建國以來我國荒漠的動(dòng)態(tài)與成因

建國以來我國荒漠的動(dòng)態(tài)與成因

1994年10月，聯(lián)合國批準(zhǔn)在巴黎簽署《嚴(yán)重干旱和荒漠化國家，特別是關(guān)于預(yù)防和控制非洲沙漠的公約》。沙漠是指由各種因素引起的干旱、半干旱和干旱區(qū)域的土地退化，包括氣候變化和人類活動(dòng)?！案珊怠敫珊岛蛠啙駶櫢珊档貐^(qū)”是指年降水量與可能蒸散量之比為0.05~0.65的地區(qū),但不包括極區(qū)和副極區(qū)?！巴恋赝嘶笔侵赣捎谑褂猛恋鼗蛴捎谝环N營力或數(shù)種營力結(jié)合致使干旱、半干旱和亞濕潤干旱地區(qū)雨澆地、水澆地或草原、牧場(chǎng)、森林和林地的生物或經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力和復(fù)雜性下降或喪失,其中包括:風(fēng)蝕和水蝕致使土壤物質(zhì)流失,土壤的物理、化學(xué)和生物特性或經(jīng)濟(jì)特性退化及自然植被長期喪失。1994年以前,荒漠化在我國僅僅被作為沙質(zhì)荒漠化來定義。1994年,聯(lián)合國防治荒漠化公約中的定義被我國政府采納,以滿足我國執(zhí)行防治荒漠化公約的需要?；哪钱?dāng)前全球廣泛關(guān)注的重大環(huán)境問題之一,主要發(fā)生于亞洲、非洲和拉丁美洲的發(fā)展中國家。我國是世界上受荒漠化影響最嚴(yán)重的國家之一。但是,目前對(duì)我國荒漠化現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)與成因的認(rèn)識(shí)還比較模糊。本文對(duì)上述問題進(jìn)行了分析和總結(jié),目的在于更全面地認(rèn)識(shí)和理解我國的荒漠化狀況,為政府部門制定荒漠化防治戰(zhàn)略提供科學(xué)依據(jù)。1中國的沙漠現(xiàn)狀1.1我國貧困地區(qū)森林森林現(xiàn)狀我國荒漠化潛在發(fā)生范圍即年降水量與可能蒸散量(PE)之比為0.05~0.65的地區(qū)總面積為3.32×106km2,占陸地面積的34.6%。因?yàn)椴捎蒙Ｋ雇胤椒ㄓ?jì)算我國可能蒸散量有一定偏差,所以我國荒漠化潛在發(fā)生范圍偏小。根據(jù)荒漠化普查結(jié)果,我國荒漠化土地面積為2.62×106km2,占國土總面積的27.3%。其中約99.6%分布在我國北部和西北部的12個(gè)省、自治區(qū)的420個(gè)縣、旗;44%分布于干旱區(qū),35%分布于半干旱區(qū),其余的21%分布于亞濕潤干旱區(qū)。荒漠化土地占荒漠化潛在發(fā)生地區(qū)總面積的比例往往被作為衡量一個(gè)國家或地區(qū)荒漠化發(fā)展嚴(yán)重程度的重要指標(biāo)。我國荒漠化土地占荒漠化潛在發(fā)生地區(qū)總面積的比例為79.0%,不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全世界的平均水平,而且比荒漠化土地比例最高的北美洲還高近5個(gè)百分點(diǎn)(表1)。1.2我國半封建區(qū)：最大、估計(jì)著荒荒地、鹽漬化和凍融侵蝕在不同類型土地中的應(yīng)用我國荒漠化土地大部分處于嚴(yán)重退化狀態(tài),土地退化嚴(yán)重程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界平均水平(表2)。我國嚴(yán)重荒漠化土地的比例(39.3%)比全球荒漠化土地中嚴(yán)重退化與極嚴(yán)重退化總和所占比例(12.7%)還要高出許多;近64%的荒漠化土地是中度和重度荒漠化土地,這一比例也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球平均水平。盡管在確定荒漠化嚴(yán)重程度時(shí)采用的指標(biāo)不同,但是,根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)可以認(rèn)為,我國荒漠化土地大部分處于嚴(yán)重退化狀態(tài)。導(dǎo)致我國荒漠化的基本過程主要有風(fēng)蝕、水蝕、鹽漬化和凍融侵蝕。在各種荒漠化類型中,風(fēng)蝕造成的荒漠化土地面積最大,分布最廣,危害也最為嚴(yán)重。風(fēng)蝕造成的沙質(zhì)荒漠化土地中的97.8%分布于5個(gè)省、自治區(qū),即新疆(42.0%)、內(nèi)蒙古(34.2%)、甘肅(9.5%)、西藏(7.0%)和青海(5.1%)。在荒漠化土地中另外還有8.2%的是由土壤的物理、化學(xué)、生物特性等的退化引起的(表3)。按照土地利用類型,我國荒漠化土地中有7.7×104km2退化耕地,占該地區(qū)全部耕地的40.1%;有105.2×104km2退化草地,占草地面積的56.6%;另外還有1000km2退化林地。其余的荒漠化土地植被蓋度低于5%,主要為沙漠和戈壁。2中國的沙漠動(dòng)態(tài)2.1風(fēng)蝕荒荒地的區(qū)域分布如何評(píng)估現(xiàn)階段我國荒漠化發(fā)展動(dòng)態(tài)與趨勢(shì)?這是一個(gè)非常困難而又富有挑戰(zhàn)性的問題。雖然已經(jīng)有許多證據(jù)表明,50年代以來,我國荒漠化在某些地區(qū)發(fā)展越來越快[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14],但目前還沒有足夠的時(shí)間序列數(shù)據(jù)能夠清楚地給出荒漠化發(fā)展的全國趨勢(shì)。朱震達(dá)等的研究指出,50年代到70年代中期全國沙質(zhì)荒漠化以每年1560km2的速度擴(kuò)展,70年代中期到80年代中期以每年2100km2的速度擴(kuò)展。這兩個(gè)數(shù)據(jù)是基于50年代、70年代(1975~1976)、80年代(1985~1987)3個(gè)時(shí)期黑白航片的解譯對(duì)某些典型地區(qū)研究后得出的。應(yīng)該指出的是,在他們的研究中使用的全國沙質(zhì)荒漠化土地總面積,50年代為1.37×105km2,70年代中期為1.76×105km2,80年代中期為1.97×105km2。這些數(shù)字與《中國荒漠化報(bào)告》中的數(shù)字(1.607×106km2)有很大差異。這是由于對(duì)荒漠化概念的不同理解造成的。根據(jù)朱震達(dá)等的觀點(diǎn),沙漠化土地(沙質(zhì)荒漠化土地)僅指那些以風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)為特征的、具有類似沙漠景觀的土地,主要是在人類歷史時(shí)期由于人類活動(dòng)形成的,所有在史前時(shí)期和地質(zhì)時(shí)期自然過程中形成的沙漠和戈壁都不是沙漠化土地。按照這一觀點(diǎn),沙漠化土地主要分布于干旱、半干旱區(qū)的沙質(zhì)沖積、沖積湖積、沖積洪積平原,包括綠洲邊緣和干旱區(qū)內(nèi)陸河下游、半干旱草原帶的牧區(qū),以及半干旱和部分亞濕潤區(qū)的旱地農(nóng)墾區(qū)周圍。根據(jù)他們的研究結(jié)果,50年代到70年代中期中國沙質(zhì)荒漠化土地年均增長率約為1%,70年代中期到80年代中期約為1.1%,50年代到80年代中期沙質(zhì)荒漠化呈加速擴(kuò)展趨勢(shì)。根據(jù)全國沙漠、戈壁和風(fēng)沙化土地普查,80年代中期至90年代中期沙質(zhì)荒漠化土地以每年2460km2的速度擴(kuò)展。但是,關(guān)于沙質(zhì)荒漠化土地在區(qū)域水平上是如何發(fā)展的,普查結(jié)果沒有提供任何信息或細(xì)節(jié)。換句話說,1.607×107km2風(fēng)蝕荒漠化土地中的60%~70%是沙漠和戈壁,人煙稀少,很少發(fā)生變化;那些有新的荒漠化土地產(chǎn)生的地區(qū)主要位于農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)以及綠洲邊緣區(qū),其面積在全部沙質(zhì)荒漠化土地中所占比例較小。因?yàn)槠詹橹胁捎玫幕哪x及判定荒漠化土地的指標(biāo)體系與朱震達(dá)等采用的有很大不同,二者的研究對(duì)象也不一致,所以把這個(gè)數(shù)字(2460km2)與前面提到的兩個(gè)數(shù)字(1560km2,2100km2)放到從50年代到90年代中期的一個(gè)時(shí)間序列上進(jìn)行比較是不合適的。目前,80年代以來我國荒漠化的發(fā)展動(dòng)態(tài)只能在區(qū)域水平上進(jìn)行討論。2.2潤區(qū)的農(nóng)牧民交錯(cuò)帶荒漠化發(fā)展最快、危害最嚴(yán)重的有兩類地區(qū):一是位于我國北方半干旱和半濕潤區(qū)的農(nóng)牧交錯(cuò)帶,那里分布有四大沙地,即科爾沁沙地、毛烏素沙地、呼倫貝爾沙地和渾善達(dá)克沙地,主要分布在內(nèi)蒙古;二是我國北方干旱區(qū)內(nèi)沿內(nèi)陸河分布或位于內(nèi)陸河下游的綠洲地區(qū),主要分布在新疆、甘肅和內(nèi)蒙古西部。2.2.1內(nèi)蒙古荒漠化地區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀我國北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶是位于半干旱區(qū)與亞濕潤區(qū)之間的一條重要的生態(tài)過渡帶,東起大興安嶺,穿過內(nèi)蒙古東部和東南部、河北北部、山西和陜西以及甘肅東部,一直到青海東北部。行政上大部分位于內(nèi)蒙古,以及與內(nèi)蒙古相鄰的諸省。它是一條約100~250公里寬、2000多公里長的狹窄條帶,年降水量約300~400mm。在空間上,它是雨養(yǎng)耕地與草地的鑲嵌體;在時(shí)間上,20世紀(jì)以前農(nóng)業(yè)與牧業(yè)交替,目前農(nóng)業(yè)與牧業(yè)并存。目前在這一地區(qū),荒漠化問題最為嚴(yán)重。存在的主要問題有3個(gè):(1)過牧、濫墾、濫樵和濫挖藥材導(dǎo)致草場(chǎng)退化,如固定沙丘活化、草場(chǎng)生產(chǎn)力下降和生物多樣性喪失等;(2)粗放的耕作技術(shù)導(dǎo)致耕地退化;(3)居民點(diǎn)周圍的防護(hù)林體系不完善導(dǎo)致風(fēng)沙入侵。許多研究表明,從70年代到80年代,沙質(zhì)荒漠化在農(nóng)牧交錯(cuò)帶發(fā)展非常迅速。在內(nèi)蒙古的一些地區(qū),沙質(zhì)荒漠化土地年均增長率達(dá)到8%~9%(表4)。在科爾沁沙地,荒漠化土地總面積增加很快,而且荒漠化程度加重(表5)。從50年代到90年代,毛烏素沙地荒漠化發(fā)展非常迅速,荒漠化土地增長率為60.37%,年均增長率為1.7%。從80年代到90年代,由于缺乏足夠的數(shù)據(jù)和研究案例,難以對(duì)荒漠化發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行全面分析。一些證據(jù)表明,荒漠化發(fā)展仍然很快。例如,在內(nèi)蒙古多倫縣北部和河北省北部的豐寧縣,荒漠化土地占總土地面積的比例從80年代中期的42.9%增加到90年代中期的74%。在內(nèi)蒙古境內(nèi)渾善達(dá)克沙地東部的好來庫,荒漠化土地從80年代中期占總土地面積的19.8%增加到90年代中期的28.3%。在毛烏素沙地進(jìn)行的另一些研究表明,該地區(qū)70年代末到90年代初荒漠化發(fā)展速度放慢,并且局部地區(qū)荒漠化土地出現(xiàn)明顯逆轉(zhuǎn)。2.2.2土地退化和環(huán)境在西北地區(qū),干旱區(qū)綠洲沿內(nèi)陸河分布或位于內(nèi)陸河下游地區(qū)。在這些地區(qū),荒漠化主要是由于下述過程的共同作用造成的:(1)過度利用內(nèi)陸河水或過量抽取地下水導(dǎo)致綠洲萎縮,包括天然植被衰退和死亡、地下水位下降和湖泊干涸等;(2)灌溉管理不佳導(dǎo)致鹽漬化;(3)濫墾、濫樵、過牧導(dǎo)致草地退化;(4)綠洲內(nèi)和綠洲周圍防護(hù)林體系不完善導(dǎo)致風(fēng)沙入侵。據(jù)報(bào)道,在干旱區(qū)沙漠河流的一些地段,沙質(zhì)荒漠化不斷加重(表6)。以新疆塔里木河中游英巴扎地區(qū)為例,80年代初期與90年代初期相比,重度以上荒漠化土地從原來占該地區(qū)面積的13.1%增加到14.6%,中度荒漠化土地從14.7%增加到15.1%,而輕度荒漠化土地則從40.7%減少到33.6%。黑河下游的額濟(jì)納綠洲是位于內(nèi)蒙古西部阿拉善高原上的天然綠洲,是我國最干旱的地區(qū)之一,年降水量不足50mm。由于位于中游地區(qū)的甘肅河西地區(qū)對(duì)水資源的過度利用以及氣候波動(dòng)的影響,下游地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的土地退化和環(huán)境問題:(1)根據(jù)遙感分析,荒漠化土地從1975年的3400km2增加到1986年的6000km2,年均增長率達(dá)6.5%,沿河分布的1.02×104hm2耕地中71%成為荒漠化土地而被棄耕;(2)從50年代到90年代,胡楊(PopuluseupharaticaOliv.)林和沙棗(ElaeagnusangustifoliaL.)林面積減少了54%,檉柳(Tamarixspp.)面積減少了33%,梭梭(Haloxylonspp.)草場(chǎng)面積從11300km2減少到5300km2;同時(shí),群落蓋度從30%~50%下降到10%~30%;(3)荒漠草原生產(chǎn)力從50年代的225~300kg·hm-2下降到90年代的150kg·hm-2左右,同時(shí),載畜量從每公頃0.5個(gè)羊單位下降到每公頃0.27個(gè)羊單位,羊和駱駝的平均體重分別從25kg和300kg下降到10kg和150kg;(4)天然湖泊嘎順淖爾1958年面積為267km2,1961年干涸;索果淖爾1958年35.5km2,1973、1980年和1986年3次周期性干涸,1992年完全干涸,另外在此期間還有11個(gè)小湖泊和4處沼澤干涸。民勤綠洲是甘肅省位于石羊河下游的天然綠洲,年降水量80~160mm,總?cè)丝诩s28萬。由于中游地區(qū)灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展和引水量的增加,導(dǎo)致民勤綠洲出現(xiàn)嚴(yán)重的生態(tài)問題:(1)因地下水位下降,70%以上的天然植被退化或死亡,植被覆蓋度由50年代的44.8%減少到90年代的15%以下;(2)60年代以來,2.52×104hm2農(nóng)田棄耕,占農(nóng)田總面積的36%;(3)過量抽取地下水使地下水位下降(表7),地下水礦化度達(dá)4~6g·L-1,使7萬余人、12萬頭牲畜飲水發(fā)生困難;(4)民勤縣每年補(bǔ)給返銷糧1.5×106kg,救濟(jì)款18萬元,成為社會(huì)關(guān)注的貧困地區(qū)。2.3修邊荒地的土地價(jià)值由于荒漠化治理工程項(xiàng)目的實(shí)施和當(dāng)?shù)厝罕姷幕哪乐位顒?dòng),荒漠化逆轉(zhuǎn)的情況也是存在的(表8)。但是,在很多情況下,治理速度低于擴(kuò)展速度。吳薇等的研究指出,1987~1993年陜西榆林市荒漠化土地面積占總土地面積的比例從73%減少到63.3%。在科爾沁沙地80年代逆轉(zhuǎn)的荒漠化土地面積為5472.31km2,但是,相同時(shí)間內(nèi)土地退化的面積是逆轉(zhuǎn)面積的2.5倍。據(jù)對(duì)毛烏素沙地的研究,荒漠化土地逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)存在于沙地東部和南部,但只限于一個(gè)狹窄條帶內(nèi),并且變化幅度較小。在青海共和盆地,50年代到80年代累計(jì)造林面積約1700hm2,但相同時(shí)間內(nèi)破壞森林的面積和荒漠化土地?cái)U(kuò)展的面積分別是它的5倍和32倍。3人類活動(dòng)引起的荒漠化荒漠化的驅(qū)動(dòng)因素來自兩個(gè)方面:自然條件的變化特別是氣候的變化和人類活動(dòng)。許多研究表明,近100a來,氣候變化對(duì)荒漠化的影響并不重要,荒漠化主要由人類活動(dòng)引起。據(jù)全球環(huán)境地圖集,可知造成全球荒漠化的主要原因有5個(gè),即貧瘠土壤的過度耕作、脆弱牧場(chǎng)的過度放牧、旱地薪柴的過度砍伐、森林砍伐,以及不合理的灌溉方式導(dǎo)致農(nóng)地的鹽堿化。但是,這些只是導(dǎo)致荒漠化發(fā)生的表面因素。要根治荒漠化,必須尋找這些表面現(xiàn)象背后的深層次原因。3.1年、月日降雨特征脆弱的生態(tài)環(huán)境為我國荒漠化形成提供了基本的背景條件,表現(xiàn)在:(1)氣候干旱,降水有效性非常低。大部分地區(qū)降水量低于400mm,并且變率很大,年變率通常在30%~50%,一年中60%~80%的降水集中于6、7、8月3個(gè)月。(2)風(fēng)力強(qiáng)勁。年均風(fēng)速約3.3~3.5m·s-1,春季平均風(fēng)速4.0~6.0m·s-1,全年日平均風(fēng)速大于5.0m·s-1,起沙風(fēng)速的天數(shù)為200~300d,日平均風(fēng)速在8級(jí)(17.2~20.7m·s-1)以上的天數(shù)為20~80d,8級(jí)以上大風(fēng)中有40%~70%集中于春季,沙塵暴也通常發(fā)生于春季。由于春季降水缺乏,植被對(duì)地表防護(hù)作用減弱,風(fēng)蝕非常嚴(yán)重。(3)地表大多由疏松沉積物組成,易于風(fēng)蝕。在半干旱和半濕潤區(qū),大部分草原區(qū)的表土下覆蓋著形成于第四紀(jì)的古風(fēng)成沙,它們?yōu)樯迟|(zhì)荒漠化的形成與發(fā)展提供了豐富沙源。(4)由于氣候干旱,土壤貧瘠,植被低矮稀疏,群落結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,降低了植被對(duì)地表的防風(fēng)蝕作用。3.2全國人口增加了大量的密度人口壓力大、增長速度快是促使荒漠化形成與發(fā)展的關(guān)鍵因素。我國荒漠化地區(qū)人口增長速度明顯高于其它地區(qū)。1994年,全國人口自然增長率為11.21‰,超過13‰的8個(gè)省(區(qū))主要位于經(jīng)濟(jì)落后、少數(shù)民族較多的地區(qū),其中主要分布于荒漠化地區(qū)的有西藏、甘肅、青海、寧夏、新疆5個(gè)省(區(qū))。經(jīng)計(jì)算,從1955年到1994年底,全國總?cè)丝谠黾恿思s1.05倍,而新疆為2.07倍,寧夏為1.60倍(1958~1994),內(nèi)蒙古為1.70倍,青海為1.47倍,甘肅為1.10倍。在中國北方農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū),人口密度從50年代初期的10~15人·km-2增加到90年代的40~60人·km-2,人口平均增長率達(dá)到30.8‰。如陜西省榆林市人口密度由1949年的14.3人·km-2增加到1992年的45人·km-2,內(nèi)蒙古哲里木盟由1949年的15人·km-2增加到1994年的51人·km-2。3.3內(nèi)蒙古商都縣發(fā)展現(xiàn)狀及環(huán)境分析落后的生產(chǎn)技術(shù)和粗放的管理是促使我國荒漠化加速擴(kuò)展的另一個(gè)重要因素。由于荒漠化地區(qū)地處內(nèi)陸,遠(yuǎn)離沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),因而長期處于封閉、半封閉狀態(tài),以消耗自然資源作為發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主要途徑,農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)是其主要經(jīng)濟(jì)活動(dòng),人們的經(jīng)濟(jì)收入主要依賴于土地。由于人口素質(zhì)低,經(jīng)濟(jì)落后,多數(shù)地區(qū)仍然維持傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)和粗放的經(jīng)營管理方式,廣種薄收、靠天養(yǎng)畜、大水漫灌等現(xiàn)象普遍存在。另外,由于經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)、投資少,生產(chǎn)經(jīng)營管理方式非常粗放。以草地建設(shè)為例,我國西北地區(qū)長期以來草地建設(shè)投入極低,草地畜牧業(yè)基本上處于掠奪式經(jīng)營狀態(tài)。目前世界上草地畜牧業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家人工草地面積在草地總面積中的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國,如美國為9.5%,俄羅斯為10.6%,加拿大為24%,法國為32.6%,英國為59%,新西蘭為60%,荷蘭為80%,丹麥、德國、瑞典約為70%,但是,我國只有1.4%。到1994年底,我國人工草地加上經(jīng)過人工改良的天然草地和1、2年生牧草種植面積在內(nèi),占全國草地總面積的比重只有3%。從本質(zhì)上看,荒漠化的發(fā)生是由于人類與自然