2000-2015年內(nèi)蒙古地區(qū)土地沙漠化脆弱性評估

趙志榮, 許端陽, 張緒教, 盧周揚(yáng)帆, 張曉宇

(1.中國地質(zhì)大學(xué), 北京 100083; 2.中國科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所, 北京 100101)

沙漠化是干旱、半干旱及部分半濕潤地區(qū)由于人地關(guān)系不相協(xié)調(diào)所造成的以風(fēng)沙活動為主要標(biāo)志的土地退化[1]，是區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境脆弱的重要特征之一[2]；具體表現(xiàn)為可供農(nóng)牧的土地面積減少、植被覆蓋度及生物量減少、土地生產(chǎn)能力退化、作物單位面積產(chǎn)量降低及引發(fā)的貧困、社會動蕩等問題，嚴(yán)重限制了人類福祉的提升[3]。自然條件(干旱、土壤類型、植被等)和社會經(jīng)濟(jì)條件(人口、放牧、人均收入等)共同影響土地沙漠化的演化過程，導(dǎo)致區(qū)域沙漠化—社會—經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)十分脆弱，并在空間上呈現(xiàn)典型的區(qū)域差異[4]；開展區(qū)域沙漠化脆弱性評估，識別其動態(tài)演化特征及關(guān)鍵影響因素，對于沙漠化防治及區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

脆弱性是一個相對的、負(fù)面的、針對結(jié)果的描述詞語[5]，作為一項(xiàng)有效描述一個系統(tǒng)受外界變化破壞難易程度的指標(biāo)，在可持續(xù)發(fā)展中是不可或缺的[6]。不同的研究領(lǐng)域?qū)Υ嗳跣缘亩x有所差異，自然災(zāi)害、氣候變化等自然科學(xué)領(lǐng)域認(rèn)為脆弱性是系統(tǒng)由于災(zāi)害、氣候變化等不利影響而遭受損害的程度或可能性，側(cè)重研究單一擾動所產(chǎn)生的多重影響，是氣候的變率特征、幅度和變化速率及其暴露度、敏感性和適應(yīng)性的函數(shù)[7]。社會生態(tài)系統(tǒng)研究領(lǐng)域認(rèn)為脆弱性是在自然或人文因素的不利擾動下，社會—生態(tài)系統(tǒng)的敏感程度和應(yīng)對能力，是系統(tǒng)所受壓力和自身敏感性相互作用的結(jié)果[8]。近年來，隨著人們對自然—社會—經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)認(rèn)識的不斷拓展，脆弱性從單純針對自然系統(tǒng)的固有脆弱性逐漸演化為針對自然和社會系統(tǒng)的意義更為廣泛的綜合概念，其研究應(yīng)用逐漸變廣，可見到社會—生態(tài)系統(tǒng)綜合性脆弱性評價[9-10]、基于氣候變化的生態(tài)系統(tǒng)脆弱性和植被NPP脆弱性研究[11]和針對土地退化及干旱條件的脆弱性研究[12-13]等。脆弱性評估方法多樣，不同的理論模型側(cè)重點(diǎn)不同，如在全球氣候變化背景下以可持續(xù)發(fā)展為角度的AHV(airlie house vulnerability)理論模型，針對災(zāi)害的R-H(risk-hazards)模型，HOP(hazards of place)模型[14]和VSD評價整合模型[15]等。其中VSD評價整合模型基于“暴露—敏感—適應(yīng)”的3個維度，用“方面層—指標(biāo)層—參數(shù)層”逐級遞進(jìn)的方式組織、評價數(shù)據(jù)，結(jié)合暴露度、敏感性和適應(yīng)能力的數(shù)學(xué)關(guān)系揭示自然與人文要素的雙重影響，得到廣泛應(yīng)用。

土地沙漠化脆弱性是沙漠或沙地生態(tài)系統(tǒng)在特定時空尺度暴露在外界干擾時具有的反應(yīng)程度和自我恢復(fù)能力[16]。已有學(xué)者在土地沙漠化脆弱性方面進(jìn)行了大量研究，例如，周利光等[17]利用脆弱性評估模型計算了內(nèi)蒙古錫林郭勒草原畜牧業(yè)對干旱的脆弱性指數(shù)；魯大銘等[18]研究表明西北干旱地區(qū)脆弱性指數(shù)時空格局整體呈現(xiàn)北低南高、東低西高的格局，且經(jīng)濟(jì)脆弱性持續(xù)下降。在沙漠化脆弱性影響因素方面，Salvati等[19]研究認(rèn)為人均收入、作物密度、灌溉和海拔高度是意大利土地沙漠化的關(guān)鍵指標(biāo)；Ren[20]對長江黃河源頭流域沙漠化脆弱性研究表明，氣溫升高是該研究區(qū)脆弱性演變的主要自然因素，過度放牧和使用沼澤水是該研究區(qū)脆弱性演變的主要人為因素；郭兵等[21]研究表明，2000—2013年我國北方半干旱荒漠草原生態(tài)區(qū)生態(tài)脆弱性呈減小趨勢，受GDP密度、氣溫、降水等因子影響顯著?？傮w來看，目前我國沙漠化脆弱性評估尚處起步階段，不同研究對沙漠化土地內(nèi)涵的認(rèn)識及指標(biāo)體系設(shè)計差異較大，一方面現(xiàn)有指標(biāo)體系對區(qū)域沙漠化土地特征及社會經(jīng)濟(jì)因素考慮不充分，另一方面是對區(qū)域土地沙漠化脆弱性時空演變關(guān)鍵影響因素缺乏識別，且缺乏大尺度的土地沙漠化脆弱性評估實(shí)踐，對區(qū)域沙漠化防治的支撐能力不強(qiáng)。

內(nèi)蒙古自治區(qū)(以下簡稱“內(nèi)蒙古”)地處我國北部邊疆，沙漠及沙漠化土地廣泛分布，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及生態(tài)環(huán)境極其脆弱。據(jù)國家林業(yè)局第五次中國荒漠化和沙化狀況公報[22]，內(nèi)蒙古沙化土地面積達(dá)40.79萬km2，在我國的省份中位列第二，沙漠化防治形勢依然十分嚴(yán)峻。本文以內(nèi)蒙古為典型研究區(qū)，參考VSD脆弱性評估框架，構(gòu)建土地沙漠化脆弱性評估指標(biāo)體系，根據(jù)沙漠化脆弱性與暴露度、敏感性和適應(yīng)能力之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，對2000—2015年內(nèi)蒙古土地沙漠化脆弱性進(jìn)行評估，識別關(guān)鍵影響因素，以期為內(nèi)蒙古沙漠化防治以及經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

內(nèi)蒙古位于37°24′ —53°23′N，97°12′—126°04′E(圖1)，跨中國東北、華北、西北三大地區(qū)，由東北向西南斜伸，呈狹長形，轄12盟市，102旗縣區(qū)，總面積118.3萬km2。氣候以溫帶大陸性季風(fēng)氣候?yàn)橹?，年平均氣?3～9℃，年總降水量50～450 mm，年日照時數(shù)大于2 700 h，蒸發(fā)量很大，干旱問題異常突出，全區(qū)干旱、半干旱區(qū)占總面積的60%以上；全年大風(fēng)天氣大部分發(fā)生在春季，大風(fēng)日數(shù)平均在10～40 d，大部分地區(qū)沙塵暴日數(shù)為5～20 d；土壤帶基本呈東北—西南向排列，以栗鈣土、棕鈣土、風(fēng)沙土等為主。在干旱多風(fēng)沙天氣和長期過度放牧等人類活動影響下，內(nèi)蒙古土地沙漠化嚴(yán)重，包括巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠、巴音溫都爾沙漠、庫布齊沙漠和烏蘭布和沙漠，科爾沁沙地、毛烏素沙地、渾善達(dá)克沙地和呼倫貝爾沙地[23]；2000年以來，“三北”防護(hù)林建設(shè)、京津風(fēng)沙源治理、退耕還林、天然林保護(hù)等一系列生態(tài)工程的實(shí)施使得研究區(qū)土地沙漠化得到控制、生態(tài)環(huán)境好轉(zhuǎn)，但國家林業(yè)局第五次中國荒漠化和沙化狀況公報顯示內(nèi)蒙古荒漠化和沙化土地面積仍占土地總面積的50%和30%以上，研究區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，沙漠化防治任務(wù)艱巨。

圖1 研究區(qū)范圍及土地利用基本情況

1.2 數(shù)據(jù)收集

本研究所使用數(shù)據(jù)包括歸一化植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)、氣候、土地利用、土壤、植被以及經(jīng)濟(jì)社會數(shù)據(jù)等。NDVI為GIMMS NDVI3g V1.0數(shù)據(jù)，來源于美國航空航天局(National Aeronautics and Space Administration，NASA)全球監(jiān)測與模型研究組(Global Inventor Modeling and Monitoring group，GIMMS)發(fā)布的最新版全球植被指數(shù)變化數(shù)據(jù)；氣象數(shù)據(jù)為國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺下載的國家臺站的風(fēng)速、降雨、溫度等月值數(shù)據(jù)，采用反距離權(quán)重法(IDW)進(jìn)行插值；土地利用數(shù)據(jù)來源于國家科技基礎(chǔ)條件平臺—國家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺；水資源數(shù)據(jù)來源于內(nèi)蒙古水資源公報；土壤數(shù)據(jù)來源于寒區(qū)旱區(qū)科學(xué)數(shù)據(jù)中心；社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)為內(nèi)蒙古自治區(qū)統(tǒng)計年鑒和中國林業(yè)統(tǒng)計年鑒整理得到。為了便于統(tǒng)計分析，同時考慮到所有數(shù)據(jù)中的最低分辨率，本研究將所有數(shù)據(jù)重采樣為8 km×8 km的柵格數(shù)據(jù)。

1.3 方 法

1.3.1 沙漠化脆弱性評估指標(biāo)體系 VSD脆弱性評價框架將脆弱性分解為暴露性、敏感性和適應(yīng)能力3個維度，暴露度包含干旱、人類活動等指標(biāo)，敏感性包含植被、土壤、經(jīng)濟(jì)等因素，適應(yīng)能力包含技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)[9,15]。本文參考VSD脆弱性評價框架逐級遞進(jìn)、細(xì)化評價指標(biāo)和數(shù)據(jù)，結(jié)合土地沙漠化的影響因素以及研究區(qū)實(shí)際情況，構(gòu)建沙漠化脆弱性評估指標(biāo)體系。基于前人研究以及專家知識，利用層次分析法，按照目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層建立層次結(jié)構(gòu)，構(gòu)建判斷矩陣評定各層次中各有關(guān)因素相對重要性，進(jìn)行層次單排序來確定各因素重要性次序的權(quán)重值，利用ArcGIS柵格計算器對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和得到各維度的空間分布圖層，根據(jù)3個維度的關(guān)系(公式1)計算得到沙漠化脆弱性評估結(jié)果。

V=E+S-A

(1)

式中：V為脆弱性；E為暴露度；S為敏感性；A為適應(yīng)能力。

沙漠化暴露度是沙漠化系統(tǒng)暴露于外界壓力或風(fēng)險干擾與脅迫的程度，主要指氣候變量及人類活動的干擾[11,23]，包括干濕指數(shù)、風(fēng)蝕氣候侵蝕力、人口密度、放牧密度和未利用地比重5個指標(biāo)(表1)，均與沙漠化暴露度呈正相關(guān)，即暴露度隨著各指標(biāo)數(shù)值增加而升高。干濕指數(shù)綜合了降雨、氣溫、輻射等多個氣候要素，是表征一個地區(qū)干濕程度及對植被生長影響的重要指標(biāo)，風(fēng)蝕氣候侵蝕力是影響土地沙漠化的重要外部營力[24]，二者分別從地表干濕條件和風(fēng)蝕程度表征土地沙漠化暴露度高低；內(nèi)蒙古地區(qū)農(nóng)村人口比重較高，種植業(yè)和畜牧業(yè)是其主要的經(jīng)營活動，人口的增多和畜牧量的增加會加劇土地退化，因此用人口密度和放牧密度代表人類活動對土地沙漠化暴露度的影響；未利用土地比重是在自然環(huán)境的限制下，人類活動未開發(fā)利用的土地數(shù)量，未利用土地比重越高土地沙漠化暴露度越高。

表1 沙漠化暴露度指標(biāo)體系

E1=ET0/P

(2)

(3)

ET0=0.19(20+T)2(1-r)

(4)

式中：E1為干濕指數(shù)(mm/mm)；ET0為最大潛在蒸散(mm)；P為降雨量(mm)；E2為風(fēng)蝕氣候侵蝕力(無單位)；ˉu為2 m高處的月均風(fēng)速(m/s)；d為月天數(shù)；T為月平均氣溫；r為月平均相對濕度。

沙漠化敏感性是指外界條件變化對系統(tǒng)的格局、過程和功能的影響程度[9]，包括植被覆蓋度、土壤沙粒含量、糧食單產(chǎn)、單位面積水資源量、人均GDP和農(nóng)村人口比重6個指標(biāo)(表2)。植被覆蓋度作為反映地表信息的重要參數(shù)，是影響土地荒漠化直接有效的指標(biāo)，植被覆蓋度越高沙漠化敏感性越低；土壤沙粒含量和單位面積糧食產(chǎn)量代表了土壤質(zhì)地和土壤肥力，作為代表土壤退化的敏感性指標(biāo)，土壤沙粒含量越高、單位面積糧食產(chǎn)量越低沙漠化敏感性越高；單位面積水資源量作為衡量某一地區(qū)的水量自我供給能力，不僅僅包括降水量還包括水庫、江河湖泊和地下水，單位面積水資源量越高沙漠化敏感性越低；內(nèi)蒙古地區(qū)人均GDP和農(nóng)村人口比重是影響沙漠化敏感性的經(jīng)濟(jì)因素，人均GDP越高、農(nóng)村人口比重越低沙漠化敏感性越低。

表2 沙漠化敏感性指標(biāo)體系

、

S1=(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin)

(5)

式中：S1為植被覆蓋度(%)；NDVImax和NDVImin分別為區(qū)域內(nèi)最大和最小的NDVI值。

沙漠化適應(yīng)能力是指沙漠系統(tǒng)適應(yīng)氣候變率和極端氣候事件時減輕潛在損失、利用機(jī)會或應(yīng)付氣候變化的能力，是系統(tǒng)對變化的環(huán)境做出的調(diào)整[9,17]，主要受社會經(jīng)濟(jì)因素影響，包括當(dāng)年造林面積占總面積比重[26]、社會固定資產(chǎn)投資密度、第三產(chǎn)業(yè)比重、農(nóng)牧民人均可支配收入、農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值和各類技術(shù)人員比重6個指標(biāo)(表3)，各指標(biāo)數(shù)值越高沙漠化適應(yīng)能力越強(qiáng)。

表3 沙漠化適應(yīng)能力指標(biāo)體系

1.3.2 數(shù)據(jù)處理 將社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的各指標(biāo)數(shù)據(jù)賦值到以縣為單位的矢量圖中進(jìn)行空間化，然后再根據(jù)不同的指標(biāo)字段值生成對應(yīng)的柵格數(shù)據(jù)層。由于評價指標(biāo)類型多樣，單位不一，需要對各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一處理，本文采用常用的min—max標(biāo)準(zhǔn)化(min—max normalization)方法(公式6，7)對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，在沙漠化脆弱性評價體系中，有些指標(biāo)與維度呈正效應(yīng)(暴露度、敏感性或適應(yīng)能力隨著相應(yīng)指標(biāo)數(shù)值的增大而升高)，有些呈負(fù)效應(yīng)(暴露度、敏感性或適應(yīng)能力隨著相應(yīng)指標(biāo)數(shù)值的增大而降低)，根據(jù)各指標(biāo)對相應(yīng)維度的不同影響區(qū)別對待，最終將各指標(biāo)數(shù)據(jù)整理為具有空間屬性的歸一化柵格數(shù)據(jù)。以2000—2015年脆弱性指數(shù)的均值的自然間斷點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，對研究區(qū)沙漠化脆弱性進(jìn)行等級劃分，由低到高分為不脆弱、較低脆弱、中等脆弱、較高脆弱和高脆弱(表4)。

正效應(yīng)的指標(biāo)處理方法為：

(6)

負(fù)效應(yīng)的指標(biāo)處理方法為：

(7)

式中：Xij為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)；xij為第i個評價對象的第j項(xiàng)評價指標(biāo)；maxxij和minxij分別為第j項(xiàng)評價指標(biāo)的最大值和最小值。經(jīng)處理后的Xij∈[0,1]；Xij越趨于1，說明其對相對應(yīng)維度的貢獻(xiàn)越大；反之，則越小。

表4 沙漠化脆弱性分級

1.3.3 分析方法 利用線性回歸模型分析柵格尺度上的內(nèi)蒙古地區(qū)2000—2015年土地沙漠化脆弱性、暴露度、敏感性和適應(yīng)能力的年際變化趨勢，并通過t檢驗(yàn)法(p<0.05)對脆弱性以及構(gòu)成脆弱性的3個維度進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，判斷其是否發(fā)生顯著變化，來確定研究區(qū)沙漠化脆弱性演變趨勢。為了進(jìn)一步識別影響沙漠化脆弱性的關(guān)鍵因素，使用相關(guān)性系數(shù)分析各指標(biāo)與沙漠化脆弱性評估結(jié)果的相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)絕對值越大則此指標(biāo)對脆弱性結(jié)果影響越明顯。若相關(guān)性系數(shù)大于0則表示正相關(guān)，此指標(biāo)對脆弱性指數(shù)呈正向影響；若相關(guān)性系數(shù)小于0表示負(fù)相關(guān)，此指標(biāo)對脆弱性指數(shù)呈反向影響。相關(guān)性系數(shù)絕對值大于0.5時，指標(biāo)y與x具有強(qiáng)相關(guān)關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 內(nèi)蒙古土地沙漠化脆弱性空間分異

基于2000—2015年研究區(qū)各指標(biāo)均值，計算得出內(nèi)蒙古沙漠化暴露度、敏感性、適應(yīng)能力以及脆弱性空間分異情況(表5)。研究區(qū)沙漠化暴露度大致呈現(xiàn)東北部低—西南部高的規(guī)律，而這也與內(nèi)蒙古沙漠化土地、植被、降雨空間分布基本一致；其中，暴露度高的區(qū)域位于阿拉善盟、巴彥淖爾市西部和錫林郭勒盟西南部，且阿拉善盟中北部暴露度最高，內(nèi)蒙古東北部及河套平原地區(qū)沙漠化暴露度均較低。在盟市層面，阿拉善盟沙漠化暴露度最高，興安盟和呼倫貝爾市沙漠化暴露度最低。研究區(qū)沙漠化敏感性空間分布與暴露度基本相似，呈現(xiàn)由東北向西南逐漸升高的規(guī)律；沙漠化高敏感性區(qū)域集中分布在阿拉善盟額濟(jì)納旗、巴彥淖爾市北部、包頭市北部和錫林郭勒盟西部。在盟市層面，沙漠化敏感性均值最高的是阿拉善盟、烏蘭察布市和包頭市，最低的是興安盟和呼倫貝爾市。沙漠化適應(yīng)能力主要受經(jīng)濟(jì)條件影響；隨著近年來內(nèi)蒙古社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及生態(tài)建設(shè)投入力度的不斷加大，各盟市的土地沙漠化適應(yīng)能力也逐漸增強(qiáng)，其中通遼市、呼和浩特市和烏海市沙漠化適應(yīng)能力平均值最高，烏蘭察布市最低?；诒┞抖?、敏感性、適應(yīng)能力的沙漠化脆弱性呈東北部低—西南部高格局分布，沙漠化脆弱性較高的區(qū)域主要集中在內(nèi)蒙古西部和中北部，較多分布在阿拉善盟、巴彥淖爾市、錫林郭勒盟和烏蘭察布市。阿拉善盟沙漠化脆弱性指數(shù)平均值最高，呼倫貝爾市最低。

表5 2000-2015年內(nèi)蒙古地區(qū)各盟市沙漠化暴露度、

2.2 內(nèi)蒙古土地沙漠化脆弱性時空演變

2000年、2005年、2010年和2015年內(nèi)蒙古土地沙漠化脆弱性分級結(jié)果見圖2?？傮w上看，2000—2015年內(nèi)蒙古土地沙漠化脆弱性明顯降低，高脆弱性和不脆弱土地面積級變化尤其明顯，土地沙漠化高脆弱性區(qū)域由2000年的4.28×105km2降低到2015年的6.04萬km2，不脆弱土地面積由2000年的5.52萬km2升高到2015年的4.02×105km2。2015年，內(nèi)蒙古沙漠化脆弱性以不脆弱和較高脆弱為主，分別為4.02×105km2，2.32×105km2，分別占研究區(qū)總面積的36.61%和21.16%，沙漠化高脆弱性區(qū)域最少，為6.04萬km2，占5.50%，集中分布在阿拉善盟中北部、巴彥淖爾市西北部和錫林郭勒盟西部。

2000—2015年，內(nèi)蒙古土地沙漠化脆弱性呈升高趨勢的土地面積為1.27萬km2，僅占研究區(qū)總面積1.16%，其中顯著升高的面積為1.73×103km2，占研究區(qū)總面積的0.16%，沙漠化脆弱性顯著升高的區(qū)域集中在巴彥淖爾市烏拉特后旗中部；沙漠化脆弱性呈降低趨勢的土地面積為1.08×106km2，占研究區(qū)總面積的98.84%，其中顯著降低的面積為1.04×106km2，占研究區(qū)總面積95.51%(圖3)。在沙漠化脆弱性升高區(qū)域，沙漠化暴露度以顯著升高為主，占脆弱性升高區(qū)域總面積的92.93%，而沙漠化敏感性變化不顯著，說明沙漠化脆弱性升高主要由沙漠化暴露度升高造成；在沙漠化脆弱性降低區(qū)域，東北部脆弱性降低是沙漠化暴露度降低、敏感性降低和適應(yīng)能力提高綜合影響的結(jié)果，西南部在沙漠化暴露度顯著增加的情況下沙漠化脆弱性仍顯著降低，說明西南部脆弱性降低是沙漠化敏感性降低和沙漠化適應(yīng)能力升高的結(jié)果。

圖2 2000-2015年內(nèi)蒙古地區(qū)沙漠化脆弱性分級

2.3 土地沙漠化脆弱性變化關(guān)鍵驅(qū)動因素識別

基于相關(guān)性分析，可以看出2000—2015年各指標(biāo)對內(nèi)蒙古土地沙漠化脆弱性變化的影響不同且存在明顯的空間分異。在暴露度方面，干濕指數(shù)和風(fēng)蝕氣候侵蝕力與脆弱性指數(shù)呈現(xiàn)較強(qiáng)的正相關(guān)性；在敏感性各指標(biāo)中人均GDP、單位面積糧食產(chǎn)量和植被覆蓋度與脆弱性指數(shù)呈現(xiàn)較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性；在適應(yīng)能力方面，農(nóng)牧漁業(yè)總產(chǎn)值和農(nóng)牧民純收入與脆弱性指數(shù)呈現(xiàn)較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性?？傮w來看，由于氣候、土壤和植被等一些自然條件的年際變化不是很明顯，脆弱性降低與十多年來經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷升高密切相關(guān)，整體來看沙漠化脆弱性與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)絕對值為0.5～1，與自然條件一些指標(biāo)具有中等或較弱的相關(guān)性，且相關(guān)系數(shù)呈現(xiàn)出明顯的空間異質(zhì)性，其中與干濕指數(shù)的相關(guān)系數(shù)值最高為0.40，其次為植被覆蓋度和風(fēng)蝕氣候侵蝕力。

在脆弱性降低區(qū)域，大部分地區(qū)沙漠化脆弱性與農(nóng)牧民純收入、農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值和人均GDP共3個指標(biāo)均呈現(xiàn)較高的相關(guān)性，其中農(nóng)牧民純收入對沙漠化脆弱性影響最大，影響面積為1.02×106km2；在自然條件因素中，植被覆蓋度因子分布廣且分散，風(fēng)蝕氣候侵蝕力因子和干濕指數(shù)因子主要分布在內(nèi)蒙古東北部和中部，其中干濕指數(shù)對沙漠化脆弱性影響最大，影響面積為4.95×105km2。在脆弱性升高區(qū)域，農(nóng)村人口比重、農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值、三產(chǎn)比重和農(nóng)牧民收入是主要的社會經(jīng)濟(jì)因素，其中農(nóng)村人口比重對脆弱性升高的影響最明顯，主要集中在巴彥淖爾市西部和錫林郭勒盟西部，其影響面積為2.56×103km2，占脆弱性指數(shù)升高面積的20.16%；單位面積水資源量和糧食單產(chǎn)是主要的自然因素，單位面積水量對脆弱性升高的影響更明顯，影響面積為1.02×103km2，占脆弱性指數(shù)升高面積的8.06%。

3 討論與結(jié)論

本文研究結(jié)果與前人研究保持較好的一致性，例如2000—2013年我國北方半干旱荒漠草原生態(tài)區(qū)生態(tài)脆弱性呈減小趨勢[21]；蒸發(fā)、降水、氣溫和人類活動是控制錫林郭勒盟暴露敏感性格局的關(guān)鍵因素[27]。本文探討各指標(biāo)對沙漠化脆弱性影響的空間差異，以識別內(nèi)蒙古地區(qū)土地沙漠化脆弱性變化關(guān)鍵驅(qū)動因素，相對以往研究[11-12]，彌補(bǔ)了脆弱性框架未能清晰識別不同因素對脆弱性的影響的不足。從研究結(jié)果看，由于研究時段內(nèi)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)快速升高，沙漠化脆弱性的適應(yīng)能力不斷提升，導(dǎo)致沙漠化脆弱性指數(shù)變化幅度較大，但沙漠化暴露度和敏感性呈現(xiàn)出較強(qiáng)的空間異質(zhì)性，尤其需要關(guān)注沙漠化暴露度和敏感性顯著增加的區(qū)域，未來研究要考慮到實(shí)際經(jīng)濟(jì)發(fā)展走勢和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在時間序列上演變的可參照性；本研究未考慮相關(guān)的政策變量，如放牧禁令、公益林保護(hù)、人工草地修復(fù)、農(nóng)田開墾和草方格固沙等生態(tài)項(xiàng)目和政策，今后考慮將生態(tài)政策的實(shí)施引入沙漠化脆弱性評估體系，以獲得有關(guān)人為導(dǎo)致的荒漠化和恢復(fù)過程的更準(zhǔn)確信息。

圖3 內(nèi)蒙古地區(qū)暴露度、敏感性、適應(yīng)能力和脆弱性演變趨勢

內(nèi)蒙古沙漠化暴露度和敏感性演變均呈現(xiàn)出較強(qiáng)的空間異質(zhì)性，暴露度顯著增加區(qū)域主要集中在內(nèi)蒙古西南部，敏感性顯著增加區(qū)域位于內(nèi)蒙古中部；沙漠化脆弱性適應(yīng)能力不斷提升。研究區(qū)沙漠化脆弱性呈現(xiàn)“東北部低—西南部高”的空間格局，沙漠化脆弱性較高的區(qū)域主要集中在內(nèi)蒙古西部和中北部。

2000—2015年，絕大部分地區(qū)沙漠化脆弱性呈降低趨勢，在巴彥淖爾市烏拉特后旗中部沙漠化脆弱性顯著增加，且沙漠化脆弱性升高主要由沙漠化暴露度升高造成。2000年以來內(nèi)蒙古地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及其帶來的適應(yīng)能力提升是導(dǎo)致內(nèi)蒙古土地沙漠化脆弱性普遍降低的重要原因，如烏蘭察布市2015年農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值229.77億元較2000年的57.62億元增長298.75%，2015年農(nóng)牧民人均收入8 428元較2000年的2 003元增長320.77%，適應(yīng)能力由2000年的0.059提升至2015年的0.172，即使在暴露度和敏感性均增加的情況下，烏蘭察布市的沙漠化脆弱性仍降低了0.05。自然條件改善也是導(dǎo)致研究區(qū)脆弱性降低的重要因素；如2000年以來內(nèi)蒙古植被覆蓋度呈增加趨勢，干濕指數(shù)呈降低趨勢均為沙漠化脆弱性的降低做出了貢獻(xiàn)。

綜合來看，內(nèi)蒙古東北部和河套地區(qū)為低暴露度—低敏感性—高適應(yīng)能力區(qū)域，沙漠化脆弱性相對較低，應(yīng)在實(shí)施好現(xiàn)有生態(tài)治理政策和工程基礎(chǔ)上，做好沙漠化防治成果的鞏固；內(nèi)蒙古西部是沙漠化高暴露度—高敏感性—低適應(yīng)能力區(qū)域，沙漠化脆弱性較高，須重點(diǎn)防護(hù)；建議在今后沙漠化治理中，重點(diǎn)關(guān)注鄂爾多斯、阿拉善等內(nèi)蒙古西部地區(qū)的沙漠化防治工作，加大防沙治沙投入力度和適應(yīng)能力建設(shè)，在嚴(yán)格執(zhí)行禁牧和公益林保護(hù)政策基礎(chǔ)上，引導(dǎo)京津風(fēng)沙源治理工程布局向該區(qū)域傾斜，并根據(jù)區(qū)域水資源承載力積極發(fā)展沙區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)，在發(fā)展區(qū)域特色經(jīng)濟(jì)的同時引導(dǎo)民間力量參與沙漠化防治。