科爾沁地區(qū)沙漠化形成因子累加效應(yīng)分析及對(duì)策
——以奈曼旗為例

孫現(xiàn)領(lǐng)況明生胡瑞峰

（1.西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.華中師范大學(xué)，武漢 430000）

科爾沁地區(qū)沙漠化形成因子累加效應(yīng)分析及對(duì)策
——以奈曼旗為例

孫現(xiàn)領(lǐng)1況明生1胡瑞峰2

（1.西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.華中師范大學(xué)，武漢 430000）

本文分別從地理位置、地勢(shì)和植被等幾個(gè)方面分析了科爾沁沙地的自然狀況，通過大量的數(shù)據(jù)證明了該地區(qū)沙漠化的嚴(yán)重現(xiàn)狀，用累加效應(yīng)的方法分析了科爾沁沙地沙漠化的形成因子，以奈曼旗為例具體地進(jìn)行了說明分析，并給出了一系列的沙漠化治理對(duì)策。

科爾沁沙地；奈曼旗；沙漠化；累加效應(yīng)

一、科爾沁地區(qū)的自然概況

科爾沁沙地地跨內(nèi)蒙古、遼寧和吉林三個(gè)?。▍^(qū)）的26個(gè)縣（旗、市），432個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、蘇木），面積1 240萬hm，涉及內(nèi)蒙古的阿魯科爾沁旗、敖漢旗、巴林右旗、巴林左旗、開魯縣、科爾沁右翼等和吉林以及遼寧的雙遼縣、通榆縣等。科爾沁沙地地勢(shì)起伏開闊，西高東低，南北高中間低，海拔1 200～1 500m。地表呈沙丘與沙質(zhì)草甸交錯(cuò)分布，類似沙漠的地貌景觀。該沙地屬于溫帶半干旱、半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。年平均氣溫3～7℃，最冷月（1月）平均氣溫-12～-17℃，最熱月（7月）平均氣溫20～24℃，≥10C的積溫2 200～3 200℃。無霜期90～140d。本區(qū)水資源相對(duì)豐富。雖然降水不足，但地表水和地下水資源豐富，全區(qū)年均水資源總量約124億m3，其中地表水年均徑流量60億m3，地下水開采儲(chǔ)量64億m3。大部分地區(qū)地下水位較淺，僅1～3m，開采容易。而且水質(zhì)很好，礦化度小于5 000mg·L-1。[1]

沙區(qū)原生植被為沙地疏林草原。[2]由于自遼代以來人類活動(dòng)加強(qiáng)，特別是清代以后屯墾活動(dòng)的增多，這里原生的疏林草原景觀受到了嚴(yán)重破壞，取而代之的是處于不同發(fā)育階段的雜類草沙地草原景觀。生態(tài)環(huán)境逐步惡化，生物多樣性減少，植被結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單，植物生長(zhǎng)狀況變差，植被覆蓋度降低，牧場(chǎng)產(chǎn)草量和可食牧草比例下降。

二、科爾沁地區(qū)沙漠化土地的現(xiàn)狀

科爾沁沙地內(nèi)蒙古自治區(qū)內(nèi)現(xiàn)有沙漠化土地374萬hm2（含露沙地，以下同），占沙區(qū)面積的55.0%；其中，流動(dòng)沙38萬hm2，占沙漠化土地的10.1%；半固定沙地占39萬hm2，占10.5%；固定沙地281萬hm2，占70.6%；露沙地32萬hm2，占8.6%，其他類型的沙漠化土地1 050hm2，占0.01%（表1）。與20世紀(jì)50年代相比，沙漠化的比例由22%發(fā)展到現(xiàn)在的42.0%，半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，沙漠化土地?cái)U(kuò)展了一倍，形勢(shì)非常嚴(yán)峻。從沙漠化土地的分布上來看，科爾沁沙區(qū)沙漠化土地所占比例最高的縣是內(nèi)蒙古的科爾沁左翼后旗，高達(dá)78.4%，其次是奈曼旗，占64.7%，其他超過50%的縣還有科爾沁右翼、開魯縣和翁牛特旗，均在內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)。沙漠化土地中的流動(dòng)沙地比例最高的是內(nèi)蒙古的林西縣，為 25.9%其次是翁牛特旗和奈曼旗，分別為18.3%和16.1%。

露沙地在沙漠化土地中超過平均數(shù)的有內(nèi)蒙古的突泉縣、科爾沁左翼中旗、巴林右旗、克什克騰旗和阿魯科爾沁旗等，其中突泉縣只有露沙地，沒有其他類型的沙漠化土地。

表1 內(nèi)蒙古科爾沁沙地化土地統(tǒng)計(jì)

三、沙化因子的累加效應(yīng)分析

由于科爾沁地區(qū)的沙漠化面積比較大，形成因子也很復(fù)雜。所以本文主要以奈曼旗的沙漠化地區(qū)為例子，并且只采用年平均溫度和年降水量?jī)蓚€(gè)因素來分析。

本文的沙漠化程度的數(shù)量化表述用公式DESt=（Mt+k1SMt+K2F）／At來計(jì)算，[3]空間信息采用1958年、1974年、1985年、1991年、1996年和1998年等6個(gè)時(shí)間段的專題圖和TM影像來進(jìn)行分析。其中1958年和1974年的底圖用中國科學(xué)院蘭州沙漠所出版的“大沁他拉地區(qū)沙漠化土地現(xiàn)狀圖”為本底，比例尺為1：100 000；其他年份以美國Landsat TM 圖像為信息源。圖像解譯以“大沁他拉地區(qū)沙漠化土地現(xiàn)狀圖”的分類原則和比例尺為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合地面考察用Arcview和Arc-info軟件來進(jìn)行，圖像幾何配準(zhǔn)用 erdas8.4軟件來完成。在解譯中，將整個(gè)研究區(qū)的景觀類型分為 10類，包括：流動(dòng)沙丘地、半固定沙丘地、固定沙丘地、下濕地、農(nóng)田、水體、河道、居民點(diǎn)、鐵路和公路。為了使TM圖像中的斑塊分類有明顯的邊界，其中植被蓋度大于 50的沙地為固定沙丘地，植被蓋度在15%～50%之間的為半固定沙丘地，小于15%為流動(dòng)沙丘。[4](30-46)

對(duì)于沙漠化過程而言，自然因素的影響包括了氣候、植被、土壤、地貌等諸多的因素，而人為因素則包括了人口密度、耕地指數(shù)、載畜量、土地利用方式、國家方針政策等。考慮到影響因子的連續(xù)數(shù)據(jù)獲得的可能性，這里的研究采用年平均溫度和年降水量二個(gè)因子代表自然因素來分析對(duì)沙漠化影響。其中，累加效應(yīng)分析分別用不同因子 1～10a的滑動(dòng)平均值與上述時(shí)間段的沙漠化程度進(jìn)行關(guān)聯(lián)和回歸分析。

四、結(jié)果與分析

（一）科爾沁沙地的沙漠化過程

分析結(jié)果表明（圖1），在1958—1998年期間，奈曼旗中部沙區(qū)的平均沙漠化程度（DES）為0.447（±0.019），是典型的嚴(yán)重沙漠化地區(qū)。其中1998年是該地區(qū)沙漠化程度最低的一年，為 0.426，而1996年則是該地區(qū)沙漠化程度最高的一年為0.476。從1958年開始到1998年，該地區(qū)的沙漠化程度呈波浪式波動(dòng)。其中，從1996年起呈明顯的下降趨勢(shì)，到1998年沙漠化程度出現(xiàn)最低值為0.426。從圖1的沙漠化變化狀況可以看出，科爾沁沙地在近 40多年來沙漠化程度出現(xiàn)了 3個(gè)高峰，分別是 1958年、1985年和1996年，這3個(gè)年份分別對(duì)應(yīng)著“大躍進(jìn)”、“土地承包”和“五荒拍賣”等3個(gè)不同時(shí)期的關(guān)鍵年份。由此可以看出，由政策導(dǎo)致的人為土地利用方式的變化是誘發(fā)沙漠化發(fā)展的一個(gè)主要途徑。此外，科爾沁沙地沙漠化變化趨勢(shì)的回歸分析可以看出，在以時(shí)間為變量的條件下，沙漠化程度的變化極為復(fù)雜，呈一元多次方變化，而且相關(guān)性檢查不顯著（R=0.738

圖1 科爾沁沙地典型地區(qū)沙漠化變化

（二）年平均溫度和年降水量對(duì)沙漠化作用的累加效應(yīng)

年均溫度的滑動(dòng)平均值與沙漠化程度的關(guān)聯(lián)分析表明（表2），年平均溫度與沙漠化的關(guān)聯(lián)程度較低，關(guān)聯(lián)系數(shù)變化在0.082～-0.361之間。從關(guān)聯(lián)程度隨時(shí)間尺度的變化趨勢(shì)來看，較短時(shí)間尺度的年平均溫度（1～2a）與沙漠化程度的關(guān)系相對(duì)較高、且為負(fù)關(guān)聯(lián)，分別為-0.292和-0.361。這說明在科爾沁沙地，低的年均溫度有利于沙漠化的發(fā)展，年平均溫度對(duì)沙漠化的累加效應(yīng)表現(xiàn)在2a的時(shí)間內(nèi)，而且作用不明顯（關(guān)聯(lián)程度低）。

表2 年降水量和平均溫度的累加作用效應(yīng)

年降水量與沙漠化的關(guān)系與年均溫度相近似，在較短的時(shí)間尺度上都為負(fù)關(guān)聯(lián)。當(dāng)時(shí)間尺度大于2a后，基本為正關(guān)聯(lián)。但是二者在關(guān)聯(lián)程度和變化趨勢(shì)上差別較大，年降水量與沙漠化的關(guān)聯(lián)程度變化在-0.178～0.801之間，其中在4a和5a的尺度上分別為0.801和0.689（表2）。這說明年降水量對(duì)沙漠化的累加效應(yīng)明顯高于年平均溫度，而且降水量對(duì)沙漠化的影響以4～5a的累加作用最為明顯。對(duì)關(guān)聯(lián)程度最高的4a和5a時(shí)間尺度上的平均降水量與沙漠化關(guān)系的進(jìn)一步回歸分析表明（圖2、圖3）：在4a平均的尺度上，年降水量與沙漠化程度有較顯著的回歸關(guān)系（R0.01.4=0.917>R=0.841>R0.05.4=0.811）；而在5a平均的尺度上，年降水量與沙漠化程度的回歸關(guān)系不顯著（R=0.439

圖2 年平均降水與沙漠化的關(guān)系

圖3 年平均溫度與沙漠化的關(guān)系圖

五、科爾沁沙地生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主要對(duì)策

第一，發(fā)展以綠洲為中心的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，目前應(yīng)以農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)為主發(fā)展綠洲，進(jìn)行生態(tài)環(huán)境建設(shè)，采用鑲邊式治沙，對(duì)于大面積流沙圍而不治，讓其自行恢復(fù)植被；重點(diǎn)治理對(duì)人類產(chǎn)生直接危害的地段，如村莊、鎮(zhèn)、工礦區(qū)的四周，沙漠沙地的邊緣、農(nóng)田、河流、水面周邊、公路、鐵路兩側(cè)等，以保護(hù)人類的生產(chǎn)、生活免遭風(fēng)沙危害，確保工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，交通運(yùn)輸?shù)软樌M(jìn)行。

第二，在沙漠戈壁及活化沙丘的邊緣，盡快建立起以灌木為主的防風(fēng)防沙生物隔離帶，在風(fēng)力和流沙活動(dòng)劇烈地段，通過建立草方格、防沙柵欄、生物沙障固沙，并通過人工種植等措施恢復(fù)以灌木為主的灌草植被，形成生物屏障，遏制沙化擴(kuò)展。

第三，全面防沙、重點(diǎn)治沙、防重于治、遏制護(hù)沙區(qū)水面濕地，集中使用有限的治沙經(jīng)費(fèi)，治理對(duì)群眾產(chǎn)生直接危害地段，把控制沙化速度、防止沙化產(chǎn)生作為主要目標(biāo)。

第四，采用高科技，提高生態(tài)環(huán)境建設(shè)的科技含量，增加科技資金投入，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，推廣實(shí)用技術(shù)，重點(diǎn)突破西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)：如抗旱節(jié)水、保水保墑林木等，提高科技含量和生態(tài)建設(shè)的效益。積極引起，研究和推廣高新業(yè)技術(shù)，尤其是高新生物技術(shù)。

第五，綜合規(guī)劃、全面發(fā)展，走生態(tài)農(nóng)業(yè)之路。生態(tài)農(nóng)業(yè)是以生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理和系統(tǒng)工程方法為指導(dǎo)，采用農(nóng)業(yè)生態(tài)技術(shù)，把傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起的，良性循環(huán)的高效集約農(nóng)業(yè)。生態(tài)農(nóng)業(yè)主張?zhí)岣咛柕茸匀荒茉吹睦寐逝c轉(zhuǎn)化率，提高生物能源的利用率和農(nóng)業(yè)廢棄物的再循環(huán)率。保護(hù)自然資源，多施有機(jī)肥和生物農(nóng)藥，減少化肥和化學(xué)農(nóng)藥的使用，減少外部投入防止污染，用地養(yǎng)地，精耕細(xì)作，改革農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)等。

[1]趙哈林，等.近 40a我國北方農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)氣候變化及其與土地沙漠化的關(guān)系——以科爾沁沙地為例[J].中國沙漠，2000（Surp.）.

[2]烏蘭圖雅，寶力高.科爾沁沙地系統(tǒng)診斷及其可持續(xù)發(fā)展[J].中國草地，1998（5）.

[3]董光榮，申建友，金炯，等.試論全球變化與沙漠化的關(guān)系[J].第四紀(jì)研究，1990（1）.

[4]朱震達(dá)，劉恕.中國北方沙漠化過程與分區(qū)治理[M].北京：國林業(yè)出版社，1981.

[5]李淑華，陳翠玲.科爾沁沙地的形成與演化研究綜述[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（6）.

[6]曉蘭，延軍平.科爾沁沙地沙漠化研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（35）.

[7]曹軍，等.科爾沁沙地的土地利用與沙漠化[J].中國沙漠，2004（5）.

[8]張計(jì)琛，劉志.內(nèi)蒙古地區(qū)土地沙漠化及荒漠化防治[J].內(nèi)蒙古草業(yè)，2008（4）.

[9]包慧娟，趙明.奈曼旗沙漠化及其防治中的政策影響因子分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2008（7）.

（責(zé)任編輯：于開紅）

An Analysis of the Accumulative Effect of the Formative Factors of Sandy Desertification in Horqin with Naiman Qi as an Example and Its Countermeasures

SUN Xian-ling1KUANG Ming-sheng1HU Rui-feng2
(1. Geographical Science College, Southwest University, Chongqing 400715, China;2. Central China Normal University,Wuhan 430000, China)

This paper analyzes the natural condition of the sandy land in Horqin respectively from the geographical location, topography and vegetation aspects, and proves the serious situation of sandy desertification in this area. This paper, by means of accumulative effect, explanes the formative factors of sandy desertification in Horqin, with Naiman Qi as an example, and finally puts forward a series of countermeasures against desertification.

sandy land in Horqin; Naiman Qi; sandy desertification; accumulative effect

A

1009-8135（2011）02-0059-04

2010-12-30

孫現(xiàn)領(lǐng)（1987-），男，河南范縣人，西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院碩士研究生，研究方向：地貌環(huán)境。