２０１３年８月第４期
林业资源管理
ＦＯＲＥＳＴＲＥＳＯＵＲＣＥＳＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ
Ａｕｇｕｓｔ２０１３
Ｎｏ．４
近１０年我国荒漠化地区干湿变化分析
付蓉
（国家林业局调查规划设计院，北京１００７１４）
摘要：降水状况对于维持和稳定干旱区生态系统发挥着决定性的作用，本文运用静止气象卫星和地面气象资料，采用中国能量水平衡的监测方法来监测植物环境的变化，为我国荒漠化土地动态变化研究提供科学依据。自２０００年以来，我国北方大部分地区年平均降水量比以往偏多，干旱区气候总体趋向暖湿，部分地区生态环境有所好转。北方干旱区近１０年降水略显上升趋势，土壤湿润指数与降水量趋势基本一致，生态环境相对好转。内蒙古东部、阿拉善高原和河西走廊降水量和土壤湿润指数均略显增加趋势，青海北部增加趋势明显。关键词：干旱；降水；荒漠化；北方干旱地区；趋势中图分类号：Ｐ９４１．７１
文献标识码：Ａ文章编号：１００２—６６２２（２０１３）０４—０１０４—０５
Ｄｒｙｎｅｓｓａｎｄ
ＨｕｍｉｄｉｔｙＣｈａｎｇｅｓｏｆｔｈｅＤｅｓｅｒｔｉｆｉｅａｔｅｄ
ＡｒｅａｓｉｎＣｈｉｎａｏｖｅｒｔｈｅＰａｓｔＴｅｎＹｅａｒｓ
ＦＵＲｏｎｇ
（ＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔ
Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ＆Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｓｔａｔｅ
ＦｏｒｅｓｔｒｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｒｉｎｇ，１００７１４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｌａｙｓｚｏｎｅｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒ
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０
引言状况对于维持和稳定干旱区生态系统发挥着决定的作用。中国过去ｌＯ年气候变化明显，在此背景下研究我国荒漠化地区干湿变化特征具有重要意义。
关于中国近几十年的气候变化已有大量的研究报道。据国家气象局气候中心专题研究结果，近２０多年特别是进入新世纪以来，我国荒漠化地区在气温明显增高的同时，多数地区的降水也在增多，
土地荒漠化是我国最为严重的生态环境问题之一，它不仅直接威胁着当地生态安全和经济的可持续发展，而且对我国其它地区的大气环境以及人民群众生活造成严重影响。气候变化对于荒漠化过程影响巨大，水分匮乏是干旱区最大的自然特征，也是荒漠化形成与扩展的基本条件，因此降水
收稿日期：２０１３—０８—１１；修回日期：２０１３—０８—２１
作者简介：付蓉（１９７３一），女，陕西武功人，高工，硕士，主要从事荒漠化监测工作。Ｅｍａｉｌ：ｆ＿ｒ＿ｃｎ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
第４期付蓉：近１０年我国荒漠化地区干湿变化分析
湿润指数也随之增高。王绍武和丁一汇¨。２１等研究表明，我国西北地区的气候变化与全球气候变化基本一致，目前仍属于暖期。王遵娅旧１等认为全国平均年降水量波动中略有减少，其中华北、东北地区降水量显著减少。陈隆勋和翟盘茂Ｍ‘５１等研究指出，全国平均年降水量呈减少趋势，但西部降水量增长趋势明显，其中以西北地区为最。王英∞１等研究表明，全国平均年降水量从２０世纪６０年代到９０年代呈明显下降趋势，但在９０年代后期出现回升。中国北方有从干旱到湿润转变的迹象，但华北和东北南部地区仍然处于持续的干旱期。符淙斌¨１等认为：近５０年（１９５１＿２００７年）我国华北南部、东北中部、陕西南部和内蒙古中部的干旱化有进一步发展的趋势，干旱／半干旱分界线向南或者向东呈波动式扩展明显。杨维西旧。研究指出：２０世纪８０年代中期以来，我国干旱区气候出现明显转折：伴随升温趋势明显，降水较大幅度增加，风力和蒸发力持续减弱，干燥指数有所降低，荒漠化持续扩展趋势初步遏制。
早期的荒漠化监测主要利用干旱指标代替，如干旱指数，利用降水与蒸发散的比值确定荒漠化严重程度，其中降水采用地面气象台站观测数据，蒸发散利用模型估算数据。近年来，随着全球对荒漠化的关注，荒漠化监测技术得到很大发展。目前，国内外荒漠化监测技术主要有两种：一是采用地面调查为主，结合遥感判读的荒漠化监测方法，如中国的荒漠化监测主要采用这种方法，并建立了５年一次的全国荒漠化宏观监测体系。这种监测方法可以比较准确地反映荒漠化的实际状况，但数据公布周期长，监测成本高。二是以遥感数据分析为主，结合部分地面验证的荒漠化监测方法，如采用８ｋｍ×８ｋｍ的ＮＯＡＡ数据，通过计算ＮＤＶＩ指数分析荒漠化状况。遥感数据具有连续性和可重复性，而且在一定的时间段内可获取较大范围遥感数据，但由于指标的单一化，并不能准确评估荒漠化状况。
国内外对于荒漠化土地的监测，无论是现地采集信息还是纯遥感的方法，都有其局限性，本文是采用中国一荷兰联合开发的中国能量水平衡监测
系统（ＣＥＷＢＭＳ），运用静止气象卫星云图并结合地面气象资料来监测植物环境的变化，从而缩短监测周期，提高时间分辨率，丰富监测成果，优化目前监测技术体系，为我国荒漠化土地动态变化研究提供帮助，为防治荒漠化和实现区域的可持续发展提供科学依据，为政府部门决策提供强有力的技术支撑。１数据来源与研究方法１．１数据资料
本研究是利用２０００－－２００９年日本ＧＭＳ静止气象卫星和我国风云系列气象卫星数据及ＷＭＯ—ＧＴＳ地面站点降水资料作为基本数据源。１．２研究方法
本研究采用中国能量水平衡监测系统（ＣＥＷＢＭＳ）来计算２０００－－２００９年全国降水量及土壤湿润指数，制作相关电子地图，分区域、分阶段对我国荒漠化地区干湿变化进行分析。
中国能量水平衡监测系统是由荷兰专家开
发，其技术关键在于用卫星来测量能量与水平衡变量的方法。该系统主要基于地表能量与水平衡原理，以静止气象卫星数据为信息源，即从每小时接收的图像数据中，提取代表正午和午夜的子数组或合成图，然后，将这些提取出来的数据处理成定量的空间连续的降雨量、辐射、显热通量、温度和蒸散的数字化图像，用于降水、蒸散、辐射测量的遥感监测技术。其产品已经进行了真实性检验，并在非洲、欧洲、亚洲等地的干旱监测中取得了成功。近年来，该系统又通过多国、多行业合作进一步得到完善，使监测产品的时效性和准确性大幅度提高。该技术的应用，对于缩短荒漠化监测周期，提高荒漠化监测时间分辨率，大幅度节省监测经费，丰富荒漠化监测成果，优化目前监测技术体系，提升我国的荒漠化监测水平都具有重要的实际意义。
在ＣＥＷＢＭＳ中，降雨量的确定基于两种信息：一是通过世界气象组织（ＷＭＯ）的全球远程通讯系统（ＧａＳ）获取所需气象台站，即中国及周边区域
３
０００个站点的日降水量数据。二是通过卫星正午
和子夜的可见光（ＶＩＳ）和红外（ＴＩＲ）波段数据生成
林业资源管理第４期
云的生存期文件，进而绘制全国降水量监测图。
土壤湿润指数（ＳＭＩ）是实际蒸散与潜在蒸散之比，其图像绘制的输人数据是可见光（ＶＩＳ）和热红
外（ＴＩＲ）的图像。潜在蒸发散的监测原理相对复
及荒漠化防治要求，将北方干旱区划分为呼伦贝尔、内蒙古东部、内蒙古中部、阿拉善高原和河西走廊、青海北部、北疆、南疆等七大区域进行详细剖析（图１），并对结论图表添加线性趋势线，以得出更为直观，更为科学实用的研究结果。同时，基于全国荒漠化和沙化土地监测每５年进行一次，２００４年和２００９年分别完成了第三次和第四次全国荒漠化和沙化监测，我们将２０００－－２００４年和２００５－－２００９年监测数据分两期进行分析，并对监测年２００４和２００９年数据进行对比，为第四次全国荒漠化和沙化监测提供服务。
杂，需要由卫星监测的净辐射一１和水的潜热来换算。
Ｉｎ＝ＬＥ＋Ｈ＋Ｅ
其中，ｈ为净辐射，ＬＥ为潜热通量（即以能量单位表示的实际蒸散），Ｈ为显热通量，Ｅ为光合作
用需热。
ＬＥｐ是以能量单位表示的潜在蒸散，它与净辐射紧密相关－ｌ引。其关系式为：
脚一０．８×Ｉｎ
ＳＭＩ＝ＬＥ／ＬＥｐ
式中，膪一实际蒸发散（以能量单位表示）。
当实际蒸散与潜在蒸散之比为１时，就意味着
土壤的湿润条件良好，足以供应植被生长。土壤湿
润指数的研究侧重地面的荒漠化状况，通过该指数我们可以得到荒漠化地区土壤湿润方面的实际状况，同时也反映地表的植被条件及土壤的实时干旱状态（即荒漠化状态），以此可以反演地面荒漠化状况的动态变化，即土壤湿润指数越小的地区，土地
荒漠化状况越严重。
基于卫星的能量与水平衡的监测产品已经进
２结果与分析
２．１荒漠化地区近１０年干湿变化趋势
图１
北方干旱区七大区域示意图
根据气候及地形特征，分区域对近ｌｏ年地面和遥感数据进行分析，各区域降水数据及土壤湿润指数由２０００－－２００９年静止气象卫星资料和同期ＧＴＳ地面数据计算而得。ＣＥＷＢＭＳ生成的产品是５ｋｍ×５ｋｍ的电子地图，我们根据划定的区域求出该区域降雨量与土壤湿润指数的具体均值。
具体数值如表１和表２所示。
ｍｒｆｌ
行了真实性检验，确保了本研究结果的真实可信。真实性检验是通过大口径闪烁仪与辐射通量测量相结合的方法进行的，这种技术由荷兰瓦赫宁根农业大学气象与空气质量系提供。
为了对北方荒漠化区降水和土壤湿润状况进行重点分析，根据气候特点、地表性质、经济活动等差异
表１
北方七大区域近１０年降水量
第４期付蓉：近１０年我国荒漠化地区干湿变化分析表２北方七大区域近１０年土壤湿润指数
１０７
％
北部降水量后期增加明显，特别是青海北部，后期
昌吕＼呵
比前期增加１５．３％；阿拉善高原和河西走廊两期降水量持平；呼伦贝尔、内蒙古中部、北疆和南疆均有所减少，其中内蒙古中部后期减少最多，达９．５％。土壤湿润指数（图４）与降水量趋势基本一致，北方地区整体稳定，青海北部与北疆土壤湿润指数增加
２０００２００１
２００２
２００３２００４２００５
２００６２００７２００８２００９
＊逝
年份
明显，植被生长环境有所好转。据国家林业局公布中国荒漠化和沙化状况（第四次）：我国土地荒漠化、沙化整体得到初步遏制，荒漠化、沙化土地持续减少，局部仍呈扩展的局面。荒漠化、沙化土地面积持续净减少，２０００－－２００４年荒漠化、沙化土地分别年均净减少７
５８５ｋｍ２，１
２８３ｋｍ２，２００５－－２００９年
ｋｍ２；土地荒漠化
分别年均净减少２
２０００
２００１
２００２
２００３
２００４
２００５
２００６
２００７
２００８２００９
４９１ｋｍ２，ｌ７１７
年份
和沙化程度减轻；植被状况进一步改善。这个结果
与ＣＥＷＢＭＳ系统监测的趋势是一致的。
图２北方干旱区近１０年降水量和土壤湿润指数变化曲线
３３０
从图２我国北方地区近１０年降水量和土壤湿润指数变化曲线来看，近１０年降水量起伏变化，趋势略显增长，其中２０００年、２００１年、２００６年和２００９年降水相对较少。２００９年北方地区平均降水量为１８２．８ｍｍ，较均值１９４．４ｍｍ减少６．０％，较２００４年２０２．２ｍｍ减少９．６％。土壤湿润指数总的趋势与降水近似，显现略增长态势，但２００９年土壤湿润指数较低，较均值减少２．５％，较２００４年减少５．６％。由此可见，近１０年北方荒漠化地区降水总体在增加，土壤湿润指数也随之增高，植被生长环境进一步好转。３．２两期数据对比
将监测数据分２０００－－２００４年和２００５－－２００９年两期进行对比分析，如图３所示，北方地区前后两期降水量基本持平。分区域来看：内蒙古东部与青海
２８０
函２３０
＊
逝１８０
１３０８０
呼伦贝尔内蒙古内蒙古阿拉善青海东部中部高原北部
北疆南疆
北力
地区
图３
北方七大区域两期降水量对比
％／妊靶婴剿群ｒ呼伦贝尔
内蒙古内蒙古阿拉善青海东部中部高原北部
北疆
南疆
北力
地区
图４北方七大区域两期土壤湿润指数对比
林业资源管理第４期
４结论与讨论
以往偏多，干旱区气候总体趋向暖湿，部分地区生态环境有所好转。但我国北方荒漠化地区生态环境脆弱，干旱区缺水少雨的基本状况没有改变，干旱区生态脆弱的特征也没有根本性改变，在自然和人为因素的共同影响下，生态环境极易遭到破坏，但也存在着恢复逆转的可能和潜力。参考文献：
［１］王绍武，董光荣，中国西部环境评估［ｃ］／／秦大河．中国西部环
境特征及其演变（第一卷）．北京：科学出版社，２００２：７１—１４５．［２］丁一汇，王守荣．中国西北地区气候与生态环境概论［Ｍ］．北
京：气象出版社，２００１：７７—１５４．
［３］王遵娅，丁一汇，何金海．近５０年来中国气候变化特征的再分
析［Ｊ］．气象学报，２００４，６２（２）：２２８—２３６．
［４］陈隆勋，邵永宁，张清芬，等．近四十年来中国气候变化的初步
分析［Ｊ］．应用气象学报，１９９１，２（２）：１６４—１７３．
１）北方干旱区近１０年降水总体略显上升趋势，前（２０００－－２００４年）后（２００５＿２００９年）两期降水量基本持平。２００９年北方地区平均降水相对较少，较均值减少６．０％，较２００４年减少９．６％。土壤湿润指数与降水量趋势基本一致，呈现略增长态势，反映出该区域生态环境相对好转。
２）呼伦贝尔、内蒙古中部近１０年降水趋势平稳；南疆、北疆降水呈减少趋势；内蒙古东部、阿拉善高原和河西走廊略显增加趋势，青海北部降水增加明显，降水量的持续增加有利于青海北部生态状况的进一步改善，有利于土地荒漠化的逆转，该区域呈现生态环境明显好转趋势。土壤湿润指数与降水趋势基本类似，但北疆趋势向好，北疆土壤湿润指数的增加与当地良性的人为活动密不可分。
３）大多数情况下，在干旱的荒漠化地区，植被的生长状况（即土壤湿润指数）与降雨量呈正相关的关系，降水量越大，气候越湿润，植被生长条件越好，越有利于土地荒漠化的逆转。但是针对某些具体区域，应该具体分析。例如北疆地区，近１０年降雨量呈下降趋势，但土壤湿润指数仍然持续上扬，降雨量的减小并没有太大地影响植被生长，说明该区域内部环境调节能力增强，人为良性因素起到一
定作用。
［５］翟盘茂．中国降水极值变化趋势检测［Ｊ］．气象学报，１９９９，５７
（２）：２０８—２１６．
［６］王英，曹明奎，陶波，等．全球气候变化背景下中国降水量空间
格局的变化特征［Ｊ］．地理研究，２００６，２５（６）：１０３１—１０４１．［７］符淙斌，马柱国．全球变化与区域干旱化［Ｊ］．大气科学，２００８，
３２（４）：７５３—７５９．
［８］杨维西．全球变化中的中国干旱区一响应与趋势［Ｊ］．林业科
学，２００８，４４（８）：１２４—１３０．［９］Ｒｏｓｅｍａ
ｄｕｅｅｄ
Ｒ，Ｓｎｅｌ
ＪＦＨ，ＺａｈｎＨ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎ
ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ
ａｎｄ
ｂｅｔｗｅｅｎ妇一Ｉｌｌ・
ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ［Ｊ］．Ｒｅｍｏｔｅ
ＳｅｎｓｉｎｇｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，１９９８，６５：１４３—１５３．
４）气候变化是自然界的一种正常现象，自２０００年以来，我国北方大部分地区年平均降水量比
［１０］ＳｕｎＳｉｈｅｎｇ，ＦｕＲｏｎｇ．Ｕｔｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅ
ＣＥＷＢＭＳｆｏｒＤｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＡｒｉｄＬａｎｄＧｅｏｇｒａｐｈｙ，２００３，２６：４７—５３．
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近10年我国荒漠化地区干湿变化分析
作者：
作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
付蓉， FU Rong
国家林业局调查规划设计院,北京,100714林业资源管理
Forest Resources Management2013(4)
参考文献(10条)
1. 王绍武;董光荣 中国西部环境评估 2002
2. 丁一汇;王守荣 中国西北地区气候与生态环境概论 2001
3. 王遵娅;丁一汇;何金海 近50年来中国气候变化特征的再分析[期刊论文]-{H}气象学报 2004(02)4. 陈隆勋;邵永宁;张清芬 近四十年来中国气候变化的初步分析 1991(02)5. 翟盘茂 中国降水极值变化趋势检测 1999(02)
6. 王英;曹明奎;陶波 全球气候变化背景下中国降水量空间格局的变化特征[期刊论文]-{H}地理研究 2006(06)7. 符淙斌;马柱国 全球变化与区域干旱化[期刊论文]-{H}大气科学 2008(04)8. 杨维西 全球变化中的中国干旱区-响应与趋势[期刊论文]-{H}林业科学 2008(08)
9. Rosema R;Snel J F H;Zahn H The relation between Laser-Induced chlorophyll fluorescence and photosynthesis 199810. Sun Siheng;Fu Rong Utility of the CEWBMS for Desertification Monitoring in China 2003
引用本文格式：付蓉. FU Rong 近10年我国荒漠化地区干湿变化分析[期刊论文]-林业资源管理 2013(4)
２０１３年８月第４期
林业资源管理
ＦＯＲＥＳＴＲＥＳＯＵＲＣＥＳＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ
Ａｕｇｕｓｔ２０１３
Ｎｏ．４
近１０年我国荒漠化地区干湿变化分析
付蓉
（国家林业局调查规划设计院，北京１００７１４）
摘要：降水状况对于维持和稳定干旱区生态系统发挥着决定性的作用，本文运用静止气象卫星和地面气象资料，采用中国能量水平衡的监测方法来监测植物环境的变化，为我国荒漠化土地动态变化研究提供科学依据。自２０００年以来，我国北方大部分地区年平均降水量比以往偏多，干旱区气候总体趋向暖湿，部分地区生态环境有所好转。北方干旱区近１０年降水略显上升趋势，土壤湿润指数与降水量趋势基本一致，生态环境相对好转。内蒙古东部、阿拉善高原和河西走廊降水量和土壤湿润指数均略显增加趋势，青海北部增加趋势明显。关键词：干旱；降水；荒漠化；北方干旱地区；趋势中图分类号：Ｐ９４１．７１
文献标识码：Ａ文章编号：１００２—６６２２（２０１３）０４—０１０４—０５
Ｄｒｙｎｅｓｓａｎｄ
ＨｕｍｉｄｉｔｙＣｈａｎｇｅｓｏｆｔｈｅＤｅｓｅｒｔｉｆｉｅａｔｅｄ
ＡｒｅａｓｉｎＣｈｉｎａｏｖｅｒｔｈｅＰａｓｔＴｅｎＹｅａｒｓ
ＦＵＲｏｎｇ
（ＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔ
Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ＆Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｓｔａｔｅ
ＦｏｒｅｓｔｒｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｒｉｎｇ，１００７１４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｌａｙｓｚｏｎｅｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒ
ｎｅｓｅ
ＵＳｅＳ
ａ
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ｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｓａｔｅｌｌｉｔｅ
ｔｏ
ａｎｄ
ｇｒｏｕｎｄ
ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓ
ｔｏ
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ａｎｄ
ａ
ｔｈｅＣｈｉ—ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ
ｅｎｅｒｇｙｗａｔｅｒｂａｌａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ
ｍｏｎｉｔｏｒｐｌａｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
ｐｒｏｖｉｄｅ
ｂａｓｉｓｆｏｒｌａｎｄｄｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎＣｈｉｎａ．Ｓｉｎｃｅ２０００，ｔｈｅａｎｎｕａｌａｖｅｒａｇｅｐｒｅｃｉｐｉｔａ—ｔｉｏｎｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎｍｏｓｔ
ａｒｅａｓ
ｏｆｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ，ｔｈｅｃｌｉｍａｔｅｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙ
ｗａＹｌｎ
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ａｄｄｒｅｇｉｏｎ
ｏｆＮｏｒｔｈＣｈｉｎａｆｏｒｎｅａｒｌｙ１０ｙｅａｒｓｐｒｅ—
ｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｈａｓｓｌｉｇｈｔｌｙｒｉｓｅｎ．Ｔｈｅｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｉｎｄｅｘ
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ｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｔｅｎｄｅｎｃｙｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ
ａｎｄｔｈｅ
ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｂｅｔｔｅｒ．ＩｎｅａｓｔｅｒｎＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ，ＡｌａｓｈａｎｐｌａｔｅａｕａｎｄＨｅｘｉＣｏｒｒｉｄｏｒ，
ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｉｎｄｅｘｈａｖｅｓｌｉｇｈｆｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｉｎｃｒｅａｓｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＫｅｙ
Ｑｉｎｇｈａｉ．
ｗｏｒｄｓ：ｄｒｏｕｇｈｔ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｄｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｄｄ
ｚｏｎｅ
ｏｆｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ，ｔｒｅｎｄ
０
引言状况对于维持和稳定干旱区生态系统发挥着决定的作用。中国过去ｌＯ年气候变化明显，在此背景下研究我国荒漠化地区干湿变化特征具有重要意义。
关于中国近几十年的气候变化已有大量的研究报道。据国家气象局气候中心专题研究结果，近２０多年特别是进入新世纪以来，我国荒漠化地区在气温明显增高的同时，多数地区的降水也在增多，
土地荒漠化是我国最为严重的生态环境问题之一，它不仅直接威胁着当地生态安全和经济的可持续发展，而且对我国其它地区的大气环境以及人民群众生活造成严重影响。气候变化对于荒漠化过程影响巨大，水分匮乏是干旱区最大的自然特征，也是荒漠化形成与扩展的基本条件，因此降水
收稿日期：２０１３—０８—１１；修回日期：２０１３—０８—２１
作者简介：付蓉（１９７３一），女，陕西武功人，高工，硕士，主要从事荒漠化监测工作。Ｅｍａｉｌ：ｆ＿ｒ＿ｃｎ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
第４期付蓉：近１０年我国荒漠化地区干湿变化分析
湿润指数也随之增高。王绍武和丁一汇¨。２１等研究表明，我国西北地区的气候变化与全球气候变化基本一致，目前仍属于暖期。王遵娅旧１等认为全国平均年降水量波动中略有减少，其中华北、东北地区降水量显著减少。陈隆勋和翟盘茂Ｍ‘５１等研究指出，全国平均年降水量呈减少趋势，但西部降水量增长趋势明显，其中以西北地区为最。王英∞１等研究表明，全国平均年降水量从２０世纪６０年代到９０年代呈明显下降趋势，但在９０年代后期出现回升。中国北方有从干旱到湿润转变的迹象，但华北和东北南部地区仍然处于持续的干旱期。符淙斌¨１等认为：近５０年（１９５１＿２００７年）我国华北南部、东北中部、陕西南部和内蒙古中部的干旱化有进一步发展的趋势，干旱／半干旱分界线向南或者向东呈波动式扩展明显。杨维西旧。研究指出：２０世纪８０年代中期以来，我国干旱区气候出现明显转折：伴随升温趋势明显，降水较大幅度增加，风力和蒸发力持续减弱，干燥指数有所降低，荒漠化持续扩展趋势初步遏制。
早期的荒漠化监测主要利用干旱指标代替，如干旱指数，利用降水与蒸发散的比值确定荒漠化严重程度，其中降水采用地面气象台站观测数据，蒸发散利用模型估算数据。近年来，随着全球对荒漠化的关注，荒漠化监测技术得到很大发展。目前，国内外荒漠化监测技术主要有两种：一是采用地面调查为主，结合遥感判读的荒漠化监测方法，如中国的荒漠化监测主要采用这种方法，并建立了５年一次的全国荒漠化宏观监测体系。这种监测方法可以比较准确地反映荒漠化的实际状况，但数据公布周期长，监测成本高。二是以遥感数据分析为主，结合部分地面验证的荒漠化监测方法，如采用８ｋｍ×８ｋｍ的ＮＯＡＡ数据，通过计算ＮＤＶＩ指数分析荒漠化状况。遥感数据具有连续性和可重复性，而且在一定的时间段内可获取较大范围遥感数据，但由于指标的单一化，并不能准确评估荒漠化状况。
国内外对于荒漠化土地的监测，无论是现地采集信息还是纯遥感的方法，都有其局限性，本文是采用中国一荷兰联合开发的中国能量水平衡监测
系统（ＣＥＷＢＭＳ），运用静止气象卫星云图并结合地面气象资料来监测植物环境的变化，从而缩短监测周期，提高时间分辨率，丰富监测成果，优化目前监测技术体系，为我国荒漠化土地动态变化研究提供帮助，为防治荒漠化和实现区域的可持续发展提供科学依据，为政府部门决策提供强有力的技术支撑。１数据来源与研究方法１．１数据资料
本研究是利用２０００－－２００９年日本ＧＭＳ静止气象卫星和我国风云系列气象卫星数据及ＷＭＯ—ＧＴＳ地面站点降水资料作为基本数据源。１．２研究方法
本研究采用中国能量水平衡监测系统（ＣＥＷＢＭＳ）来计算２０００－－２００９年全国降水量及土壤湿润指数，制作相关电子地图，分区域、分阶段对我国荒漠化地区干湿变化进行分析。
中国能量水平衡监测系统是由荷兰专家开
发，其技术关键在于用卫星来测量能量与水平衡变量的方法。该系统主要基于地表能量与水平衡原理，以静止气象卫星数据为信息源，即从每小时接收的图像数据中，提取代表正午和午夜的子数组或合成图，然后，将这些提取出来的数据处理成定量的空间连续的降雨量、辐射、显热通量、温度和蒸散的数字化图像，用于降水、蒸散、辐射测量的遥感监测技术。其产品已经进行了真实性检验，并在非洲、欧洲、亚洲等地的干旱监测中取得了成功。近年来，该系统又通过多国、多行业合作进一步得到完善，使监测产品的时效性和准确性大幅度提高。该技术的应用，对于缩短荒漠化监测周期，提高荒漠化监测时间分辨率，大幅度节省监测经费，丰富荒漠化监测成果，优化目前监测技术体系，提升我国的荒漠化监测水平都具有重要的实际意义。
在ＣＥＷＢＭＳ中，降雨量的确定基于两种信息：一是通过世界气象组织（ＷＭＯ）的全球远程通讯系统（ＧａＳ）获取所需气象台站，即中国及周边区域
３
０００个站点的日降水量数据。二是通过卫星正午
和子夜的可见光（ＶＩＳ）和红外（ＴＩＲ）波段数据生成
林业资源管理第４期
云的生存期文件，进而绘制全国降水量监测图。
土壤湿润指数（ＳＭＩ）是实际蒸散与潜在蒸散之比，其图像绘制的输人数据是可见光（ＶＩＳ）和热红
外（ＴＩＲ）的图像。潜在蒸发散的监测原理相对复
及荒漠化防治要求，将北方干旱区划分为呼伦贝尔、内蒙古东部、内蒙古中部、阿拉善高原和河西走廊、青海北部、北疆、南疆等七大区域进行详细剖析（图１），并对结论图表添加线性趋势线，以得出更为直观，更为科学实用的研究结果。同时，基于全国荒漠化和沙化土地监测每５年进行一次，２００４年和２００９年分别完成了第三次和第四次全国荒漠化和沙化监测，我们将２０００－－２００４年和２００５－－２００９年监测数据分两期进行分析，并对监测年２００４和２００９年数据进行对比，为第四次全国荒漠化和沙化监测提供服务。
杂，需要由卫星监测的净辐射一１和水的潜热来换算。
Ｉｎ＝ＬＥ＋Ｈ＋Ｅ
其中，ｈ为净辐射，ＬＥ为潜热通量（即以能量单位表示的实际蒸散），Ｈ为显热通量，Ｅ为光合作
用需热。
ＬＥｐ是以能量单位表示的潜在蒸散，它与净辐射紧密相关－ｌ引。其关系式为：
脚一０．８×Ｉｎ
ＳＭＩ＝ＬＥ／ＬＥｐ
式中，膪一实际蒸发散（以能量单位表示）。
当实际蒸散与潜在蒸散之比为１时，就意味着
土壤的湿润条件良好，足以供应植被生长。土壤湿
润指数的研究侧重地面的荒漠化状况，通过该指数我们可以得到荒漠化地区土壤湿润方面的实际状况，同时也反映地表的植被条件及土壤的实时干旱状态（即荒漠化状态），以此可以反演地面荒漠化状况的动态变化，即土壤湿润指数越小的地区，土地
荒漠化状况越严重。
基于卫星的能量与水平衡的监测产品已经进
２结果与分析
２．１荒漠化地区近１０年干湿变化趋势
图１
北方干旱区七大区域示意图
根据气候及地形特征，分区域对近ｌｏ年地面和遥感数据进行分析，各区域降水数据及土壤湿润指数由２０００－－２００９年静止气象卫星资料和同期ＧＴＳ地面数据计算而得。ＣＥＷＢＭＳ生成的产品是５ｋｍ×５ｋｍ的电子地图，我们根据划定的区域求出该区域降雨量与土壤湿润指数的具体均值。
具体数值如表１和表２所示。
ｍｒｆｌ
行了真实性检验，确保了本研究结果的真实可信。真实性检验是通过大口径闪烁仪与辐射通量测量相结合的方法进行的，这种技术由荷兰瓦赫宁根农业大学气象与空气质量系提供。
为了对北方荒漠化区降水和土壤湿润状况进行重点分析，根据气候特点、地表性质、经济活动等差异
表１
北方七大区域近１０年降水量
第４期付蓉：近１０年我国荒漠化地区干湿变化分析表２北方七大区域近１０年土壤湿润指数
１０７
％
北部降水量后期增加明显，特别是青海北部，后期
昌吕＼呵
比前期增加１５．３％；阿拉善高原和河西走廊两期降水量持平；呼伦贝尔、内蒙古中部、北疆和南疆均有所减少，其中内蒙古中部后期减少最多，达９．５％。土壤湿润指数（图４）与降水量趋势基本一致，北方地区整体稳定，青海北部与北疆土壤湿润指数增加
２０００２００１
２００２
２００３２００４２００５
２００６２００７２００８２００９
＊逝
年份
明显，植被生长环境有所好转。据国家林业局公布中国荒漠化和沙化状况（第四次）：我国土地荒漠化、沙化整体得到初步遏制，荒漠化、沙化土地持续减少，局部仍呈扩展的局面。荒漠化、沙化土地面积持续净减少，２０００－－２００４年荒漠化、沙化土地分别年均净减少７
５８５ｋｍ２，１
２８３ｋｍ２，２００５－－２００９年
ｋｍ２；土地荒漠化
分别年均净减少２
２０００
２００１
２００２
２００３
２００４
２００５
２００６
２００７
２００８２００９
４９１ｋｍ２，ｌ７１７
年份
和沙化程度减轻；植被状况进一步改善。这个结果
与ＣＥＷＢＭＳ系统监测的趋势是一致的。
图２北方干旱区近１０年降水量和土壤湿润指数变化曲线
３３０
从图２我国北方地区近１０年降水量和土壤湿润指数变化曲线来看，近１０年降水量起伏变化，趋势略显增长，其中２０００年、２００１年、２００６年和２００９年降水相对较少。２００９年北方地区平均降水量为１８２．８ｍｍ，较均值１９４．４ｍｍ减少６．０％，较２００４年２０２．２ｍｍ减少９．６％。土壤湿润指数总的趋势与降水近似，显现略增长态势，但２００９年土壤湿润指数较低，较均值减少２．５％，较２００４年减少５．６％。由此可见，近１０年北方荒漠化地区降水总体在增加，土壤湿润指数也随之增高，植被生长环境进一步好转。３．２两期数据对比
将监测数据分２０００－－２００４年和２００５－－２００９年两期进行对比分析，如图３所示，北方地区前后两期降水量基本持平。分区域来看：内蒙古东部与青海
２８０
函２３０
＊
逝１８０
１３０８０
呼伦贝尔内蒙古内蒙古阿拉善青海东部中部高原北部
北疆南疆
北力
地区
图３
北方七大区域两期降水量对比
％／妊靶婴剿群ｒ呼伦贝尔
内蒙古内蒙古阿拉善青海东部中部高原北部
北疆
南疆
北力
地区
图４北方七大区域两期土壤湿润指数对比
林业资源管理第４期
４结论与讨论
以往偏多，干旱区气候总体趋向暖湿，部分地区生态环境有所好转。但我国北方荒漠化地区生态环境脆弱，干旱区缺水少雨的基本状况没有改变，干旱区生态脆弱的特征也没有根本性改变，在自然和人为因素的共同影响下，生态环境极易遭到破坏，但也存在着恢复逆转的可能和潜力。参考文献：
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析［Ｊ］．气象学报，２００４，６２（２）：２２８—２３６．
［４］陈隆勋，邵永宁，张清芬，等．近四十年来中国气候变化的初步
分析［Ｊ］．应用气象学报，１９９１，２（２）：１６４—１７３．
１）北方干旱区近１０年降水总体略显上升趋势，前（２０００－－２００４年）后（２００５＿２００９年）两期降水量基本持平。２００９年北方地区平均降水相对较少，较均值减少６．０％，较２００４年减少９．６％。土壤湿润指数与降水量趋势基本一致，呈现略增长态势，反映出该区域生态环境相对好转。
２）呼伦贝尔、内蒙古中部近１０年降水趋势平稳；南疆、北疆降水呈减少趋势；内蒙古东部、阿拉善高原和河西走廊略显增加趋势，青海北部降水增加明显，降水量的持续增加有利于青海北部生态状况的进一步改善，有利于土地荒漠化的逆转，该区域呈现生态环境明显好转趋势。土壤湿润指数与降水趋势基本类似，但北疆趋势向好，北疆土壤湿润指数的增加与当地良性的人为活动密不可分。
３）大多数情况下，在干旱的荒漠化地区，植被的生长状况（即土壤湿润指数）与降雨量呈正相关的关系，降水量越大，气候越湿润，植被生长条件越好，越有利于土地荒漠化的逆转。但是针对某些具体区域，应该具体分析。例如北疆地区，近１０年降雨量呈下降趋势，但土壤湿润指数仍然持续上扬，降雨量的减小并没有太大地影响植被生长，说明该区域内部环境调节能力增强，人为良性因素起到一
定作用。
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（２）：２０８—２１６．
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ｄｕｅｅｄ
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４）气候变化是自然界的一种正常现象，自２０００年以来，我国北方大部分地区年平均降水量比
［１０］ＳｕｎＳｉｈｅｎｇ，ＦｕＲｏｎｇ．Ｕｔｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅ
ＣＥＷＢＭＳｆｏｒＤｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＡｒｉｄＬａｎｄＧｅｏｇｒａｐｈｙ，２００３，２６：４７—５３．
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《中国人造板》（月刊）由中国林业科学研究院木材工业研究所主办，中国林
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近10年我国荒漠化地区干湿变化分析
作者：
作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
付蓉， FU Rong
国家林业局调查规划设计院,北京,100714林业资源管理
Forest Resources Management2013(4)
参考文献(10条)
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引用本文格式：付蓉. FU Rong 近10年我国荒漠化地区干湿变化分析[期刊论文]-林业资源管理 2013(4)