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| 內容簡介： |
《中国黑戈壁研究》是对典型黑戈壁地区开展跨部门、多学科综合科学考察研究成果的
系统总结,查清了典型黑戈壁地区地质地貌、气候、水文、土壤、动植物的
基本特征与分布规律,提出了戈壁分类基准,揭示了戈壁形成与演变及表层
物质迁移规律,摸清了区域内气象灾害的发生规律,提出了防灾减灾对策,
系统评价了区域内自然资源开发利用潜力与资源保护策略.《中国黑戈壁研究》对典型黑戈
壁地区的生态保护与区域可持续发展提出了积极的对策和建议.
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目录
序前言第1章 绪论 11.1 研究的科学意义 11.1.1 科学发展的热点领域 ,学科发展的必然 11.1.2 科学意义与研究的价值 11.2 戈壁的概念及内涵 21.2.1 前人研究情况 21.2.2 戈壁定义与内涵 41.2.3 戈壁类型、分布与区划 51.3 研究区地理区位及其自然地理概况 17参考文献 20第2章 黑戈壁地区地貌特征与物质基础 222.1 黑戈壁地区总体地貌特征 222.2 典型黑戈壁沉积物特征 232.2.1 戈壁表层物质特征 242.2.2 戈壁沉积物粒度特征 312.3 黑戈壁沉积物粒度特征的环境意义 402.4 黑戈壁地区表层沉积物地球化学元素组成 422.4.1 样品的处理与分析 422.4.2 典型黑戈壁地区地球化学元素组成 432.4.3 化学风化特征及其所指示的沉积意义 512.4.4 基于地球化学元素组成的戈壁物源及迁移过程探讨 55参考文献 57第3章 黑戈壁地区气候特征 603.1 气候与环境特征分析 603.1.1 气候与环境概况 603.1.2 黑戈壁形成的气象条件 603.1.3 与周边地区气象要素的关系 623.2 基本气候要素场特征 633.2.1 日照 633.2.2 气温 643.2.3 降水量 673.2.4 风速 673.2.5 沙尘暴与扬沙 693.2.6 蒸发量 703.2.7 冻土 713.2.8 干燥指数 713.2.9 积雪 723.3 基本气候要素变化特征及未来趋势 733.3.1 年平均气温变化 753.3.2 年降水量 763.3.3 年地面风速 783.3.4 年大风日数 803.3.5 年沙尘暴日数 823.3.6 年扬沙日数 843.3.7 最大冻土深度 863.3.8 年蒸发量 863.3.9 积雪变化 893.3.10 未来黑戈壁地区气候变化趋势 以干燥指数说明 913.3.11 小结 933.4 黑戈壁地区分区气候 933.4.1 东疆地区 943.4.2 河西西部地区 1013.4.3 阿拉善高原西部地区 1053.5 主要气候资源及利用对策 1083.5.1 太阳能资源 1093.5.2 风能资源 1143.5.3 几点建议 1183.6 主要气象灾害的类型及防灾减灾对策 1183.6.1 沙尘暴灾害 1173.6.2 大风灾害 1243.6.3 局地洪涝 1263.6.4 高温与干旱 1293.6.5 低温与积雪 1303.6.6 对策与建议 131参考文献 132第4章 黑戈壁地区水系与水文 1344.1 水系分布与流域划分 1344.1.1 水系构成 1344.1.2 流域划分 1374.2 区域水文特征 1374.2.1 戈壁区水文水化学特征 1374.2.2 区域水文特征 1384.2.3 地下水水文特征 1434.3 水资源及其利用 1454.3.1 水资源数量及其分布状况 1454.3.2 水资源利用现状 1454.3.3 水资源利用中的问题与建议
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第1章 绪论 .
1.1 研究的科学意义
1.1.1 科学发展的热点领域 ,学科发展的必然
戈壁是指在干旱或极端干旱区受长期、强烈的风蚀或物理风化作用 ,广泛分布于地势开阔地带 ,地表由砾石覆盖的一类荒漠景观 冯益明等 ,2013 .戈壁在我国西北地区分布范围广阔 ,主要集中分布在新疆维吾尔自治区的东部、阿拉善高原、河西走廊、准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地等几大区域 格拉西莫夫等 ,1955 ;彼得罗夫 ,2010 ,面积约66.1万 km2 国家林业局 ,2011 ,约占我国国土总面积的6.9% .由于戈壁所处地带自然条件恶劣 ,人烟稀少 ,极大地限制了野外调查研究的开展 ,所以目前关于戈壁的研究资料非常匮乏 王贵勇等 ,1995 ,关于戈壁的概况、分布、类型的划分等方面的文献几近空白 .然而 ,戈壁区蕴藏有丰富矿产、太阳能、风能及生物资源等,随着西部大开发的深入和经济的发展 ,到目前为止 ,我国在戈壁区域修建的铁路、公路已有上万千米 ,厂矿企业超过千家 ,戈壁区在西部经济建设上举足轻重 .此外 ,区域内具有绵长的国境线 ,是许多兄弟民族长期以来的安居乐业之所 .这说明该区域除了具有重大经济价值外 ,还拥有国防、政治和社会等方面的重要意义 .此外 ,广袤的戈壁也是我国乃至东北亚沙尘暴的主要物源区 ,对我国北方地区的天气过程和气候灾害等具有重要的影响 .戈壁作为陆地生态系统的重要组成部分 ,既能提供给人类所需的物质资源和生态服务 ,也会产生意想不到的危害 .随着社会经济的发展 ,戈壁对我国西北地区生态环境和经济建设的影响越来越大 ,按照西部开发 ,生态优先的国家原则 ,开展戈壁区域科学研究迫在眉睫 .戈壁研究将逐渐成为科学发展的热点领域 ,是科学发展到一定阶段的必然 .
1.1.2 科学意义与研究的价值
1.戈壁研究的科学意义
开展戈壁研究 ,能够帮助我们摸清国土与生态家底 ,填补我国对戈壁生态系统的科学空白、生态空白、资源空白 ;可帮助我们了解各区域戈壁的特征 ,分析戈壁造成自然灾害的原因 ,为区域减灾服务 ,为我国今后生态建设取得实质性进展提供保障 ;是具体落实国家西部开发的基础 ,为西部大开发、国家经济建设服务 ;另外 ,戈壁区碳汇研究
.主笔 :冯益明 ,卢琦 ;撰写 :曹晓明、曹晓阳、姚爱冬、穆悦
也完全处于空白状态 ,碳源问题也很突出 ,国际上对我国这方面的问题也需要我们进行探究 .
2.戈壁研究的价值
1填补戈壁研究科学空白 ,促进研究的系统化与标准化
目前关于戈壁的概况、分布、类型的划分以及改造利用问题的论述等方面几近空白.对于戈壁的最基本属性 ———面积也尚未确定 .通过研究 ,能够准确回答戈壁的一些基本问题 ,使得戈壁研究更系统化与标准化 ,填补我国对戈壁生态系统的科学空白
2为相关科学研究奠定基础
研究将产出系列基础本底数据库群和系列专题底图 ,通过共享 ,可为地质地貌、水文、气象、土壤、动植物、能源、采矿等诸多学科提供戈壁的基础科学数据 ,为各学科在该区进一步开展研究奠定基础 .同时 ,我国戈壁分布区是中亚荒漠区的重要组成部分,在全球环境变化研究中处于极重要的位置 .科考可提供揭示干旱区生态本底与生态演替的基本素材与依据 ,为全球环境变化和干旱区碳源 汇研究提供基础
3西部生态建设的需求
戈壁是我国西北干旱地区的一种主要地表景观类型 ,面积广阔 ,是我国西北生态建设的主战场 .戈壁分布区是生态脆弱区、生态灾害源区之一 ,开展戈壁研究可帮助我们了解各区域戈壁的特征 ,分析戈壁造成自然灾害的原因 ,为区域减灾服务 ,为我国今后生态建设取得实质性进展提供保障
4国家经济建设、西部大开发需要
戈壁是干旱区主要地表景观类型 ,我国的全面可持续发展不可能脱离干旱区的发展.干旱区的社会经济发展是国家综合国力发展的重要组成部分 .戈壁区蕴藏有丰富矿产、太阳能、风能及生物资源等 ,具有极大的开发价值 ,戈壁区在西部经济建设上举足轻重的作用 .国家经济建设、西部大开发急需开展戈壁研究 .
1.2 戈壁的概念及内涵
1.2.1 前人研究情况
1.对 “戈壁 ”认识的起源及发展
具有地理意义的 “戈壁 ”最早出现在欧洲文献中 ,被描述为分布在 “外蒙古 ”和中国之间的、连贯张家口与兴库伦 乌兰巴托 的通商大道所贯穿的广大荒漠地区 格拉西莫夫 ,1955 .德国著名地理学家亚历山大 .洪堡在1843年出版的 .中央亚细亚 .一书中将 “戈壁 ”界定为分布在天山与昆仑山东段的区域 ,它隔开了天山和昆仑山与南北向的大兴安岭 .这本书使 “戈壁 ”变为一般科学名词 格拉西莫夫等 ,1955 .直到19
世纪末 ,经过亚洲中部的著名旅行家普尔热瓦尔斯基、坡塔宁等发表了第一篇有关戈壁
荒漠的报道 察岑金 ,1957 .
以往地理学家对 “戈壁 ”的争论主要集中在其地理分布及范畴上 .奥勃鲁切夫1947年依据 “戈壁 ”的地貌特征 ,将其限定为 “分布在肯特山脉 蒙古北部、阴山与中国西北卡拉那林山之间的 ,山丛与山脉以及丘陵之间的 ,大大小小的凹形盆地 ”格拉西莫夫等 ,1955 .格拉西莫夫等 1955 指出 ,“戈壁 ”位于蒙古人民共和国中部和南部、中国西北部 包括甘肃北部与内蒙古西南部 的庞大区域 .随后 ,察岑金 1957 在系统考察戈壁、荒漠草原、沙漠和沙地及其过渡带自然地理特征的基础上 ,重新界定了 “戈壁 ”的范畴 ,指出戈壁区应去除蒙古人民共和国的中央区域和东部的干草原地区 ,在蒙古人民共和国境内 ,戈壁的界线基本上应当和荒漠、半荒漠草原的北界和东界相符合 ,包括含有大量碱土和盐土的干草原过渡带 ,但是要去除已有自己确切名称和自然地理特点的地方 ,如大戈壁 塔里木盆地、准噶尔、柴达木、阿拉善、鄂尔多斯等荒漠 .
目前 ,相关学者对 “戈壁 ”概念的认识较为模糊且各有侧重 .格拉西莫夫等
1955 综合考虑 “戈壁 ”的分布、气候、植被及地表覆盖物等特征 ,将其定义为 具“有庞大区域的、严峻的、无生命的、无水、被太阳所灼烧的、被强风所吹蚀的岩石、砾石和盐土荒漠 ”.在蒙古语和满语中的 “戈壁 ”是指内蒙古高原上地面较平坦、组成物质较粗疏、气候干旱、植被稀少的广大地区 中国大百科全书编写组 ,1993 .赵松乔 1985 将 “戈壁 ”定义为 “荒漠和半荒漠两个自然地带的砾质和石质平地 ”.王贵勇等 1995 从沉积相和沉积环境角度 ,将 “戈壁 ”定义为 由“干旱大气与砾石堆积体和裸露基岩表面相互作用形成的界面所覆盖的区域 ”,这个定义强调戈壁面 ,即干旱大气与砾石、基岩相互作用形成一个特殊界面 .对于干旱区正在或新近形成的砾质堆积体和基岩,由于出露时间短 ,尚未经过干燥大气的充分作用 ,不能称为戈壁 .
2.以往对 “戈壁 ”范畴及概念的争论
追溯对 “戈壁 ”认识的起源与发展 ,不难看出 ,对 “戈壁 ”荒漠景观的最初认知源于地理学家或旅行家对中亚荒漠地区人文地理环境的描述 .随着自然地理学科分支的发展,以原苏联为首的地理学家开始关注这种特殊的荒漠景观类型 ,从地理位置、地貌、气候、植被等不同的自然地理特征或综合自然地理特征讨论了 “戈壁 ”的分布范围及其基本定义 .
对比原苏联不同学者以及中国学者的观点 ,针对 “戈壁 ”具体的地理分布及其范畴认识尚存在很大的模糊性和差异性 .例如 ,格拉西莫夫等 1955 将 “戈壁 ”分布范围界定为位于蒙古人民共和国中部和南部、中国西北部的庞大区域 ,而察岑金 1957 则认为荒漠草原、半荒漠草原以及具有自己确定地理特点的地方应排除在外 .然而 ,中国相关专家则认为 ,塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地等沙漠与山体的过渡带通常存在大规模戈壁 高尚武 ,1963 ,这里的 “戈壁 ”特指中亚地区的一类荒漠景观 .然而 ,对于澳大利亚境内地表覆盖有砾石的干旱荒漠景观 graveldesert,以及气候极端干旱的撒哈拉和阿拉伯地区广泛分布的干燥剥蚀山地即石质荒漠 hamada和剥蚀后堆积而成的砾质荒漠 reg,这些荒漠景观是否属于 “戈壁 ”的范畴也是尚未回答的科学问题 .
对 “戈壁 ”范畴认识的不足源于对 “戈壁 ”基本概念或内涵认识的局限性 .格拉西莫夫等 1955 从综合自然地理特征角度对 “戈壁 ”进行定义 ,强调了 “戈壁 ”的广域性、显著的物理风化和风力吹蚀作用 ,并认为其基本范畴包括岩石、砾石和盐土 .然而,这种说法并没有考虑区域的基本地貌特征 .中国学者则主要通过对 “戈壁 ”基本状态的简单描述来进行定义 ,并着重强调戈壁 “较为平坦 ”的地貌属性 ,以及基本范畴为砾石和石质平地 ,忽视了 “戈壁 ”地区显著的物理风化和风力侵蚀特性及其广域性 .尽管王贵勇等 1995 试图从沉积相和沉积环境出发来揭示 “戈壁 ”的本质特征 ,但这一定义没有考虑 “戈壁 ”分布的区域性 ,不易划清 “戈壁 ”、“沙漠 ”、“沙地 ”和 荒“漠草原”.由于学者以往界定 “戈壁 ”的理论依据及其范畴各不相同并存在一定缺陷 ,都不能从根本上阐明戈壁的本质特征及其科学范畴 .因此 ,对 “戈壁 ”进行统一和严格定义是亟待解决的科学问题 .
3“黑戈壁 ”与 “白戈壁 ”概念
“黑白戈壁 ”是根据戈壁砾石表面荒漠漆颜色进行的表观描述 .根据胡文康 2006 的文献 ,“黑白戈壁 ”,即位于新疆、甘肃毗邻地区的戈壁 ,这是中国分布最集中、类型最复杂的戈壁 .其北部一片分布在甘肃马鬃山等剥蚀山地的山前地带 ,这一地带 ,基岩经剥蚀已被削平 ,地面大量砾石表面的 “沙漠漆 ”乌黑发亮 ,砾石以块石为主 ,被称为 “黑戈壁 ”;其南部一片分布在祁连山等侵蚀山地的山麓地带 ,砾石堆积较厚 ,以圆卵石为主 ,以灰白色调为特征 ,故又称为 “白戈壁 ”.
1.2.2 戈壁定义与内涵
1.戈壁定义的基本依据
戈壁是在一些特定条件 ,如特定气候区、特定地貌特征等自然地理要素的综合作用下形成的 ,因此 ,戈壁的定义要综合考虑以下自然地理要素 :①特定气候区 ;②特定地形地貌特征 ;③长期、强烈的物理风化作用或风蚀作用 ;④地表物质组成特征 ;⑤植被特征 ;⑥水文特征 ;⑦土壤特征 .
2.戈壁定义的完善及内涵阐述
戈壁是指在干旱或极端干旱区受长
期、强烈的风蚀或物理风化作用 ,广泛分
布于地势开阔地带 ,地表由砾石覆盖的一
类荒漠景观 .戈壁具有以下主要自然
特征 .
1气候区 :分布在干旱、极端干旱
区,年降水量小于200mm .
2动力条件 :地表物质经过长期、
图1G1 相对高差度量示意图强烈的风蚀或物理风化作用
3地貌特征 :地面基本平坦 ,虽偶有起伏 ,但相对高差不足30m 刘南威 ,2011 .这里相对高差指以地面坡度由平缓突然变陡 一般大于7°处作为起测点 中国科学院地理研究所 ,1987 ,到残丘顶端的高差 图1G1.
4地表物质组成 :地表主要组成物质以粒径大于1mm的砾石为主 .
5植被 :以荒漠植被和荒漠草原植被为主 ,植株矮小 ,植被盖度小于10% 个别区域除外 ,如祁连山山麓地带 ,水分条件好 ,植被盖度可达10%~30% ,大部分地区的植被盖度在1%以下 赵松乔 ,1998 .
6土壤 :以干旱土、新成土、盐成土和雏形土四大土纲为主 .土壤发育较弱 ,地表有不同粒径的砾石分布 ,有机质和土壤水分含量低 .7水分 :水源贫乏 ,地表径流少 ,地下水位低 .
1.2.3 戈壁类型、分布与区划
1.戈壁分类及各类型主要特点
1前人研究
尚未检索到国外有关戈壁分类研究的文献 .我国学者赵松乔等于1959年5~7月对
河西走廊西北部戈壁开展了实地考察 ,依据戈壁的地质、地貌成因以及地面物质组成 ,
将河西走廊西北部戈壁划分为两大类和6个亚类 .分别是 :剥蚀 侵蚀
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