宏观战略研究的同时，还重点进行了沙漠化土地区域综合整治的研究，如中国
科学院兰州沙漠研究所在不同类型的沙漠化(风沙化)地区建立了 9个整治实验站，探索不同类型沙漠化(风
沙化)土地的整治模式和技术，建立显示效益的示范样板区，以推动区域沙漠化整治。另外中国科学院新疆生
物土壤沙漠研究所、中国科学院沈阳应用生态研究所、中国科学院长春地理研究所和国家林业部及有关各省
的林业机构相继建立了实验站或治沙林场，共同承担三北地区沙漠化区域整治的研究任务，使局部地区生态
和生产有所改善，我国北方 lo 的沙漠化土地已经开始逆转。开发了一些新的沙漠化土地综合治理模式和
技术，其中应用范围比较广的有适于半干旱农牧交错区的奈曼“生态网 、 多元系统”、“小生物圈 及乡、村、
户 3级沙漠化土地综合治理模式．该系列模式是在乡一级有计划的大规模营造防风固沙林网，在村一级采取
调整种植结构、封沙育草、固沙造林、建设基本农田和发展农林牧生产等一系列措施进行全方位治理，在户一
级则是采取分散居住 ，在水热条件较好的丘间甸子地按农业生产区、林带保护区、草地缓冲区、放牧区安排农
业生产和沙漠化治理，三级模式形成了 l套比较完整有效的沙漠化治理体系。还有适于半湿润风沙区的延
津、禹城沙化土地治理与农业高效开发模式，该模式主要是根据黄淮海地区水热条件较好和交通便利等有利
条件·对沙化土地实施改造，种植果树、花卉等高产值经济作物，生态效益和经济效益极为明显。还有河北坝
上沙漠化治理模式，西藏一江两河地区的生物防沙和生态农业模式等均取得了良好效果。近10年新研究开
发成功的沙漠化治理和沙地农业开发技术主要包括适合半干旱区的沙地衬膜水稻栽培技术、沙地小麦栽培
技术、沙地甘草、麻黄栽培技术}适合高寒地区的高寒沙化地区西瓜、玉米、小麦栽培技术；适合干旱区的绿洲
节水农业技术、绿洲防护林营造技术、咸水灌溉技术等，这些技术对我国沙漠化治理起到了巨大的推动作用。
中国沙漠化科学研究的成果也为世界同行所瞩目，在流沙固定原理与技术领域处于世界领先水平，在沙漠化
土地 防治方面处于世界先进水平，沙漠化防治模式和经验尤其受到国际上的重视，1 987年联合国环境规划
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第 2期 王 涛等：中国沙漠化研究 ll
署(UNEP)与我国签定协议．以中国科学院沙漠研究所为依托建立 国际沙漠化治理研究培训中心”，该“中
心”受联合国委托举办了 12期国际沙漠化防治培训班和 8次大型的国际学术会议，培训人员 300多人，涉及
40多个国家和地区，这表明中国的沙漠化研究已走向世界。
2 中国沙漠化研究的展望
2．1 中国沙漠化研究应突出学科颔域
中国的沙漠化研究为西北地区国民经济建设和生态环境保护做出了突出的贡献，取得了一大批科研成
果和上百亿元的经济效益。21世纪我国沙漠化的研究应突出以下几个学科领域的工作，一是风沙物理与沙
漠环境研究， 野外试验站、独特的室内风沙环境风洞、野外土壤风蚀风洞为依托，在深入研究自然因素、人
文因素和沙漠化土地对前两类因素反馈作用在不同时间尺度上对抄漠化过程的作用机理及其贡献率的背景
下，建立现代沙漠化过程中各种驱动因素的识别和作用机制模式，结合现代沙漠化土地相邻生态系统界面上
的物质与能量流动规律 及未来人类活动和全球变化趋势研究成果，建立能够使自然因素、人文因素和沙漠
化土地相互耦合的沙漠化过程动力模型，并较准确地预测未来沙漠化发展态势；二是沙漠化地区恢复生态学
研究，主要开展干旱区脆弱生态环境形成演化的生态过程与土地沙漠化的生物学机制，干旱区不同等级和尺
宦下生态系统的结构功能与能流、物流、信息流，沙漠化及其逆转过程中景观格局、生物多样性时空变化动态
系统稳定性关系及其维持机制，荒漠植物种对严酷环境生态适应机制方面研究：三是抄漠化地区水土资源利
用与农业可持续发展研究，主要研究典型类型区不同时间与空间尺度的水平衡，开展沙漠化地区水土资源开
发利用的生态风险分析，对全球变化背景下沙区环境和资源变化及其利用作出量化趋势预测。针对西北 山
』Il秀美 工程和区域经济发展所面临的重大资源环境问题，研究沙漠化地区水土资源优化配置和资源优势向
经济优势转化的模式。研究沙漠化地区农业工程技术，特别是高产高效技术，提出粮食高产稳产和区域可持
续发展战略；四是沙漠化逆转过程及其整治模式研究，以不同地带野外研究试验站为依托，开展不同类型沙
漠化土地逆转的战略研究和整治模式及技术体系的探讨，建立显示效益的示范样板区，推动区域沙漠化整
治；五是建立完善中国沙漠化监测、评估与决策、管理系统，利用“3s”等高新技术，建立资源环境信息系统，
为区域沙漠化防治的科学规划和管理服务。
2．2 2001~2005年中国沙漠化研究中搬解决的关键科学问题
尽管我国开展沙漠化研究与防治已有半个世纪，但沙漠化一直在加速扩展，目前我国沙漠化防治仍处于
“局部治理，整体恶化”的严峻态势。除国家投入不足和政策失误等原因外，沙漠化发生机制不清楚．尚未建立
比较完善的沙漠化防治理论和技术体系也是重要原因之一。沙漠化过程与防治中许多科学问题的解决．需要
以沙漠和沙漠化科学为主的多学科交叉与综合集成。为发展沙漠科学理论，促进相关学科的交叉和边缘学科
的发展，拟解决的关键科学问题有沙漠化过程中自然与人为影响因素指标的确定与量化方法．沙漠化过程的
起因主要包括气候变化和人类活动两个方面，二者在土地沙漠化中的贡献率及其耦合效应是国际科学界长
期悬而未决的问题。复原特征时期沙漠与沙漠化土地空间格局，通过对比、系统分析建立与提取沙漠化过程
响应气候变化和人为干扰的判据指标及量化方法，是必须解决的关键问题；多场耦合的近地层风沙流运动的
力学模型，在地表条件与气象环境已知的前提下，建立在风场和电场作用下沙粒流运动的力学模型是风沙物
理学研究的关键课题。通过对风沙运动的不同力学机制建模(如碰撞起跳．湍流激发机制，沙粒运动与流体的
相互作用．气一固交界面的物质、动量和能量等的交换规律等)，采用概率和数理统计方法，实现微(细)宏观不
同尺度风沙运动模型的关联和过渡，给出适于计算机仿真的近地层风沙流运动模式；土壤风蚀因子参数化及
风蚀容忍量的确定，这是进行土壤风蚀定量评价必须解决的关键问题，土壤风蚀定量评价要依靠土壤风蚀模
型，风蚀因子参数化就是建立土壤风蚀强度与各因子之间的定量关系。土壤风蚀定量评价指标体系的建立必
须基于对土壤风蚀程度的准确判定，而风蚀程度要由风蚀强度与成土速率(土壤风蚀容忍量)之比较来确定；
沙尘在源区释放量的测定与数值模拟，沙尘暴系统结构特征及成因，模拟沙尘在源区的释放并通过观测加
验证，是获得分辩沙尘暴源地的关键方法，并进一步研究沙尘暴输送路径、空间分布、气候效应、形成机制的
基础 这其中涉及到整个源区表土特征要素的提取，卫星遥感对大范围地表状况的测定及沙尘特征反演等国
际研究的热点和难点问题。由于沙尘暴过程是突发和低概率事件，揭示其结构特征和形成机理对预报预警至
关重要；沙漠化正逆过程中植被受损和恢复的关键动因及稳定性机理，认识沙漠化及其逆转过程中植被受到
外界干扰的因素和强度及植物的适应对策和抗干扰能力，明确植被偏离平衡状态而进入受损或恢复过程的
关键动因，搞清植被维持自身稳定性的调控机制，是阐明沙漠化生物过程及其植被恢复重建机理的关键。
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l2 中 国 生 态 农 业 学 报 第 9卷
2．3 2001~2005年中国沙囊化研究主要内容
2001~2005年我国沙漠化研究主要侧重于一是沙漠化过程的自然与人文背景研究，探讨历史时期(近
2000年)和近 5o年来我国沙漠化的发展过程和机制，确定自然因素和人文因素在沙漠化过程中的贡献率，
为深入研究我国沙漠化过程的动力学和生物学机制提供科学的宏观环境背景；二是沙漠化(沙尘暴)动力学
过程及其调控研究，通过对不同尺度风沙运动的力学建模及转换关联、风沙电机理及其对风沙运动和环境的
影响等基本规律的研究，揭示土壤风蚀过程和沙尘暴起动的物理机制。在此基础上建立土壤风蚀的定量模型
与土壤风蚀的容忍量，确定土壤风蚀的定量评价指标体系与区划，给出防沙治沙工程设计的力学原理与调控
模式，通过沙尘源区释放、输送路径、影响范围及气候环境效应的模拟和验证研究，分辨沙尘暴频发源区，揭
示沙尘暴天气气候特征及形成机制，建立沙尘暴监测、预报与预警方法；三是沙漠化的生物学过程与植被恢
复重建机理研究，在研究沙漠化过程中土壤 c、N衰减规律及其生态效应的基础上，分析沙地植物种群的抗
干扰机理及适应对策，揭示植物从个体到种群对环境变化的响应，探讨沙地植被的受损与恢复过程及其稳定
性，阐明植被演替动因及其自身调节、维持稳定的机制，研究沙地主要植物的耗水规律和水分循环，确定植物
的耗水量及其对植被稳定性的影响；四是沙漠化综合防治战略与模式研究，在上述研究的基础上总结我国北
方沙漠化的现状、危害，分析人一地关系的协调程度，预测沙漠化发展趋势，通过对沙漠化地区水土资源承载
能力和土地合理利用方式的研究，探讨环境容忍量和土地利用安全格局，确定沙漠化的重点治理区域，制定
沙漠化与沙尘暴综合防治区划，提出适合不同区域沙漠化防治的新模式与新技术，并就典型地区的社会、经
济与环境协调发展提出相应的对策及政策建议，为国家的沙漠化防治提供决策依据、理论依据和技术支撑。
2．4 沙漠化土地综合整治对策
根据我国北方沙漠化地区自然、经济特点及沙漠化发展趋势、开发利用中存在的问题及治理的典型经
验，沙漠化土地整治必须本着生态效益、经济效益和社会效益统一的目标，贯彻适度利用与多项互补的生态
原则，把防治与利用寓于一体。在整治对策上从改善整个干旱及半干旱区生态系统的角度进行综合考虑全面
规划；在经济发展方向上贯彻以林业为主多种经营的方针，同时还必须有效地控制人口增长；在具体治理部
署上采取科研机构以实验区进行治理实验为主，科研部门与生产部门相结合以具有一定面积范围的示范区
为主和科研机构、生产部门与地方群众相结合以推广区为主的3个层次的形式；在具体治理措施上对农牧交
错沙漠区，针对沙区中居民点、耕地、草场分散分布的特点，可以生态户为基础，采取天然封育，调整以旱作农
业为主的土地利用结构，扩大林草比重，集约经营水土条件较好的土地，并与营造护田林网相结合，丘间营造
片林(灌丛)与封育相结合的措施，从而达到一方面控制沙漠化的发展，另一方面起到发展经济的作用；在草
原牧区除合理确定载畜量、合理轮牧、建立人工草地及饲料基地外 ，还应与合理配置水井、确定放牧点密度、
修建固定道路结合起来。在干旱地带以流域为生态单元进行全面规划，合理分配用水，以绿洲为中心建立绿
洲内部护田林网与绿洲边缘乔灌结合的防沙林带以及绿洲外围机械沙障与障内栽植固沙植物等措施相结
合，形成一个完整的防治体系，另外流沙地区交通沿线可采用沙障与固沙植物相结合、以固为主的防护体系。
参 考 文 献
1 竺可桢．变抄漠为绿洲．竺可桢文集．北京；科学出版社．1979
2 朱震选．刘 恕．中国北方地区的抄漠化过程厦其治理区划．jL京，中国林业出版杜，1981
3 王 诗．中国北方典型沙漠化地区沙漠化的对比研究．中国沙漠，1989，9(1)：113～138
4 董光荣，申建友．金 炯．气候变化与抄漠化关系的研究．干旱区资源与环境．1988(1) 31~45
5 董玉祥，康国定．中国干旱半干旱地区风蚀气候侵蚀力的计算与分析．水土保持学报．1994，a(3)：1～7
6 拓万泉，杨根生．流动抄丘表面输抄率的理论计算方程 干旱区资源与环境，1996，10(4)：50～54
7 朱震达．垒球变化与荒漠化．地学前缘．1997，4(1～2)，213～219
8 吴 藕 沙漠化遥感动态监测的方法与实践．遥感技术与应用．1997，12(4) 】4～20
9 刘新民等 科尔沁沙地风抄环境与植被．北京：科 l出版社，1996
1o赵暗林等．抄地土壤理化性质的演变研究．土壤学报．1998，33(3) 38~42
11高前兆．史胜生等．中国西北干旱区水资源皿其台理利用．中国抄漠．1992，18(4) 1～12
12王 涛．走向世界的中国沙漠化防治的研究与实践．中国沙漠，8OOl，81(1)；1～3
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