基于3S技术的塔里木河中游荒漠化驱动力分析

丁守杰 柴政 崔彦军

（兵团林业工作管理总站新疆乌鲁木齐830013）

据权威资料显示，目前全球沙化土壤正以每年50000—70000km2的速度扩展，有10亿以上的人口、40%以上的陆地表面受到荒漠化的影响，荒漠化主要集中在干旱、半干旱地区。但是人类活动，如对大自然的过度开发、破坏森林植被等，也是不可忽视的重要原因[1]。以往的研究表明[2-5]，土地荒漠化主要有5种基本表现类型即土地沙质荒漠化、土地盐碱化、植被退化、湖泊萎缩湿地减少和耕地肥力下降。

本文根据通过对 1973、1992、2000 的 MSS，TM，ETM遥感影像的处理，分析土地覆被类型在时间和空间尺度上的变化规律，以期找出自然保护区各类型变化的驱动因子，以此进行生态环境变化的评价，探寻科学合理的保护方法。

1 研究区概况

新疆塔里木胡杨自然保护区地处世界第二大沙漠——塔克拉玛干大沙漠北缘，总面积为39.54万hm2。在世界生物地理区划上，保护区属塔克拉玛干戈壁荒漠，大陆性荒漠、半荒漠生物群落的类型。塔里木河弯曲摆动形成的河漫滩、阶地、洼地、沙丘地等多个地貌单元为胡杨林及柽柳等灌丛的生育及群落的演替提供了非常适合的生境。

2 研究方法

本文根据对 1973、1992、2000 的 MSS，TM，ETM遥感影像的处理，通过对3期遥感影像几何矫正、分类处理得到27年间土地覆被变化的面积和面积转移矩阵，在此数据的基础上求算出动态度，进而分析出各土地覆被类型变化速度和变化程度，结合当地的气候、水文、社会经济资料，分析自然保护区各类型变化的驱动因子，通过数据反映保护区生态脆弱性程度，以此进行生态环境变化的评价。对三期遥感影像的处理结果如下：

表1 .各类面积的统计表如下

3 土地荒漠化的驱动力分析

3.1 耕地变化驱动力分析

除了地区灾害、环境变迁等自然因素对耕地数量化的影响外，耕地数量的变化则主要受人类干扰的强烈影响。不论是建设用地占地，农业结构调整，还是有关耕地政策的出台，都是与区域经济的变化以及农民的比较利益息息相关的30年中，保护区耕地面积的减少主要是农业结构调整以及国家有关保护耕地政策实施的结果。

耕地面积在1973年到1992年变化不大，到2000年由原来的318.483公顷扩大到1501.94hm2，随着周边城市的新建和发展，周边地区人口的增加，畜牧业和农业相应发展，而且是以开发林地为代价。河道更改，耕地收益相对低下，驱动着耕地向废弃荒地转移。

3.2 林地变化的驱动因子

从1981年到2001年的气象资料上可以看出，降雨量在接近1992年之前的几年中比较充裕，在1992年之后直到2001年间仅1996年出现一次较高，整体降雨量呈整体滑坡趋势。植被变化方面：在1973年到1992年高盖度植被面积有所降低，在1992年到2000年间高、低覆盖度的植被面积呈下降趋势，可见，降水减少是保护区植被退化的重要原因之一，加上保护区径流量的逐渐减少，水资源显得日益短缺，植被退化呈明显趋势。还有相当一部分林地经砍伐成为耕地，在1992年到2000年耕地大幅度增加都是以毁林为代价的，人为原因是保护区内植被退化重要原因之一。

图1 1973-2000年水体面积和高盖度植被变化关系表

高盖度植被与保护区地表水体面积变化保持一致，这是因为在水分充足的地带，植物生长旺盛，随着水体面积减少，离水体较远的高盖度植被得不到充足的水分供应，引起植被退化。

图2 1981-2005年降水量和低盖度植被变化关系表

从上图可以看出，1973-2000年间低盖度植被与保护区降水量的变化非常吻合，这是因为低盖度植被多由盐节木、盐穗木、骆驼刺等多年生草本植物和衰败的胡杨、柽柳组成，降水是这些植物的主要水分来源，随着降雨量的变化低盖度植被也相应发生改变，当降雨量不足时，极易退化，引起土地荒漠化。

3.3 草地变化的驱动因子分析

本文中的草地有两种情况，一种是指开阔地上的成片单一草地，另一种是生长在乔灌木林中的草本植物，这一部分分类时无法单独提出，文中提到的草地主要是前者。

（1）从数据中可以看出，草地面积从1973年至1992年变化不大，但从1992年1119.28公顷下降到2000年338.503公顷。草地的急剧退化从一个侧面反映出土地的退化趋势。

图3 2003年-2004年保护区居民牲畜存栏分析表

（2）上图显示了牲畜数量的时间变化，保护区居民以畜牧业和种植业为生，随着牲畜的数量的增加，保护区内人口和周边人口相应增加，放牧的面积和放牧的时间随之增加，而且大多数养殖户养殖的是山羊，山羊采食行为对草场的破坏很大，造成草地严重退化，同时，塔里木兔是属于保护动物，但最近几年内大量繁殖，因冬季食物缺乏，啃食大量幼年胡杨的根、树皮，影响了来年胡杨的萌发。

由以上分析可以总结出，无论是自然原因如降雨量不足、径流量减少，还是人为原因如耕地增加、草场退化等，最终结果都是破坏了地表覆盖，使土地向荒漠化发展。

近年来塔河上游因农业开发引用了大量的塔河干流水，虽然国家为恢复下游植被进行多次紧急输水，但是限制中游用水，因而保护区每年洪水期时间短，径流量占全年的80%，枯水期时间长，径流量仅占全年的20%[6]。植被得不到均衡而充足的水分补充，这也是保护区植被退化的重要原因。

[1]董光荣等.鄂尔多斯高原第四纪古风成沙的发现及其意义.科学通报，1983.

[2]黄兆华等.内蒙伊盟地区土地荒漠化问题考察阶段性报告，鄂尔多斯地区沙漠化及其控制问题.伊盟沙漠研究所编印，1983.

[3]葛绥成.中国北部的气候变化与沙漠扩大的研究.蒙古.1942，9(3).

[4]景爱.中国北方沙漠化的原因与对策.山东科技出版社，1996.

[5]方修琦.陕北鄂尔多斯地区降水变化与沙漠化.北京师范大学学报(自然科学版)，1987，(I):90-94.

[6]国家林业局调查规划设计院,新疆塔里木胡杨保护区管理局.新疆塔里木胡杨保护区科学考察报告.2001.12.