內(nèi)蒙古荒漠化驅(qū)動(dòng)力及水土保持研究*

要永在

(內(nèi)蒙古機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,呼和浩特 010070)

0 引言

荒漠化作為全球面臨的嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題之一，影響著全球70%的國(guó)家和地區(qū)。荒漠化主要是指在氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)等因素的作用下，干旱、半干旱和亞濕潤(rùn)干旱區(qū)的土地退化。據(jù)2014年第五次荒漠化調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)荒漠化面積達(dá)2.611 6萬(wàn)hm2，占國(guó)土面積的27.2%，我國(guó)北方擁有我國(guó)著名的八大沙漠，且沙漠面積都很大，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)生活，其中內(nèi)蒙古地區(qū)涵蓋了四大沙漠，因此研究?jī)?nèi)蒙古地區(qū)荒漠化土地顯得尤為重要。土地或草原發(fā)生荒漠化后破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤肥力，抑制土壤微生物活性，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)，降低農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，威脅城鎮(zhèn)安全，加劇干旱等自然災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展，導(dǎo)致群眾生活貧困，生產(chǎn)條件惡化，阻礙經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展[1-3]。水土保持是對(duì)自然因素和人為因素的相互作用造成土地荒漠化所采取的預(yù)防和治理措施之一，也是生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分，為此內(nèi)蒙古水利廳制定了《內(nèi)蒙古自治區(qū)水土保持條例》以及《內(nèi)蒙古自治區(qū)水土保持規(guī)劃(2016～2030年)》，在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，深入挖掘水土保持在節(jié)約資源中的作用，高效利用、合理配置水土資源，維護(hù)水土保持的綜合效益，全面整理內(nèi)蒙古地區(qū)環(huán)境問(wèn)題[4]。

土地荒漠化是制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生態(tài)問(wèn)題，備受內(nèi)蒙古政府關(guān)注，相關(guān)研究主要集中在治理方面，李可[5]通過(guò)分析內(nèi)蒙古地區(qū)荒漠化現(xiàn)狀、治理模式、體制機(jī)制，最終提出治理建議。紅梅等[6]采用轉(zhuǎn)移矩陣法和數(shù)學(xué)模型法，通過(guò)計(jì)算內(nèi)蒙古西遼河流域10年內(nèi)各沙質(zhì)類(lèi)荒漠化土地之間的轉(zhuǎn)換面積，結(jié)果表明，風(fēng)蝕荒漠化土地控制良好，水蝕荒漠化土地仍在增加，鹽漬化土地稍有減少。苗昇旺等[7]提出多元主體荒漠化共治方案在荒漠化治理中發(fā)揮著重要作用。張?jiān)猍8]以內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗黃土丘陵區(qū)為研究區(qū)域，采用GIS、GPS、RS技術(shù)和通用土壤流失方程對(duì)其土壤侵蝕強(qiáng)度空間分布特征進(jìn)行分析，并針對(duì)林地、非林地不同的土壤分布強(qiáng)度提出具體的水土保持措施。姚炳全[9]指出加強(qiáng)內(nèi)蒙古地區(qū)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)可有效增加植被覆蓋度，減少土地荒漠化和水土流失面積。此外荒漠化的驅(qū)動(dòng)力作為荒漠化發(fā)展的主要因素，分析其主要驅(qū)動(dòng)力有利于抑制荒漠化的發(fā)生[10-11]。內(nèi)蒙古既是我國(guó)荒漠化土地最嚴(yán)重、最集中的省區(qū)，也是全國(guó)防治荒漠化任務(wù)最艱巨的省區(qū)，約占我國(guó)40%的荒漠化土地。基于此，文章以內(nèi)蒙古地區(qū)為例，通過(guò)分析內(nèi)蒙古荒漠化的驅(qū)動(dòng)力，探討其主要驅(qū)動(dòng)力，以便從根本上治理荒漠化，同時(shí)在此基礎(chǔ)上研究?jī)?nèi)蒙古水土保持措施，以期為緩解內(nèi)蒙古地區(qū)荒漠化提供一定的指導(dǎo)建議。

1 研究區(qū)域概括

內(nèi)蒙古自治區(qū)位于我國(guó)北部邊疆，東西直線距離2 400km，南北距離1 700km，橫跨東北、華北、西北三大區(qū)，土地總面積118.3萬(wàn)km2，占全國(guó)總面積的12.3%。內(nèi)蒙古地處北緯37°24′～53°23′，東經(jīng)97°12′～126°04′，經(jīng)度范圍跨度較大，緯度偏高，是氣候變化的敏感區(qū)，也是荒漠化易發(fā)生的典型區(qū)。且內(nèi)蒙古屬于溫帶大陸性氣候，光能、風(fēng)能資源豐富，降水稀少，夏季短促，雨熱同期，冬春漫長(zhǎng)，干寒多風(fēng)沙。降雨量自東南向西北由年降雨量450mm減到100mm，年蒸發(fā)量1 400～3 500mm。目前內(nèi)蒙古荒漠化面積為6 177萬(wàn)hm2，其中著名的沙漠包括烏蘭布和、庫(kù)布齊、巴丹吉林及騰格里四大沙漠。內(nèi)蒙古水土流失面積4 169萬(wàn)hm2，主要為中輕度土壤侵蝕。截至目前，內(nèi)蒙古已累計(jì)完成水土流失綜合治理面積1 259萬(wàn)hm2，其中建設(shè)基本農(nóng)田(梯田、壩地等)60.80萬(wàn) hm2、水土保持林690.79萬(wàn)hm2、經(jīng)濟(jì)林13.76萬(wàn)hm2、種草129.36萬(wàn)hm2、封禁治理362.65 萬(wàn)hm2、其他1.74 萬(wàn)hm2，已建黃土高原淤地壩2 305座。

2 研究方法及數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 研究方法

該文通過(guò)定量的方式選取可以進(jìn)行量化的驅(qū)動(dòng)力因素，氣溫、降雨量及蒸發(fā)量等自然因素和人口、GDP、牲畜數(shù)量及耕地面積等人為因素。此外根據(jù)內(nèi)蒙古荒漠化進(jìn)程的不同階段，將1980年以來(lái)的時(shí)間序列下分成4個(gè)時(shí)間段(1)1980～1990年； (2)1991～2000年； (3)2001～2010年； (4)2011～2015年。為分析其不同驅(qū)動(dòng)力因素的影響程度，針對(duì)不同時(shí)間段，通過(guò)皮爾森相關(guān)系數(shù)法分析內(nèi)蒙古地區(qū)自然因素和人為因素與荒漠化的密切程度及相關(guān)性方向。并通過(guò)t檢驗(yàn)其顯著性。計(jì)算公式：

(1)

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

該文選取1980～2015年內(nèi)蒙古地區(qū)的氣溫、降雨量及蒸發(fā)量等自然因素?cái)?shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象科學(xué)時(shí)候共享服務(wù)網(wǎng)和內(nèi)蒙古氣象局，人口、GDP、牲畜數(shù)量及耕地面積等人為因素?cái)?shù)據(jù)主要來(lái)源于《內(nèi)蒙古統(tǒng)計(jì)年鑒》。

3 結(jié)果與分析

3.1 荒漠化驅(qū)動(dòng)力分析

發(fā)生荒漠化的區(qū)域一般溫度變化較快，地表缺水，年降雨量與潛在蒸發(fā)量的比值介于0.05～0.65之間，且氣溫對(duì)蒸發(fā)量的影響也較大。該文通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古荒漠化的驅(qū)動(dòng)力(自然因素和人為因素)進(jìn)行相關(guān)性分析，進(jìn)而分析其主要的驅(qū)動(dòng)力。

3.1.1 自然因素

表1 自然因素與荒漠化的相關(guān)性分析

因素時(shí)間段1980～19901991～20002001～20102011～2015氣溫0 56780 58210 58720 5877降雨量-0 6198-0 6301-0 5697-0 5771蒸發(fā)量0 6804?0 6629?0 7123?0 7108? 注：?表示在0 05水平上顯著相關(guān)

從表1可以看出，氣溫、降雨量及蒸發(fā)量3個(gè)自然因素對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)的荒漠化影響很高，其中蒸發(fā)量在4個(gè)時(shí)間段內(nèi)達(dá)到顯著相關(guān)，是荒漠化的主要自然驅(qū)動(dòng)力，可見(jiàn)減少蒸發(fā)量同時(shí)增加降雨量對(duì)治理荒漠化有著積極的意義。

(1)荒漠化受氣溫影響明顯，內(nèi)蒙古的平均氣溫在1980～2015年呈逐漸升高的趨勢(shì)[12]， 1980年進(jìn)入高溫期，以每10年0.36℃的增長(zhǎng)率上升。而后隨著全球氣候變暖內(nèi)蒙古的氣溫也隨之上升，以每10年0.60℃的增長(zhǎng)率繼續(xù)上升[13]，加劇了內(nèi)蒙古地區(qū)的干旱程度，進(jìn)而導(dǎo)致荒漠化的發(fā)生。

(2)1980～2015年內(nèi)蒙古地區(qū)降雨量與荒漠化負(fù)相關(guān)，但不顯著，可能是因?yàn)榻陙?lái)內(nèi)蒙古地區(qū)降雨量波動(dòng)不明顯。此外，內(nèi)蒙古每年6～9月為雨季，時(shí)常出現(xiàn)暴雨，具有的高強(qiáng)度積漸動(dòng)能對(duì)土地表面的破壞能力較強(qiáng)，該時(shí)期徑流量是全年徑流量的75%～80%[14-15]。

(3)1980～2015年內(nèi)蒙古地區(qū)蒸發(fā)量與荒漠化均呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，如內(nèi)蒙古典型荒漠區(qū)蒸發(fā)量在3 500mm左右，是內(nèi)蒙古蒸發(fā)量最高的地區(qū)，而荒漠化草原區(qū)蒸發(fā)量在2 500mm左右，均大大高于降雨量[16]，且隨著氣溫升高，干旱危害必然加劇，進(jìn)而導(dǎo)致沙漠化的加劇。

3.1.2 人為因素

表2 1980～2015年內(nèi)蒙古人口、GDP、牲畜數(shù)量及耕地面積變化

因素19801990200020102015人口(萬(wàn)人次)—2162 62372 42472 22511 0GDP(億元)68 4319 31539 11165518032 8牲畜數(shù)量(萬(wàn)頭)4656 85307 57300 510798 513585 7耕地面積(萬(wàn)hm2)479 7472 2591 4700 3756 8 注：—表示數(shù)據(jù)缺失

(1)人口是衡量荒漠化發(fā)展的重要人為因素之一， 1980～2015年內(nèi)蒙古常住人口的數(shù)量不斷增加，與荒漠化呈正相關(guān)(表3)。2000年前人口增長(zhǎng)速度較快，是內(nèi)蒙古荒漠化的主要驅(qū)動(dòng)力，其中1990～2000年10年增長(zhǎng)了223萬(wàn)人，以每年20萬(wàn)人次的速度增加，荒漠化與人口顯著正相關(guān)(P<0.05)。人口的大量增加，使得人均占有草原的面積大大減少，加劇了草原的荒漠化。2000年后人口增長(zhǎng)速度減緩，其中2000～2010年10年間增長(zhǎng)了100萬(wàn)，以每年10萬(wàn)人次的速度增加， 2010～2015年人口增加39萬(wàn)，增加速度為每年8萬(wàn)人次左右。

(2)內(nèi)蒙古的GDP從1980年的68.4億元增長(zhǎng)到2015年的1.803 28萬(wàn)億元，與荒漠化呈正相關(guān)。其中2001～2010年顯著正相關(guān)(P<0.01)，主要是這10年是內(nèi)蒙古GDP增長(zhǎng)最快的時(shí)間，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)也出現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，其中荒漠化是最為嚴(yán)重的。而2011～2015年GDP的增長(zhǎng)與荒漠化呈正相關(guān)，但不顯著，主要是隨著國(guó)家及內(nèi)蒙古政府對(duì)荒漠化的高度關(guān)注，以及GDP的持續(xù)增加為其治理荒漠化奠定了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)隨著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的升級(jí)和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，內(nèi)蒙古荒漠化得到了一定的治理，因此在1900～2010年，GDP是內(nèi)蒙古荒漠化的主要驅(qū)動(dòng)力。

(3)牲畜數(shù)量的增減在一定程度上影響著內(nèi)蒙古草原的承載壓力，進(jìn)而影響其荒漠化程度。適度放牧、割草可以促進(jìn)草原的繁衍及再生能力，過(guò)度放牧以及干旱的氣候和較少的降雨量導(dǎo)致草量下降，草原喪失繁殖能力。內(nèi)蒙古的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)力主要來(lái)源就是農(nóng)牧業(yè)，1980～2015年的內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)占GDP的比例由53.4%上升至76.7%，農(nóng)民的主要收入就是農(nóng)牧業(yè)。1990年前內(nèi)蒙古牲畜數(shù)量與荒漠化呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，而該階段內(nèi)蒙古為了提高經(jīng)濟(jì)，增加農(nóng)民收入，逐年加大放牧比例，牲畜主要以放養(yǎng)為主，牲畜數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)草原的承受能力，導(dǎo)致草原的有效使用面積減少，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大壓力。1990年后，隨著牲畜存欄數(shù)量的增加，在一定程度上改善草原的放牧壓力，但由于牲畜數(shù)量的持續(xù)增加，對(duì)草量的需求仍有增無(wú)減，草原嚴(yán)重超載，草原植被嚴(yán)重退化，所以牲畜數(shù)量在1980～1990年是內(nèi)蒙古荒漠化的主要驅(qū)動(dòng)力。

(4)2000年前內(nèi)蒙古耕地面積增加緩慢，但人口極速增加，劇烈的人類(lèi)活動(dòng)必然加劇荒漠化的程度，其中1990～2000年耕地面積與荒漠化顯著正相關(guān)(P<0.05)，因此認(rèn)為該階段耕地面積是內(nèi)蒙古荒漠化的主要驅(qū)動(dòng)力。2000年后耕地面積持續(xù)增加，但人口增長(zhǎng)緩慢，人口耕地面積增加，耕地面積的變化主要是開(kāi)墾荒地和咸灘地以及綠洲邊緣，但由于耕地面積的增加，導(dǎo)致生態(tài)用水的減少，同樣會(huì)造成荒漠化的發(fā)展。

表3 人為因素與荒漠化的相關(guān)性分析

因素時(shí)間段1980～19901991～20002001～20102011～2015人口0 7185?0 6671?0 65490 6304GDP0 61380 7619?0 8621??0 5597牲畜數(shù)量0 7342?0 54520 53380 5399耕地面積0 66710 6537?0 67100 6682 注：?表示在0 05水平上顯著相關(guān)，??表示在0 01水平上顯著相關(guān)

3.2 水土保持措施分析

植被修復(fù)是治理荒漠化的途徑之一，其不僅限于將已荒漠化的土地恢復(fù)，還包括對(duì)將荒漠化或未荒漠化但存在荒漠化風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域水土保持的作用。荒漠化的土地保水能力一般較差，通過(guò)表1可知，降雨量的增加會(huì)減少荒漠化的程度，緩解荒漠化的繼續(xù)發(fā)展。此外，荒漠化土地的生態(tài)系統(tǒng)極不穩(wěn)定，生產(chǎn)力較低，地表植被稀少，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。因此在分析內(nèi)蒙古荒漠化驅(qū)動(dòng)力因素的基礎(chǔ)，提出適合的水土保持措施。

(1)選擇適宜的植被

在遵循因地制宜、種樹(shù)種草的原則下，根據(jù)內(nèi)蒙古荒漠化區(qū)域的氣候特點(diǎn)，選擇植被恢復(fù)快，水土保持效果好的植被，鑒于內(nèi)蒙古地區(qū)降雨量較少，蒸發(fā)量較高，植被起到水土保持功能主要體現(xiàn)在降水量相對(duì)較高的半干旱及半濕潤(rùn)地區(qū)。如2001～2010年，內(nèi)蒙古人口極速增加，荒漠化也繼續(xù)發(fā)生，但是在鄂爾多斯高原的東部、大興安嶺及燕山北部等地區(qū)實(shí)施的近10年防護(hù)林、退耕還林還草生態(tài)保護(hù)工程發(fā)展著積極的作用，這些區(qū)域的植被以林地和草地為主，植被功能顯著增加，生態(tài)環(huán)境趨于好轉(zhuǎn)。因此，應(yīng)選擇在年降雨量較大的荒漠化區(qū)域種植植被，起到水土保持的作用，進(jìn)而緩解荒漠化的進(jìn)一步加劇。

(2)節(jié)水灌溉

針對(duì)典型的干旱半干旱荒漠化區(qū)域，由于降雨量極少且蒸發(fā)量高，水資源分布及其不均，同時(shí)近年來(lái)由于過(guò)度開(kāi)采地下水，導(dǎo)致水資源逐漸衰減，且隨著牲畜的過(guò)度食用，導(dǎo)致草原逐漸消失而轉(zhuǎn)變?yōu)榛哪虼瞬捎霉?jié)水灌溉技術(shù)提高水分利用效率，盡量避免荒漠化的繼續(xù)發(fā)展。如阿拉善盟西北部的降雨量低于40mm，而蒸發(fā)量高于4 200mm，該地區(qū)的荒漠化主要體現(xiàn)為綠洲的減少和沙化，而綠洲荒漠化主要發(fā)生在額濟(jì)納綠洲，主要是因?yàn)楹诤由嫌嗡康慕档蛯?dǎo)致供水不足而發(fā)生荒漠化，因此在內(nèi)蒙古降雨量極少的區(qū)域盡量采用節(jié)水灌溉方式，如滴灌、膜下滴灌及噴灌等，保障一定的水源，起到減少發(fā)生荒漠化的作用。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

內(nèi)蒙古地區(qū)的蒸發(fā)量較高同時(shí)降雨量較低，隨著全球變暖導(dǎo)致區(qū)域干旱程度的增加，也加劇了內(nèi)蒙古荒漠化的發(fā)生，且蒸發(fā)量與荒漠化的相關(guān)性呈顯著正相關(guān)。人口的快速增加帶來(lái)的劇烈人類(lèi)活動(dòng)加劇了荒漠化的發(fā)生，GDP快速增加的同時(shí)工業(yè)生產(chǎn)及無(wú)限度的開(kāi)發(fā)利用土地資源使得荒漠化成為最嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題之一，牲畜數(shù)量的持續(xù)增加超過(guò)草原的承載力，以及人均耕地面積的減少都直接或間接的影響著荒漠化的發(fā)生。針對(duì)內(nèi)蒙古自身的特點(diǎn)，應(yīng)該將植物綜合治理作為荒漠化治理的中心，在降雨量較高的區(qū)域開(kāi)展水土保持治理，在水源較少的區(qū)域開(kāi)展節(jié)水灌溉，以避免綠洲荒漠化的繼續(xù)發(fā)生。內(nèi)蒙古荒漠化的發(fā)生是自然因素和人為因素共同作用的結(jié)果，而自然因素和人為因素除了該文中提到的因素外，還有很多尚未分析的因素，因此今后的研究有必要將驅(qū)動(dòng)力的研究范圍放大，且內(nèi)蒙古區(qū)域較大，應(yīng)針對(duì)具體的區(qū)域深入探討其荒漠化驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)而有針對(duì)性地提出具體治理建議。

4.2 討論

綜上所述，人口因素在1980～2000年是內(nèi)蒙古荒漠化的主要驅(qū)動(dòng)力，主要表現(xiàn)在隨著人口的大量增加，對(duì)糧食的需求也在增加，而在20世紀(jì)80年代生產(chǎn)水平是較低的，所以必須加大開(kāi)荒力度，避免不了風(fēng)險(xiǎn)性旱作農(nóng)業(yè)，造成土地荒漠化，這與慈龍駿等[17]研究的人口密度越大，荒漠化程度越高的結(jié)果一致。快速增加的人口造成巨大的人口壓力，從而引起不合理或者劇烈的人類(lèi)活性(過(guò)度放牧、濫砍濫伐等)導(dǎo)致地表植被裸露，水土流失，造成荒漠化的發(fā)生[18]。因此控制人口增加可有效地緩解荒漠化的發(fā)生。

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著第二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，內(nèi)蒙古地區(qū)的經(jīng)濟(jì)得到了快速提高，內(nèi)蒙古的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)為畜牧業(yè)，草原旅游業(yè)的開(kāi)發(fā)發(fā)展，增加了第三產(chǎn)業(yè)的收入，但大量車(chē)輛和游客的任意踐踏，造成草原破壞，加重風(fēng)蝕荒漠化的發(fā)生。因此非常有必要實(shí)施生態(tài)工程，在保障GDP增長(zhǎng)的同時(shí)保護(hù)內(nèi)蒙古的生態(tài)效益。而生態(tài)工程需要較大的投入，因此較高的GDP為其順利實(shí)施奠定了一定的基礎(chǔ)。但內(nèi)蒙古荒漠化的發(fā)生不是單因素作用的結(jié)果，何鵬杰等[19]指出不合理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在加劇荒漠化的擴(kuò)展，且人口壓力、人類(lèi)破壞活動(dòng)和水資源不合理利用是導(dǎo)致荒漠化的主要因子。

牲畜數(shù)量的持續(xù)增加以及長(zhǎng)期的超載放牧導(dǎo)致草原退化，草畜矛盾加劇，畜牧業(yè)下滑，草原荒漠化，因此在荒漠化草原惡劣的生產(chǎn)條件下，提高畜牧業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率，發(fā)展規(guī)模化牲畜養(yǎng)殖，能有效促進(jìn)荒漠化的治理[20]。此外，人工草地的物質(zhì)轉(zhuǎn)化效益高于天然草地，通過(guò)增加人工草地的種植面積有效降低天然草地的放牧強(qiáng)度，既能保障內(nèi)蒙古畜牧業(yè)的發(fā)展又能降低草原的承載力，進(jìn)而降低牲畜增加對(duì)內(nèi)蒙古發(fā)生荒漠化的貢獻(xiàn)率。

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