近40a海西蒙古族藏族自治州沙漠化時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)力分析

丁文廣，耿怡穎，張慧琳，陳利珍

（蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院；西部環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州 730000）

近40a海西蒙古族藏族自治州沙漠化時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)力分析

丁文廣，耿怡穎，張慧琳，陳利珍

（蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院；西部環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州 730000）

通過對(duì)海西蒙古族藏族自治州1975—2015年Landsat衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行解譯，獲取了該州近40 a沙漠化土地動(dòng)態(tài)變化特征。結(jié)果表明：（1）研究區(qū)近40 a沙漠化土地面積先增加后減少，1975—1995年為沙漠化發(fā)展時(shí)期，1995—2015年為沙漠化逆轉(zhuǎn)時(shí)期，1995年沙漠化程度最高，沙漠化土地面積17 1591.42 km2；（2）沙漠化變化集中在研究區(qū)高海拔地區(qū)，柴達(dá)木盆地內(nèi)部一直以重度沙漠化為主；沙漠化明顯發(fā)展和明顯逆轉(zhuǎn)分別集中在1985—1995年和1995—2005年；（3）各類型沙漠化土地重心遷移總體表現(xiàn)為1975—1995年向東遷移，1995—2015年向西折返。通過對(duì)海西蒙古族藏族自治州沙漠化時(shí)空變化的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析，表明人為因素是造成20世紀(jì)90年代之前研究區(qū)沙漠化顯著發(fā)展的主導(dǎo)因素，而氣候因素和人為因素共同促進(jìn)了之后的沙漠化逆轉(zhuǎn)。

沙漠化；遙感解譯；時(shí)空變化；驅(qū)動(dòng)力

沙漠化是指干旱、半干旱及亞濕潤干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境受到自然因素或人類活動(dòng)的影響出現(xiàn)土地退化的過程，是全球面臨的最為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球已經(jīng)受到或預(yù)計(jì)受到沙漠化影響的土地面積超過全球土地面積的1/3，沙漠化土地在干旱和半干旱區(qū)可占到土地面積的90%以上[1-2]。我國是世界上沙漠化較為嚴(yán)重的國家之一，統(tǒng)計(jì)資料顯示沙漠化土地面積占到我國國土面積的27.4%，受影響人口近4億，在引發(fā)生態(tài)問題的同時(shí)也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失[3-4]，因此沙漠化研究已經(jīng)成為生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。面對(duì)沙漠化的現(xiàn)實(shí)，開展沙漠化監(jiān)測，研究沙漠化演化特征，分析沙漠化變化的驅(qū)動(dòng)因素成為沙漠化研究的重要內(nèi)容[5-8]。沙漠化時(shí)空變化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測可實(shí)現(xiàn)沙漠化形成和演化趨勢的定量分析，為預(yù)測未來變化趨勢奠定基礎(chǔ)，也可為沙區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和資源的合理配置提供科學(xué)依據(jù)；沙漠化驅(qū)動(dòng)力分析研究則可為制定沙漠化治理方案和防沙治沙政策提供決策依據(jù)。近年來，遙感數(shù)據(jù)以其精度高、信息量大和觀測范圍廣等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用在沙漠化研究中[8-12]，通過對(duì)遙感數(shù)據(jù)信息的提取可實(shí)現(xiàn)對(duì)沙漠化土地分級(jí)的定量研究以及沙漠化時(shí)空變化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，也為沙漠化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供依據(jù)。本文利用Landsat衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對(duì)青海省海西蒙古族藏族自治州1975年以來沙漠化的時(shí)空演變過程進(jìn)行分析，探索該地區(qū)沙漠化的時(shí)空變化規(guī)律和沙漠化變化的驅(qū)動(dòng)因素，以期為制定研究區(qū)沙漠化防治對(duì)策、確定合理有效的治沙模式和國家防沙治沙的宏觀戰(zhàn)略提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

海西蒙古族藏族自治州（以下簡稱海西州）位于青海省西北部，地處青海、新疆和甘肅三省交匯地帶（圖1），地理坐標(biāo)位于90°006′～99°042′E、35° 001′～39°020′N之間，東西長837 km，南北寬486 km，總面積3.258×105km2，占青海省總面積的45.17%。海西州下轄德令哈和格爾木2個(gè)縣級(jí)市，天峻、烏蘭、都蘭3個(gè)縣以及大柴旦、冷湖、茫崖3個(gè)縣級(jí)行委。由于唐古拉山地區(qū)隸屬于格爾木市的飛地，為了保證研究區(qū)地塊的完整性，本文的研究區(qū)不包括與海西州主體不相連的唐古拉山鎮(zhèn)（圖1）。海西州地處青藏高原東北緣，以柴達(dá)木盆地為主體，其面積占全州國土面積的78%，盆地被昆侖山、阿爾金山和祁連山所圍繞，地勢高差較大，最高海拔超過6000 m，最低海拔2675 m（圖1）。海西州為典型的高原大陸性氣候，全年平均日照時(shí)長近3000 h，太陽輻射強(qiáng)，晝夜溫差大，常年干旱、多風(fēng)、少雨；年平均氣溫4°C左右，年降水量約177 mm，其中柴達(dá)木盆地內(nèi)年降水量和年平均氣溫均低于盆地周邊高海拔區(qū)域，約90%以上降水集中在5—9月。

圖1 海西州地理位置及地形圖

2 材料與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

本文中沙漠化動(dòng)態(tài)監(jiān)測信息源主要為Landsat衛(wèi)星遙感影像，分別選擇研究區(qū)1975年MSS影像及1985、1995、2005年和2015年TM/ETM影像作為數(shù)據(jù)源。為了減小季相和云量對(duì)監(jiān)測的影響，盡量選擇夏秋季云量小于10%的遙感影像。以研究區(qū)90 m分辨率DEM數(shù)據(jù)、土地利用圖、植被圖、地形圖等為輔助數(shù)據(jù)，利用ENVI5.0軟件對(duì)獲取的遙感影像進(jìn)行輻射定標(biāo)、FLAASH大氣校正、影像裁剪鑲嵌等預(yù)處理。本研究利用反映植被覆蓋度的歸一化植被指數(shù)NDVI指示沙漠化程度，因?yàn)橥ǔＵJ(rèn)為植被覆蓋度是指示土地沙漠化的良好指標(biāo)。對(duì)完成預(yù)處理的影像進(jìn)行波段合成，其中MSS影像合成7、5、4波段，TM/ETM影像合成4、3、2波段，計(jì)算NDVI指數(shù)。為了更好地反映沙漠化情況，對(duì)研究區(qū)水體、居民地、農(nóng)田等信息進(jìn)行目視解譯，解譯過程中結(jié)合土地利用數(shù)據(jù)和Google Earth高分辨率影像對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行修正，對(duì)得到的上述解譯信息進(jìn)行擦除。最后采用像元二分模型計(jì)算植被覆蓋度，并進(jìn)行決策樹分類得到5期研究區(qū)沙漠化分布圖。為了檢驗(yàn)解譯精度，隨機(jī)抽取了30個(gè)樣點(diǎn)開展野外考察并與解譯結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示解譯正確率超過90%，滿足研究要求。

2.2 沙漠化程度分級(jí)

本研究的沙漠化程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照了丁文廣[12-13]等制定的土地沙漠化遙感監(jiān)測分類系統(tǒng)，根據(jù)植被覆蓋情況將沙漠化土地分為輕度、中度、重度沙漠化3個(gè)等級(jí)，其余土地統(tǒng)一劃分為非沙漠化土地（表1）。

表1 研究區(qū)土地沙漠化程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.3 沙漠化轉(zhuǎn)移矩陣

沙漠化轉(zhuǎn)移矩陣可以反映研究時(shí)段初期和末期各類型沙漠化土地之間相互轉(zhuǎn)換的動(dòng)態(tài)信息，該矩陣形式可以借鑒通用的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣[14]表示為：

式中S表示面積，n表示沙漠化土地的類型數(shù)，i、j分別表示研究初期和末期的沙漠化土地類型；Sij表示轉(zhuǎn)移前的i類沙漠化土地轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)移后的j類沙漠化土地的面積；矩陣中每行元素代表轉(zhuǎn)移前i類沙漠化土地向轉(zhuǎn)移后其他類型沙漠化土地流出的面積，每列元素則代表轉(zhuǎn)移后的j類沙漠化土地由其他類型沙漠化土地流入的面積。

利用ENVI5.0軟件中變化監(jiān)測工具對(duì)研究時(shí)段內(nèi)的沙漠化分布柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行變化統(tǒng)計(jì)，得到沙漠化轉(zhuǎn)移矩陣。

為了更為直觀地顯示研究時(shí)段內(nèi)沙漠化土地時(shí)空變化過程，基于5期沙漠化分布數(shù)據(jù)在ArcGIS10.2軟件中制作研究區(qū)沙漠化土地發(fā)展與逆轉(zhuǎn)圖。圖中發(fā)展和逆轉(zhuǎn)類型的定義為：“發(fā)展”指由較輕程度沙漠化向較重程度沙漠化轉(zhuǎn)變（如非沙漠化向輕度沙漠化轉(zhuǎn)變），發(fā)展級(jí)別為兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí)定義為“明顯發(fā)展”（如非沙漠化向中度或重度沙漠化轉(zhuǎn)變）；“逆轉(zhuǎn)”指由較重程度沙漠化向較輕程度沙漠化轉(zhuǎn)變，逆轉(zhuǎn)級(jí)別為兩個(gè)或兩個(gè)以上定義為“明顯逆轉(zhuǎn)”。沙漠化程度沒有變化被定義為“穩(wěn)定”。

2.4 沙漠化重心遷移模型

沙漠化重心遷移是研究沙漠化土地空間動(dòng)態(tài)變化的重要內(nèi)容[15-17]。為了表征近40 a海西州沙漠化空間遷移的方向和距離，本研究采取常用的重心遷移模型計(jì)算沙漠化土地空間變化的重心遷移方向及距離，其公式為：

式中，X、Y分別代表某年某種類型沙漠化土地重心的經(jīng)緯度坐標(biāo)；n代表某年某種類型沙漠化土地的斑塊數(shù)；Ci代表某年某種類型沙漠化土地第i個(gè)斑塊的面積；Xi、Yi代表某年該類型沙漠化土地第i個(gè)斑塊的幾何中心地理坐標(biāo)。

3 結(jié)果與討論

3.1 海西州沙漠化時(shí)空演化特征

3.1.1 沙漠化土地面積變化

海西州1975—2015年沙漠化土地面積表現(xiàn)為先增加后減少的特征，其中1995年沙漠化面積最大，達(dá)到171 591.42 km2，1975、1985、2005年和2015年沙漠化土地面積分別為161 251.73 km2、162 002.11 km2、167 507.81 km2和160 199.32 km2。研究區(qū)近40 a重度沙漠化土地面積一直多于其他類型沙漠化土地面積（圖2），說明研究區(qū)沙漠化類型主要以重度沙漠化為主。研究區(qū)各類型沙漠化土地面積以1995年為界發(fā)生了顯著改變（圖2），其中非沙漠化和輕度沙漠化土地先減小后增加，而中度和重度沙漠化土地面積則先增加后減小。

從各類型沙漠化土地空間分布（圖3）來看，近40 a研究區(qū)沙漠化土地以重度沙漠化類型為主導(dǎo)，且多集中在柴達(dá)木盆地內(nèi)部，而非沙漠化和輕度沙漠化土地則主要集中在研究區(qū)東部和西南部的高海拔地區(qū)。1995年與1985、1975年相比，中度以上沙漠化土地分布范圍顯著擴(kuò)張，特別是研究區(qū)南部地區(qū)沙漠化程度較低的土地向沙漠化程度較高土地發(fā)展較為明顯，德林哈地區(qū)輕度沙漠化土地大部分發(fā)展為中度和重度沙漠化土地；2005年和2015年，重度沙漠化土地分布范圍較1995年顯著縮小，特別是在研究區(qū)南部高海拔地區(qū)和德令哈地區(qū)沙漠化程度逆轉(zhuǎn)較為顯著，大部分重度沙漠化土地在2005年和2015年轉(zhuǎn)為中度和輕度沙漠化土地。

圖2 海西州近40 a各類型沙漠化土地面積

3.1.2 沙漠化土地類型轉(zhuǎn)移

從沙漠化發(fā)展與逆轉(zhuǎn)圖（圖4）中可以看出，研究區(qū)在1975—1995年以沙漠化的發(fā)展為主要特征，1985—1995年發(fā)展程度要強(qiáng)于1975—1985年；而1995—2015年沙漠化則主要以逆轉(zhuǎn)為主。沙漠化明顯發(fā)展和明顯逆轉(zhuǎn)分別集中在1985—1995年和1995—2005年。從區(qū)域分布看，沙漠化變化區(qū)域主要集中在柴達(dá)木盆地周邊高海拔地區(qū)，盆地內(nèi)部沙漠化較為穩(wěn)定，基本上以重度沙漠化為主（圖3），沙漠化總體呈現(xiàn)從柴達(dá)木盆地到外圍山區(qū)由重變輕的特點(diǎn)。

1975—1985年，研究區(qū)沙漠化變化較小且以發(fā)展為主，沙漠化土地類型的轉(zhuǎn)化主要為輕度沙漠化向中度沙漠化和非沙漠化向輕度沙漠化轉(zhuǎn)變，變化面積分別為9 162.59 km2和699.24 km2，其余類型沙漠化土地之間轉(zhuǎn)化面積均較?。ū?）。

1985—1995年，研究區(qū)沙漠化發(fā)展較為顯著，大部分沙漠化變化區(qū)域以發(fā)展為主，其中有23 369.61 km2中度沙漠化土地發(fā)展為重度沙漠化土地，22 774.19 km2輕度沙漠化土地發(fā)展為中度沙漠化土地，8 985.02 km2非沙漠化土地發(fā)展為輕度沙漠化土地。部分區(qū)域表現(xiàn)為明顯發(fā)展，主要來自于9 903.44 km2輕度沙漠化土地發(fā)展為重度沙漠化土地的貢獻(xiàn)。另外，部分區(qū)域表現(xiàn)為沙漠化的逆轉(zhuǎn)，主要零星分布在研究區(qū)南部都蘭縣，其中有2 341.72 km2重度沙漠化土地逆轉(zhuǎn)為中度沙漠化土地，4 118.22 km2中度沙漠化土地逆轉(zhuǎn)為輕度沙漠化土地。

圖3 海西州近40 a各類型沙漠化土地分布

圖4 海西州近40 a沙漠化發(fā)展與逆轉(zhuǎn)

表2 海西州沙漠化轉(zhuǎn)移矩陣km2

1995—2005年，研究區(qū)沙漠化變化以逆轉(zhuǎn)為主，說明研究區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況在1995年后有所改善。其中沙漠化變化較大的是23 749.56 km2重度沙漠化土地逆轉(zhuǎn)為中度沙漠化土地，16 493.03 km2中度沙漠化土地逆轉(zhuǎn)為輕度沙漠化土地，5 479.95 km2輕度沙漠化土地逆轉(zhuǎn)為非沙漠化土地；部分地區(qū)出現(xiàn)明顯逆轉(zhuǎn)，其中有6 544.93 km2重度沙漠化土地逆轉(zhuǎn)為輕度沙漠化土地，同時(shí)分別有1 447.99 km2重度沙漠化土地和1 396.53 km2中度沙漠化土地逆轉(zhuǎn)為非沙漠化土地；該時(shí)段沙漠化發(fā)展僅在少部分區(qū)域零星出現(xiàn)，主要由3 118.27 km2的非沙漠化土地發(fā)展為輕度沙漠化土地所貢獻(xiàn)。

2005—2015年，研究區(qū)沙漠化土地變化繼續(xù)以逆轉(zhuǎn)為主，但逆轉(zhuǎn)程度要弱于1995—2005年。其中變化較大的是11 850.14 km2重度沙漠化土地逆轉(zhuǎn)為中度沙漠化土地，23 088.28 km2中度沙漠化土地逆轉(zhuǎn)為輕度沙漠化土地，8 167.90 km2輕度沙漠化土地逆轉(zhuǎn)為非沙漠化土地；其他各類型沙漠化土地之間轉(zhuǎn)變面積均較小。

3.1.3 沙漠化重心遷移

由沙漠化重心空間遷移圖（圖5）可知，研究區(qū)沙漠化總體重心變動(dòng)跨度相對(duì)較小，但各類型沙漠化重心變動(dòng)跨度較大，且沙漠化程度越輕，其重心遷移距離越大，可能是因?yàn)檩^輕程度的沙漠化土地通常位于沙漠化土地邊緣區(qū)，對(duì)自然和人為影響因子的響應(yīng)更敏感。沙漠化的重心遷移方向均呈“先向東后向西”的運(yùn)動(dòng)軌跡，重心最東端為1995年。根據(jù)研究區(qū)降水東南多西北少的空間分布規(guī)律，可知沙漠化重心向東遷移指示沙漠化擴(kuò)張，向西指示沙漠化退縮，1995年沙漠化最為嚴(yán)重，其作為沙漠化擴(kuò)張與退縮的界限與沙漠化面積變化和土地類型轉(zhuǎn)移計(jì)算結(jié)果一致。從遷移距離來看，1975—1985年的重心遷移距離最短，這主要與同期沙漠化土地變動(dòng)的面積相關(guān)，面積變化越小，重心遷移距離越短。

圖5 海西州沙漠化土地重心遷移

1975—1985年，沙漠化整體重心遷移距離最短，其中重度沙漠化重心變化較小，中度沙漠化重心由東南向西北方向短距離遷移，輕度沙漠化重心由西北向東南短距離遷移，說明該時(shí)段研究區(qū)沙漠化土地面積總體變化不大。

1985—1995年，各類型沙漠化土地重心均呈由西向東遷移趨勢，其中重度沙漠化重心由西北向東南短距離遷移，中度沙漠化重心由西南向東北方向長距離遷移，輕度沙漠化重心由西北向東南長距離遷移，指示該時(shí)期研究區(qū)沙漠化土地分布范圍發(fā)生了顯著擴(kuò)張，表明了研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的顯著惡化。

1995—2005年，各類型沙漠化重心均為長距離遷移，但遷移方向與1985—1995年相反，呈由東向西遷移趨勢，其中重度沙漠化重心由東南向西北遷移，中度沙漠化重心由東北向西南方向遷移，輕度沙漠化重心由東北向西南方向遷移，指示該時(shí)期研究區(qū)沙漠化土地分布范圍發(fā)生了顯著收縮，生態(tài)環(huán)境有所改善。

2005—2015年，各類型沙漠化重心繼續(xù)呈由東向西遷移趨勢，其中重度沙漠化重心由東南向西北遷移，中度沙漠化重心由東北向西南遷移，輕度沙漠化重心由東北向西南遷移。但是該時(shí)段遷移距離較1995—2005年要短，說明研究區(qū)沙漠化范圍在1995—2005年基礎(chǔ)上再次收縮，但收縮幅度要小于1995—2005年，指示了研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步改善。

3.2 海西州沙漠化變化驅(qū)動(dòng)力分析

3.2.1 自然因素

自然因素是決定地貌景觀的主要因素之一，也是推動(dòng)沙漠化時(shí)空變化的首要因素，主要包括地形、地貌、溫度和降水等。

首先，研究區(qū)位于青藏高原東北緣，以柴達(dá)木盆地為主體，這種特殊的地形條件形成的“雨影效應(yīng)”導(dǎo)致來自印度洋的水汽難以到達(dá)該區(qū)，而深入西北內(nèi)陸的地理位置使東亞季風(fēng)攜帶水汽也難以到達(dá)該區(qū)。降水的缺乏是研究區(qū)形成干旱的氣候條件，為土地沙漠化提供了基礎(chǔ)條件。研究區(qū)地形起伏較大，海拔高差近3500 m（圖1），復(fù)雜的地形地貌條件導(dǎo)致水熱條件的分配在不同區(qū)域存在較大的差異，這種差異可能是決定不同類型沙漠化分布的主導(dǎo)因素，如柴達(dá)木盆地內(nèi)部海拔相對(duì)較低，干熱氣候條件的形成要易于盆地周邊高海拔區(qū)域，利于大型沙丘的形成，因此研究區(qū)重度沙漠化土地主要集中在盆地內(nèi)部；而盆地周邊高海拔區(qū)域溫度較盆地內(nèi)部要低，降水相對(duì)較多，但對(duì)氣候因子變化較為敏感，因此沙漠化程度較輕的土地主要集中在這些地區(qū)，同時(shí)也是各類型沙漠化變化的主要區(qū)域。

其次，大量的研究結(jié)果證實(shí)全球氣候變化是導(dǎo)致沙漠化加劇的重要因素之一[2，18-22]，因此氣候因素可以顯著地影響土地沙漠化的程度和變化過程，其中溫度、降水和風(fēng)速等氣候因素則是影響沙漠化的主要因子。通常情況下，溫度升高可以加劇地表水分的蒸發(fā)造成土地干裂，利于土地沙漠化；降水增多則可以增加土壤水分，促進(jìn)成壤作用和植被生長，利于沙漠化逆轉(zhuǎn)；風(fēng)速增加會(huì)加速地表水分流失，加劇表土風(fēng)化作用，利于土地沙漠化。通過收集和分析研究區(qū)各縣區(qū)氣象站溫度、降水和風(fēng)速等氣候監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)自20世紀(jì)70年代以來溫度和降水均呈整體增加趨勢，線性回歸相關(guān)系數(shù)分別為0.71和0.024（圖6），其中70、80、90年代及2000年以來年均溫度分別為2.61±0.35、2.89±0.51、3.55±0.54℃和4.27±0.41℃，年降水量分別為105.97±16.22、120.01±29.60、107.23±14.39 mm和117.13±30.39 mm；另外，研究區(qū)平均風(fēng)速和年大風(fēng)天數(shù)均呈整體減小趨勢，線性回歸相關(guān)系數(shù)分別為0.87和0.51（圖6），其中70、80、90年代及2000年以來平均風(fēng)速分別為3.57±0.20、2.95±0.16、2.52±0.13 m/s和2.30± 0.12 m/s，年大風(fēng)天數(shù)分別為57.9±8.68、43.4±5.48、40.4±3.31 d和38.7±5.08 d。因此，總體上看，研究區(qū)自1970年以來氣候條件趨于暖濕少風(fēng)，有利于土壤成壤和植被生長，會(huì)限制沙漠化的發(fā)展。研究區(qū)1995—2015年沙漠化逆轉(zhuǎn)較為明顯，與氣候變化趨勢相符，說明暖濕的氣候條件可能在該時(shí)段促進(jìn)沙漠化逆轉(zhuǎn)方面發(fā)揮了重要作用。然而，研究區(qū)1975—1995年沙漠化發(fā)展較為明顯，與氣候變化趨勢不一致，說明該時(shí)段內(nèi)人類活動(dòng)可能主導(dǎo)了沙漠化的發(fā)展。

圖6 海西州近40 a氣候因子變化

3.2.2 人類活動(dòng)影響

人類活動(dòng)是影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境的重要因素之一，與沙漠化的變化存在緊密的聯(lián)系，特別是在現(xiàn)代進(jìn)程中，人為因素成為影響沙漠化變化的主導(dǎo)因素[8，23-24]。不合理的人類活動(dòng)會(huì)破壞地表生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致沙漠化加劇，而自然資源的科學(xué)合理利用和自然條件的人為改善則會(huì)提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)沙漠化的逆轉(zhuǎn)。

海西州人口從建國初的1.63萬人增長到2015年的50.54萬人，燃料和糧食的短缺使濫砍濫伐、過度放牧等問題較為嚴(yán)重，導(dǎo)致固沙植物破壞和草場退化較為嚴(yán)重。20世紀(jì)90年代之前，柴達(dá)木盆地礦產(chǎn)開發(fā)、交通建設(shè)、移民墾荒等造成了沙區(qū)植被面積迅速減小，同樣導(dǎo)致了沙區(qū)面積的擴(kuò)大。不合理的人類活動(dòng)加上相對(duì)冷干多風(fēng)的氣候條件共同造成了研究區(qū)20世紀(jì)90年代以前沙漠化的顯著發(fā)展。90年代后，隨著國家西北大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，生態(tài)環(huán)境治理得到重視，海西州實(shí)施了國家重點(diǎn)公益林、三北防護(hù)林、天然林保護(hù)、退耕還林還草等林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)，同時(shí)大力推進(jìn)柴達(dá)木荒漠化生態(tài)治理工程，建立了一系列規(guī)章制度和采取了合理措施共同保障了生態(tài)工程的順利實(shí)施，這些工程的實(shí)施提高了研究區(qū)植被覆蓋率，改善了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，在同期相對(duì)暖濕少風(fēng)氣候條件的共同作用下遏制了沙區(qū)擴(kuò)張和土地沙漠化發(fā)展，促進(jìn)了研究區(qū)90年代后沙漠化的顯著逆轉(zhuǎn)。

4 結(jié)論

海西州近40 a沙漠化土地面積呈先增加后減少的趨勢，其中1975—1995年為沙漠化發(fā)展時(shí)期，1995—2015年為沙漠化逆轉(zhuǎn)時(shí)期，1995年沙漠化程度最高。沙漠化變化區(qū)域集中在柴達(dá)木盆地周邊高海拔地區(qū)，柴達(dá)木盆地內(nèi)部沙漠化較為穩(wěn)定，基本上以重度沙漠化為主。海西州總體沙漠化重心變化較小，但各類型沙漠化土地重心變化較大，遷移總體表現(xiàn)為1975—1995年向東遷移，1995—2015年向西折返；1975—1985年重心遷移距離最短。通過對(duì)比研究區(qū)沙漠化時(shí)空變化特征和溫度、降水和風(fēng)速等氣候因子變化特點(diǎn)認(rèn)為人類活動(dòng)可能是導(dǎo)致研究區(qū)20世紀(jì)90年代之前沙漠化顯著發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)因素，而之后沙漠化的逆轉(zhuǎn)則是暖濕氣候條件和開展一系列生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施的共同結(jié)果。

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Analysis on Spatial-Temporal Evolution of Desertification and Its Driving Force over Haixi Mongolian and Tibetan Autonomous Prefecture in Recent 40 Years

DING Wenguang,GENG Yiying,ZHANG Huilin,CHEN Lizhen
（Key Laboratory of Western China′s Environmental Systems（Ministry of Education），College of Earth and Environmental Sciences，Lanzhou University，Lanzhou 730000，China）

Based on the interpretation of Landsat satellite remote sensing images of Haixi Mongolian and Tibetan Autonomous Prefecture from 1975 to 2015,the dynamic changes of desert land in recent 40 years were obtained.The results showed that:（1）the area of the desert land in the study area was firstly increased and then decreased in recent 40 years in the study area. Desertification developed significantly from 1975 to 1995 while reversed from 1995 to 2015.It reached the highest level in 1995 with the area of 171591.42 km2；（2）Desertification changes concentrated in the high altitude area,and the interior of the Qaidam Basin has been dominated by severe desertification；Additionally,desertification significantly developed and retreated during 1985-1995 and 1995-2005,respectively；（3）The overall migration of various types desertification land shifted eastward during 1975-1995 while turned westward during 1995-2015.The analysis on driving factors of the temporal and spatial changes of desertification in Haixi Mongolian Tibetan Autonomous Prefecture showed that human activities were the dominant factor on the remarkable development of desertification before1990s,while the climate and human factors promoted the reversal of desertification after that.

desertification；remote sensing interpretation；temporal and spatial changes；driving force

F301

A

1002-0799（2017）03-0001-08

丁文廣，耿怡穎，張慧琳，等.近40 a海西蒙古族藏族自治州沙漠化時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)力分析[J].沙漠與綠洲氣象，2017，11（3）：1-8.

10.12057/j.issn.1002-0799.2017.03.001

2017-04-01

國家科技支撐計(jì)劃課題（2012BAC19B09）資助。

丁文廣（1963-），男（回族），教授，主要從事氣候變化應(yīng)對(duì)方面的研究。E-mail：wgding@lzu.edu.cn