基于規(guī)劃目標(biāo)的京津風(fēng)沙源治理區(qū)生態(tài)保護(hù)與修復(fù)效應(yīng)

黃 麟,吳 丹,孫朝陽(yáng)

1 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所中國(guó)科學(xué)院陸地表層格局與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100101 2 生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所, 南京 210042 3 國(guó)家氣候中心, 北京 100081

21世紀(jì)初,連續(xù)多次揚(yáng)沙和沙塵暴天氣橫掃我國(guó)華北和部分華東地區(qū)[1-3]。沙塵策源地位于蒙古共和國(guó)中南部、內(nèi)蒙古中東部和河北北部[4-6],這些區(qū)域廣布草地、沙地和旱作耕地,氣候變化與人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致植被退化、沙丘活化,為沙塵暴大面積發(fā)生提供了豐富的沙塵來(lái)源[7]。春季地面回暖解凍、地表裸露,多細(xì)沙塵土,大風(fēng)時(shí)在本地及風(fēng)過(guò)境地帶形成沙塵天氣[8]。風(fēng)速變化直接影響沙塵暴,冬季地面風(fēng)速越大,來(lái)年春季沙塵暴就越多,反之沙塵暴就越少[9]。此外,沙塵天氣的發(fā)生很大程度上受大風(fēng)和降水的時(shí)空配合[10]。近十幾年,全球變暖導(dǎo)致亞洲大陸中緯度地區(qū)冬季風(fēng)明顯減弱[11-13],加之各類(lèi)生態(tài)工程,植被有所恢復(fù),風(fēng)沙天氣和沙塵暴天氣減少,沙塵天氣的強(qiáng)度和頻度顯著下降[14-17]。

為減輕京津地區(qū)風(fēng)沙危害,2003年啟動(dòng)了京津風(fēng)沙源治理一期工程,投入資金412億元[1]。針對(duì)京津風(fēng)沙源治理區(qū)生態(tài)環(huán)境變化開(kāi)展了大量研究,分析了區(qū)域植被覆蓋變化[18-21]、沙化土地動(dòng)態(tài)[22-23]、沙塵天氣變化[13]、植被覆蓋變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙服務(wù)[24]以及沙塵天氣的影響[16]等。聚焦京津風(fēng)沙源治理工程,分析了工程對(duì)于土壤風(fēng)蝕控制[25]、土壤有機(jī)碳[26]的影響,評(píng)價(jià)京津風(fēng)沙源治理工程的生態(tài)成效[27-29]或綜合效益[30-33]。研究表明,工程區(qū)沙化土地得到一定程度的治理與修復(fù)[34-36],流動(dòng)沙丘得到初步治理[37],生態(tài)環(huán)境總體有所好轉(zhuǎn)[38]。人工植被恢復(fù)速度快、短期成效顯現(xiàn),然而,構(gòu)建的人工植物群落結(jié)構(gòu)較為單一、穩(wěn)定性較差,生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和維持不具可持續(xù)性[36,39],人工固沙植被大面積退化,局部地區(qū)生態(tài)惡化趨勢(shì)沒(méi)有從根本上扭轉(zhuǎn),造林作為半干旱區(qū)草地退化和沙化治理的恢復(fù)手段具有局限性[40-41]。

京津風(fēng)沙源治理區(qū)作為我國(guó)北方地區(qū)重要的生態(tài)屏障、國(guó)家生態(tài)修復(fù)環(huán)境改善示范區(qū)[42]和京津冀協(xié)同生態(tài)環(huán)境治理關(guān)鍵地帶,凸顯了京津風(fēng)沙源治理工程的重要性[34,39]。為了鞏固一期工程成效,進(jìn)一步改善京津地區(qū)生態(tài)環(huán)境,解決沙塵策源區(qū)風(fēng)沙危害嚴(yán)重、人工固沙植被退化等問(wèn)題,2013年啟動(dòng)了京津風(fēng)沙源治理二期工程,規(guī)劃投入878億元。近十幾年來(lái),京津風(fēng)沙源治理工程是否取得了預(yù)期的生態(tài)效果？京津風(fēng)沙源治理區(qū)生態(tài)狀況如何變化？哪些措施產(chǎn)生了正面作用,哪些不利于工程規(guī)劃目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)？本研究結(jié)合站點(diǎn)觀測(cè)、遙感監(jiān)測(cè)、模型模擬等方法,分析京津風(fēng)沙源治理區(qū)宏觀生態(tài)狀況變化,揭示氣候變化、植被覆蓋、土壤風(fēng)蝕、沙塵天氣等相互作用關(guān)系,進(jìn)一步基于工程規(guī)劃目標(biāo)評(píng)估京津風(fēng)沙源治理工程的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)效應(yīng)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

京津風(fēng)沙源治理一期工程(2003—2012年)涉及北京、天津、河北、山西及內(nèi)蒙古等5個(gè)省域的75個(gè)縣域[1],工程區(qū)總?cè)丝?958萬(wàn)人,總面積45.8萬(wàn)km2,沙化土地面積10.1萬(wàn)km2。一期工程分為4個(gè)治理區(qū),即北部草原沙化治理區(qū)、渾善達(dá)克沙地治理區(qū)、農(nóng)牧交錯(cuò)地帶沙化土地治理區(qū)和燕山丘陵山地水源保護(hù)區(qū)。二期工程(2013—2022年)包括一期工程范圍,并增加陜西省部分縣域,共涉及6個(gè)省域的138個(gè)縣域[38](圖1)。

圖1 京津風(fēng)沙源治理一期與二期縣域分布范圍Fig.1 The project regions of the first-stage and second-stage of the Beijing-Tianjin San Sources Control Project (BTSSCP)

1.2 數(shù)據(jù)收集與處理

風(fēng)速與沙塵天氣數(shù)據(jù)：從國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)(http://data.cma.cn/)收集并整理了2003—2017年京津風(fēng)沙源治理區(qū)范圍內(nèi)143個(gè)氣象臺(tái)站的風(fēng)速與沙塵、揚(yáng)塵、浮塵天氣日數(shù)。分析每個(gè)站點(diǎn)的春季起沙風(fēng)速(>5.0 m/s)[43]、年沙塵日數(shù)、年揚(yáng)塵日數(shù)、年浮塵日數(shù)的變化趨勢(shì),劃分為極明顯減少、明顯減少、輕微減少、無(wú)明顯變化、輕微增加、明顯增加、極明顯增加等7種變化程度。

土地利用與土地覆蓋變化數(shù)據(jù)：基于劉紀(jì)遠(yuǎn)等[44]土地利用與土地覆被變化解譯方法,以陸地衛(wèi)星TM/ETM+遙感圖像為信息源,結(jié)合中巴資源衛(wèi)星、環(huán)境小衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù),經(jīng)圖像精校正和拉伸處理后,通過(guò)人工解譯獲得治理區(qū)2003年、2012年和2017年土地利用類(lèi)型及2003—2012年、2012—2017年土地利用變化數(shù)據(jù),土地利用類(lèi)型分為林地、草地、耕地、沙地和其他。利用野外調(diào)查資料和高分GF—1、GF—2號(hào)圖像進(jìn)行統(tǒng)一質(zhì)量檢查和精度驗(yàn)證,類(lèi)型綜合評(píng)價(jià)精度達(dá)到90%以上。

植被覆蓋度數(shù)據(jù)：收集2003—2017年治理區(qū)1 km空間分辨率、16天時(shí)間分辨率的MODIS歸一化植被指數(shù)(NDVI)數(shù)據(jù),通過(guò)格式轉(zhuǎn)換、重投影、拼接、重采樣和S—G濾波處理,采用最大合成法(MVC)得到連續(xù)時(shí)間序列的半月NDVI數(shù)據(jù)。根據(jù)像元二分模型理論,認(rèn)為一個(gè)像元的NDVI值是由綠色植被部分貢獻(xiàn)的信息與無(wú)植被覆蓋部分貢獻(xiàn)的信息組合而成,利用NDVI計(jì)算半月尺度的植被覆蓋度,根據(jù)如下公式估算得到：

(1)

式中,FC為植被覆蓋度,NDVIveg是純植被像元的NDVI值,NDVIsoil是完全無(wú)植被覆蓋像元的NDVI值,依據(jù)1 km柵格百分比土地利用類(lèi)型數(shù)據(jù)確定純植被和完全無(wú)植被覆蓋的像元。

采用最小二乘法分析植被覆蓋度的年際變化趨勢(shì),計(jì)算公式為：

(2)

式中,i為2003年到2017年的年序號(hào),某柵格像元的趨勢(shì)線(xiàn)是這個(gè)像點(diǎn)的FC值用一元線(xiàn)性回歸模擬出來(lái)的一個(gè)總的變化趨勢(shì),slo即這條趨勢(shì)線(xiàn)的斜率,斜率為正,說(shuō)明此像元植被覆蓋度在該時(shí)間段的變化趨勢(shì)是增加,反之則是減少。

1.3 土壤風(fēng)蝕模數(shù)估算方法

土壤風(fēng)蝕模型是開(kāi)展大時(shí)空尺度土壤風(fēng)蝕研究的必要手段,如WEQ、RWEQ、WEPS、TEAM、風(fēng)蝕預(yù)報(bào)與風(fēng)蝕量統(tǒng)計(jì)模型等。在充分考慮氣候條件、植被狀況、地表土壤的粗糙度、土壤可蝕性、土壤結(jié)皮的情況下,本文利用修正的土壤風(fēng)蝕方程(RWEQ)估算區(qū)域尺度土壤風(fēng)蝕模數(shù)[45-46]。

(3)

Qmax=109.8(WF·EF·SCF·K′·COG)

(4)

式中,Mw表示土壤風(fēng)蝕模數(shù),x表示地塊長(zhǎng)度,Qx表示x處的沙通量(kg/m),Qmax表示風(fēng)力的最大輸沙能力(kg/m),s表示關(guān)鍵地塊長(zhǎng)度(m)。WF表示氣象因子,EF表示土壤可蝕性成分因子,SCF表示土壤結(jié)皮因子,K′表示土壤糙度因子,COG表示植被因子。K′反映地表對(duì)風(fēng)速減弱作用及對(duì)風(fēng)沙活動(dòng)的影響,即粗糙度反映了地表抗風(fēng)蝕的能力,其大小取決于地表粗糙元的性質(zhì),通過(guò)文獻(xiàn)參數(shù)整理得到草地、沙地、農(nóng)田等類(lèi)型的土壤糙度因子值。COG為枯萎植被、直立殘茬和生長(zhǎng)植被覆蓋的土壤流失比率的乘積。

(5)

式中,WS2為2 m處風(fēng)速(m/s),WSt為2 m處臨界風(fēng)速,風(fēng)速數(shù)據(jù)源自中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://cdc.cma.gov.cn),采用克里金插值為空間分布數(shù)據(jù)；N為風(fēng)速觀測(cè)次數(shù)(一般500次),由于日均風(fēng)速數(shù)據(jù)達(dá)不到500次,且濾掉了瞬間高風(fēng)速,使得估算結(jié)果偏小,為此采用郭中領(lǐng)等[47]的降尺度方法提高風(fēng)速數(shù)據(jù)時(shí)間分辨率；Nd為試驗(yàn)天數(shù)；ρ為空氣密度(kg/m3),g為重力加速度(m/s2)；SW為無(wú)量綱的土壤濕度因子；SD為雪覆蓋因子,即計(jì)算時(shí)段內(nèi)積雪覆蓋深度大于25.4 mm的概率,利用中國(guó)西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://westdc.westgis.ac.cn)的雪深長(zhǎng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)集來(lái)計(jì)算。

(6)

(7)

式中,Sa為土壤砂粒含量,Si為土壤粉砂含量,Cl為土壤粘土含量,OM為有機(jī)質(zhì)含量,CaCO3為碳酸鈣含量。土壤顆粒含量和有機(jī)質(zhì)含量數(shù)據(jù)源于中國(guó)西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://westdc.westgis.ac.cn)的中國(guó)土壤特征數(shù)據(jù)集,土壤碳酸鈣含量源于地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://www.geodata.cn)的全國(guó)1∶400萬(wàn)土壤碳酸鈣含量分布。估算結(jié)果利用已發(fā)表基于地面測(cè)定的京津風(fēng)沙源治理區(qū)范圍內(nèi)風(fēng)蝕模數(shù)[48-50]進(jìn)行驗(yàn)證。

利用生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙服務(wù)量(Sw)衡量生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙能力,即極度退化狀態(tài)與實(shí)際地表覆蓋條件土壤風(fēng)蝕量的差值[51]。

Sw=SS-ST

(8)

式中,ST表示極度退化狀態(tài)下的潛在土壤風(fēng)蝕量,SS表示實(shí)際地表覆蓋條件下的現(xiàn)實(shí)土壤風(fēng)蝕量。

1.4 基于工程規(guī)劃目標(biāo)的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)效應(yīng)評(píng)估

京津風(fēng)沙源治理一期工程主要目標(biāo)[1]：通過(guò)保護(hù)現(xiàn)有植被、封沙育林,飛播造林、人工造林、退耕還林、草地治理等生物措施和小流域綜合治理等工程措施,使工程區(qū)可治理的沙化土地得到基本治理,生態(tài)環(huán)境明顯好轉(zhuǎn),風(fēng)沙天氣和沙塵暴天氣明顯減少,從總體上遏制沙化土地的擴(kuò)展趨勢(shì),使京津周?chē)鷳B(tài)環(huán)境得到明顯改善。

二期工程第一階段目標(biāo)[39]：到2017年,工程區(qū)林草植被總量進(jìn)一步增加,沙化土地治理取得明顯成效,有效控制沙化土地?cái)U(kuò)展趨勢(shì),生態(tài)環(huán)境有所改善,京津地區(qū)沙塵天氣進(jìn)一步減少；基本實(shí)現(xiàn)草畜平衡；工程區(qū)農(nóng)牧民收入穩(wěn)步增加、生產(chǎn)生活條件明顯改善。

針對(duì)京津風(fēng)沙源治理工程的規(guī)劃目標(biāo),本文將通過(guò)回答如下幾個(gè)問(wèn)題,從土地利用類(lèi)型、植被覆蓋度、防風(fēng)固沙量、風(fēng)沙和沙塵天氣、氣候與人類(lèi)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)因素等方面,分別評(píng)估過(guò)去10年(2003—2012年)一期工程和近5年(2013—2017年)二期工程第一階段的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)效應(yīng)：(1)京津及華北北部地區(qū)的綠色生態(tài)屏障是否初步構(gòu)成？(2)京津風(fēng)沙源治理工程是否有效地遏制了沙化土地的擴(kuò)展趨勢(shì)？(3)綠色生態(tài)屏障是否發(fā)揮防風(fēng)固沙效應(yīng)？(4)風(fēng)沙天氣和沙塵天氣是否明顯減少？

2 結(jié)果與分析

2.1 京津風(fēng)沙源治理區(qū)綠色生態(tài)屏障建設(shè)效果

京津風(fēng)沙源治理區(qū)綠色生態(tài)屏障主要由草地和林地構(gòu)成,其中典型草原與荒漠草原是該區(qū)的主體生態(tài)系統(tǒng)。2017年,草地面積占治理區(qū)各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)總面積的57.3%,林地占9.7%。近15年間,京津風(fēng)沙源治理一期工程區(qū)范圍內(nèi),由于工程造林措施的實(shí)施,草地面積減少1305.4 km2,而林地面積增加275.3 km2。京津風(fēng)沙源治理二期工程新增區(qū)域內(nèi),草地減少1488.7 km2,而林地增加1246.1 km2(表1)。由耕地轉(zhuǎn)為林地主要發(fā)生在京津風(fēng)沙源治理區(qū)東部和南部,特別是山西、河北的北部及其與內(nèi)蒙古交界的農(nóng)牧交錯(cuò)帶；由草地轉(zhuǎn)林地多發(fā)生在京津風(fēng)沙源治理區(qū)東南部,特別是山西、山西與內(nèi)蒙古交界區(qū)域(圖2)。

表1 2003—2017年京津風(fēng)沙源治理區(qū)土地利用類(lèi)型面積統(tǒng)計(jì)/km2

BTSSCP: 京津風(fēng)沙源治理項(xiàng)目

圖2 2003—2017年京津風(fēng)沙源治理區(qū)土地利用類(lèi)型變化與植被覆蓋度變化時(shí)空分布Fig.2 The variations of land use change and vegetation coverage from 2003 to 2017 in the region of BTSSCP

2003—2017年,京津風(fēng)沙源治理區(qū)植被覆蓋度平均提高了2.3%。林地平均植被覆蓋度由84.2%提高到88.5%,其中,原有林地的植被覆蓋度由85.3%提高到89.6%,新增林地的植被覆蓋度由70.3%提高到74.1%,分別比工程實(shí)施前提高了4.3%和3.8%。草地平均植被覆蓋度由44.7%提高到46.1%。林地和草地植被覆蓋度分別比工程實(shí)施前提高了4.3%和1.4%。就治理區(qū)而言,全區(qū)植被狀況趨好(圖2b),約占總面積63%的植被覆蓋度提高。近15年,從植被覆蓋度年際變化趨勢(shì)來(lái)看(表2),大部分區(qū)域有所上升,特別是轉(zhuǎn)草地和轉(zhuǎn)林地區(qū)域。近5年,農(nóng)牧交錯(cuò)地帶沙化土地治理區(qū)、轉(zhuǎn)草地區(qū)域、耕地的植被覆蓋度則相對(duì)地有所下降。

表2 2003—2017年京津風(fēng)沙源治理區(qū)植被覆蓋度變化/(%/a)

2.2 京津風(fēng)沙源治理區(qū)沙化土地治理效果

京津風(fēng)沙源治理區(qū)沙化土地面積4.5萬(wàn)km2,占治理區(qū)各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)總面積的6.4%,其中一期工程區(qū)沙地面積1.5萬(wàn)km2,占比3.2%,二期工程新增區(qū)域的沙地面積3.1萬(wàn)km2,占比12.5%。沙化土地主要分布在科爾沁沙地、渾善達(dá)克沙地、毛烏素沙地、烏蘭布和沙漠、庫(kù)布齊沙漠等(圖3)。2003—2012年,京津風(fēng)沙源治理一期工程區(qū)范圍內(nèi),沙地面積減少了42.03 km2。2012—2017年,京津風(fēng)沙源治理一期工程區(qū)范圍內(nèi)沙地面積減少了205.9 km2,二期工程新增區(qū)域內(nèi)沙地面積減少1217.8 km2(表1),說(shuō)明治理區(qū)沙化土地面積的擴(kuò)展趨勢(shì)有所遏制。沙地轉(zhuǎn)草地主要發(fā)生在內(nèi)蒙古陰山山麓、烏蘭布和沙漠、渾善達(dá)克沙地(圖3)。

圖3 京津風(fēng)沙源治理區(qū)2017年沙化土地與2003—2017年沙化土地變化時(shí)空分布Fig.3 The distributions of sandy land in 2017 and it′s variations from 2003 to 2017 in the region of BTSSCP

2.3 京津風(fēng)沙源治理區(qū)綠色生態(tài)屏障的防風(fēng)固沙效應(yīng)

2003—2017年,在沙塵天氣發(fā)生的春季,京津風(fēng)沙源治理區(qū)的土壤風(fēng)蝕量由5.21億t減少至2.56億t,減少幅度為54%。近十幾年,京津風(fēng)沙源治理一期工程區(qū)的土壤風(fēng)蝕模數(shù)在大部分區(qū)域皆有所減少(表3),綠色生態(tài)屏障發(fā)揮了防風(fēng)固沙作用,特別是北部草原沙化治理區(qū)和渾善達(dá)克沙地治理區(qū)；二期工程區(qū)的土壤風(fēng)蝕模數(shù)以減少為主,特別是陰山山麓與烏蘭布和沙漠(圖4)。在防風(fēng)固沙服務(wù)總量的貢獻(xiàn)中,草地、沙地和轉(zhuǎn)草地的土壤風(fēng)蝕模數(shù)減少速率最大(表3),由草地和沙地生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)71%,耕地貢獻(xiàn)8.8%,林地6.6%,其他生態(tài)系統(tǒng)0.8%。就各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙服務(wù)而言,占主體地位的草地和沙地生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù),對(duì)京津風(fēng)沙源治理區(qū)生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙服務(wù)的提高發(fā)揮了最為重要的作用。綜上所述,觀測(cè)分析數(shù)據(jù)說(shuō)明京津風(fēng)沙源治理一期工程初步遏制了風(fēng)沙危害加劇的趨勢(shì)。除治理區(qū)植被有所恢復(fù)外,由于氣候變暖,一期工程10年間,京津風(fēng)沙源治理區(qū)的風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)度有所減弱。其中,沙塵天氣易發(fā)生的春季,風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)度減弱近45%(圖4),也是影響京津風(fēng)沙源區(qū)風(fēng)蝕量下降的一個(gè)重要原因。

表3 2003—2017年京津風(fēng)沙源治理區(qū)土壤風(fēng)蝕模數(shù)變化統(tǒng)計(jì)/(t hm-2 a-1)

2.4 京津風(fēng)沙源治理區(qū)風(fēng)沙天氣和沙塵天氣變化

2003—2017年,京津風(fēng)沙源治理區(qū)約33%站點(diǎn)的風(fēng)速減小,60%站點(diǎn)的風(fēng)速明顯增大,其余無(wú)明顯變化(圖4)。近15年,沙塵天氣日數(shù)呈現(xiàn)自西向東、自北向南逐漸遞減的規(guī)律,其中,內(nèi)蒙古部分地區(qū)為沙塵天氣發(fā)生頻率最高區(qū)域,而京津地區(qū)則表現(xiàn)為極明顯或明顯減少(圖5)。揚(yáng)塵天氣日數(shù)呈現(xiàn)出極明顯或明顯減少趨勢(shì),特別是內(nèi)蒙古部分地區(qū),京津地區(qū)則表現(xiàn)為無(wú)明顯變化(圖5)。浮塵天氣日數(shù)亦呈現(xiàn)自西向東、自北向南逐漸遞減的規(guī)律,其中,內(nèi)蒙古部分地區(qū)和北京表現(xiàn)為明顯增加或極明顯增加,而河北大部分地區(qū)則表現(xiàn)為極明顯或明顯減少(圖5)。

圖5 2003—2017年京津風(fēng)沙源治理區(qū)沙塵、揚(yáng)塵、浮塵天氣日數(shù)變化Fig.5 The variation trends of dust, raise dust, floating dust weather frequencies from 2003 to 2017 in the project region of BTSSCP

3 討論與結(jié)論

3.1 結(jié)論

本文對(duì)京津風(fēng)沙源治理區(qū)生態(tài)系統(tǒng)變化的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：

(1)過(guò)去15年,京津風(fēng)沙源治理一期工程區(qū)和二期新增工程區(qū)的草地、耕地、沙地面積減少,而林地和其他類(lèi)型面積增加。治理區(qū)植被覆蓋度平均提高了2.3%,其中,林地植被覆蓋度比工程實(shí)施前提高了4.3%,草地植被覆蓋度提高了2.4%。沙塵天氣發(fā)生的春季,京津風(fēng)沙源治理區(qū)的土壤風(fēng)蝕量減少了54%。上述結(jié)果說(shuō)明,京津風(fēng)沙源治理一期工程初步遏制了風(fēng)沙危害加劇的趨勢(shì)。

(2)在防風(fēng)固沙服務(wù)總量的貢獻(xiàn)中,草地、沙地和轉(zhuǎn)草地的土壤風(fēng)蝕模數(shù)減少速率最大,其中草地和沙地貢獻(xiàn)了71%。因此,占主體地位的草地生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù),對(duì)京津風(fēng)沙源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙服務(wù)的提高發(fā)揮了最為重要的作用。

(3)除治理區(qū)植被有所恢復(fù)外,由于氣候整體變暖,近15年京津風(fēng)沙源治理區(qū)的風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)度有所減弱。其中,沙塵天氣易發(fā)生的春季,風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)度減弱近45%,也是影響京津風(fēng)沙源治理區(qū)風(fēng)蝕量下降的一個(gè)重要原因。

3.2 討論

京津風(fēng)沙源治理一期工程采取了行之有效的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施,加之區(qū)域氣候變化的影響,風(fēng)沙危害加劇的趨勢(shì)得到了初步遏制。但是,該區(qū)域仍有大面積退化和沙化草地有待持續(xù)治理,渾善達(dá)克等沙地生態(tài)系統(tǒng)仍十分脆弱,初步形成的有效治理模式有待堅(jiān)持和推廣,治理區(qū)生態(tài)保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾較為突出。因此,二期工程滾動(dòng)實(shí)施過(guò)程中需要注意,對(duì)京津冀地區(qū)構(gòu)成重大威脅的沙塵災(zāi)害源于可以治理的退化草地和耕地,以?xún)?nèi)蒙古中部和河北省北部的退化草地、撂荒耕地及旱作耕地為主,而不是難以治理的天然沙漠和戈壁。因此,退化草原和沙地是京津風(fēng)沙源治理工程的主體,工程經(jīng)費(fèi)投入的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)該轉(zhuǎn)移到現(xiàn)有草地和沙地的保護(hù)與恢復(fù)上來(lái),堅(jiān)持“保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)為主”的原則,有效地抑制影響京津地區(qū)的主要沙塵來(lái)源,形成京津冀地區(qū)的綠色生態(tài)屏障。