陕北沙漠-黄土过渡带现代地貌过程及对气候与人类活动的响应机制

The desert-loess transitional zone in the north of Shaanxi Province is located at the multi-interfaces area, where the ecological environment is very vulnerable. Land desertification has significantly influenced the regional sustainable development. This research selects the desert-loess transitional zone of north Shaanxi Province as study area. The time series atlas of landscape patterns and geomorphic factors about material and energy are set up by the integration of field observations, experimental analysis and quantitative remote sensing inversion models.The spatial and temporal evolutional laws and trends of landform configuration and geomorphic material and energy are studied by using time series analysis and geostatistic method. In addition, by using the multi-source spatial data integration platform,the meteorological observation data, socio-economic statistics data and the atlas of geomorphic elements can be stored and analysed in the unify geographic reference and data standard. Therefore, mathematical statistics and GIS simulation techniques are used to explore the coupling relationships among the driving factors, macro factors and micro factors of the geomorphic process. Deep understanding of modern geomorphic process and its response mechanism to climate change and human activities will provide scientific basis for regional ecological environment construction and sustainable development in the desert-loess transitional zone of north Shaanxi Province.

陕北沙漠-黄土过渡带地处多重界面区域，生态环境极其脆弱，土地沙漠化是影响该地区可持续发展的重大环境问题。本课题以陕北沙漠-黄土过渡带作为研究区，融合野外观测、实验分析和定量遥感反演多种监测手段，获取研究区现代地貌景观格局以及地貌过程物质、能量微观要素的时间序列图谱；通过时间序列及地统计学等相关技术分析，揭示沙漠-黄土过渡带地貌形态、物质和能量的时空演变特征；进一步将气象观测数据、社会经济统计数据和地貌要素时间序列图谱集成于统一的地理信息平台，运用GIS空间分析和数理统计方法，探讨地貌过程中驱动要素-宏观要素-微观要素三者之间的时空耦合关系，阐明气候变化和人类活动加剧背景下的陕北沙漠-黄土过渡带现代地貌过程与响应机制，为区域生态环境建设和可持续发展提供科学依据。

全球环境变化和区域可持续发展是当前地球科学和环境科学研究的中心议题。在全球变化研究中，环境脆弱生态区和自然地理过渡带的区域响应是其研究的重点方向。十八大以来生态中国成为国策，国策明确指出黄土高原和干旱沙地是生态建设的重点地区。另外，国家在中长期科技和产业规划中，将遥感与地理信息技术列入重点发展领域，服务于国民经济发展。本项目立足于全球变化研究的敏感地带以及我国环境建设的重点区域这一理论和实际需求，通过现代地球信息技术的应用，加强对这一地带地表关键环境要素的监测、分析与模拟，以准确认识这一地区现代地貌过程，为区域生态系统修复和建设提供决策，对实现该地区可持续发展具有重要的科学意义和社会实际意义。本课题着重研究陕北沙漠黄土自然地理过渡地带近30年来短尺度高时间分辨率的现代地表过程与机制。从地球系统科学思想出发，围绕这一地带气候-植被-地貌复杂相互作用过程，从物质能量微观角度选取影响地貌过程的关键要素，通过气象台站观测数据和遥感定量反演技术，获得研究区逐月时间尺度的关键要素时间序列图谱，进一步分析关键要素之间的时空耦合关系，取得了一定的进展。发表学术论文5篇，获得软件著作权一项，培养研究生4名。课题负责人入选第四纪学会海岸海洋专业委员会委员，同时依托该课题获得国家留学基金委资助，赴美国加州大学和国际著名沙漠研究专家欧凯教授合作，继续开展风沙地貌过程的相关研究。