京北浑善达克沙地荒漠化现状成因与对策

收稿日期:2003204;修订日期:2003205 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40201006)和中科院地理科学与资源研究所领域前沿项目(CX I O G 2B 02205) 作者简介:陈玉福(19682),男,博士,主要研究领域为景观生态学。

Em ail :chenyf @igsn rr 1ac 1cn 文章编号:100726301(2003)0420353207京北浑善达克沙地荒漠化现状、成因与对策陈玉福,蔡强国(中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101)摘　要:位于首都圈北部内蒙古高原的浑善达克沙地是威胁京津地区的一个主要风沙源区,近几十年来荒漠化发展十分迅速,但相应的荒漠化研究却很薄弱。

目前对该区一些局部地区的研究已经揭示了荒漠化快速发展的趋势,但仍缺乏整个沙地荒漠化状况全面和细致的了解。

虽然过度放牧等不合理的人类活动被看作是该区荒漠化的主要驱动力,但只有揭示人类生产系统与土地系统之间的反馈作用机制,才能深刻认识荒漠化的成因,才有望对防治荒漠化提供有效的理论依据。

最后,提出了围绕浑善达克沙地荒漠化问题需要开展的4个方面的研究工作,即潜在生态系统空间格局、荒漠化动态与监测、荒漠化机理、土地质量评价与土地承载力确定。

关　键　词:荒漠化;人类活动;防沙治沙;浑善达克沙地中图分类号:F 931131　引　言荒漠化是一个全球性的生态环境问题,是指发生在干旱、半干旱和干燥半湿润区的土地退化[1]。

荒漠化本质上是生态系统的退化,具有内在的反馈机制,在不同区域其成因也各不相同。

荒漠化的概念在1977年的联合国荒漠化大会之后引入中国,但一直被译为沙漠化,直到1994年在签署《联合国防治荒漠化公约》时将“沙漠化”一词统称为“荒漠化”[2]。

同时,学术界也开始用荒漠化术语,泛指包括风蚀荒漠化、水蚀荒漠化、土壤盐碱化、草地退化等在内的诸多种类型的土地退化[3]。

中国辽阔的北方地区自西向东跨越了干旱、半干旱和半湿润区,有大面积集中分布的沙漠和沙地,是世界上遭受风沙灾害较为严重的地区之一。

近年来,由于气候变化和人类活动等因素的影响,许多地区出现了荒漠化的态势[4]。

根据国家林业局2000年公布的第二次全国荒漠化监测数据,中国荒漠化土地面积为26714万km 2,占国土总面积的2719%。

其中,浑善达克沙地是荒漠化发展最快、危害最严重的地区之一[2]。

是距离首都北京最近的大型沙地,直线距离不足200公里(图1),成为威胁京津地区和造成北京沙尘暴天气的一个主要沙尘源区[5～8]。

鉴于过去对浑善达克沙地荒漠化的基础研究较为薄弱,在当今首都圈生态环境建设中深入开展该地区土地荒漠化机理及其退化土地的恢复重建研究,无疑具有重要的理论价值和现实意义。

第22卷第4期2003年7月地　理　科　学　进　展PRO GR ESS I N GEO GRA PH Y V o l 122,N o 14Ju ly,20032　浑善达克沙地的区域背景与荒漠化状况在我国北方内陆地区主要有西部的8大沙漠和东部的4大沙地,即塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠、库姆塔格沙漠、柴达木盆地的沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、库布齐沙漠和毛乌素沙地、浑善达克沙地(又称小腾格里沙漠)、科尔沁沙地、呼伦贝尔沙地。

此外,还有一些零星分布的面积较小的沙漠和沙地[9]。

浑善达克沙地大致位于112°22′～117°57′E ,41°56′～44°24′N ,沿东西向横亘于内蒙古高原的东部,紧贴燕山丘陵的北麓,东西长约400多km ,南北最宽处为120多km ,跨越了内蒙古克什克腾旗、锡林浩特市、阿巴嘎旗、苏尼特左旗、苏尼特右旗、镶黄旗、正镶白旗、正蓝旗和多伦县等9个旗县(市),土地面积为217×104km 2。

浑善达克沙地在地质构造上属于新生代的断陷沉降带,沉积有很厚的第三系湖相砂页岩、泥岩、薄层灰岩及中细砂岩等,为沙地的主要砂质来源;海拔1100～1300m ,地势由南向北缓降,地面起伏不大,由于沙地孔隙充分吸收降水和拦截源于南部山地的地表水和地下潜流的补给,因而其潜水储量丰富,沙地中散布着众多大小不等的湖沼洼地[10]。

沙地处温带半干旱气候区,年降水量140～400mm ,自西向东递增,土壤以发育在砂性母岩上的风沙土为主,主要建群植物有榆(U l m us p um ila )、褐沙蒿(A rte m isia in tram ong olica )、小叶锦鸡儿(Ca rag ana m icrop hy lla )等。

图1　浑善达克沙地与北京的地理位置关系F ig 11　Show ing the geograph ical po siti on s of the O rtindag sandy land and Beijing沙丘多为固定状态,但自20世纪50年代以来,由于该地区人口和畜牧业压力的增大,土地退化快速发展,特别是近几年固定沙丘活化严重,流动沙丘面积扩展迅速[11]。

关于浑善达克沙地荒漠化的现状和动态,目前尚缺乏一个全面的认识和系统的研究。

乌兰图雅等基于遥感和地理信息系统()453地 理 科 学 进 展 22卷调查分析[12],得出沙漠化土地(裸沙面积大于5%的土地)面积为318154万km 2,约占沙地总面积的59%。

董建林通过对1987年和1999年的两期L andsat TM 卫星影像的分析,指出浑善达克沙地腹地沙化土地扩展迅速,12年间流动沙地面积增加了7倍半,固定沙地大面积缩减[11]。

但他们在研究中仅仅考虑了植被盖度(或裸沙面积)一个特征,而没有考虑荒漠化的其他特征。

如地表风蚀特征、植被盖度、植物物种组成、土壤理化特性、水文特征、社会经济等多个方面[13～16],而且象植物物种组成和土壤理化特性等这些特征很难在遥感影像上反映出来,需要详细的地面调查研究[17～19]。

另外,将裸沙面积大于5%的土地都划为沙漠化土地不太合适,实际上,在干旱-半干旱区,由于降水量较低,植被盖度要远小于100%,如典型草原植被盖度一般为30～60%,荒漠地带的植被盖度更是低于30%[20～21],因此,沙地中有一定面积的裸沙,并不一定意味着荒漠化的存在。

事实上,只有一小部分荒漠化是属于沙漠边缘的扩张,大多数荒漠化是一种相当分散的、斑点状的退化过程[22]。

因此,只有在足够高的数据分辨率和足够小的统计单元的前提下,才能得出可靠的监测数据。

由此可见,目前对整个浑善达克沙地荒漠化的现状尚缺乏系统的了解,进一步结合遥感影像资料、地理信息系统(G IS )、全球定位系统(GPS ),以及地面实测数据,进行多个尺度和不同等级上的信息解译与分析是十分必要的。

3　浑善达克沙地荒漠化成因根据荒漠化的定义,导致荒漠化的驱动因素不外乎气候变化和人类活动两个方面。

人类活动被认为是中国北方当代(近几十年)荒漠化的主要驱动力[23～25],而在地质历史时期的荒漠化中人类活动则仅起到次要的作用[26]。

有关浑善达克沙地荒漠化的成因分析主要集中在人为因素方面,而对于气候变化等自然因素在荒漠化中的作用被摆在次要的位置。

王庆锁等指出开垦土地、过度放牧、机动车辆毁地和旅游等人为干扰活动造成了浑善达克沙地东部森林2草原交错带草场退化和土地沙化的问题[27]。

李青丰等认为草原生态系统内物流的出入失调和季节性的草2畜失衡(实际上也就是过度放牧)是导致草场退化的主要原因[28]。

浑善达克沙地的主要土地利用类型为草场,畜牧业是该区的支柱产业,因此,普遍的过度放牧对该区的荒漠化具有很大的影响作用。

目前我国北方草地普遍处于超载状态,其中内蒙古高原及长城沿线区超载率为30%～70%[29]。

过度放牧导致草地生态系统物质能量的输入和输出失去平衡,长期的过牧状态将会造成草场营养元素的净损失,尤其是氮、磷、钾等一些限制性营养元素的匮缺,将会影响草地植物群落结构,破坏土壤稳定性,大大降低草场的生产力,最终导致生态系统的严重退化[30～31]。

近几十年来,伴随着人口增长和牲畜数量的急剧增加,荒漠化面积也在迅速扩大,例如,位于浑善达克沙地腹地的内蒙古正镶白旗,流沙面积扩大了十几倍,人口由解放初期的213万,增加到目前的713万,牲畜数量由1213万只增加到现在的90万只,牧场超载十分严重。

从这些统计数字,我们不难看出人口持续增长和人类经济活动加剧同土地荒漠化之间的联系。

然而,后者并不是前者的必然结果,人类生产系统与土地系统相互交叉、相互关联,揭示二者之间的反馈作用机制,是理解土地荒漠化成因的关键。

但目前实际地面数据(包括植被、土壤、水文、地质地貌等)和相关的历史资料的缺乏,妨碍了我们对荒漠化机制的深刻认识。

5534期 陈玉福等:京北浑善达克沙地荒漠化现状、成因与对策653地 理 科 学 进 展 22卷4　浑善达克沙地荒漠化防治一提起防沙治沙,人们最容易想到植树造林,然而人们头脑中有树有林的地方多半不是在荒漠。

事实上,许多情况是先有荒漠化,然后才是树木匿迹,绿洲缩减,而不是由于没有了树才出现荒漠化。

当然,也有一些情况是破坏植被在先,如一些地区的滥砍滥伐所引起的土地荒漠化。

实际上,如果一个地方已经出现荒漠化,表明其土壤营养元素和水分含量在下降,是否还适合树木生长尚需考证。

因此,防沙治沙并一定就要植树造林,植树造林在有的地区有效,而在有的地区可能适得其反。

关于植树造林的原则问题,早在20世纪80年代一些著名的科学家就曾有专文论述[32～33]。

在这个问题上必须遵循植被生长需水的区域分异规律,只有在年降水量大于450mm的地区,才会出现地带性森林;而在年降水量小于450mm的地区,只有存在径流补给,地下水埋深较浅的局部生境,才能支持树木的生长。

如在年降水量300～400mm的内蒙古半干旱栗钙土的土层中,由于存在着一层紧实的钙积层而使栽树难以成活;但就浑善达克沙地来讲,由于砂土中无钙积层,且具有良好的蓄水作用,适合适宜当地气候的乔灌树种生长,但仍宜根据沙地或沙丘所埋藏的母质类型和不同部位,因地制宜地选择造林树种[33]。

针对浑善达克沙地荒漠化现状与防治问题,目前多主张采用包括保护现有植被、发展当地经济、植树造林、建立人工饲料饲草基地、依靠政策法律治沙等措施,但普遍缺乏对这些措施的效果和适宜地区的科学评价。

而问题的关键正在于如何来实施这些措施,在哪些地方实施封育,在哪些地方实施轮牧,在哪些地方进行植树造林,对此都需要有科学的依据或全面的考虑,需要基于对不同地区荒漠化动态与机制的认识。

只有在弄清各特定地区荒漠化的具体成因的基础上进行对症施治,方能有效。

同时,如何将这些防沙治沙措施同发展当地经济结合起来以利于长期有效地贯彻这些措施,其中的制度问题也需要进一步探讨。