新疆草地荒漠化過程及驅(qū)動(dòng)因素分析

鄭 偉，朱進(jìn)忠

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆維吾爾自治區(qū)草地資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830052)

荒漠化是在干旱、半干旱和某些半濕潤、濕潤地區(qū)，由氣候變化和人類活動(dòng)等因素所造成的土地退化，它使土地生物減少，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)潛力減小，甚至基本喪失[1]。受全球氣候變化和區(qū)域人類活動(dòng)增強(qiáng)的影響，新疆土地荒漠化不斷加劇，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化，不但嚴(yán)重抑制了新疆本地的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且給國家生態(tài)安全造成了巨大威脅[2-3]。根據(jù)第四次新疆荒漠化和沙化狀況公報(bào)報(bào)道，截至2009年底，新疆荒漠化土地總面積為107.12萬km2，占新疆國土總面積的64.34%，是中國荒漠化土地面積最大、分布最廣、危害最嚴(yán)重的省區(qū)[4]。因此，近些年來，新疆的荒漠化問題受到社會(huì)的普遍關(guān)注[5-6]。

草地生態(tài)系統(tǒng)是新疆生態(tài)環(huán)境的主體，占全疆總面積的34%，不僅為新疆草地畜牧業(yè)的發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，而且在生物多樣性保護(hù)、防風(fēng)固沙、水土保持等方面發(fā)揮著重要的生態(tài)功能[7]。然而，新疆草地存在可利用面積比例較低、優(yōu)良草地面積小、草地質(zhì)量偏低、天然草地面積大、栽培草地比例過小等諸多不足[8]。加上半個(gè)多世紀(jì)以來人為的不合理利用，目前天然草地存在面積減少、質(zhì)量下降，草地載畜量下降、普遍超載過牧，草地退化、沙化、鹽漬化不斷擴(kuò)展等問題[9-10]。再加上氣候變化的影響，草地荒漠化趨勢(shì)進(jìn)一步加劇[11]。究其原因，是由于草地生態(tài)環(huán)境的脆弱性和不穩(wěn)定性，在人類活動(dòng)的干擾下新疆草地首當(dāng)其沖，現(xiàn)已成為陸地生態(tài)系統(tǒng)中退化最嚴(yán)重的地區(qū)之一[12]。因此，解除草地資源危機(jī)、抑制土地荒漠化和維護(hù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，是現(xiàn)階段亟待解決的重大問題[9,13]。與此同時(shí)，新疆草地的荒漠化與新疆綠洲的生態(tài)安全及整個(gè)區(qū)域的荒漠化發(fā)展有著密切的聯(lián)系[7,9,14]，草地荒漠化的控制關(guān)系著整個(gè)地區(qū)生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。本研究從草地荒漠化過程及其與其他生態(tài)系統(tǒng)的相互關(guān)系入手，科學(xué)地認(rèn)識(shí)草地荒漠化過程的時(shí)空演變規(guī)律、區(qū)域特征，以及對(duì)人類活動(dòng)和氣候變化的響應(yīng)機(jī)制，以期為新疆草地生態(tài)系統(tǒng)綜合管理，改善草地生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展以及構(gòu)建和諧的人地關(guān)系提供科學(xué)基礎(chǔ)。

1 新疆草地主要類型及特征

1.1新疆主要草地類型及其分布 根據(jù)許鵬[7]的草地分類系統(tǒng)，可將新疆草地生態(tài)系統(tǒng)劃分為溫性草甸草原類(Temperate Meadow Steppe Class,TMSc)、溫性草原類(Temperate Steppe Class,TSc)、溫性荒漠草原類(Temperate Desert Steppe Class,TDSc)、高寒草原類(Alpine Steppe Class,ASc)、溫性草原化荒漠類(Temperate Steppe Desert Class,TSDc)、溫性荒漠類(Temperate Desert Class,TDc)、高寒荒漠類(Alpine Desert Class,ADc)、低平地草甸類(Lowland Meadow Class,LMc)、山地草甸類(Mountain Meadow Class,MMc)、高寒草甸類(Alpine Meadow Class,AMc)和沼澤類(Morass Grassland Class,MGc)11類，其地表特征及分布規(guī)律見表1。新疆草地生態(tài)系統(tǒng)是在內(nèi)陸溫帶、暖溫帶荒漠區(qū)和獨(dú)特的山盆結(jié)構(gòu)地貌區(qū)兩大背景下發(fā)育而成的，有荒漠生態(tài)脆弱性和山地生態(tài)多樣性的雙重屬性，形成的天然草地具有分布廣、面積大、類型多樣的特征，是新疆自然和農(nóng)業(yè)資源的重要組成[15]。其中，山地草地類型(包括TMSc、TSc、ASc、TSDc山地部分、TDc山地部分、TDSc山地部分、ADc、MMc、AMc)面積達(dá)3.41×107hm2，占山地總面積的53.60%和草地總面積的59.55%，是新疆山地系統(tǒng)和草地生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分。由于特殊的地形地貌，山地草地成為新疆水分的主要涵養(yǎng)地，集中了全疆降水的84%[16]，是新疆整個(gè)生命支持系統(tǒng)的根基所在。平原草地類型(包括TDSc平原部分、TSDc平原部分、TDc平原部分、LMc、MGc平原部分)面積為2.32×107hm2，占平原總面積的22.65%和草地總面積的40.45%。低山草地和河谷草甸草地由于盆地效應(yīng)，冬暖夏涼，草質(zhì)優(yōu)良，水源充足，是新疆綠洲的主體及重要生態(tài)屏障[7,9]。

1.2新疆草地主要利用現(xiàn)狀 由于新疆特定的地理位置、地貌條件，加上南、北疆和山地與平原氣候條件差異巨大，長期以來在草地利用上形成了適應(yīng)自然規(guī)律的季節(jié)輪換放牧的顯著特點(diǎn)[10]，即不同季節(jié)均有適宜放牧的草場(chǎng)。北疆一般把草場(chǎng)劃分為夏草場(chǎng)、春秋草場(chǎng)和冬草場(chǎng)，南疆主要由夏秋草場(chǎng)和冬春草場(chǎng)組成。從四季牧場(chǎng)的分布格局來看，夏草場(chǎng)主要分布在天山、阿爾泰山及其他各大山系的中高山帶，降水豐富，牧草豐茂，有利于各類牲畜抓膘，面積達(dá)1.18×107hm2，占草地總面積的20.54%，利用時(shí)間一般在6-9月上旬，70～90 d。春秋草場(chǎng)主要分布在各大山系的低山丘陵帶、山前洪積-沖積傾斜平原及平原荒漠區(qū)，具有山地坡度平緩，平原開闊平坦的特點(diǎn)，面積達(dá)1.08×107hm2，占草地總面積的18.92%，利用時(shí)間一般在4-5月和9月中旬-11月，130～150 d。冬草場(chǎng)主要分布在各大山系中低山地及沙漠和各大河谷，草質(zhì)較好，面積達(dá)2.17×107hm2，占草地總面積的37.86%，利用時(shí)間一般在12月-翌年3月，120～150 d。其他(如四季草場(chǎng)和冬春草場(chǎng))主要分布于南疆盆地及低山帶草地，利用時(shí)間長，草質(zhì)較差，利用率較低，阿爾泰山的冬春草場(chǎng)則分布在中山帶割草場(chǎng)[7]。

2 新疆草地荒漠化過程和特點(diǎn)

2.1新疆草地荒漠化過程及其主要特征 在新疆特殊的氣候、地理及地貌條件下，根據(jù)草地發(fā)生及植被演替規(guī)律，可將新疆草地荒漠化過程分為兩種類型，即Ⅰ型：低山、平原荒漠類型草地的沙化、鹽堿化和退化過程；Ⅱ型：山地草地類型的退化過程。Ⅰ型的起點(diǎn)是荒漠草地和低平地草甸，止于沙地、退化耕地；Ⅱ型的起點(diǎn)是覆蓋度較高、優(yōu)良牧草占優(yōu)勢(shì)、生產(chǎn)力較高的草地，止點(diǎn)是覆蓋度較低、有毒有害草占優(yōu)勢(shì)、生產(chǎn)力較低的草地。從新疆草地主要類型及其特征來看，TSDc、TDc、LMc、TDSc較易發(fā)生Ⅰ型荒漠化過程，而TMSc、TSc、ASc、MMc、AMc較易發(fā)生Ⅱ型荒漠化過程。高寒荒漠由于畜牧業(yè)利用價(jià)值較低，受人為干擾較少(大部分分布在無人區(qū))，荒漠化程度較輕(圖1)。

Ⅰ型荒漠化過程主要包括沙質(zhì)、土質(zhì)荒漠草地的沙化與低平地草甸類鹽堿化、沙化兩種類型。沙質(zhì)、土質(zhì)荒漠草地具有氣候惡劣、植被蓋度低、生產(chǎn)力水平低、土壤肥力低等特征，極易在惡劣的氣候條件下形成風(fēng)積沙地和風(fēng)蝕草地。再加上其特殊的山盆地形，一般作為冷季草場(chǎng)(冬草場(chǎng)和春秋草場(chǎng))利用，放牧?xí)r間長。這使草地植被進(jìn)一步破壞，積沙速度加快，形成大片流沙，土質(zhì)荒漠草地變成沙質(zhì)草地或礫石質(zhì)草地，沙質(zhì)的固定、半固定沙丘變成流動(dòng)沙丘[2,17]。另外，隨著地下水位的抬升，一些土質(zhì)荒漠草地也會(huì)出現(xiàn)鹽漬化過程，形成鹽漬化草地[18]。LMc由于大規(guī)模的土地開發(fā)和地下水開采，加上其一般被作為四季草場(chǎng)進(jìn)行利用，利用強(qiáng)度大、利用時(shí)間長，導(dǎo)致原生植被大量消失或被農(nóng)田取代，從而出現(xiàn)鹽漬化或沙化過程，形成鹽漬化或沙化草地[19]。

表1 新疆草地主要類型、荒漠化類型及分布狀況

續(xù)表1

Ⅱ型荒漠化過程主要有兩種類型。一種是由于長期超載無序放牧利用，使草群中絕大部分牧草生長發(fā)育受阻，群落生產(chǎn)力下降，植被覆蓋度降低，進(jìn)而造成水土流失加劇[20]。這種草地荒漠化過程主要發(fā)生在蓋度低、地形較陡峭的草地類型，如低山丘陵地帶的TDSc山地部分、TSDc山地部分、TDc山地部分等[21]。另一種是牲畜長期選擇性采食，使優(yōu)良牧草正常生長發(fā)育受到阻礙，釋放了競(jìng)爭壓力，有毒有害和適口性差的植物趁機(jī)大量滋生蔓延，不僅消耗土壤水分和養(yǎng)分，還經(jīng)常引發(fā)家畜中毒[22]。由于土壤比較肥沃，降水豐沛，這種荒漠化過程中草地群落生物量并未降低，但草場(chǎng)質(zhì)量大幅下降[23]，且主要發(fā)生在植被覆蓋度較高，降水豐沛的草地類型，如TMSc、MMc、AMc。由于Ⅰ、Ⅱ型荒漠化過程均是由長期超載無序利用造成的，所以水土流失、生產(chǎn)力下降與毒害草蔓延往往在草地上混合發(fā)生。

2.2新疆草地荒漠化過程中與其他生態(tài)系統(tǒng)的相互關(guān)系 在人類活動(dòng)和水文環(huán)境變化的綜合影響下，處于不同地理單元、空間相對(duì)獨(dú)立的各類型生態(tài)系統(tǒng)在荒漠化過程中是可以相互轉(zhuǎn)化的[18]。在草地荒漠化過程中，草地與其他生態(tài)系統(tǒng)主要表現(xiàn)出以下幾種關(guān)系：土質(zhì)、沙質(zhì)荒漠草地由于過度利用和干旱、風(fēng)蝕的共同作用向沙地轉(zhuǎn)變，沙地經(jīng)過植被恢復(fù)措施向草地轉(zhuǎn)變；LMc，低山、前山帶TDSc，TSDc，TDc(土質(zhì))等草地類型被人類開墾成耕地，耕地由于棄耕或耕作不當(dāng)，在遭到干旱、風(fēng)蝕后轉(zhuǎn)變?yōu)樯车?，或由于不合理灌溉形成鹽漬化土地，通過退耕還草等生態(tài)恢復(fù)措施耕地可轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?栽培草地)；MMc、TMSc中的灌木草地、林緣草地經(jīng)過長時(shí)間封育，向林地(灌木林)轉(zhuǎn)變，林地砍伐后轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?；濕地由于上游來水減少、地下水位下降而轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸兀莸赜捎诘叵滤坏幕謴?fù)、上游來水增加也可轉(zhuǎn)變?yōu)闈竦兀挥捎诔鞘忻娣e擴(kuò)大、道路建設(shè)、工礦企業(yè)生產(chǎn)等原因，草地被轉(zhuǎn)變成為建設(shè)用地，工礦廢棄地通過生態(tài)恢復(fù)轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?圖1)。需要指出的是，上述轉(zhuǎn)化過程并不是所有草地類型都能夠參與，只有地理空間接近、氣候環(huán)境類似的草地類型和與之對(duì)應(yīng)的其他生態(tài)系統(tǒng)才能相互轉(zhuǎn)化，而且有些轉(zhuǎn)變過程是不可逆的。

3 新疆草地荒漠化的驅(qū)動(dòng)因素

3.1自然因素

3.1.1地質(zhì)、地貌及土壤 地形地貌是影響新疆草地荒漠化的重要因素之一，新疆特殊的地形地貌特點(diǎn)決定著草地荒漠化特殊的地理分布規(guī)律[6]。新疆北有阿爾泰山，南有昆侖山，中部的天山把新疆分成了南北兩部分，南北兩部分的腹地分別是塔里木盆地和準(zhǔn)葛爾盆地，形成三山夾兩盆的封閉式地形格局。兩大盆地地表組成物質(zhì)大部分為河流沖積物，部分為湖積物，且多為深厚、疏松的沙質(zhì)[24]。由于地處歐亞大陸腹地，距海洋極遙遠(yuǎn)，該地區(qū)極端干旱、多發(fā)大風(fēng)。這種地質(zhì)地貌直接導(dǎo)致了新疆草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、功能低下、物流交換緩沖性小，系統(tǒng)平衡極易被打破，且難于逆轉(zhuǎn)的脆弱生態(tài)環(huán)境，使新疆的草地成為荒漠化極易發(fā)生、發(fā)展的地區(qū)。

圖1 荒漠化過程中草地與其他生態(tài)系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系Fig.1 Transformation between grassland and other ecosystems in desertification

土壤的抗侵蝕能力、抗風(fēng)化能力和透水性的強(qiáng)弱直接影響水土流失和土地退化的發(fā)生和發(fā)展，因此，土壤的特性及其分布格局一定程度上決定了土地荒漠化的類型，同時(shí)也影響到荒漠化的程度[6]。發(fā)生草地荒漠化的地區(qū)都是土壤性質(zhì)比較不穩(wěn)定的地區(qū)，如塔里木河流域的草甸土，很容易受到水分的干擾，這種性質(zhì)不穩(wěn)定的土壤極易發(fā)生土壤鹽漬化、土壤龜裂等荒漠化現(xiàn)象[6]。土壤的類型和特性是發(fā)生土地荒漠化的物理基礎(chǔ)。

3.1.2氣候因素 氣候變化是影響草地荒漠化進(jìn)退的主要驅(qū)動(dòng)因素之一，草地不同要素對(duì)氣候變化的響應(yīng)有著不同的敏感程度。當(dāng)氣候轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊禋夂驎r(shí)，原有草地植被發(fā)生演替而改變或消退，土壤受侵蝕，長期積累的有機(jī)物、養(yǎng)分和粘粒物質(zhì)逐步減少，荒漠化就發(fā)展，它是草地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量不斷耗散的過程。反之，當(dāng)氣候轉(zhuǎn)變?yōu)闈駶櫄夂驎r(shí)，荒漠化土地逐步向生草化、成土作用過程發(fā)展，植被生長逐漸繁茂，使地表侵蝕速率降低以至消失，有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分和粘粒物質(zhì)逐步增多，并形成積累，土壤開始成土過程，并向熟化方向發(fā)展，此為逆轉(zhuǎn)期，它是草地生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量不斷累積的一個(gè)過程。本研究以50多年來新疆主要?dú)庀笠蜃拥臅r(shí)間變化對(duì)草地荒漠化發(fā)生發(fā)展的誘發(fā)和催化作用進(jìn)行分析，從而探討氣候變化對(duì)草地荒漠化的影響。

選取阿勒泰(代表阿勒泰地區(qū))，阿克蘇、和田、喀什(代表南疆盆地)，哈密、吐魯番(代表東疆盆地)，博樂(代表博樂塔城地區(qū))，伊寧(代表伊犁河谷)，烏魯木齊和石河子(代表天山北坡)10個(gè)氣象站1956-2007年的逐月氣溫、降水量資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。冷暖季劃分為：暖季為4-10月，冷季為11-12月和1-3月。為了定量描述氣象要素隨時(shí)間變化的趨勢(shì)，計(jì)算這10個(gè)氣象站冷暖兩季及年度的氣溫、降水和蒸發(fā)量的算術(shù)平均值，用一元線性回歸法分析氣象要素序列的線性趨勢(shì)，即：

x=a0+bt。

式中，x表示樣本量為n的某一氣候變量，t表示x所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，a0為回歸常數(shù)，b為回歸系數(shù)，表示氣候變量x的趨勢(shì)傾向。當(dāng)b>0時(shí)，說明隨時(shí)間t的增加x呈上升趨勢(shì)；當(dāng)b<0時(shí)，說明隨時(shí)間t的增加x呈下降趨勢(shì)。b的大小反映了上升或下降的速率，即表示上升或下降的傾向程度，并用F檢驗(yàn)法對(duì)變化趨勢(shì)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)[25]。

月蒸發(fā)量(E)的計(jì)算公式[26]為：

式中，R為月降水量，T為月平均氣溫。

全球性氣候變暖在新疆地區(qū)反映明顯，呈明顯變暖、降水增加的總趨勢(shì)(表2、表3)。21世紀(jì)初，平均氣溫與前40-50年(1950s和1960s)年均溫相比，阿勒泰地區(qū)偏高1.06 ℃，伊犁河谷偏高1.82 ℃，博樂塔城地區(qū)偏高1.66 ℃，天山北坡偏高1.64 ℃，南疆盆地平均偏高1.5 ℃，東疆盆地偏高0.97 ℃。變暖的季節(jié)主要是冷季，而南疆盆地、東疆盆地暖季沒有明顯的變暖或變冷趨勢(shì)。21世紀(jì)初，年降水量與前40-50年平均值相比，阿勒泰地區(qū)偏多10.52%，伊犁河谷偏多24.57%，博樂塔城地區(qū)偏多4.51%，天山北坡偏多16.56%，南疆盆地偏多36.45%，東疆盆地偏多36.17%，伊犁河谷、天山北坡、南疆盆地、東疆盆地冷暖季降水均偏多，阿勒泰地區(qū)降水偏多，主要出現(xiàn)在暖季，而冷季偏少，博樂塔城地區(qū)冷暖季降水均偏少。各研究者采用的資料年代和統(tǒng)計(jì)方法有所差異，其結(jié)果略有差異，但變暖、降水增加的趨勢(shì)及其變化量級(jí)分析結(jié)果是一致的[27-29]。

21世紀(jì)初蒸發(fā)量與前40-50年平均值相比，阿勒泰地區(qū)增加8.15%，伊犁河谷增加20.78%，博樂塔城地區(qū)增加4.12%，南疆盆地增加36.70%，東疆盆地增加34.22%，天山北坡增加11.21%(表4)。由此可見，雖然降水量增加，但是溫度升高明顯使蒸發(fā)量增大，干旱程度加劇。這種干旱化過程使荒漠草地邊緣流沙面積明顯擴(kuò)大，這必然導(dǎo)致草地荒漠化的易發(fā)和其進(jìn)程的加速[27]。慈龍駿等[30-31]用Thornthwaite可能蒸散計(jì)算方法，采用HADCM2模型模擬的結(jié)果也表明，氣溫升高將導(dǎo)致干旱程度加劇，荒漠化區(qū)域面積增加。新疆荒漠化監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，與2004年相比，2009年監(jiān)測(cè)的荒漠化草地增加9 037.35 km2，增加了1.77%[4]，而南疆盆地和東疆盆地蒸發(fā)量增加了1/3以上，這是導(dǎo)致上述地區(qū)荒漠化面積不斷擴(kuò)展重要因素之一[4,27,32]。

表2 新疆各地區(qū)不同年代冷、暖季及年平均氣溫Table 2 Average temperature of cold season, warm season, annual during 1950s-2000s in different regions of Xinjiang ℃

3.2人為因素

3.2.1水資源利用不合理是流域中下游草地荒漠化的主要因素 從全疆水資源利用現(xiàn)狀來看，哈密盆地、吐魯番盆地、天山北麓東段、天山北麓中段、塔額盆地、葉爾羌河流域、塔里木河干流、渭干河流域等區(qū)域，水資源利用全部超載[33]。從全疆地下水開采情況看，哈密盆地、吐魯番盆地(吐魯番市和鄯善縣)、額敏河流域、天山北麓東段(奇臺(tái)縣)、天山北麓中段(烏魯木齊市、石河子市和昌吉州)、艾比湖流域(奎屯市)地下水開采率已超過100%[34]。水資源利用不合理造成的土地荒漠化問題，主要發(fā)生在干旱半干旱地區(qū)。由于河道上游筑壩引(截)水、開荒造田等，致使平原水域面積縮小，地下水位降低，優(yōu)良草地大量消失，物種減少[35-36]。以塔里木河為例，由于上游來水減少，塔里木河下游地下水位由1959年的3.1 m，降至1992年的10.3 m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了天然植被生存所需的地下水位線[37]。付愛紅等[38]也指出，1958-2000年塔里木河干流喬木、灌木和草本面積由于地下水位降低及上游來水減少呈減少趨勢(shì)，地下根系較淺的灌木、草本植被消失更為嚴(yán)重。因此，各流域中下游大量天然植被由于生態(tài)水的缺乏和地下水位的下降而枯萎退化和消失，從而加速了中下游草地荒漠化的擴(kuò)展[39-40]。

表3 新疆各地區(qū)不同年代冷、暖季及年降水量 Table 3 Precipitation of cold season, warm season, annual during 1950s-2000s in different regions of Xinjiang mm

表4 新疆各地區(qū)不同年代蒸發(fā)量 Table 4 Evaporation during 1950s-2000s in different regions of Xinjiang mm

3.2.2濫墾濫挖致使草地面積減少，草地水土環(huán)境惡化，荒漠化進(jìn)程加劇 從世界范圍來看，開墾天然草地一直是人類擴(kuò)大耕地面積的主要途徑。從耕地開墾的地類變化來看，新疆耕地的增加主要來自于對(duì)草地和綠洲邊緣的開發(fā)，而且是集中于春秋草場(chǎng)、冬草場(chǎng)和四季草場(chǎng)[22]。新疆耕地面積從1949年的1.2×106hm2增加到2008年的4.12×106hm2(圖2)。由于資金不足，從草地開墾出來的耕地長期處于待改良狀態(tài)，加之缺少科學(xué)種田的方法，排灌設(shè)施不配套，造成土壤次生鹽堿化或土壤肥力下降，耕地生產(chǎn)能力下降，出現(xiàn)了一邊開墾，一邊撂荒的現(xiàn)象。這些撂荒和棄耕的土地原來的自然植被遭到破壞，退化成可食性極差的劣質(zhì)草場(chǎng)，加上缺少植被覆蓋極易引起風(fēng)蝕，加劇了荒漠化進(jìn)程。因此，新疆天然草地面積從1986年到1999年減少了1.32×106hm2，平均每年減少1.019×105hm2[41]。其中北疆減少69.2萬hm2，平均每年減少5.3萬hm2；南疆減少0.53萬hm2，平均每年減少4.1萬hm2；東疆減少1.6萬hm2，平均年減少0.12 hm2。據(jù)遙感監(jiān)測(cè)分析，1990-2000年的10年間，新疆草地面積減少了67.29萬hm2，年平均減少6.73萬hm2，其中高覆蓋草地減少2.64萬hm2，中覆蓋草地減少16.94萬hm2，低覆蓋草地減少41.71萬hm2[42]。

進(jìn)入80年代以來，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，對(duì)甘草(Glycyrrhizauralensis)、麻黃(Ephedrasp.)、肉蓯蓉(Cistanchedeserticola)等野生藥用、經(jīng)濟(jì)植物的濫挖達(dá)到了瘋狂的程度，這不同程度地影響到草地植被的演替和發(fā)展，極大破壞了生態(tài)環(huán)境。具體來說，濫采濫挖既使大面積的牧草被挖掘，草群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，又使平坦的草地被變得千瘡百孔，影響家畜放牧。同時(shí)還導(dǎo)致草地土壤次生鹽漬化，植被無法恢復(fù)[43]。以塔里木河流域?yàn)槔?0世紀(jì)80年代以甘草為主的草地面積約33.33萬hm2，生長甘草的胡楊疏林、灌木林草地近20萬hm2，而目前成片甘草面積已不足6.67萬hm2[43]。

3.2.3草地嚴(yán)重超載，草地建設(shè)滯后，人地矛盾激化是草地荒漠化的重要因素 在草地面積減少的同時(shí)，牧區(qū)人口和飼養(yǎng)牲畜頭數(shù)卻急劇增加，這進(jìn)一步增加了天然草地的放牧壓力。1949年，新疆人口只有433萬，2010年人口達(dá)到2 181萬(第六次全國人口普查)。1949-2009年，全疆農(nóng)村人口由380萬增加到1 298萬，哈薩克、蒙古和柯爾克孜族(主要從事草地畜牧業(yè))人口由56萬增加到188萬[44]，增加了3倍多(純牧區(qū)人口增長率更高)。與此同時(shí)，全疆牲畜數(shù)量(大牲畜按5羊單位進(jìn)行折算，下同)由1978年的4.16×107只增加到2005年的8.05×107只，增長了93.51%(圖3)。新疆可利用草地的理論載畜量僅為3.22×107羊單位[7]，1995年已達(dá)5.91×107羊單位，草地超載80%，2000年達(dá)6.85×107羊單位，草地超載100%以上，2005年草地超載率更是達(dá)到150%[44]。由于牧區(qū)人畜增長的壓力，草地資源絕對(duì)擁有量和相對(duì)擁有量急劇減少，導(dǎo)致草地的利用方式更具掠奪性，人地矛盾激化[9]。新疆草地退化率從1980年的5.83%增加至2007年的80.00%，退化面積從466.67萬hm2增加至4 580萬hm2，在不到30年的時(shí)間里，新疆草地退化面積擴(kuò)大了近8.8倍[22]。2006年以后，由于長期的超載過牧，草地承載牲畜能力急劇下降，導(dǎo)致牲畜數(shù)量連續(xù)4年(2007-2010年)急劇下滑[44]，草地退化的生態(tài)惡果已突顯。

草地基本建設(shè)嚴(yán)重不足，飼草料供應(yīng)能力極低，抗災(zāi)能力弱。為了減輕天然草地放牧壓力，緩解草畜季節(jié)供需矛盾，新疆牧區(qū)進(jìn)行了天然草地生態(tài)恢復(fù)、劃區(qū)輪牧、牧民定居點(diǎn)建設(shè)、人工草料地建設(shè)及草畜產(chǎn)品生產(chǎn)、加工和經(jīng)營等發(fā)展舉措。但上述發(fā)展措施需要大量的資金、技術(shù)和人才投入，而新疆的現(xiàn)實(shí)情況是，這些發(fā)展措施所需的水利、道路、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)機(jī)械等基本建設(shè)投入較少[45]。以2000-2004年為例，5年總投資超過11億元，但年均每公頃草地投入僅3.8元(年均每畝草地投入僅0.26元)[46]，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)畜牧業(yè)國家對(duì)草地的投入[47]。而且由于近年來才進(jìn)行人工草料地的大量建設(shè)，新的飼草料基地開發(fā)晚，與傳統(tǒng)種植業(yè)區(qū)相比，水、土基礎(chǔ)條件較差，飼草匱乏等問題，仍然嚴(yán)重阻礙著牧業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。草地畜牧業(yè)抵抗自然災(zāi)害的能力依然較弱，這也進(jìn)一步加大了天然草地的放牧壓力，使草地生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。

圖2 新疆耕地面積的變化Fig.2 Change of farmland area in Xinjiang

圖3 新疆牲畜數(shù)量的變化Fig.3 Change of livestock number in Xinjiang

4 討論

草地荒漠化的形成和發(fā)展是在各種內(nèi)、外地質(zhì)營力共同作用下，在區(qū)域構(gòu)造、地形地貌、氣候、水文、土壤、植被等一系列生態(tài)要素的發(fā)生、發(fā)展過程中，以緩慢的自然荒漠化為基礎(chǔ)，在自然與人為因素共同干擾下形成的[22,48-49]。新疆草地生態(tài)系統(tǒng)是在內(nèi)陸溫帶、暖溫帶荒漠區(qū)和獨(dú)特的山盆結(jié)構(gòu)地貌區(qū)兩大背景下發(fā)育而成的，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、功能低、物流交換緩沖性小，系統(tǒng)平衡極易被打破，且難于逆轉(zhuǎn)的脆弱生態(tài)環(huán)境，為新疆的草地荒漠化發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，也是草地荒漠化發(fā)展的背景條件。氣候變化一般被認(rèn)為是草地荒漠化進(jìn)程的“催化劑”或“加速劑”[22,27,48]，是土地荒漠化主要的自然因素之一[50]，但也有學(xué)者認(rèn)為氣候變化是草地荒漠化的主要驅(qū)動(dòng)力[49,51]，其驅(qū)動(dòng)作用大于人為因素。新疆氣候變化的總趨勢(shì)是溫度升高、降水增加，但與此同時(shí)，蒸發(fā)量也呈增加趨勢(shì)。其中南疆盆地和東疆盆地蒸發(fā)量增加趨勢(shì)最大，這兩個(gè)地區(qū)干旱程度加劇，必然導(dǎo)致草地荒漠化進(jìn)程的加速，而氣候變化是這些地區(qū)草地荒漠化變化的主要驅(qū)動(dòng)因素之一。

在荒漠化驅(qū)動(dòng)因素的分析中，人為因素被普遍認(rèn)為是主導(dǎo)因素或直接導(dǎo)因[48,52]。水資源的不合理利用，特別是上游引(截)水，開荒造田抽取地下水灌溉等人類活動(dòng)直接導(dǎo)致中下游草地生態(tài)需水供給大量減少，地下水位急劇下降，草地植被枯萎退化和消失，從而加速了中下游草地荒漠化的擴(kuò)展。草地濫墾濫挖后土壤風(fēng)蝕、水蝕，土壤表土有機(jī)質(zhì)被帶走，礫石遍布，流沙堆積，土地嚴(yán)重退化。新疆草地生態(tài)系統(tǒng)中的低平地草甸、低山、前山帶荒漠草原、草原化荒漠、荒漠(土質(zhì))草地等綠洲周邊的草地是開墾的主要對(duì)象，因此，這些類型草地荒漠化的主要驅(qū)動(dòng)因素是濫墾濫挖。而對(duì)于作為主要放牧場(chǎng)、割草場(chǎng)的草地類型來說，草地長期超載、無序利用以及草地建設(shè)投入嚴(yán)重不足，是導(dǎo)致這些類型草地荒漠化的直接導(dǎo)因。

新疆草地荒漠化形成的驅(qū)動(dòng)因素不僅具有多因素性、地域性的特點(diǎn)[53]，而且具有交叉和疊加的綜合特點(diǎn)和多營力綜合作用特征[48,54]。因此，必須針對(duì)草地荒漠化的主要驅(qū)動(dòng)因素，多因素綜合考量，采取嚴(yán)格的荒漠化控制措施，減緩、阻止荒漠化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)草地的可持續(xù)利用和草業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

5 結(jié)論

新疆草地生態(tài)系統(tǒng)具有分布廣、面積大、類型多樣的特征，是新疆自然和農(nóng)業(yè)資源的重要組成，在利用上形成了適應(yīng)自然規(guī)律的季節(jié)輪換放牧的特點(diǎn)。新疆草地荒漠化過程可分為兩種類型，即Ⅰ型：低山、平原荒漠類型草地的沙化、鹽堿化和退化過程；Ⅱ型：山地草地類型的退化過程。在人類活動(dòng)和水文環(huán)境變化的綜合作用下，新疆草地與耕地、沙地、林地、濕地和社區(qū)系統(tǒng)在荒漠化過程中進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，形成了獨(dú)特的地理景觀。地形地貌、氣候、土壤等自然因素是草地荒漠化發(fā)展的背景條件，為草地荒漠化的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，氣候變化是南疆和東疆盆地草地荒漠化的主要驅(qū)動(dòng)因素之一，水資源不合理利用是各流域中下游草地荒漠化的主導(dǎo)因素，濫墾濫挖是綠洲周邊草地荒漠化的直接導(dǎo)因，而放牧場(chǎng)、割草場(chǎng)荒漠化的主要導(dǎo)因是長期超載、無序利用及草地建設(shè)投入嚴(yán)重不足。

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