第二章-绿洲发展中的生态环境问题课件

第二章绿洲发展中的生态环境问题第一节绿洲生态环境的特点和地位第二节绿洲的开发与演变第三节绿洲的生态环境问题第四节绿洲生态环境污染问题第一节绿洲生态环境的特点和地位一、绿洲生态环境的特点（一）鲜明的地域性（二）显著的脆弱性（三）生态环境具有相对的独立性和完整性（四）高度的依赖性（一）鲜明的地域性绿洲在世界上的分布，呈条带状：一类集中分布于热带、副热带干旱地区，受副热带高气压控制，盛行大陆气团，天气晴朗，降水稀少，气候干燥炎热，多采用引水灌溉，形成了热带——亚热带绿洲类型，如北非、南非洲、西亚、阿拉伯半岛（以色列）、澳大利亚中西部、北美加利福尼亚等干旱地区。另一类地处亚洲和北美温带干旱地区北纬35-50度范围内，因深居内陆、远离海洋，受温带大陆气团控制，或处于背风坡的雨影区，受干热风的影响，气候干燥，且多高山环抱，大多数依赖高山冰雪融水与降水发展灌溉，形成了温带绿洲类型，如我国西北和美国中西部。我国绿洲分布外流流域型绿洲和内流流域型绿洲暖温带绿洲和温带绿洲二、显著的脆弱性地处大陆腹地，距海遥远，为典型的大陆性荒漠气候，光热充足，天然降水量少，气候干燥。容易遭受自然灾害的影响山地-绿洲-荒漠复合生态系统中，戈壁、沙漠、石质山、石质残丘占70%以上，干旱少雨、植被稀疏、积累作用微弱，自然资源再生能力低，林木覆盖率低。系统层次少，结构简单，生物多样性低。主要包括绿洲人工植被和荒漠植被。三、相对的独立性和完整性河西走廊在空间上形成一个相对独立的地理单元，使走廊绿洲相应形成相对独立的绿洲生态系统。境内地势南高北低，自西南向东北倾斜，受地形影响，水系发源于祁连山地，形成走廊内石羊河、黑河和疏勒河三大内陆河流域，地表形态为山地、山前洪积平原、冲积平原、沙漠与戈壁等地貌。在相对独立的地理生态单元内，形成了以流域为单元较完整的复合生态系统，即南部以祁连山森林为主体的山地森林生态系统、中部以农林为主的绿洲生态系统、北部以荒漠为主的荒漠生态系统。依赖三大内陆水系，也发育了相对独立完整的三大绿洲地区：酒泉地区绿洲、张掖地区绿洲和武威地区绿洲。这一特点为以流域为单元，协调上下游之间的用水关系，保护流域生态环境，促进流域生态系统平衡发展提供了便利的条件。四、高度的依赖性河西绿洲高度依赖其绿洲南部的祁连山冰雪融水及其山地森林生态系统所提供的水资源维持发展，绿洲对其水资源具有高度依赖性，水资源作为一个重要的生态环境因子在绿洲发展与建设中起着举足轻重的作用。北部绿洲外围天然沙生植被等构成的荒漠生态系统是绿洲生态系统的绿色天然卫士，具有保护绿洲使其免受风沙侵蚀，遏止土地沙漠化的重要作用，荒漠生态系统的良性循环也是绿洲稳定发展的基础。（一）生态环境的稳定和良性循环是绿洲赖以生存和发展的基础

1.水源区山地森林生态系统能涵养水源

2.护田林网能改善绿洲生产条件

3.绿洲外围防风固沙的荒漠生态系统，对于绿洲的稳定发展，抵御和减少绿洲区内自然灾害起重要的作用。二、绿洲生态环境的作用1.水源区山地森林生态系统能涵养水源森林在涵养水分、调节水资源时空分布方面具有重要作用，在绿洲经济建设中具有特殊地位。森林通过截留冰川融水和天然降水调节流量，把丰水期径流蓄积起来，在枯水期释放出来，承上启下，在时间和空间上对水资源起着再分配的作用，有利于充分合理利用水资源来发展绿洲。2.护田林网能改善绿洲生产条件农田林网可降低风速，调节温度，提高空气和土壤湿度，减少地表的蒸发量和作物的蒸腾量，有效地防止或减轻风沙侵蚀、干热风、霜冻等自然灾害。通过减少农田水分蒸发，提高作物水分利用效率，对发展节水型绿洲生态农业具有重要意义。3.绿洲外围防风固沙的荒漠生态系统，对于绿洲的稳定发展，抵御和减少绿洲区内自然灾害起重要的作用保护环境和重建绿洲外围防风固沙林体系，增加地表植被覆盖是遏止绿洲荒漠化的最有效途径。绿洲的森林植被还能净化空气、防止污染、美化环境。具有生存性功能；活动性功能

丰实的资源+智慧创造出富于特色的长绒棉、瓜果基地，商品粮基地，大漠风情及敦煌石窟等区敞开世界之窗走出国门，进行国际交流与合作奠定了基础经济活动+交流+对外开放的小场所，充分体现了生态环境。否则，绿洲社会生产便不能正常进行，绿洲人民的物质资料便不能得到保证。（二）生态环境是绿洲人民最基本的物质源泉（三）良好生态环境是绿洲农业发展的前提

21世纪绿洲最终目标是实现农业的可持续发展人与生态环境资源各要素相互作用时，使农业生态系统的结构、功能、生产力发生变化，同时也影响绿洲生态环境。合理利用资源从事农业生产，生态环境良性循环掠夺式开发利用资源则使生态环境恶化绿洲生态环境可持续是实现绿洲农业可持续发展的基本前提

第二节绿洲的开发与演变

一、绿洲生态环境问题的发生和发展

（一）绿洲的开发与生态环境的演变（二）绿洲生态环境问题的对比二、绿洲生态环境问题的性质与实质（一）绿洲的开发与生态环境的演变

绿洲的开发与绿洲生态环境的演变密切相连，随着人类向绿洲开发的深度和广度进军的同时，绿洲由天然绿洲向人工绿洲转化，生态环境伴随着也由良性向恶性转化。

1.史前自然生态环境

2.

生态环境问题相继出现的历史时期

3.生态环境问题日益突出的现代时期一、绿洲生态环境问题的发生和发展1.

史前自然生态环境

史前时期，河西走廊地区属于渔猎游牧社会，河流水系属自然水系时代。诸终端汇成湖泊，如潴野泽和休屠泽；居延海；冥泽和哈拉湖。树木丛生、水草丰美，人们逐草而居，孕育了新石器至铜器时代的各期文化—“沙井期”文化。绿洲集中于山前洪积扇前沿末端，基本属于天然绿洲，或称原始绿洲阶段；环境问题不明显。2.

生态环境问题相继出现的历史时期

第一次大规模开发——西汉时期

在西汉以前河西走廊为匈奴属地，“以畜牧为主，尽河西水草之美，竭力繁殖牲畜”，“逐水草迁徙，无城郭常处耕田之业”。西汉武帝元狩二年（公元前121年），汉武帝——霍去病“将万骑出陇西，逾居延至祁连山”驱匈奴出河西。为了制止匈奴卷土重来，决定开发河西，采取四条措施，即军屯、移民、设郡、实行盐铁专卖。军屯：“无事则以之为农，有事则调之为兵，因田致谷，因地为粮，因民为兵，因屯为守。”移民：开渠筑坝，引水灌溉，推行“代田法”既满足当地的需要，还可供给用兵西域所需的粮饷。设郡：开辟河西，先后设立武威、张掖、酒泉、敦煌四郡。隋唐以前，河西农业重点开垦区在石羊河流域。凉州（今武威）为当时河西最繁华之地。

第二次大规模开发——隋唐时期公元609年（大业五年），隋炀帝西巡至焉支山，在张掖召见西域27国使者，进行政治、经济和文化交流，盛况空前。唐初约一个世纪左右，河西凉、甘、肃、瓜、沙（敦煌）粮食不仅自给，而且可以输出。对外交往频繁，经贸活动昌盛。安史之乱后，河西逐渐衰落。公元103年，西夏占领河西则为农牧业并重的时期。第三次大规模的开发——元、明、清时期

十分重视经营河西，重点移民开垦甘州、肃州、沙州的土地，有“金张掖、银武威”之说。开垦的土地面积达23.33hm2,，人口超过85万。从西汉至清朝，河西人口不断增加，从游牧业到出现并发展了农业和畜牧业—干旱区人类生产史上一次革命。由天然绿洲向半天然人工绿洲演化，形成了传统农牧业为主的绿洲二元经济结构。历史时期绿洲的开发特点

以利用干旱区自然资源和条件为主，对环境的依赖性很大。生产方式比较原始落后，生产工具简单，绿洲发展缓慢。生产活动具有较大盲目性，产生较多生态环境问题。土地退化，土壤盐渍化等问题。一些古老文明地区因此而沦为废墟或荒漠，如古楼兰、罗布泊等。3.生态环境问题日益突出的现代时期

1949年河西解放时，人口为170万人，耕地44.67万hm2，人均耕地0.236hm2。新中国成立后，人口、工业、乡镇企业发展壮大绿洲规模迅速向西扩大，同新疆绿洲共同构成了我国绵延数千公里的绿洲带。自1995年以来，河西先后修建、扩建2座大型水库、17座中型小水库和120余座小型水库，大大缓解了农业用水和一些重要工业用水的矛盾；新建、改建干支渠道1900多条；田间配套24.0万hm2,建成各类机井2.3万眼；渠网纵横，具有较高标准的干、支、斗配套渠道，基本上实现了“土渠不能跨世纪”的目标。已成为甘肃乃至全国重要的商品粮、蔬菜、瓜果等基地出现了严重的甚至新的环境问题

河西走廊、准噶尔盆地和塔里木盆地等中国干旱区最主要的平原区，水资源利用率都超过65%以上，远远超出世界干旱区平均水资源利用率为30%的水平。

表2西北干旱区主要湖泊水域面积与矿化度变化

中游灌溉不合理，水位上升造成土壤次生盐渍化；下游及中游绿洲外围地带呈现地下水位持续下降；

石羊河流域下游盆地，地下水位下降4～17m，形成总面积达1.0×103km2的大型区域水位下降漏斗；黑河流域下游地区水位下降1.2～5.0m

乌鲁木齐河流域河谷地带、北部山前倾斜平原和细土平原区，地下水位平均每年下降0.44～1.2m

；承压水埋深自1966年以来下降了70～110m.中下游平原地带地下水位显著变化干旱区草地面积变化表干旱区主要地区土地沙漠化现状

环境问题日益加剧

----仅沙尘暴问题就足以说明其本质差别次数：

1950～1993年，共发生强沙暴76次，平均1.76次/a，

范围：

50～70年代：一般为11～29.1×104km2；

90年代：超过31×104km2；频率：

50年代特大沙尘暴5、6次；

60年代特大沙尘暴8

次；

70年代特大沙尘暴13

次

80年代特大沙尘暴14次；

90年代至今特大沙尘暴二十多次；风力强度也在递增，破坏的程度、影响的范围越来越大，成为急待解决的问题。2007.7.5阿拉善右旗突然爆发沙尘暴。能见度＜2m。新的环境问题工业三废；化肥和农药；地膜覆盖造成的“白色污染”；噪声污染；绿洲城镇环境污染；（二）绿洲生态环境问题的对比

1.

影响的范围和性质不同2．人们关心的（重点）程度不同3．对环境问题重视的范围不同4.解决问题的难易程度不同1.

影响的范围和性质不同

史前及历史时期的绿洲生态环境问题：影响小范围，很轻可以忽视环境污染问题。现代绿洲生态环境问题：在数量上涵盖了以往所有的生态环境问题，增加了新的环境问题—环境污染问题。全球变暖有可能加剧绿洲已有的生态环境问题。

影响范围扩大了，不仅对本区域的绿洲有影响，而且涉及更大的区域，影响全流域的绿洲区域，并相互影响。

上游不合理用水影响全流域上、下游绿洲的发展如武威绿洲与民勤绿洲沙漠化的相互影响、黑河张掖绿洲与下游内蒙古额济钠旗绿洲。可波及到周边省市的相互影响如沙尘暴不仅成为当地绿洲的一个重要生态环境问题，而且影响周边省市。其性质不仅对当地造成危害，也影响到华北、甚至南方等长江流域沙尘暴直接影响绿洲人类的生产生活，是绿洲区人人难以回避的问题，而且也影响到华北甚至南方长江流域等地，国家领导人高度重视、众多专家学者对此大声疾呼。2．人们关心的（重点）程度不同史前及历史时期绿洲的生态环境问题虽然也对经济有一定的影响，但问题不突出。由于人们对绿洲生态环境的改造和资源开发利用的能力还不强，对自然灾害所造成的经济损失的认识要大于人为产生的生态环境问题所造成的损失，可以说人为引起的绿洲生态环境问题并没有引起人们应有的重视。现代绿洲生态环境问题已经引起了人们的高度重视。3．对环境问题重视的范围不同

历史时期的环境问题只涉及到各朝代绿洲开发地，即郡、州、县等。只有任现职的朝廷官员了解认识到，学者关注很少。现代绿洲的生态环境问题影响的区域大从中央领导到百姓人人都认识了生态环境问题的严重性众多的专家、学者从不同学科角度进行剖析研究。从宏观战略到具体对策进行了定性和定量的研究，共同寻求解决生态环境问题的途径。4.解决问题的难易程度不同

以往的绿洲环境问题程度小，范围小，主要是农业生产，来龙去脉容易搞清楚也易解决。现代绿洲的生态环境问题复杂化解决这些问题要靠大家齐心协力，跨学科的专门人才联合起来、许多新型技术和经济力量多学科、多渠道综合解决。这就极大的增加了解决生态环境问题的难度。二、绿洲生态环境问题的性质与实质性质：

1.具有不可根除性和不断发展性与复杂性，它与干旱区人类的生存需求、经济发展、科技进步同时产生、同时发展，呈现孪生关系，治理和保护为一项长期而艰巨的工程。

2.绿洲生态环境问题存在的范围较广，涉及绿洲地区工矿业、乡镇企业、农林牧业生产等各行各业领域，上下游绿洲居民的生活、科技、社会等各领域，直接影响到生物系统。

3.绿洲生态环境问题对人类行为具有反馈作用，反馈作用使人类的生产方式、生活方式、思维方式等一系列问题引起新变化。实质：1.绿洲人口、资源、环境与经济发展系统（PRED系统）的协调问题。2.所有的生态环境问题都是人类在开发利用水土等自然资源的过程中直接或间接造成的，并且有人为加剧的趋势。3.人类造成的生态环境问题远比自然灾害所造成的生态环境问题严重复杂。4.治理与控制需要有相当的经济实力，要绿洲每个人都行动起来。（一）全球存在的生态环境问题

1、土地与耕地问题2、植被破坏与生物多样性减少3、水资源问题4、环境污染5、全球气候变化问题6、人口问题1、土地与耕地问题土地退化荒漠化水土流失盐渍化人均耕地急剧下降

世界荒漠化的现状

全球三分之二的国家和地区，9亿人口，全球陆地面积的1/4（3592万平方公里）受到荒漠化危害，并且荒漠化正以每年5-7万平方公里的速度扩大（每年吞噬的面积相当于我国宁夏回族自治区的面积）。由于荒漠化造成的损失，估计每年423亿美元。荒漠化正威胁着人类的生存。

荒漠化土地面积逐年增大

水土流失(全球180万hm2,占18.8%）2、植被破坏与生物多样性减少森林砍伐：全球每年减少100-200万hm2，我国人均森林面积不足0.11hm2,为世界平均水平的5.96%，居世界第121位。草场退化：全球草场面积30亿hm2

，占全球陆地面积的22%。我国草场退化面积占可利用草场面积的1/3，并呈继续扩展之势。生物多样性减少：过去6亿年中，每年灭绝的物种只有几种，目前每天约消失50个物种。胡杨的演变3、水资源问题

地表水资源变化：地下水资源变化：超采地下水等，造成河流缩短或断流、湖泊萎缩或干涸、地下水质咸化等问题。如：塔里木河、石羊河、居延海等。

4、环境污染

大气污染和酸雨危害：全球每年人为排入大气SO2约1．5亿吨，Nox

约1．5亿吨，我国SO2高达1396万吨。酸雨区已覆盖国土面积的40%。水污染加剧固体废弃物猛增：全世界每年产生各种固体废弃物约100亿吨，其中约3-5%为有毒、有害的危险废弃物，并且增加的速度在加快。臭氧耗竭：20世纪80年代以来，全球上空的臭氧平均减少了3%；中高纬度减少了5-10%；南极和北极已出现了臭氧空洞。

5、全球气候变化问题全球变暖变化降水格局变化云量分布变化海平面变化气候灾害事件近百年温度变化相对于1961－1990年温度距平（℃）年全球温度距平二项式平滑1860年以来，全球平均升温0.4－0.8℃，最近20年最暖，近百年来13个最暖的年份均出现在1983年以后全球变暖全球气候变暖引起海平面上升北欧某些台站具有300年海平面高度连续记录表明：海平面最大的上升发生在20世纪6、人口问题人口的过快增长人口给生态环境带来压力人与自然的矛盾加剧世界人口增长（二）生态环境问题产生的原因1、自然因素2、人为因素：科技进步经济发展人口增长

第三节绿洲的生态环境问题

一、绿洲生态环境问题的概念与分类

二、绿洲发展中的主要环境问题一、绿洲生态环境问题的概念与分类

绿洲生态环境问题是指由于干旱区自然力或人类生产和生活活动引起的生态环境变化、生态平衡破坏，最后给绿洲人类的生存和发展带来直接或间接影响的一切客观存在问题。它既不等同于生态环境污染问题，也不仅仅指由于人类的生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响绿洲人类生存和发展一切生态破坏问题(而是包括生态环境质量下降和生态环境污染两个方面的含义)。它具有整体性、全面性、复杂性的特征。

自然环境问题人为生态环境问题

二、绿洲发展中的主要环境问题（一）沙漠化（二）绿洲荒漠化蔓延

（一）、沙漠化

干旱地区的一个世界性生态环境问题—沙漠化沙漠化作为当今世界的一个主要生态环境问题，既具有地域性——均分布在干旱地区，又有普遍性——全球各大陆均有覆盖，目前共占据了全球陆地约20%的面积

沙漠化公认的概念“包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化”包含了三层意思：

原因：界定自然和人为两大成因；

发生的范围：即广义的干旱地区，陆地表面面积的1/3以上；

表现形式：“土地退化”，包含了风蚀和水蚀致使土壤物质流失、植被长期丧失等。因此，国际上有人将沙漠化称为“生态过程沙漠化”

我国沙漠化的现状我国是世界上受沙漠化危害最为严重的发展中国家，现有沙漠化土地占国土陆地面积的27.3%，占我国旱地总面积的79%（高于全球69%的平均水平）。在沙漠化土地中，沙质荒漠化土地（简称沙化土地）面积最大，危害也最为严重

，以每年2460km2的速度扩展，相当于每年吞噬一个中等县的土地面积。据计算，我国每年因土地沙化造成直接经济损失高达540亿元。我国沙漠化包括西北地区、华北北部和东北地区，主要分布于北方各省区，尤其以西北绿洲沙漠化分布面积大，蔓延速度快，问题突出。特别是20世纪后半个世纪以来，由于人类活动的急剧加强，使我国沙漠化有了急剧的增长。1700万hm2

的沙漠化土地中人类历史时期形成的约占1200万hm2，而上个世纪后半个世纪形成的现代沙漠化土地达500万hm2,另有潜在沙漠化土地1580万hm2（伍光和等.2000）。

原因是多样的：

其中过度农垦、过度放牧、过度樵采三项所造成的沙漠化扩展占到85.1%；水资源利用不当造成的沙漠化扩展占到8.6%；而真正因风力作用造成的沙丘入侵只不过占5.5%。总体看来，不合理的人类社会经济活动在现代沙漠化发展中占了绝对的地位。国外研究：始于20世纪30年代国内研究进展：始于20世纪50年代国内学者长期将“荒漠化（desertification）”译为“沙漠化”（sandydesertification），简称沙漠化。国内早在1941年就明确提出了“沙漠化”概念，并综合论述了沙漠化的可能成因，可是由于多种原因国内对沙漠化问题的研究未能延续下去，长时期内仅见“土地沙化”、“风蚀沙化”等词零星出现在一些文献中。我国开展沙漠化研究的主要工作

沙漠化的基础性研究

对沙漠化过程的自然与人文背景进行研究，风沙物理与风沙工程研究，中国沙漠化动态监测与评价的研究

20世纪70年代开始对沙尘暴时空分布特征、成因与危害、卫星云图特征、辐射强迫特征、数值模拟及防治对策等进行了初步研究；应用遥感和GIS技术，开展我国北方地区大范围的沙漠化土地遥感与地面调查，进行沙漠化的监测与制图工作，使沙漠化的研究进入到定量分析和经济评价阶段。沙漠化的植被恢复重建机理和景观生态学研究

沙漠化对生态系统影响的研究科尔沁沙地脆弱生态环境的基本属性特征和成因分析沙漠化地区水土资源的高效利用与可持续发展研究如西北地区水资源可利用量与林业建设、河西地区水资源承载力、风沙土和干旱土以及绿洲灌淤土等的系统分类；提出了流域水土资源合理开发利用的系统理论，完成了几个典型地区的流域规划。沙漠化治理模式和技术研究如干旱地带绿洲边缘的临泽、荒漠草原地带的盐池、半干旱农牧交错地带的丰宁、奈曼、半湿润地带的大兴、延津等，开展了长期的定位观测及示范试验研究，总结出适宜地区特点的沙漠化防治模式，并予以推广。

建国以来，全国已有1000万亩耕地、3525万亩草地和9585万亩林地成为沙化土地，沙漠化地区耕地和草地退化比例分别为40.1%和56.6%。据计算，我国每年因土地沙化造成的直接经济损失高达540亿元，约为西北五省区1996年财政收入总和的3倍。此外，沙漠化对一些大中城市、工矿及国防设施构成严重威胁，破坏交通、水利等生产基础设施，制约了地区经济发展。我国沙漠化的防治我国的沙漠化防治工作始于50年代取得了丰富的经验，创造了许多先进、实用技术如腾格里沙漠边缘的包兰铁路中卫段铁路防沙；毛乌素沙地飞播造林；新疆的“窄林带、小网格”绿洲农田防护林等。

“六五”、“七五”和“八五”期间：如“大范围绿化工程对环境质量的作用”、“盐渍化沙地适生树种选择及抗逆性造林试验”、“防风固沙林优化模式选定”、生态经济型防护林、沙地立地类型划分、天然植被保护和更新复壮等技术。

"九五"期间，国家科技部防治沙化土地研究首次单独立项列为国家科技攻关项目"荒漠化治理技术的研究与示范"，在干旱、半干旱和亚湿润干旱地区，一批组装现有科技成果、各具特色的防治示范样板已具雏形，对全国防沙治沙工程具有良好的示范作用。（二）绿洲荒漠化蔓延我国西北干旱区，约占国土面积的1/4，地表水总流量993.95亿m3，仅约占全国总径流量的3.5%。总的表现：“局部逆转，整体扩大”；边治理、边破坏，先污染、后治理，治理速度赶不上破坏速度。总体态势：先天脆弱，后天失调；局部改善，整体恶化；沙进人退与人进沙退、绿洲扩大和沙漠扩展同时并存；绿洲内部生态系统略有改善，人类生存空间有所增容，但外围区域生态环境平衡严重失调，自然灾害日趋严重。现代绿洲荒漠化的日益严重主要是人类开发不当造成水环境恶化、植被破坏、草场退化、区域环境恶化、沙尘暴、扬沙剧增，从而引起绿洲荒漠化蔓延。1、水环境不断恶化

地表水资源变化：河流水系发生变迁，人工水系代替过去的天然水系，水文网多半是纵横交错而又十分有规律的干、支、斗等人工渠系，天然河道只留下了历史的痕迹。其次湖泊干枯萎缩，河流下游的水量逐渐减少。地下水资源变化：区域性地下水位下降。其次，水质恶化，泉水溢出减少。泉眼干涸。泉水溢出带下移，带幅变窄。超采地下水等，造成河流缩短或断流、湖泊萎缩或干涸、地下水质咸化等问题。如：塔里木河、石羊河、居延海等。名称位置年代与功用废弃原因

古浪河西岸（天祝）甘肃仰韶文化马厂期，居住点河流向东演变定宁寨遗址天祝定宁寨同上同上董家台遗址古浪河东岸（天祝）沙井文化现为村寨、耕地郭家庄遗址武威市郭家庄马家窑同上磨咀子遗址武威城南15公里，杂木河西岸西汉晚期，马厂期杂木河东移，西岸地势较高，气候较寒冷王家台遗址武威市王家台马厂期

李家新庄遗址武威李家新庄马厂期

六坝坪遗址武威六坝坪马厂期

皇娘娘台遗址武威城南5里齐家文化地下水较浅，易受洪灾海葬寺遗址武威城南5里齐家文化同上三角城遗址（柳湖墩）民勤县沙井（柳湖墩）沙井文化（青铜时期）河流向东演变南北滩遗址永昌马场类型

乱墩子遗址永昌马场类型河流向东演变赤金山遗址永昌沙井文化

山羊堡滩遗址山丹山羊堡滩四坝式

四坝滩遗址山丹四坝滩四坝式现状为村落和耕地东灰山遗址民乐东灰山四坝式童子坝河向东演变西灰山遗址民乐西灰山四坝式益民渠向南退缩下崖子遗址张掖市下崖子马场类型河流改道下河清遗址酒泉市东44公里马场类型现为村寨农田赵家水磨遗址酒泉北大河西马场类型河流向东演变骟马城遗址玉门马城河西岸的台地上

同上中国河西走廊古文化遗址

水系变化的影响

民勤盆地古城镇与河流演变关系图湖水的变化额济纳旗地下水位时空变化

2、森林、草场等植被退化

绿洲边缘天然灌木防护带退化人工林地退化荒漠河岸林退化草甸植被退化半荒漠草地退化

绿洲边缘天然灌木防护带退化：天然灌木丛是下游绿洲良好的风沙屏障，是防护体系中相当重要的组成部分，由于地下水位的下降，绿洲外围依靠地下水存活的红柳等灌丛失去水分补给而衰败死亡。红崖山水库灌区天然灌木防护带的覆盖度由44.8%下降到15%以下。人工林地退化：人工林地因为地下水位下降而只生不长或枯萎衰败，甚至枯死。沙枣树、梭梭林的衰败。荒漠河岸林退化：石羊河下游两岸的荒漠胡杨林，是下游大河重要的风沙屏障，由于洪水泄量减少，地下水位不断下降，土壤含水量被林木不断消耗，最终导致胡杨林衰败。草甸植被退化，草甸植被及与之共生的草甸土、沼泽土是在湖盆、泉水溢出带等高地下水位环境中发育起来的，是天然绿洲和人工绿洲的共生系统，由于地下水位下降，湿生系列的多年灌木、半灌木和草本植物衰败，生物生产力下降，由草甸阶段逐渐演变为盐化草甸阶段、草甸盐土阶段、盐土阶段，最终进入荒漠阶段。半荒漠草地退化：绿洲外围荒漠草场，既是绿洲外围防护体系的组成部分（最外层保护带），也是绿洲内农业牧区的打草地区，因地下水向漏斗区的补给，致使荒漠草场的地下水位相应下降，草场植被衰败退化，加之人为影响，变为荒漠景象。覆盖度由20世纪50年代的30%下降到10%以下。河岸胡杨沙枣林的面积退化

1人工、半人工草场面积小

酒泉绿洲：人工草场1.1万hm2，半人工草场10.93万hm22草场退化导致水土流失、土地退化严重

1997年酒泉市有草场面积445.92万hm22001年草场面积减少到424.77万hm2

平均每年减少4.23万hm2

。由于草场退化加速了土地沙漠化，如党河上游地区已形成近30km2的流动沙丘。

3鼠害猖獗全市鼠害面积约40多万hm2，约占可利用面积的8.58%。

草畜比例失调，草原退化：以酒泉绿洲为例4牧草产量年际变化大，草场季节利用不平衡

据阿克塞草原站观测结果：各类草场产草量年变幅是：高寒草甸草场为10～20%，山地草原草场为40%左右，山地荒漠草场达60%左右，丰欠年间相差0.9～5倍。

5草原管理制度不健全，生产经营理念落后村、队之间、户与户之间仍为自由放牧，管理制度也不健全，建设责任不明确，没有立法，发生纠纷无力解决。过分强调存栏数而忽视草原的保护与合理利用，盲目追求头数，使草畜关系失衡，导致草原严重退化。恶劣生态环境的影响

张掖古城的三次变迁3、耕地盐碱化

在绿洲灌区，由于长期采用传统的灌溉方式，大水漫灌，大田块灌，毛灌溉定额高，或只灌不排，不仅使水资源浪费严重，利用率不高，而且土地次生盐碱化程度加剧。目前，河西绿洲盐碱化荒地达8.3万hm2，盐碱化耕地面积达7.04万hm2。盐渍土是一种分布较广的资源,各国科学家和政府都重视对其开发利用和治理。土壤盐渍化是土地荒漠化的类型之一，当土壤中积累的盐分达到一定的临界值时，会抑制作物根系吸收水分和养分的能力或腐蚀植物根系，从而导致作物的正常生长和发育受到危害。危害：严重损害土壤生产潜力，给农业生产带来严重的损失，盐分的积聚改变了植物生长的环境，促使植物类型向盐生、荒漠类型转变，最终导致生态环境恶化。类型：按主导成分可分为四类：

(1)苏打盐渍化土壤：是在高地下水位和低矿化度(1-2g/L)的草甸植被条件下形成的。土壤含盐量不太高，但是以重碳酸钠和碳酸钠为主呈强碱性。苏打盐类不仅直接腐蚀作物组织并且使土壤性质恶化，严重地影响作物生育；（2）硫酸盐盐渍化土壤：一般当地下水矿化度较高，进人到硫酸盐阶段时，在温暖季节，若大气降水量少而蒸发强烈，硫酸钠便在土壤表层积聚，因为硫酸钠的溶解度是随温度增高而迅速增大的。反之便不会发生硫酸盐的聚积；（3）氯化物盐渍化土壤：盐渍土中C1-占阴离子总量的25%

以上时称为氯化物盐渍化，它一般形成于气候干旱、地形低洼而封闭或受海洋沉积母质或海潮的影响，地下水位高，矿化度大的地区；（4）硝酸盐盐渍化土壤：由于湖沼的干涸，有机质的腐解而产生大量的硝酸盐，但由于气候特殊干旱，这大溶解度的硝酸盐也不被淋溶而呈现出硝酸盐盐渍化，但硝酸盐常伴随着其它盐类出现。很少有单独的硝酸盐盐演化。按盐分在土壤剖面中的分布特点可分为三类：（1）表聚型盐化土壤：即易溶盐分呈明显的表聚性；（2）底盐型盐化土壤：即易溶盐分主要聚积在剖面的中下部。底盐型又可细分为两种，一是积盐层在剖面20～100cm之间出现,称为中位底盐型,二是积盐层在剖面100cm以下出现，称为深位底盐型；（3）通体型盐化土壤：指部分盐化严重的土壤,全剖面易溶盐含量均很高,其积盐层自表土起连续厚度达100cm以上。按土壤耕层中含盐量的多少，确定土壤盐渍化的类型：一般可分为轻度盐渍化土壤、中度盐渍化土壤、强度盐渍化土壤。原因：产生和发展，受多种因素的制约，相互影响，相互作用。地下水位上升到一定高度，矿化地下水通过土壤毛细管上升至地表，水分蒸发后将盐分留在作物耕层和地表，造成土壤积盐。气候因素：干旱,年降雨量小于年蒸发量,土壤表层积盐大于向下淋洗的数量,耕作层表面就会有季节性交替积盐地形因素：土壤盐分随水运动。由于微地形变化，可溶盐随地表水和地下水，在从高处向低处迁移过程中，土壤水分逐渐蒸发，盐溶液逐渐浓缩，盐分类型按其溶解度的不同而逐渐分离，并沉淀在不同的地形部位上。人为因素：人类的生产活动直接或间接地影响土壤盐渍化的程度水文地质因素:地下水水平运动起着“盐随水来、盐随水去”的运动过程。在排水条件差的地区，则为盐渍化土壤的形成提供了条件。矿化度高的地下水，在垂直运动中，则是“盐随水上、盐随水下”的运动过程，地下水通过土壤毛细管上升到地表蒸发，把地下水中及土体中的盐分运送到土壤上层甚至土壤表层，盐分在土体中不同部位又重新分配，形成季节性脱盐与积盐土壤质地因素：粉砂土毛管适中，地下水位上升速度快，高度也较大，地下水临界深度也大，比粘质土壤和砂质土壤易产生盐渍化。生物因素：耐旱、耐盐碱的植物为深根植物，死后有机体分解，盐分又回到土壤中，使土壤不断积盐，土壤具有一定的积盐作用，导致土壤盐分的增加方法：50年代土壤盐渍化评价方法是实地采取土壤样品，进行实验室化学分析，然后再评价土壤的盐渍化程度。60年代初，已开始小规模利用航片判读,进行土壤盐渍化的调查研究。80年代开始,运用彩红外航卫片进行；90年代以来，随着空间技术的发展，遥感技术。我国盐渍化土地：分布广泛，类型多样，面积达1亿hm2，约占全世界盐渍化土地面积的10%，主要分布在西北、华北和东北干旱半干旱地区。目前，河西绿洲盐碱化荒地达8.3万hm2，盐碱化耕地面积达7.04万hm2。我国土壤盐渍化研究始于20世纪50年代初。4

、沙尘暴发生的频率和破坏程度急剧增加

水环境、土壤环境植被环境的演变区域气候环境的相应变化互为因果，形成了连锁反应突出表现为沙尘暴、扬沙的剧增。

沙尘暴（sand-duststorm）=沙暴+尘暴，是指强风把地面大量沙尘卷入空中，使空气特别浑浊，水平能见度低于1km的天气现象。其中：沙暴：指大风把大量沙粒吹入近地面层所形成的携沙风暴；尘暴：大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。不同的国家或地区有不同的名称：在印度西北部地区，称其为安德海（Andhi）；在非洲和阿拉伯地区称之为哈布（Haboob）；另有的地区称之为“phantom”，即“鬼怪”的意思。沙尘暴强度等级划分的指标：

风速；能见度国外：

如Jeseph对发生在印度西北部的沙尘暴划分为3个等级，

4级＜V≤6级，500m≤能见度＜1000m；为弱沙尘暴

6级＜V≤8级，200m≤能见度＜500m；为中等强度

V≥9级，能见度＜200m，则称之为强沙尘暴。我国对沙尘暴的定义，与上述定义大体相同；只在强沙尘暴的等级范围内，又划分出了特强沙尘暴；达到最大强度（瞬时最大V≥25m·s-1），能见度＜50m，甚至降到0m时，称为特强沙尘暴（或黑风暴，俗称“黑风”）。沙尘暴本质上是一种自然现象

本质：是一种自然现象，人类虽然可以在减轻其危害方面有所作为，但不能彻底根治。关键是怎么减轻危害，怎样预测和预防。中国沙尘暴发生时间：主要在3-4月。地域分布：沙尘暴主要发生地区在110o-117oE，38oN以北广大地区，即以河北沧州为界，往北到天津、北京直到内蒙古，往西经石家庄、银川、兰州、青海祁连，往北到内蒙古边界。源头：中国沙尘暴主要源地是蒙古国甚至中亚沙漠地区，这类沙尘暴强度大，其影响明显大于境内源地沙尘暴；我国境内源地是甘肃河西走廊、内蒙古南部、河北北部及其它沙漠区。路径：近几年特别是去年春季影响北京的沙尘暴路径主要有4条：一条是蒙古—内蒙古—北京转向东北路径。第二条是河西走廊东移到北京路径。第三条是从内蒙古朱日和地区经河北张家口一带影响北京。第四条是从晋北高原向东影响北京地区。相关因素：华化地区主要沙尘过程与有关气候因素即地面植被、2月份积雪覆盖、0-10厘米土壤湿度、气温的初步分析，认为沙尘天气与春季冷空气活动关系密切，当春天冷空气路径偏西、偏南时，例如1999年4月，华北沙尘天气少，主要过程发生在西北；反之，当冷空气主力偏东、偏北时，例如2000年4月，2002年3月，主要过程发生在华北。沙尘暴的影响：强沙尘暴不仅影响西北、华北、华中、华东地区，如果在7-8公里高处遇到高空急流区，和在东北冷空气旋涡强烈发展的形势下，强沙尘可以向东北方向输送，影响东北、远东，甚至更北的地区，这是全球大气环流造成的。危害方式：可归纳为4种：沙埋、风蚀、大风袭击和污染大气环境。卫星遥感是一种极重要的沙尘暴监测手段。中国沙尘天气潜在源地分布跨度大，自然条件恶劣，地面测站稀少，目前非常缺少对沙尘天气发生、发展、传输及其强度变化等特征的观测数据。因此，从时空尺度的监测来看，卫星遥感都是一种极重要的手段。在2001-2002年的监测中，识别沙尘天气的准确率达88%，识别沙尘暴的准确率达95%以上。扬沙、沙尘暴与浮尘的区别

共同特点：能见度明显下降，出现时天空混浊，一片黄色。大多在冷空气过境或雷雨、飑线影响时出现，北方都是在春季容易出现。扬沙天气风较大，影响的能见度在1公里到10公里之间；沙尘暴风很大，能见度小于1公里。而浮尘是由于远地或本地产生沙尘暴或扬沙后，尘沙等细粒浮游空中而形成，俗称“落黄沙”，出现时远方物体呈土黄色，太阳呈苍白色或淡黄色，能见度小于10公里，大致出现在冷空气过境前后。气温高、降雨少、大风多是形成沙尘暴天气的主要原因，生态环境和城市建设中的问题也是重要原因。

近年来，我国北方地区春天气温常常偏高，使土壤解冻的时间比往年提前，加速了土壤水分的蒸发。而北方地区冬春降水稀少，地表土壤干燥、疏松，植被还未形成，难以抑制沙尘天气的产生。与此同时，全球性气候变暖、厄尔尼诺现象等气候异常，造成冷空气活动异常频繁，多大风天气，为沙尘天气的形成提供了动力。我国西北和华北北部干旱半干旱地区生态环境脆弱，人为破坏活动造成土地沙化不断扩展，为沙尘天气提供了重要土沙物质。此外，在北方城市建设中在建工地很多，由于缺乏工地表土保护设施，表土裸露，旋风刮来，极易扬尘，也是加剧沙尘天气的一个重要原因。

3月14日在阿拉善形成；

3月15日下午沙尘飞至北京，持续时间达49小时，分布高度为3500米左右；

3月20日第二次袭击北京，时间持续长达51小时，此次沙尘暴北京总降尘量高达3万吨，相当于人均2kg,

这是20世纪90年代以来范围最大、强度最强、影

响最严重、持续时间最长的沙尘天气过程，袭击了我国北方140多万km2的大地，影响人口达1.3亿。

2002年中国发生沙尘暴的危害

沙尘暴突袭新疆吐鲁番市

2007年6月15日，沙尘暴正向吐鲁番市袭来2007年6月15日，沙尘暴正向吐鲁番市袭来2007年6月15日，吐鲁番市被沙尘笼罩

新华网2007年6月16日报道当日19时左右，一场沙尘暴突袭新疆吐鲁番市，几分钟前还是晴空万里的吐鲁番市瞬间被沙尘笼罩。第四节绿洲生态环境污染问题

一、绿洲生态环境污染概述

二、绿洲生态环境污染日益严重一、绿洲生态环境污染概述概念与分类：

绿洲自然环境污染地震、滑坡、冰雹、霜冻、干旱、风沙、沙尘暴及水土流失等绿洲人为环境污染绿洲工矿企业生产的“三废”；城镇化产生的生活污水及垃圾；农业生产中大量施用的化肥、农药、塑料地膜；二、绿洲生态环境污染日益严重

（一）绿洲大气污染污染源产生的废气、烟尘和汽车尾气对大气的影响。酒泉绿洲、张掖绿洲污染为SO2—烟尘型，而武威绿洲为烟尘—SO2型。（二）绿洲水体污染以地表水污染最严重，主要是工业废水、生活污水排入河中引起河水、土壤、作物等受污。（三）农药、化肥及地膜污染甘肃河西地区绿洲城镇沿河分布示意图

绿洲城镇的特点新疆绿洲城镇沿河状分布示意图

绿洲城镇的特点少数民族聚居

西北地区部分绿洲城镇主要少数民族聚居示意图

武威市城镇化对地表水资源的影响对水资源质量的影响武威市地表水质量变化主要原因：污染物（废水、固体废弃物）排放量大而达标率低武威市绿洲城镇化对水资源的影响城镇化对地表水资源数量的影响：地表水资源数量减少原因：城镇需求量不断增大1.引起地下水质量恶化2.引起地下水数量减少地下水质量变化原因：被污染的地表水的下渗污染不合理的灌溉方式地下水数量变化原因：过量开采补给量减少城镇化对地下水资源的影响（1）甘州区耕地面积和人均耕地面积变化大趋势与张掖绿洲的相同，反映出其所占比重比较大。（2）临泽县耕地面积经历了迅速扩大—持续减少—缓慢增加—稳定发展四个时期；人均耕地有增、有减，总体逐年下降。（3）高台县耕地面积经历了迅速扩大—急速下降—缓慢增加—稳定发展四个时期；人均耕地总体逐年下降。（4）民乐县耕地面积变化与高台县的有类似之处，先迅速增加后急速减少，然后缓慢进入稳定期；人均耕地面积变化特点单一，基本为逐年减少趋势。（5）山丹县耕地面积总体呈稳中有扩的趋势，个别年份减少；人均耕地面积变化特点单一，总体逐年下降。（6）肃南县耕地面积和人均耕地面积均经历了增加—减少—再增加的过程。张掖绿洲耕地资源时空变化驱动要素分析与结果（一）自然驱动因素分析1.地形：通过土壤、气候和水分的再分配对耕地的分布产生影响2.热量：通过影响农作物的分布和生产力，影响耕地的利用程度3.水分：水资源利用程度是耕地变化的基本驱动力4.土壤：是耕地资源的物质基础，土壤养分的变化导致耕地质量的变化。5.植被：防护体系，可使绿洲耕地资源避免遭受风沙危害6.自然灾害：直接或间接的影响耕地开发利用程度（二）社会经济驱动要素分析方法的选取与原理方法：主成分分析(PCA)

支持软件：SPSS11.02.发展历史：最初由心理学家应用，后普及化3.分析步骤：a.原始数据的提取和处理

b.计算相关系数矩阵

c.计算特征根和主成分累积贡献率

d.计算主成分载荷1.原理解释：浓缩数据，用基础变量代表主要信息

1原始数据的提取与处理（1）提取：数据来源为统计年鉴，分三种指标：a.基本指标：指统计年鉴和其他资料中对耕地变化及相关因素的直接描述人均粮食、粮食单产、复种指数、粮食作物占耕地面积比重、各