【摘 要】
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本文通过分析乌兰布和沙漠土地利用类型变化、景观格局变化、沙漠化程度变化、植被覆盖变化与气候变化关系、植被覆盖变化与地下水的关系、植被分布与土壤特性的关系和植被覆盖变化对沙漠化的响应关系对乌兰布和沙漠生态环境要素变化进行探究;基于以上生态环境要素的分析,将研究区自然环境条件和社会经济状况结合,应用“敏感性-恢复力-压力度”概念模型,选取适宜的评价指标对乌兰布和沙漠生态脆弱性情况进行分析,并结合其重要
【基金项目】
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秦富仓教授主持的国家重点研发计划课题“荒漠化治理技术产业化机制和业态培育”(2017YFC0506702);
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本文通过分析乌兰布和沙漠土地利用类型变化、景观格局变化、沙漠化程度变化、植被覆盖变化与气候变化关系、植被覆盖变化与地下水的关系、植被分布与土壤特性的关系和植被覆盖变化对沙漠化的响应关系对乌兰布和沙漠生态环境要素变化进行探究;基于以上生态环境要素的分析,将研究区自然环境条件和社会经济状况结合,应用“敏感性-恢复力-压力度”概念模型,选取适宜的评价指标对乌兰布和沙漠生态脆弱性情况进行分析,并结合其重要影响因素梳理研究区不同脆弱程度区域的合理利用建议,为研究区生态环境建设和特色经济发展提供科学依据。研究结果表明:(1)乌兰布和沙漠近30年随着人口的增加、城镇化进程的加快及对发展需求的增加,耕地、草地和建设用地面积在持续稳定增加,尤其是草地和耕地面积增加较快;草地面积总体增长了737.99 km~2,耕地面积总体增长了565.49 km~2,建设用地面积总体增长了34.85 km~2。沙地面积减少了1281.15 km~2,盐碱地面积占比由初期的1.5%减小到0.73%。从斑块类型来看,1989-2019年林地、草地、耕地、建设用地的景观破碎度呈下降态势,且聚合程度越来越高;盐碱地和沙地的聚合程度有降低趋势,斑块数量变多,面积有所减少,且林地、耕地和建设用地开发利用较为规整,林地和草地的融合度有所提高。(2)乌兰布和沙漠南部沙漠化程度较北部严重,重度和极重度沙漠化土地多集中分布在乌兰布和沙漠中部至南部;轻度、中度沙漠化土地主要集中分布在东北部。1989-2019年严重沙漠化面积占比由41.76%减小到13.51%,面积减少了4005.52km~2,大部分转化成重度沙漠化。1994-1999年期间沙漠化指数ADI平均值由3.25减小到2.94,即1989-2019年间沙漠化程度整体有所好转。通过对沙漠化驱动因素和影响因子进行分析,得到人为因素的贡献率为56.63%。(3)乌兰布和沙漠的植被覆盖在空间上由北向南减少,植被覆盖度高的地区主要分布在乌兰布和沙漠北部,以农田为主体;植被覆盖率增加的地区占总面积的85.90%。相关分析和偏相关分析表明,年均温度、年降水量和最大风速对乌兰布沙漠的NDVI有显著影响。残差分析表明,1989-2019年乌兰布沙漠植被变化是气候变化与人类活动相互作用的结果,贡献率为35.05%。人类活动对植被恢复贡献率为59.81%。(4)通过将植被种类空间分布与地下水埋深等值线进行叠加分析,发现籽蒿(Artemisia sieversiana)和油蒿(Artemisia ordosica)对于地下水埋深的适应范围较为广泛,分别生长在地下水埋深等值线为2.5-57.5m和22.5-70 m区域内。通过土壤亚类分布与植被种类空间分布可以看出油蒿、籽蒿、梭梭(Haloxylon ammodendron)和白刺(Nitraria tangutorum)生长区域多为风沙土,土壤养分较低。(5)乌兰布和沙漠1989年至2019年间,生态脆弱性总体向好转变。1989-1999年期间生态脆弱状况加剧,自1999-2019年生态脆弱状况有了明显转好的趋势,其中以2004-2014年生态脆弱状况逆转较为明显。土地利用类型和沙漠化程度的生态脆弱性从1989-2019年呈先恶化后改善的趋势。严重沙漠化的生态脆弱性在1989-2004年期间具有稳定后恶化的趋势,在2004-2019年期间沙漠化脆弱性状况开始逐年改善,到2019年为止由最初的50.05%占比减小到13.52%。重度沙漠化和严重沙漠化与风速变化具有较好相关性,相关系数分别为0.7675和0.8891。气候因子中,降水和风速对研究区生态脆弱性影响较大。(6)针对乌兰布和沙漠不同生态脆弱性区域,应对区域资源进行合理利用。微度和轻度生态脆弱性区域可采用合理开发的利用方式,中度生态脆弱性区域可采用保护与开发相结合的利用方式,重度和极重度生态脆弱性区域采取保护为主的利用方式。
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