内蒙古中东部地区土地利用变化及其对土壤侵蚀的影响

蒙古高原东南缘（内蒙古中东部地区）的人类土地利用活动及土壤侵蚀过程对中国华北地区、乃至整个东亚的区域气候和环境具有重要影响。本项目以内蒙古自治区中东部为研究区，宏观尺度遥感参数反演技术、遥感土地利用变化探测技术、GIS空间分析技术和微观尺度的多同位素示踪技术相结合，发展基于长时间序列遥感数据集的土地利用变化信息提取方法，总结过去30年来内蒙古中东部地区土地开垦与草地过牧这两个土地利用变化现象的空间格局和时间过程；构建干旱、半干旱地区风力侵蚀、风水两相侵蚀的定量测算模型和137Cs标准剖面；分析不同利用类型、不同利用过程的土地利用变化与土壤侵蚀过程之间的定量关系；模拟估算研究区域典型土地利用过程对土壤及其重要组分流失量的影响。本研究将增进对内蒙古中东部现代LUCC过程以及土壤侵蚀格局和土壤侵蚀强度的理解，对于研究区的生态恢复和东北亚地区风沙防治具有重要科学意义。

本研究以内蒙古中东部地区为研究区，综合应用遥感技术、GIS空间分析技术以及Cs137同位素示踪技术，研究了基于遥感的区域土地利用/土地覆被变化信息的检测方法，总结1970s年代中期以来内蒙古中东部地区过去土地利用和土地覆被变化的空间格局和时间动态；综合野外实测资料和模型模拟方法，提出了大尺度区域Cs137区域背景值的厘定方法和流程，确定了内蒙古中东部典型地区Cs137区域背景值；定量测算不同耕作历史土地的土壤侵蚀模数，估算了研究区因土壤侵蚀引起的土壤有机碳库的变化。研究表明：（1）草地生态系统是锡林郭勒盟主体生态系统，草地占全区总面积比例始终在86%以上。锡林郭勒盟生态系统演变过程明显以2000 年为界：2000 年前草地生态系统持续、加速萎缩，荒漠、农田等生态系统不断扩张；2000 年后草地生态系统萎缩迅速得到遏制和逆转，农田和荒漠等生态系统扩张趋势也得到遏制。区域气候变化及人类土地利用活动对生态系统演变有显著加速和减速作用。（2）兴安盟东部、南部的暗栗钙土研究区CRI为2447 Bq•m-2，通辽市中部、南部和赤峰市东部的风沙土研究区CRI为2430 Bq•m-2，赤峰市西北部的沙黑钙土研究区的CRI为2384 Bq•m-2，锡林郭勒盟南部的栗钙土研究区CRI为2368 Bq•m-2。（3) 农田开垦越晚，耕作环境变差，土壤侵蚀速率随之增高。1970年以前开垦的老农田由于其所处地形地貌、水文和风力条件均较好，多为平川地、丘间洼地等，其年均侵蚀速率较低；后期开垦的农田，其所处环境变得更加恶劣，多为坡地、风口或水口，其年均侵蚀速率通常更高；退耕还林还草等生态建设工程整体上发挥了截土拦沙、降低了土壤侵蚀的作用，但也可能因为不合理的工程施工导致土壤侵蚀加剧。本研究增进了人们对内蒙古中东部地区现代LUCC过程及土壤侵蚀过程的理解，研究成果对于本地区水土流失治理、生态恢复等工作也具有参考价值。