青海湖流域土地沙漠化敏感性评价研究

陈晓琴 张 娟 王静慧 冯永盛 祁永发

土地沙漠化是当今全球生态环境面临的重大问题之一，二十世纪70年代，我国沙漠化土地面积每年以1560km2速度扩展，90年代末我国沙漠化的土地面积的扩展速度已高达每年3600km2，2000年我国北方沙漠化面积已达38.57×104km2。土地沙漠化已成为区域社会经济发展的主要制约因素之一。因此，开展区域土地沙漠化敏感性研究，了解其空间分布格局，对于开展区域生态环境分区管理，控制沙漠化的发生、发展以及区域的可持续发展具有重要的意义。沙漠化敏感性即指由于人类活动引起土地沙漠化的可能性大小，研究其敏感程度和空间分布，是实施生态环境分区管理的一个重要基础，对有效防止该地区生态环境恶化和资源开发均有重要的意义。

一、研究区概况

青海湖流域地处青藏高原的东北部，界于东经99°36—101°16′,北纬36°32′—37°15之间，土地总面积29661平方公里。青海湖是我国第一大内陆湖泊，也是我国最大的咸水湖。且湖面的海拔约为3260米，是世界上海拔最高的湖泊之一。研究区内气候是高原大陆性气候，光照充足，日照强烈；冬寒夏凉，暖季短暂，冷季漫长，春季多大风和沙暴；雨量偏少，雨热同期，干湿季分明。年平均降水量为270—400mm；全年蒸发量可达1422—2066mm。植被类型以温性草原、荒漠小半灌木、高寒灌丛、高寒草甸为主，植被复杂多样,表现温性植被与高寒植被共存的分布格局。

二、评价方法

（一）数据源

本研究选取2009年Landsat TM影像为基础数据。同时以青海湖流域的植被图、土地利用图、1：50000的地形图、DEM数据作为辅助资料。

（二）评价因子选取

影响土地沙漠化敏感性的因子较多，张国平等利用风速、土壤干燥度、地表植被指数、土壤质地和坡度5个因子建立土地沙漠化敏感性模型。刘康等采用湿润指数、土壤质地、沙风天数、冬春季地表植被覆盖度4个因子对甘肃省土地沙漠化敏感性进行了评价。在国家环境保护总局生态功能区划工作方案中也采用上述4个指标对沙漠化敏感性进行分级。根据上述研究成果结合研究区的情况，青海湖流域土地沙漠化敏感性评价选用的因子如下表。

（三）研究方法

采用地理信息系统技术建立本区湿润指数、坡度、大风天数、土壤类型、植被覆盖度等因子的图形库和属性库，并依据表1的标准进行单因子敏感性评价。在此基础上,通过空间叠加分析获得本区土地沙漠化敏感性综合评价图，以此为基础进行分析评价。

1、湿润度指数

湿润度指数能客观地反映某一地区的水热平衡状况，是判断某一地区干旱与否的良好指标，可以反映局地气候变化对当地植被生长及生态环境变化的影响，也能反映各区域在水热条件组合下可能发生沙漠化的敏感程度。本文湿润度指数采用多年平均降水量和蒸发量的比值，利用ARC/INFO地理信息系统软件进行插值，然后依据分级指标而得到本区土地沙漠化敏感性分析——湿润指数评价图。

2、坡度

坡度也是衡量土地沙漠化的指标之一，坡度越大，风力、水力对土壤颗粒的搬运作用越强。根据本区DEM图提取破度，从而依据分级指标得到土地沙漠化敏感性分析——坡度图评价图。

3、全年大风的天数

风力强度是影响风对土壤颗粒搬运的重要因素，与沙漠化发展有密切关系。风速只有在超过某一临界值的情况下才有可能吹扬和搬运土壤中的颗粒物质至空中。根据本区的特点选用全年风速大于8 m/s大风的天数这个指标来评价土地沙漠化具有很重要的意义。图再结合表1的标准来划分本区土地沙漠化敏感性分析——大风影响评价图。

4、土壤类型

土壤类型与土壤干燥度、土壤质地有着直接关系，土壤质地和起沙风速有直接的关系，所以土壤类型作为一个指标研究土地荒漠化极其重要。本区域土壤类型复杂多样，主要有高山寒漠土、高山草甸土、高山草原土、山地草甸土、山地灌丛草甸土、黑钙土、栗钙土、沼泽土、风沙土、盐土等10多个类型（草甸土和盐土分布面积不大，呈零星分布状态）。根据本地区土壤类型特征确定沙漠化敏感性级别（参照表1），作出本区土地沙漠化敏感性分析——土壤质地影响评价图。

5、植被覆盖度

地表植被覆盖是影响沙漠化敏感性的一个重要因素，在水域、冰雪和植被覆盖度高的地区，不会发生土壤的沙漠化；相反，地表裸露，植被稀少，都会使土壤沙漠化的机会增加。尤其是冬春季节，地表的植被覆盖相对较少，因此，植被覆盖是评价沙漠化敏感性的又一重要指标。NDVI又是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子，对于陆地表明主要覆盖而言，云、水、雪在可见光波段比近红外波段有较高的反射作用，因而其NDVI值为负值（<0）；岩石、裸土在两波段有相似的反射作用，因而其NDVI值近于0；而在有植被覆盖的情况下，NDVI为正值（>0），且随植被覆盖度的增大而增大。根据本区NDVI值可以作出本区土地荒漠化敏感性分析——植被覆盖影响评价图。

（四）沙漠化敏感性综合评价

土地沙漠化敏感性评价是受以上多个因素的综合影响，考虑到上述因子对土地沙漠化影响均很重要，采用等权的方法，按下面的公式算出沙漠化敏感性综合指数，利用ARC/VIEW地理信息系统软件作出青海湖流域土地沙漠化敏感性分布图。沙漠化敏感性指数计算方法:

式中:Di——i空间单元沙漠化敏感性指数;Ii,Wi,Ki,Ci——i空间单元各因素的敏感性等级值。

三、土地沙漠化敏感性评价结果及其空间分布

土地沙漠化敏感性综合评价及其空间格局在ARC/VIEW地理信息系统软件下将上述各单因子进行空间叠加，根据沙漠化敏感指数的计算结果，应用自然分界法获得土地沙漠化综合敏感性评价图。青海湖流域土地沙漠化敏感性也分为5级，即极敏感、高度敏感、中度敏感区、轻度敏感和不敏感。青海湖流域土地沙漠化极敏感区主要分布在湖滨滩地和湖东地区包括尕海、沙岛湾、海晏弯、耳海一带，共和县东部小北湖以北地区，及布哈河口鸟岛一带；高度敏感区主要集中在天峻县其西北阳康曲于希尔区一带的高山顶部，西部的艾日盖曲与哈吉尔曲的上游两岸高山区及生格乡东部的艾尔扎山区，刚察县的东北部的大通山山脊一带，布哈河中下游的山前冲积阶地、湖滨平原及丘陵前沿地带如青海湖四周山麓以下的滩地，倒淌河以北的滩地等；中度敏感区分布比较广泛，主要分布在低山丘陵的中、上部和低山山体的顶部，河谷两岸的阶地等包括天峻县阳康乡果当、塞尔娘、曲陇，快尔马乡的塞尔曲、恰通、德陇，组和马乡的吉刚、加吉及其东部，共和县日月山脊以西山地中上部和青海湖以西，天峻县以南的橡皮山北部山地一带;轻度敏感区为青海湖周围的河滨低地，主要包括石乃亥乡东南的大小泉湾，河马河至江西沟、倒淌河湖边湿地以及河流的源头等，海晏县北部山区共和县日月山中上部山区一带;不敏感区主要包括水体。

四、结论

青海湖流域的大部分为中度敏感和轻度敏感区，极敏感和高度敏感区相对较少，主要分布高海拔的山体上部与分水岭处，但这一部分大部分以基岩为主，人类活动比较少所以变化比较微弱。另一部分主要在湖滨滩地和湖东地区包括尕海、沙岛湾、海晏弯耳海一带，共和县东部小北湖以北地区；及布哈河口鸟岛一带和布哈河中下游的山前冲积阶地、湖滨平原及丘陵前沿地带，这些地区人类活动频繁，再加上自然因素变化很大，沙漠化的面积逐年增长。所以依据不同敏感区的划分，我们采取因地制宜的整治措施。从宏观上看，土地沙漠化受自然因素影响较大，但植被生长和覆盖情况受人类活动的影响很大，局部地区的植被破坏必将诱发和引起沙漠化程度的加重，因此， 因地制宜地保护和恢复这些地区的植被对于防治土地沙漠化具有重要的作用。尤其在社会经济发展和生态环境建设中要特别注意对土地沙漠化敏感性较高的地区植被的保护。

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（作者简介：陈晓琴（1981.10-）女，青海师范大学生地学院地理信息系统09级硕士研究生，研究方向：环境遥感与地理信息系统。张娟（1988.3-）女，青海师范大学生地学院地理信息系统09级硕士研究生，研究方向：环境遥感与地理信息系统。王静慧（1984.3-）青海师范大学生地学院地理信息系统09级硕士研究生，研究方向：环境遥感与地理信息系统。祁永发（1981.12-）男，青海师范大学生地学院地理信息系统09级硕士研究生，研究方向：环境遥感与地理信息系统。冯永盛（1981.1-）男，青海省海北州海晏县林业环保局。）