中國(guó)北方沙漠化過(guò)程及其防治研究

1、中國(guó)北方沙漠化過(guò)程及其防治研究中國(guó)北方沙漠化過(guò)程及其防治研究中國(guó)北方沙漠化過(guò)程及其防治研究項(xiàng)項(xiàng) 目目 名名 稱(chēng)：中國(guó)北方沙漠化過(guò)程及其防治研究稱(chēng)：中國(guó)北方沙漠化過(guò)程及其防治研究項(xiàng)項(xiàng) 目目 編編 號(hào)：號(hào)：TG2000048700TG2000048700起起 止止 年年 月：月：20002000年年1010月月20052005年年9 9月月首席科學(xué)家首席科學(xué)家 ：王：王 濤濤主要承擔(dān)單位：中國(guó)科學(xué)院主要承擔(dān)單位：中國(guó)科學(xué)院 寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所, , 蘭州大學(xué)，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所，蘭州大學(xué)，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所， 北京師范大學(xué)北京師范大學(xué)項(xiàng)目依托部門(mén)：中國(guó)科學(xué)

2、院項(xiàng)目依托部門(mén)：中國(guó)科學(xué)院 教育部教育部過(guò)程認(rèn)識(shí)過(guò)程認(rèn)識(shí)沙漠沙漠化過(guò)化過(guò)程程人類(lèi)活動(dòng)人類(lèi)活動(dòng)土土氣氣生生水水過(guò)程調(diào)控過(guò)程調(diào)控防治原理防治原理沙漠化防治沙漠化防治優(yōu)化模式優(yōu)化模式科學(xué)科學(xué)依據(jù)依據(jù)研究?jī)?nèi)容與研究?jī)?nèi)容與課題設(shè)置課題設(shè)置沙漠化過(guò)程的自然與人文背景風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的力學(xué)風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的力學(xué)機(jī)理與土壤風(fēng)蝕機(jī)理與土壤風(fēng)蝕的定量評(píng)價(jià)的定量評(píng)價(jià)沙塵暴形成機(jī)制沙塵暴形成機(jī)制及預(yù)報(bào)預(yù)警方法及預(yù)報(bào)預(yù)警方法沙漠化的生物過(guò)沙漠化的生物過(guò)程與植被恢復(fù)重程與植被恢復(fù)重建機(jī)理建機(jī)理沙漠化綜合防治戰(zhàn)略與優(yōu)化模式研究區(qū)域研究區(qū)域 沙漠化沙漠化 (Sandy Desertification)是荒漠化是荒漠化(Desertifica

3、tion) 的主要類(lèi)型之一。根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況，的主要類(lèi)型之一。根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況， 末次間冰期時(shí)中國(guó)沙漠、沙地的分布范圍強(qiáng)烈萎縮，末次間冰期時(shí)中國(guó)沙漠、沙地的分布范圍強(qiáng)烈萎縮，面積大致為現(xiàn)代的面積大致為現(xiàn)代的2/32/3，末次盛冰期時(shí)擴(kuò)展最大，甚至，末次盛冰期時(shí)擴(kuò)展最大，甚至波及海陸架地區(qū)，全新世大暖期和小冰期時(shí)介于上述兩波及海陸架地區(qū)，全新世大暖期和小冰期時(shí)介于上述兩個(gè)特征時(shí)段之間。個(gè)特征時(shí)段之間。 課題一、沙漠化環(huán)境背景課題一、沙漠化環(huán)境背景 揭示全新世沙漠揭示全新世沙漠- -黃土邊界帶地層具有風(fēng)成沙黃土邊界帶地層具有風(fēng)成沙- -古土古土壤壤- -黃土沉積序列。通過(guò)東北地區(qū)、渾善達(dá)克、科爾沁

4、黃土沉積序列。通過(guò)東北地區(qū)、渾善達(dá)克、科爾沁和毛烏素沙地南緣、青海湖及共和盆地等存在的和毛烏素沙地南緣、青海湖及共和盆地等存在的4 4層左層左右古土壤層綜合分析，論證全新世沙漠右古土壤層綜合分析，論證全新世沙漠/ /沙地經(jīng)歷過(guò)多沙地經(jīng)歷過(guò)多次活化擴(kuò)大和固定縮小過(guò)程，與全球氣候變化及海平面次活化擴(kuò)大和固定縮小過(guò)程，與全球氣候變化及海平面變化具有同步性。變化具有同步性。全新世沙漠-黃土邊界帶的位置變化圖全新世沙漠-黃土邊界帶地層剖面 根據(jù)根據(jù)IPCCIPCC集成研究思想，利用多氣候代用資料，集成研究思想，利用多氣候代用資料，建立了全中國(guó)過(guò)去建立了全中國(guó)過(guò)去20002000千年溫度變化序列千年溫度變

5、化序列, ,確認(rèn)了兩漢確認(rèn)了兩漢中世紀(jì)暖期以及小冰期的發(fā)展階段。（該成果被著名中世紀(jì)暖期以及小冰期的發(fā)展階段。（該成果被著名氣候?qū)W家氣候?qū)W家 MannMann和和Jones Jones 在建立北半球過(guò)去兩千年溫度在建立北半球過(guò)去兩千年溫度序列時(shí)采用，序列時(shí)采用，IPCCIPCC）。）。 中國(guó)過(guò)去中國(guó)過(guò)去2000千年溫度變化序列千年溫度變化序列 近近500500年來(lái)干旱半年來(lái)干旱半干旱區(qū)降水曲線(xiàn)均顯示干旱區(qū)降水曲線(xiàn)均顯示5 5次氣候干旱期，每個(gè)次氣候干旱期，每個(gè)干期持續(xù)干期持續(xù)5050年左右。且年左右。且降水序列均存在百年尺降水序列均存在百年尺度約度約120120年年的周期。的周期。干旱半干旱區(qū)

6、的降水變化干旱半干旱區(qū)的降水變化 發(fā)現(xiàn)歷史時(shí)期長(zhǎng)城沿線(xiàn)人類(lèi)活動(dòng)與環(huán)境變化的關(guān)系有發(fā)現(xiàn)歷史時(shí)期長(zhǎng)城沿線(xiàn)人類(lèi)活動(dòng)與環(huán)境變化的關(guān)系有三種表現(xiàn)形式：三種表現(xiàn)形式：(1)(1)環(huán)境條件不是人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)迫因子環(huán)境條件不是人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)迫因子-平城（今大同）于平城（今大同）于525-528AD525-528AD因戰(zhàn)亂而衰落。北魏因戰(zhàn)亂而衰落。北魏493AD493AD遷遷都的原因是：僻遠(yuǎn)，較冷，部落傳統(tǒng)濃厚，難以推行漢化都的原因是：僻遠(yuǎn)，較冷，部落傳統(tǒng)濃厚，難以推行漢化改革改革; ;(2)(2)環(huán)境是人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)迫因子環(huán)境是人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)迫因子-統(tǒng)萬(wàn)城至北宋初已統(tǒng)萬(wàn)城至北宋初已深在沙漠，難以屯田，駐軍所需補(bǔ)給要從

7、延州等地調(diào)深在沙漠，難以屯田，駐軍所需補(bǔ)給要從延州等地調(diào)用用; ;(3)(3)人類(lèi)活動(dòng)左右著環(huán)境條件人類(lèi)活動(dòng)左右著環(huán)境條件 - - 唐代和元以來(lái)，綠洲唐代和元以來(lái)，綠洲在空間分布上的變化是由人類(lèi)活動(dòng)引起的。在空間分布上的變化是由人類(lèi)活動(dòng)引起的。 毛烏素沙漠南緣地區(qū)大約在毛烏素沙漠南緣地區(qū)大約在4000BP4000BP以來(lái)逐漸朝著干旱的以來(lái)逐漸朝著干旱的方向發(fā)展；而東部沙地過(guò)去方向發(fā)展；而東部沙地過(guò)去20002000多年中出現(xiàn)過(guò)三次固定期：多年中出現(xiàn)過(guò)三次固定期：2100BP2100BP左右，左右，140OBP140OBP左右和左右和950BP950BP左右；左右； 初步建立了沙粒隨機(jī)碰撞初步建

8、立了沙粒隨機(jī)碰撞- -起躍的理論模型，可獲得起躍的理論模型，可獲得初速度分布函數(shù)初速度分布函數(shù)-聯(lián)系微觀研究與宏觀研究的橋梁聯(lián)系微觀研究與宏觀研究的橋梁-8-6-4-20246810120.00.10.20.30.40.5粒 徑 為 0 .2 5m mfrequencyhorizontal speed(m/s) U1 U2 U3-10123456789100.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.50粒 徑 為 0 .2 5m mfrequencyvertical speed(m/s) U1 U2 U3 沙粒反彈水平速度的概率分布沙粒反彈水平速度的概率

9、分布 沙粒反彈豎直速度的概率分布沙粒反彈豎直速度的概率分布Bagnold公式和公式和Kawamura公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較（公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較（PhyPhy. Rev. E, 2002). Rev. E, 2002) 0.20.40.60.81.01E-41E-30.010.1 this paper Bagnold Kawam uraQ (kg/(s m2)friction velocity u* (m /s) 改進(jìn)了單寬輸沙率實(shí)驗(yàn)測(cè)試值處理的精度，為檢驗(yàn)改進(jìn)了單寬輸沙率實(shí)驗(yàn)測(cè)試值處理的精度，為檢驗(yàn)各輸沙率理論計(jì)算公式的合理性提供了一種依據(jù)。各輸沙率理論計(jì)算公式的合理性提供了一種依據(jù)。 0.010

10、.10.1110100 experiment in Schmidt & Schmidt(1998) the fitting curve of experimental points simulationE (KV/m)height (m)從理論上分別給出風(fēng)沙蠕移、躍移和懸移電場(chǎng)的計(jì)算式從理論上分別給出風(fēng)沙蠕移、躍移和懸移電場(chǎng)的計(jì)算式與與Schmidt & Schmidt(1998) Schmidt & Schmidt(1998) 實(shí)驗(yàn)的比較實(shí)驗(yàn)的比較0.00.51.01.52.02.53.001x1062x1063x1064x1065x1066x1067x1068x10

11、69x1061x1071x1071x1071x107q=-60 C/kgq=60 C/kg21u*=0.5m/sDp=0.25mm1. Model of AH2. q=0 Number fluxTime (s)靜電力對(duì)床面起沙率隨時(shí)間發(fā)展過(guò)程的影響靜電力對(duì)床面起沙率隨時(shí)間發(fā)展過(guò)程的影響 建立了能描述沙粒帶電情形下風(fēng)場(chǎng)與沙粒躍移運(yùn)動(dòng)在建立了能描述沙粒帶電情形下風(fēng)場(chǎng)與沙粒躍移運(yùn)動(dòng)在耦合作用下達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)程的一理論模型。耦合作用下達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)程的一理論模型。3)3)級(jí)聯(lián)碰撞理論模式級(jí)聯(lián)碰撞理論模式-沖擊濺射沖擊濺射 揭示了沙粒沖擊沙床面的級(jí)聯(lián)碰撞引起的濺射過(guò)程是揭示了沙粒沖擊沙床面的級(jí)聯(lián)碰撞引起

12、的濺射過(guò)程是形成和維持風(fēng)沙流過(guò)程的確定性邊界條件。形成和維持風(fēng)沙流過(guò)程的確定性邊界條件。揭示沖擊沙波紋形成的動(dòng)力機(jī)制揭示沖擊沙波紋形成的動(dòng)力機(jī)制3)3)級(jí)聯(lián)碰撞理論模式級(jí)聯(lián)碰撞理論模式-沙波紋形成沙波紋形成4)沙塵暴過(guò)程對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的影響晴天時(shí)，最大電場(chǎng)強(qiáng)度平均達(dá)晴天時(shí)，最大電場(chǎng)強(qiáng)度平均達(dá)5 5 kvkv/m/mq 揚(yáng)沙（浮塵）天氣下?lián)P沙（浮塵）天氣下, , 電場(chǎng)強(qiáng)度普遍為電場(chǎng)強(qiáng)度普遍為-20 -20 kvkv/m/mq 強(qiáng)沙塵暴天氣下，平均最大電場(chǎng)強(qiáng)度為強(qiáng)沙塵暴天氣下，平均最大電場(chǎng)強(qiáng)度為-200 -200 kvkv/m/m“不對(duì)稱(chēng)的摩擦不對(duì)稱(chēng)的摩擦”是沙塵電場(chǎng)的形成的主因是沙塵電場(chǎng)的形成的主因

13、5)5)流沙控制措施的原理流沙控制措施的原理-格狀沙障固沙原理格狀沙障固沙原理 揭示了格狀沙障防沙固沙的主要機(jī)理在于障內(nèi)形成較為穩(wěn)定揭示了格狀沙障防沙固沙的主要機(jī)理在于障內(nèi)形成較為穩(wěn)定的凹曲面，其深度和寬度比保持在的凹曲面，其深度和寬度比保持在1/8-1/101/8-1/10之間，形成受沙子休之間，形成受沙子休止角制約止角制約, ,凹曲面對(duì)不飽和風(fēng)沙流具有升力效應(yīng)，從而形成沙物質(zhì)凹曲面對(duì)不飽和風(fēng)沙流具有升力效應(yīng)，從而形成沙物質(zhì)的蝕積平衡。的蝕積平衡。0.50.50.50.51.01.01.01.02.02.02.02.0不同規(guī)格格狀沙障在單位時(shí)間內(nèi)防沙效果比較不同規(guī)格格狀沙障在單位時(shí)間內(nèi)防沙效

14、果比較 3 3年多的觀測(cè)（范圍涉及：中國(guó)的極度干旱區(qū)、干年多的觀測(cè)（范圍涉及：中國(guó)的極度干旱區(qū)、干旱旱/ /半干旱區(qū)、沉降區(qū)、城市區(qū)和海岸區(qū)）獲得：半干旱區(qū)、沉降區(qū)、城市區(qū)和海岸區(qū)）獲得：氣溶膠濃度、亞洲粉塵濃度20種粉塵與非粉塵元素濃度、硫酸鹽等可溶性氣溶膠濃度、粉塵元素在亞洲粉塵不同源區(qū)的組配和源譜、亞洲粉塵在近地面的輸送路徑、亞洲粉塵剛剛形成時(shí)的粒度分布水平能見(jiàn)度（700個(gè)站，過(guò)去50年）垂直分布、衛(wèi)星反演沙塵位置、光學(xué)厚度、輻射特性 基于基于2001-03年的分析確定了中國(guó)沙塵暴的年的分析確定了中國(guó)沙塵暴的5條主要條主要路徑路徑在確定釋放源和補(bǔ)給源方面，在確定釋放源和補(bǔ)給源方面，獲得了

15、比較準(zhǔn)確評(píng)價(jià)獲得了比較準(zhǔn)確評(píng)價(jià)沙塵暴源地的方法（源強(qiáng)度）沙塵暴源地的方法（源強(qiáng)度）2001年亞洲沙塵暴源區(qū)年亞洲沙塵暴源區(qū) 通過(guò)全新可靠的地面資料及通過(guò)全新可靠的地面資料及實(shí)測(cè)的起沙沙塵質(zhì)量實(shí)測(cè)的起沙沙塵質(zhì)量-粒度分布粒度分布準(zhǔn)確地模擬出了亞洲大氣粉塵在準(zhǔn)確地模擬出了亞洲大氣粉塵在2001-02年春年春季的發(fā)生和發(fā)展，且得進(jìn)行了廣泛、細(xì)致的觀測(cè)驗(yàn)證。季的發(fā)生和發(fā)展，且得進(jìn)行了廣泛、細(xì)致的觀測(cè)驗(yàn)證。p獲得的地表狀況數(shù)據(jù)庫(kù)包括：中國(guó)沙漠與沙漠化土地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、獲得的地表狀況數(shù)據(jù)庫(kù)包括：中國(guó)沙漠與沙漠化土地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、土壤質(zhì)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)土壤質(zhì)地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)p建立的土壤風(fēng)蝕數(shù)據(jù)庫(kù)包括：建立的土壤風(fēng)蝕數(shù)據(jù)庫(kù)包括：TFC、

16、土壤含水量閾值、中國(guó)、土壤含水量閾值、中國(guó)干旱區(qū)每個(gè)格點(diǎn)的可風(fēng)蝕表土面積比例等適合中國(guó)土壤粉塵釋干旱區(qū)每個(gè)格點(diǎn)的可風(fēng)蝕表土面積比例等適合中國(guó)土壤粉塵釋放和輸送的參數(shù)系統(tǒng)放和輸送的參數(shù)系統(tǒng)Day in April 2001510152025Height (hPa)2004006008001e+2 2e+2 4e+2 6e+2 8e+2 1e+3 2e+3 4e+3 6e+3 1e+4 2e+4 5e+4 Yulin 109.42E 38.14NJulian Day in 200160708090100110120130140150Dust Concentration g m-3110100100

17、0SimulationMeasuremnetYulin 109.42 N; 38.14 ELanzhou 103.53E 36.03NJulian Day in 200160708090100 110 120 130 140 150Model g m-31101001000 EPM10 g m-3 1001000Yinchuan 106.19E 38.30N Julian D ay in 200160708090100 110 120 130 140 150Model g m-310100100010000EPM10 g m-3100D S1D S2D S3D S4Shenyang 123.2

18、6E 41.50N Julian D ay in 200160708090100 110 120 130 140 150Model g m-31101001000EPM10 g m-3100Hohhot 111.37E 40.49NJulian in 200160708090100110 120130 140150Model g m-31101001000EPM10 g m-31001000DS1DS2DS3DS4Changchun 125.20E 43.50NJulian Day in 200160708090100110120130140150Model g m-3110100 EPM10

19、 g m-3100DS1DS2DS3DS4W ulumuqi 87.38E 43.43NJulian Day in 200160708090100 110 120 130 140 150Model g m-3110100EPM10 g m-31001000DS1DS2DS3DS4 沙塵暴源區(qū)或接近源區(qū)的城市的觀測(cè)沙塵暴源區(qū)或接近源區(qū)的城市的觀測(cè)與模擬的對(duì)比結(jié)果與模擬的對(duì)比結(jié)果XianDay (Mar.1 - May 30, 2001)20406080_ NARCM (g/m3)101001000. EPM (g/m3)1001000西安XianDay in April 200151015202

20、5Pressure (hPa)2004006008001 10 20 60 100 200 400 600 1000 2000 4000 5000 近源區(qū)粉塵荷載峰值位于近源區(qū)粉塵荷載峰值位于: 1000 m以下以下; 下風(fēng)區(qū)中國(guó)內(nèi)陸下風(fēng)區(qū)中國(guó)內(nèi)陸: 1000-3000 m; 日本（日本（Tsukuba）: 2000-4000m; 太平洋中部太平洋中部: 4000-5000 m; 北美西海岸（北美西海岸（Cheeka Peak）: 5000-7000m 0.00.00.20.20.40.40.60.60.80.81.01.01.21.21 12 23 34 45 5年度年度多樣性指數(shù)多樣性指數(shù)

21、NGNGLGLGMGMGOGOG0102030405060708090NGLGMGOG放牧處理放牧處理Grazing treatments蓋度蓋度Coverage(%)05101520253035高度高度Height(cm)蓋度蓋度Cov.高度高度High0501001502002503003504001 12 23 34 45 5 年度 年度現(xiàn)存地上生物量( g / m 2 )現(xiàn)存地上生物量( g / m 2 )CKCKLGLGMGMGHGHGa-30-30-20-20-10-100 010102020303040401 12 23 34 45 5年度年度年增重( k g /hm2)年增重(

22、 k g /hm2)LGMGOG揭示了沙質(zhì)放牧草地沙漠化過(guò)程中揭示了沙質(zhì)放牧草地沙漠化過(guò)程中植被受損退化的過(guò)程，闡明了植物植被受損退化的過(guò)程，闡明了植物對(duì)沙漠化的一些適應(yīng)對(duì)策，提出了對(duì)沙漠化的一些適應(yīng)對(duì)策，提出了半干旱區(qū)沙治質(zhì)草地以輕度干擾半干旱區(qū)沙治質(zhì)草地以輕度干擾（40-45%40-45%利用率）為宜的定量指標(biāo)利用率）為宜的定量指標(biāo)生物多樣性變化生物多樣性變化現(xiàn)存生物量變化現(xiàn)存生物量變化次級(jí)生產(chǎn)力變化次級(jí)生產(chǎn)力變化高度蓋度變化高度蓋度變化生態(tài)過(guò)程生態(tài)過(guò)程-沙漠化過(guò)程中植被的受損過(guò)程沙漠化過(guò)程中植被的受損過(guò)程v確定沙漠化過(guò)程中，土壤確定沙漠化過(guò)程中，土壤C C、N N的的衰減存在漸變和突變規(guī)

23、律，其中同衰減存在漸變和突變規(guī)律，其中同一類(lèi)型沙漠化土地內(nèi)表現(xiàn)為漸變，一類(lèi)型沙漠化土地內(nèi)表現(xiàn)為漸變，不同類(lèi)型沙漠化土地間表現(xiàn)為突變。不同類(lèi)型沙漠化土地間表現(xiàn)為突變。v確定了科爾沁沙地土壤確定了科爾沁沙地土壤C C、N N含量含量變化與土壤粘粒的函數(shù)關(guān)系式：變化與土壤粘粒的函數(shù)關(guān)系式： Morg=0.741+0.259SC Ntotal=0.0249+0.0164SCv估算了近估算了近4040余年來(lái)我國(guó)沙漠化地余年來(lái)我國(guó)沙漠化地區(qū)土壤有機(jī)碳損失量，沙漠化治理區(qū)土壤有機(jī)碳損失量，沙漠化治理的固存量，以及土壤的固存量，以及土壤C C、N N變化對(duì)土變化對(duì)土壤水溫和土壤微生物、動(dòng)物的影響。壤水溫和土壤

24、微生物、動(dòng)物的影響。 0 01010202030304040505060600 05 51010151520202525303035354040454550505555855.45855.45150.03150.0359.1259.1290.990.9236.04236.040 010010020020030030040040050050060060070070080080090090010001000現(xiàn)存量現(xiàn)存量損失量損失量固存量固存量?jī)魮p失量?jī)魮p失量 固存潛力固存潛力百萬(wàn)噸（M t ）百萬(wàn)噸（M t ）生態(tài)過(guò)程生態(tài)過(guò)程-植被受損過(guò)程及適應(yīng)對(duì)策植被受損過(guò)程及適應(yīng)對(duì)策 揭示了沙漠化過(guò)程中紅砂等

25、植物的應(yīng)變繁殖對(duì)策（種子有性，根劈無(wú)性及不定根繁殖）和一年生植物的 C 型存活曲線(xiàn)及 R- 對(duì)策型生活史。 生態(tài)過(guò)程生態(tài)過(guò)程人工植被生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性人工植被生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性: :流動(dòng)沙漠流動(dòng)沙漠 草方格固沙草方格固沙 種植沙生植物種植沙生植物 人工植被形成人工植被形成 苔蘚類(lèi)苔蘚類(lèi) 草本植物草本植物生理特性生理特性: :逆境適應(yīng)的生理生化基礎(chǔ)逆境適應(yīng)的生理生化基礎(chǔ) 發(fā)現(xiàn)胡楊葉型光抑制差異和梭梭光合午休現(xiàn)象 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) NaClNaCl 處理引起質(zhì)膜處理引起質(zhì)膜H H+ +-ATPase-ATPase含量的增加或減少是鹽脅含量的增加或減少是鹽脅迫引起小麥根質(zhì)膜迫引起小麥根質(zhì)膜H H+ +-ATPase

26、-ATPase活性變化的原因之一。并推測(cè)活性變化的原因之一。并推測(cè)NONO可能可能參與胡楊愈傷組織鹽脅迫時(shí)的信號(hào)傳導(dǎo)。參與胡楊愈傷組織鹽脅迫時(shí)的信號(hào)傳導(dǎo)。 1) 1) 我國(guó)北方沙漠化空間分布特征與發(fā)展趨勢(shì)：我國(guó)北方沙漠化空間分布特征與發(fā)展趨勢(shì)： v 以以20002000年年TM TM 數(shù)據(jù)為主，在數(shù)據(jù)為主，在256256萬(wàn)萬(wàn)kmkm2 2的總監(jiān)測(cè)范圍確定的總監(jiān)測(cè)范圍確定我國(guó)我國(guó)北方沙漠化土地面積已達(dá)北方沙漠化土地面積已達(dá) 38.5738.5710104 4 kmkm2 2v 20世紀(jì)世紀(jì)80年代后期到年代后期到2000年沙漠化土地增長(zhǎng)速率高達(dá)年沙漠化土地增長(zhǎng)速率高達(dá)3600 km2 /av 我

27、國(guó)北方沙漠化土地過(guò)去我國(guó)北方沙漠化土地過(guò)去50年來(lái)的時(shí)空演變的特征及定量平價(jià)年來(lái)的時(shí)空演變的特征及定量平價(jià)50-v “整體惡化，局部治理整體惡化，局部治理”的基本現(xiàn)狀。大部分荒漠草原和草原的基本現(xiàn)狀。大部分荒漠草原和草原化荒漠地帶的沙漠化土地繼續(xù)蔓延，部分農(nóng)牧交錯(cuò)帶和旱農(nóng)區(qū)為主化荒漠地帶的沙漠化土地繼續(xù)蔓延，部分農(nóng)牧交錯(cuò)帶和旱農(nóng)區(qū)為主要的逆轉(zhuǎn)區(qū)。要的逆轉(zhuǎn)區(qū)。 2) 2)區(qū)域沙漠化過(guò)程成因的定量分析：區(qū)域沙漠化過(guò)程成因的定量分析：v 提出科爾沁地區(qū)人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致土壤風(fēng)蝕加速使沙漠化土地發(fā)展的速度提出科爾沁地區(qū)人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致土壤風(fēng)蝕加速使沙漠化土地發(fā)展的速度是自然條件下的是自然條件下的4-104-10

28、倍，所產(chǎn)生的土壤養(yǎng)分、生物多樣性和生產(chǎn)量等方面倍，所產(chǎn)生的土壤養(yǎng)分、生物多樣性和生產(chǎn)量等方面退化的加速也與自然條件下的退化的加速也與自然條件下的3-103-10倍以上的研究結(jié)果倍以上的研究結(jié)果。01000200030004000500060007000010203040506070VCR 風(fēng)蝕率 g/min6.0m/s8.0m/s10.0m/s12.7m/s15.0m/s18.0m/s20.0m/s22.0m/s25.0m/s01002003004005006007008009001000024681012含水率 風(fēng)蝕率 g/min14.0m/s18.0m/s22.0m/s25.0m/s3)

29、3) 區(qū)域沙漠化過(guò)程研究在理論上有了新的突破區(qū)域沙漠化過(guò)程研究在理論上有了新的突破: : 提出“農(nóng)牧交錯(cuò)帶北移錯(cuò)位，生態(tài)位擴(kuò)張重疊和人口密度危險(xiǎn)閾值的沙漠化成因理論”和“沙漠化過(guò)程中物質(zhì)能量進(jìn)行重新分配，水分、養(yǎng)分、粘粒、生物物種與能量向丘間甸子地遷移匯集，形成新的物種庫(kù)、源區(qū)和資源生長(zhǎng)點(diǎn)的理論理論”。4) 4) 在學(xué)科層面上總結(jié)了沙漠與沙漠化的理論和實(shí)踐在學(xué)科層面上總結(jié)了沙漠與沙漠化的理論和實(shí)踐: : 專(zhuān)著中國(guó)沙漠與沙漠化對(duì)我國(guó)50年來(lái)沙漠與沙漠化研究和防治的理論和實(shí)踐的全面總結(jié)。本書(shū)試圖以學(xué)科體系的要求，對(duì)沙漠和沙漠化研究進(jìn)行歸納和提煉，使之系統(tǒng)化和科學(xué)化，為今后科學(xué)的發(fā)展提供了一個(gè)新的臺(tái)

30、階。 5.1) 5.1) 在科爾沁地區(qū)創(chuàng)立和總結(jié)了鄉(xiāng)、村、戶(hù)三級(jí)在科爾沁地區(qū)創(chuàng)立和總結(jié)了鄉(xiāng)、村、戶(hù)三級(jí)“生態(tài)網(wǎng)生態(tài)網(wǎng)”、“多元系統(tǒng)多元系統(tǒng)”、“小生物圈小生物圈”沙漠化土沙漠化土地治理開(kāi)發(fā)模式和一批先進(jìn)適用的技術(shù)方法。累計(jì)推地治理開(kāi)發(fā)模式和一批先進(jìn)適用的技術(shù)方法。累計(jì)推廣新技術(shù)廣新技術(shù)4040多項(xiàng)、新品種多項(xiàng)、新品種100100多個(gè)，面積近百萬(wàn)公頃，多個(gè)，面積近百萬(wàn)公頃，累計(jì)新增效益累計(jì)新增效益18.718.7億元。為今后科爾沁沙地區(qū)全面開(kāi)億元。為今后科爾沁沙地區(qū)全面開(kāi)展沙漠化土地綜合整治和開(kāi)發(fā)利用提供了重要的理論展沙漠化土地綜合整治和開(kāi)發(fā)利用提供了重要的理論和實(shí)踐依據(jù)。成果獲和實(shí)踐依據(jù)。成果

31、獲20012001年內(nèi)蒙古自治區(qū)科技進(jìn)步三年內(nèi)蒙古自治區(qū)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。等獎(jiǎng)。5) 5) 創(chuàng)立和總結(jié)了一些沙漠化土地治理開(kāi)發(fā)模式和技術(shù)創(chuàng)立和總結(jié)了一些沙漠化土地治理開(kāi)發(fā)模式和技術(shù)方法。方法。5.2) 5.2) 開(kāi)發(fā)完成開(kāi)發(fā)完成 2 2 項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的防沙治沙技術(shù)項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的防沙治沙技術(shù)v 蜂巢式固沙障和新型高耐候性塑料經(jīng)編阻沙柵欄蜂巢式固沙障和新型高耐候性塑料經(jīng)編阻沙柵欄v 強(qiáng)力噴播免灌植物種子固沙保土保水技術(shù)強(qiáng)力噴播免灌植物種子固沙保土保水技術(shù) 已應(yīng)用在福建沿海國(guó)防工程已應(yīng)用在福建沿海國(guó)防工程, ,高速公路高速公路, ,鐵路及文物古跡鐵路及文物古跡- -敦煌莫高窟等防沙治沙方面

32、敦煌莫高窟等防沙治沙方面 沿海國(guó)防防沙工程沿海國(guó)防防沙工程 研究表明，近研究表明，近5050年來(lái)風(fēng)沙填淤黃河內(nèi)蒙古河道總量年來(lái)風(fēng)沙填淤黃河內(nèi)蒙古河道總量約約1111億噸，提出黃河內(nèi)蒙古河段流域的分區(qū)治理和億噸，提出黃河內(nèi)蒙古河段流域的分區(qū)治理和“鎖鎖邊邊”治沙的治理思路。成果獲治沙的治理思路。成果獲20022002年甘肅省科技進(jìn)步二年甘肅省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng) 5.4) 5.4) 敦煌莫高窟綜合防沙體系敦煌莫高窟綜合防沙體系 提出并已實(shí)施莫高窟頂以機(jī)械、生物、化學(xué)為主的綜合防護(hù)體系提出并已實(shí)施莫高窟頂以機(jī)械、生物、化學(xué)為主的綜合防護(hù)體系莫高窟風(fēng)沙防治功能圖莫高窟風(fēng)沙防治功能圖5.5)5.5)沙區(qū)

33、草地資源與可持續(xù)利用沙區(qū)草地資源與可持續(xù)利用 普查了我國(guó)沙區(qū)草地資源的分區(qū)特征和空間分布普查了我國(guó)沙區(qū)草地資源的分區(qū)特征和空間分布規(guī)律，首次將沙生植被組成的草地單獨(dú)列成一個(gè)草地規(guī)律，首次將沙生植被組成的草地單獨(dú)列成一個(gè)草地類(lèi)，提出沙地草場(chǎng)培類(lèi)，提出沙地草場(chǎng)培育改良和人工草育改良和人工草地建設(shè)的基本途地建設(shè)的基本途徑和有效的技術(shù)徑和有效的技術(shù)及對(duì)策。成果獲及對(duì)策。成果獲20012001年甘肅省科技年甘肅省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)進(jìn)步二等獎(jiǎng) 在輸沙率實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究方面，在輸沙率實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究方面，提出了提高實(shí)驗(yàn)值精提出了提高實(shí)驗(yàn)值精度的處理程序和擬合公式，為檢驗(yàn)現(xiàn)有多達(dá)幾十余種公度的處理程序和擬合公式，為檢驗(yàn)現(xiàn)

34、有多達(dá)幾十余種公式的適應(yīng)性提供了一種有效的方法。式的適應(yīng)性提供了一種有效的方法。其研究成果被國(guó)際其研究成果被國(guó)際學(xué)術(shù)期刊學(xué)術(shù)期刊 Phy. Rev. E 接受發(fā)表，評(píng)價(jià)其接受發(fā)表，評(píng)價(jià)其“是一項(xiàng)引人關(guān)是一項(xiàng)引人關(guān)注且完整的研究。作者們完成了一系列給人深刻印象的注且完整的研究。作者們完成了一系列給人深刻印象的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn), 并積累了大量好的數(shù)據(jù)。受本領(lǐng)域經(jīng)典工作的啟并積累了大量好的數(shù)據(jù)。受本領(lǐng)域經(jīng)典工作的啟示，他們擬合得到了切實(shí)可行的公式。示，他們擬合得到了切實(shí)可行的公式?！?在沙塵暴對(duì)電磁波衰減影響方面，解決了實(shí)測(cè)值高于在沙塵暴對(duì)電磁波衰減影響方面，解決了實(shí)測(cè)值高于經(jīng)典散射理論預(yù)測(cè)值經(jīng)典散射理論預(yù)

35、測(cè)值30余倍的問(wèn)題，給出了實(shí)測(cè)值的理余倍的問(wèn)題，給出了實(shí)測(cè)值的理論預(yù)測(cè)值，其論預(yù)測(cè)值，其研究成果還可望為風(fēng)沙帶電機(jī)理研究奠定研究成果還可望為風(fēng)沙帶電機(jī)理研究奠定基礎(chǔ)?；A(chǔ)。 在土壤風(fēng)蝕的研究方面，指出風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)存在明顯的在土壤風(fēng)蝕的研究方面，指出風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)存在明顯的分層特征，受下墊面性質(zhì)、風(fēng)速和沙粒粒徑的影響，這分層特征，受下墊面性質(zhì)、風(fēng)速和沙粒粒徑的影響，這與與現(xiàn)有理論認(rèn)為的一般服從指數(shù)衰減律是不相同的；現(xiàn)有理論認(rèn)為的一般服從指數(shù)衰減律是不相同的； 較好地較好地模擬出了亞洲大氣粉塵在模擬出了亞洲大氣粉塵在20012001年春季的發(fā)生和年春季的發(fā)生和發(fā)展，且進(jìn)行了觀測(cè)驗(yàn)證，發(fā)展，且進(jìn)行了觀測(cè)驗(yàn)

36、證，得到了中國(guó)氣象局的高度重視，得到了中國(guó)氣象局的高度重視，模式將應(yīng)用到國(guó)家的沙塵暴預(yù)報(bào)、預(yù)警工作中。研究成果模式將應(yīng)用到國(guó)家的沙塵暴預(yù)報(bào)、預(yù)警工作中。研究成果被認(rèn)為是國(guó)內(nèi)外所有研究組中工作最為深入的，被認(rèn)為是國(guó)內(nèi)外所有研究組中工作最為深入的，2 2 篇已投篇已投JGRJGR，大氣科學(xué)家，大氣科學(xué)家Daniel JaffeDaniel Jaffe評(píng)論：評(píng)論：這是一項(xiàng)令人印象非常深刻的這是一項(xiàng)令人印象非常深刻的工作。我敢肯定一旦發(fā)表將是一篇非常有用的文章。對(duì)于模式的觀測(cè)驗(yàn)證程度是你們獲工作。我敢肯定一旦發(fā)表將是一篇非常有用的文章。對(duì)于模式的觀測(cè)驗(yàn)證程度是你們獲得出色分析結(jié)果的關(guān)鍵，你們比其他研究

37、小組作得多得多，這使得結(jié)果更可信、更有用。得出色分析結(jié)果的關(guān)鍵，你們比其他研究小組作得多得多，這使得結(jié)果更可信、更有用。國(guó)際同行的日本教授國(guó)際同行的日本教授I. UnoI. Uno對(duì)工作的評(píng)價(jià)是：對(duì)工作的評(píng)價(jià)是：你們?cè)诜蹓m輸送你們?cè)诜蹓m輸送方面做出了出色的模擬工作，我期待著從你們的文章中學(xué)到很多東西、得到很好的信息。方面做出了出色的模擬工作，我期待著從你們的文章中學(xué)到很多東西、得到很好的信息。 通過(guò)通過(guò)20012001年春對(duì)沙塵暴、沙漠化地區(qū)的野外考察和年春對(duì)沙塵暴、沙漠化地區(qū)的野外考察和總結(jié)已有的成果，我們提出交了總結(jié)已有的成果，我們提出交了“中國(guó)北方沙塵暴現(xiàn)狀中國(guó)北方沙塵暴現(xiàn)狀與對(duì)策與對(duì)策”報(bào)告，經(jīng)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局上報(bào)國(guó)務(wù)院有關(guān)部報(bào)告，經(jīng)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局上報(bào)國(guó)務(wù)院有關(guān)部門(mén)，受到朱門(mén)，受到朱镕镕基