中国北方沙漠化过程及防治研究

(国家科学技术进步二等奖，2007)

项目来源：科技部国家重点基础研究规划（973项目）。

主要完成单位：中科院寒旱所，兰州大学

主要研究人员：王涛，郑晓静，赵哈林，董治宝，王乃昂，

赵学勇，周又和，靳鹤龄，吴薇，张铜会

研究起止时间：2000年10月1日至2005年12月31日

组织鉴定时间与组织鉴定单位：2005年9月通过科技部组织的专家验收，获A级评价；2005年12月通过甘肃省科技厅组织鉴定，成果水平国际领先；2006年获甘肃省科学技术进步一等奖；2007年获国家科学技术进步二等奖。

获奖时间：2007年1月

内容摘要：通过研究，恢复了典型地区2000年来沙漠化的历史过程、格局和驱动机制；揭示了土壤风蚀和沙尘起动的物理机制；确定了土壤风蚀容忍量和定量评价体系；阐明了沙尘暴天气、气候特征与结构，确定了沙尘源区、形成机制和移动规律；定量认识了土壤C、N衰减规律及其对沙区植被的影响；揭示了沙漠化过程中植物的受损过程、适应对策和植被恢复机理；阐明了我国近50年沙漠化的过程、成因、现状及其发展趋势；提出了重点地区防治沙漠化、社会经济与环境协调发展的模式和对策。为国家防沙治沙、干旱地区生态环境和社会经济持续发展战略提供了科学依据，发展完善了沙漠科学的理论体系，取得了较好的生态-社会-经济效益。

该项目主要发现和创新点：（1）确立了历史时期沙漠化过程的综合研究方法，再现了2000年来重点沙漠化地区水系和古绿洲迁移与土地覆盖变化格局。恢复了历史时期沙漠化过程的全景概览、演替序列、格局及驱动机制；（2）揭示了沙粒气动起动的重要作用，给出了沙粒起动风速的计算公式。建立了单宽输沙率实验值处理精度的完整方法和随机粒-床碰撞模型，实现了宏观风沙流的理论模拟。建立了风蚀容忍量模型。确定了沙尘暴对电磁波的影响，揭示了风沙电场分布规律；（3）获得了我国沙尘暴主要源区分布、强度级别及释放通量数据集。建立了沙尘暴发生的时间序列，阐明了气候和人为因素对现代沙尘暴形成的作用和影响。基于沙尘暴地表过程的系统观测与分析，阐明了沙尘暴形成的动力机制、发生发展规律、输送路径、沙尘浓度分布、沉降模式及其沉降通量的时空分布特征；（4）阐明了沙质土壤中C、N分布格局，确定了我国北方沙漠化及其逆转过程中碳排放量及其贮存潜力，建立了土壤C、N沙漠化衰减模型。从土壤、植被、微生物等不同方面和群落、种群、个体、细胞及分子生物学等不同层面揭示了沙漠化过程中植物受损过程及其适应对策，阐述了退化植被的恢复机制。揭示了沙区主要作物和乔灌木种的耗水量和生态容量，提出了沙地主要植物耗水量尺度转换模型。阐明了沙地人工植被的稳定性机制，筛选出影响植被稳定性的指标，建立了植被稳定性评价体系；（5）阐明了北方近50年来沙漠化过程、成因、现状及其发展趋势，定量给出了沙漠化空间变化态势。基于对典型区沙漠化发展趋势、自然环境变化、人类社会活动等因素的研究分析，探讨了不同地区沙漠化的成因，在定量分析沙漠化过程中人类因素贡献率方面取得了一定进展。建立了中国沙漠化土地分类、强度分级系统及沙漠化防治区划。提出了重点地区社会经济与环境协调发展模式、对策和综合防治战略；（6）成果为国家防沙治沙规划制定提供了科学依据，已取得较好的生态-社会-经济效益。

在研期间，项目组向中央和有关部门提出战略和政策咨询报告多份，其中3份获政治局常委批示。发表论文575篇，其中SCI 128篇，EI 8篇，国际学术会议特邀报告25篇，完成出版《中国沙漠与沙漠化》等专著10部、《中国沙漠与沙漠化图》(1/400万)和《中国沙漠化地图集》；通过技术推广，新增产值14.15亿元。获自研试验仪器和创新防固沙材料专利18项。