基于DEM的若尔盖湿地沙漠化时空演变及其成因分析

Zoige Wetland locates in the northeastern Qinghai-Tibet Plateau, recognized as a natural reservoir for the Yellow River, as nearly 30% of the Yellow River's total flow originates from this region. Under the pressure of rising air temperature and increasing human disturbance, desertification occurred rapidly in this region in the past decades, which threatened the ecological security and social economic construction of the source region of the Yellow River, even the whole Yellow River basin. In this study, 3S technologies were used to monitor spatial-temporal process of desertification of the Zoige Wetland, extract terrain parameter from DEM, and by overlay analysis to gain the spatial coupling between desertification land and terrain parameter. Through comparative study of evolution of plant community, sand drift activity, and soil properties of desertified land in different topography positions, to reveal the causal factors of desertification in the high-cold and semi-humid region, and put forward scientific basis for desertification controls in this region.

若尔盖湿地位于青藏高原东北部，是黄河水源的重要补给区，素有黄河"蓄水池"之称。近几十年来，在气温持续升高和人类活动不断增强的影响下，该地区出现了严重的沙漠化问题，对黄河源区，甚至整个黄河流域的生态安全和社会经济建设构成了极大威胁。对此，本项目拟从宏观上，采用"3S"技术对若尔盖湿地的沙漠化时空演变过程进行监测，通过DEM提取该地区的地形因子，然后将沙漠化监测数据与地形因子专题数据进行叠加分析，以揭示若尔盖湿地沙漠化与地形因子之间的空间耦合关系；从微观上，对不同地形条件下沙漠化土地的植被群落演替、地表风沙活动、以及沙漠化土壤理化过程进行对比研究，以揭示高寒半湿润环境下沙漠化发生和发展的内在因素，从而为高寒半湿润环境下的沙漠化防治提供科学依据。

该项目在不同时间尺度上对若尔盖盆地的风沙活动进行了研究：从短时间尺度上，主要应用遥感（RS）技术手段对近几十年以来的现代沙漠化过程进行了监测；为了对若尔盖盆地目前的沙漠化形势和未来发展趋势作出科学的评价，本课题应用光释光（OSL）测年技术，从长时间尺度上揭示了该地区历史时期的风沙活动特征。.利用遥感（RS）与地理信息系统（GIS）对若尔盆地1975、1990、2000、2005、和2010年的沙漠化土地进行了监测，从宏观上揭示了若尔盖盆地沙漠化土地的分布特征，以及在1975~2010年间各个时期沙漠化土地的时空演变特征。研究发现：若尔盖盆地存在严重的沙漠化问题，且在1975~2005年间，若尔盖盆地沙漠化发展迅速，但在2005~2010年间得到了大幅度的恢复。年平均气温上升、过度放牧、鼠害、湿地输干是该地区沙漠化发展的主要驱动因素，其中人类活动中的过度放牧和湿地输干是最主要的影响因素。从上个世纪90年代以来，当地政府相继推出了多种沙漠化防治措施，但直到2005年左右，禁牧、限牧措施，围栏封育和草方格等治沙措施最终得以全面实施，从而使得沙漠化土地面积在2005—2010年间大幅下降。该地区的沙漠化发展主要是人受人类活动所致，早期的过度放牧与草地输干，以及后期对沙漠化所采取的人工治理措施主导了该地区的沙漠化的整个发展趋势。.在该地区挖取了三个典型的风沙沉积物剖面并采样，应用光释光（OSL）测年技术揭示了该地区历史时期的风沙活动特征。测年结果显示：该地区最老的风沙沉积发生于全新世早期（10.27±0.81 ka BP），但相较而言，风沙沉积主要发生于全新世晚期（3.20±0.33 ka BP），尤其是近一千年间以来。在整个全新世，若尔盖地区的风沙活动与周边地区的风沙活动基本同步。但由于该地区特殊的地貌特征，即平坦而低洼的地形，再加上全新世中期相对较为丰沛的降水，使得该地区在中全新世对短期的干冷气候不敏感，从而并没有明显的风沙活动，尽管这些短期的风沙沉积活动在附近的其它地区被风沙沉积物所记录。当前，该地区的地下水位处于全新世以来的最低水平，且还在不断下降，这将会导致地表土壤变得更加干燥，这将为沙漠化的发展创造有利条件，从而使得该地区丰富的河湖相沉积物被严重风蚀，并导致该地区的沙漠化形势进一步加剧。