土壤荒漠化与生态工程考研
西北地区是干旱半干旱地区，土地辽阔，但水资源相对贫乏，是当地经济社会发展和生态保护的主要限制因素。在全球气候变化的大背景下，未来中国西北地区的水资源会发生什么变化？这不仅是一个重要的科学问题，而且对规划地方发展战略具有重要的现实意义。
石亚峰对中国西北地区气候和水资源的变化做了大量的研究。他认为西北干旱区在20世纪处于气候干旱和水资源萎缩的过程中(石亚峰，1995；2001)，而乌鞘岭和日月山西北部和西部的气候在80年代后期由暖干转为暖湿(石亚峰等，2002)。2005年6月，在兰州“科学与中国”会议上，他进一步明确了以下观点:“随着未来降水的增加和冰川融水的增加，西北和青藏高原的径流或地表水资源也将增加，西北和黄河源区的干旱将转为雨季，但具体的转湿年份无法准确预测”(宋华龙，2005)。
20世纪80年代末以来，我国西北地区西部的降水一直呈增加趋势，这已被气象和水文资料所证实(刘春琦，2000；任国玉等人，2000年；周等，2005)。但是，对于升温后蒸发量的变化趋势有不同的理解。一些研究认为地表蒸发会增加，而另一些研究认为蒸发会减少(任国玉，2005)。特别是暖湿(或暖干)气候变化引起的内陆河流域两大水源冰雪带和林带径流变化对山区径流总量变化的综合影响仍需进一步探讨。
目前回答这个问题的最大障碍之一是缺乏满足研究需要的山区不同区域的综合观测(模型模拟)。今后，在加强冰雪带和林带径流变化观测的基础上，重点研究以下问题:(1)西北地区暖干与暖湿在时空尺度上的气候变化变化；(2)在气候变化的背景下，西北地区的蒸发量将如何变化？(3)气候变化对山区冰雪带和林带径流变化的总体影响。
二是生态用水与生产和生活用水的协调
流域生态需水量是指为维持流域正常的生态和环境功能而必须储存和消耗的水资源量(刘长明，2004)。长期以来，由于对生态需水重视不够，西北干旱区水资源过度开发利用现象普遍存在。生态需水量受到大量挤压，生态环境质量恶化十分严重。如塔里木河、黑河、石羊河，由于水资源的过度开发利用，其河流下游水资源锐减，河流断流，湖泊、沼泽萎缩(台特玛湖、居延海、青土湖干涸)，地下水位下降，植被(胡杨、沙柳等)。)已经死亡，生物栖息地被打破消失。
在中国西北干旱地区，由于降水稀少，水已成为维持生态系统的关键因素。只有在雨量较多的山区和平原的河流两岸，才能有较好的植被分布。西北地区生产、生活用水和生态用水的矛盾十分突出。为了解决这一矛盾，合理分配两者的用水量，一个关键问题是生态需水量的定量估算。
估算生态需水量的常用方法有:(1)传统水文流量计算方法(标准流量法)；(2)基于水力学的水力学方法；(3)基于生物学的生物栖息地法。然而，传统的西北内陆河流域生态需水量估算方法仍存在许多问题。比如如何确定下游适宜的生态水位？它和沿海植被生长有什么关系？与河流的水位和流量有什么关系？尾湖应该保护到什么程度？如何确定需水量？天然绿洲的变化与河流水量有什么关系？与泄洪量和淹没范围有什么关系？等等，现有的方法很难确定。缺乏足够的观测数据也是重要原因之一。
未来重点科研工作包括:(1)加强生态水文学研究，特别是水与生态系统变化关系规律性的研究；(2)将生态用水、生产用水、生活用水的配置与流域水循环和水平衡结合起来进行研究；(3)综合研究不同水资源配置下的生态、环境和经济效应。
第三，草原退化
根据北方地区实测样方数据，西北五省草地总面积为11975万ha，各种因素造成的退化草地总面积为6960万ha，占草地总面积的58%。其中，轻度退化面积3020.9万公顷，占总退化面积的43.4%；中度退化2650.7万公顷，占总退化面积的38%；严重退化面积为654.38±02.89万公顷，占总退化面积的654.38±08.5%。与20世纪80年代和90年代的调查结果相比，草地退化有加剧的趋势(洪茂增，待发表)。
对于西北干旱区如何治理草地退化，走可持续的草地畜牧业经营之路，争论的焦点是:在西北脆弱区应该粗放还是集约？是自然轮牧还是大规模定居(李湘林，2002)？支持集约化的观点认为:(1)集约化的草地畜牧业生产是现代草业的发展方向；(2)人工草地建设是解决牲畜稳定饲草来源问题的有效途径；(3)人工草地建设有利于草地管理；(4)可以减轻天然草地的压力；(5)有利于草原地区的社区建设和教育发展。但支持粗放生产的观点认为(1)游牧和季节性迁徙的生产方式是世界上几乎所有畜牧区(包括中国北方草原区)牧民几千年智慧的结晶，符合中国北方草原资源空间分布不均、季节差异大的特点。而北方和西北干旱区高强度的草地畜牧业生产更容易造成草地退化；(2)澳大利亚等国，类似于我国西北内陆干旱地区，也实行粗放经营方式，不提倡集约化生产；(3)大规模人工草地建设，消耗土壤水分，造成土壤干燥(魏永生等，2004)。
实际上，因地制宜，在空间上合理配置集约和粗放经营才是正确的选择。但要做到这一点，还有很多科学问题需要探讨:(1)如何合理确定放牧“压力”，计算气候季节、年内波动较大的西北地区草地载畜量？特别是如何根据草地承载力的时空变化选择合理的管理模式？(2)如何综合考虑草原退化和牧民生计，合理确定经营性草原和保护性草原面积的比例？
四。沙尘暴灾害和荒漠化
2000年及随后几年中国北方沙尘暴灾害的加重，引起了人们对中国生态状况的广泛关注，也是政府加大生态建设项目投入的主要驱动因素之一。然而，近年来沙尘暴的加剧在多大程度上是人类活动造成的？或者说和荒漠化有多大程度的关系？又在多大程度上与气候波动有关？学者见仁见智。
中国荒漠化防治技术与模式
五项技术可有效遏制荒漠化。
1.植物固沙
这是治理流沙最根本也是最经济有效的措施。固沙植物可以为沙区的人畜提供燃料和饲料，同时可以恢复和改善生态环境。其内容主要包括:建立人工植被或恢复自然植被；营造大面积的林带，防止风沙侵入绿洲、交通线和城市住区；建立防护林网，控制耕地风蚀和牧场退化；保护封闭的自然植被，防止固定和半固定沙丘和沙地的沙漠化危害。
2.工程防砂
治理流沙时，用木柴、粘土、鹅卵石、网板等材料设置障碍物或铺压覆盖，起到阻挡固沙的作用；利用地形设置屏障，改变强风方向，输送和引导泥沙定向吹；采取一定的工程措施，对干扰进行机械控制，从而固阻、导输流沙，定向塑造风沙地貌，改变沙况，化害为利。
3.化学固沙
在流沙上喷洒化学胶结物质，可以在沙面形成具有一定强度的保护壳，隔绝气流对沙面的直接作用，提高沙面的抗风蚀能力，达到固沙的目的。
4.旱地节水
水资源缺乏是制约荒漠化地区土地综合整治和开发的主要问题。因此，引进和发展节水技术，发展灌溉农业非常重要。一般采用渠道防渗、低压管道输水、喷灌微灌、田间节水等技术。
5.退化土地开发
中国在防沙治沙的同时，进行适度开发利用，形成和完善了许多农牧业发展技术。农业方面，主要有引水造沙、老绿洲农田改造、衬沙水稻种植、盐碱地改良、日光温室种植养殖、地膜覆盖栽培、无土栽培等技术。畜牧业方面，主要有合理轮牧、以草定畜、草地改良和温室养殖技术；农牧业综合技术主要包括“小生物经济圈”建设和小流域综合治理技术。
四款国产机型值得推广。
1.赤峰模式
赤峰市位于内蒙古自治区东部，历史上是一片水草丰美的草原。由于土地利用不合理，沙化土地达7万平方公里，占土地总面积的77%，退化草地251万公顷。全市70%的人口和12个旗(县)的148个乡镇受到荒漠化的危害。之后采用固沙造林种草技术、沙中覆膜水稻栽培技术和“小生物经济圈”调控技术进行治理。全市森林覆盖率由新中国成立初期的不足5%提高到21.2%，区域生态环境明显改善。赤峰模式适合在半湿润荒漠地区推广。
2.榆林模式
榆林地区位于毛乌素沙地南缘，沙化面积2.44万平方公里。6个县陷入重度沙漠，412个村庄被沙尘暴掩埋。在100年间，140千公顷的农田和牧场被吞噬。针对以风为主的沙质荒漠化土地，人们建立了“带、片、网”相结合的防沙治沙体系，使年沙尘暴日数从20世纪50年代的70多天减少到现在的20多天，呈现出人们退入沙林、庄稼繁茂的景象。榆林模式适用于半干旱地区的荒漠化治理。
3.林泽模型
临泽县位于甘肃省河西走廊中部黑河两岸。由于过度的砍柴放牧，植被破坏，沙漠化严重，原来的绿洲向南退缩了近500米。后来采取了以绿洲为中心，从边缘到外围“阻、固、封”的防护体系，使流沙面积从54.6%减少到9.4%。林泽模式适合在干旱区沙漠化危害严重的绿洲区推广。
4.和田模式
和田位于新疆塔克拉玛干沙漠的西南边缘。以绿洲为中心，建立防护体系，兴修水利，进行节水灌溉，采取固定流动沙丘的方法，治沙效果明显。被联合国开发计划署授予“全球环境500强”称号。和田模式适用于极端干旱地区的荒漠化治理。