干旱区资源与评价

干旱区资源与评价

第一章绪论

一、资源、自然资源的概念

1、资源：指环境中能为人类直接利用，并带来物质财富的部分。包括：自然资源和社会经济资源(人力、资金、技术等).

2、自然资源

人类可以利用的自然生成物，以及生成这些成分的环境功能，称为自然资源。

3、自然资源概念的共同点：

①自然资源不是脱离生产应用而对客观物质的抽象研究的对象，而是在不同的时空组合范围内有可能为人类提供福利的物质和能量；

②自然资源的范畴不是一成不变的，随着社会进步和科学技术的发展，人类对自然资源的理解不断加深，资源开发和保护的范围不断扩大；

③ 自然环境是指人类周围所有的外界客观存在物，自然资源则是从人

类的需用角度来理解这些因素存在的价值，因此，自然资源和自然环

境密不可分，但两者的概念又互有差异。

二、自然资源的类型、特点

1、自然资源的类型

地理分类：气候、水、生物、土地、矿产和海洋资源。

可更新资源：生物资源、土地资源、森林资源耗竭性资源

特征分类不可更新资源：如矿产资源。

恒定性资源：气候资源、潮汐能、原子能等非耗竭性资源。

易误用性资源：水资源、旅游资源。

利用分类：农业资源、工业资源、能源资源、旅游资源、医疗卫生资源等。

2、自然资源的特点

1）、可塑性和演变的不可逆性

2）、数量的有限性和潜力的无限性

3）、自然资源的综合性和整体性

4）、时空变化的不平衡性与节律性

5）、自然资源的多层次性与多功能性

值得注意：并非自然资源所有的功能及用途都具有同等重要的地位。

在资源开发利用时要全面权衡，按经济效益、社会效益、生态效益相统一的原则，借助于系统分析手段，通过科学的优化程度选择最佳方案。

三、自然资源的评价原则

1、以人类的利用为核心

2、遵循经济规律

3、遵循自然规律

4、遵循区域综合性规律

5、评价结果应以实用性为目标

四、自然资源开发利用的发展趋势

1、自然资源的开发利用要积极保持自然界的生态平衡

2、自然资源的综合开发

3、开源和节流是自然资源开发中并举的两个方面

4、开发利用自然资源要与保护资源和提高环境质量结合起来

5、自然资源研究和开发利用的国际性合作将日益加强

五、我国的自然资源现状

1、我国自然资源及其利用的基本特征是资源总量丰富但人均少，资源利用率低且浪费严重。中国最大的比较优势是人口众多，最大的劣势是资源不足。

2、我国土地资源的特点是“一多三少”，即总量多，人均耕地少，高质量的耕地少，可开发后备资源少。

3、中国草地可利用面积比例较低，优良草地面积小，草地品质偏低；天然草地面积大，人工草地比例过小，天然草地面积逐年缩减，质量不断下降。草地载畜量减少，普遍超载过牧，草地“三化”不断扩展。

4、矿产资源，虽然总量丰富，但人均占有量不足。同时存在三个突出问题：一是支柱性矿产(如石油、天然气、富铁矿等)后备储量不足，而储量较多的则是部分用量不大的矿产(如钨、锡、钼等)；二是小矿床多、大型特大型矿床少，支柱性矿产贫矿和难选冶矿多、富矿少，开采利用难度很大；三是资源分布与生产力布局不匹配。

5、淡水资源储备是指储存于地表和地下的可利用水量，也就是所谓的可更新水资源量。我国水资源总量并不少，但由于人多地广，人均占有量很少。

6、自然条件优越，海洋资源十分丰富，我国海洋资源开发起步较晚，开发能力较低。海上矿产资源开发、能源开发尚处在起步阶段，难以从根本上缓解我国现阶段资源短缺的状况。

7、生物资源总量大，但质量普遍较低；资源结构不尽协调；生物生产力年际变化大，季节性明显；区域分布不平衡。

8、我国自然旅游资源具有以下特点：类型多样，分布广泛；地域差异显著；受季节影响大；一些高质量的自然旅游资源往往地域偏远，开发难度大。

第二章干旱半干旱区自然资源形成

一、干旱半干旱区界定

1、湿润地区年降水量大多在800mm以上；

半湿润地区年降水量多在400（500mm）～800mm；

半干旱地区年降水量大多在200～400mm（500mm），

干旱地区年降水量在200mm以下。

2、中国科学院自然区划工作委员会将干燥度大于2.0的地区称为干旱区，干燥度1.5～2.0的地区称为半干旱区。

3、1977年，联合国荒漠化问题会议上由联合国粮农组织(FAO)等机构提出的荒漠化图以干旱指数P/ETP来确定干旱区界线。P表示降水，ETP表示蒸散，蒸散是用彭曼方法计算的，考虑了大气温度、风和太阳辐射。P/ETP <0.03的地区为极端干旱区，0.03< P/ETP<0.2的地区为干旱区，0.20

1、森林化(过程)时期——早第三纪湿润期

古地中海——特提斯海仍占据我国西南广大地区

●早第三纪我国北方土地形成的过程与地理特征,可概括为以下几点：

(1)自白垩纪晚期以来,地壳构造运动相对平稳,地表经长期剥蚀夷平,呈准平原化。

(2)气候主要为行星风系环流所控制,北部多受西风环流影响,湿润多雨;但南部夏季为亚热带高压所占有;西北地区盛行东北信风,相对干燥温凉。

(3)全境除西北地区(新疆、柴达木盆地、甘肃西部)为亚热带稀树草原外,其它地区均属森林环境。

(4)岩石风化作用旺盛,风化壳深厚,土地的物质淋溶过程明显,地表可溶盐大多被淋洗,富铁质化。

2、草原化(过程)时期——晚第三纪与早更新世半干旱期

早第三纪渐新世后开始的最重要的地理事件是喜马拉雅运动以比前更广阔更剧烈的气势进行着，古地中海大幅度抬升而成为高原与高山——青藏高原与喜马拉雅山，早期被夷平的地面再度抬起，并伴有大量的断裂。直到第三纪末——第四纪初期使青藏高原剧裂隆起。

●喜马拉雅山与青藏高原逐渐隆起的过程,，加速了我国北方地区的干旱过程，其原因主要是：古地中海的退出，不仅使我国西部地区完全成为陆地，而且使南亚大陆与欧亚大陆联成一片，大大扩大了欧亚大陆的面积，使其更为辽阔，这在很大程度上改变了海、陆间的水热对比关系，使我国西部及北部地区成为地球上最大陆地的腹地，大陆性气候必然会明显加强，由此改变了早第三纪的行星风系，并诱发形成了崭新的季风环流，成为控制我国当今气候的主导因素。

3、荒漠化(过程)时期——中更新世以后干旱期

自第四纪以来所出现的冰期与间冰期这种具有轮回变化的大气候变化，就是第四纪以来最重要的地理事件。这一事件的出现，无疑加快了从第三世纪开始的我国北方气候逐渐变得干冷的基本趋势，中更新世以后，我国北方地区便进入以荒漠化为主要特征的干旱时期。

●古地理过程对现代环境特征的影响

(1)古地理过程的进行，为现代地貌特征奠定了基本轮廊：

(2)第四纪以来所形成的季风环流的格局，成为控制本区气候的主要因素，

(3)由于长期干旱环境的深刻影响，植被类型较少，覆盖度很低，尤其是贺兰山以西，现代的荒漠特征与晚更新世后期保持了明显的一致性。

(4)由于土地的诸要素明显地受古地理过程的深刻影响，因此，土地本身不可避免地打上了古地理过程的烙印，这主要表现在土地的一些基本特征上，

第三章气候资源

一、太阳辐射资源特点

太阳以电磁波形式不断向外放射能量，称为太阳辐射。

太阳辐射资源主要指被地表吸收的太阳总辐射，约占到达大气顶界辐射量的51%。

太阳辐射资源的多寡主要由太阳高度角和大气透明度两个因素决定。

太阳总辐射变化是直接辐射和散射辐射共同作用的结果，并且主要由太阳高度角变化决定。

我国太阳辐射年总量，总的是东部小西部大。年内月总辐射量最低值在12月份，最大值出现在6月份。

二、太阳辐射资源的利用

1、光热转换

我国早在两千多年前的战国时期就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。

现代有制热与制冷。常见的有太阳能热水器、太阳能空调制冷、太阳能温室、蓄热太阳池。

2、光电转换

利用太阳能发电。如太阳能光伏。

简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。还有光能汽车、太阳能路灯等。

法国奥德约太阳能发电站是世界上第一个实现太阳能发电的太阳能电站。

3、光化转换

基本形式有植物的光合作用和光化反应。

三、太阳辐射资源的计算

（一）太阳总辐射的计算

主要采用经验公式：

Q = Qi?F1（p）?F2（s，n）

式中 Q：太阳总辐射；

Qi：理论太阳辐射，一般可通过天文计算公式获得或查表获得，主要包括天文辐射、晴天总辐射和理想大气总辐射三种；

F1（p）：大气透明度的影响函数；

F2（s，n）：天空晴朗程度的影响函数，其中s是日照百分率，n是云量。

1、利用天文辐射计算太阳总辐射

天文辐射是指完全由地球的天文位置，如日地距离、太阳高度、白昼长度等决定的太阳辐射，即到达大气顶界的太阳辐射。

Q = QA（a+bs）

夏半年a值的分布自西向东、自南向北减小， b值在西部地区变化不大，在东部地区自南向北增大。冬半年a值由南向北增加， b值在西部地区变化不大，在东部地区由南向北增大。

2、利用晴天辐射计算太阳总辐射

晴天总辐射是指天空晴朗无云时到达地表的太阳总辐射。

3、利用理想大气总辐射计算太阳总辐射

理想大气（干洁空气）是指大气中不含水汽、液态和固态杂质的混合气体。通过理想大气到达地表的太阳辐射被称为理想大气总辐射。

（二）太阳直接辐射与散射辐射的计算

翁笃鸣

S′= QA（as+bs2）

D = QA（an+b）

式中：

S′：直接辐射； s：日照百分率；

D；散射辐射； n：平均云量。

太阳直接辐射主要与大气透明状况有关,散射辐射主要与天空云量有关。

公式中的系数a、b因地区而异，见表。

四、太阳辐射资源的评价的指标

1、光合有效辐射（PAR）

光合有效辐射是指绿色植物进行光合作用时，被叶绿素吸收并参与光化学反应的那部分太阳辐射能

2、光能利用率

光能利用率是指植物光合产物中贮存的能量与其所获得的太阳辐射能的百分比。它反映植物进行光合作用的效率。

3、光合生产潜力

在光、热、水、二氧化碳等外界环境条件和作物的群体结构、长势及农业技术措施等都处于最适宜状态时，由作物的光合效率所形成的群体最高产量称为光合生产潜力，亦称作物产量的理论上限。

五、提高光能利用率

目前实际光能利用率与理论光能利用率相差很大，主要受其他环境因素（如CO2浓度，温度等）的影响。此外太阳辐射资源丰富地区往往干旱少雨。

1、改善微观环境条件

调整农作物种植方式、种植密度等，改善微观环境条件，使农作物群体能够充分利用投射的太阳辐射，减少漏射、反射等损失。

2、改善宏观环境条件

通过适当的人工措施，改进其它环境因子的适宜程度，如CO2含量正常，气温适宜，水分供给充足等，还可以通过培育新品种提高农作物对光能的利用率。

六、热量资源

热量是指地表或大气吸收太阳辐射后所产生的能量。热量资源主要是指农业生产可以利用的热量，通常以温度表示。

地表热量平衡是气候形成的能量因子

七、农业生产中热量资源的评价指标与计算

（一）基本温度指标

1、三基点温度

三基点温度是植物生命活动过程的最适温度、最低温度和最高温度的总称。

三基点温度的高低还与所处环境有关：热量资源丰富地区的三基点温度较高，反之则低。

2、最低致死温度与最高致死温度

当环境温度过低时，则会引起植株死亡，此时温度称为最低致死温度，所造成的危害称为低温害。使植物受害致死的最高温度成为最高致死温度，此时造成的危害称为热害。

（二）热量累积指标

1、界限温度

界限温度是指具有普遍意义的，标志某些重要物候现象或农事活动

的开始、终止或转折点的温度。如日平均气温。

2、生长期和无霜冻期

生长期分为气候生长期和实际生长期。气候生长期是指植物可能生长的时期，根据农事活动、农业类型等不同要求，常用界限温度期间的日数表示。它具有明显的地带性特点。实际生长期是指作物从播种到成熟的日期，或多年生植物从返青到枯黄之间的日期。它因作物种类、品种而异，并受环境条件如日照、温度、水分等影响。

无霜冻期是指一年内终霜冻日至初霜冻日之间的持续日数。

3、积温

积温是某一时段内逐日平均气温累积之和。

大于生物学下限温度的实际温度称为活动温度。

活动温度与下限温度的差值称为有效温度。

活动积温是指生物某发育期内或生命周期内活动温度的总和。

有效积温是指生物某发育期内或生命周期内有效温度的总和。（三）光温生产潜力

光温生产潜力是在农业生产条件得到充分保证，水分、二氧化碳供应充足，其它环境条件适宜情况下，理想群体在当地光、温资源条件下，所能达到的最高产量。它实质是光合生产潜力受到地区温度条件限制后的产量。

八、农业气象灾害

1、低温害

包括冷害、热带作物寒害和冻害。

冷害是指在作物生长季出现零度以上低温时对作物的损害。

热带作物寒害是指热带作物受低温侵袭，导致损伤或死亡，多发生在秋冬季节，与强烈的冷空气活动有关。

冻害是指植株体温降至零度以下，受冻损伤或死亡。

2、热害

包括高温逼熟和日烧。

高温逼熟是指出现高温而使作物早熟，品质受到影响并减产。

日烧是指强烈太阳辐射引起增温，致使植物表皮灼伤，最终因干旱缺水而死亡。

九、气候资源特征

1、无限性与有限性。

2、随时间变化的相对稳定性和波动性。

3、空间分布上的有规律性和区域差异性。

4、气候资源各要素之间、气候资源与其它自然资源之间的相互依存性和不可替代性。

十、气候资源评价原则

1、确定总体目标，即整体性原则。

光、热、水、气四个子系统。

2、因地制宜，明确优劣，即生产性原则。

确定指标要有生产的针对性和实用性。

3、因时制宜，减轻灾害，即主导因素原则。

空气随时间空间变化量小，由此产生的生物产量差异不大，可以暂时

不考虑。

4、最佳综合效益，即最优化原则。

评价过程在自然、技术、社会三方面达到最优化。

十一、中国西北干旱区气候资源特点

干旱区气候资源特点：

1、日照长、辐射强、太阳能资源非常丰富。

2、日温差大，热量资源独特。

3、水资源极端缺乏。

4、风能资源丰富。

●有关专家根据全国有效风能密度、有效风力出现时间百分率，以及大于等于3m／s和6m／s风速的全年累积小时数，将我国风能资源划分为如下几个区域。

1）、东南沿海及其岛屿，为我国最大风能资源区。

2）、内蒙古和甘肃北部，为我国次大风能资源区。

3）、黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海，风能也较大。

4）、青藏高原、三北地区的北部和沿海，为风能较大区。

5）、云贵川，甘肃、陕西南部，河南、湖南西部，福建、广东、广西的山区，以及塔里木盆地，为我国最小风能区。

6）、在4）和5）地区以外的广大地区，为风能季节利用区。有的在冬、春季可以利用，有的在夏、秋季可以利用。

第四章土地资源概论

一、土地和土地资源概念

1、土地

地球陆地表面具有一定范围的地段，包括垂直于它上下的生物圈的所有属性，是由近地表气候、地貌、表层地质、水文、土壤、动植物以及过去和现在人类活动的结果相互作用而形成的物质系统。（百度）

土地包括地球特定地域表面及其以上和以下的大气、土壤、基础地质、水文和植被，它还包括这一地域范围内过去和目前人类活动的种种结果，以及动物和它们对目前和未来人类利用土地所施加的重要影响。

2、土地资源

土地资源是人类现在和可预见将来的技术经济条件下，能为人类所用的那部分土地，具有质和量两个内容。

土地资源具有自然属性（自然物）和经济（人类利用改造土地）属性，土地的特性受自然和社会经济环境制约。

3、土地和土地资源的特性

（1）是自然综合体（自然 n）,是陆地表面具有一定厚度和范围的地段。

（垂直剖面:从土壤母质层和植被根系层，向上止植被的冠层）（2）是历史自然体，具有发生与发展的过程（时间 t）

（3）具有社会经济属性（制度s）

（4）具有经济利用价值（经济e ）

（5）位置的相对不可移动性

（6）面积的有限性

（7）土地的永续利用性（合理利用）

二、土地及土地资源分类

1. 基础分类体系

以整个自然综合体的发生和形态作为基础，根据整体特点的相似性和差异性进行分类，揭示土地资源的发生、演化、属性和分异规律

A.中国土地类型

土地带；土地大区；土地区；土地段；土地块；土地单元：

B.中国土地资源分类系统 (五级分类制)

土地资源纲；土地资源类；土地资源亚类；土地资源型；土地资源亚型

2. 应用基础分类体系

针对土地利用的特定目的,并选择与特定目的关系密切的土地资源属性(包括自然和社会经济属性)作为分类依据.

A.中国1:100万土地利用图分类系统 (20世纪80年代)

20世纪80年代中科院地理所制定三级分类制

第一级10个类型：根据国民经济部门

第二级42类型：土地利用条件的经营方式。

第三级35类型：根据地形条件和利用特点.

B.中国土地分类系统

2001年试行。根据土地用途分三大类三级系统

三、土地评价的概念及特点

1. 土地评价的概念

土地评价（land evaluation）土地评价是以不同土地利用为目的；估价土地潜力、土地适宜性、土地经济价值；最终成果通常是进行土地分等，又叫土地分等。

实质：对土地生产力高低的鉴定。

基本特征是比较“土地利用的要求”和“土地质量的供给”。2、土地评价的特点：

（1）必须有特定的目的

（2）必须针对一定的土地用途

（3）必须针对一定的时期

（4）必须综合考虑当地自然、社会和经济条件

（5）评价的结果应该能够直接用于指导生产实践

四、土地评价的研究现状与趋势

综合土地评价的概念:加拿大奎尔夫大学土地评价组致力于建立新的土地评价程序，把各种特定利用所要求的立地条件、土地现状属性、土地利用目的，对特定地区土地利用效益的估价等内容有机地贯穿起来。

土地生态评价：是以土地生态类型为基础，着重生态价值和功能的评价，它直接服务于景观生态设计和景观生态规划。

综合化、精确化、定量化三个特点

（1）综合化

土地评价是一项综合的研究工作，它不仅涉及土地的自然属性，还必须考虑土地利用的经济背景、土地立地条件、经济效益和社会效益。

（2）精确化

强调作物对土地的要求分析，提高了土地评价的精确性和应用价值，并将评价成果以图件和文字的形式直接提供给农民.

（3）定量化

模型方法在土地评价中的应用，并建立土地资源信息系统中的数据库、模型库和知识库，使土地评价的成果既能反映土地质量的时间变异，又能表现土地质量的空间分布。

五、土地评价的目的和任务

1. 土地评价的目的

（1）土地资源调查的重要组成部分

（2）土地利用规划的依据

（3）为估计土地利用和经营好坏服务

（4）为土地管理服务

（5）为土地交易、土地税收服务

2. 土地评价的任务

（1）从经营管理方面分析目前的土地利用，指出土地利用中存在的问题；

（2）综合分析土地的自然特性和社会经济要素，根据特定的土地利用类型，进行土地的适宜性评价和每种利用形式的效益分析，并指出土地的潜在生产力；

（3）伴随每种用途会产生哪些自然的、经济的或社会的不良后果，提出土地管理和改良的途径和措施。

六、土地评价的原理

研究对象是土地质量和土地用途，分析土地质量与土地用途的关系

研究目标是分析各种可能被考虑的土地用途在一定区域内的适宜性程度

1、综合性原理：考虑构成土地质量的形状很多种

2、限制性原理：寻找土地质量不能满足土地用途要求的主导限制性因子

3、可比性原理：建立统一的评价标准或评价指标体系

4、相对性原理：评价结果是相对某一地区的相对一等地、二等地

5、多样性原理：区域差异明显，确定不同的目标，采用评价方法

七、土地评价的原则

1.“三比较”原则

（1）比较土地利用的需求和土地质量

（2）比较土地的投入和产出效益

（3）比较不同的土地利用效益，作出决择

2. 针对性原则

针对特定的土地利用方式来进行（可以是农林牧大类或作物种类小类）3. 区域性和综合性原则

综合考虑被评价区域自然自然、经济、社会条件多种因素

4. 实用性原则

为农业生产和其它非农业用地部门服务的。

八、土地评价的类型

1.按目的

（1）土地潜力评价

土地潜力评价又分为两种：土地利用潜力和土地生产潜力（2）适宜性评价

适宜性程度和限制性程度是土地适宜性评价的主要依据（3）土地经济评价

（4）土地生态评价

（5）土地利用可持续性评价

2. 按照方法：

（1）定性评价；（2）定量评价；(3)定性定量结合法

3.按照评价途径

（1）直接评价；（2）间接评价

4.按照服务目标

(1)单目标评价 (2)多目标评价

第五章水资源

一、水资源概念

水资源为：全部自然界任何形态的水，包括气态水、液态水和固态水的总量；为水自资源赋予十分广泛的含义。实际上，资源的本质特性就是体现在其可利用性。

水资源为：可以利用或可被利用的水源，具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利用。这一定义的核心包括两个方面：其一是应有足够的数量，其二是强调了水资源的质量。有量无质、有质无量均不能称为水资源。

二、水资源特性

1、循环性

2、储量有限性

3、分布不均匀性

东南多，西北少；沿海多，内陆少；山区多，平原少；夏季多，冬季

4、利用多样性

5、利害两重性

三、水资源分类

1、地表水资源的分类

通用的做法是以自然形态划分地表水资源种类，如河川径流量、湖泊储存量、冰川积蓄量等。

2、地下水资源的分类

1)“四大储量”分类法（静储量、动储量、调节储量、开采储量）

2)“三种水量”分类法（补给量、储存量和允许开采量（地下水可开采

量）。

3）“两类资源”分类法（补给资源和储存资源）

四、水资源数量评价总原则：

1、山区地下水基本以河川集流形式排泄于河道，可用河川径流量近似代表水资源总量。

2、平原区水资源总量 = 河川径流量 + 地下水资源–互相转化的重复水量。

3、流域水资源总量 = 山区水资源 + 平原区水资源–山区和平原区间的重复计算量（——山前侧滲量对平原地下水补给：——山区河川基流对平原区地

表水的补给）。

五、区域水平衡通式

Pg = Rg + Eg + U

其中。降水下渗补给量（Pg），河川基流（Rg）、潜水蒸发（Eg）、地下潜流（U）天然情况下，总补给量为大气降水量（P），总排泄量为河川径流量（R）、总蒸发量（E）和地下潜流（U）之和，总补给量与总排泄量之差则为区域内地表水、土壤水、地下水的蓄变量（△V）。故区域的水平衡通式为：

P = R + E + U + △ V

在多年均衡情况下，区域蓄变量可以忽略不计，则上式简化为：

P = R + E + U

河川径流量可分为地表径流量（Rs）和河川基流量（Rg），即：

R = Rs + Rg

总蒸发量包括地表蒸发散量（Es）和潜水蒸发量（Eg），即：

E = Es + Eg

所以，区域水平衡通式可改写为：

P = Rs + Rg + Es + Eg + U

P = Rs + Pg + Es

六、水资源估算公式

在人们的实践活动中，常常将地表径流量（Rs）和地下水的降水入渗补给量（Pg）之和，作为水资源的总量（R总）。因此水资源估算公式一般可用以下通式表示：

R总 = Rs + Pg

Pg又可表达为：

Pg = Rg + Eg + U ±△Vg

在多年均衡的条件下，△Vg的变化可以不考虑，故上式可简化为：

Pg = Rg + Eg + U

地表径流量和地下径流量两部分共同组成河川径流量（R），即：

R = Rs + Rg

则水资源估算公式变为：

R总 = R + Pg - Rg

= R + Eg + U

七、水资源质量评价

水资源的质量问题是研究、开发水资源的中心内容之一。水资源的质量评价应包括水质评价和水环境质量评价这两个方面。

水的质量是指水体中所含物理成分、化学成分、生物成分的总和。而水环境质量则是从分析环境的基本概念和特征入手，由局部到整体，由外表到内里，对水环境系统的外部特征——环境状态，用科学的方法和手段所做的定性或定量描述。

水资源的质量具有区域性和动态性。

（一）水资源的质量分类

（1）水质量指标

①水的物理指标

a.颜色

b.嗅

c.味

d.透明度

透明度指水的清澈程度。水中悬浮物、胶体物质越多，透明度越小，也越浑浊。

②水的化学指标

a.酸碱度

b.矿化度

根据水的矿化度可将水划分为淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水等五类。

c.硬度

水的硬度可以用水中碳酸钙的含量或以德国度计，

③水的环境化学指标

a.化学需氧量（COD）

指水体中进行氧化过程所消耗的氧量，以毫克每升表示。

b.生化需氧量（BOD）

指水体中微生物分解有机化合物过程中所消耗的溶解氧量。

(2)水质分析的种类和方法

①水质分析的种类

a.简分析

简分析用于了解区域水化学成分的概貌，初步了解水质是否适于饮用。

特点：这种分析可在野外就地进行，分析项目少，精度要求低，简便快速，成本不高，技术上容易掌握。

b.全分析（并非分析水中的全部成分）

全分析项目较多，要求精度高，能较全面了解水体的水化学成分，通常在简分析的基础上选择有代表性的水样进行全分析，并对简分析结果进行检核。

c.专项分析

专项分析是为了满足某项目具体工作而提出的一些特需项目的分析。

②水质评价方法的分类

水质评价一般可分为以下几类：

（1）按评价对象的分类

分为大气降水水质评价、地下水水质评价和地表水水质评价。

（2）按评价时段的分类

分为回顾评价、现状评价和影响评价。

（3）按水用途分类

分为供水水质评价、养殖业用水水质评价、风景游览水体的水质评价及水环境质量评价等。

（4）按评价范围分类

分为局域性水质评价和区域性水质评价。

第六章生物资源

一、生物资源的概念

1、生物资源的概念

生物资源是指地球上对人类具有现实的或潜在的价值的基因、物种和生态系统的总称。

2、范畴

1)存在于生物细胞中的基因及其表现出来的性状；

2)植物、动物和微生物物种及其代谢产生的派生物质；

3)自然生态系统（森林、草原、荒漠、湿地、海洋等）和人工生态系统（农田、人工林、人工草地、鱼塘等）。

二、生物资源的特征

1、生物资源的可再生性

2、生物资源的稳态

表现为抵抗性、缓冲性和恢复力。

3、生物资源的周期性

表现为生物资源的数量周期性和质量周期性两个方面。

4、生物资源的地域性

5、生物资源的系统性

三、生物资源的价值

消耗性利用价值

直接价值

生产性利用价值

价值非消耗性利用价值

间接价值选择价值

存在价值

四、生物资源的利用原则

1、保持生物资源的可持续利用

2、保持物种的最丰富性

3、种群的最大持续产量

最大持续产量（maximum sustainable yield，MSY）是生物资源持续利用和开发中一种比较明智也是唯一的选择。根据种群生态学的理论，种群密度过高时，不利于种群产生新个体。种群数量只有适当时，种群的生长率最大，MSY 才能达到最大值。适合针对单个物种，且具有稳定的种群。

4、最适持续产量

比最大持续产量低一些，因为，各物种同时都维持最大持续产量一般是不可能的。

5、最小生存种群理论

最小生存种群理论（minimum viable population，MVP）是指一个物种存活所必需的个体数量，即在可预见的将来，具有很高生存机会的最小种群数量。

6、最佳生境原则

生境条件的优劣直接影响着生物生长的速度和生物量积累的多少。

五、生物资源的保护对策

1、开展生物资源的本地调查

2、建立自然保护区

3、加强资源生物的引种、驯养

4、严禁滥采乱伐、滥捕乱猎，制定保护法

5、加强法制，执法必严，违法必究。

六、干旱区生物资源

梭梭；肉苁蓉；枸杞；甘草

第七章矿产资源

“二十世纪末的中心问题就是能源和矿产资源问题。

矿产资源是人类生存、经济建设和社会发展的重要物质基础。

一、矿产资源基本概念

矿产资源是指经过一定地质过程形成的，赋存于地壳内或地壳上的固态、液态或气态物质，就其形态和数量而言，在当前或可以预见的将来，它们能成为经济上可以开采、提取和利用的矿产品。

二、矿产资源的特性

1、矿产资源是国土自然资源的重要组成部分

2、矿产资源的有限性

矿产资源的有限性，是稀缺性的根本原因。

3、矿产资源分布的不均匀性

4、矿产资源赋存的多样性

5、矿产资源的多组分和综合性

在矿产调查中，必须要进行“综合找矿、综合评价”，在开发过程中，必须强调“综合开发，综合利用”。

6、矿产资源的可变性和开拓性

三、矿产资源的分类与分布

矿产资源按其性质和用途通常分为：金属、非金属矿产和能源矿产三大类。

四、矿山开发的生态环境影响具体体现在以下几下方面：

1、水文地质环境的破坏

2、水体污染严重

3、土地的占用与破坏土地破坏的后果是：水土流失加剧，淤塞污染水体，增加扬尘，严重影响生态环境。

4、对大气的严重污染

五、废弃地生态恢复的意义

废弃地生态恢复的意义体现在社会效益、经济效益和生态效益三个方面。

废弃地的生态恢复具有很大的社会效益，一方面废弃地的生态恢复可以美化社会环境，避免居民远距离迁移带来的不便和种种隐患。另一方面，废弃地的生态恢复也可以节约土地资源，缓解目前发展中国家地少人多的现状。

废弃地的生态恢复顺应了发展循环经济的社会需求，可以促进工业产业链的重新组合，并为生态恢复单位带来可观的经济收益。一方面城市废弃地的生态恢复使土地生产力得以恢复、生态环境得以改善。另一方面，矿区废弃地的生态恢复也可以减少征用土地的费用，降低企业生产成本和经济负担。

对废弃地进行生态恢复，可以带来巨大的生态效益。

六、废弃地生态恢复的原则

1、自然原则

2、系统原则

3、无害化原则

4、经济原则

5、管理和监督原则

七、废弃地生态恢复的步骤

1、前期基础调查

2、现状调查和分析

3、地形地貌和土壤系统恢复

4、生态系统恢复

5、生态恢复的管理和监督

八、废弃地生态恢复的方法

1、工程恢复方法

表土处理方法；矿坑恢复方法；强夯、疏松、淋溶以及表土更换等土壤改良措施。客土法和土壤的电修复、热修复等。

2、化学恢复方法

酸化（添加炼铁残渣或有机质）、碱化（添加碱石灰）、去除盐分（添加石膏）、去除毒物（EDTA配合）、营养物添加（合适的化肥、有机质）等

3、生物恢复方法

初期的生物恢复方法包括微生物土壤改良、特种植物栽种、植物引种等；后期的生物恢复方法包括个体、种群、群落各个层次的生物恢复、控制技术。九、矿区废弃地生态恢复技术(详见课件)

?矿区废弃地地形地貌恢复技术

?矿区废弃地土壤系统修复技术

?矿区废弃地植被恢复技术

第八章沙产业和绿洲建设

一、沙产业的特征和核心

1、在空间上：

研究开发利用沙漠、戈壁、沙漠化和风沙化土地,也就是钱学森同志讲的“不毛之地”,以开拓人们的生活空间。

2、在定位上：以生物的特有机能,提高太阳能的转化率。

3、在核心上：利用现代新技术。

4、在经营上：以系统工程理论为指导,产业化经营,科学管理。

二、沙产业概念

钱学森：在“不毛之地”上,利用现代科学技术,包括物理、化学、生物学等科学技术的全部成就,通过植物的光合作用,固定转化太阳能,发展知识密集的农业型产业。

三、沙产业理论

1、以沙漠化防治、水资源合理利用为主要内容的生态理论

沙漠化过程发生后形成新的物质运动,具有其自身的规律。沙漠化过程显著的生态属性是它的反馈性。

2、以农业工业化为主要内核的沙产业经济理论

沙产业的经济理论就是产业经济理论。应与整个国民经济的发展要求相适应。为此,在当前和今后相当长的时期内,把沙漠和沙漠化地区的农业工业化,作为沙产业经济的核心。

3、以沙漠和沙漠化地区资源高效利用为主要内容的技术创新和技术传播理论

沙产业倡导利用现代科学技术,采用新材料、新工艺,人工改善植物固定和转化太阳能的生境,极大地提高光合作用的效率。

四、沙区高效型农业所采用的技术措施归纳起来主要有3种方式：

1、采用现代工程技术措施为作物营造最适宜的生长发育环境,从而达到优质、高产、高效。

2、节水保墒增效的农业栽培技术。

3、利用和开发作物本身所具有的抗逆性因素资源,通过选种育种,选择经济现状优良,耐旱耐瘠薄,低耗水高产值的沙性宜栽培种或品种。良种化和适地适栽始终是沙产业开发的一项重要工作。沙地经济植物的驯化栽培技术是沙产业开发中最具特色的一项工作。

五、沙产业技术路线

1、多采光：

沙区光能资源丰富,但利用率很低。在沙区,采用高科技和现代的研究成果,改善生物所必须的生长条件,提高太阳能的转化率是一项非常重要的增产、增收、有效的途径。

2、少用水

沙区自然降水少,但雨热同期。只有超旱生的牧草、灌木才能生长,没有足够水源灌溉,农林牧都难以利用,有足够水源灌溉,方可形成绿洲。

3、新技术

采用现代的高新技术成果。现代国际竞争的焦点是高新技术及其产业的竞争。高新技术是指当代的尖端技术。

通过高新技术的应用:一方面是可以改造传统的产业经营方式;另一方面是为了减少企业经营中人、财、物的投入,从而极大地提高劳动生产率。

4、高效益

兴办产业要高投入、高科技、高效益。

六、绿洲定义

1、侧重于景观方面的定义

“绿洲是在干旱气候影响下的、以荒漠为背景基础的、具有较高的第一性生产力的非地带性景观”

2、侧重于空间分布的定义

“绿洲是荒漠地区中水源丰富、土壤肥沃、草木繁茂的地方。”

3、侧重于资源方面的定义

“绿洲是沙漠中的沃土，终年水源不断。绿洲大小不一，从小泉水周围1公顷左右到大面积有天然水或灌溉的土地。”

4、侧重于社会经济活动的定义

“绿洲是荒漠中有水源，适于植物生长和人类居住或暂住，可供人类进行农牧业和工业生产等社会经济活动的地区”

5、侧重于系统分析的定义

“在一定的局部区域，在人类集中开发、利用的基础上，形成了以相对集约化的农牧业生产为基础的经济——生态地理系统，就是绿洲”

七、绿洲定义的内涵

1、绿洲是干旱区独有的地理景观

绿洲只存在于荒漠之中或被荒漠所环绕。

2、稳定供给的水资源是绿洲存在的基础

水资源是绿洲兴亡的关键

3、绿洲具有资源组合优势

4、绿洲构成独特的生态地理系统

茂盛生长的植被是绿洲主题景观。

八、绿洲的特征

1、地缘性——具有明确、清晰的边界范围

2、维水性——以水资源为核心，有较佳的资源组合条件

水资源是维系绿洲特别是农牧业生产的命脉，是绿洲经济开发的基础与核心，也是绿洲兴衰存亡的主要制约因素。

3、脆弱性——环境容量小，脆弱易变

4、高效性——经济、社会、生态效益协调良好

绿洲与周围荒漠地区相比，投入产出上有较高的经济效益、生态平衡上有良好的环境效益、社会稳定上有较好的社会效益。

5、演变性——荒漠化与绿洲化

6、双向态势——向内积聚、向外开放

九、绿洲类型

1、根据人类活动强度和自然环境的影响程度分类

天然绿洲；半人工绿洲；人工绿洲

2、根据形成的地质地貌条件或土地类型分类

扇形地绿洲；冲积平原绿洲；三角洲型绿洲

3、根据形成过程和建设周期分类

古绿洲；老绿洲；新绿洲

十、绿洲的功能生产功能；生活功能；生态功能

十一、绿洲的演化演化方向为正反两个方向，演化动力为自然应力和人文应力的共同作用。

十二、绿洲发展中的生态环境问题

1、干旱地区的一个世界性生态环境问题——沙漠化

有地域性，即分布在干旱地区，主要是由气候干燥区域土壤侵蚀而形成；也有普遍性，即全球各大陆均有覆盖，占陆地面积约20%。

2、绿洲荒漠化蔓延

水环境恶化；植被退化；耕地盐碱化；沙尘暴发生的频率和破坏程度急剧增加

3、绿洲生态环境污染

十三、绿洲生态建设的基本原则

1、坚持生态环境建设与生态环境保护并重的原则

2、坚持污染防治与生态环境保护并举的原则

3、坚持统筹兼顾、整体综合决策的原则

4、坚持绿洲城镇污染治理与农村生态环境综合整治双管齐下的原则

5、坚持生态效益、经济效益和社会效益三者相统一的原则

6、坚持环境保护与经济和产业结构调整相结合的原则

7、坚持依法保护和治理生态环境的原则

我国的干旱状况及其对农业生产的影响

我国的干旱状况及其对农业生产的影响 【一】干旱的概况 干旱指因久晴无雨或少雨，降水量较常年同期明显偏少而形成的一种气象灾害。干旱问题十分复杂，涉及的面也特别广，可分为气象干旱、农业干旱、水文干旱以及经济社会干旱等。干旱作为一种由气象因素引发的自然灾害，具有出现频率高、持续时间长、波及范围广的特点。干旱的频繁发生和长期持续不但会给国民经济特别是农业生产等带来巨大的损失，还会造成水资源短缺、荒漠化加剧、沙尘暴频发等生态环境问题。 我国是一个旱灾频繁的国家，同时也是一个农业大国，干旱灾害较其他自然灾害妨碍范围广、历时长，对农业生产妨碍也最大。严峻的旱灾还妨碍工业生产、城乡供水、人民生活和生态环境，给国民经济造成重大损失，尤其是经常受旱的北方地区，水资源紧缺形势日益严峻，并已成为制约农牧业生产的重要因素之一。 干旱在我国是妨碍区域最广、发生最频繁的气象灾害。新中国成立后我国对旱灾虽有一定操纵，但仍不断发生。1951～1990年全国平均每年发生7.5次，受旱农田面积约2000万公顷，成灾面积670万公顷，近30年因旱灾损失粮食占全国粮食损失总量的50%。1959～1961年三年连旱，累计受灾农田面积达1.1亿公顷，共减产粮食6115万吨。1997年全国受旱农作物3351万公顷，相当全国耕地面积的63%。 干旱在我国分布最为广泛，但不同地区受旱程度不一。1951～1990年我国有四个明显的干旱中心，即华北平原、黄土高原西部、广东与福建南部、云南及四川南部；其次为吉林省和黑龙江省南部、湘赣南部。 目前，内蒙古中东部、东北西部和北部、江南和华南大部旱情持续进展。干旱对东北地区作物产量造成的妨碍后期无法弥补，受旱地区粮食将会出现不同程度的减产；牧草生长也受到不利妨碍；江南、华南部分地区晚稻缺水移栽，旱地作物生长和水果品质受到妨碍。 【二】干旱对我国农作物的妨碍 〔一〕东北、江南华南旱情持续进展对农业生产的妨碍 6月以来，内蒙古中东部、东北地区西部和北部降水量持续偏少。7月份，黑龙江中部和西北部、内蒙古东部部分地区降水比常年同期偏少5成以上，同时气温偏高，上述区域旱情持续进展，重旱区要紧分布在三江平原西部、黑河、松嫩平原东部。7月28日土壤水分监测结果说明:内蒙古中东部和东北地区中北部旱情持续加重〔图1〕，大部地区干土层厚度达5～25厘米。东北地区秋收作物均处于生长发育和产量形成的关键阶段，水稻、玉米抽穗受到妨碍，结实率下降；大豆植株矮小，幼荚脱落、秕粒秕荚增多，同时干旱使大豆蚜虫严峻发生。干旱对作物产量形成造成的妨碍后期无法弥补，受旱地区粮食将会出现不同程度的减产，局部地区绝产；牧草生长也受到不利妨碍。 6月下旬以来，江南大部和华南中东部降水量较常年同期偏少5～8成，日最高气温≥35℃的高温天气达12～38天，部分地区日最高气温达38～40℃，持续高温少雨天气导致湘、赣、浙、闽四省出现伏旱并迅速蔓延，部分大中型水库蓄水严峻不足。旱区晚稻移栽和返青受到妨碍；部分地区甘薯、蔬菜、玉米等旱地作物出现凋萎；正当成熟季节的桃、梨和葡萄等水果提早成熟，品质偏

第三章 中国旱地农业的分布及旱地农业类型分区

第三章中国旱地农业的分布及旱地农业类型分区 第一节中国干旱半干旱地区的范围和界限 一、中国干湿地区的划分指标及其划分方法 划分中国干湿地区的指标目前主要是干燥度指标和年降水量指标。 （一）干燥度指标 采用这种指标划分的，有中国科学院的“中国气候区划”、“中国综合自然区划”和中央气象局的“中国气候区划”，其划分的方法见表。 中国科学院的“中国气候区划”进行三级区划，第一级气候地区划分从北到南以气候带为依据，从东到西以干燥度划分。第二级气候区划分，结合各区情况，甘蒙、甘新、华北三个地区重点考虑年、季干燥A度。第二级划分视各地情况适当运用年、季干燥度，年降水量、降水日等因素。这个区划以K≥4.00为干旱，K在1.50一4.00或1.20一4.00之间为半干旱，我国干旱与湿润地区的分界线大致是从海拉尔，经乌兰浩特、通辽、张家口到榆林、兰州、阿坝、昌都、拉萨，由东北针贯西南，干旱与半干旱的界限大致是自内蒙古的海流图经武威、张掖、酒泉、敦煌、大柴旦、玉树、倾多、拉萨、日喀则至噶尔昆沙一线。 中央气象局的“中国气候区划”在第二（气候大区）和三级（气候区划）中，分别采用年、季干燥度指标。因干燥度标准与划分方法的不同，此区划划分的我国干旱、半干旱地区的范围大致为：东自海拉尔、齐齐哈尔、锦州，向西南经承德、太行山、运城，再折向西北，经洛川、兰州、酒泉、敦煌、和田至喀什一线以北的广大地区。青藏高原气候区域除东南部的部分地区外，也属于这个范围。 中国科学院的“中国综合自然区划”按干湿情况，以干燥度为主要参考指标，划分出第一级（自然地区）范围大致自海拉尔经乌兰浩特、通辽、十八盘梁、石家庄、阿坝、昌都、倾多一线的西北地区。干旱与半干旱的分界线大致是从包头、兰州、武威、张掖、酒泉折向大柴旦、格尔木经唐古拉山口转向黑河、鄯善一带。 （二）年降水量指标 以这种指标进行大范围干湿地区划分的主要有全国农业区划委员会的“中国自然区划”、“中国综合农业区划”，中国科学院的“中国综合自然地理区划”以及“中国农业地理总论”，其划分的主要指标如表1-7。 表1-7不同干湿划分的年降水量标准/mm “中国自然区划”以400mm年降水等值线将我国划分为干旱和湿润两部分，在划分三大自然区域时，划出了西北干旱区域，面积约占国土面积的29.8%。“中国综合自然地理区划”以100mm等降水量线为指标，划分的干旱、半干旱地区面积占国土面积的50%以上。 “中国综合农业区划”和“中国农业地理总论”分别都以400mm和250mm降水量线作为划分干湿区及

水资源短缺现象原因及解决办法

水资源短缺 21 世纪，水，已成为世界各国关注的焦点。水资源短缺、水资源分布不均、水环境被严重污染等等都是当今社会所急需解决的一系列问题，这些问题对世界各国的经济发展已构成了重大的威胁， 如何解决好水多、水少、水脏和水污染等问题直接关系到水资源的可持续利用、粮食生产的安全、经济增长方式、国民经济的可持续发展、维持生态环境的安全以及国内国际环境的安定。水，是经济，也是挑战。 通过一个学期的学习，对于《环境概论》这门课程也有了一定的认识，对于水资源短缺这一问题可以主要从以下几个方面分析： 一、水资源短缺的当前现状 根据当前形势，全球水资源短缺本就已存在的情况大致可以分为以下几种情况： 1、淡水资源是十分有限的资源。在全球水资源中陆地淡水仅占6%，其余94 为海洋水。而 在陆地淡水中，又有77.2%分布在南北极，22.4%分布在很难开发的地下深处，仅有0.4 % 的淡水可供人类维持生命。 2、淡水资源的分布极不均衡，导致一些国家和地区严重缺水。如非洲扎伊尔河的水量占整个大陆再生 水量的30%，但该河主要流经人口稀少的地区，造成一些人口众多的地区严重缺水。再如美洲的亚马逊河，其径流量占南美总径流量的60%，但它也没有流经人口密集的地区，其丰富的水资源无法被充分利用。俄罗斯和中亚地区也面临类似的情况，丰富的水资源流经西伯利亚注入北冰洋，而人口众多的西部、南部、中亚地区则出现水资源短缺。全球水资源分布在地理上已经基本确定，难以重新分配。巴西、俄罗斯、中国、加拿大、印度尼西亚、美国、印度、哥伦比亚以及扎伊尔9 个国家拥有了全球水资源的60%，即便在一定范围进行重新分配，其成本也是极高的。 3、水是难以替代的资源。人类要找到一种理想的水替代品，要比寻找石油和木材等资源的替代品困难 得多，尽管许多缺水国家已经开始海水淡化工作，但目前在资金和技术上都还远远无法解决水资源短缺问题。 除了以上的情况还有其他一些因素加剧了全球性的水资源危机：I. 人口的增长使淡水供应紧张。随着人口的增加，工业、农业和其他生活用水量不断扩大，但人类的取水量增长缓慢，导致人均用水量的下降。据有学者预测，到20 世纪末，人类的人均占水量将下降24%，像非洲的肯尼亚、尼日利亚等一些国家，人均用水量将下降40-50%。II.生态环境的破坏是 陆地淡水急剧减少。森林被毁、土壤退化等导致地面对水的吸收保护能力下降，雨季大水泛滥，而旱季严重缺水，使得各地灾情不断，比如我国西南旱灾、南方洪灾，还有国外一些地区雨季洪水泛滥，使得居民的生活受到严重影响。III. 水资源遭到污染，造成水质量下降。 随着现代工业、农业的发展，全球水污染变得日益严重，天然水资源被工业废水、农业废水以及生活污水所污染。许多大量河流、湖泊的水已不再适于人类生活使用，地下水也在不同程度上受到污染。非洲的尼罗河、美洲的亚马逊河、亚洲的长江等世界著名河流都已经在不同程度上受到污染。IV. 使用管理不当导致水资源的浪费。人们在用水方面还存在很大的浪费，一些水利设施在设计管理使用上不合理，是造成大量水资源浪费。 从目前来看，水资源缺乏是一个全球性问题，但最为突出的是国家和地区性水资源短缺问题。非洲水资源缺乏比较严重，据预测， 6 个东非国家和5 个邻地中海的北非国家都属于严重缺水的国家，三分之二的非洲地区每年都将面临干旱的威胁。亚洲本是个水资源丰富的地区，但由于人口增长和工农业的发展，也将成为一个水资源紧缺的大陆。一些国际水资源专家的研究报告指出，到下个世纪，亚洲大多数国家将会面临缺水问题。南亚地区干旱日益严重，由于大量抽取地下水，印度、巴基斯坦、孟加拉国等地下水资源面临枯竭。中国水资源总量居世界第六，但人均水占有量仅为

干旱区资源与环境-基于流形学习的土壤高光谱数据特征提取研究_吕杰

第29卷第7期干旱区资源与环境Vol．29No．7 2015年7月Journal of Arid LandＲesources and Environment July．2015文章编号：1003－7578（2015）07－176－05doi：10．13448/j．cnki．jalre．2015．242 基于流形学习的土壤高光谱数据特征提取研究* 吕杰，郝宁燕，史晓亮 （西安科技大学测绘科学与技术学院，西安710054） 提要：尾矿重金属污染是当今矿区环境污染面临的主要问题之一，精确反演土壤重金属含量对矿区土壤污染监测和治理具有非常重要的意义。以陕西金堆城矿区尾矿为研究区，利用ASD光谱仪测量土壤光谱，通过实验室化学分析获取土壤样本铜元素含量；将Isomap流形学习方法应用于土壤高光谱数据降维，利用随 机森林方法对矿区尾矿土壤的Cu含量进行反演建模，并与原始高光谱数据反演结果和PCA降维后的反演结 果进行对比。结果表明：土壤铜含量反演模型在经过Isomap降维后的光谱数据集上预测铜元素含量的相关系 数Ｒ2为0．7272，均方根误差ＲMSE为1140．20，在预测的准确性方面均优于原始高光谱数据。研究结果为探 索土壤高光谱数据特征提取提供了理论依据，同时对尾矿重金属污染监测具有重要的现实指导意义。 关键词：流形学习；土壤；铜；随机森林；高光谱 中图分类号：O433．1；O433．4文献标识码：A 尾矿重金属污染是矿区环境污染最严重问题之一。重金属具有很高的生物毒性，金属矿在开采过程中产生的重金属离子会随着雨水或灌溉进入土壤，通过一系列物理化学过程迁移转化，以一种或多种形式长期驻留在环境中，最终通过食物链等途径危及人类健康［1］。因此，如何更好地反演尾矿土壤重金属含量是矿区环境监测和治理的重要课题之一。 通常采用的土壤重金属污染监测和识别方法是从野外采样带回实验室进行化学分析。化学测试分析普遍要求破坏土壤样本，从大量的土壤样本采集、烘干、称重、研磨到进行测试，在大尺度监测土壤重金属含量时费时、费力。 高光谱遥感技术以其光谱分辨率高、波段连续性强、数据丰富的特点，在土壤盐渍化监测［2－4］、植被叶绿素遥感反演［5］、水质参数定量反演［6－7］、土壤重金属含量的监测研究中得到广泛应用［8］。但同时也因其数据量大、数据冗余度高和Hughes现象给数据处理带来极大的挑战［9］。因此，有效减少数据维数的同时保持数据的内在结构信息为高光谱遥感技术的广泛应用开启了一扇新的大门。目前，针对高光谱数据提出了许多有效的降维方法［10－18］，主要包括线性降维中的主成分分析法（PCA），Fisher线性判别分析（LDA）、多维尺度变换（MDS）、局部保留投影（LPP），非线性降维方法中的局部线性嵌入（LLE）、拉普拉斯特征映射（LE）、等距映射（Isomap）等。 流形学习（manifold learning）是模式识别和机器学习研究中的热点，它能够对高维数据空间进行非线性降维，并且揭示其流形分布，从中找出隐藏在高维光谱数据中有特定的低维结构，从而从中提取易于识别的特征，近年来流形学习已被用于遥感影像的降维与特征提取［19－21］。 重金属污染土壤的光谱信息影响微弱，并且重金属含量与土壤的光谱信息是非线性的关系，因此有必要对土壤光谱进行非线性降维处理，将流形学习引入到重金属污染土壤的高光谱数据降维，是一个有意义的尝试。文中以陕西金堆城矿区尾矿为研究区，以矿区土壤为研究对象，探索运用Isomap流形学习进行高光谱数据降维，利用随机森林构建矿区尾矿铜含量反演模型。 1材料与方法 1．1研究区概况 *收稿日期：2015－1－21。 基金项目：国家自然科学基金（51409204、41401496）；地理空间信息技术国家地方联合工程实验室开放基金项目（2013GSIJJ002）；江西省数字国土重点实验室开放研究基金项目（DLLJ201305）资助。 作者简介：吕杰（1982－），男，山东蓬莱人，博士，讲师，主要从事高光谱遥感研究。Email：rsxust@163．com

第二讲 主要农业生产区

第二讲主要农业生产区 [合格考内容标准]结合实例，说明不同地区农业生产的特点。 一、以种植业为主的农业生产区 1．以水稻种植为主的传统农业生产 (1)分布：主要分布在亚洲季风区，如图中A南亚、B东南亚、C东亚等的热带季风和亚热带季风气候区。 (2)作物：以水稻种植为主，种植历史悠久。 (3)特点：小农经营；单产高、商品率低；机械化和科技水平低；水利工程量大。 2．以商品谷物种植为主的现代农业生产 (1)概况： ①主要分布：美国、加拿大、阿根廷、澳大利亚、乌克兰等国。 ②主要作物：以小麦、玉米为主。 (2)区位条件： 主要特点：①生产规模大；②商品率高；③机械化和科技水平高。 二、以畜牧业为主的农业生产区

广阔，适宜放牧牲畜 [名师注解] 【记】亚洲水稻种植区的生产特点，可归纳为“一大(水利工程量大)、一小(小农经营)、一高(单产高)、三低(商品率、机械化水平和科技水平低)”。 【点1】在分析亚洲水稻种植区的特点时，应特别注意，日本已进入现代农业阶段，机械化水平高，实行家庭农场经营，商品率高。 【联】美国商品谷物农业生产区的特点及原因 【点2】大部分的大牧场放牧区分布于干旱、半干旱气候区，但阿根廷潘帕斯草原大牧场放牧区的气候却比较湿润。 考点一以种植业为主的农业生产区 (一)亚洲的水稻种植生产区 1．亚洲水稻种植生产区的区位条件分析 2．亚洲水稻种植生产区的生产特点、成因及发展措施

(二)美国的以商品谷物种植为主的现代农业生产区 优越的自然条件和便利的交通运输是商品谷物生产的基础，地广人稀和机械化水平高是大规模经营的条件，先进的农业科技是现代化生产的保证。美国的以商品谷物种植为主的现代农业生产区形成的区位条件及主要影响具体分析如下表所示。

水资源复习答案

1.简述水资源的含义、分类、特征 含义：从供水角度讲，水资源可以理解为人类长期生存、生产、生活活动中所需要的各种水，既包括数量和质量含义，又包括其使用价值和经济价值。 狭义上的水资源，是指人类在一定技术经济条件下，能够直接使用的淡水。广义上的水资源，是指人类在一定技术经济条件下，能够直接或间接使用的各种水和水中的物质。在社会和生产活动中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源。 分类：地表水和地下水资源； 天然水资源和调节性水资源；消耗性和非消耗性水资源。 特征：自然属性：资源的循环性、储量的有限性、时空分布的不均匀性、可恢复性、可调节性、利害两重性、用途广泛性、利用多样性等。 社会属性：商品性、不可替代性、环境特性；对自然环境影响：使水—土—岩系统相对稳定。对社会影响：水资源决定经济发展模式。2.简述全球水资源状况及开发利用趋势状况：全球农业用水占第一位（69%），工业用水第二位（23%）可复原比例最高，居民用水第三位（8%）人均占有量不断提高； 世界各地用水量差异极大，发达国家多为工业用水54%，发展中国家多为农业用水80%; 近年来用水量发展中国家增加幅度达，发达国家趋于稳定。开发利用趋势： 农业用水量及农业用水中不可复原的水量最高； 工业用水由于不可恢复水量最低，将更加重视提高工业用水技术、降低用 水量定额、加大节水力度、大幅度提高用水重复利用率。 水资源的开发将更为重视经济、环境与生态的良性协调发展。 3.简述中国水资源状况及开发利用存在问题状况：人均占有量不足； 时间、空间分布极不均匀；空间：耕地面积和水，河流分配。时间：夏多冬少； 水系：湖泊较多，多数分布在湿润区。干旱、半干旱地区河流稀少。开发利用存在问题：需水量不断增加，供需矛盾尖锐，南方水质型、北方水量型缺；污染继续发展，加剧水资源缺乏；用水浪费，利用率偏低；干旱、半干旱地区水资源过度开发，环境问题突出，地下水利用程度过高；管理水平有待提高，缺点为多头管理、各自为政和以需定供、以供定采的供水政策。 4.为什么要进行水资源量计算 水资源评价是保证水资源可持续发展的前提，而水资源数量评价是水资源评价的重要组成部分。通过水资源量的评价，可以确定可利用水资源数量，可以为合理配置地表水资源提供科学依据。因此，水资源量评价是水资源开发利用与管理的重要依据。 5．区域降水量有几种计算方法各适用于什么条件方法一：算术平均值法。X=1/nΣXi（区域平均降雨量）。 适用于计算区域内各雨量取样站点分布均匀、且密度较大时；方法二：泰森多边形法。 适用于当流域内的雨量和雨量站分布不太均匀时，为了计算流域平均降水量，就假定流域个点降水量可由与其距离最近的雨量站的雨量代表；方法三：等雨量线法。 适用于在较大流域和区域内，如地形起伏，降水量影响显着，且有足够的雨量站时，可用等雨量线法推求区域平均降雨量。 6.简述地表水可利用量含义、计算方法及原理 含义：在经济合理、技术可行、满足河道内用水并估算下游用水的前提下，通过蓄、引、提等地表水工程可能控制利用的河道一次性最大用水量（不包括回归水的重复利用）。 计算方法及原理： 1)水均衡法：Q可利用=Q当地河流径流+Q入境—Q出境。 入境：上游流入；水库放水；区外调入。出境：下游流出；水库蓄水；调出至区外。

2019届高三地理一轮复习区域资源 、环境与可持续发展习题(解析)

高三地理一轮复习区域资源、环境与可持续发展习题 (2018·湛江一模)抱坡岭是三亚市一座山体裸露、地势起伏较大的废弃石灰岩矿山，自开展“城市修补、生态修复”以来，抱坡岭成为首批山体修复试点之一，相关部门采用了削坡退台、设置V型槽等综合治理办法恢复山体的生态环境。据此完成1～3题。 1．抱坡岭需要人工修复最主要的原因是() A．石灰岩易风化，造成危岩崩落，威胁居民生命财产安全 B．处于台风多发区，易引发地质灾害 C．山体坡度大，涵养水土的能力差，自我修复能力差 D．美化环境，增加旅游景点 2．每一级退台都设置为外缘高、内部低的主要目的是() A．降低爬山难度B．增加耕地面积C．便于汇集雨水D．提高地面美观度3．适合用于该山体修复的植被应具有的特点为() A．耐旱、耐贫瘠B．耐旱、耐盐碱C．耐涝、耐贫瘠D．耐涝、耐盐碱(2018·重庆七校联考)沙棘为多年生落叶性灌木，一般每亩荒地只需栽种沙棘120～150棵，4～5年即可郁闭成林。沙棘果含有丰富的营养物质和生物活性物质，可广泛应用于食品、医药、轻工、航天、农牧渔业等领域。近年来，人工引种的沙棘果品质有所下降。下图为我国沙棘种植区分布示意图。读图完成4～6题。 4．下列不属于沙棘生长习性的是() A．喜光，耐寒暑B．喜高温C．耐旱，耐盐碱D．抗风沙 5．我国在黄土高原大面积种植沙棘的主要原因是() A．该地区黄土广布，土层较深厚B．该地区生态脆弱，水土流失严重 C．沙棘果单产高，经济价值高D．该地区人口众多，劳动力资源丰富

6．人工引种的沙棘果品质下降，其可能原因不包括() A．引种地气候条件与野生地差异大B．人工种植沙棘密度增大，通风条件变化C．大量使用农药、化肥D．人工引种技术落后 西沙群岛被誉为中国的“马尔代夫”，不仅有着丰富的旅游资源，在海底还蕴藏着极其丰富的可燃冰。可燃冰是一种主要分布在海底的天然气水合物，燃烧值高且对环境影响小。由于可燃冰大多埋藏在海底，目前没有国家进行商业化开采。我国于2017年5月在南海试开采可燃冰并获得成功，在可燃冰开发方面的技术处于世界领先水平。读下图，回答7～9题。 7．可燃冰目前没有被大规模开采的主要原因是() A．资源量少B．对环境影响大C．开采难度大D．海上交通不便 8．该群岛在夏季有时会出现带状波纹(见上右图)，其最可能的影响因素是() A．洋流B．夏季风C．潮汐D．地壳运动 9．我国可燃冰试开采成功，其主要意义是() A．促进南海地区的经济发展B．占领开采技术高端位置 C．优化我国能源消费结构D．减轻我国空气污染 安徽省淮北市是一个因皖北地区煤炭开采而设立的新兴工业城市。从20世纪50年代开始开采煤矿至今，土地利用类型的变化使得淮北市矿区的生态系统服务价值发生了变化。下图为不同时段淮北市生态系统不同服务价值变化量示意图(图中数值从低到高代表服务价值的增加)。读图回答10～11题。 10．在各项生态系统服务中，产生价值最大的是() A．气体调节B．土壤更新C．生物多样性D．废物处理 11．据材料推测，1987－2000年淮北市()

水资源短缺现象原因及解决办法

水资源短缺 21世纪，水，已成为世界各国关注的焦点。水资源短缺、水资源分布不均、水环境被严重污染等等都是当今社会所急需解决的一系列问题，这些问题对世界各国的经济发展已构成了重大的威胁，如何解决好水多、水少、水脏和水污染等问题直接关系到水资源的可持续利用、粮食生产的安全、经济增长方式、国民经济的可持续发展、维持生态环境的安全以及国内国际环境的安定。水，是经济，也是挑战。 通过一个学期的学习，对于《环境概论》这门课程也有了一定的认识，对于水资源短缺这一问题可以主要从以下几个方面分析： 一、水资源短缺的当前现状 根据当前形势，全球水资源短缺本就已存在的情况大致可以分为以下几种情况： 1、淡水资源是十分有限的资源。在全球水资源中陆地淡水仅占6%，其余94 为海洋水。而 在陆地淡水中，又有77.2%分布在南北极，22.4%分布在很难开发的地下深处，仅有0.4 %的淡水可供人类维持生命。 2、淡水资源的分布极不均衡，导致一些国家和地区严重缺水。如非洲扎伊尔河的水量占整 个大陆再生水量的30%，但该河主要流经人口稀少的地区，造成一些人口众多的地区严重缺水。再如美洲的亚马逊河，其径流量占南美总径流量的60%，但它也没有流经人口密集的地区，其丰富的水资源无法被充分利用。俄罗斯和中亚地区也面临类似的情况，丰富的水资源流经西伯利亚注入北冰洋，而人口众多的西部、南部、中亚地区则出现水资源短缺。全球水资源分布在地理上已经基本确定，难以重新分配。巴西、俄罗斯、中国、加拿大、印度尼西亚、美国、印度、哥伦比亚以及扎伊尔9 个国家拥有了全球水资源的60%，即便在一定范围进行重新分配，其成本也是极高的。 3、水是难以替代的资源。人类要找到一种理想的水替代品，要比寻找石油和木材等资源的 替代品困难得多，尽管许多缺水国家已经开始海水淡化工作，但目前在资金和技术上都还远远无法解决水资源短缺问题。 除了以上的情况还有其他一些因素加剧了全球性的水资源危机：I.人口的增长使淡水供应紧张。随着人口的增加，工业、农业和其他生活用水量不断扩大，但人类的取水量增长缓慢，导致人均用水量的下降。据有学者预测，到20 世纪末，人类的人均占水量将下降24%，像非洲的肯尼亚、尼日利亚等一些国家，人均用水量将下降40-50%。II.生态环境的破坏是陆地淡水急剧减少。森林被毁、土壤退化等导致地面对水的吸收保护能力下降，雨季大水泛滥，而旱季严重缺水，使得各地灾情不断，比如我国西南旱灾、南方洪灾，还有国外一些地区雨季洪水泛滥，使得居民的生活受到严重影响。III.水资源遭到污染，造成水质量下降。随着现代工业、农业的发展，全球水污染变得日益严重，天然水资源被工业废水、农业废水以及生活污水所污染。许多大量河流、湖泊的水已不再适于人类生活使用，地下水也在不同程度上受到污染。非洲的尼罗河、美洲的亚马逊河、亚洲的长江等世界著名河流都已经在不同程度上受到污染。IV.使用管理不当导致水资源的浪费。人们在用水方面还存在很大的浪费，一些水利设施在设计管理使用上不合理，是造成大量水资源浪费。 从目前来看，水资源缺乏是一个全球性问题，但最为突出的是国家和地区性水资源短缺问题。非洲水资源缺乏比较严重，据预测，6 个东非国家和5 个邻地中海的北非国家都属于严重缺水的国家，三分之二的非洲地区每年都将面临干旱的威胁。亚洲本是个水资源丰富的地区，但由于人口增长和工农业的发展，也将成为一个水资源紧缺的大陆。一些国际水资源专家的研究报告指出，到下个世纪，亚洲大多数国家将会面临缺水问题。南亚地区干旱日益严重，由于大量抽取地下水，印度、巴基斯坦、孟加拉国等地下水资源面临枯竭。中国水

我国西北干旱地区农业发展情况

我国西北干旱地区农业发展研究 一、宁夏平原： 资料1： 资料2：在外人的感觉上，宁夏就是一个被沙漠覆盖的地带，但是宁夏人可不这么看。宁夏人有一首歌谣：“宁夏川两头尖，东靠黄河西靠贺兰山，金川银川米粮川……”从歌声中，可以体会出宁夏人对这块土地是多么的热爱。 现今，天下黄河富宁夏，红白葡萄酒滋润塞上江南。宁夏人雄心壮志，他们要在大漠建立起世界最大的优质葡萄酒酿造基地。 一批优势农产品生产企业脱颖而出，形成了枸杞制品、乳制品、清真牛羊肉、粮食加工及瓜果等5 大支柱产业。 问题： 1.根据所给材料评价该地区农业发展的气候条件？ 2.分析该地区人们为了发展农业做了哪些努力？他们是如何充分利用该地的自然条件的？ 3.你认为该地区农业发展过程中产生了哪些问题？ 4．请你分析该地区成为优质葡萄生产基地的优势条件是什么？具有推广性吗？ 二、新疆吐鲁番盆地的绿洲农业 资料1：吐鲁番盆地高温少雨，水贵如油，年均降雨量只有16毫米，而蒸发量却高达3000毫米以上。 资料2：吐鲁番绿洲，棉谷遍地，瓜果飘香，防风林带纵横交错，随处可见杨、柳、枣、桑、桃、杏、梨、苹果等果木，以及葡萄园和西瓜、哈密瓜田。

资料3：据卫星遥感监测数据表明，该地区迅猛发展的荒漠化土地面积已占总面积的46.87％，非荒漠化面积仅占总面积的8.8％。由于水资源十分短缺，加之不合理的开发利用，造成地下水位不断下降，使“坎儿井”流量减少，甚至干涸。该地区“坎儿井”曾多达1273条，目前仅存725条左右，减少了43％。“坎儿井”为何衰减？ 资料4：新疆示意图 资料5：坎儿井示意图 问题：1.根据所给材料评价该地区农业发展的气候条件？ 2.分析该地区人们为了发展农业做了哪些努力？他们是如何充分利用该地的自然条件的？目前存在的问题是什么？ 3.你认为该地区农业发展的成功之处是什么？在以后的发展中应该注意什么？ 三、以色列灌溉农业 资料1：以色列国土面积27800平方千米，而且仅有20％的土地可以耕种，其中一半的地方处于干旱或半干旱状态。

西北干旱区水资源变化

西北干旱区气候变化及其对水文水资源的影响 摘要：全球气候变化是当前国际社会关注的重点问题。气候变化对水文水资源的影响受到国内外的高度重视。我国西北干旱区水资源匮乏，生态脆弱，对气候变化响应敏感。本文综述了近50年来我国西北干旱区气候变化的特点及在气候变化背景下水文水资源的响应情况。关键词：气候变化西北干旱区水文水资源水循环 引言：气候变化指在几十年乃至更长的时期内气候系统及要素发生了系统性的变化。气候变化是当今世界关注的热点问题，同时是全球变化科学中的重要研究领域。气候变化对全球各个生态系统造成影响，并深刻影响水文循环和水资源。气候变化对水文水资源的影响已受到国内外的高度重视。 中国西北干旱区位于欧亚大陆腹地，具有山盆相间的地貌格局，气候干旱，降水稀少，水资源短缺，水资源的主要来源是靠山区冰雪融水和降水补给的地表径流，景观以山地荒漠为主体，生态极其脆弱，对气候变化的响应十分敏感。 在全球气候变化的背景下，我国西北干旱区气候、水文过程、水资源的数量分布都会发生变化，给区域未来的水资源安全管理规划带来挑战。因此探讨该区气候变化的规律特点，展开气候变化下该区水文水资源的响应研究显得十分重要。 1.气候变化特征 根据IPCC 第五次气候变化评估报告在过去半个多世纪以来，全球几乎所有地区都经历了升温过程，变暖最快的区域为北半球中纬度地区。报告指出全球气候变化是由自然影响因素和人为影响因素共同作用形成的，人类活动极有可能是20世纪中期以来全球气候变暖的主要原因，可能性在95% 以上。在我国同样存在气温普遍升高的现象，西北干旱区更为显著。 1.1气温变化 在我国西北干旱区，据研究表明过去半个多世纪西北干旱区气温上升速率高达0.34oC/10a，升温幅度明显高于全国平均水平和全球平均水平。1987年，西北干旱区年平均温度出现了“突变型”升高，并以每10年升高0.517C 的速度呈现出加速升高趋势。自1997年以来，温度一直处于高位震荡状态，升温趋势已不十分明显。在对西北干旱区过去50年不同季节气温变化的研究分析表明，冬季气温变化对年平均气温升高的贡献率达57.01%，冬季温度的大幅度升高可能是拉动年平均温度抬升的重要原因。近50年以来，西北干旱区的极端气温变化中，冷指数在减小，而热指数则呈现增加态势，冷指数趋势更为显著；且2000年以后气温的变率明显加快,极端气温变化的频率也更为稳定。 1.2降水变化 西北干旱区的湿日数显著减少，但降水总量增加明显。湿日数减少主要是由于0.1~6mm 强度的降水日数锐减引发。强降水对西北干旱区降水总量贡献很大，降水总量的增加很大程度上是由12-24mm和6-12mm的强度降水的显著增加引起的。因此西北干旱区降水过程发生了变化。 区域气候变化既受到全球气候变化的影响，又影响全球气候。既有外部环境强迫因素的影响，又有内部过程因素影响。外部大气环流和大气组分影响区域气候，据研究西伯利亚高压、温室气体浓度和季风环流的变化是西北干旱区气候变化的部分原因。区域内部受人类活动影响的下垫面的改变，如土地利用、水文的变化影响着区域大气环流。陆气的相互作用使区域气候的变化机理变得复杂。 近30年来西北干旱区温度升高、降水增加的事实，有学者指出气候在向暖湿方向发展，也有学者认为是气候的波动变化。由于气候变化过程和原因的复杂性，关于气候变化趋势的确定很困难，但推测在未来一定时期内，西北干旱区气温仍将升高，气温降水的变率增大。

干旱半干旱地区农业发展教案

干旱、半干旱地区农业发展 高二地理备课组彭创生 一、教学目标： 1.以西亚、中亚等区域为例，学会分析干旱、半干旱地区农业发展的特色、条件、可能产生的环境问题和实现可持续发展的措施。 2.以气温曲线和降水量柱状图为例，学会分析有关图形和材料。 二、教学重点难点： 重点：干旱、半干旱地区农业发展的特色、条件、可能产生的环境问题和实现可持续发展的措施。 难点：分析方法、思路的形成 三、教学过程 1.课堂前5分钟气候默写。 2.以热带沙漠气候和温带大陆性气候为例，从气候等自然条件的角度分析干旱、半干旱地区气候类型和农业发展条件，干旱半干旱地区发展农业可能带来的生态环境问题和措施。 3.知识运用： 读材料回答问题： 材料一：中亚部分地理事物分布图 材料二：阿姆、锡尔河流域是著名的农业区，随着生产规模扩大，农药化肥投入也显著增加。上游国家大量兴修水库拦水灌溉、发电，中下游地区用水日显紧张。 1. 分析阿姆、锡尔河流域发展棉花种植的有利自然条件？（8分） 答案：地势低平（2分）；灌溉水源充足（2分）；光照充足，昼夜温差大（2分）；降水稀少，利于棉花后期生长和收摘（2分） 2．结合材料，分析阿姆、锡尔河河口三角洲自然环境可能产生的变化。（8分）答案：中上游取水量大，入湖径流量减少；河流下渗减少，地下水位下降；农药化肥用

量大，水质恶化；河口湿地萎缩，生物多样性减少；河流输沙能力下降，三角洲增长速度减缓；湖泊水位下降，近岸湖底裸露，加重沙尘危害。（每点2分，满分8分） 4.自测题： 材料:棉花生长发育的适宜温度为25～30℃，开花、结玲和纤维发育要求在20℃以上，光照充足。15世纪英国开始出现棉花种植，但其棉花种植业并未得到迅速发展。图示意英国地理位置及伯明翰多年平均各月气温、降水量。 分析限制英国棉花种植的气候条件。（8分） 答案：纬度位置较高，气温偏低；（4分）受西风带和（北大西洋）暖流影响，全年多雨，光照不足。（4分） 四、结课 五、课后练习

水资源短缺现象原因及解决办法

水资源短缺 令狐采学 21世纪，水，已成为世界各国关注的焦点。水资源短缺、水资源分布不均、水环境被严重污染等等都是当今社会所急需解决的一系列问题，这些问题对世界各国的经济发展已构成了重大的威胁，如何解决好水多、水少、水脏和水污染等问题直接关系到水资源的可持续利用、粮食生产的安全、经济增长方式、国民经济的可持续发展、维持生态环境的安全以及国内国际环境的安定。水，是经济，也是挑战。 通过一个学期的学习，对于《环境概论》这门课程也有了一定的认识，对于水资源短缺这一问题可以主要从以下几个方面分析： 一、水资源短缺的当前现状 根据当前形势，全球水资源短缺本就已存在的情况大致可以分为以下几种情况： 1、淡水资源是十分有限的资源。在全球水资源中陆地淡水仅占 6%，其余94 为海洋水。而在陆地淡水中，又有77.2%分布在南北极，22.4%分布在很难开发的地下深处，仅有0.4 %的淡水可供人类维持生命。 2、淡水资源的分布极不均衡，导致一些国家和地区严重缺水。如 非洲扎伊尔河的水量占整个大陆再生水量的30%，但该河主要流经人口稀少的地区，造成一些人口众多的地区严重缺水。

再如美洲的亚马逊河，其径流量占南美总径流量的60%，但它也没有流经人口密集的地区，其丰富的水资源无法被充分利用。俄罗斯和中亚地区也面临类似的情况，丰富的水资源流经西伯利亚注入北冰洋，而人口众多的西部、南部、中亚地区则出现水资源短缺。全球水资源分布在地理上已经基本确定，难以重新分配。巴西、俄罗斯、中国、加拿大、印度尼西亚、美国、印度、哥伦比亚以及扎伊尔9 个国家拥有了全球水资源的60%，即便在一定范围进行重新分配，其成本也是极高的。 3、水是难以替代的资源。人类要找到一种理想的水替代品，要比 寻找石油和木材等资源的替代品困难得多，尽管许多缺水国家已经开始海水淡化工作，但目前在资金和技术上都还远远无法解决水资源短缺问题。 除了以上的情况还有其他一些因素加剧了全球性的水资源危机：I.人口的增长使淡水供应紧张。随着人口的增加，工业、农业和其他生活用水量不断扩大，但人类的取水量增长缓慢，导致人均用水量的下降。据有学者预测，到20 世纪末，人类的人均占水量将下降24%，像非洲的肯尼亚、尼日利亚等一些国家，人均用水量将下降40-50%。II.生态环境的破坏是陆地淡水急剧减少。森林被毁、土壤退化等导致地面对水的吸收保护能力下降，雨季大水泛滥，而旱季严重缺水，使得各地灾情不断，比如我国西南旱灾、南方洪灾，还有国外一些地区雨季洪水泛滥，使得居民的生活受到严重影响。III.水资源遭到污染，造成水质量下降。

西北地区生态环境的主要问题及其根源

西北地区生态环境的主要问题及其根源 论文标题:西北地区生态环境的主要问题及其根源 ECOLOGICAL AND ENVIRONMENTAL PROBLEMS AND THEIR ORIGININ NORTHWESTERN CHINAWu XinnianThe Scientific Information Centre for Resources andEnvironment,CAS,Lanzhou 730000 论文作者吴新年 论文关键词生态环境问题/根源/西北ecological and environmental problems/origin/northwesternChina,论文来源干旱区资源与环境,论文单位呼和浩特,点击次数258,论文页数98～104页1999年1999月论文网https://www.wendangku.net/doc/299935870.html,/paper_31729651/ 首先分析了西北地区存在的主要生态环境问题，如水土流失、土地沙漠化、土壤盐渍化、“三废”污染等的现状及发展趋势，接着分析了导致这些恶果的原因。 This paper discussed ecological and environmental problemsinNorthwestern China,such as soil erosion,soil salinization,desertification and polution from the three wastesetc.,andanalysedtheir origins. 1西北地区生态环境的基本特征与主要问题 西北地区地处欧亚大陆腹地，大部分地区属干旱、半干旱地区，且地形复杂多样，多山地，其生态环境的基本特征是：干旱少雨，水资源匮乏；森林稀少，植被覆盖率低；沙漠戈壁面积大，有超过半数以上的土地不能或暂难利用；黄土高原水土流失严重，土地沙漠化、盐渍化加剧；工业规模的不断扩大，特别是矿产资源的大规模开发，也带来了严重的环境问题。由此，在今后的地区开发过程中，西北地区将始终面临着如下一些突出的生态环境问题： 1.1水土流失日益严重 西北地区水土流失主要分布在黄土高原、黄河上中游，水土流失面积约占黄河上中游流域总面积的2/3。水土流失最主要的地区是黄土丘陵沟壑区和黄土高原沟壑区，面积总计约25万多平方公里，一般侵蚀模数为每年每平方公里5000～10000吨，少数地区高达2～3万吨。其中黄土高原水土流失最严重的地区有两个：东区主要位于固原—彬县—华池—延安—乡宁—中阳—兴县—和林格尔—东胜—榆林—靖边—同心—固原范围内，该区面积约12万平方公里，年均产沙量14亿吨多；西区大致位于靖远—庄浪—天水—渭源—临夏—定西—靖远范围内，面积约3万平方公里，年均产沙量约2亿吨[1]。这些泥沙最终都输入了黄河。陕南的石灰岩山区一般具有山高、坡陡、谷深、河沟比降大、地表土层薄等特点，遇大暴雨，往往造成严重的水土流失，一般平均每年流失土壤厚度约0.5～1.0厘米，有的地区高达2～5厘米。该地区土壤一旦流失殆尽，则变成裸石山，很难恢复。 1.2土地沙漠化加剧 我国是世界上沙漠及沙漠化土地分布较多的国家之一，沙漠、戈壁、沙漠化土地相互交错在一起，总面积估计仍达150万平公里，占全国土地面积的15.5%。西北地区是我国沙漠化土地主要分布区，在宁夏、陕西、甘肃、青海、新疆五省区都有大面积分布，另外就是内蒙古，这些地区几乎集中了我国90%以上的沙漠化土地，其中已经沙漠化的土地面积约16万平方公里，潜在沙漠化土地面积约15万平方公里。西北的沙漠化土地主要有两种类型，一是半干旱地带沙漠化土地，主要分布在陕西北部及宁夏的东南部的干旱草原和荒漠草原地区；二是干旱荒漠地带的沙漠化土地，主要分布在狼山——贺兰山——乌鞘岭以西的广大干旱荒漠地带。沙漠化及风沙肆虐已经成为危及当地人类生存的巨大灾害。例如，1993年5月5日在西北地区发生的特大“黑风暴”就造成数十人死亡和5亿多元的直接经济损失。今年4月份又连续发生数次“沙尘暴”，造成了十分严重的损失。 西北地区不仅沙漠化土地分布面积广，而且近年来由于植被减少、草场退化等种种原因，

我国水资源问题及对策

我国水资源问题及对策

一、当前我国在水资源利用中的问题 根据我国水资源现状的研究以及水资源利用的持续实践总结，综合此方面学者的研究成果，我们认为，目前我国在水资源的利用过程中主要存在以下四大问题：水资源短缺、水资源利用率底、过度开发以及水污染严重等。 （1）水资源紧缺，供需矛盾日益加剧 随着经济的发展和气候的变化，中国农业，特别是北方地区农业干旱缺水状况加重。近年来农田干旱，水库干旱见底现象频发。农田受旱面积增加，干旱缺水成为影响农业发展和粮食安全的主要制约因素；农村边远地区发生饮水困难，饮用水不符合卫生标准。其次是城市缺水。中国城市缺水现象始于70年代，以后逐年扩大，特别是改革开放以来，城市缺水愈来愈严重目前我国约有3亿农村人口喝不上符合质量标准的饮用水;在全国六百多个建制市中，有四百多个城市供水不足，其中有一百多个还为严重缺水，由于缺少导致的产值下降约两千亿元。 （2）水资源浪费现象严重，利用效率低 我国水资源的利用效率不高，用水严重浪费的现象非常严重。目前，全国农业灌溉年用水量约3800亿m3，占全国总用水量近70%。发达国家早在20世纪40、50年代就开始采用节水灌溉，现在，很多国家实现了输水渠道防渗化、管道化，大田喷灌、滴灌化，灌溉科学化、自动化，灌溉水的利用系数达到0.7～0.8，而我国农业灌溉用水利用系数大多只有0.3～0.4[2]。其次，工业用水浪费也十分严重，目前我国工业万元产值用水量约80m3，是发达国家的10～20倍;我国水的重复利用率为40%左右，而发达国家为75%～85%。中国城市生活用水浪费也十分严重。在城镇用水中，广泛存在着没有安装水表的水龙头、非法安装供水管、水管漏水、水表失灵等现象。据统计，全国多数城市自来水管网仅跑、冒、滴、漏损失率为15%～20%。对比美、日等发达国家的用水水平，我国的用水效率还很低。[1] [3] （3）水资源过度开发，生态环境恶化 水资源过渡开发，生态恶化问题日益严重。我国大约有60%以上的水资源已经被开发利用，过度开发利用现象很严重，而且我国绝大数地区都存在着地下水开采过量的问题。随着经济和社会的发展，水资源的过度开发利用，无疑会加剧水土的流失而使生态环境进一步恶化。在一些地区，已经出现了地面沉降、塌陷、海水入侵等严重问题，这进一步加剧了环境恶化，影响水资源质量。统计资料表明,目前我国已形成了多个超过万平方公里的地下水位大幅度下降的漏斗区。山东省因地下水降落,漏斗面积达 1.5万平方公里,导致海水入侵面积达400平方公里[3]。

西北干旱半干旱区耕地面积变化与人口_经济发展的相关关系研究_以甘肃省为例

第25卷第1期干旱区资源与环境Vol．25No．1 2011年1月Journal of Arid Land Resources and Environment Jan．2011文章编号：1003－7578（2011）01－074－06 西北干旱半干旱区耕地面积变化与人口、经济发展的 相关关系研究* ———以甘肃省为例 王海鸿，马琼，付士波，韩娜娜 （兰州大学管理学院兰州730000） 提要：基于甘肃省1997－2006年耕地十年变化的数据，研究了甘肃省经济发展过程中耕地面积变化的过程，并运用统计分析方法，对近十年来耕地变化与人口以及固定资产投资、人均GDP等经济指标进行相关分 析。结果表明：耕地面积与人口呈相反趋势，与固定资产投资、人均GDP、城市化水平呈正"U"型三次曲线相 关，即固定资产投资总额、人均GDP和城市化水平随着时间的推移增长到一定阶段后，它们的提高对耕地面积 减少的影响呈递减趋势。 关键词：甘肃省；耕地面积；经济发展；人口增长 中图分类号：F301文献标识码：A 耕地作为一种稀缺资源，是人类生存与发展的重要物质基础。随着我国经济发展的快速增长，人口数量的不断增加，城市化进程的加快，我国耕地数量呈现不断减少态势。鉴于耕地在国家粮食安全的重要角色，国内许多学者开始研究耕地变化的驱动力。大部分研究者的成果表明经济发展和人口增长是耕地减少的首要驱动因素［1］。因此，一些学者对全国以及某些典型地区的耕地面积变化过程与人口增长、城市化及经济发展的关系做了一些研究，取得了不少进展。曲福田（2004）通过对天津市、山东省、江苏省、上海市、广东省、福建省6个典型地区经济发展过程中耕地损失的分析，认为经济增长与耕地数量之间存在类似库兹涅茨曲线型关系。杨桂山（2005）对长江三角洲耕地数量变化的研究，选择人均GDP作为经济发展水平指标，分析了长江三角洲1978 1998年耕地面积变化与经济发展水平之间的关系，研究发现耕地面积随人均GDP的增长呈显著的指数型减少，表明经济发展与耕地占用之间的拟合趋势线形式上仍表现为"倒U"型。张正栋（2005）采用1970－2004年的统计资料，用统计方法，研究了近35年来海南岛耕地变化过程与人口增长、经济发展之间动态变化关系，研究表明人口增长、经济发展与耕地面积变化之间存在着比较明显的呈类似库兹涅茨曲线倒"U"型关系，耕地减少量呈现先减小后增大再减小的趋势。以上研究成果，都是对经济较为发达的省份所作的研究［2－8］。 甘肃省地处西北，经济发展水平不高，还处于工业化过程中，虽然随着西部大开发的力度加大，经济增长速度加快，但是还没有达到经济集约型增长的水平；而近十年里耕地资源连年减少，十年间耕地数量净减了36．77万hm2。作为西部不发达省份，甘肃省耕地资源的减少与人口、经济发展究竟有无显著性关系，存在着怎样的关系，这将是文中研究的主要目的。 1研究区与数据 1．1研究区概况 *收稿日期：2009－10－22。 作者简介：王海鸿（1971－），男，甘肃天水人。硕士生导师，副教授，博士，从事土地资源管理、区域经济研究。 E－mail：mq08@lzu．cn 通讯作者：马琼（1984－），女，甘肃陇南人，兰州大学在读研究生，土地资源管理方向。