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绿洲与荒漠作为我国西北干旱区最主要的地理景观,其发生发展直接关系到干旱区人民的生产生活。一方面,通过大规模的植被恢复和水利建设,荒漠逐渐转变为农田和牧场,发生绿洲化过程,生态环境逐渐改善。另一方面,人类对干旱区土地的盲目开垦、水资源的过度开采以及天然植被的大量破坏等,又导致地表裸露、河湖萎缩、土地荒漠化的发生与发展,致使原本脆弱的干旱生态环境更加恶化。绿洲化与荒漠化作为主导干旱区陆表的两个重要过程,既反向发展又相互联系,其研究日益受到国内外的广泛重视,开展绿洲化/荒漠化过程的系统研究,对于保护干旱区生态环境、实现绿洲可持续发展意义重大。
石羊河流域地处河西走廊东端,是西北干旱区生态环境最脆弱的地区之一,长期以来,不合理的人类活动导致流域内湖泊逐渐干涸、地下水位下降、植被破坏、土地盐碱化、沙漠化形势严峻,是研究干旱区绿洲化/荒漠化过程的理想区域。要科学地认识区域绿洲化/荒漠化发生发展的规律,就必须了解它的过去,看清它的现状,“将今论古,以古论今”,结合长时间尺度与短时间尺度对其进行全面探讨。因此,本研究利用文献资料、考古调查、沉积记录以及3S技术等,对石羊河流域绿洲化/荒漠化近两千年来的历史与现代过程进行了综合分析,结果表明:
1、历史时期石羊河流域绿洲化/荒漠化过程。时间上,绿洲化过程主要对应于以汉族统治为主社会稳定的大规模农业开发时期,发生在西汉、唐代、明代以及清代初期至中期;荒漠化过程主要对应于朝代末期战争动乱或以少数民族为主的畜牧业发展时期,发生在魏晋南北朝时期、唐末五代、明代末年以及清朝晚期。荒漠化的发展滞后于绿洲开发。空间上,中游地区的绿洲化过程显著,绿洲呈波动性增长趋势,而下游地区则以荒漠化过程为主,区域发展不平衡。
2、现代流域绿洲化/荒漠化过程。结果表明,近35年来流域主要经历了“绿洲化—荒漠化—绿洲化”的发展过程。与初期相比,绿洲整体规模略有扩大,流域绿洲总面积从1975年的7707.79km2增加到2010年的7945.92km2,净增加238.13km2。流域荒漠总面积从1975年的21256.53km2减少到2010年的21018.40km2。通过景观格局分析发现,1975-2000年间研究区景观的破碎化程度增强,2000-2010年景观破碎度开始下降,2000年达到最大值。35年来,绿洲重心整体向东偏北方向迁移,荒漠重心整体向西迁移。
3、绿洲化/荒漠化过程的驱动力分析。历史时期以来,我国西部气候变化是绿洲化/荒漠化发展的大背景,绿洲化/荒漠化过程主要受社会稳定性、政策、农牧业生产方式的转变、生产技术的变革以及水土资源的开发利用等人类活动影响。选取气温、降水、径流等主要自然因素以及人口、生产总值、牲畜数量等人为因素通过主成分分析方法对现代绿洲化荒漠化过程的驱动力进行初步定量分析,结果表明,流域人为因素影响的贡献率为47.645%,自然因素影响的贡献率为15.475%,自然因素和人为因素综合作用的贡献率为20.392%。综上,近2ka来区内绿洲化/荒漠化发展主要受人类活动影响。
4、总结历史与现代绿洲化/荒漠化的发生规律及其原因,在未来绿洲建设与荒漠化防治过程中建议首先从宏观上应将区域可持续发展提升到战略高度,制定长远政策与规划,并结合当地实际情况制定严格的法律法规;同时,在具体措施方面应控制人口数量、提高人口素质,鼓励科技创新,适度开发利用水资源,保护各类型植被,发展新能源,并建立正确的舆论监督与引导。