新疆沙质荒漠化防治区划及分区防治模式研究
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摘要
新疆地处内陆干旱区,有着我国三分之二的沙漠面积和约43.30万km2的沙漠化土地,是我国沙质荒漠化(以下简称沙漠化)面积最大、分布最广、危害最严重的省区,也是世界上沙漠化最严重的地区之一。全疆许多县市大风、沙尘暴、扬沙、浮尘等灾害性天气频繁,耕地、草场、林地、居民点、道路等经常遭受风沙侵袭。沙漠化严重威胁和制约着新疆的生态安全和社会经济发展,并且危及我国东部地区环境质量和经济社会的可持续发展。
沙漠化防治区划作为一项基础性研究工作,对于科学指导沙区的防沙治沙实践具有重要的意义。自上世纪80年代以来,我国科研工作者陆续开展了一些这方面或类似这方面的工作。截止目前,也已有一些工作对新疆沙漠化防治区域的划分有所涉及,但大都比较粗略或不够系统、全面,针对新疆的专门的、较详细的沙漠化防治区划尚未见到。
本文针对新疆沙质荒漠化成因的复杂性、类型的多样性、分布的广泛性、危害的严重性和防治的紧迫性,在科学分析新疆沙漠化发生条件和发展现状的空间分异规律并借鉴已有相关成果的基础上,通过定性与定量相结合的方法,提出了新疆的沙漠化防治区划。
新疆沙漠化防治区划采用三级区划系统。其中一级区的区划,为与全国的防沙治沙治理区划相衔接,将《全国防沙治沙规划》中位于新疆的两个治理亚区作为本区划的一级分区,仅对分区名称作必要的调整。在此基础上再进行二级和三级区的划分。
鉴于新疆幅员广阔,各地貌区域沙漠化发生发展条件差异显著,为便于成果应用,二级区划主要依据大地貌单元进行划分。
三级区划是在二级区划的基础上,根据中小自然地理单元、沙漠化成因、土地覆被类型、沙漠植被覆盖状况、风沙活动特征及危害状况、沙漠化防治难易程度、沙漠化防治对策一致性等多种因子中某一项或多项因子的差异进行划定。为定量(或半定量)反映这些差异以便于划区,经过分析和对比筛选,并考虑到资料可获取性,选取了沙尘天气指数(由年沙尘暴日数和年扬沙日数合并后分级生成)、土地覆被指数(由土地覆被类型和大地貌类型合并后赋指生成)、植被盖度指数(由NDVI值分级生成)、大风指数(由年大风日数分级生成)、海拔高程指数(由海拔高程分级生成)等五项因子作为三级区划的指标。然后,在地理信息系统软件支持下将这些指数通过指数和法模型生成沙漠化综合评级指数。根据综合评级指数及主导因子的差异,并参考自然地理单元界线、(非山地区)雨养植被界线、县级行政区划界线、耕居地人口密度(县域人口总数除以县域耕地、园地与居民点三者面积之和)、人口耕居地比重和(县域人口占全疆人口的比例与县域耕居地占全疆耕居地的比例之和)等辅助因子,划定各三级区划单位及其界线。
经过上述区划过程,最终将全疆划分为2个一级区,7个二级区和22个三级区。论文最后归纳和提出了适用于新疆的生物、非生物防治技术及22项专项和综合性技术与模式,并针对各防治区的具体特点,分别提出了适用的防治技术与模式,主要包括封禁技术、封育技术、农田防护林营造技术、节水灌溉造林模式、林农间作、特色药用植物种植模式等。
Located in inland arid areas, and having two-thids of China’s desert area and approximately 433,000 km2 of sandy desertification land, Xinjiang is the province which has the largest and most widely distributed sandy desertification land and is most seriously harmed by sandy disaster in china,and also it is one of the most serious region of sandy desertification in the world. In many cities and counties of Xinjiang, disastrous weather such as gale, sand storm, sand blowing, sand floating are frequent. Farmlands, grasslands, forests, residential areas, roads and railways often suffer the invasion of sand disaster. Sandy desertification is seriously threatening and restricting Xinjiang’s ecological security and development of society and economy, and endangers the environmental quality and sustainable development of society and economy of east China.
As a basic research work, sandy desertification preventing and controlling regionalization is of great significance in practice as scientific guidance for desert regions to guard against and control sandy desertification. Since 1980s, Chinese scientific research workers have undertaken a number of researches of this domain or similar domains. Up to now, some researches also have partially involved the sandy desertification preventing and controlling regionalization of Xinjiang, but they are all relatively sketchy, not systematic and not comprehensive. A detailed and specialized regionalization of sandy desertification prevention and control in Xinjiang has not yet been seen.
In view of the complexity of geneses of sandy desertification, the diversity of sandy desertification types, the distributional universality of sandy desertification lands, the gravity of sand disasters and the urgency of controlling sandy desertification in Xinjiang, based on scientific analysis of genetic conditions and status quo of sandy desertification and their spatial differentiation law in Xinjiang, using the existing related research results for reference, and through a combination of qualitative and quantitative methods, this thesis proposes a regionalization scheme of sandy desertification prevention and control in Xinjiang.
The XinJiang sandy desertification preventing and controlling Regionalization (XJR) uses three-level regionalization systems. In order to link up with the national regionalization of sandy desertification control, the two treatment sub-districts of Xinjiang in the "national anti-desertification planning", only whose names are made necessary adjustments to, are taken as the first level regions in the first level regionalization system of XJR. On this basis, further second level and third level regions are partitioned off.
In light of the vastness of Xinjiang and the significant differences in genetic and evolutional conditions of sandy desertification in various geomorphic regions, and for the sake of convenience of outcome application, the thesis marks the second level regions off mainly based on large geomorphic units.
On the basis of the second level regions, the third level regions are partitioned off resting on the difference of one or multiple factors such as middling and small physiographical units, causes of sandy desertification, land cover types, conditions of desert vegetation cover, characteristics of wind drift sand activities and situation of sand disasters, difficulty level of sandy desertification control, consistency of countermeasures on sandy desertification and so on. In order to indicate the difference quantitatively or semi-quantitatively and thus to delimit the regions easily and reasonably, after analyzing and comparing the factors, and also taking the availability of data into account, the thesis selects 5 indices as indicators of the third level regionalization system. The 5 indices are sand-dust weather index (produced by reclassifying the composite of annual mean sandstorm days and annual mean sand-blowing days), land cover index (produced by reclassifying the composite of land cover types and landform types), vegetation cover index (generated by grading the value ranges of NDVI), gale index (generated by grading the value ranges of annual mean gale days), and elevation index (produced by grading the value ranges of elevation). Then, under the support of ArcGIS software, these indices are integrated into Sandy Desertification Comprehensive Rating Index (SDCRI) by Weighted Index Summation Model. Lastly, according to the differences of DCRI and those of leading factors in various regions, and considering such subsidiary factors as demarcation lines of physiographical units, boundaries of rainfed vegetation (non-mountainous regions), demarcation lines of county level administrative regionalization units, population density of farmland-residential area (produced by dividing county population by total area of farmland, garden and residential area in a county), and sum of population proportion and farmland-residential area proportion (sum of the proportion which the population of a county accounts for of that of Xinjiang and the proportion which the total area of farmland, garden and residential area of a county accounts for of that of Xinjiang), the third level regionalization units and their boundaries are delineated.
After the above-mentioned zoning process, Xinjiang is eventually divided into 2 first level regions, 7 second level regions and 22 third level regions.
Finally, the thesis summarizes and proposes suitable biological, non-biological preventing and controlling technologies and 22 special or comprehensive technologies and modes in Xinjiang, and suggests suitable controlling technologies and modes respectively against the status and characteristics of sandy desertification in each third level region. The technologies and modes mainly include land banning, land banning and plant nurturing, planting of farmland shelterbelt, afforestation by water-saving irrigation, intercropping of trees and crops, cropping of characteristic medical plants, and so on.
沙漠化防治区划作为一项基础性研究工作,对于科学指导沙区的防沙治沙实践具有重要的意义。自上世纪80年代以来,我国科研工作者陆续开展了一些这方面或类似这方面的工作。截止目前,也已有一些工作对新疆沙漠化防治区域的划分有所涉及,但大都比较粗略或不够系统、全面,针对新疆的专门的、较详细的沙漠化防治区划尚未见到。
本文针对新疆沙质荒漠化成因的复杂性、类型的多样性、分布的广泛性、危害的严重性和防治的紧迫性,在科学分析新疆沙漠化发生条件和发展现状的空间分异规律并借鉴已有相关成果的基础上,通过定性与定量相结合的方法,提出了新疆的沙漠化防治区划。
新疆沙漠化防治区划采用三级区划系统。其中一级区的区划,为与全国的防沙治沙治理区划相衔接,将《全国防沙治沙规划》中位于新疆的两个治理亚区作为本区划的一级分区,仅对分区名称作必要的调整。在此基础上再进行二级和三级区的划分。
鉴于新疆幅员广阔,各地貌区域沙漠化发生发展条件差异显著,为便于成果应用,二级区划主要依据大地貌单元进行划分。
三级区划是在二级区划的基础上,根据中小自然地理单元、沙漠化成因、土地覆被类型、沙漠植被覆盖状况、风沙活动特征及危害状况、沙漠化防治难易程度、沙漠化防治对策一致性等多种因子中某一项或多项因子的差异进行划定。为定量(或半定量)反映这些差异以便于划区,经过分析和对比筛选,并考虑到资料可获取性,选取了沙尘天气指数(由年沙尘暴日数和年扬沙日数合并后分级生成)、土地覆被指数(由土地覆被类型和大地貌类型合并后赋指生成)、植被盖度指数(由NDVI值分级生成)、大风指数(由年大风日数分级生成)、海拔高程指数(由海拔高程分级生成)等五项因子作为三级区划的指标。然后,在地理信息系统软件支持下将这些指数通过指数和法模型生成沙漠化综合评级指数。根据综合评级指数及主导因子的差异,并参考自然地理单元界线、(非山地区)雨养植被界线、县级行政区划界线、耕居地人口密度(县域人口总数除以县域耕地、园地与居民点三者面积之和)、人口耕居地比重和(县域人口占全疆人口的比例与县域耕居地占全疆耕居地的比例之和)等辅助因子,划定各三级区划单位及其界线。
经过上述区划过程,最终将全疆划分为2个一级区,7个二级区和22个三级区。论文最后归纳和提出了适用于新疆的生物、非生物防治技术及22项专项和综合性技术与模式,并针对各防治区的具体特点,分别提出了适用的防治技术与模式,主要包括封禁技术、封育技术、农田防护林营造技术、节水灌溉造林模式、林农间作、特色药用植物种植模式等。
Located in inland arid areas, and having two-thids of China’s desert area and approximately 433,000 km2 of sandy desertification land, Xinjiang is the province which has the largest and most widely distributed sandy desertification land and is most seriously harmed by sandy disaster in china,and also it is one of the most serious region of sandy desertification in the world. In many cities and counties of Xinjiang, disastrous weather such as gale, sand storm, sand blowing, sand floating are frequent. Farmlands, grasslands, forests, residential areas, roads and railways often suffer the invasion of sand disaster. Sandy desertification is seriously threatening and restricting Xinjiang’s ecological security and development of society and economy, and endangers the environmental quality and sustainable development of society and economy of east China.
As a basic research work, sandy desertification preventing and controlling regionalization is of great significance in practice as scientific guidance for desert regions to guard against and control sandy desertification. Since 1980s, Chinese scientific research workers have undertaken a number of researches of this domain or similar domains. Up to now, some researches also have partially involved the sandy desertification preventing and controlling regionalization of Xinjiang, but they are all relatively sketchy, not systematic and not comprehensive. A detailed and specialized regionalization of sandy desertification prevention and control in Xinjiang has not yet been seen.
In view of the complexity of geneses of sandy desertification, the diversity of sandy desertification types, the distributional universality of sandy desertification lands, the gravity of sand disasters and the urgency of controlling sandy desertification in Xinjiang, based on scientific analysis of genetic conditions and status quo of sandy desertification and their spatial differentiation law in Xinjiang, using the existing related research results for reference, and through a combination of qualitative and quantitative methods, this thesis proposes a regionalization scheme of sandy desertification prevention and control in Xinjiang.
The XinJiang sandy desertification preventing and controlling Regionalization (XJR) uses three-level regionalization systems. In order to link up with the national regionalization of sandy desertification control, the two treatment sub-districts of Xinjiang in the "national anti-desertification planning", only whose names are made necessary adjustments to, are taken as the first level regions in the first level regionalization system of XJR. On this basis, further second level and third level regions are partitioned off.
In light of the vastness of Xinjiang and the significant differences in genetic and evolutional conditions of sandy desertification in various geomorphic regions, and for the sake of convenience of outcome application, the thesis marks the second level regions off mainly based on large geomorphic units.
On the basis of the second level regions, the third level regions are partitioned off resting on the difference of one or multiple factors such as middling and small physiographical units, causes of sandy desertification, land cover types, conditions of desert vegetation cover, characteristics of wind drift sand activities and situation of sand disasters, difficulty level of sandy desertification control, consistency of countermeasures on sandy desertification and so on. In order to indicate the difference quantitatively or semi-quantitatively and thus to delimit the regions easily and reasonably, after analyzing and comparing the factors, and also taking the availability of data into account, the thesis selects 5 indices as indicators of the third level regionalization system. The 5 indices are sand-dust weather index (produced by reclassifying the composite of annual mean sandstorm days and annual mean sand-blowing days), land cover index (produced by reclassifying the composite of land cover types and landform types), vegetation cover index (generated by grading the value ranges of NDVI), gale index (generated by grading the value ranges of annual mean gale days), and elevation index (produced by grading the value ranges of elevation). Then, under the support of ArcGIS software, these indices are integrated into Sandy Desertification Comprehensive Rating Index (SDCRI) by Weighted Index Summation Model. Lastly, according to the differences of DCRI and those of leading factors in various regions, and considering such subsidiary factors as demarcation lines of physiographical units, boundaries of rainfed vegetation (non-mountainous regions), demarcation lines of county level administrative regionalization units, population density of farmland-residential area (produced by dividing county population by total area of farmland, garden and residential area in a county), and sum of population proportion and farmland-residential area proportion (sum of the proportion which the population of a county accounts for of that of Xinjiang and the proportion which the total area of farmland, garden and residential area of a county accounts for of that of Xinjiang), the third level regionalization units and their boundaries are delineated.
After the above-mentioned zoning process, Xinjiang is eventually divided into 2 first level regions, 7 second level regions and 22 third level regions.
Finally, the thesis summarizes and proposes suitable biological, non-biological preventing and controlling technologies and 22 special or comprehensive technologies and modes in Xinjiang, and suggests suitable controlling technologies and modes respectively against the status and characteristics of sandy desertification in each third level region. The technologies and modes mainly include land banning, land banning and plant nurturing, planting of farmland shelterbelt, afforestation by water-saving irrigation, intercropping of trees and crops, cropping of characteristic medical plants, and so on.
引文
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