陜西省荒漠化、沙化土地監(jiān)測與動態(tài)變化分析

張 浩，余 軍，王 鋒，王學(xué)全，馮益明＊

（1．陜西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，陜西 西安 710082；2．中國林業(yè)科學(xué)研究院 荒漠化研究所，北京 100091）

荒漠化、沙化是當(dāng)今世界關(guān)注的十大環(huán)境問題的焦點(diǎn)，被喻為“地球癌癥”［1－3］。所造成的生態(tài)環(huán)境惡化及其對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的阻礙，已成為21世紀(jì)威脅人類生存、社會穩(wěn)定與可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重問題之一［4－5］。土地荒漠化和沙化是一個(gè)漸進(jìn)的過程，但其危害及其產(chǎn)生的災(zāi)害卻是持久和深遠(yuǎn)的，它不僅惡化生態(tài)環(huán)境，衰退土地生產(chǎn)力，威脅江河安全，而且加劇貧困，不僅對當(dāng)代人產(chǎn)生影響，而且還將禍及子孫。我國是世界上荒漠化、沙化面積最大的國家，荒漠化發(fā)生率居于高位。為了及時(shí)、全面地掌握荒漠化土地和沙化土地的現(xiàn)狀及動態(tài)變化信息，我國從1994年開始，每間隔5 a，開展一次荒漠化和沙化土地普查與監(jiān)測工作，到目前為止，已完成了4期監(jiān)測任務(wù)，是世界上唯一國家級荒漠化和沙化定期監(jiān)測的國家［6－8］。根據(jù)1994、1999、2004年和2009年4期監(jiān)測結(jié)果（其中沙化土地從1994開始監(jiān)測，而荒漠化土地從1999年開始監(jiān)測），分析比較了自開展監(jiān)測工作以來陜西省荒漠化和沙化土地的動態(tài)變化及發(fā)展趨勢，旨在全面掌握陜西省荒漠化和沙化狀況，明確防治工作取得的成效及面臨的形勢，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為荒漠化、沙化治理工作提供總體思路和科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

陜西省是全國受荒漠化和沙化影響較為嚴(yán)重的省份之一。由于長期自然和人為因素的影響，在陜西北部地區(qū)形成了大面積的荒漠化和沙化土地，主要集中分布于北部長城沿線及其附近地區(qū)，該區(qū)域地處毛烏素沙地東南緣，黃土高原北端，屬典型的農(nóng)牧交錯(cuò)過渡地帶［9］，東西長約420 km，南北寬約120 km。另有少量沙化土地分布在關(guān)中東部的黃、渭、洛三河交匯處，俗稱“沙苑”。東西長約45 km，南北寬約8～12 km。其中荒漠化土地監(jiān)測范圍包括陜西省榆林市的定邊、靖邊、橫山、榆陽、神木、府谷、佳縣、米脂、子洲、綏德、清澗和延安市的吳起共12個(gè)縣（區(qū)）。沙化土地監(jiān)測范圍包括榆林市的榆陽、神木、府谷、橫山、靖邊、定邊、佳縣，延安市的吳起，渭南市的大荔等9個(gè)縣（區(qū)）。陜西荒漠化監(jiān)測區(qū)和沙化監(jiān)測區(qū)大部分重疊，僅荒漠化監(jiān)測區(qū)主要分布在米脂、子洲、綏德、清澗等縣，僅沙化監(jiān)測區(qū)主要分布在定邊、靖邊、橫山、佳縣、神木、大荔等地，面積較?。▓D1）。

2 材料與方法

2．1 數(shù)據(jù)來源

原始數(shù)據(jù)來源于1994年開展的陜西省沙漠化普查與監(jiān)測報(bào)告，1999年開展的陜西省荒漠化監(jiān)測報(bào)告，2004年開展的陜西省第三次荒漠化和沙化土地監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、監(jiān)測報(bào)告，2009年開展的陜西省第4次荒漠化和沙化土地監(jiān)測數(shù)據(jù)庫及監(jiān)測報(bào)告，2004、2009年經(jīng)校正和驗(yàn)證后的TM衛(wèi)星影像、野外GPS實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)以及一些史料和背景文字資料等［10］。

2．2 研究方法

沙化土地按類型分為流動沙地（丘）、半固定沙地（丘）、固定沙地（丘）、露沙地、沙化耕地、非生物治沙工程地、風(fēng)蝕劣地［11］。根據(jù)陜西省沙區(qū)實(shí)地情況，陜西省沙化土地有流動沙地（丘）、半固定沙地（丘）、固定沙地（丘）、沙化耕地（闖田）4種類型。

圖1 陜西省荒漠化、沙化土地監(jiān)測范圍示意圖Fig．1 Sketch map of desertification，landed land monitoring range of Shaanxi Province

1）流動沙地（丘）指土壤質(zhì)地為沙質(zhì)，植被蓋度＜10%、地表沙物質(zhì)常處于流動狀態(tài)的沙地或沙丘。

2）半固定沙地（丘）指土壤質(zhì)地為沙質(zhì)，植被蓋度10%～29%（但喬木林冠下無其他植被時(shí)，郁閉度＜0．5）之間，且分布比較均勻，風(fēng)沙流活動受阻，但流沙紋理仍普遍存在的沙丘或沙地。

3）固定沙地（丘）指土壤質(zhì)地為沙質(zhì)，植被蓋度≥30%（但喬木林冠下無其他植被時(shí)，郁閉度≥0．5），風(fēng)沙活動不明顯，地表穩(wěn)定或基本穩(wěn)定的沙丘或沙地。

4）沙化耕地主要指沒有防護(hù)措施及灌溉條件，經(jīng)常受風(fēng)沙危害，作物產(chǎn)量低而不穩(wěn)的沙質(zhì)耕地（包括沙改田）。

將各期沙化土地類型面積分類統(tǒng)計(jì)，然后進(jìn)行縱向比較分析，研究沙化土地動態(tài)變化情況。

荒漠化土地按造成的主導(dǎo)自然因素劃分為風(fēng)蝕、水蝕和鹽漬化［12］。風(fēng)蝕：指由于風(fēng)的作用使地表土壤物質(zhì)脫離地表被搬運(yùn)的現(xiàn)象及氣流中顆粒對地表的磨蝕作用；水蝕：指由于大氣降水，尤其是降雨所導(dǎo)致的土壤搬運(yùn)和沉積過程；鹽漬化：指地下水、地表水帶來的對植物有害的易溶鹽分在土壤中積累的過程。

無論何種類型的荒漠化，按其反映土地退化的嚴(yán)重程度及恢復(fù)其生產(chǎn)力和生態(tài)系統(tǒng)功能的難易狀況，采用定性與定量相結(jié)合的方式，將荒漠化的程度分為輕度、中度、重度和極重度4級［13－14］。

風(fēng)蝕荒漠化評價(jià)指標(biāo)：植被蓋度、土壤質(zhì)地、覆沙厚度、地表形態(tài)、作物產(chǎn)量下降率（特指耕地）、有效土層厚度（特指耕地）；水蝕荒漠化評價(jià)指標(biāo)有：植被蓋度、坡度、侵蝕溝面積比例、作物產(chǎn)量下降率（特指耕地）、工程措施（特指耕地）；鹽漬化評價(jià)指標(biāo)：土壤含鹽量、地面可見鹽堿斑比例、植被蓋度（耐鹽堿植物）等。調(diào)查各指標(biāo)的定量或定性指標(biāo)值，據(jù)此確定各指標(biāo)的評分值［11］，用各指標(biāo)的評分值之和確定荒漠化程度（輕度、中度、重度、極重度或非荒漠化土地）。

將各期荒漠化數(shù)據(jù)按荒漠化程度進(jìn)行分期縱向比較，研究其動態(tài)變化情況。

3 結(jié)果與分析

3．1 沙化土地面積變化分析

3．1．1 沙化土地面積時(shí)間序列變化分析 經(jīng)對陜西省各監(jiān)測年度沙化土地的監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析（表1、圖2），1994－1999年5 a間，沙化土地面積增加了807．0 hm2，平均每年增加161．0 hm2，這反映陜西省沙化土地當(dāng)時(shí)發(fā)展的總體趨勢仍是擴(kuò)展。1999－2009年10 a間，沙化土地面積持續(xù)減少。沙化土地面積共減少了35 781．9 hm2，平均每年減少0．2%，沙化土地?cái)U(kuò)展的基本趨勢得到逆轉(zhuǎn)。從進(jìn)行荒漠化和沙化開始監(jiān)測以來，15 a來，陜西省沙化土地總面積減少了34 974．9 hm2，平均每年減少0．16%，其中盡管不同時(shí)期面積消長不一，但總體仍呈現(xiàn)出遞減趨勢。

從沙化土地的各類型變化情況分析（表1、圖3），1994－1999年5 a間，流動沙地（丘）面積增加了19 898．2 hm2，平均每年增加161 hm2。1999－2009年10 a間，流動沙地（丘）面積持續(xù)減少。流動沙地（丘）面積共減少了138 149．6 hm2，平均每年減少8．3%。1994年－2009年，半固定沙地（丘）面積一直在減少，面積減少了173 475．7 hm2，平均每年減少3．8%。1994－1999年5 a間，固定沙地（丘）面積減少了13 455．5 hm2，平均每年減少0．3%。1999－2009年10 a間，固定沙地（丘）面積持續(xù)增加。固定沙地（丘）面積共增加了237 480．5 hm2，平均每年增加2．4%。沙化耕地從1994－2004年，面積一直在增加，面積增加了40 096．9 hm2，平均每年增加4 009．7 hm2，2004－2009年5 a間，沙化耕地面積呈減少趨勢，面積減少了7 369．7 hm2。

表1 陜西省沙化土地監(jiān)測結(jié)果Table 1 Monitoring results of sanded land in Shaanxi Province hm2

圖2 沙化土地監(jiān)測結(jié)果Fig．2 Monitoring results of sanded land

3．1．2 沙化土地面積變化原因分析

1）1994－1999年，自然條件的惡化和人為破壞使部分固定沙地（丘）向半固定、流動沙地（丘）發(fā)展，半固定沙地（丘）向流動沙地（丘）發(fā)展，新墾沙化耕地也破壞部分半固定和固定沙地。因此，出現(xiàn)流動沙地（丘）和沙化耕地面積增加，而半固定沙地（丘）、固定沙地（丘）面積減少的局面。

圖3 沙化土地沙化類型變化Fig．3 Changes of sanded land types

2）1999－2009年，沙化土地面積平均每年減少0．2%，沙化土地面積減少的原因有兩個(gè)方面：一是客土改良造田，使原來的部分沙地變成了有灌溉條件的耕地，計(jì)入非沙化土地。二是2000年后榆林市被確定為國家能源重化工基地后，交通、工礦和城鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展較快，征占用土地較大，其中10 a間有17 840．0 hm2沙化土地變成了建設(shè)用地［15－16］。從各沙化土地類型間的變化看，流動沙地和半固定沙地面積大幅減少，固定沙地面積增加。主要原因是國家林業(yè)重點(diǎn)工程的相繼實(shí)施，沙化地區(qū)各級政府和人民加大了植樹造林和管護(hù)力度，造林成活率提高，促進(jìn)了沙區(qū)林草植被恢復(fù)，使大量的流沙變?yōu)榘牍潭ㄉ车兀ㄇ穑?，大量半固定沙地變?yōu)楣潭ㄉ车兀ㄇ穑?/p>

3）從各個(gè)監(jiān)測期的總體情況分析，陜西省沙化土地面積先經(jīng)歷了一個(gè)上升階段，在達(dá)到峰值后，又開始下降，其中1999年前后，沙化土地面積最大，應(yīng)是沙化形勢最為嚴(yán)峻的時(shí)期。2009年與1994年監(jiān)測結(jié)果比較，沙化土地面積減少了34 974．9 hm2，流動沙地（丘）、半固定沙地（丘）面積減少，固定沙地（丘）、沙化耕地面積增加。流動沙地（丘）在向半固定沙地（丘）、固定沙地（丘）轉(zhuǎn)變，半固定沙地（丘）也向固定沙地（丘）轉(zhuǎn)變。這一情況說明，在近15 a，特別是近10 a來，風(fēng)沙前移量很小，前移量還不能夠形成新的沙化土地，標(biāo)志著陜西省土地沙化的趨勢基本得到了有效遏制。

3．2 荒漠化土地面積變化分析

3．2．1 荒漠化土地面積時(shí)間序列變化分析 陜西省各監(jiān)測年度荒漠化土地的監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計(jì)（表2、圖4），1999－2009年陜西省荒漠化土地面積呈下降趨勢，10 a間，荒漠化土地面積減少了166 337．9 hm2，平均每年減少16 633．8 hm2，面積減少率達(dá)到5．3%。其中1999－2004年，面積減少129 279．9 hm2，面積減少率為4．2%，2004－2009年，面積減少37 057．9 hm2，面積減少率為1．2%，相對于前一個(gè)監(jiān)測期，面積減少幅度較少。盡管不同時(shí)期面積減少程度不一，但總體呈明顯的遞減趨勢。

表2 陜西省荒漠化土地監(jiān)測結(jié)果Table 2 Monitoring results of desertification in Shaanxi Province hm2

圖4 荒漠化土地監(jiān)測結(jié)果Fig．4 Monitoring results of desertification land

從荒漠化土地的荒漠化程度情況分析（表2、圖5），1999－2009年期間，極重度、重度荒漠化土地面積最終都減少了，分別減少439 802．9 hm2和974 114．5 hm2，平均每年減少率為7．9%和9．3%，其中重度荒漠化土地在2個(gè)監(jiān)測期都在減少。中度、輕度荒漠化土地面積最終都增加了，分別增加305 950．4 hm2和941 629．1 hm2，平均每年增加率為2．6%和43．0%，其中輕度荒漠化土地在2個(gè)監(jiān)測期都在增加。極重度荒漠化土地面積在1999－2004年增加了544 506．1 hm2，在2004－2009年又大幅減少了984 308．9 hm2。中度荒漠化土地面積在1999－2004年減少了96 861．8 hm2，在2004－2009年又增加了402 812．2 hm2。從中可以看出，10 a間極重度、重度荒漠化土地盡管不同時(shí)期面積消長不一，但總體仍呈現(xiàn)出遞減趨勢，中度、輕度荒漠化土地面積呈遞增趨勢。

圖5 荒漠化土地荒漠化程度變化Fig．5 Variation of desertification degree of desertification land

3．2．2 荒漠化土地面積變化原因分析

1）1999－2009年陜西省荒漠化土地面積呈下降趨勢，其主要原因是隨著各大林業(yè)重點(diǎn)工程的實(shí)施，通過人工植樹種草、飛播種草、封山（沙）育林（草）等措施改善了自然環(huán)境，其中1999－2004年，面積減少率為4．2%，2004－2009年，面積減少率為1．2%，相對于前一個(gè)監(jiān)測期，面積減少幅度較少。說明10 a來，按照“先易后難、先急后緩”的治理原則，一些條件相對較好，治理相對容易的荒漠化土地已經(jīng)得到治理或初步治理。隨著防治荒漠化工作的推進(jìn)，需要治理的土地的立地條件越來越差，難度越來越大。

2）極重度荒漠化土地面積在1999－2004年增加了544 506．1 hm2，在2004－2009年又大幅減少了984 308．9 hm2。中度荒漠化土地面積在1999－2004年稍有減少，在2004－2009年又增加了。出現(xiàn)波折現(xiàn)象，主要原因是我國從1999年以后，才相繼實(shí)施了退耕還林工程、天然林保護(hù)工程、“三北”防護(hù)林建設(shè)工程（4期）等國家林業(yè)重點(diǎn)工程，到2004年時(shí)，造林成效尚未顯現(xiàn)，隨著陜北地區(qū)經(jīng)濟(jì)形勢的好轉(zhuǎn)，造林力度的加大，特別是國家林業(yè)重點(diǎn)工程的造林成效逐步體現(xiàn)，極重度荒漠化土地面積出現(xiàn)了大幅減少的情況。

4 結(jié)論與討論

1994－2009年15 a來，陜西省沙化土地面積先經(jīng)歷了一個(gè)上升階段，在達(dá)到峰值后，又開始下降，其中1999年前后，沙化土地面積最大。15 a來，陜西省沙化總面積減少了34 974．9 hm2，平均每年減少0．16%，陜西省土地沙化的趨勢基本得到了有效遏制。

1999－2009年10 a來，陜西省荒漠化土地面積減少了166 337．9 hm2，平均每年減少0．53%。10 a來，極重度、重度荒漠化土地面積減少，中度、輕度荒漠化土地面積增加，說明荒漠化土地的荒漠化程度總體上從極重度、重度向中度、輕度轉(zhuǎn)移，這與前期研究結(jié)論一致［17］。

15 a以來，陜西省通過實(shí)施以生態(tài)建設(shè)為主的林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，荒漠化和沙化整體擴(kuò)展趨勢得到初步遏制，向有利的方向發(fā)展。

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