内蒙古荒漠化驱动力及水土保持研究*

2018-03-27要永在

中国农业资源与区划 2018年2期

要永在

(内蒙古机电职业技术学院,呼和浩特 010070)

0 引言

荒漠化作为全球面临的严重环境问题之一，影响着全球70%的国家和地区。荒漠化主要是指在气候变化和人类活动等因素的作用下，干旱、半干旱和亚湿润干旱区的土地退化。据2014年第五次荒漠化调查结果显示，我国荒漠化面积达2.611 6万hm2，占国土面积的27.2%，我国北方拥有我国著名的八大沙漠，且沙漠面积都很大，严重影响当地人民的生产生活，其中内蒙古地区涵盖了四大沙漠，因此研究内蒙古地区荒漠化土地显得尤为重要。土地或草原发生荒漠化后破坏土壤结构，降低土壤肥力，抑制土壤微生物活性，影响农作物生长，降低农业产量，威胁城镇安全，加剧干旱等自然灾害的发生、发展，导致群众生活贫困，生产条件恶化，阻碍经济、社会的可持续发展[1-3]。水土保持是对自然因素和人为因素的相互作用造成土地荒漠化所采取的预防和治理措施之一，也是生态文明建设的重要组成部分，为此内蒙古水利厅制定了《内蒙古自治区水土保持条例》以及《内蒙古自治区水土保持规划(2016～2030年)》，在经济新常态下，深入挖掘水土保持在节约资源中的作用，高效利用、合理配置水土资源，维护水土保持的综合效益，全面整理内蒙古地区环境问题[4]。

土地荒漠化是制约区域经济发展的生态问题，备受内蒙古政府关注，相关研究主要集中在治理方面，李可[5]通过分析内蒙古地区荒漠化现状、治理模式、体制机制，最终提出治理建议。红梅等[6]采用转移矩阵法和数学模型法，通过计算内蒙古西辽河流域10年内各沙质类荒漠化土地之间的转换面积，结果表明，风蚀荒漠化土地控制良好，水蚀荒漠化土地仍在增加，盐渍化土地稍有减少。苗昇旺等[7]提出多元主体荒漠化共治方案在荒漠化治理中发挥着重要作用。张元[8]以内蒙古达拉特旗黄土丘陵区为研究区域，采用GIS、GPS、RS技术和通用土壤流失方程对其土壤侵蚀强度空间分布特征进行分析，并针对林地、非林地不同的土壤分布强度提出具体的水土保持措施。姚炳全[9]指出加强内蒙古地区林业生态工程建设可有效增加植被覆盖度，减少土地荒漠化和水土流失面积。此外荒漠化的驱动力作为荒漠化发展的主要因素，分析其主要驱动力有利于抑制荒漠化的发生[10-11]。内蒙古既是我国荒漠化土地最严重、最集中的省区，也是全国防治荒漠化任务最艰巨的省区，约占我国40%的荒漠化土地。基于此，文章以内蒙古地区为例，通过分析内蒙古荒漠化的驱动力，探讨其主要驱动力，以便从根本上治理荒漠化，同时在此基础上研究内蒙古水土保持措施，以期为缓解内蒙古地区荒漠化提供一定的指导建议。

1 研究区域概括

内蒙古自治区位于我国北部边疆，东西直线距离2 400km，南北距离1 700km，横跨东北、华北、西北三大区，土地总面积118.3万km2，占全国总面积的12.3%。内蒙古地处北纬37°24′～53°23′，东经97°12′～126°04′，经度范围跨度较大，纬度偏高，是气候变化的敏感区，也是荒漠化易发生的典型区。且内蒙古属于温带大陆性气候，光能、风能资源丰富，降水稀少，夏季短促，雨热同期，冬春漫长，干寒多风沙。降雨量自东南向西北由年降雨量450mm减到100mm，年蒸发量1 400～3 500mm。目前内蒙古荒漠化面积为6 177万hm2，其中著名的沙漠包括乌兰布和、库布齐、巴丹吉林及腾格里四大沙漠。内蒙古水土流失面积4 169万hm2，主要为中轻度土壤侵蚀。截至目前，内蒙古已累计完成水土流失综合治理面积1 259万hm2，其中建设基本农田(梯田、坝地等)60.80万 hm2、水土保持林690.79万hm2、经济林13.76万hm2、种草129.36万hm2、封禁治理362.65 万hm2、其他1.74 万hm2，已建黄土高原淤地坝2 305座。

2 研究方法及数据来源

2.1 研究方法

该文通过定量的方式选取可以进行量化的驱动力因素，气温、降雨量及蒸发量等自然因素和人口、GDP、牲畜数量及耕地面积等人为因素。此外根据内蒙古荒漠化进程的不同阶段，将1980年以来的时间序列下分成4个时间段(1)1980～1990年； (2)1991～2000年； (3)2001～2010年； (4)2011～2015年。为分析其不同驱动力因素的影响程度，针对不同时间段，通过皮尔森相关系数法分析内蒙古地区自然因素和人为因素与荒漠化的密切程度及相关性方向。并通过t检验其显著性。计算公式：

(1)

2.2 数据来源

该文选取1980～2015年内蒙古地区的气温、降雨量及蒸发量等自然因素数据来源于中国气象科学时候共享服务网和内蒙古气象局，人口、GDP、牲畜数量及耕地面积等人为因素数据主要来源于《内蒙古统计年鉴》。

3 结果与分析

3.1 荒漠化驱动力分析

发生荒漠化的区域一般温度变化较快，地表缺水，年降雨量与潜在蒸发量的比值介于0.05～0.65之间，且气温对蒸发量的影响也较大。该文通过对内蒙古荒漠化的驱动力(自然因素和人为因素)进行相关性分析，进而分析其主要的驱动力。

3.1.1 自然因素

表1 自然因素与荒漠化的相关性分析

因素时间段1980～19901991～20002001～20102011～2015气温0 56780 58210 58720 5877降雨量-0 6198-0 6301-0 5697-0 5771蒸发量0 6804∗0 6629∗0 7123∗0 7108∗ 注：∗表示在0 05水平上显著相关

从表1可以看出，气温、降雨量及蒸发量3个自然因素对内蒙古地区的荒漠化影响很高，其中蒸发量在4个时间段内达到显著相关，是荒漠化的主要自然驱动力，可见减少蒸发量同时增加降雨量对治理荒漠化有着积极的意义。

(1)荒漠化受气温影响明显，内蒙古的平均气温在1980～2015年呈逐渐升高的趋势[12]， 1980年进入高温期，以每10年0.36℃的增长率上升。而后随着全球气候变暖内蒙古的气温也随之上升，以每10年0.60℃的增长率继续上升[13]，加剧了内蒙古地区的干旱程度，进而导致荒漠化的发生。

(2)1980～2015年内蒙古地区降雨量与荒漠化负相关，但不显著，可能是因为近年来内蒙古地区降雨量波动不明显。此外，内蒙古每年6～9月为雨季，时常出现暴雨，具有的高强度积渐动能对土地表面的破坏能力较强，该时期径流量是全年径流量的75%～80%[14-15]。

(3)1980～2015年内蒙古地区蒸发量与荒漠化均呈显著正相关(P<0.05)，如内蒙古典型荒漠区蒸发量在3 500mm左右，是内蒙古蒸发量最高的地区，而荒漠化草原区蒸发量在2 500mm左右，均大大高于降雨量[16]，且随着气温升高，干旱危害必然加剧，进而导致沙漠化的加剧。

3.1.2 人为因素

表2 1980～2015年内蒙古人口、GDP、牲畜数量及耕地面积变化

因素19801990200020102015人口(万人次)—2162 62372 42472 22511 0GDP(亿元)68 4319 31539 11165518032 8牲畜数量(万头)4656 85307 57300 510798 513585 7耕地面积(万hm2)479 7472 2591 4700 3756 8 注：—表示数据缺失

(1)人口是衡量荒漠化发展的重要人为因素之一， 1980～2015年内蒙古常住人口的数量不断增加，与荒漠化呈正相关(表3)。2000年前人口增长速度较快，是内蒙古荒漠化的主要驱动力，其中1990～2000年10年增长了223万人，以每年20万人次的速度增加，荒漠化与人口显著正相关(P<0.05)。人口的大量增加，使得人均占有草原的面积大大减少，加剧了草原的荒漠化。2000年后人口增长速度减缓，其中2000～2010年10年间增长了100万，以每年10万人次的速度增加， 2010～2015年人口增加39万，增加速度为每年8万人次左右。

(2)内蒙古的GDP从1980年的68.4亿元增长到2015年的1.803 28万亿元，与荒漠化呈正相关。其中2001～2010年显著正相关(P<0.01)，主要是这10年是内蒙古GDP增长最快的时间，经济快速发展的同时也出现了生态环境问题，其中荒漠化是最为严重的。而2011～2015年GDP的增长与荒漠化呈正相关，但不显著，主要是随着国家及内蒙古政府对荒漠化的高度关注，以及GDP的持续增加为其治理荒漠化奠定了一定的物质基础，同时随着传统农业的升级和现代化农业的发展，内蒙古荒漠化得到了一定的治理，因此在1900～2010年，GDP是内蒙古荒漠化的主要驱动力。

(3)牲畜数量的增减在一定程度上影响着内蒙古草原的承载压力，进而影响其荒漠化程度。适度放牧、割草可以促进草原的繁衍及再生能力，过度放牧以及干旱的气候和较少的降雨量导致草量下降，草原丧失繁殖能力。内蒙古的经济增长动力主要来源就是农牧业，1980～2015年的内蒙古农牧业占GDP的比例由53.4%上升至76.7%，农民的主要收入就是农牧业。1990年前内蒙古牲畜数量与荒漠化呈显著正相关(P<0.05)，而该阶段内蒙古为了提高经济，增加农民收入，逐年加大放牧比例，牲畜主要以放养为主，牲畜数量远远超过草原的承受能力，导致草原的有效使用面积减少，对生态环境造成巨大压力。1990年后，随着牲畜存栏数量的增加，在一定程度上改善草原的放牧压力，但由于牲畜数量的持续增加，对草量的需求仍有增无减，草原严重超载，草原植被严重退化，所以牲畜数量在1980～1990年是内蒙古荒漠化的主要驱动力。

(4)2000年前内蒙古耕地面积增加缓慢，但人口极速增加，剧烈的人类活动必然加剧荒漠化的程度，其中1990～2000年耕地面积与荒漠化显著正相关(P<0.05)，因此认为该阶段耕地面积是内蒙古荒漠化的主要驱动力。2000年后耕地面积持续增加，但人口增长缓慢，人口耕地面积增加，耕地面积的变化主要是开垦荒地和咸滩地以及绿洲边缘，但由于耕地面积的增加，导致生态用水的减少，同样会造成荒漠化的发展。

表3 人为因素与荒漠化的相关性分析

因素时间段1980～19901991～20002001～20102011～2015人口0 7185∗0 6671∗0 65490 6304GDP0 61380 7619∗0 8621∗∗0 5597牲畜数量0 7342∗0 54520 53380 5399耕地面积0 66710 6537∗0 67100 6682 注：∗表示在0 05水平上显著相关，∗∗表示在0 01水平上显著相关

3.2 水土保持措施分析

植被修复是治理荒漠化的途径之一，其不仅限于将已荒漠化的土地恢复，还包括对将荒漠化或未荒漠化但存在荒漠化风险的区域水土保持的作用。荒漠化的土地保水能力一般较差，通过表1可知，降雨量的增加会减少荒漠化的程度，缓解荒漠化的继续发展。此外，荒漠化土地的生态系统极不稳定，生产力较低，地表植被稀少，生态环境极其脆弱。因此在分析内蒙古荒漠化驱动力因素的基础，提出适合的水土保持措施。

(1)选择适宜的植被

在遵循因地制宜、种树种草的原则下，根据内蒙古荒漠化区域的气候特点，选择植被恢复快，水土保持效果好的植被，鉴于内蒙古地区降雨量较少，蒸发量较高，植被起到水土保持功能主要体现在降水量相对较高的半干旱及半湿润地区。如2001～2010年，内蒙古人口极速增加，荒漠化也继续发生，但是在鄂尔多斯高原的东部、大兴安岭及燕山北部等地区实施的近10年防护林、退耕还林还草生态保护工程发展着积极的作用，这些区域的植被以林地和草地为主，植被功能显著增加，生态环境趋于好转。因此，应选择在年降雨量较大的荒漠化区域种植植被，起到水土保持的作用，进而缓解荒漠化的进一步加剧。

(2)节水灌溉

针对典型的干旱半干旱荒漠化区域，由于降雨量极少且蒸发量高，水资源分布及其不均，同时近年来由于过度开采地下水，导致水资源逐渐衰减，且随着牲畜的过度食用，导致草原逐渐消失而转变为荒漠，因此采用节水灌溉技术提高水分利用效率，尽量避免荒漠化的继续发展。如阿拉善盟西北部的降雨量低于40mm，而蒸发量高于4 200mm，该地区的荒漠化主要体现为绿洲的减少和沙化，而绿洲荒漠化主要发生在额济纳绿洲，主要是因为黑河上游水量的降低导致供水不足而发生荒漠化，因此在内蒙古降雨量极少的区域尽量采用节水灌溉方式，如滴灌、膜下滴灌及喷灌等，保障一定的水源，起到减少发生荒漠化的作用。

4 结论与讨论

4.1 结论

内蒙古地区的蒸发量较高同时降雨量较低，随着全球变暖导致区域干旱程度的增加，也加剧了内蒙古荒漠化的发生，且蒸发量与荒漠化的相关性呈显著正相关。人口的快速增加带来的剧烈人类活动加剧了荒漠化的发生，GDP快速增加的同时工业生产及无限度的开发利用土地资源使得荒漠化成为最严重的生态环境问题之一，牲畜数量的持续增加超过草原的承载力，以及人均耕地面积的减少都直接或间接的影响着荒漠化的发生。针对内蒙古自身的特点，应该将植物综合治理作为荒漠化治理的中心，在降雨量较高的区域开展水土保持治理，在水源较少的区域开展节水灌溉，以避免绿洲荒漠化的继续发生。内蒙古荒漠化的发生是自然因素和人为因素共同作用的结果，而自然因素和人为因素除了该文中提到的因素外，还有很多尚未分析的因素，因此今后的研究有必要将驱动力的研究范围放大，且内蒙古区域较大，应针对具体的区域深入探讨其荒漠化驱动力，进而有针对性地提出具体治理建议。

4.2 讨论

综上所述，人口因素在1980～2000年是内蒙古荒漠化的主要驱动力，主要表现在随着人口的大量增加，对粮食的需求也在增加，而在20世纪80年代生产水平是较低的，所以必须加大开荒力度，避免不了风险性旱作农业，造成土地荒漠化，这与慈龙骏等[17]研究的人口密度越大，荒漠化程度越高的结果一致。快速增加的人口造成巨大的人口压力，从而引起不合理或者剧烈的人类活性(过度放牧、滥砍滥伐等)导致地表植被裸露，水土流失，造成荒漠化的发生[18]。因此控制人口增加可有效地缓解荒漠化的发生。

改革开放以来，随着第二、三产业的发展，内蒙古地区的经济得到了快速提高，内蒙古的优势产业为畜牧业，草原旅游业的开发发展，增加了第三产业的收入，但大量车辆和游客的任意践踏，造成草原破坏，加重风蚀荒漠化的发生。因此非常有必要实施生态工程，在保障GDP增长的同时保护内蒙古的生态效益。而生态工程需要较大的投入，因此较高的GDP为其顺利实施奠定了一定的基础。但内蒙古荒漠化的发生不是单因素作用的结果，何鹏杰等[19]指出不合理的经济产业结构正在加剧荒漠化的扩展，且人口压力、人类破坏活动和水资源不合理利用是导致荒漠化的主要因子。

牲畜数量的持续增加以及长期的超载放牧导致草原退化，草畜矛盾加剧，畜牧业下滑，草原荒漠化，因此在荒漠化草原恶劣的生产条件下，提高畜牧业生产的生产效率，发展规模化牲畜养殖，能有效促进荒漠化的治理[20]。此外，人工草地的物质转化效益高于天然草地，通过增加人工草地的种植面积有效降低天然草地的放牧强度，既能保障内蒙古畜牧业的发展又能降低草原的承载力，进而降低牲畜增加对内蒙古发生荒漠化的贡献率。

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