973项目“中国北方沙漠化过程及其防治研究”

http://www.sina.com.cn 2005/03/23 11:44

　　申请人信息

　　1.项目负责人姓名：王 涛

　　工作单位(或学校、社团)名称：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

　　2.联系人姓名：薛 娴

　　联系人地址：兰州市东岗西路260号

　　联系人邮政编码：730000

　　联系人电子邮件地址：xianxue@ns.lzb.ac.cn

　　申请/推荐项目说明

　　3.领域(单选)：

　　 沙尘暴及荒漠化研究与防治

　　4.申请/推荐主体(单选)：

　　 个人

　　5.项目名称：国家重点基础研究发展规划(973)项目“中国北方沙漠化过程及其防治研究”

　　项目首席科学家：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 王 涛 研究员

　　6.项目综述：

　　国家重点基础研究发展规划(973)项目“中国北方沙漠化过程及其防治研究(TG2000048700)”(2000.10-2005.09)是在近几十年来我国北方沙漠化土地迅速发展、20世纪最后几年强沙尘暴过程呈增加趋势，并造成巨大经济损失、引发大范围环境退化和国内外社会广泛关注的情况下，由国家科技部通过公开竞争和评审后，于2000年10月启动的旨在进一步认识沙漠化(包括沙尘暴)过程、为沙漠化的防治的理论和实践提供科学依据和技术支撑的的基础和应用基础研究计划。本项目集合了来自中国科学院有关研究所、国家教育部的兰州大学、北京大学、西安交通大学、北京师范大学和内蒙古大学、中国气象科学研究院、中国林业科学研究院、农业部草原研究所等研究机构的相关领域的院士、学者、专家和研究人员100余人，在国家财政拨款2500万元和部门匹配1000多万元的经费支持下，开展多学科、多部门综合系统的研究工作。

　　开展本项目的研究，将揭示我国沙尘暴多发的原因、源地、发生规律和传输路径，认识我国北方沙漠化过程、现状、沙漠化土地时空分布及趋势等，对加快实施国家西部大开发战略、促进地区社会经济发展、缩小东西部差别、保障政治稳定、民族团结和国家安全等方面具有重要现实意义；能够为全国沙漠化防治规划的制定和实施提供理论基础和技术支撑，为《全国防沙治沙工程规划》和《全国生态环境建设规划》的实施服务；特别是预期实现的沙尘暴预报预警方法与系统，对采取有效措施、减轻灾害损失、改善环境质量等都具有重要意义。本项目还将研究现代人类活动方式对沙漠化以及沙尘暴的影响，提高公众以及社会团体的环保意识；本项目将总结国内外的防沙治沙技术、探索新的防沙治沙措施，为防沙治沙工程实施服务。

　　7.项目地点：

　　中国北方10个省、市、自治区(北京、内蒙古、新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、辽宁)的177个县、旗、市，研究和监测的总面积达256万平方公里。

　　8.项目开始的时间： 2000 年10月1日

　　9.项目完成或预计完成的时间：2005年9月30日

　　10.项目目标

　　揭示我国沙漠化形成的自然和人文背景，阐明我国沙漠化发生发展的原因、物理过程、生物过程及动力学机制，认识沙尘暴的形成与发展过程，建立沙尘暴的预报预警方法，确定我国沙漠化和沙尘暴的重点防治区域，提出防治对策和防治区划，为我国西部大开发中沙漠化防治的战略决策提供科学依据。

　　确定主要沙漠化地区的水土资源承载力和合理利用途径，提出区域植被恢复重建的规模、格局，建立不同类型区沙漠化综合整治模式和人工植被建设模式，进行新固沙植物种的培育、推广和新技术的集成及其技术经济评价，为沙漠化地区生态环境建设和可持续发展提供理论与技术支撑。

　　凝聚一批年轻学科带头人和学术骨干；强化现有沙漠与沙漠化科学研究队伍，充实完善从事沙漠化研究的实验基地。建成我国的沙漠化研究基地，进行地球科学、生命科学、大气科学、环境科学、物理学等多学科交叉和部门间强强联合，促进我国沙漠科学及相关学科的发展。

　　通过科研成果的推广、宣传，提高公众和社会团体的环境意识，促进公众参与我国沙漠化防治的积极性。

　　11.目前已经取得的项目效果：

　　历史时期沙漠化过程的研究成果：研究了湖泊沉积、树木年轮等，恢复近2000年来干旱区气候变化及其对沙漠化过程的影响；研究干旱区古城变迁、绿洲开发史、人口变迁等恢复人类活动对土地沙漠化发展的影响；综合自然因素和人为原因，提出了一些地区土地资源开发过度的判定指标，计算了典型地区不同时期沙漠化过程中自然因子与人为因素的贡献率。

　　风沙运动的力学机理与土壤风蚀的定量研究成果：在风沙动力过程研究的基础上，通过理论分析与数值模拟，给出了联系风沙运动宏观研究与微观研究的关键途径，起跳沙粒初速度分布函数(或击溅函数)；在此基础上建立了更加符合实际的风沙运动基本模型，为提供防沙治沙的有效性定量评估方法和模式奠定了基础。研究过程中还对前辈的权威公式，提出修正；同时，围绕土壤风蚀因子与预报模型和典型土壤风蚀的可容忍量(T值)开展了研究工作，为建立土壤风蚀模型和中国北方土壤风蚀区划的完成奠定了基础。

　　沙尘暴形成机制及预报、预警方法研究成果：建立了北方沙尘暴多发地区及下风向观测网，进行粉尘气溶胶的长期监测，采用了先进的碳同位素比值源区示踪，研究沙尘暴形成机制和输送过程；资料分析与数值模拟相结合，进行沙尘暴典型输送过程及2000-2002年春季大气粉尘气候学模拟；研究了2001-2003年春季北方每日PM10浓度数据，春季粉尘气溶胶的区域输送路径与源区；完成了光学厚度、载沙量计算的卫星反演工作；建立了沙尘暴数值模式，已应用在中国气象局常规预报中，在2004年沙尘暴预报中表现良好，还在不断完善。

　　沙漠化的生物过程与植被恢复重建机理成果：围绕沙漠化过程中土壤C、N的变化规律进行的研究，从植物群落、种群、个体和细胞四个层面探讨沙漠化过程中植被的受损特征；从植物生态学、生理生态学和沙漠学角度深入研究植被(植物)、适应对策及植被恢复机理；从植被繁殖、土壤种子库与植被的关系、种子的萌发与存活、形成结构和生长节律、植物生理生态变化等方面摸清植物对风沙、干旱环境的响应和适应对策和沙地植被的增长规律和制约因素及人工植被的稳定性机理。对沙漠化的生物过程有了系统的认识，为沙漠化防治打下了坚实的生物学的理论基础。

　　沙漠化综合防治战略与优化模式研究成果：利用2000年卫星遥感数据制图，结合以往研究成果，完成了北方沙漠化现状、发展特点、成因过程和发展趋势；从生态系统管理的角度入手，通过对典型地区土地利用安全格局的确定，探索可持续发展目标的沙漠化综合防治的科学途径。已经建立了毛乌素沙地、浑善达克沙地、乌盟后山沙漠化区和科尔沁沙地的沙漠化治理模式点及其治理优化模式。在典型地区已推广了一些成功的模式。固沙技术和材料的研究也有突破性进展。

　　12.开展项目的动力是什么？

　　 国家973沙漠化项目的首席科学家王涛博士大学毕业以来，已经在沙漠和沙漠化科学领域学习和研究20多年了，他敬佩老一代沙漠科学工作者为国家利益和科学目标而艰苦奋斗和无私奉献的精神，热爱所学习和研究的工作，希望能够通过持续的努力，为中国沙漠和沙漠化科学的发展贡献自己的力量。他能够携带全家人从日本回到兰州继续从事这项工作，也说明了他的热情和执著。

　　我国土地沙漠化发展的速率不断加快、强沙尘暴的灾害程度愈来愈高、危及沙漠化区域人民的生存发展，加重了贫困程度，导致大面积可利用土地资源的丧失，缩小了中华民族的生存空间。沙尘暴与沙漠化问题的迫切性，需要有事业心和责任感的人们积极投入精力来研究和解决，这也给了项目参加者施展才能的舞台、为国家和学科服务的机会—是开展项目的动力所在。

　　13.简要描述项目的成功之处？

　　在全体参加人员的共同努力下，项目执行4年来，已发表学术论文 390余篇，其中被国际权威科学期刊索引 SCI收录90多篇；出版发行专著 5 部；获省级二等奖2项,三等奖 1 项；推广沙漠化土地防治技术和沙害治理成功模式中已获直接经济效益 2 亿多元；已获国家实用新型专利授权12项；已培养博士后6人,博士30人,硕士24人,项目支持在读博士和硕士研究生50多人。

　　14.介绍项目团队

　　本项目集合了来自中国科学院有关研究所、国家教育部的兰州大学、北京大学、西安交通大学、北京师范大学和内蒙古大学、中国气象科学研究院、中国林业科学研究院、农业部草原研究所等研究机构的相关领域的院士、学者、专家和研究人员100余人。

　　项目的咨询组专家由国家科技部聘任的陈运泰院士(中国地震局地球物理研究所)、李泽椿院士(国家气象中心)和李文华院士(中国科学院地理科学与资源研究所)组成。

　　项目聘请了程国栋院士(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所)、安芷生院士(中国科学院地球环境研究所)和李吉均院士(兰州大学)为科学顾问。

　　项目各课题的主要负责人是：

　　王 涛 研究员 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

　　王乃昂 教 授 兰州大学

　　郑晓静 教 授 兰州大学

　　张小曳 研究员 中国科学院地球环境研究所

　　赵哈林 研究员 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

　　陈发虎 教 授 兰州大学

　　15.项目资金来源及额度

　　中央财政拨款 2500万元，各承担单位配套1000多万元。

　　16.请依据评审的三个原则，对项目进行详细说明：

　　① 实效性

　　对我国沙漠化的总体形势做出了科学、细致、权威的判断，为环境政策的制定、人地关系和产业结构的调整提供了坚实的科学依据:在过去的50多年里，沙漠化土地以其迅速发展和范围的不断扩大，成为中国北方主要的环境与社会经济问题。遥感监测结果表明，到2000年北方沙漠化土地已达到 38.57×104km2，其中潜在和轻度沙漠化土地13.93×104km2，中度沙漠化土地9.977×104km2，重度沙漠化土地7.909×104km2，严重沙漠化土地面积 6.756×104 km2。沙漠化土地主要分布在农牧交错带及其以北的草原牧业带、半干旱雨养农业带和绿洲灌溉农业带。对1950年后期、1975年、1987年和2000年沙漠化土地遥感监测结果进行对比分析显示，我国北方沙漠化土地自20世纪50年代后期以来一直处于加速发展的态势，沙漠化土地年均发展速率20世纪50年代到70年代中期为1，560 km2，1976年到1988年提高到2，100 km2，1988年到2000年之间达到3，600 km2。“整体恶化，局部治理”是北方沙漠化土地的基本趋势。沙漠化土地的迅速发展不仅使中国北方的生态环境面临严峻的挑战，而且将严重影响中国整个北方地区国民经济的发展以及人民生活水平的提高。

　　预测了我国沙漠化发展的未来趋势，指出北方农牧交错带北部的干草原地区和内陆河流域是我国沙漠化迅速发展的地区，也是我们治理的重点地区。给出了北方10省市177个县旗市的沙漠化分类和分级数据，并有相应的地图，空间分辨率可以达到120米，并可以提供快速数据更新，使得基层单位实施详细的科学防沙治沙成为可能。

　　初步建立起了我国沙尘暴监测网络，研究了我国沙尘暴发生的规律、源区、传输路径，为沙尘暴预警和治理提供了科学依据：在沙尘暴形成和输送机制研究中一个重要的结论是，影响我国乃至东亚的沙尘暴尘源有40%来自国外，包括中亚和蒙古国中南部；以阿拉善高原为中心的国内尘源占60%。国外尘源的减少可以使我国发生沙尘暴侵害的机遇减少60%。沙尘暴形成机制和输送过程的研究任务告一段落，进入集中进行预警预报研究阶段，预警预报准业务系统已经试运行。

　　在野外实地观测了不同沙漠化地表的输沙量，并在风洞中进行了模拟试验，提出了我国风蚀的区划、特点和治理措施。总结了我国沙漠化土地治理措施，在风洞试验室中进行了有效性模拟试验，提出了不同地区这些措施合适的参数，改进了防沙治沙措施的效率，提高了工程防沙措施的效益。

　　 研究了沙漠化过程中的植被演替规律和土壤养分的变化，提出了相应的沙漠化治理中合理的植被物种和盖度。揭示了沙质放牧草地沙漠化过程中植被受损退化的过程，阐明了植物对沙漠化的一些适应对策，提出了半干旱区沙治质草地以轻度干扰(40-45%利用率)为宜的定量指标，确定了沙漠化过程中，土壤C、N的衰减存在渐变和突变规 律，估算了近40余年来我国沙漠化地区土壤有机碳损失量，沙漠化治理的固存量，以及土壤C、N变化对土壤水温和土壤微生物、动物的影响。在科尔沁地区创立和总结了乡、村、户三级“生态网”、“多元系统”、“小生物圈”沙漠化土地治理开发模式和一批先进适用的技术方法。累计推广新技术40多项、新品种100多个，面积近百万公顷。推广沙漠化土地防治技术和沙害治理成功模式中已获直接经济效益 2 亿多元。

　　根据研究结果，通过中国科学院向政府提交了我国沙尘暴形势的报告，得到了国家领导人(如朱镕基总理、温家宝副总理和邹家华副委员长)重视和批示。

　　② 献身与投入

　　近5年来首席科学家王涛博士共投入40多个月的时间进行项目研究，深入沙漠化地区进行野外调查和实地研究，行程万余公里。

　　来自十余个研究机构的100余名科研人员共投入3000多个人月的研究时间。

　　累计经费投入已超过3000万元。

　　③ 可持续性

　　本项目所建立的中国沙漠化数据库系统将持续不断更新，为决策、环保、公益提供动态的全国沙漠化分类和分级数据，覆盖我国北方10个省、市、自治区(北京、内蒙古、新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、辽宁)的177个县、旗、市，总面积256万平方公里。

　　本项目所建立的沙尘暴预警方法将在我国沙尘暴预警服务中持续应用，并成为以后研究的重要基础。

　　本项目总结和推广的沙漠化土地防治技术和沙害治理成功模式，将继续服务于广大沙漠化地区，并期待着获得更好的经济、环境和社会效益。本项目确定几个沙漠化治理的重点区域如农牧交错带、荒漠草原区和干旱内陆河流域，将会在今后沙漠化治理工程中引进更多的资金和技术支持。

　　本项目总结和推广的铁路、公路、重要设施和文物古迹(如世界文化遗产敦煌莫高窟)等的防沙治沙技术已经并且将继续得到应用。

　　项目申请/推荐人声明：

　　本人详细、充分了解并完全同意活动的规则，并保证以上所申报的资料完全属实，符合申报要求。