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荒漠化是当今全球共同关注的重大环境问题之一。我国是世界上受荒漠化危害最为严重的国家之一。20世纪后半叶以来,在区域气候暖干趋势和长期过牧、滥垦等人为因素共同影响下,位于内蒙古阿拉善盟和甘肃民勤县境内的巴丹吉林和腾格里沙漠交界带地区出现了土地沙漠化、次生盐渍化、湿地萎缩等加剧的生态退化问题。本文基于1989年、2000年和2010年TM及ETM+影像,采用土地类型年变化率、转移矩阵和景观格局指数等指标,定量分析了巴丹吉林-腾格里沙漠交界带荒漠化特征;并从自然和人为因素两方面,剖析了沙漠交界带荒漠化扩展的驱动因素;进而根据Costanza等学者提出的生态系统服务价值计算方法探讨了巴丹吉林-腾格里沙漠交界带生态系统服务价值对荒漠化的响应,以期为当地荒漠化防治及生态建设等政策的完善提供科学依据。本文的主要结论有以下四点。
一、巴丹吉林-腾格里沙漠交界带荒漠化特征研究表明:1)总体看来,1989-2010年,研究区内的流动沙地和盐碱地面积有所增加,而戈壁、半流动沙地和裸岩石砾地面积减少。2000-2010年流动沙地面积的百分比变化程度要比1989-2000年的剧烈,而1989-2000年期间盐碱地、半流动沙地、耕地和湿地面积的百分比变化程度比2000-2010年的剧烈。2)通过土地类型年变化率指数可以得出,1989-2010年,研究区内的耕地、半固定沙地、湿地、半流动沙地、盐碱地等土地类型年变化率绝对值相对较大。其中,2000-2010年流动沙地与戈壁的年变化速率均高于1989-2000年的。与此相反,耕地、湿地、半固定沙地、半流动沙地在1989-2000年期间的年变化速率均高于在2000-2010年期间的。3)转移矩阵结果显示,1989-2010年,耕地、半固定沙地、湿地和半流动沙地转出率大小依次为21.62%、15.44%、5.75%和5.04%,分别主要转出为盐碱地、固定沙地、盐碱地、盐碱地。从转入来看,1989-2010年,新增耕地面积和新增半固定沙地面积的主要来源均是盐碱地,而盐碱地和流动沙地的转入率相对较小。分析表明,研究区各土地类型相互间转化趋势较为明显,尤其以耕地、盐碱地、流动沙地、半流动沙地之间的转化为突出。4)通过计算景观格局指数可以得出,1989-2010年,巴丹吉林-腾格里沙漠交界带斑块总个数从322块减少到281块,景观破碎化程度稍有缓减。各土地类型的斑块个数在2000-2010年期间比1989-2000年期间变化剧烈,特别是耕地、盐碱地、半流动沙地和流动沙地等这四种土地类型。研究同时显示,1989-2010年,研究区斑块质心偏移量大小依次为:半固定沙地、耕地、半流动沙地、湿地。结果表明,巴丹吉林和腾格里两大沙漠交界带有合并趋势,且合并带逐渐向南推进。
二、巴丹吉林-腾格里沙漠交界带荒漠化驱动机制的研究表明:1)1989-2010年,气候资料显示研究区年平均气温呈增高趋势。与年平均气温相比,研究区降水量的年际波动较大,但长期变化趋势不明显。研究区气候的暖干趋势驱动了巴丹吉林-腾格里沙漠交界带沙地扩展与湿地退化。反过来,荒漠化地表会进一步引起局部气候变化,造成荒漠化与局部气候恶化相互作用,形成恶性循环。2)人口增长和超载过牧等人为因素加剧了巴丹吉林-腾格里沙漠交界带的荒漠化趋势。1989-2010年,研究区年末总人口不断增加,同时由于畜牧业的发展,羊存栏数呈增加趋势。结果表明,自然和人为因素共同作用推动了两大沙漠的活化与合并。
三、巴丹吉林-腾格里沙漠交界带生态系统服务价值变化研究表明:1989-2010年,研究区生态系统服务总价值降低了0.23×106元,变化率为0.14%。其中,流动沙地、盐碱地和固定沙地由于面积增加导致其各自的生态系统服务价值增加,而戈壁、半流动沙地和耕地由于面积减少导致其各自的生态系统服务价值减少。2000-2010年,研究区生态系统服务总价值增加的主要原因在于耕地面积的扩张。但是,对不适宜耕种的干旱区进行耕地开发利用,会导致荒漠化的进一步恶化并加剧水资源危机。因此,应理性认识干旱区耕地扩张所引发的生态系统服务价值提升。此外,还应注意到有意识的生态建设可以促进生态系统服务的恢复与发挥。
四、针对研究区的荒漠化特征,本文提出了五点荒漠化防治对策。继续加强国家及地方政策措施,积极开展荒漠化防治生态工程建设;合理开发利用土地资源,因地制宜开展特色农业;合理利用水资源,调控上下游用水量;开发荒漠景观生态旅游,增加当地居民收入;加强荒漠化基础科学研究,推广荒漠化防治科研成果。