鄂爾多斯市防風(fēng)固沙功能時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)因素分析

馬 蘇，劉軍會(huì)，康玉麟，劉 洋，鄭穎娟，周甲男

中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境信息研究所，北京 100012

土壤風(fēng)蝕是干旱與半干旱地區(qū)廣泛存在的嚴(yán)重環(huán)境問題之一[1]. 土壤風(fēng)蝕導(dǎo)致的土地沙化和土地退化降低了土壤的生產(chǎn)力，削弱了土壤保持服務(wù)功能[2-3]，威脅著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、糧食安全和人類福祉[4-5]. 根據(jù)2015年發(fā)布的《中國(guó)荒漠化和沙化狀況公報(bào)》，截至2014年，我國(guó)仍有荒漠化土地361.16×104km2和沙化土地172.12×104km2. 為遏制土地沙化與環(huán)境惡化的趨勢(shì)，國(guó)家相繼實(shí)施了一系列重大的生態(tài)保護(hù)與建設(shè)工程，如“三北”防護(hù)林、黃土高原中上游退耕還林還草、京津風(fēng)沙源治理等，使得我國(guó)北方地區(qū)土壤風(fēng)蝕得到了有效緩解[6-7]，但是生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)是漫長(zhǎng)復(fù)雜的過(guò)程，及時(shí)監(jiān)測(cè)、評(píng)估工程區(qū)生態(tài)狀況及功能變化尤為重要[8]. 而現(xiàn)有研究多側(cè)重于植被覆蓋狀況的監(jiān)測(cè)，對(duì)區(qū)域防風(fēng)固沙功能的動(dòng)態(tài)變化及其空間差異的研究相對(duì)較少.

防風(fēng)固沙是生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)其結(jié)構(gòu)與過(guò)程減少由于風(fēng)蝕所導(dǎo)致的土壤侵蝕的作用[9]，這種保持土壤、抑制風(fēng)蝕過(guò)程的功能即為防風(fēng)固沙功能[10-11]. 風(fēng)蝕模型是評(píng)估防風(fēng)固沙功能的主要技術(shù)手段，并已經(jīng)發(fā)展演化出通用風(fēng)蝕方程(WEQ)[12]、德克薩斯侵蝕分析模型(TEAM)[13]、Bocharov模型[14]、風(fēng)蝕預(yù)報(bào)系統(tǒng)(WEPS)[15]和修正的風(fēng)蝕模型(RWEQ)[16-17]等多種模型. 其中，RWEQ是目前應(yīng)用最廣泛的土壤風(fēng)蝕模型[18-23]，該模型充分考慮氣候變化、植被覆蓋狀況、土壤質(zhì)地、地表粗糙度等因素，通過(guò)參數(shù)的修正和公式調(diào)整可以應(yīng)用到我國(guó)北方土壤風(fēng)蝕狀況的評(píng)估[24-32].

鄂爾多斯市地處我國(guó)北方防沙屏障帶的南側(cè)，境內(nèi)分布有庫(kù)布齊沙漠和毛烏素沙地，土壤風(fēng)蝕嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境脆弱，是京津地區(qū)主要風(fēng)沙源之一，其防風(fēng)固沙能力不僅影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)屏障建設(shè)，而且關(guān)系到環(huán)京津地區(qū)的環(huán)境安全. 因此該研究基于長(zhǎng)時(shí)間序列衛(wèi)星遙感影像以及氣象、植被、土壤等數(shù)據(jù)資料，采用修正的風(fēng)蝕模型(RWEQ)與GIS技術(shù)，研究2000?2018年鄂爾多斯市防風(fēng)固沙功能的時(shí)空變化規(guī)律，并從氣候變化和人類活動(dòng)角度探討驅(qū)動(dòng)影響機(jī)理，以期為鄂爾多斯市科學(xué)實(shí)施生態(tài)修復(fù)和筑牢生態(tài)安全屏障提供科學(xué)參考.

1 研究區(qū)概況

鄂 爾 多 斯 市 位于106°42′40″E~111°27′20″E、37°35′24″N~40°51′40″N之 間，總 面 積 約8.68×104km2(見圖1). 地處黃河“幾字彎”腹地，三面黃河環(huán)抱，平均海拔1 000~1 500 m，北部為黃河沖積平原，東部為丘陵溝壑水土流失區(qū)和砒砂巖裸露區(qū)，西北部為庫(kù)布齊沙漠，東南部為毛烏素沙地，沙化土地約占全市總面積的48%. 氣候類型為溫帶大陸性干旱半干旱氣候，年降水量170~350 mm，年蒸發(fā)量高達(dá)2 000~3 000 mm；多大風(fēng)，年均風(fēng)速為3.6 m/s，最大風(fēng)速可達(dá)22 m/s. 植被以典型草原、荒漠草原和草原化荒漠為主. 土壤類型主要包括栗鈣土、棕鈣土和風(fēng)沙土等.

圖 1 鄂爾多斯市的地理位置示意Fig.1 The location of Ordos

2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

遙感數(shù)據(jù)：歸一化植被指數(shù)(NDVI)為MOD13Q1產(chǎn)品，該數(shù)據(jù)已經(jīng)經(jīng)過(guò)幾何精糾正、輻射校正、大氣校正等預(yù)處理. 利用MRT工具進(jìn)行投影和格式轉(zhuǎn)換批處理，然后采用最大值合成法(maximum value composite)獲得NDVI數(shù)據(jù)，并基于像元二分法生產(chǎn)2000?2018年的植被覆蓋度.

土地覆被數(shù)據(jù)：使用2000年的Landsat-TM遙感影像數(shù)據(jù)和2018年的Landsat8遙感影像數(shù)據(jù)，結(jié)合高分遙感影像，采用CART決策樹分類分別得到2000年和2018年的土地覆被圖.

氣象數(shù)據(jù)：來(lái)源于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://cdc.cma.gov.cn)以及鄂爾多斯市氣象局8個(gè)氣象站點(diǎn)的數(shù)據(jù). 數(shù)據(jù)內(nèi)容包括鄂爾多斯市各氣象站點(diǎn)的編號(hào)、經(jīng)緯度和海拔，以及每個(gè)氣象站點(diǎn)在相應(yīng)分析時(shí)間尺度內(nèi)的降水量、風(fēng)速、氣溫、日照時(shí)數(shù)等；采用Kriging對(duì)長(zhǎng)時(shí)間序列離散點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，以得到氣象要素的柵格圖像.

土壤數(shù)據(jù)：來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所提供的1:1 000 000土壤圖及所附的土壤屬性表，包括有機(jī)質(zhì)、砂粒和黏粒含量等屬性.

其他數(shù)據(jù)：雪蓋數(shù)據(jù)采用中國(guó)科學(xué)院旱區(qū)寒區(qū)科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://westdc.westgis.ac.cn)的中國(guó)雪深長(zhǎng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)集計(jì)算得到. 數(shù)字高程(DEM)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn)，空間分辨率為90 m.

所有數(shù)據(jù)在ArcGIS中進(jìn)行運(yùn)算時(shí)投影坐標(biāo)系統(tǒng)均為Krasovsky_1940_Albers，數(shù)據(jù)均重采樣為250 m的空間精度.

3 研究方法

3.1 RWEQ模型

RWEQ模型是一種以較高時(shí)空分辨率對(duì)區(qū)域土壤風(fēng)蝕狀況進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間序列估算，從而有效預(yù)測(cè)防風(fēng)固沙量的模型[33-36]. 因此，該研究采用RWEQ模型測(cè)算防風(fēng)固沙量，進(jìn)而評(píng)估鄂爾多斯市防風(fēng)固沙功能及其動(dòng)態(tài)變化，用單位面積防風(fēng)固沙量的多少代表防風(fēng)固沙服務(wù)功能的強(qiáng)弱. 防風(fēng)固沙量(SRA)為潛在土壤風(fēng)蝕量( SLp) 與實(shí)際土壤風(fēng)蝕量(SLr)的差值，具體計(jì)算公式如下：

式中：SLp為潛在風(fēng)蝕量，kg/m2；Z為下風(fēng)向距離；sr為潛在關(guān)鍵地塊長(zhǎng)度，m；Qpmax為潛在風(fēng)力的最大輸沙能力，kg/m；sp為實(shí)際關(guān)鍵地塊長(zhǎng)度，m；WF為氣象因子，kg/m；EF和SCF分別為土壤可蝕性因子和土壤結(jié)皮因子；K和C分別為土壤粗糙因子與植被因子；SLr為實(shí)際風(fēng)蝕量，kg/m2；Qrmax為實(shí)際風(fēng)力的最大輸沙能力，kg/m；SRA表示單位面積防風(fēng)固沙量，kg/m2.

a) 氣象因子(WF). 氣象因子表征了在考慮降雨、溫度、日照及雪蓋等因素下，風(fēng)力對(duì)土壤顆粒的搬運(yùn)能力.

式中：g為重力加速度，m/s2，取值9.8 m/s2；ρ為空氣密度，kg/m3，該文取1.205 kg/m3；SW為土壤濕度因子；SD為雪蓋因子(無(wú)積雪覆蓋天數(shù)與研究總天數(shù)之比，雪蓋深度<25.4 mm為無(wú)積雪覆蓋)，結(jié)合鄂爾多斯市的地理位置以及雪蓋數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，該文取1；Ui為2 m處的風(fēng)速，m/s；Ut為2 m處的臨界風(fēng)速，筆者所在課題組于2021年8?9月在伊金霍洛旗選取22個(gè)土壤剖面，采用TDR100時(shí)域反射儀測(cè)度土壤水分含量，發(fā)現(xiàn)土壤含水量均在1%左右，而劉玉章等[37]的風(fēng)洞試驗(yàn)研究表明，起沙風(fēng)速一般隨沙中含水量的增加而增加，在含水量為0.8%左右時(shí)，起沙風(fēng)速為4.5~5.0 m/s，所以鄂爾多斯市的臨界風(fēng)速取5 m/s；Nd為觀測(cè)風(fēng)速大于臨界風(fēng)速的天數(shù)，d；N為一次試驗(yàn)中觀察的總次數(shù)，該研究中進(jìn)行了1年累計(jì)，所以設(shè)定N為365.

b) 土壤可蝕性因子(EF)與土壤結(jié)皮因子(SCF).土壤可蝕性因子與土壤結(jié)皮因子的計(jì)算公式分別如式(9)(10)所示.

式中：sa為土壤粗砂含量(0.2~2 mm)，%；si為土壤粉砂含量，%；cl為土壤黏粒含量，%；[OM]為土壤有機(jī)質(zhì)含量，%；[CaCO3]為碳酸鈣含量，%.

c) 植被覆蓋因子(C). 植被覆蓋度是影響風(fēng)蝕的關(guān)鍵因子，其覆蓋程度直接影響近地表風(fēng)速及土壤粗糙度.

式中：SC為植被覆蓋度，%；NDVImin為裸地對(duì)應(yīng)NDVI值，取累計(jì)頻率為2%的值；NDVImax為NDVI最大值，取累計(jì)頻率為98%的值.

d) 地表粗糙因子(K). 地表粗糙因子的計(jì)算公式如式(13)所示.

式中，slope為地形坡度，根據(jù)DEM利用ArcGIS軟件中的Slope工具實(shí)現(xiàn).

3.2 Theil-Sen趨勢(shì)分析

該方法在柵格尺度上對(duì)防風(fēng)固沙量的變化趨勢(shì)進(jìn)行模擬，能夠反映研究時(shí)段內(nèi)防風(fēng)固沙量變化幅度的空間分布，其計(jì)算公式：

式中：SLOPE為回歸方程的斜率；m為數(shù)據(jù)集時(shí)間段的年數(shù)；Fj為某像元第j年的防風(fēng)固沙功能，t/km2.若SLOPE為正，表示隨著時(shí)間變化，防風(fēng)固沙功能呈上升趨勢(shì)；反之，當(dāng)SLOPE值為負(fù)數(shù)時(shí)，表示隨著時(shí)間變化，防風(fēng)固沙功能呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；SLOPE的數(shù)值大小反映防風(fēng)固沙功能變化的程度.

3.3 Pearson相關(guān)分析

Pearson相關(guān)系數(shù)能夠表征2個(gè)變量之間的相關(guān)程度，該研究以像元為計(jì)算單元，分析降水對(duì)防風(fēng)固沙功能的影響，其計(jì)算公式為

式中：x為像元的防風(fēng)固沙功能，t/km2；y為降水量，mm.

4 結(jié)果與討論

4.1 防風(fēng)固沙功能現(xiàn)狀特征

為了更好地表達(dá)防風(fēng)固沙功能的空間差異，依據(jù)研究區(qū)防風(fēng)固沙功能值域及自然斷裂法，設(shè)置防風(fēng)固沙功能在0~0.7×104t/km2之間為低值區(qū)，在0.7×104~2.9×104t/km2之間為較低區(qū)，在2.9×104~5.0×104t/km2之間為一般區(qū)，在5.0×104~7.8×104t/km2之間為較高區(qū)，在7.8×104t/km2以上為高值區(qū).

評(píng)估結(jié)果表明，2018年鄂爾多斯市防風(fēng)固沙總量為95.07×108t，單位面積防風(fēng)固沙量為10.95×104t/km2. 空間上，防風(fēng)固沙功能存在明顯地域差異(見圖2)，高值區(qū)域主要分布在鄂爾多斯市東部和北部黃河沿岸，包括準(zhǔn)格爾旗、達(dá)拉特旗東部和北部、東勝區(qū)、康巴什區(qū)、伊金霍洛旗東部等地區(qū)，面積占比為25.14%；較高區(qū)域零散分布在鄂爾多斯市中部和南部，包括鄂托克旗西北部、鄂托克前旗大部、烏審旗南部、達(dá)拉特旗南部等區(qū)域，面積占比為33.03%；一般區(qū)域集中分布在杭錦旗、鄂托克旗和烏審旗的部分區(qū)域，面積占比為15.58%；較低區(qū)和低值區(qū)主要分布在庫(kù)布齊沙漠和毛烏素沙地，面積占比分別為15.27%、10.97%.

圖 2 2018年鄂爾多斯市防風(fēng)固沙功能的空間分布Fig.2 Spatial pattern of wind-breaking and sand-fixing function in the Ordos in 2018

4.2 防風(fēng)固沙功能時(shí)空變化特征

從時(shí)間變化(見圖3)上看，2000?2018年，鄂爾多斯市防風(fēng)固沙功能呈顯著增加趨勢(shì). 單位面積防風(fēng)固沙量由1.62×104t/km2增至10.95×104t/ km2，以平均每年26.96%的變化率波動(dòng)增加. 從不同階段分析，2000?2009年，單位面積防風(fēng)固沙量變化相對(duì)平緩，年均變化率為31.68%，期間防風(fēng)固沙量增加了1.19×104t/km2；2009?2018年增長(zhǎng)幅度較大，年均變化率為63.03%，期間單位面積防風(fēng)固沙量增加了8.14×104t/km2.

圖 3 2000?2018年鄂爾多斯市防風(fēng)固沙功能的變化Fig.3 Annual changes of wind-breaking and sandfixing function in Ordos from 2000 to 2018

從空間變化(見圖4)上看，2000?2018年鄂爾多斯市有54.89%的區(qū)域防風(fēng)固沙功能增加. 其中，防風(fēng)固沙功能明顯增加區(qū)主要分布在準(zhǔn)格爾旗和烏審旗的東南部等區(qū)域，其面積占鄂爾多斯市總面積的18.41%；防風(fēng)固沙功能一般增加區(qū)主要分布在杭錦旗的庫(kù)布齊沙漠北部、烏審旗的毛烏素沙地、鄂托克前旗、達(dá)拉特旗、伊金霍洛旗、東勝區(qū)、康巴什區(qū)等區(qū)域，面積約占鄂爾多斯市總面積的36.48%. 此外，相比2000年，2018年鄂爾多斯市有15.33%的區(qū)域防風(fēng)固沙功能下降，主要分布在杭錦旗北部的庫(kù)布齊沙漠和鄂托克旗西部. 其余29.76%的防風(fēng)固沙功能沒有發(fā)生明顯變化.

圖 4 鄂爾多斯市2000—2018年防風(fēng)固沙功能的空間分布Fig.4 The spatial distribution pattern of wind-breaking and sand-fixation function in Ordos from 2000 to 2018

4.3 防風(fēng)固沙功能驅(qū)動(dòng)因素分析

4.3.1降雨量對(duì)防風(fēng)固沙功能的影響

利用R語(yǔ)言編程進(jìn)行降雨量和防風(fēng)固沙功能的顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果表明年降雨量與防風(fēng)固沙功能存在顯著相關(guān)(P<0.01，r=0.69). 2000?2018年鄂爾多斯市的降水量在200.58~430.96 mm之間，多年平均降雨量為317.3 mm，呈現(xiàn)波動(dòng)增加的趨勢(shì)，且與防風(fēng)固沙能力變化趨勢(shì)呈現(xiàn)較好的一致性. 從防風(fēng)固沙能力變化較大的年份分析，2012年降雨量較2011年大幅增加，2012年防風(fēng)固沙功能也顯著增加；而2017年降雨量下降，防風(fēng)固沙功能也小幅下降(見圖5).

圖 5 2000—2018年鄂爾多斯市防風(fēng)固沙功能和降雨量的變化Fig.5 Annual changes of rainfall and WBSF function in Ordos from 2000 to 2018

圖 6 鄂爾多斯市降雨量與防風(fēng)固沙功能相關(guān)系數(shù)的空間分布Fig.6 The Spatial pattern of correlation coefficients between rainfall and WBSF function in Ordos

空間上，78.59%的區(qū)域相關(guān)系數(shù)為0.4~0.9(見圖6)，主要分布在降雨量≥200 mm區(qū)域，該區(qū)域?yàn)榉里L(fēng)固沙功能一般區(qū)及以上，而相關(guān)系數(shù)為負(fù)值的占比較小，主要分布在庫(kù)布齊沙漠，該區(qū)域?yàn)榉里L(fēng)固沙功能低值區(qū). 說(shuō)明該區(qū)域降雨量對(duì)防風(fēng)固沙功能的變化產(chǎn)生了積極影響.

4.3.2土地利用對(duì)防風(fēng)固沙功能的影響

根據(jù)鄂爾多斯市土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣(見表1)，2000?2018年，鄂爾多斯土地利用類型變化的主要特點(diǎn)是城市擴(kuò)張、林地和草地增加以及沙地、耕地與濕地資源減少. 林地、草地、建設(shè)用地表現(xiàn)出不同程度的增加，其增幅分別為11.03%、1.45%、163.18%，其中林地和草地面積的增加主要來(lái)源于沙地，沙地整體呈現(xiàn)出凈轉(zhuǎn)出的特征，建設(shè)用地的增加主要來(lái)源于草地. 耕地和濕地總面積減少，其減幅分別為2.09%和6.71%，其中耕地主要轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地以及退耕還草.

表 1 鄂爾多斯市2000?2018年土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣Table 1 Transferring matrix of land use type in Ordos from 2000 to 2018 km2

通過(guò)對(duì)2000?2018年土地利用類型變化和防風(fēng)固沙功能變化的疊加(見圖7)，可統(tǒng)計(jì)分析不同土地利用類型之間的轉(zhuǎn)化對(duì)防風(fēng)固沙功能的影響. 結(jié)果表明，鄂爾多斯市土地利用類型發(fā)生變化的面積占研究區(qū)總面積的25.62%，而在土地利用類型發(fā)生變化的區(qū)域，其防風(fēng)固沙量的變化占研究區(qū)總防風(fēng)固沙量變化的29.86%，說(shuō)明人類活動(dòng)主導(dǎo)下的土地利用類型變化對(duì)防風(fēng)固沙功能的影響不容忽視. 影響防風(fēng)固沙功能的用地類型主要在林地、草地與耕地和沙地之間進(jìn)行. 鄂爾多斯市近20年實(shí)施了大面積植樹造林、京津風(fēng)沙源治理工程以及禁牧、休牧等措施，2018年沙地面積較2000年縮減了1 378.56 km2，減幅為6.51%，沙地主要轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸亍⒘值睾透?，這部分區(qū)域防風(fēng)固沙功能增加了35.00%. 草地和林地增加區(qū)域防風(fēng)固沙功能分別增加了20.38%和8.78%. 而耕地轉(zhuǎn)為林地，防風(fēng)固沙功能降低了2.47%，耕地向林地轉(zhuǎn)換大多是人為造林的結(jié)果，新造林地在生長(zhǎng)初期植被覆蓋度較低，導(dǎo)致短期內(nèi)地表植被的保護(hù)作用下降，固沙功能輕度降低. 綜合來(lái)說(shuō)，與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提高相關(guān)的土地利用類型變化對(duì)區(qū)域防風(fēng)固沙功能起到了一定的增強(qiáng)作用.

圖 7 2000—2018年鄂爾多斯市土地利用類型和防風(fēng)固沙功能的空間變化Fig.7 The spatial change of land use and WBSF function in Ordos from 2000 to 2018

4.4 RWEQ模型適用性討論

該研究評(píng)估了2000?2018年鄂爾多斯市防風(fēng)固沙功能變化及長(zhǎng)時(shí)間序列的空間差異，發(fā)現(xiàn)鄂爾多斯市防風(fēng)固沙功能明顯提升，這與張照營(yíng)[38]和張燕婷[39]得到的內(nèi)蒙古自治區(qū)防沙屏障帶和北方防沙帶的防風(fēng)固沙能力明顯增強(qiáng)的結(jié)論均一致. 該研究植被覆蓋度的變化與邵艷瑩等[40-42]的研究結(jié)果一致. 該研究計(jì)算得出的防風(fēng)固沙能力稍高于江凌等[43]估算的2000?2010年內(nèi)蒙古自治區(qū)的年均防風(fēng)固沙能力(4 880 t/km2)，原因在于評(píng)估時(shí)段和區(qū)域不同. 另外，筆者采用小時(shí)數(shù)據(jù)作為氣象因子計(jì)算的數(shù)據(jù)來(lái)源，時(shí)間分辨率更高.

RWEQ模型是以物理過(guò)程理論為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚚44]，其計(jì)算參數(shù)具有較強(qiáng)的地域性，具體應(yīng)用時(shí)需進(jìn)行必要的參數(shù)修正. 但遲文峰等[45]利用內(nèi)蒙古高原137Cs示蹤技術(shù)監(jiān)測(cè)成果驗(yàn)證RWEQ模型反演結(jié)果，發(fā)現(xiàn)二者具有較好的擬合性(R2=0.83,P<0.01)，從側(cè)面說(shuō)明RWEQ模型在我國(guó)北方區(qū)域具有可行性. 筆者所在課題組通過(guò)在伊金霍洛旗實(shí)地采樣，測(cè)量22個(gè)土壤剖面的土壤含水量來(lái)修正當(dāng)?shù)仄鹕筹L(fēng)速，其他參數(shù)在綜合考慮與借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，采用了我國(guó)北方沙化地區(qū)修正后的關(guān)鍵參數(shù)和計(jì)算公式，并且為滿足模型對(duì)數(shù)據(jù)空間和時(shí)間分辨率的要求，對(duì)輸入?yún)?shù)進(jìn)行了插值、擬合、漸進(jìn)等優(yōu)化，提高了模型的精確度. 在今后的研究中，可進(jìn)一步對(duì)模型參數(shù)如土地粗糙度以及土壤結(jié)皮和可蝕性因子的土壤粒徑轉(zhuǎn)換等問題進(jìn)行本地化調(diào)整，構(gòu)建具有更廣泛適用性的土壤風(fēng)蝕模型，以便更準(zhǔn)確地反映區(qū)域防風(fēng)固沙功能的變化狀況，進(jìn)而引導(dǎo)防風(fēng)固沙生態(tài)治理工程有針對(duì)性地投入.

5 結(jié)論

a) 2018年鄂爾多斯市防風(fēng)固沙總量為95.07×108t，單位面積防風(fēng)固沙量為10.95×104t/km2；防風(fēng)固沙功能明顯存在區(qū)域差異，整體呈現(xiàn)由東向西遞減的趨勢(shì)，高值區(qū)面積占比為25.14%，低值區(qū)面積占比為10.97%.

b) 2000?2018年，鄂爾多斯市防風(fēng)固沙功能以平均每年26.96%的變化率波動(dòng)增加. 54.89%的區(qū)域防風(fēng)固沙功能增強(qiáng)，主要分布在準(zhǔn)格爾旗和烏審旗的東南部；29.76%的區(qū)域防風(fēng)固沙功能穩(wěn)定，主要位于杭錦旗、鄂托克旗、伊金霍洛旗的部分區(qū)域；而防風(fēng)固沙功能降低區(qū)域?yàn)?5.33%，主要位于杭錦旗北部的庫(kù)布齊沙漠和鄂托克旗西部地區(qū).

c) 在驅(qū)動(dòng)因素中，鄂爾多斯防風(fēng)固沙功能變化與降雨量呈顯著相關(guān)(P<0.01，R2=0.69)，多年平均降雨量為317.3 mm，呈現(xiàn)波動(dòng)增加的趨勢(shì)，且與防風(fēng)固沙能力的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)較好的一致性，78.59%的區(qū)域二者相關(guān)系數(shù)為0.4~0.9. 土地利用類型變化中，沙地面積減幅為6.51%，其防風(fēng)固沙功能增加了35.00%；草地和林地增加區(qū)域防風(fēng)固沙功能分別增加了20.38%和8.78%，退耕還林還草、沙地改善等有利于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提高的土地利用類型轉(zhuǎn)化，對(duì)改善區(qū)域防風(fēng)固沙功能有積極作用.

d) 生態(tài)保護(hù)和恢復(fù)工程建設(shè)應(yīng)該綜合考慮氣候變化和人類活動(dòng)的復(fù)合影響，發(fā)揮氣候變化帶來(lái)的正面效應(yīng)，結(jié)合鄂爾多斯市的自然地理環(huán)境特點(diǎn)，注重生態(tài)工程布局的區(qū)域適宜性，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的保護(hù)與修復(fù)，持續(xù)發(fā)揮北方防沙帶生態(tài)安全屏障作用.