范文一:中国西部干旱地区啮齿动物多样性分布格局
生物多样性!
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中国西部干旱地区啮齿动物多样性分布格局
周立志
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!马!勇
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$(中国科学院动物研究所,!北京!$###’#)
摘要:在系统整理我国西部干旱地区啮齿动物的分布资料,获得物种分布范围的基础上,应用+,-软件,基于等面积栅格系统,研究啮齿动物的等级多样性,探讨啮齿动物物种的区域分化特征。结果表明,祁连山地和北塔山、伊犁天山、阿拉套山和阿尔泰山地,以及贺兰山地等处的啮齿动物的属数最高;塔里木盆地中心和藏北高原的属数最低。阿尔泰山南麓、伊犁天山和东祁连山地的啮齿动物科数最多;塔里木盆地中心和藏北高原的科数较少。在青藏高原的周边,寒漠与温性荒漠、荒漠与山地、高原与盆地、荒漠与草原、山地与草原等景观的交界处,多样性指数较高。蒙新荒漠区的啮齿动物的属科数比相对较高,青藏高原的属科数比值较低,但青藏高原的种属数比值相对较高,而且!
关键词:啮齿动物,生物多样性,分布格局,+,-,中国西部干旱地区
中图分类号:.)*’!!!文献标识码:/!!!文章编号:$##*0##)%(
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基金项目:国家自然科学基金资助项目(项目号())W#$$%,()XW#$
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随着我国西部大开发战略实施,西部地区的生
型,其面积占国土总面积的一半以上,地理范围为态环境问题更加受到重视。西部干旱地区由于自然环境条件十分严酷,生态系统十分脆弱,因此,研究西部干旱地区的生物多样性具有十分重要的意义。啮齿动物(包括兔形目和啮齿目)对干旱地区自然环境具有较强的适应能力,是这一景观中分布广、种类较多的小型兽类,它们不仅是作为重要的初级消费者,在干旱生态系统中具有十分重要的地位,而且,还可作为生物多样性的指示类群(B3&44$%&’1,!KLM,!KKN;O&55,!KKP),对于研究干旱地区生物多样性分布规律具有积极的意义。
有关我国西部干旱区啮齿动物区系的研究较多,但系统地研究物种多样性分布规律的较少(马勇,李思华,!KL!;赵肯堂,!KL!;冯祚建等,!KLQ;中国科学院西北高原生物研究所,!KLK;王香亭,!KKP,!KK!;王廷正,许文贤,!KKR)。以往在研究生物多样性时,往往基于群落的个体数目;研究生态多样性,即区域性的生物多样性研究,则强调景观区域之间的物种组成差异,以及不同区域的物种丰富度格局纪维红,陈服官,!KKP;S+D*5$%&’(,!KKP;B3&44$%&’1,!KKN;T6&A$%&’1,RPPP!;周立志等,RPP!),即侧重于物种多样性的横向比较。由于生态多样性适于较短时间尺度上的生物群落研究,蒋志刚等(蒋志刚,纪力强,!KKK)提出了基于!指数与#指数测度较长时间内一个地区的生物多样性,对于研究时间序列上的物种多样性具有积极的意义。本文借助等积栅格系统的地理分布单元,基于物种数目,分别采用B6+’’&’,F*0’0/指数(%&))05,!KKK)和!
)*自然概况
我国西部干旱地区是指西北干旱区及青藏高原干旱和半干旱区(中国科学院《中国自然地理》编辑委员会,!KL#),包括温旱和寒旱两种自然景观类
MNU
西北干旱区是欧亚大陆的草原与荒漠的一部分,气候极为干旱,年降水量较少,蒸散量大,日较差大。植被自东向西,由草原逐渐变为半荒漠和荒漠。区域内有大片的戈壁和流动、半流动沙丘覆盖的沙漠,在中山带有草原和森林。青藏高原是一个独特的地理区域,为海拔最高的高原,平均海拔高度在
+*研究方法
+,)*物种分布资料的整理
啮齿动物(包括兔形目和啮齿目)地理分布资料来源于中国科学院动物研究所标本馆馆藏和有关单位收藏的标本,以及国内外有关文献和资料。通过对物种地理分布及栖息环境的系统整理,建立中国西部干旱地区啮齿动物地理分布数据库。运用J2B(%+92’8&@/&8055*&’+)Z0/5*&’
为了确保和地理单元数据的可比性,以MQQ个等面积栅格(LP1
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到分类的等级特征,即属(.)和科(/)的等级多样,则,01性(01)
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01(.)301(/),其中,
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版++,图-)表明,在青藏高原的周边,寒漠与温性荒漠、荒漠与山地、高原与盆地、荒漠与草原、山地与草原等景观的交界处,多样性指数往往较高。!#&
若以下一阶元的分类单元数与上一阶元的分类单元数的比值来量化各栅格中啮齿动物的分化趋势,则可看出我国干旱地区啮齿动物分化的一般趋势,蒙新荒漠区的啮齿动物的属科数比值相对较高,青藏高原的属科数比值较低,但青藏高原的种属数比值相对较高(图版++.+++,图!./)。
青藏高原、天山山地和阿尔泰山地啮齿动物的.6/指数较高,尤其以青藏高原最为明显(图版+++,图
因此,在科级水平的分化上,蒙新荒漠区的分化程度相对较高;在属级水平分化上,青藏高原区及蒙新荒漠区西北部和中部的分化程度相对较高;而.6/指数则综合科和属的分化,表现为青藏高原区的分化程度相对较高。
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分布于我国西部干旱地区的啮齿动物共有$)%种,物种组成见表$。
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准噶尔盆地周围的天山山地、阿拉套山地和阿尔泰山地,祁连山地和北塔山,阿拉善荒漠东缘,锡林郭勒高原的东、南缘等地的啮齿动物属的分布数量较高($*属以上),其中,以祁连山地和北塔山,伊犁天山、阿拉套山和阿尔泰山地,以及贺兰山地等处的属数最高()%属以上);塔里木盆地中心和藏北高原的属数最低,都不超过
部、大兴安岭的西及南麓、鄂尔多斯高原和张北高原分布的啮齿动物的科数目相对较多,其中,以阿尔泰山南麓、伊犁天山和东祁连山地的科数最多;塔里木盆地中心和藏北高原的科数较少,不超过!科(图版+,图))。
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基于物种数目的物种地理分布多样性格局(图
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动物地理分布的多样性格局是动物在长期进化过程中与自然环境相适应的结果。小型兽类的迁移性小,与生境关系密切,是较好的生物多样性指示类群,我国啮齿动物的物种分类和分布状况的研究比较系统和全面,因此,可以利用啮齿动物来测度区域的物种多样性。
从我国干旱地区的啮齿动物多样性分布格局来看,准噶尔盆地四周的天山山地、阿尔泰山地,东祁连山地以及内蒙古东部的荒漠与草原交错带的啮齿动物多样性程度较高,而各大盆地的沙漠中心以及寒漠腹地啮齿动物多样性较低,由此可以预测这些地区相应的生物多样性水平。
我国干旱地区啮齿动物物种多样性的空间分布
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兔形目物种数4536738;C:23>9=D1>’9:9>5B1免科D359>7?13
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鼠兔科E6B9
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松鼠科鼯鼠科河狸科467C>7?13G3787?13$$
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啮齿目物种数
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鼠科HC>7?13$)
睡鼠科I&7>7?13$
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物种总数09
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!期周立志等:中国西部干旱地区啮齿动物多样性分布格局$
格局表明,在干旱区的景观交错地带,如祁连山地、以及干旱地区的边缘地带如大兴阴山%贺兰山地,
安岭西麓、阿尔泰山南麓、天山北麓、喜马拉雅山脉南麓的物种多样性相对较高。这些物种较为丰富的地区实际上是不同群落相联结的区域,生态学上称为群落交错带,它是一个过渡地带。群落交错区物种数量增加的现象,生态学上称为边缘效应(孙儒泳,!&&’)。祁连山地地处阿拉善荒漠、青藏高原、区系演变过程有了一个初步的认识。从多样性指数、属和科的多样性来看,我国西部干旱地区中,蒙新干旱区的啮齿动物各分类等级的多样性都较高,准噶尔周围山地、东祁连山地似乎是物种分化的关键地区,但如果考虑各分类阶元之间的纵向联系,即考虑区系演变的时间格局,那么情况就有所不同了。图
从我国干旱地区的地形来看,东部和东南部受季风气候影响,降水量较高,西部受大西洋冷湿气流影响,降水量亦相对较高,而青藏高原作为南部高大的屏障,阻挡了印度洋暖湿气流,使得高原腹地和蒙新西部降水量甚少,使我国西部呈中部干旱、西北和东南相对较湿润的气候格局。虽然我国干旱地区啮齿动物向耐旱方向特化,干旱地区特有种占总特有种数的()*+,(周立志,马勇,!&&&),但在干旱环境中,水分仍然是动物分布的关键因子之一!。水分可以通过植被土壤等因素对动物的分布起作用。因此,自然因素无疑对生物多样性格局的形成起决定性的作用。
种、属、科等分类水平上的多样性格局只能体现特定区域目前的动物区系分布现状,但是通过动物分类阶元的纵向比较,不难确定一些重要的分化区域。以往在研究动物物种分化时,往往根据物种丰富度来确定物种的分化中心(张荣祖,!&&&),但考虑到物种水平的动物多样性是最低层次的多样性,体现在研究区系演变过程中动物与生存环境的最近的适应关系时,要推测其发展历程,必须结合种上阶元的多样性。通过分析我国西部干旱地区啮齿动物种与属以及属与科的数目的比值,我们对该区域的
比表明蒙新地区的啮齿类在属级阶元内的分化程度较大(见图版--,---)。考虑到动物区系演化过程中,属级分化的时间要早于物种分化,因而从一个侧面反映了青藏高原隆起后所引起的地理环境变化导致了动物区系的巨大变化(陈宜瑜等,!&&))。但分化的程度高并不代表那里的物种多样性程度高,因为,物种的分布与环境条件是密切相关的。物种分化水平高与青藏高原特有种较多的现象是相吻合的。!
青藏高原是在第三纪上新世末和第四纪初开始隆升(李吉均等,!&),亚洲中部地区的一些山脉也是在第四纪初开始再次抬升(马勇,李思华,!&.!),加上第四纪的冰川作用,使这些地区的地理环境发生了巨大的变化,环境条件的巨大变化是物种分化的动力。可以认为,青藏高原在我国西部干旱地区动物区系演化过程中是物种分化的重要区域之一。参考文献
陈宜瑜/陈毅峰/刘焕章/!&&)*青藏高原动物地理区的地位
及东部界线问题*水生生物学报/!
冯祚建/蔡桂全/郑昌琳/!&.)*西藏哺乳类*北京2科学出版
社/’((3+&)
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关系*兽类学报/#
蒋志刚/纪力强/!&&&*鸟兽物种多样性测度的!
法*生物多样性/$0+12’’43’’(
李吉均/文世宣/张青松/王富葆/郑本兴/李炳元/!&*青
藏高原隆起的时代、幅度和形式的探讨*中国科学/
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马勇+李思华+$,
究-动物学报+!
孙儒泳+$,,.-动物生态学原理-北京)北京师范大学出版
社+/.,+/’%*/’$
王香亭+$,,%-宁夏脊椎动物志-银川)宁夏人民出版社+’%0
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王香亭+$,,$-甘肃脊椎动物志-兰州)甘肃科学技术出版
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王廷正+许文贤+$,,.-陕西啮齿动物志-西安)陕西师范大
学出版社+’.*.’%
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张荣祖+$,,,-中国动物地理-北京)科学出版社+..$
中国科学院2中国自然地理3编辑委员会+$,
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中国科学院西北高原生物研究所+$,
周立志+马勇+$,,,-中国干旱区啮齿动物多样性-淮北煤师
院学报&自然科学版(+!#&.()!’*0.周立志+马勇+李迪强+.%%%-大沙鼠在中国的分布-动物学
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其与环境因素的关系-动物学报+$
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(责任编辑:闫文杰)
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《生物多样性》编辑部
范文二:应对气候变化的中国西部干旱地区新型人居环境建设研究
应对气候变化的中国西部干旱地区新型人居环境建设研究
New
Type
of
Human
Settlements
Construdion
Research
of
Arid
Area
in
West
China
RespondingtoClimateChange
刘滨谊王南
LIUBin-yi.WANGNan
摘要:应对全球气候变化新时期,以西部干旱区少人和无人区域人居环境开发利用为长远目标,以人居环境学为理论指
导,以区域景观生态化规划设计为方法途径,研究集水造绿与生态环境改善、传统生存方式与产业的改变创新,新型人居环境模式的理论、方法、技术集成应用。研究从所提出的人居环境聚居背景、聚居活动、聚居建设3方面展开,以黄土高原干旱地区为对象,以甘肃环县“上海绿洲”为实证案例,以“干旱区地表雨水收集、生态环境改善的新型聚居背景”+“现代集约化农牧业与生态旅游等为主的新型聚居生存方式与产业”+“节水节能、低碳环保、生态循环的新型聚居建设”为基本研究内容和技术路
线,对现有相对离散的相关理论方法予以梳理综合,寻求更为综合系统的理论方法,对现有多种高一中一低技术予以集成,寻
找一体化的技术应用途径。从理论、方法和技术3个层面,提出气候变化新时期西部干旱区新型人居环境模式、形态与集成技术应用的途径。
关键词:风景园林:西部干旱地区;新型人居环境i三元论文章编号:1000—6664(2010)08—0008—05中图分类号:TU986
文献标志码:A
收稿日期:2010—06—27:修回日期:2010—07—17
Abstrad:Atthebackgroundof
humanserflement
in
ofdealingwithglobalclimatechange,this,takingthedevelopmentandutilization
populated
science
and
as
thescarcely
depopulated
the
zonesinthearid
area
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and
as
theOf
long—termregional
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settlementtheoretical
guidance,ecologicalplanning
design
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themethodology.condudsresearchintothetheory,mehodandtechnicalintegrationofwater
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form,the
integration
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thebackdrapofclimatechange.
China;newtypeofhumansettlemenfs:Trialism
Keywords:Iandscapearchitecture;arid
inWest
。资源保障”与“环境安全”两大世界性问题在人类的未来长远发展中将更为严峻。从中国长远发展而论,西部地区生态环境建设是中国国土生态安全、后续发展的基础和保障。该区域土地总面积为345万km2,占全国的36%,既是国土主要水系的水源区域。又是土地荒漠化和水资源匮乏的主要区域。研究西部地区生态安全与各种土地空问尺度上的城乡景观的生态保护、修复、
再造,以及新型人居环境的开拓建设。研究广义的城乡景观生态化规划设计理论、方法、技术应成为中国风景园林和城乡规划学科未来60年的首要研究领域。其研究工作和成果对于中国国土区域乃至世界类似区域的可持续发展都具有长远的影响和深远的意义11一。
中国西部干旱地区常年缺水。经济条件落后。人居环境建设
08
中国园林Chinese
万方数据
LandscapeArchitecture
滞后,现有基础设施无法满足当地人民的基本需求。在全球气候无端变化、气候分布空间格局重组的大背景中,黄土高原在其所面临的传统问题日益突出的同时,也面临着巨大的发展机遇。解决千年累积问题、应对气候变化带来的发展机遇,刻不容缓。
在全球环境与气候变化中。西北黄土高原干旱地区将受到巨大影响,根据专家预测以及近年全球气候变化的趋势,黄土高原地区将由暖干向暖湿气候转型,有温度升高及湿度增加的可能H1。因此,该地区将面临集水造绿、环境改善的巨大机遇:从未来百年的长远的发展考虑.通过应对气候变化。通过采用集水造绿、逆转生态恶化趋势、形成良性循环、改善与新拓人居环境、优化社会体制等机制一系列技术和政策措施,在黄土高原创造“塞北江南”并非痴人说梦。在黄土高原建设的绿洲必将成为中国人类聚居环境新的“拓展区域叫31。
因此,本项目选题基于这样的思路:聚居背景是人居环境的基础,聚居活动与聚居建设基于聚居背景之上。对于西部干旱地区新型人居环境建设的研究前提在于。首先扭转黄土高原干旱区环境恶化的趋势。其次使该地区环境生态形成不断改善的良性循环,这一“背景”的改变需要多种手段。其中,配合气候变化的“集水造绿”有望成为“龙头引领”。所以,本项目研究紧跟全球气候变化的大形势.从人居环境学科及与其交叉的学科综合着眼,从“集水造绿”的关键具体问题入手,提出在黄土高原干旱地区大规模集水造绿、改善生态环境、创造新型的黄土高原人居环境背景、探索新型人居生存方式、寻求新型人居环境模式,最终实现开辟新型人居环境的目标。
1
人居环境“三元论”在西部干旱地区人居环境构建研
究中的应用
在对国内外相关文献进行研究与检索后,笔者认为,迄今为
止,围绕西部人居环境的研究,大部分存在的关键问题是缺乏“聚居背景一聚居活动一聚居建设”三位一体的研究,导致的结果是三者研究的脱节,以至于研究成果的实践性和可操作性不强。对于西部干旱区,关于人类聚居环境背景、活动、建设三位一体的理论研究与综合评价属于空白,关于应用技术的集成化、综合实施聚居背景的保护恢复、聚居活动方式(产业结构调整、生活习俗改变)的调整更替以及聚居环境的建设等各方面分门别类的研究尚未深入展开。因此,经过中外学者专家数十年的研究与实践积累,对于西部干旱地区与黄土高原的研究已经到了一个转折点:即以人居环境学为引领,融人多学科领域的研究成果,以。背景一活动一建设”三位一体,对新建区域进行综合研究,这也即意味着。迫切需要一种能够提供综合性指导的理论。而“人居环境三元论叫5—81的核心思想正是在学科哲学观的高度,将人类聚居环境分析归纳为聚居背景、聚居活动、聚居建设3个方面的研究与实践,从而为西部干旱地区人居环境构建的研究提供了重要的理论指
导。
首先,理论基于“人类聚居环境学”感应地理学”景观生态学”的理论。基于古今中外人类与其聚居环境之间互动关系的发
万方数据
展演化分析,得出了人类聚居环境世界观产生、形成、演变的总体规律及其制约因素,建立了人类聚居环境的长远期价值取向理论;其次,针对当今人类聚居环境的空间资源与生态安全问题,提出了以聚居背景保护、聚居生存方式改变为引领的人居规划设计导向;再次,针对建筑规划景观界存在及面临的可持续发展规划设计技术问题,倡导策划一规划一设计三位一体的规划设计方法,坚持人居环境高技术、中技术、低技术的集成应用。这些观点都将在西部干旱地区新型人居环境构建中发挥重要的作用。
因此。在人居环境“三元论”等人居环境学理论陋41的指导下,本研究将以西部干旱区少人和无人区域的人居环境开发利用为长远目标。以区域景观生态化规划设计为方法途径。研究集水造绿与生态改善、传统生存方式与产业的改变创新、新型人居环境模式的理论、方法、技术集成应用。研究依据“三元论”,从所提出的人居环境聚居背景、聚居活动、聚居建设三元展开,以黄土高原干旱地区为对象,以甘肃环县开始实施的。上海绿洲”为实证案例,以“干旱区地表雨水收集、生态环境改善的新型聚居背景”+“现代集约化农牧业与生态旅游等为主的新型聚居生存方式与产业”+“节水节能、低碳环保、生态循环的新型聚居建设”为理论和技术研究主线,串以基于环境改善的西部黄土高原干旱区人居环境空间模式识别、产业调整、智慧引进与资源统筹等理论的综合与技术的集成化研究及一体化技术的应用途径,最终从理论、方法和技术3个层面。提出气候变化新时期西部干旱区新型人居环境模式、形态集成技术及其应用途径。
基于聚居背景、聚居活动及聚居建设3方面所形成的具体理论及实践的研究框架如图1所示。
2“上海绿洲”案例研究
2.1项目概况
本研究依托的实例是基于陇东黄土高原干旱地区中定名为。上海绿洲”的以集水造绿、人居新建为龙头的实验性项目,项目位于甘肃省庆阳市环县甜水镇甜水堡,即庆阳市西北方向约200km处。面积约330hm2,常年干旱,无人聚居。基地内部有5道梁,被外部道路分割成为东西两部分。东部2道,西侧3道,为黄土覆盖。最厚的地方约为164m。土层渗透力极强。基地范围内年降水量不足200mm。基地中间有211国道穿越。基地内部无河流经过。山坡上存有少量植被,以耐旱及较耐旱的植物为主
(图2、3)。
借此项目,拟就上述3方面的研究内容予以综合的实地验证与多方案比较。并计划以此为起点,在今后的多层面、多渠道、多行业的参与中,将该基地范围向周围地区扩展,少则数十平方千米。多则数百上千平方千米的更大区域范围,形成国土区域尺度上的区域联动,以期为广袤干旱地区的人居建设提供借鉴与参考。2.2规划方法与技术应用
2.2.1
聚居背景规划与技术应用
1)大范围地表雨水收集。
采取了中、低技术与高新技术集成的策略,对现有的集水措施
中国园林Chinese
Landscape
Architecture09
围1研究框架
图2上海绿洲基地西南方向鸟破图3上海绿洲基地西北方向鸟t圈4基地东侧的水井泵房
10
中国园林Chinese
万方数据
LandscapeArchitecture
进行对比分析,选择了实验场地,通过蓄水池建设、水渠修建、水窖建设、屋面集水等方式综合实现。目前在基地西侧区域内勘探并挖掘了213水井,目前深度为800m,水温为24℃(图4)。在基地东侧靠道路边界处,人工挖掘了一座蓄水池。规划为6000m3的水库,内做防渗处理.通过蓄水池的水体保持。将水分引入靠近道路的沟渠中,同时沟渠中也存留降雨时所积蓄的水分(图5)。在基地区域内的梁上已用土撬开挖蓄水坑,通过低技术的手段保留了部分水分(图6)。在设计中也通过了自然生态的手段防止水分蒸发,比如将
葡萄藤蔓架在水面、沟渠及蓄水池上,通过藤蔓的掩映降低水体温度。并减少蒸发面,以保持可以利用的
水体(图7)。
海绿洲”项目区域提供借鉴,并针对区域尺度上的新建人居环境,引入了绿色基础设施(GO方法技术。研究区域尺度上的黄土高原区绿地生态网络格局以及植被系统与空间分布。并且,根据现有文献及实地考察资料,研究黄土高原植被时空演替的特征,在全球气候变化的大背景下分析及预测黄土高原未来的气候趋势,以此为根据进行时空模拟,讨论黄土高原绿色空间格局的恢复技术与规划途径。
2.2.2聚居活动规划与技术应用
1)传统聚居生存方式与产业改变的可能性探寻。
在规划过程中。同时运用各种评价体系对该地区人群生活方式及价值观进行评价与导向研究,并研究该地区人居环境与产业结构关系动态,如使用“人居环境评价指标体系”对新型人居环境的各种聚居要素进行评价分析,利用“城乡绿地评价指标体系”对理论研究与技术应用后的人居环境建设进行生态评价分析,利用“AVC旅游规划评价体系”对研究区域的旅游吸引力、生命力及承载力进行评价分析。研究表明,只有利用多维度、多层次的评价体系对传统聚居生存方式与产业结构进行系统分析,才可以产生科学的变形导向;以传统畜牧业及农业为主要导向的聚居生存方式应向多元化的复杂结构聚居方式逐渐转型。
2)新型聚居生存方式与产业。
基于对“改变的可能性”的分析,从影响聚居活动的各个方面入手,分层
2)植被新增与保护保育。
通过现场观察与实验分析发现,基地内部虽然植物种类较少,但普遍抗旱性较强。且在有水分的地方。如基地东侧的沟壑中,有些植物在雨季很容易生长茂密。如茅草等。于是,在基地中选择了区域内已生长的柠条(CaraganaKorshinskiO、早
熟禾(Poa
次、分类型对新型聚居生存方式与产业模型进行评价指标的测定,以提出全新的生存方式与产业结构。比如在对于文化产业的研究中,即从西部干旱地区的旅游活动方面入手,首先通过AVC理论评定该地区现有的风景资源及旅游资源,研究适宜的数学公式以测定该地区生态容量与游人容量,之后对大区域范围内的旅游开发及旅游活动进行策划、规划及设计,以旅游活动带动文化产
业的发展。
annua)、沙棘(Hippophae
tataricus)、苜蓿
3)新型聚居文化智力的引进与培育。
。上海绿洲”区域,位于甘肃与宁夏两省交界处,自然与人文资源丰富,规划设计通过旅游活动来引领新型聚居生存方式与产业,促进文化交流及文明提升。并且,针对该区域人居环境的开拓发展,凭借未来聚居空间资源、生态资源、政策资源的优势,引入现代智力人才,形成“智慧产业一人才汇聚一智慧新生代一智慧产业一人才汇聚一智慧新生代……”的新型聚居生存方式循环。目前,已在甘肃庆阳地区引进了多位本科及硕士毕业生。并有多名在读和在站博士后在当地进行科学研究。他们的存在为地区的建设事业提供了博士巨大帮助,他们的理论及思想也推动了当地的旅游、经济及相关产业的发展。
rhamnoides)、紫菀(Aster
(Med『cagosativa)等多种植物,尤其采用柠条、茅
草等在该地区范围内极易生长的植物,以此形成绿化系统.并同时利用紫菀、苜蓿的经济性与畜牧业相结合,形成整合新型产业用途的大规模绿化
模式。
3)绿色空间格局分布。
规划过程中探讨了区域尺度上的西部干旱地区绿地生态网络格局,从大区域背景着手,为“上
圈5正在建设的600|om3水库图6基地上用土橇挖开的铲洞蓄水坑图7葡萄藤架蓄水防蒸腾示意图
万方数据
中国园林ChineseLandscapeArchitecture
11
图8土城窑洞宾馆规划示意图
2.2.3聚居建设规划与技术应用
1)新型城镇人居建设格局模式。
规划设计结合干旱区聚居背景的特征,对现有该区域人居环境建设研究成果予以整理综合与改进;对该区域新时期新型村镇形态构建理论的研究与典型模式进行了探讨;并基于新型生存方式与产业对人居尺度、规模、密度进行了研究,同时实现新型人居环境景观与艺术美学形式研究与构建。如对于在“上海绿洲”通过“黄土壁画”的方式打造“世界黄土第一坡”的构想。
2)西部干旱地区人居环境建设技术集成一体化应用。充分整合了现有的高、中、低技术,其中有通过对区域景观信息3S(RemoteSensing、GIS、GPS)获取与分析评价的高新技术应用。以及区域和小流域范围的地表雨水收集和保存技术、区域绿地生态网络格局构建、抗干旱节水型植被绿化品种选择等中技朱应用。也有传统的水土保持的低成本技术及新技术,同时也包括通过低碳环保建筑技术,并通过太阳能、风能、生物能等可再生能源制造等技术的相互整合来实现的技术集成。
3)旅游格局模式规划。
提出了土城规划、建筑模式与技术、窑洞宾馆模式与技术、红色旅游文化模式等多种旅游规划构想。改善了人居环境,也带来了旅游契机(图8)。
3结语
从中国长远的发展来看。西部干旱地区人居环境建设将是中国国土生态安全、后续发展的基础和保障。而在西部干旱地区进行新型人居环境模式构建的研究更是刻不容缓。因此,本研究对国家西部大开发战略实施具有重要的战略意义,对人居环境学的理论研究也具有创新意义。本研究从百年进程和区域规划的宏观时空理论着眼,应对全球气候变化和低碳
环保生存需要,从聚居背景、聚居生存方式、聚居建设三大方
面突破。从集水造绿、生态改善的微观技术应用入手,属于当今风景园林学科前沿,对于风景园林研究发展具有重大意义。
在研究西部干旱地区人居环境模式构建的过程中。笔者深刻地感到完成这一任务的艰巨性。这不仅需要宏伟的设想,更需
12中国园林Chinese
万方数据
LandscapeArchitecture
要科学的理论指导与综合的技术突破。对此,笔者坚信以人居环境三元论为指导。以“新型”人居环境为空间构建的依据,以集水造绿、环境改善、产业重组、智力引进为突破口。必将创造出一
种中国西部干早地区的人居环境建设新型范式。
注:文中图片均为作者绘制或拍摄。
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(编辑/王媛媛)
作者简介:
刘滨谊/1957年生,男/{孳士/美国风景园林师协会荣誉会员,国务院学位办风景园林硕士专业学位指导委员会副主任委员,同济大学建筑与城市规划学院景观学系主任、教授、博士生导师,同济大学风景科学研究所所长,研究方向为景观学专业教育、景观规划设计理论与方法/本刊副主编(上海200092)
王南/1984年生,女,江苏南京人,同济大学建筑与城市规划学院景观学系专业在读博士研究生,研究方向为景
观规划与设计理论与方法(上海200092)
应对气候变化的中国西部干旱地区新型人居环境建设研究
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
刘滨谊, 王南, LIU Bin-yi, WANG Nan
刘滨谊,LIU Bin-yi(同济大学风景科学研究所,上海,200092), 王南,WANG Nan(同济大学建筑与城市规划学院景观学系,上海,200092)中国园林
CHINESE LANDSCAPE ARCHITECTURE2010,26(8)
参考文献(8条)
1.刘滨谊 绿色人居环境规划三元论 2001
2.刘滨谊 三元论--人类聚居环境学的哲学基础[期刊论文]-规划师 1999(02)3.刘滨谊 可持续人类聚居环境工程体系述要 1996(01)4.刘滨谊 人类聚居环境学引论 1996(04)
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本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgyl201008003.aspx
范文三:中国干旱地区内陆河流域水资源利用与保护
中国干旱地区内陆河流域水资源利用与保
护
第29卷第4期
2007年8月
冰川I冻土
JOURNALOFGLAC10L0GYANDGEOCRYOLOGY Vo1.29NO.4
Aug.2007
文章编号:1000—0240(2007)04—0595—08
中国干旱地区内陆河流域水资源利用与保护
曲玮,牛叔文
(兰州大学资源与环境学院,甘肃兰州730000;2.甘肃省社会科学院农村发展所,甘肃兰州730070)
摘要:水是干旱地区最为宝贵,无法替代和不可或缺的自然资源,是绿洲生命,生存和生产的基本前
提条件.为了维护绿洲稳定,实现可持续发展,必须加强对现有水资源的质和量进行严格保护及科学,
合理开发利用.根据干旱区内陆河流域自然地理条件和水资源形成,分布,转化的特点,可以把其分为
径流形成区和径流散失区两大部分:前者分布在山区,其中高山冰雪和中山森林带对水源稳定和调节
具有重要意义,应重点保护;后者分布在山前平原地区,是水资源强烈开发利用区和人类活动区,极易
造成水资源污染和地下水资源的破坏,因而控制水量消耗,防止水体污染及合理开发地下水应是本区
的重点.国家,地方相关部门和研究单位尽快研究,制定和建立生态补偿机制,明确"水权","生存权"
和"发展权"之间利益关系,给予生态脆弱地区更多的生存,发展机会和空间,同时制
定严格的区域水
资源保护法律法规,以利各项保护措施有法可依,从根本上避免生态脆弱区为发展
经济而破坏生态环
境的悲剧反复上演.
关键词:中国干旱地区;内陆河流域;水资源;利用与保护 中图分类号:TV213.4文献标识码:A
1径流形成区水资源的保护
我国干旱地区内陆河的径流形成区基本分布在 山区,山区高山带发育有冰川,中山带发育有森 林,二者由于对水源都具有调节功能,使内陆河的 径流年际变化较雨水补给型河流小得多,较为稳 定,有利于人类有计划地安排工农业生产规模和开 发利用.因而冰川和森林常被誉为白色的"固体水 库"和绿色的"植物水库".
1.1冰川资源的保护及合理利用
冰川是我国干旱地区水资源存在的一种固体形 式,影响冰川发育和存在的主要因子是气候中的水 (降水),热(气温)条件及其与地形要素的组合.冰 川不但对受其补给的河流具有多年调节作用,而且 也是山区稳定环境的重要组成部分,对山区气候有 着重要影响.
1.1.1干旱地区的冰川资源
我国西北干旱区的山地冰川资源非常丰富,据 统计共有大小冰川22074条,冰川面积l_89×1O km,冰储量为2812km.,每年提供的平均融水量 约250×10.m.,约占西北干旱地区地表径流量的 1/4(表1)[.我国干旱地区一些内陆河,如新疆的 库玛拉克河,台兰河,木扎提河,叶尔羌河,喀拉
表1西北干旱区各流域水系冰川分布
Table1ThedistributionofGlaciersindifferentwater
systemsinthearidregionsofNorthwestChina 收稿日期:2007—05—15;修订日期:2007—0610
基金项目:国家社科基金西部项目(O6XJYOl5);2006年甘肃省社科规划重点项目"甘肃经济增长从资源类型向创新驱动性转变问题研
究"资助
作者简介:曲玮(1968),女,山东龙15人,副研究员,1991年毕业于河海大学,现为兰州大学在职博士研究生,主要从事资源约束下区
域经济与农村发展研究.E—mail:quweil996@163.corn
596冰川冻土29卷
喀什河,玛纳斯河等以及甘肃的党河,昌马河,洪
水坝河等,因发源于冰川面积大和分布集中的山
区,其高山冰雪融水补给比重高达河流年总径流量
的3O,5O.
1.1.2高山冰川特征及其作用
冰川是"固体水库",具有水资源调节功能.干
旱地区的固体冰川深居高山,流动缓慢,不能被山
前平原地区直接利用,只有转化为融水补给河流出
山后才有意义.在自然条件下,高山冰雪融水量的
大小取决于山区气温的高低和太阳辐射的强弱.在
高温少雨的年份,由于冰川可加速消融释放较多的
融水补给河流,补充和平衡河流因少雨而大幅度减
少的水量;在低温多雨的年份,雨雪增多,阴天延
长,抑制冰雪消融速度和消融量,使河流的融水补
给量减少.冰川这种在气候干湿冷热不同年份自然
调节和释放不同数量的融水量,恰与河流降雨补给
量呈反相关,使河流年水量中的融水和降雨补给成
分大体维持在此消彼长的状态.因而以冰川融水补 给为主的类型内陆河,其水量的年际变化相对较为 稳定,C值要比国内其它补给型河流小得多,最大 在0.25左右,有利于保持生产和生活供水的稳定. 1.1.3干旱地区冰川的开发利用和保护
在自然条件下,冰雪消融量的多寡主要取决于 山区气温的高低和太阳辐射强度的强弱,人为增加 山区冰雪融水量,只能从影响山区气温和太阳辐射 这两个因子着手.以目前人类科技水平,还没有能 力在较大范围内采用经济而有效的手段去影响和提 高山区的气温,可以做到的只有利用"黑化"冰川表 面方法,降低冰川反射能力,增加对太阳辐射热的 吸收,促使冰雪提前融化.冰川黑化实验证明[2], 在每平方公里冰川表面上抛撒50,70t?km细 粒煤粉,可使冰雪在低温和自然融化微弱的5,6 月份,增大融化量1.5,5倍,并使融水提前4O, 50d下山.如每月黑化冰川两次,即可增加4O×l0 ,
5O×10m.融水量.
但是,冰川不是人类取之不尽,用之不竭的淡 水储藏库,它有特定的内在平衡规律,其积累和消 融的物质平衡,受气候变化的影响,具有周期性的 进退变化.近5O多年来,气候变暖使我国西北干旱 区山地现代冰川的退缩显着,冰川面积减少4.9, 年均后退幅度为3.5,6.2mI_1].如天山乌鲁木齐河 源I号冰川,自20世纪6O年代以来总体呈退缩趋 势,到1993年东西两支连体冰舌因各自退缩完全 分离,变为两个独立的冰川;祁连山东段冷龙岭地 区的冰川以年均12.5,22.5m速度退缩,冰舌末
端形态变化很大,以下形成了一些新的冰碛湖和冰 碛垅,有的冰川甚至发生解体[3].在冰川退缩时期, 如果再采用人为手段加速冰川消融,无节制地取用 "冰川固体水库"中的淡水,会加大冰川物质负平 衡,更加促使冰川衰退,从根本上破坏山区水分平 衡,最终导致一些小型冰川完全消失,造成不可逆 的后果.据研究,即便在冰川物质平衡为盈余的时 期,人为消融冰川也需要经过数年才能重新恢复平 衡.如197o年代末,年均盈余250mm水层的祁连 山西段地区冰川,如每平方公里冰川每年多融化 100×10m.水量,需经4a才能重新获得物质平 衡;而祁连山东部山区,由于冰川物质平衡盈余量 小,恢复物质平衡的时间要长达IOa. 因此,根据山地冰川形成,发展,平衡及消失 的自然规律,在目前气候变暖的情况下,开发利用 冰川资源要从可持续利用角度出发,保护冰川稳 定,不宜采取黑化措施促进消融.值得强调的是目 前亟待加强对冰川资源的立法保护,协调省域之 间,县域之间行政区划管理矛盾,避免个别地区为 短暂利益增长而采取掠夺式开发破坏冰川资源的现 象出现.近期,青海省门源县将张掖市肃南县皇城 镇东大河上游一棵树沟煤田开发权出让给浙江客 商.这个露天煤矿处于东大河源头,海拔3700ITI, 属常年冻土区.一旦在这一地区进行煤矿大规模开 采,不仅采矿区常年冻土层将遭到毁灭性的破坏, 同时周边冰川也会因煤矿粉尘的堆积造成黑化,加 速消融.这将严重影响东大河流域生态环境以及下 游绿洲的安全,亟待引起中央和两省各级政府的高 度重视J.
为有效保护和扩大山地冰川资源,有学者建议 利用山区有利于凝结降水的良好云雾条件,实施目 前较为成熟的人工降水(雪)技术,增加冰川积累 量,促进冰川物质正平衡.并在夏季冰川融水丰富 而下游又不缺水时期,采用在冰川上空施放烟幕或 地面催化方法增加云层厚度,阻挡和削弱太阳辐 射,抑制和减少冰雪强烈消融,避免过多冰雪融水 的流失.上述保护冰川的设想,有一定的科学依据, 但是否经济合理和能否有效地大面积控制冰川的消 融和增加积累,还需要进行大量的实验研究加以佐 证.
1.2干旱区山地水源涵养林的保护
我国西北干旱区山区的径流形成过程比较复 杂,除受山区水文气象垂直分带影响外,还与下垫
4期曲玮等:中国干旱地区内陆河流域水资源利用与保护.597
面条件,特别是植被条件有密切关系.祁连山区的 中,东段,天山和阿尔泰山的中山地带,由于有利 的温度和降水条件,发育有森林.这些森林由高大 乔木,灌木,草类和苔藓组成,它们与环境和气候 之间相互影响与制约,具有较强的削减河流洪峰, 控制水土流失,增加枯水期水量等调蓄河川径流的 能力,是干旱区非常重要的水源涵养林. 关于森林和灌丛的水文作用,至今没有统一的 研究结果,还存在两种截然不同的观点:一种认为 森林具有增加降水和径流的功能;另一种则认为森 林是抽水机和蒸发器,它本身的生长和发育,需要 蒸腾消耗水分,最终要导致河川径流数量的减少, 尤其是在降水稀少的干旱地区I4].根据目前不同自
然带研究的有限资料,还难以对干旱区山区森林的 存在是增加还是减少河川I径流做出肯定的判断.但 对森林的水源涵养功能,争论双方的观点却是一致 的,自然地理学家和林业学家都认为[6],森林在水 源涵养,水土保持,调节径流,维持地区生态平衡 及农业稳产高产等方面的经济效益,是其提供木材 价值的38.57倍.
1.2.1干旱地区水源涵养林的历史变迁
干旱地区山区森林的破坏与不合理的人类活动 密切相关,河西的开发始自汉武帝西征,移民屯 田,到唐时当地的农业生产有了很大的发展.当时 祁连山树密林森,草木繁茂,松柏四季常青,满目 滴翠泻绿.清代中叶河西走廊的古浪县,因树木繁 茂还被称为"苍松县","昌松县",诗云"云树苍茫 迷客路","流水声中到古浪".但到清末,由于政令 松弛,漫山的树木遭到空前劫难.以后河西走廊的 一
些县志上就出现了大量森林被破坏的记载,清嘉 庆28年《永昌县志》记祁连山支脉焉支山"向多松, 现樵采殆尽".民国33年《临泽县志》记"南山番地森 林富饶……明清时为保存水源,严禁砍伐……后禁 令废驰,滥伐为虑".总体来讲,1950年代以前,山 区由于自然条件的限制,不适于农耕,人口密度较 山前灌溉农业区小,人类经济活动相对微弱,深山 林区大多数未遭大的破坏.
1950年代后,由于气候变暖和人口剧增,原来 不适宜农耕的山区草原和森林结合部的部分地区, 有了虽不稳定但可勉强满足一季粮食作物生长的热 量条件,特别是20世纪50年代末到60年代初,因
灾荒,粮食缺乏,在河西地区山区发生了较大范围 的毁林毁草开荒.在1960—1970年的10a中,山区 开荒80多万亩,毁掉森林30多万亩,造成山区垦 区水土流失加剧(表2),冲沟发育,山泉大多干涸, 汛期河流含沙量剧增,降低和影响了下游地区水库 及各种水利设施的运行效果和使用寿命[4],直接影 响和危害山前平原核心地区的工农业生产. 表2河西走廊武威地区一些河流5,8月含沙量的变化 Table2Changesofsandinessquantityoftheriversin
WuweiPrefectureofHexiCorridorfromMaytoAugust
含沙量/(kg?rrl)
河流——含沙量增长/
1955—1965年1966—1974年.
1.2.2干旱地区水源涵养林的保护
对祁连山森林中的积冰落雪和水源涵养作用, 最早的文字记载见于清雍正年问的甘肃巡抚陈宏 谋,他指出[7]:"河西凉,甘,肃等处,夏常少雨, 全仗积雪融流,分渠导引灌田,转磨,处处获利.凡 渠水所到,林树荫翳,烟村胪列,否则一望沙碛, 四无人烟.此乃天造美利……".由此,古人把祁连 山支脉八宝山上的葱郁的松林及其冬春积存的皑皑 白雪,称之为"甘人养命之源",称"若无八宝山之 松树,冬雪至春末一涌而溶化,黑河涨溢五十二渠 不能承受,则有冲决之灾;至夏秋二次溶化之雪水 微弱,黑河水小而低,不能入渠灌田,则有极旱之 虞.甘州居民之生计,全仗松树多而积雪厚.若树木 被砍伐而不能积雪,必致民患,自当永远保护."值 得我们借鉴的不单纯是这些对松林积雪的事实记 载,而是"甘州居民之生计,全靠松林多积雪"以及
松林对积雪消融的调节作用的深刻认识和"自当永 远保护"的决心.河西第一个有地方史记载,保护祁 连山森林的人是甘肃提督苏宁阿.据民国余炳元编 篡的《新修张掖县志?人物志》记载:"苏宁阿,满 洲人……所至以爱民为先……故处处为地方策万 全.有商民请开八宝山铅矿,大吏已允其如所请, 特以地属甘提,征求提督同意.苏乃亲往履勘.见八 宝山松柏成林,一望无涯,皆数百年古木,积雪皑 皑,寒气袭人,欣然日:'此甘衣食之源,顾可循一 二奸商之意,牺牲数百致所培之松林耶!'(矿徒伐 森林,以致水源不足.)乃反对开矿,专摺奏明,幸 沐允从.用铁万斤,铸'圣旨'二字,旁注'伐树一株 者斩!'是认八宝山森林为国所有,后之守土者随遵 严禁以保水源,则有功于张掖者甚大"[6]. 借鉴干旱区水源涵养林的变迁和历史上人类活
598冰Jil冻土
动对森林的巨大影响,现今对于能够天然调节,改 善河流水情和涵养水源的祁连山,天山,阿尔泰山 的森林,亟待作为水源涵养林加以保护,制订相应 的地方法律法规尤为重要.此外,要使地方官员和 当地群众切实意识到,以牺牲生态环境为代价而追 求单纯经济增长的行为,是一种掠夺式经营方式, 对于地方社会,经济的可持续发展有百害而无一 利.对于已遭破坏的林区,应采取有效措施尽快退 耕还林还草,恢复和扩大森林面积,以维系干旱区 脆弱的生态环境,保护山前平原绿洲.
随着社会经济发展和水资源日益匮乏,干旱区 人们越来越深刻地认识到维护内陆河中下游"生命
权"和"生存权",保证饮用水源与工农业用水免遭 污染,将径流形成区划为水源保护区,对于当地社 会经济可持续发展的重要性,有些地区制定了相应 的地方性水源保护法律和法规.1987年乌鲁木齐市 人民政府开制定水源地保护地方性法规之先河,首 家公布实施了《乌鲁木齐市水源保护区管理条例》, 明确了水源保护区,水源保护带范围,及相应地区 水质标准,保护区(带)的污水排放要求,明文禁止 向水体和保护区内倾倒各种垃圾废弃物,禁止使用 高残留农药,并明确要求在重点水源保护区及其周 边地区适当限制畜牧业的发展,加强绿化涵养水 源,改善生态环境等(图1)|8].
图1乌鲁木齐地区水质管理区划图
Fig.1Regionalizationofthewaterquality
managementofiirtimqiarea 2径流散失区的水资源保护与合理利用及 生态环境保护
干旱区内陆河流域土地,热量资源极其丰富的 前山低位山间盆地与山前平原,由于山区"外来"水 源的注入而变得协调,形成适宜各种不同类型动, 植物和人类生长,繁育的"自然"和"人工"绿洲."绿 洲"是干旱地区的"逆荒漠"过程,因水源条件分散 和量少的限制,只能在戈壁沙漠的大背景下呈斑点 状散布,其面积虽小却是干旱地区的"伊甸园",是 最具生命活力的地方.这里既是灌溉农业最集中, 人口最密集,工业最发达,水资源开发利用强度最 大的地区,也是地表水与地下水相互转化最强烈的 地域.人类考虑不周及不合理的水资源开发利用活 动,都会造成一些难以挽回的水资源破坏,污染和
生态问题,因而需要特别引起注意.从水资源的合 理利用和保护,维持绿洲稳定和维护生态安全,以 及地方可持续发展和建立和谐社会出发,根据内陆 河径流散失区的水资源转化和特殊的自然环境特 点,需要重点关注以下几个方面:
2.1建立严格的水权制度,合理分配上下游水量 干旱地区的水是生命权和生存权,无水就没有 生命,就没有生命群体的存在和延续.我国内陆干 旱区是一块资源性缺水地区,受水资源总量不足和 年内水量分配不均匀等客观条件限制,内陆河上下 游之间无论在任何社会历史发展阶段,像世界所有 干旱区一样,随时随地会发生用水矛盾和水源纠 纷,甚至引发战争.因此河流上下游之间的"分水" 和"水权",就成为干旱区的"生存权"和"发展权". 我国干旱区最早的"分水"文字记载是汉书《匈奴 传》,记述东汉河西走廊开垦初期,除在垦区设置 农业管理人员外,还设置"河渠卒"专门负责水源的 管理和分配.但在历史上由于人们长期不了解水在 .
山前平原地区循环转化的基本规律,错误地认为山 前平原地表水和地下水是没有联系,相互独立的水 资源,因而河流上下游之间制定的分水协议都是由 上一级官员主持,不是按水量而是按时间分配,主 要规定了不同地域的取水时间,并一直延续到近 代.分水协议规定在每年的5,8月,张掖与武威境 内出露的泉水当地不能再引用,一律放往下游的额 济纳旗和民勤.由此,出现了民勤县为维护和监管自 己的水权将水管部门设置在武威县雷台泉水出露带 附近这种奇特的现象,直到1960年代因武威县境
内大量修建水利设施,开发利用地下水,地下水补
4期曲玮等:中国干旱地区内陆河流域水资源利用与保护599
给来源大幅减少,水位下降,泉水几近枯竭,民勤 水管部门虽有"时间水权",但已基本上处于无水可 管的状态,而最后撤走.
我国干旱区内陆河流域近60a来,因大规模水 利工程建设和社会经济的飞速发展,上中游地区 "隐性"截留和占用下游地区水源的现象普遍存在, 引发的水利纠纷层出不穷,已经成为流域内构建和 谐社会的重要隐患,必须尽快加以改进.如石羊河 流域下游民勤的地表水量,由1950年代的4.60× 10m.减少到2000年的0.98×10ITI.,减少近 80;而黑河通过正义峡输往下游地表水量,由 1960年代的9.82×10m.减少到1990年代的7.82 ×10m.,减少了20多[9].因此,根据各地的历史 和现实,对有限的水资源进行公平,合理,科学的 分配,并以法律形式加以规范十分必要.上下游地 区再根据自身的社会经济发展特征,在水资源约束 下制定科学合理的社会经济发展和生态环境保护规 划,促进地方经济,社会和生态环境的和谐发展. 2.2合理开发利用和保护地下水
我国干旱区内陆河流域水资源开发利用大体都 经历三个阶段:地表水开发利用阶段,地表水与地 下水联合开发利用阶段和流域可用水资源经济开发 利用阶段.地表水开发利用阶段历史最长,经历了 2000多年,完成指标为地表水引水率超过809/6,明 渠输水渠系利用率超过0.5,流域农业绿洲净耗水 量不到水资源总量的40;第二阶段的流域地表水
与地下水联合开发利用阶段,近40a间在少数流域 进行,如地下水开发科学合理,开采量不超过地下 水天然补给资源的50,则流域农业绿洲净耗水量 可增加到水资源总量的70左右,这一数字就是内 陆河流域最大可能开发利用的极限净耗水量;在第 二阶段完成后流域可净耗水量已达极限,要进一步 解决流域未来水资源供需不平衡问题,必须步入水 资源利用的更高阶段——第三阶段,即经济利用阶 段,建立节水型社会体系,特别是节水型农业.虽 然我国节水型农业近30a才起步,经过长期试验和 筛选,已研究和开发出适宜于我国干旱地区当前社 会经济发展条件并能够推广应用的膜上滴灌节水技 术.对干旱地区内陆河流域来说,地下水的合理开 发利用和保护,包括数量和质量两方面内容:数量 上不超采;质量上不污染,保持适于生活饮用和农 业灌溉的标准.
2.2.1合理,有序地开发利用地下水,严格控制干 旱地区地下水开发数量
目前我国干旱地区完成水资源开发利用第二阶 段的内陆河流域不多,较大的流域只有乌鲁木齐河 流域与石羊河流域,但都程度不同地出现了流域水 资源开发利用过度,地下水资源被破坏的问题,从 而诱发了严重的区域性生态环境恶化后果.因此,在 流域大规模开采利用地下水之前,必须首先对流域 地下水资源的形成,转化,补给,排泄,运动等方 面进行深入研究,做好地下水开采的空间布局,范 围,数量和上下游分水等方面的详细规划,进行科 学,合理,适度地开发,并按国家"水法"严格管理, 进行动态监测,及时发现问题随时调整.如若不然,
极易在短时间内造成地下水超采,开发利用过度, 区域性地下水位下降,地下水水质变劣,地表固沙 植物因得不到地下水的滋润而枯死,退化,沙漠化 等严重的不可逆后果.
案例1:石羊河流域过度开发利用地下水案例 石羊河流域位于甘肃省河西走廊的最东部,是 走廊经济最发达和人口最密集的流域.流域地下水 的开发利用始于1970年代初期,中期就显示出地 下水位全面下降的趋势,而北部民勤盆地更是下降 速度逐年增加,到1979年全区累计下降2,4.55 rfi,造成大部分地区地下水矿化度升高,水质变劣, 8800hm沙枣林枯死和秃顶[4].1980年初相关学 者就水土资源平衡的研究成果向相关部门提出警 告,地方未给予足够重视.一些地方在"民勤不靠天 上水,不靠地表水,有的是地下水"的错误思想和 盲目发展经济的推动下,继续加大地下水的开采力 度,发展到1990年代"籽瓜热"时期灌溉面积高达 近8.7×10hm,比1980年代增加1倍多,目前仍 维持在6.7×10hm以上.近25a来民勤累计超采 地下水50×10m.以上,地下水资源和生态环境遭 到严重破坏,北部湖区耕地撂荒面积累计达50多 万亩,废弃的耕地重新沦为沙漠,空置的房屋大部 被流沙掩埋,失地农民被迫沦为"生态难民",民勤 正在向我国第二个"罗布泊"发展[1.此事虽引起国 家高度重视,已拨重金开始治理,但至今不能开出 令人信服的"医治良方".
案例2:乌鲁木齐河流域地下水开发利用案例 乌鲁木齐地区水资源总量仅6.429×10m., 要承载一个庞大的城市体系,水资源压力巨大.由
此超采地下水就成为普遍现象,特别是在市区乌鲁 木齐河谷下游地区,长期超采地下水不但引起大范 围地下水位下降,更造成部分地区地下水水质恶 化,硬度超标而无法饮用.一些工业企业因无水源
6OO冰川I冻土2.9卷
保证不得不停建或易地.为解决城市社会经济发展 水源不足问题,1970年代后期有人建议在柴窝堡 地区建立供水水源地.因担心对柴窝堡湖及其周边 生态环境产生不利影响而搁置.1980年代中期中国 科学院与自治区有关部门专家又对此进行了深入研 究[1,指出由柴窝堡调水3000×10m.,肯定会影 响当地的生态环境,但可采取补水替换措施予以解 决.
1992年和1995年先后在柴窝堡湖北部和西部 建设的六水厂和七水厂,实际年开采地下水合计 5300×10m.,大大超出了原设计安全调水量(3000 ×10m.),且未实施任何补水措施,造成水厂建成 运行1O多年后,水源地形成了87.68km的地下水 下降漏斗,地下水位普遍下降8,12m,湖周1× 10hm植被严重退化,天然草场枯萎,人工土井全 部干涸,柴窝堡地区的生态环境整体恶化[1.这不 仅严重影响了当地经济的发展和群众的生活,更增 加了群众的恐慌,影响社会和谐.这种情况引起相 关部门高度重视,市水务局根据城市供水"先地表 后地下"要求,尽可能利用乌鲁木齐河地表水,先 后提出了限采和关闭两个水厂,作为后备水源地, 并引用乌鲁木齐河汛期洪水补给柴窝堡盆地等综合 治理方案[1.但因柴窝堡水源地的限采和改性工
作,涉及三个经济实体,具体工作至今还未落实到 位.
对比两案例中水资源利用与保护的历史经验与 教训,可以看出当今政府在水资源利用与保护过程 中起到举足轻重的作用.石羊河流域生态退化,下 游民勤荒漠化的过程就是由于地方长期不尊重科学 和自然规律,无序无节制开发利用地下水,使地下 水资源遭到严重破坏所致,教训深刻,值得汲取. 而新疆乌鲁木齐市在柴窝堡水源地开发中,发现问 题立即纠正,政府在对待生态环境保护的态度上显 得科学,理性.尽管柴窝堡地区生态环境保护与恢 复工作还没有进入实施阶段,但能够意识到保护生 态环境的重要性和紧迫性,是地方政府在重视和保 护环境方面迈出的可喜一步.如能将保护方案尽快 实施,必将有助于区域资源环境的保护,成为生态 脆弱区社会经济协调发展的典范.
2.2.2保护地表水和地下水免遭污染
干旱区内陆河具有两个特点:一是河水会产生 一
次或多次"地表水一地下水一地表水"循环转化 过程,最后在尾闾结束;二是河流不与海相通,所 有水中的溶解和污染物质不能排走,最终全部沉积 在流域最低洼的河流尾闾地区..由于水资源的转化 和可重复引用特征,被污染的地表水会通过渗漏变 为地下水并污染地下水,降低,丧失地下水的利用 价值.更令人担忧的是,这些污染物质只吞不吐, 日积月累,总有一天回由量变到质变,最终破坏人 类赖以生存的绿洲空间,造成无法挽回的损失. 随着经济结构调整,工业化与城镇化进程加
速,工业和生活废污水的排放量会越来越大,种类 也会越来越多,对水资源污染的威胁将越来越大. 目前一些地区时常发生水源污染事件,影响不容忽 视,必需引起足够重视,制定相关法律法规予以规 范.一是应根据内陆盆地是闭流区,水资源不足, 污染物质完全集聚等特点,尽快建立保护水资源的 地方法律法规,严格杜绝地下水源遭到污染;二是 要明确干旱内陆河流域地区经济发展中,不宜增设 排污量大,污染严重的工业项目.非建不可的,废 污水必需经过严格净化处理,达标排放;个别污染 物质清除不掉的,应建专门高标准防渗渠道或管 道,越过绿洲区排往将来不拟或不能利用的戈壁和 沙漠中去.2003年以来,民勤红崖山水库数次遭受 强烈污染,尽管利用抽调黄河水冲淡和清洗水库达 到了减少损害的目的,但这仅是治标不治本的权宜 之计.或多或少累积,沉淀在民勤土壤和地下水之 中的污染物质,将给子孙后代留下永远消除不掉的 隐患,一旦污染物质的累积由量变到质变,人类在 此的生存环境必会遭受不可逆的破坏. 3结论
干旱内陆河流域区是生态环境极其脆弱的地 区,地区经济社会的发展,要建立在水资源约束的 基础上,创新体制结构.在水资源开发利用过程中, 必须坚定地树立和坚持流域可持续发展的,全局的 和保护的观点,大力提倡和发展节水型产业. 在水资源开发利用与保护过程中,政府将起到 关键作用.一方面通过改革干部绩效考核机制,将 生态环境指标与经济效益指标相结合,实行重大环 境问题问责制,树立地方干部正确的区域发展观,
使政府科学而理性的地区经济发展思路引领区域社
会经济可持续发展;另一方面,政府通过制定详尽
的水资源保护法律法规,推进水权制度改革,形成
节约用水的价格机制,并严格执行和监管;制定优
惠政策,有效规范地区行业发展,鼓励和促进节水
型产业发展,促进生产方式的彻底转变,从而彻底
杜绝掠夺式经济社会发展形式的出现.
4期曲玮等:中国干旱地区内陆河流域水资源利用与保护601
国家,地方相关部门和研究单位应尽快研究,
制定和建立生态补偿机制,明确"水权","生存权"
和"发展权"之间利益相关关系,给予生态脆弱地区
更多的生存,发展机会和空间,从根本上避免生态
脆弱区为发展经济而破坏生态环境的悲剧反复上
演.
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]]]]]
602冰冻土29卷
UtilizationandProtectionofWaterResourcesinthe InlandRiverBasinsoftheAridRegionsinChina
QUWei,NIUShu—wen
(1.ResourceandEnvironmentCollege,LanzhouUniversity,LanzhouGansu730000,China:2.InstituteofRural
Development,AcademyofGansuSocialSciences,LanzhouGansu730070,China) Abstract:WateriSinvaluable,irreplaceablenatura1
resources.ItiSalsothebasicconditionofthe1ire.
survivingandproductioninoases.Inorderto
maintaintheoasisstabnizationandtorealizethe
sustainabledevelopment,itiSnecessaryto
streng?
范文四:中国干旱地区土地退化监测评价指标体系建设研究
中国干旱地区土地退化监测评价指标体系建设研究 The Development of Land Degradation Monitoring and Assessment
Indicator System in Dryland Ecological System in China
刘 锐
中国,全球环境基金土地退化监测评价咨询专家,北京师范大学教授
Rei Liu
Consulting Expert, Land Degradation Monitoring and Assessment
Professor, School of Geography, Beijing Normal University
2013-5-7
目 录 Content
中国干旱区生态系统
Dryland Ecologica lSystem in China
国内外土地退化监测评价指标体系研究现状
The development on LD M&A Indicato rSystem
建立土地退化监测评价指标体系存在的问题
The Issues to Establish LD M&A Indicato rSystem
中国西北六省,区,土地退化监测评价指标体系的 构建
LD M&A Indicato rSystem in Six Provinces of West China
构建我国干旱地区土地退化监测评价指标体系框
Framework of LD M&A Indicato rSystem in Dryland
架
未来展望
Future Prospect
Page , 2
全球生态环境的形势
The Globale Eco-Environment Problems
Page , 3
一、中国干旱区生态系统 Dryland Ecological System in China
干旱区的生态系统是脆弱的,特别容易受到土地退化的影响。当土地开始退化的时候, 生产力
降低,许多其他的生态系统受到影响 。
土地退化原本是一个自然过程,这不相关的土地资源和生态系统的特征有关。然而,人 类活
动常常会促进这些退化进程,导致土地资源质量和数量以及生态系统物质、能量循环的急 剧衰退。
The ecosystem in dryland is fragile and particularl ysusceptibl eby land degradation. When land
began to degradation, the productivit ydeclines, and other ecosystem swill be affected .
Land degradatio n is a natura l process and related to characteristics of land resources and ecosystem. However, human activities can promote the degradatio nprocess, which leading to the sharp recession of both quantity and quality of land resources and materia l and energy cycle of ecological system .
Page , 4
Map of Desertification in China, 2004
全国沙漠化土地分布图(2004
年)
Page , 5
一、中国干旱区生态系统 Dryland Ecological System in China
中国广大地区地处内陆,气候干旱,分布着大面积的干旱土地,长期以来由于自然和人为因素的
作用,大部分旱地、水浇地和草原发生了退化,变成了荒漠化土地。在日益增长的人口压力下,土
地退化的形势日趋严峻。
Most areas of China is located in the inland, arid climate . There are a large area of
dryland, for a long time due to natura l and human factors , most of the drylands,
irrigated land, and grassland have degradated into desertification. Under the pressure of
the increasing population, the land degradatio nsituation is getting worse.
27.3% 中国荒漠化土地的总面积己达国土面积
的27.3% (CCICCD,1997)
1.7亿人口 约有1.7亿人口受到荒漠化危害和威170million people 胁
4 5亿, 4.5bilion 每年全国因荒漠化危害造成的直接经济损
yuan 失45亿元,间接损失是直接损失的2-3 2~3 倍。 倍 Page , 6
中国21世纪议
Page , 7
曾经是灌溉农田的土地因为盐碱化成为毫 原生地表植被的丧失导致了地下水位的
无生产能力的废弃地/Former irrigated farm 抬高和盐碱化的聚集/Loss of the original
land rendered unproductive by salinisation vegetation has resulted in a high water table
and salinity build up
毗邻农田中的农业化学物质以及肥料等淋 灌水洗盐进行土地恢复把盐冲到了下游使得下 洗到了水体中造成了水体的污染/Pollution 游河流的盐分含量升高/Reclaiming farm land
of water bodies from agro-chemicals and by flushing the salt into the drain leads to higher manure washed off adjacent farm land salt levels downstream in the Yellow River
Page , 8
植被退化/VEGETATION DEGRADATION
采挖沙石造成的退化 /From quarrying for sand
Page , 9
Page , 10
一、中国干旱区生态系统 Dryland Ecological System in China
研究主要目标是发展一套具有空间和时间尺度 的价土地评
退化程度的工具和方法,增强国家、区域、全球土地退 PRC-GEF干旱生态 化监测评价能力,减缓土地退化,重建可持续利用的土 系统土地退化伙伴关系 干旱
地资源,实践可持续土地管理措施。 生态系统土地退化防治 管理
和政策支持项目—组分3
组分3的具体目
标
1 在宏观层次建立土 2 针对不同地区的 3 提高项目 4 收集和分
具体情况建立可操 地退化监测与评价指 6省(区) 析土地退化
标体系框架,对土地 作的土地退化监测 区对土地退 相关数据,
与评价指标体系, 退化监测与评价的内 化影响和治 搭建协调和
并提高数据的获取 容、结构、组成和基 理措施有效 共享的网络
手段,满足中国西 准的确定等做出明确 性进行全面 机制和平台,
部各省(区)市在 规定,提高国家或区 监测和评价 为土地退化
综合生态系统管理 域在土地退化现状、 的能力; 相关部门提 和土地退化防治方 范围和影响等方面监 供决策支持。
面对数据的具体需 测能力的整体水平;
求;
Page , 11
目 录 Content
中国干旱区生态系统
Dryland Ecologica lSystem in China
国内外土地退化监测评价指标体系研究现状
The development on LD M&A Indicato rSystem
建立土地退化监测评价指标体系存在的问题
The Issues to Establish LD M&A Indicato rSystem
中国西北六省,区,土地退化监测评价指标体系的 构建
LD M&A Indicato rSystem in Six Provinces of West China
构建我国干旱地区土地退化监测评价指标体系框
Framework of LD M&A Indicato rSystem in Dryland
架
未来展望
Future Prospect
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国外土地退化主要评价理论:
目前国外土地退化主要的评价理论有三种,以指标体系为基础的绝对退化评价 GLASOD、生产力不经营水平相结合的相对退化评价ASSOD和以生态系统中植被 土壤地形差异退化为依据的多样性评价RUSSIA。
国外土地退化评价指标体系
Page , 13
中国政府部门已根据土地退化类型制定了相关技术标准和规范
Chinese government has established related technical standards and specifications according to the type of land degradation
国家林业局 State Forestry Administration
国家林业局制定了《全国荒漠化监测主要技术规范》
( 1998),对监测指标、分类方法标准和荒漠化技术
做出 详细规定,并将土地退化分类为风蚀、水蚀、盐
碱化和 冻融;
水利部 Ministry of Water Resources
水利部颁发《土壤侵蚀分类标准》(SL-190-96),制
定了详细的土壤侵蚀监测指标和分级标准,并将其分类
为水蚀、风蚀、冻融、重力侵蚀和人为侵蚀;
农业部 Ministry of Agriculyure
农业部颁发《天然草地退化盐碱化分级指标》
(GB19377-2003),制定草地退化和草地盐碱
化的监测指标和分级标准。
其他 Others
此外,农业局、林业局、水利局、土地资源
局、环境保护局、气象局制定并发布多项自 国内土地退化 然资源监测调查、环境监测等技术标准,为
评价指标体系 土地退化监测评价提供重要的技术支持。
Page , 14
目前,尚未建立完善的中国国家级土地退化监测评价技术标准体系。土地退化调查、评价、监测仍然 由多个部门管理。不同部门制定的国家标准、与业标准戒者技术规范之间缺少协调沟通,产生许多矛 盾,定义、指标、调查方法、分级标准都不同。At present, national land degradation M&A technical standard system in China has not been established yet. land degradation investigation, assessment, monitoring is still managed by multiple departments. Standards formulated by different departments are conflict for lack of communication, the definition, indicators, survey method, classification standard is different.
盐渍化指数 Salinization 风蚀数据 Wind
林业局公布的“中国荒 林业局制定的“全国荒
漠化及沙化状况公告” 漠化监测主要技术规范”
中提及的风蚀数据与水 中的草地盐渍化指数和
利局公布的“国家土壤 农业部提出的“自然草
侵蚀公告”中的数据不 地退化盐渍化分级指数”
能相比较。 也有所不同。
林业局SFA 林业局SFA
VS VS
水利局农业部
MOW MOA
Page , 15
项目一期土地退化评价指标总结
Land degradation Assessment Indicators in Phase I
植被覆盖率、土壤质地、有效土层厚度、风力侵蚀厚度、 地表形态
退指术项中植被覆盖度、坡度、土壤侵蚀模数、涂层厚度、沟壑密度、 生物量、地表形态 化标标目国
评基准,西 侵蚀模数、地表形态 价于或参部
指自技考干
侵蚀模数,塌陷面积,每年冲塌数量 标然术不旱
总驱规同地侵蚀模数 结动范部区
如力,门土土壤有机质、全氮、有效磷、有效钾、pH值、阳离子交换 左选其不地容
:择主同退量、土壤质地、土壤水分、土壤表层厚度、土壤紧实度
地下水位、矿化度地下水、土壤盐、土壤水分、降雨量、 。要专化
农田蒸散量 一土家监
期地所测无机污染物指标主要包括铬、镉、铅、汞、铜、锌、 镍,有机污染物指标主要包括有机农药, 实际工作中 项退公评
目化布估植被覆盖度、植被生产力、植物群落的种类组成、植物群落 土监的一 结构、植物物种多样性 地测技期
遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性、景观多样性
土地利用类型面积及变化率、农业适宜土地面积、林地面
积和畜牧业用地面积 Page , 16
上述监测评价指标体系需要一系列度量标准,如土壤容许流失率,土壤侵蚀模数,流失 量
和土壤侵蚀强度分级等,这些都需要规范的定义。目前中国各部门间还未建立通用的土地退
化监测评价指标体系。The assessmen tindicato rsystem needs metric and specific definition,
tolerance, soil erosion modulus, runoff and soil erosion intensity , etc. But such as soil loss
China has not established a common LD M&A indicator system between different departments yet.
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目 录 Content
中国干旱区生态系统
Dryland Ecologica lSystem in China
国内外土地退化监测评价指标体系研究现状
The development on LD M&A Indicato rSystem
建立土地退化监测评价指标体系存在的问题
The Issues to Establish LD M&A Indicato rSystem
中国西北六省,区,土地退化监测评价指标体系的 构建
LD M&A Indicato rSystem in Six Provinces of West China
构建我国干旱地区土地退化监测评价指标体系框架
Framework of LD M&A Indicato rSystem in Dryland
未来展望
Future Prospect
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建立土地退化监测评价指标体系存在的问题 The major challenges on monitoring and assesement of
land degradation in China
建立土地退
化监测评价
指标体系存
在的问题
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中国干旱区生态系统
Dryland Ecologica lSystem in China
国内外土地退化监测评价指标体系研究现状
The development on LD M&A Indicato rSystem
建立土地退化监测评价指标体系存在的问题
The Issues to Establish LD M&A Indicato rSystem
中国西北六省,区,土地退化监测评价指标体系的 构建
LD M&A Indicato rSystem in Six Provinces of West China
构建我国干旱地区土地退化监测评价指标体系框
Framework of LD M&A Indicato rSystem in Dryland
架
未来展望
Future Prospect
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中国西北六省,区,土地退化监测评价指标体系的构建
Building a Framework of LD M&A Indicator System in Dryland
中国西北六省,区,干旱土地退化监测评价体系在CPMO土地退化项目与家指导下,根据各省,区,土
地退化状况,建立省,区,土地退化指标体系,并系统地将各省提供的指标体系整合,用来构建国家级土 地退化监测评价指标体系。The assessmen t system from six provinces of Northwest China is established under the guidance of CPMO experts, according to status of each provinces . Then systematically integrate the six provinces ’ indicators , to build nationa l land degradation
Page , 21
monitoring assessment indicator system .
中国西北六省(区)土地退化监测评价指标体系集(1) LD M&A Indicator System Provided by the Six Provinces of Western China
退化 自然指标 陕西 甘肃 宁夏 新疆 青海 内蒙 类型
土壤有机质含量; 土壤有机质含量;土壤厚度; 土壤有机物有机物质种类的 土壤有机物质
土壤水分含量; 质丧失; 减少量; 丧失;
土壤有机质含量
和碳含量;
土壤pH值大凋落物含量; 土壤化学性土壤营养物质数 土壤营养物质 盐碱斑占地土壤营养矿物质
小; 质的变化; 量和有效性降低;含盐量; 率; 含量; 数量和有效性
土壤全效/速效肥 土壤肥力; 土壤质地;土壤盐碱化; 降低; 盐渍化:盐碱斑
含量; 土壤微盐碱斑占地率; 土壤污染; 占地率; 土壤pH值发
量元素含 量; 土壤PH土壤腐殖质含量;生;盐渍化; 土
土壤盐碱化; 壤土壤碳酸钙含量; 值; 退 有效土层厚度; 土壤质地;土壤结构及组成;土壤质地变化; 土壤的物理上层土壤结构的 地表结壳和板 化
性质退化; 丧失:土壤质地;土壤类型; 结; 土壤容重的大小
沟壑密度; 变化; 上层土壤结构
土壤质地; 的丧失; 土壤含水量的变
地表特征; 次生-土壤坚实; 化;
沙丘高度; 土壤孔隙度的变
裸沙占地百分比; 化
坡向;
土壤砾石含量;
Page , 22
中国西北六省(区)土地退化监测评价指标体系集(2) LD M&A Indicator System Provided by the Six Provinces of Western China
退化 自然指 宁 陕西 甘肃 新疆 青海 内蒙
类型 标 夏
土 壤 的 土壤含水量; 蒸发量; 地表径地表径流量; 雪灾,洪水,干旱
水 文 性 流; 地下水位; 等灾害性天气; 地下径流量;
质退化 水质变化;
年降水量; 水蚀; 有效土层厚度; 侵蚀沟密度; 侵蚀沟面积比例; 水 力
侵蚀 年侵蚀面积扩展速率; 坡度; 沟壑密度; 地表特征;
坡度; 水蚀地表形态;
地表形态; 植被覆盖度; 有效土层厚度; 风 力风积(风蚀)地表占 总面 离地面不同高度平
侵蚀 积比例; 植被盖度; 地表形态; 均风速; 地表特征; 水土流失 地表形态; 刮风天数; 风积地表形态; 土壤退化
起沙频率;
; 沙丘占土地的比例
表土损失率;
侵蚀强度; 重 力 山体滑坡使原农林牧用地 泥石流、石崩、雪 侵蚀 数量的减少; 崩;
地表植被; 冰融; 冻融的面积; 冻 融 侵蚀 地貌;
重金属元素含量; 土地污染; 污染的种类、面积 ; 荒芜地表面积占总面积比
率; 土壤污 其它污染物含量;
染 单位面积生物生产量的减
少;
Page , 23
中国西北六省(区)土地退化监测评价指标体系集(3)
LD M&A Indicator System Provided by the Six Provinces of Western China
退化 新 自然指标 陕西 甘肃 宁夏 青海 内蒙
类型 疆 植被生长 植物的植 植被盖度; 植物的生物量; 植植被覆盖度; 植物的生物群落植被组成; 植被 状况; 生物量;被 植物种类和植物群 物地表覆盖率; 植量; 单位面积作物产量下盖度; 植被的地上生
植被盖度;植物地 覆 落结构; 生物物生物量的质量; 降率; 种群数量减少量; 物量; 植被
植被种类;表覆盖 盖 量; 优势植物种植物物种的数量; 植物种的退化 植被优势种与建群种变 退化 率; 度 类; 化; 指示植物的退变;
生境破坏; 多样性指数下降率; 土地利用类型变化 ;物种多样性减少; 多样性指
生境干扰; 丰富度指数下降率; 数; 生态环境变化; 生境遭到破坏;
生物 物种的衰退; 基因库减少; 均匀度; 动物植物种类减少 ;生境受到干扰;
多样 单个物种的衰退; 优势度; 优势和指示动植物 遗传多样性减少;
变化; 性退
化 外来物种入侵;
湿地面积 地下水的补给减少; 地面河溪水量的波动 (1)地面河溪水量的波动 水资源数量,水资 增大; 增大:径流量的变化率; 地下水位 地下水位降低; 源开发利用不当, 山洪的发生增加; 水资源污染; (2)年山洪发生次数; 水质 洪涝和干旱,地下 地下水的补给减少; (3)河流、泉源、湖泊、 水位变化,湖泊减 地面河溪水量的波动增
水资 池塘和井眼等干枯数量; 大; 地下水位降低;河溪、 少,水库淤塞地面 山洪的发生增加; 源退 湖泊和水库的沉淀的 (4)地下水位降低高度; 和地下水资源污染 ,
化 增加使蓄水量减少; (5)地面和地下水资源盐 地面和地下水资源 河流、泉源、湖泊、池 塘和井眼等干枯状况; 地面和地下水资源污 分含量的增加率; 盐分含量的增加 染;地面和地下水资 地面和地下水资源盐分 源盐分含量的增加; 含量变化; Pag e , 24
中国西北六省(区)土地退化监测评价指标体系集(4) LD M&A Indicator System Provided by the Six Provinces of Western China 退化 自然 陕西 甘肃 宁夏 新疆 青海 内蒙 类型 指标
降雨量; 日照时间; 降雨量; 降雨量; 年降雨量; 小 气
暴雨次数; 蒸发量; 潜在蒸发量; 候 变 年暴雨次 化 沙尘暴日数; 数; 极端气候; 大风日数; ; 大风日数; 自然灾害; 主风风向 日照时间; 气候 生物生产力下降率; 沙尘暴天数; 不同高度平均风 恶化 年降水量; 大气 速; 月平均温度;
起沙频率; 无霜期天数; 平均气温; 候变
化
土地利用类型; 土地用途的转变:农林 房屋建设、开矿、土地变异的面
牧用地转变为城镇建设 挖山、修路、建 积; 、 用地、工矿用地、道路 工厂等土地利用 土地 机场等的数量。 方式的变化; 改变/ 自然灾害转变:山体滑 异化
坡、泥石流等使原农林
牧用地数量的减少。
单位面积植被固碳量: 碳汇 利用乔木蓄积量、灌木 量监 草本生物量或者乔木平 测指 均高度、胸径、灌木草 标 本的高度、盖度测定
Page , 25
中国西北六省(区)土地退化监测评价指标体系集(5)
LD M&A Indicator System Provided by the Six Provinces of Western China
退化 社会经济状况 陕西 甘肃 宁夏 新疆 青海 内蒙 类型
贫苦状况; 人口情况;人口密度; 总人口; 宏观经济社会政策及
贫困人口; 游牧人口; 管理制度; 受教育情况;
人口及结构; 文化农牧民收入来源; 文化教育程度; 人口密度;
教育水平; 贫困状工农业生产总值;人均收入; 农民人均纯收 社会 况; 种养业结构; 土地利用方式; 入(元); 经济 土地退化防治资金投 土地使用方式; 状况 入及利用; 农业人口比重;
贫困状况;
过牧、过垦; 排灌设施; 营造林措施;耕地措施; 过牧、过垦; 过牧、过垦; 过牧、过垦;
工业和生产生 化肥使用量;工程建设; 工业和生产生活污染;工业和生产生活 治理工程措 过多施用化肥造
活污染; 不污染; 放牧方式; 施;成的污染;其他人为因 不当的农业生产和灌
当的农业生 工业和生产生活 影响 耕地措施;素; 溉方式; 工矿生产对环境
土地 产和灌溉方式;的破坏; 治理工程措施; 污染;工矿生产城市化建设 退化 对环境的破坏; 不当的农业生产 工矿生产对环 不合理的农业生
的主 方式;境的破坏; 产和灌溉方式; 不当的水资源管理和 要人 利用等; 不当的灌溉方式; 不当的水资源 不合理的水资源
为因 管理等; 管理等; 工矿生产对环境 素 的破坏;
不当的水资源管
理等;
社区参与程度;
参与 Page , 26 治理工程措施; 指标 生态移民工程;
目 录 Content
中国干旱区生态系统
Dryland Ecologica lSystem in China
国内外土地退化监测评价指标体系研究现状
The development on LD M&A Indicato rSystem
建立土地退化监测评价指标体系存在的问题
The Issues to Establish LD M&A Indicato rSystem
中国西北六省,区,土地退化监测评价指标体系的 构建
LD M&A Indicato rSystem in Six Provinces of West China
构建我国干旱地区土地退化监测评价指标体系框
Framework of LD M&A Indicato rSystem in Dryland
架
未来展望
Future Prospect
Page , 27
在中国-全球环境基金干旱区土地退化防治管理和政策支持二期项目中,土地退化监测 评价指
标体系由中国西部六省份参不完成,整合修改后构造新的国家和区域土地退化监测评价指标
体系框架。Based on above indicators developed by the six provinces in western China ,in the
second phase of project Dryland Ecologica lLand Degradatio nContro lManagemen atnd Policy
A Support ,the land degradatio nM&A indicato rsystems have been integrated and modified.
proposed new framework of land degradatio nM&A indicato rsystem has been developed.
土地利用类型和退化类型在指标矩 全球层面
阵中被考虑为重要因素。其中,土
地退化类型包括:农地、林地和草
地。土地退化类型包括:土壤退化、 国家层面
森林退化、水资源退化、生物多样
性丧失,气候变化和土地利用类型
转变。国家级、区域级和社区级金
区域层面 字塔指标体系框架结构如下。
本地层面
Page , 28 土地退化类型
国家/区域尺度土地退化监测评价指标体系(1) Proposed land degradatio nand SLM M&A index system at nationa land regiona llevel(1) 土地利用 农地 林地 草地 退化类型
生物退化 **土壤有机质的损失; **土壤有机质的损失; **土壤有机物质丧失;
有益、有害的土壤生物 有益、有害的土壤生物构成的 有益、有害的土壤生物构成的 构成的数量、种类和活 数量、种类和活动的减少量; 数量、种类和活动的减少量;
动的减少量; **土壤生产力 **土壤生产力 **土壤生产力 土壤营养物质数量和有 林产品的采集收获导致林地养 过度放牧和根系较深的植被的 化学退化 效性的降低; 分循环受到影响从而导致的土 减少引起的土壤盐渍化:盐碱 壤肥力下降; 盐碱斑占地率; 斑占地率; 施肥过量或农药使用造 动物粪便等形式归还养分的速 成的化学毒性; 度赶不上放牧和收割草料的消 耗速度导致的土壤肥力的降低; 土 壤 土壤质地的变化:紧实 土壤质地的变化; 土壤质地的变化:动物踩踏引 退 度增加、生成结皮、过 起的表土紧实度增加和表层土 **有效土层厚度; 物理退化 化 度耕作:; 裸沙占地百分比; 壤结构的破坏:; 土壤容重; **有效土层厚度; **有效土层厚度; 土壤容重; 土壤含水量; 裸沙占地百分比;
土壤孔隙度; 土壤含水量; 土壤容重; 土壤孔隙度; 土壤含水量; 土壤孔隙度; 土壤侵蚀 侵蚀沟密度; 侵蚀沟密度; 侵蚀沟密度; 年侵蚀面积扩展速率; 年侵蚀面积扩展速率; 年侵蚀面积扩展速率;
地表形态; 地表形态; 地表形态; Page , 2 9 侵蚀地表占地总面积比 侵蚀地表占地总面积比例; 侵蚀地表占地总面积比例; 例;
国家/区域尺度土地退化监测评价指标体系(2)
Proposed land degradatio nand SLM M&A index system at nationa land regiona llevel(1)
土地利用 农地 林地 草地
退化类型
**植被覆盖度; **植被覆盖度降低和林下裸地面积增 **植被覆盖度降低和裸地面积 植被退化
单位面积生物量的减少; 加; 增加;
植物物种的数量下降; 乔木和灌木生物量的减少; 牧草和其他草本植物生物量的
植被密度; 枯落物和地表草本植物的减少; 减少;
对林地生物栖息地的干扰和破坏; 由于无序放牧引起的草原的破
坏和干扰; 水资源退化 可以用来灌溉的地表和 上游林地退化引起的水资源退化; 可以用来灌溉的地表和地下水
地下水的水量和水质的 水资源污染; 的水量和水质的降低;
降低; 地下水位; 地下水位;
地下水位; 地表径流量;
地下径流量;
水质变化; 生物多样性丧失 **多样性指数下降; **多样性指数下降; **多样性指数下降;
估值较高的牧草被低估值的所 估值较高的乔木和灌木(用作木材、杆
取代; 材、薪材、水果和药品)被估值较低的
所取代; 自然草本植被稀少:所需要的
自然植被稀少:物种数量减少,剩余 植物的物种减少,活性降低;
植被活性降低;
由于林产品的无序采集导致栖息地/物
种的损失;
Page , 30
国家/区域尺度土地退化监测评价指标体系(3)
Proposed land degradatio nand SLM M&A index system at nationa land regiona llevel(1)
土地利用 农地 林地 草地
退化类型 降雨量; 降雨量; 降雨量; 平均气温; 平均气温; 平均气温; 蒸发量; 蒸发量; 蒸发量; 气候恶化
暴雨次数; 暴雨次数; 暴雨次数; 沙尘暴日数; 沙尘暴日数; 沙尘暴日数; 大风日数; 大风日数; 大风日数; 极端气候; 极端气候; 极端气候; 无霜期天数; 无霜期天数; 无霜期天数; **地上碳储量变化 **地上碳储量变化 **地上碳储量变化
土地利用转变
土地用途的转变:用地转 土地用途的转变:用地转变 土地用途的转变:用地转 变为建设用地等的数量; 为建设用地等的数量; 变为建设用地等的数量;
、 自然灾害转变:山体滑坡、 自然灾害转变:山体滑坡、 自然灾害转变:山体滑坡 泥石流等造成的用地数量 泥石流等造成的用地数量减 泥石流等造成的用地数量 减少; 少; 减少;
过垦; 过度采伐、过度采摘; 过牧、过度挖掘; 社会经济影响
工业和生产生活污染; 工业和生产生活污染; 工业和生产生活污染; 不合理的农业生产和灌溉 工矿生产对环境的破坏; 工矿生产对环境的破坏; 方式; 营造林措施; 畜牧密度; 农药使用量; 放牧方式; **人均收入
治理工程措施; 治理工程措施; **人均收入 **人均收入 Page , 31
土地退化监测评价关键指标 The core indicators of LD M&A , 在国家和区域尺度土地退化监测评价指标体系中,标有**符号的为土地退化监
测评价关键指标(用红色标注),它们可以用于不同的土地利用类型,也是我
国西北六省(区)土地退化评价要求的关键评价指标。这些指标包括:植被覆
盖度、土壤有机质含量、有效土层厚度、生物多样性指数、地上碳储量、土壤
生产力、人均收入。这7个关键指标基本可以反映该地区土地退化和可持续土
地 管理(SLM)的主要变化,其他指标可以根据不同区域和不同土地利用方式
作为 选择性指标。
, 社区/小流域土地退化监测生物-物理指标体系是在青海、新疆、甘肃等项目示
范区示范工作的基础上,经过专家和农民采取参与式的方式筛选出的土地退化
监测评价指标体系,它的适用范围主要在地方、村社、农场和小流域。 Page , 32
社区/小流域土地退化监测生物-物理指标(1)
Proposed biological-physical indicators on land degradation in
community/small watershed(1)
土地退化发生原因 土地退化类型 参与式监测方法 评价等级 生物-物理指标
土质及肥力变
化指标
速效氮、磷、 用硝酸试粉比色法测氮, 用火焰
光度计法测磷和钾 钾量(kg/mu)
有机质 用重铬酸钾法测定 (kg/mu)
土壤PH质 用比色法测定
土壤容量(土 用环刀法和烘干法测定 壤结构)
土壤中单位体积的含水量 用烘干土壤含水率 法分析
土壤板结 观测法
土壤深度 用土钻或挖土壤剖面
Page , 33
社区/小流域土地退化监测生物-物理指标(2)
Proposed biological-physical indicators on land degradation in
community/small watershed(2)
土地退化发生原因 土地退化类型 参与式监测方法 评价等级 生物-物理指标
植被度指标
植被覆盖度 包括林地郁比度、灌木盖
度、和乔木草混合覆盖度 (%)
植被生长速率(植 单位时间内植被地胸径、 高度和被胸径/年、树高/ 生物量 年、生物量/年)
土壤侵蚀指标
土壤侵蚀模数 监测评估示范区范围内单位
面积单位时间的土壤侵蚀量 (t/km2/yr)
监测评估示范区范围内单 沟壑密度(,) 位面积沟壑长度
Page , 34
社区/小流域土地退化监测生物-物理指标(3)
Proposed biological-physical indicators on land degradation in
community/small watershed(3)
土地退化发生原因 土地退化类型 参与式监测方法 评价等级 生物-物理指标
水源水质监测
指标
水质矿化度
水质PH值 用比色法测定
受盐渍/水渍面 监测评估示范区范围内单 位面积
盐渍/水渍面积 积
测量法地下水位深度
灌溉面积百分 灌溉面积占监测评估示范
区总面积百分比 比(,)
Page , 35
社区/小流域土地退化监测生物-物理指标(4)
Proposed biological-physical indicators on land degradation in
community/small watershed(4)
土地退化发生原因 土地退化类型 参与式监测方法 评价等级 生物-物理指标
人为活动新增
土地退化指标
采用的主要燃 农户咨询
料
风蚀模数 监测评估示范区范围内单 位面积单位
时间风蚀量 (t/km2/yr)
沙尘暴发生频 监测评估示范区范围内单 位时间沙尘
暴发生的频率 率
采用土壤保持 监测评估示范区范围内采
用的土壤保持技术 技术
监测评估示范区范围内植 植树造林面积 树造林面积
Page , 36
社区/小流域土地退化监测生物-物理指标(5)
Proposed biological-physical indicators on land degradation in
community/small watershed(5)
土地退化发生原因 土地退化类型 参与式监测方法 评价等级 生物-物理指标
农业生产指标
监测评估示范区范围内农 田坡农田坡度 度,采用目测法
监测评估示范区范围内农 用化肥使用化肥使用量 量
秸秆燃烧/还田 监测评估示范区范围内秸 秆燃烧和还
田比例 比例
休闲地与种 监测评估示范区范围内休
植地比例 闲地与种植地的比例 集
单一种植与 约 监测评估示范区范围内单 一种植多种种植比 与多种种植的比例 农 例 业 监测评估示范区范围内农 田休闲期长休闲期长度
度
牧区每公顷 监测评估示范区范围内牧 放
牲口数 区每公顷牲口数 牧
密 草地覆盖面 监测评估示范区范围内草 度 积/牲口数 地覆盖面积/牲口数
Page , 37
社区/小流域土地退化监测生物-物理指标(6)
Proposed biological-physical indicators on land degradation in
community/small watershed(6)
土地退化发生原因 土地退化类型 参与式监测方法 评价等级 生物-物理指标
农业生产指标
监测评估示范区范围内牲 畜死亡牲畜死亡率 率
监测评估示范区范围内植 物根系平均植物根系深度 深度
主要农作物 农户咨询
主要作物产量 农户咨询、资料查询
变化
采用地面覆盖 农户咨询
物
采用农田节水 农户咨询 措施
Page , 38
土地退化监测评价指标体系建设与执行
The construction and implementation of LD M&A indicator system
国家级土地退化监测评价指标体系将由国家相关部门最后审定和执行;区域级土地退
化监测评价指标体系将参照国家土地退化监测评价指标体系的核心指标,根据各省(区)
的区域特点选择相关指标组成区域土地退化监测评价指标体系,由省(区)相关部门审定
和执行;社区流域级指标由省(区)相关部门与(区)县相关部门根据小流域特点选择相
关指标组成社区流域级土地退化监测评价指标体系,由省(区)相关部门审定,(区)县
相关部门和有关农户共同执行。
,Nationa lLD M&A indicato rsystem will be finally approved and executed by the related national department .
,Regiona lLD M&A indicator system will be built based on the core indicators of national LD M&A indicator system ,the relevant indicators will be selected according to the regiona l
characteristics ,and will be approved and executed by related province departmen。t
,Communit ylevel indicators are chosen by the province and county related departments according to the characteristics of communit ycharacteristics . They will be approved by province related department s,and executed by both county related department sand farmers.
Page , 39
目 录 Content
中国干旱区生态系统
Dryland Ecologica lSystem in China
国内外土地退化监测评价指标体系研究现状
The development on LD M&A Indicato rSystem
建立土地退化监测评价指标体系存在的问题
The Issues to Establish LD M&A Indicato rSystem
中国西北六省,区,土地退化监测评价指标体系的 构建
LD M&A Indicato rSystem in Six Provinces of West China
构建我国干旱地区土地退化监测评价指标体系框
Framework of LD M&A Indicato rSystem in Dryland
架
未来展望
Future Prospect
Page , 40
1、完善中国国土地退化评价指标体系的建议
Improvement proposal of LD M&A indicator system in China
在中国开展富有成效的土地退化监测评价的当务
之急是建立科学的土地退化监测评价技术标准体
系。土地退化监测评价技术标准体系概括地说可
以包括5类技术标准,即指导标准、基础通用标
准、 信息内容标准、技术方法标准和数据管理标
准, 各类别简单的关系结构如图所示.
It’s imperativ eto establish a scientific LD M&A
standard technica lsystem in China .
The standard technica lsystem include 5 parts:
guidance standard, basic common standard ,
information content standard , technic method
standard, data managemen tstandard.
Page , 41
土地退化监测评价技术标准分类及其相互关系
LD M&A technical standard categories and their interactions
信息内容标准
此类标准是制定土
地退化监测评价信 基 指导标准是指导该类 础 信息标准制定的标准, 要包括土地退化术 指 通 语、土地退化信息 退化监测评价技术标 导 技术方法标准 元数据和土地退化 用 准,应规定此类标准 标 数据质量控制的标 标 的格式、制定程序、
准 准以及土地退化专 协调方式等。 准 题地图编制规范等,
数据管理标准 是各类土地退化信 息的公共基础标准。
, 信息内容标准:一组规定土地退化监测评价信息的内容、语义及表示所需的标准,如
土地退化类型、类型标识和对各种不同类型的土地退化的诊断指标、分级、阈值等进
行规定的标准等。
, 技术方法标准:此类标准对各种土地退化的诊断指标的调查方法进行规定,例如遥感
调查技术规程、抽样调查方法、物理或化学测试方法等。
, 数据管理标准:包括数据汇交与验收规定、数据共享与发布技术要求、数据安全与保
Page , 42 密、数据的更新与维护规范、系统运行与维护、数字档案管理规范等标准。
, 上述各种类标准,部分已经是国家标准,部分是行业标准,如 地理信息的有关分基础
类代码标准、气候不气象信息的技术标准、 土壤的各种理化性质及调查方法的技术标准
等,这些标准只要能够满足土地退化监测和评价的需要,就可以直接采用,不需要再制
定新的标准。Part of the above mentioned standard swere already National or industry standard, such as the Basic Geographic informatio nclassificatio ncoding standards, climate information technical standard sand soil investigatio nstandards, etc., . They can be used directly to establish Land degradatio nindicato rsystem if they fit the needs of land degradatio nM&A.
, 但是,有的标准虽然已经建立了,但受颁布时间、主管部门、与业侧重等因素的影响,
使得相关的标准内容之间存在许多不协调 ,使用的术语、采用的指标如、调查方法、分
级标准等存在差异,不能满足国家级土地退化监测、评价和信息共享的需求,需要对这
些技术标准进行修订戒重新制定适用于土地退化监测要求的技术标准。Although some standards have been established t,hey are affected by the published time , departments and specialties, some of them has conflict which can’t fit the needs of National land degradation M&A and informatio nsharing,such as the difference of the terms, index ,survey method ,and classification standard s. So the land degradatio nmonitorin gtechnical standard sshould be revised or redesign under the above standards.
Page , 43
, 另外,对于某些尚未建立的技术标准,需要组织来自各个部门的与家研究制定。 上述
各类标准中,指导标准和基础通用标准一般为国家标准,其他三类标准视需要可以 制订国
家标准,也可以制 订行业标准。但是无论是国家标准还是行业标准,均需要相关部门在
技术上统一协调,认真贯彻实施。In addition ,for some technical standard sthat have not been set up, need to be formulated by experts from each departmen t. Above all kinds of standards, guidelines and basic standard sgenerally should be the National Standard ,the other three types can be National standard sor industry standards, as needed .
, 建议在国家标准化管理委员会下成立由多部门参不的全国土地退化监测不评价标 准化
技术委员会,统一组织协调土地退化监测评价技术标准的编写和审定We sugg。est to set
up a National land degradatio nM&A standardizatio tecnhnolog ycommittee to combine with many department sw,hich under the national standardizatio nmanagemen ctommitte e,to unified organized and coordinated the standard s drafting and approval.
Page , 44
2、发挥IEM信息中心技术引领作
用
Page , 45
建立天空地一体化卫星遥感监测与信息综合应用服务体系 Spa ce - E art h In teg rat e d M oni t ori ng S yst em
服务器终端 Page , 46
46
数据共享系统 Data Shareing System
Page , 47 47
空间数据展示
建筑三维模型 视线分析
空间数据
三维缓冲区分析 河流三维模拟 Page , 48 48
生态数据查询分析
查 分析 询
Page , 49 49
可持续土地管理专题制图
柱图 饼图
专题制图
区划图 独立值专题图 P age , 50 50
土地退化模拟模型分析
污染扩散模型 环境质量分析
模型分析
散 大气扩
水污染扩散模型 大气扩散模型
Page , 51 51
三维显示
建筑三维模型 视线分析
三维显示
三维缓冲区分析 河流三维模拟 Page , 52 52
环境质量数值预报
不同区域环境质量预测(三维与二维展示)
Page , 53
Page , 54
范文五:中国西北干旱地区城市化过程及空间分异规律
第19卷 增刊2004 年6月
地球科学进展
ADVANCE IN EARTH SCIENCES
Vol.19 Suppl.J un.,2004
1001-8166 )增-0407-05 文章编号:(2004
中国西北干旱地区城市化过程及空间分异规律
段汉明,周晓辉,苏
敏
(西北大学城市与资源学系,西安 710069)
摘 要:通过对实地调研和大量文献分析,对我国西北干旱地区城市发展与自然环境的关系进行论述,认为城市化过程本质上就是人地关系的集中凸现,是自然要素与人文要素长期互相作用的结果。自古以来,城市就是人类聚居的主要场所,屯垦是西北干旱地区最能体现人地关系的耦合点。在西北干旱地区现代城市化过程中,屯垦和矿产资源开发有较大的带动作用。由于自然因素和社会因素的双重影响,人口分布和聚居程度极不均衡,社会经济分异较大,城镇功能单一,部分地区和城镇的人口城镇化水平较高,并不是社会经济整体发展的结果,而是资源开采、行政建制的设立、极端自然条件下生存的需要等多种因素形成的。城市分布空间格局以带状、团状、串珠状为主,有着不同于其他地区的演化模式,城镇发展表现出多元复合的特征,是政治、经济、生态环境、资源、民族与文化等诸多因素相互关联、起伏变化的结果。城镇高速发展、城市化速度加快是未来西北干旱地区社会经济发展的必然结果,面对脆弱的生态环境和有限的资源,提出在西北干旱地区建设只有城镇、没有村落的新型城市社会,以达到社会经济和生态环境可持续发展的目标。关 键 词:干旱地区;屯垦;资源;城市化;生态环境
X24 文献标识码: A中图分类号:
干旱地区是我国独特的地理单元,是指年干燥
,200 mm 、指数≥4.00年降水量<天然植被为荒漠的10地区。在生态地理区划中,可分为4个温度带,个干旱自然区。西北干旱地区包括新疆全境、青海
多年的历史。的“城廓诸国”等,均有2000
“城廓诸国”史称“三十六国”,均是依托塔里木盆地周围较大的绿洲,形成以城镇为中心、以农牧经
济为主的国家,又称“居国”,与天山以北以游牧为主的“行国”相区别。在先秦时期,西北干旱地区有塞人、羌人、车师、月氏、乌孙、匈奴等民族,汉族是新疆的古老民族之一,当地人称之为秦人。西汉时期的居住聚集区,从地域上主要分为:①塔克拉玛干沙漠南缘及西部地区,以尼雅、于阗、莎车、疏勒为中心;②以楼兰为中心的罗布泊地区;③天山南麓、塔克拉玛干沙漠北缘地区,以龟兹、渠犁、轮台、焉耆为中心;④河西地区主要有以敦煌为中心的城镇群、以酒泉为中心的城镇群、以张掖为中心的城镇群、以武
[3]
威为中心的城镇群。
西北干旱地区是我国多民族聚居的地区,在生态环境恶劣、土地(绿洲)、森林、水等资源非常有限
[2]
柴达木盆地和以北地区、甘肃省河西地区、宁夏北部
地区,国土总面积约占我国干旱地区总面积的
90%,约占全国国土面积的24.5%。
1 中国西北干旱地区古代城市化的雏型
1.1 古代干旱地区城市化的雏型
自古以来,西北干旱地区人类活动与自然环境的关系十分密切,全新世早期气候恶劣,自然环境对古人类的活动具有重大的影响,旧石器文化遗址仅见于伊犁、肃北马鬃山和河套地区,新石器文化遗址在西北干旱地区分布较广。在城市发展方面,河西走廊民勤三角城和永昌三角城、塔里木盆地周边
2004-04-10. 收稿日期:
[1]
*基金项目:59778011 国家自然科学基金项目“西北地区城市结构研究”(编号:)资助.
1954- 作者简介:段汉明(),男,山西太原人,教授,高级城市规划师,注册城市规划师,主要从事城市结构、城市环境等方面的研究.
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084 地球科学进展 第19卷
的条件下,依赖大大小小的绿洲为生存环境,以农牧业为主的社会经济基础,以城镇为主要聚居地(或防御地),有一定规模的商业和手工业,是古代社会经济的主要特征,形成不同于中原地区的城市形态、
发展历程和空间分布结构。西北干旱地区2000 多年的城镇发展历史表明,自然环境及资源与人文要
素、城镇兴衰与生态环境有着直接的相互作用关系,
城镇发展及区域发展,是一个复杂的、多主导因素的共同作用的过程,是人文要素与自然环境相互作用及其结果不断累积的过程。1.2 屯垦———干旱地区人地关系的耦合点西北干旱地区自然环境恶劣,生态环境脆弱,人们的生产、生活均依托绿洲来进行,绿洲是城镇的发祥地,城镇与绿洲在空间分布上具有一致性。可以说,绿洲的分布决定着城镇的分布,具有人类社会生活依托于城镇,城镇依托于绿洲的特点。
据史料记载,太初年间(公元前104 年)汉朝军队在取得大宛战争的胜利后,首先在塔里木河下游的渠犁、轮台一带屯田。细君公主出嫁以后,汉朝军队又在乌孙北部的眩雷一带屯田。元凤四年(公元前77),汉朝根据鄯善王尉屠耆的要求,派司马1人,率领一部分士兵在鄯善、伊循地区屯田,据《水
经注》记载,伊循城“土地肥美”,索励率“酒泉敦煌兵千人至楼兰屯田,起白屋,召鄯善、焉耆、龟兹三国兵各千,横断注滨河”“灌浸沃衍,胡人称神,大田三年,积粟百万,威服外国。”地节二年(前68),侍郎郑吉,校尉司马熹负责渠犁屯田事务,翌年,郑吉又率
士兵屯田车师,长罗候常葸带领三校(2400
人)屯田乌孙赤谷城
[4]
。
戊已校尉设立以后,屯田以很快的速度向前发展,屯田范围由轮台、渠犁、车师等中部地区扩大到巴尔喀什湖以东、以南的楚河上游地区。大规模的屯垦、水利设施的建设,丝绸之路的通达,手工业及商业的繁荣,人口的聚集和经济的发展促成了两汉时期塔里木盆地边缘绿洲地带及河西地区城镇的生成和发展。干旱地区河流水量有限,随着屯垦人口的增多,新绿洲的拓展,河道下游逐渐干枯,老绿洲日趋退化,城镇也随之衰亡。由考古资料可知,沙雅县境内、伊循区域、罗布泊区域等均有汉代古渠及比较完整的灌溉系统遗址和蓄水池遗址。从现有城郭遗址考证可知,仅南疆和东疆,就有汉代城郭遗址约
30多个,河西地区汉代城(堡)遗址有35个,大多数
因社会动荡、自然环境变化和人类过渡开发而废弃。
不可逆性是人类生活中及自然变化中普遍存在的性质之一,对于西北干旱地区脆弱的生态环境而
言,对人类的某些社会活动(如荒地开垦等)具有相当的敏感性,荒漠化带来的灾难性后果,应能使我们对干旱地区环境的不可逆性有一个更深刻的认识。
2
西北干旱地区现代城市化过程
20世纪50年代至今,西北干旱地区进入以屯
垦和矿产资源开采、加工为主导的工农业并举的社会发展时期,一大批资源型、屯垦型城市生成和发展,如克拉玛依、独山子、金昌、白银、石河子、奎屯、
博湖、五家渠等。部分传统城市依托资源开发而发展,取得了长足的进展,城市化过程就是一个资源的开发和优化配置的过程,同时,生态环境问题依然困扰着西北干旱地区,在城市化进程中,生态环境的恶化和污染也在持续增强。
2.1
西北干旱地区现代城市化状况
从西部干旱地区内部发展状况分析,表现出巨
大的不均衡性和差异性,发展较快的地区有以乌鲁木齐市为中心的北疆城市群带、银川平原和河西走廊,而且也是城市化水平较高的地区。库尔勒至喀什的4个城市组团、伊宁城市组团、阿勒泰城市组团以及哈密、吐鲁番、格尔木是西北干旱地区最有发展潜力的地区;其他大多数城镇仍处于落后的状态。新疆北疆城市群带东起木垒,西至乌苏、北至克
拉玛依、东西长约460k m ,共有城市15座(2000 ),其中地级市占全疆的100%,县级市占全疆的31%,县城占全疆的10%。西北各省城镇规模结构均具有首位度高的特征,乌鲁木齐市非农业人口占北疆城市群带非农业人口的46.99%,北疆城市群带共有非农业
人口259.61 万人,占全疆非农业人口的50.64%。群
带内部城市化水平高低不一,乌鲁木齐、克拉玛依均在80%以上,50%以上的城市有5座,木垒、奇台、吉木萨尔3县低于20%,群带平均水平为58.64%。人均国内生产总值(1997 ),最高克拉玛依为375
83.02 元,最低木垒为2823.02 元,群带平均为9144.03 元,大大高于全疆平均5904
元的水平。银川平原(1998 )共有中等城市2座,小城市8
座,镇34个、乡76个,占全自治区城、镇、乡总数的50%,49.28%,32.90%,平均人均国内生产总值为5546.20 元,城市化水平为48.79%,宁夏其他地区人均国内生产总值为1833 元,城市化水平为11.66%。
河西走廊共有8座城市,占全省城市总数的61.54%,县城12座,占全省县城总数的18.00%。
增刊 段汉明等:中国西北干旱地区城市化过程及空间分异规律 094
嘉玉关、玉门、酒泉人口城市化水平均在80%以上,
金昌、白银在60%以上,
而张掖、武威、敦煌均在35%以下,低于全省平均水平。县城人口规模均很
小,除山丹在3万人以上,其余均不足2万人。肃北、肃南人口不足1万人,
非农人口比重较大,城市化水平在65%以上。
天山南侧、塔里木河北侧地区共有4个城市组团,其中喀什组团规模最大,共有城市2个,县城11个,库尔勒、阿克苏、库车组团相对较小,城市数分别
为6个、
4个、4个。该区域是新疆最早开发的地区之一,由于历史和自然的双重因素,该地区2000
多年的发展过程,并没有使其生存环境好转,喀什地区仍然是新疆最为贫困的地区之一,人均国内生产总
值(1977 )为2225.90 元,库尔勒、阿克苏、库车3个
城镇组团人均国内生产总值分别为7794.05 元、4313.18 元、3387.11 元,4个城镇组团城镇化水平分别为15.98%、
33.25%、26.80%、15.89%。2.2 西北干旱地区城市化的特殊性
在特殊的自然环境和社会因素作用下,西北干旱地区城市化进程并不是均衡的,以矿业开采加工为主导产业的城镇与以农牧经济为主导产业的城镇独立并存,人口分布和聚居程度极不均衡,社会经济
差异较大,城市化水平高低不一,但整体落后,资源型工业城镇与农牧型城镇的城市化水平畸高畸低,不同的地理单元城镇的空间分布结构、职能结构、规模等级结构差异巨大,首位度高,小城镇多,城镇功能单一,贫困的城镇多,空间分布以团状、串珠状为主等特有的城市化现象。
单从人均国内生产总值和城镇化水平分析,新
疆巴音格勒州、青海的海西州(1997 )分别为10 574.12 元、10 033 元,经济发展水平较高,城市化
水平分别为30.96%和64.36%,也达到了较高的水
平,但从经济较发达城市对州内其他城市社会经济的带动作用来分析,情况并不令人乐观。巴音格勒州和海西州地域辽阔,库尔勒市和格尔木市经济的高增长,对塔里木盆地南侧的且末、若羌和对柴达木盆地北侧的德令哈来说是遥远戈壁,沙漠另一端的新闻。从人均国内生产总值来分析,库尔勒市人均
为23195.68 元,除尉犁、若羌较高外,其他6个县均
为4200 元左右,即使与库尔勒相近的属于同一城市
组团的和静、焉耆、博湖、和硕也是如此。距格尔木
市最近的城镇为大柴旦镇(200
km )、都兰县353 km )、德令哈市(378 km )。因此,在西北干旱地
区极端自然环境的条件下,某一城市的工业发展
(尤其是资源开采性城市),对周围城镇的带动能力
是很小的,部分地区和城镇的人口城市化水平较高,并不是社会经济整体发展的结果,而是资源开采、行政建制的设立、极端自然条件下生存的需要等多种因素形成的。2.3中国西北干旱地区社会发展问题
西北干旱地区是人类贫困程度最高的地区,1998 年,青海、宁夏、甘肃、新疆的贫困发生率分别
为14.0%、12.6%、11.5%、8.9%,高于全国4.6%的平均水平,城镇居民人均可支配收入低于全国平
均水平近20%,消费水平低于全国平均水平近
40%,城镇登记失业率分别为7.4%、4.8%、5.2%、3.7%、,高于全国平均3.1%的水平,
1997 年成人文盲率青海、宁夏、甘肃、新疆分别为42.92%、
25.56%、28.65%、11.44%,大大高于全国平均水平
[5]
。
除发展较快的地区外,在不发达地区,由于不利的区位和不利的生存环境,城市人口处在贫困的不发达的城镇,就业机会少、人均收入低、基础设施落后、没有科技环境、受教育的机会少、形成严重的经济贫困、知识贫困和信息隔离,使民族地区处于我国社会发展主流的边缘地带。
3 中国西北干旱地区城市空间分异的
规律性
在西北干旱地区,由于沙漠戈壁和干旱荒漠的自然条件所限,城镇生成发展在空间上多呈串珠状或单点式分布。吐鲁番、哈密两座城市的发展史可追溯到秦汉之际,直至今日,区域城镇发展仍没有形成理论上“金字塔型”的规模等级结构,仍然是串珠
状和单点型,展现出不同地域环境城镇发展的不同规律。吐哈油田的开发建设为城镇发展提供了动
力,1997 年吐鲁番、哈密两个地区人均国内生产总
值分别为8592.39 元、5793.33 元,城镇化水平分别
为21.07%、46.63%,成为西北民族地区有发展潜
力的地区之一。伊宁组团、阿勒泰组团也是新疆具
有发展潜力的地区。格尔木市1960 年设立,城市历
史较短,在特定的自然环境条件下呈单点式城镇形
态,但由于地理位置和优越的资源条件,成为西北地
区发展最快的城市之一,
1997 年格尔木市人均国内生产总值为118 72.43 元,城市化水平为80.66%。
段汉明(2000
)将新疆城镇空间分布的生成发展演变过程分为4个阶段:①分散阶段:表征为早期
依托于绿洲的城廓;②点轴阶段:表征为依托于交通
(
104 地球科学进展 第19卷
发展,带动商贸发展,促进城市发展,如丝绸之路的开通、公路交通、兰新铁路的建设等;③分支阶段:表征为石油、天然气、煤炭、有色金属等资源开发及绿洲开发过程中新城市的生成、发展和对原有城镇产生的促进作用,如克拉玛依、独山子、奎屯、石河子等;④复合阶段:是新疆城镇网络分布的成熟阶段,表征为绿洲、交通、资源开发等多种因素作用下,区域道路呈网络状,城镇发展具有层次分明、功能完善、组合有序的特征
][6
由于西北干旱地区特定的自然环境、社会环境、
经济发展因素和城镇分布特点,其城镇发展并不像我国内地大多数地区那样主要受经济发展的影响,而表现为一种多元复合特征,是政治、经济、自然条件、资源、民族与文化等诸多因素相互关联、起伏变化的整体性。西北干旱地区城镇发展的对策,应注重多元复合的特征,寻求多种因素共同作用的平衡点,以保证城镇发展的合理性、稳定性、可持续性。
。
表1
影响西北干旱地区城市空间分布的主导因素
Table 1 Themainfactors that affect theurban s patialdistributing innorthwestaridarea
4 西北干旱地区生态环境与人类活动
交替与更迭,并与自然环境大尺度变化耦合,形成西北干旱地区生态环境变化的主流,形成自然环境大尺度时空演化过程中,人文因素小尺度时空范围强烈波动的变迁过程。在这个过程中,人文因素明显大于物理、生物、化学等方面的变化强度。
城市是区域人口、经济与文化的中心,也是信息的中心、知识创新的中心、城市的发展将带动整个地区的发展,城市的信息化将带动区域的信息化。西北干旱地区的开发过程及开发活动,必然聚集在适宜生存的地区,如绿州、河川谷地,以城市为基础,以区域基础设施为依托,城镇高速发展、城市化速度加快是未来西北干旱地区社会经济发展的必然结果。面对脆弱的生态环境和有限的土地资源,鉴于东南沿海村镇发展和城市化过程吞占大量耕地的经验教训,以适宜人类聚居的有限的土地资源来确定开发建设的最大极限,以高人口密度、高技术产业、高信息化的中小城市为主体,建立集中的现代化的人工优化生态环境的新型人类住区,将分散的村庄和农业居民点就近向中小城市、重点建设城镇迁移归并,以避免乡村建设遍地开花、土地资源浪费、开发建设
的相关性
西北干旱地区脆弱的生态环境是自然环境长期演化的结果,但在历史时期以来,却在相当程度上叠加了人类活动的强烈影响,在长期的自然营力和人类活动共同作用下,成为影响西北干旱地区生态演变的重要力量。千百年来人类社会中人为的对生态环境的破坏及其后果的不断积累,使西北干旱地区生态环境的恢复能力下降,土地、草原退化、野生动植物种类的数量锐减。尤其是清代以来,西北干旱地区人口增长迅速,生产中沿用历史上掠夺式的土地利用方式,粗放式经营,广种薄收,单纯追求粮食
产量和畜产量,导致滥垦、过牧、乱樵采,植被日趋稀疏,土地沙化,水土流失等种种问题凸现。
自然环境的变化与人类社会对生态环境的破坏具有不同的时空尺度,在西北干旱地区开发的历史过程中,战争与和平、建设与破坏、开垦与弃耕等影响生态环境的事件和过程总是在一个有限的空间范围内,在几十年至几百年的时间尺度上起伏与波动、
增刊 段汉明等:中国西北干旱地区城市化过程及空间分异规律 114
效益低下等问题,建设与农业生产特点相适应的单元式住宅和配套设施,以优良的基础设施和生活条件,形成只有城镇,没有村落的新型城市社会,以建立符合自然生态环境的新型城镇体系。在将来全球变化使生态环境进一步恶化、西北干旱地区的能源(石油、天然气)基本耗尽的情况下,城市则成为具有人工优化的生态环境、低耗能、低运转消耗的人类居住区。
西北干旱地区的城市发展及城市化过程本质上就是人地关系的集中凸现,是自然要素与人文要素长时期相互作用的结果,今后的城市化过程和区域发展并不是被动的接受这种结果,而应当利用多学科综合的研究优势,深入研究自然生态要素、资源要素和人文要素的耦合关系,研究社会经济发展与资源环境的最佳配置,研究城市发展与演化,以达到生
态环境保护、资源配置合理、城市发展有序、人民生
活水平提高、社会经济可持续发展的目标。
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21-24.
THEURBANIZ ATIO NAND SPATIA LDIF FERENTIA TIO NRULE
O FCHIN ESE NORTHWEST ARID AREA
DUANH an- min ,gZHOUX ia o- hui ,SUM in
Departmentof Urban and Resource , Northwest University , Xi an 710069 , China ( ')
Abstract :Bythe field surveying and analyzing agreat de al of literatureand discussing the relation b etween urban developmentand naturalenvironment itwas thoughtthaturbanization essentially was the concentrative exhi-, bition ofthe relation between human and envir onment itwas the natureand humanities factors long -term interac-,'t ionalresult. From ofold ,citywas human smain settlem ent the station troopstoopen up wasteland was the cou-', pling sitethat can em body the relation betwee nhuman and environment most. The station troo pstoopen up waste-l and and exploration ofmineralresources had the biggish leading effecttomodernurbaniza tion ofnorthwest aridare-a, because ofthe doubleeffectofnatureand huma nities factors , the population distributing and settlem entd egree wereseriouslylopsided ,socialeconom ydifferentiation was biggish , the urbanization levelofresource industria lcity nd aagricultureand animalhusbandrycitywer erugged , functionsofthe townweresingle , the population surbani -'z ation levelofsom eregion and townwas relati velyhigh ,itdidn tresultfrom wholesocialeconom icde velopment it',r esulted from multi factor such as resource e xploration , organic administration instauration , the existentdem and - under extrem enaturalcondition. The spatial patternsofcitydistributing mainly werezon al, round and astring of beads , had the evolvem entpatterndifferent from oth er areas , the developmentoftownputup multi factor co m-- plex character , itresulted from politics , econom y, eco- environment resource , nation and culture , multi fac-, - t ors m utualrelating and fluctuantchange. T own shigh- speed developmentand accelerati on ofurbanization willbe ''t he certainresultofsocialeconom icdevelop mentinnorthwest aridarea inthe future. Faci ng on the flimsy eco- en-v ironmentand limited resource ,itwas broughtforwardthatitshould build the new- stylesociety withouttownand v illage toreach the targetthatsocialeconom yand eco- environmenthave sustainabledevel opment.
K ey word : Arid area ;The station troopstoopen up the wasteland ;Resource ;Urbanization ;Eco- environment.
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