內(nèi)蒙古荒漠化驅(qū)動力及水土保持研究*

要永在

(內(nèi)蒙古機電職業(yè)技術(shù)學院,呼和浩特 010070)

0 引言

荒漠化作為全球面臨的嚴重環(huán)境問題之一，影響著全球70%的國家和地區(qū)?；哪饕侵冈跉夂蜃兓腿祟惢顒拥纫蛩氐淖饔孟拢珊?、半干旱和亞濕潤干旱區(qū)的土地退化。據(jù)2014年第五次荒漠化調(diào)查結(jié)果顯示，我國荒漠化面積達2.611 6萬hm2，占國土面積的27.2%，我國北方擁有我國著名的八大沙漠，且沙漠面積都很大，嚴重影響當?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)生活，其中內(nèi)蒙古地區(qū)涵蓋了四大沙漠，因此研究內(nèi)蒙古地區(qū)荒漠化土地顯得尤為重要。土地或草原發(fā)生荒漠化后破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤肥力，抑制土壤微生物活性，影響農(nóng)作物生長，降低農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，威脅城鎮(zhèn)安全，加劇干旱等自然災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展，導致群眾生活貧困，生產(chǎn)條件惡化，阻礙經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展[1-3]。水土保持是對自然因素和人為因素的相互作用造成土地荒漠化所采取的預防和治理措施之一，也是生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分，為此內(nèi)蒙古水利廳制定了《內(nèi)蒙古自治區(qū)水土保持條例》以及《內(nèi)蒙古自治區(qū)水土保持規(guī)劃(2016～2030年)》，在經(jīng)濟新常態(tài)下，深入挖掘水土保持在節(jié)約資源中的作用，高效利用、合理配置水土資源，維護水土保持的綜合效益，全面整理內(nèi)蒙古地區(qū)環(huán)境問題[4]。

土地荒漠化是制約區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的生態(tài)問題，備受內(nèi)蒙古政府關(guān)注，相關(guān)研究主要集中在治理方面，李可[5]通過分析內(nèi)蒙古地區(qū)荒漠化現(xiàn)狀、治理模式、體制機制，最終提出治理建議。紅梅等[6]采用轉(zhuǎn)移矩陣法和數(shù)學模型法，通過計算內(nèi)蒙古西遼河流域10年內(nèi)各沙質(zhì)類荒漠化土地之間的轉(zhuǎn)換面積，結(jié)果表明，風蝕荒漠化土地控制良好，水蝕荒漠化土地仍在增加，鹽漬化土地稍有減少。苗昇旺等[7]提出多元主體荒漠化共治方案在荒漠化治理中發(fā)揮著重要作用。張元[8]以內(nèi)蒙古達拉特旗黃土丘陵區(qū)為研究區(qū)域，采用GIS、GPS、RS技術(shù)和通用土壤流失方程對其土壤侵蝕強度空間分布特征進行分析，并針對林地、非林地不同的土壤分布強度提出具體的水土保持措施。姚炳全[9]指出加強內(nèi)蒙古地區(qū)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)可有效增加植被覆蓋度，減少土地荒漠化和水土流失面積。此外荒漠化的驅(qū)動力作為荒漠化發(fā)展的主要因素，分析其主要驅(qū)動力有利于抑制荒漠化的發(fā)生[10-11]。內(nèi)蒙古既是我國荒漠化土地最嚴重、最集中的省區(qū)，也是全國防治荒漠化任務(wù)最艱巨的省區(qū)，約占我國40%的荒漠化土地。基于此，文章以內(nèi)蒙古地區(qū)為例，通過分析內(nèi)蒙古荒漠化的驅(qū)動力，探討其主要驅(qū)動力，以便從根本上治理荒漠化，同時在此基礎(chǔ)上研究內(nèi)蒙古水土保持措施，以期為緩解內(nèi)蒙古地區(qū)荒漠化提供一定的指導建議。

1 研究區(qū)域概括

內(nèi)蒙古自治區(qū)位于我國北部邊疆，東西直線距離2 400km，南北距離1 700km，橫跨東北、華北、西北三大區(qū)，土地總面積118.3萬km2，占全國總面積的12.3%。內(nèi)蒙古地處北緯37°24′～53°23′，東經(jīng)97°12′～126°04′，經(jīng)度范圍跨度較大，緯度偏高，是氣候變化的敏感區(qū)，也是荒漠化易發(fā)生的典型區(qū)。且內(nèi)蒙古屬于溫帶大陸性氣候，光能、風能資源豐富，降水稀少，夏季短促，雨熱同期，冬春漫長，干寒多風沙。降雨量自東南向西北由年降雨量450mm減到100mm，年蒸發(fā)量1 400～3 500mm。目前內(nèi)蒙古荒漠化面積為6 177萬hm2，其中著名的沙漠包括烏蘭布和、庫布齊、巴丹吉林及騰格里四大沙漠。內(nèi)蒙古水土流失面積4 169萬hm2，主要為中輕度土壤侵蝕。截至目前，內(nèi)蒙古已累計完成水土流失綜合治理面積1 259萬hm2，其中建設(shè)基本農(nóng)田(梯田、壩地等)60.80萬 hm2、水土保持林690.79萬hm2、經(jīng)濟林13.76萬hm2、種草129.36萬hm2、封禁治理362.65 萬hm2、其他1.74 萬hm2，已建黃土高原淤地壩2 305座。

2 研究方法及數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

該文通過定量的方式選取可以進行量化的驅(qū)動力因素，氣溫、降雨量及蒸發(fā)量等自然因素和人口、GDP、牲畜數(shù)量及耕地面積等人為因素。此外根據(jù)內(nèi)蒙古荒漠化進程的不同階段，將1980年以來的時間序列下分成4個時間段(1)1980～1990年； (2)1991～2000年； (3)2001～2010年； (4)2011～2015年。為分析其不同驅(qū)動力因素的影響程度，針對不同時間段，通過皮爾森相關(guān)系數(shù)法分析內(nèi)蒙古地區(qū)自然因素和人為因素與荒漠化的密切程度及相關(guān)性方向。并通過t檢驗其顯著性。計算公式：

(1)

2.2 數(shù)據(jù)來源

該文選取1980～2015年內(nèi)蒙古地區(qū)的氣溫、降雨量及蒸發(fā)量等自然因素數(shù)據(jù)來源于中國氣象科學時候共享服務(wù)網(wǎng)和內(nèi)蒙古氣象局，人口、GDP、牲畜數(shù)量及耕地面積等人為因素數(shù)據(jù)主要來源于《內(nèi)蒙古統(tǒng)計年鑒》。

3 結(jié)果與分析

3.1 荒漠化驅(qū)動力分析

發(fā)生荒漠化的區(qū)域一般溫度變化較快，地表缺水，年降雨量與潛在蒸發(fā)量的比值介于0.05～0.65之間，且氣溫對蒸發(fā)量的影響也較大。該文通過對內(nèi)蒙古荒漠化的驅(qū)動力(自然因素和人為因素)進行相關(guān)性分析，進而分析其主要的驅(qū)動力。

3.1.1 自然因素

表1 自然因素與荒漠化的相關(guān)性分析

因素時間段1980～19901991～20002001～20102011～2015氣溫0 56780 58210 58720 5877降雨量-0 6198-0 6301-0 5697-0 5771蒸發(fā)量0 6804?0 6629?0 7123?0 7108? 注：?表示在0 05水平上顯著相關(guān)

從表1可以看出，氣溫、降雨量及蒸發(fā)量3個自然因素對內(nèi)蒙古地區(qū)的荒漠化影響很高，其中蒸發(fā)量在4個時間段內(nèi)達到顯著相關(guān)，是荒漠化的主要自然驅(qū)動力，可見減少蒸發(fā)量同時增加降雨量對治理荒漠化有著積極的意義。

(1)荒漠化受氣溫影響明顯，內(nèi)蒙古的平均氣溫在1980～2015年呈逐漸升高的趨勢[12]， 1980年進入高溫期，以每10年0.36℃的增長率上升。而后隨著全球氣候變暖內(nèi)蒙古的氣溫也隨之上升，以每10年0.60℃的增長率繼續(xù)上升[13]，加劇了內(nèi)蒙古地區(qū)的干旱程度，進而導致荒漠化的發(fā)生。

(2)1980～2015年內(nèi)蒙古地區(qū)降雨量與荒漠化負相關(guān)，但不顯著，可能是因為近年來內(nèi)蒙古地區(qū)降雨量波動不明顯。此外，內(nèi)蒙古每年6～9月為雨季，時常出現(xiàn)暴雨，具有的高強度積漸動能對土地表面的破壞能力較強，該時期徑流量是全年徑流量的75%～80%[14-15]。

(3)1980～2015年內(nèi)蒙古地區(qū)蒸發(fā)量與荒漠化均呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，如內(nèi)蒙古典型荒漠區(qū)蒸發(fā)量在3 500mm左右，是內(nèi)蒙古蒸發(fā)量最高的地區(qū)，而荒漠化草原區(qū)蒸發(fā)量在2 500mm左右，均大大高于降雨量[16]，且隨著氣溫升高，干旱危害必然加劇，進而導致沙漠化的加劇。

3.1.2 人為因素

表2 1980～2015年內(nèi)蒙古人口、GDP、牲畜數(shù)量及耕地面積變化

因素19801990200020102015人口(萬人次)—2162 62372 42472 22511 0GDP(億元)68 4319 31539 11165518032 8牲畜數(shù)量(萬頭)4656 85307 57300 510798 513585 7耕地面積(萬hm2)479 7472 2591 4700 3756 8 注：—表示數(shù)據(jù)缺失

(1)人口是衡量荒漠化發(fā)展的重要人為因素之一， 1980～2015年內(nèi)蒙古常住人口的數(shù)量不斷增加，與荒漠化呈正相關(guān)(表3)。2000年前人口增長速度較快，是內(nèi)蒙古荒漠化的主要驅(qū)動力，其中1990～2000年10年增長了223萬人，以每年20萬人次的速度增加，荒漠化與人口顯著正相關(guān)(P<0.05)。人口的大量增加，使得人均占有草原的面積大大減少，加劇了草原的荒漠化。2000年后人口增長速度減緩，其中2000～2010年10年間增長了100萬，以每年10萬人次的速度增加， 2010～2015年人口增加39萬，增加速度為每年8萬人次左右。

(2)內(nèi)蒙古的GDP從1980年的68.4億元增長到2015年的1.803 28萬億元，與荒漠化呈正相關(guān)。其中2001～2010年顯著正相關(guān)(P<0.01)，主要是這10年是內(nèi)蒙古GDP增長最快的時間，經(jīng)濟快速發(fā)展的同時也出現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境問題，其中荒漠化是最為嚴重的。而2011～2015年GDP的增長與荒漠化呈正相關(guān)，但不顯著，主要是隨著國家及內(nèi)蒙古政府對荒漠化的高度關(guān)注，以及GDP的持續(xù)增加為其治理荒漠化奠定了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時隨著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的升級和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，內(nèi)蒙古荒漠化得到了一定的治理，因此在1900～2010年，GDP是內(nèi)蒙古荒漠化的主要驅(qū)動力。

(3)牲畜數(shù)量的增減在一定程度上影響著內(nèi)蒙古草原的承載壓力，進而影響其荒漠化程度。適度放牧、割草可以促進草原的繁衍及再生能力，過度放牧以及干旱的氣候和較少的降雨量導致草量下降，草原喪失繁殖能力。內(nèi)蒙古的經(jīng)濟增長動力主要來源就是農(nóng)牧業(yè)，1980～2015年的內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)占GDP的比例由53.4%上升至76.7%，農(nóng)民的主要收入就是農(nóng)牧業(yè)。1990年前內(nèi)蒙古牲畜數(shù)量與荒漠化呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，而該階段內(nèi)蒙古為了提高經(jīng)濟，增加農(nóng)民收入，逐年加大放牧比例，牲畜主要以放養(yǎng)為主，牲畜數(shù)量遠遠超過草原的承受能力，導致草原的有效使用面積減少，對生態(tài)環(huán)境造成巨大壓力。1990年后，隨著牲畜存欄數(shù)量的增加，在一定程度上改善草原的放牧壓力，但由于牲畜數(shù)量的持續(xù)增加，對草量的需求仍有增無減，草原嚴重超載，草原植被嚴重退化，所以牲畜數(shù)量在1980～1990年是內(nèi)蒙古荒漠化的主要驅(qū)動力。

(4)2000年前內(nèi)蒙古耕地面積增加緩慢，但人口極速增加，劇烈的人類活動必然加劇荒漠化的程度，其中1990～2000年耕地面積與荒漠化顯著正相關(guān)(P<0.05)，因此認為該階段耕地面積是內(nèi)蒙古荒漠化的主要驅(qū)動力。2000年后耕地面積持續(xù)增加，但人口增長緩慢，人口耕地面積增加，耕地面積的變化主要是開墾荒地和咸灘地以及綠洲邊緣，但由于耕地面積的增加，導致生態(tài)用水的減少，同樣會造成荒漠化的發(fā)展。

表3 人為因素與荒漠化的相關(guān)性分析

因素時間段1980～19901991～20002001～20102011～2015人口0 7185?0 6671?0 65490 6304GDP0 61380 7619?0 8621??0 5597牲畜數(shù)量0 7342?0 54520 53380 5399耕地面積0 66710 6537?0 67100 6682 注：?表示在0 05水平上顯著相關(guān)，??表示在0 01水平上顯著相關(guān)

3.2 水土保持措施分析

植被修復是治理荒漠化的途徑之一，其不僅限于將已荒漠化的土地恢復，還包括對將荒漠化或未荒漠化但存在荒漠化風險的區(qū)域水土保持的作用。荒漠化的土地保水能力一般較差，通過表1可知，降雨量的增加會減少荒漠化的程度，緩解荒漠化的繼續(xù)發(fā)展。此外，荒漠化土地的生態(tài)系統(tǒng)極不穩(wěn)定，生產(chǎn)力較低，地表植被稀少，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。因此在分析內(nèi)蒙古荒漠化驅(qū)動力因素的基礎(chǔ)，提出適合的水土保持措施。

(1)選擇適宜的植被

在遵循因地制宜、種樹種草的原則下，根據(jù)內(nèi)蒙古荒漠化區(qū)域的氣候特點，選擇植被恢復快，水土保持效果好的植被，鑒于內(nèi)蒙古地區(qū)降雨量較少，蒸發(fā)量較高，植被起到水土保持功能主要體現(xiàn)在降水量相對較高的半干旱及半濕潤地區(qū)。如2001～2010年，內(nèi)蒙古人口極速增加，荒漠化也繼續(xù)發(fā)生，但是在鄂爾多斯高原的東部、大興安嶺及燕山北部等地區(qū)實施的近10年防護林、退耕還林還草生態(tài)保護工程發(fā)展著積極的作用，這些區(qū)域的植被以林地和草地為主，植被功能顯著增加，生態(tài)環(huán)境趨于好轉(zhuǎn)。因此，應(yīng)選擇在年降雨量較大的荒漠化區(qū)域種植植被，起到水土保持的作用，進而緩解荒漠化的進一步加劇。

(2)節(jié)水灌溉

針對典型的干旱半干旱荒漠化區(qū)域，由于降雨量極少且蒸發(fā)量高，水資源分布及其不均，同時近年來由于過度開采地下水，導致水資源逐漸衰減，且隨著牲畜的過度食用，導致草原逐漸消失而轉(zhuǎn)變?yōu)榛哪?，因此采用?jié)水灌溉技術(shù)提高水分利用效率，盡量避免荒漠化的繼續(xù)發(fā)展。如阿拉善盟西北部的降雨量低于40mm，而蒸發(fā)量高于4 200mm，該地區(qū)的荒漠化主要體現(xiàn)為綠洲的減少和沙化，而綠洲荒漠化主要發(fā)生在額濟納綠洲，主要是因為黑河上游水量的降低導致供水不足而發(fā)生荒漠化，因此在內(nèi)蒙古降雨量極少的區(qū)域盡量采用節(jié)水灌溉方式，如滴灌、膜下滴灌及噴灌等，保障一定的水源，起到減少發(fā)生荒漠化的作用。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

內(nèi)蒙古地區(qū)的蒸發(fā)量較高同時降雨量較低，隨著全球變暖導致區(qū)域干旱程度的增加，也加劇了內(nèi)蒙古荒漠化的發(fā)生，且蒸發(fā)量與荒漠化的相關(guān)性呈顯著正相關(guān)。人口的快速增加帶來的劇烈人類活動加劇了荒漠化的發(fā)生，GDP快速增加的同時工業(yè)生產(chǎn)及無限度的開發(fā)利用土地資源使得荒漠化成為最嚴重的生態(tài)環(huán)境問題之一，牲畜數(shù)量的持續(xù)增加超過草原的承載力，以及人均耕地面積的減少都直接或間接的影響著荒漠化的發(fā)生。針對內(nèi)蒙古自身的特點，應(yīng)該將植物綜合治理作為荒漠化治理的中心，在降雨量較高的區(qū)域開展水土保持治理，在水源較少的區(qū)域開展節(jié)水灌溉，以避免綠洲荒漠化的繼續(xù)發(fā)生。內(nèi)蒙古荒漠化的發(fā)生是自然因素和人為因素共同作用的結(jié)果，而自然因素和人為因素除了該文中提到的因素外，還有很多尚未分析的因素，因此今后的研究有必要將驅(qū)動力的研究范圍放大，且內(nèi)蒙古區(qū)域較大，應(yīng)針對具體的區(qū)域深入探討其荒漠化驅(qū)動力，進而有針對性地提出具體治理建議。

4.2 討論

綜上所述，人口因素在1980～2000年是內(nèi)蒙古荒漠化的主要驅(qū)動力，主要表現(xiàn)在隨著人口的大量增加，對糧食的需求也在增加，而在20世紀80年代生產(chǎn)水平是較低的，所以必須加大開荒力度，避免不了風險性旱作農(nóng)業(yè)，造成土地荒漠化，這與慈龍駿等[17]研究的人口密度越大，荒漠化程度越高的結(jié)果一致。快速增加的人口造成巨大的人口壓力，從而引起不合理或者劇烈的人類活性(過度放牧、濫砍濫伐等)導致地表植被裸露，水土流失，造成荒漠化的發(fā)生[18]。因此控制人口增加可有效地緩解荒漠化的發(fā)生。

改革開放以來，隨著第二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，內(nèi)蒙古地區(qū)的經(jīng)濟得到了快速提高，內(nèi)蒙古的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)為畜牧業(yè)，草原旅游業(yè)的開發(fā)發(fā)展，增加了第三產(chǎn)業(yè)的收入，但大量車輛和游客的任意踐踏，造成草原破壞，加重風蝕荒漠化的發(fā)生。因此非常有必要實施生態(tài)工程，在保障GDP增長的同時保護內(nèi)蒙古的生態(tài)效益。而生態(tài)工程需要較大的投入，因此較高的GDP為其順利實施奠定了一定的基礎(chǔ)。但內(nèi)蒙古荒漠化的發(fā)生不是單因素作用的結(jié)果，何鵬杰等[19]指出不合理的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在加劇荒漠化的擴展，且人口壓力、人類破壞活動和水資源不合理利用是導致荒漠化的主要因子。

牲畜數(shù)量的持續(xù)增加以及長期的超載放牧導致草原退化，草畜矛盾加劇，畜牧業(yè)下滑，草原荒漠化，因此在荒漠化草原惡劣的生產(chǎn)條件下，提高畜牧業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率，發(fā)展規(guī)模化牲畜養(yǎng)殖，能有效促進荒漠化的治理[20]。此外，人工草地的物質(zhì)轉(zhuǎn)化效益高于天然草地，通過增加人工草地的種植面積有效降低天然草地的放牧強度，既能保障內(nèi)蒙古畜牧業(yè)的發(fā)展又能降低草原的承載力，進而降低牲畜增加對內(nèi)蒙古發(fā)生荒漠化的貢獻率。

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