民勤县荒漠化影响因素定量分析

化发展进程中人为因素占８２％，自然因素占１８％。
关键词：民勤；荒漠化；影响因素；因子分析
中图分类号：Ｘ１４４
文献标识码：Ａ
在荒漠化影响因子研究中，Ｅｔｉｅｎｎｅ［１］从人类对 资源的过度开发方面分析了荒漠化过程；Ｓｔａ— ｓｙｕｋ［２３从土地退化方面分析了沙质荒漠化过程中的 人类行为；Ａｍｍａｒ［３］从土地利用、社会经济因子方 面分析了荒漠土地退化的原因；Ｌａｌ［４３分析了温室气 体引起的气候变化对荒漠化的影响。基于我们对土 地荒漠化成因的理解，荒漠化驱动因子的定性认识 已达成熟阶段，已有进行荒漠化定量分析的先决理 论支持，关键点已经转到“如何进行定量分析”。在 荒漠化影响因素定量分析中，徐建华等用分形方法 分析了沙漠化过程的分形研究的可行性［５］，刘治彦 通过对荒漠化过程的分析，以我国北方荒漠化过程 为例，运用生态经济承载力方法就人类经济活动对 荒漠化影响进行定量实证研究，在此基础上进一步 分析人类不合理经济活动的原因及危害［６］。这些理 论、方法、探索为更深入的定量分析做了指引，将引 起更深层次的定量化研究，为荒漠化防治具体措施 的制定作了理论铺垫。笔者用因子分析法定量分析 了民勤县人为因子及自然因子对荒漠化的影响，通 过对各因子贡献率的确定，判别各因子的作用大小， 以实现荒漠化宏观调控，为荒漠化防治具体措施的 制定提供科学依据。
特征根
旋转后各因子提取方差比
方差百分比／％
累积贡献率／％
从表３可以看出，第一主分量主要是农村人口、
增长的需求，或者费用太高，人类的活动行为将向第
地下水矿化度、小麦单产量、打井眼数、年粮食产量，
二个趋势发展，并且对自然资源的掠夺可能比以前
皆属于人为因素指标。其中以农村人口、矿化度和 规模更大、范围更广、破坏程度更严重；第二主分量
＾＝１
由于指标量纲不同ຫໍສະໝຸດ Baidu计算时首先对数据进行标
准化处理，然后以该标准化数据值在统计软件ｓＰＳＳ
中用因子分析法实现数据处理［１ ６｜。 选用指标中的人为因素统计数据来源于公开出
版物，主要有：《甘肃省农村年鉴》、《甘肃年鉴》、《甘
肃民勤连古城自然保护区科学考察集》ｒｌ ７］；气象资
料来源于甘肃省治沙研究所，时段为１９８９—２００３
４结果与分析
高以大水漫灌为基础，从而引起盐分向上运动，加剧 了盐渍化进程；农村用电量与上游来水量有较高的
４．１指标内部关系分析
负相关性（一０．７０７），上游来水的减少以及地下水位 的下降必然引起抽取地下水的难度，而农村用电途
从表ｌ中可以看出，农村人口与年机电井眼数、
径主要是灌溉，这是主要的原因。
表１指标内部相关系数矩阵
２ 指标选取
从民勤荒漠化定性分析［９＿１４３中可以看出，民勤 现代荒漠化主要表现为以反复垦殖、弃耕、水资源过 度利用为主导的荒漠化，滥牧、滥伐只是过去的行 为，气候在近几十年来没有太大的变化。因此，本研 究主要根据研究区社会经济活动中资源利用特征， 并考虑到数据可获性和长时段数据的统一性，选取 了对荒漠化影响较大的９个人为因素指标：年末农 村人口、耕地面积、粮食产量、造林面积、机电井眼 数、小麦单产量、农村用电量、地下水矿化度、上游来 水量和两个自然因素指标：年沙尘天数、年降水量， 共１１个指标来分析荒漠化影响因素。
主譬量
ｏ．８４９ —Ｏ．１６５
ｏ．０４０ Ｏ．１０３ 一ｏ．５９５
３ 一Ｏ．２７９
ｏ．６５６ Ｏ．８９７ 一Ｏ．２０８ Ｏ．２３９
５ 讨论
获取了成分结构的组成情况后，依据各主成分 的方差贡献率（表２），按公式（１）可计算人类因素和 自然因素对土地荒漠化的贡献率。结果表明， １９８９—２００３年间，荒漠化发展中的人为因素占 ８２％，自然因素占１８％，这说明了在民勤县荒漠化 的现代进程中，主要以人类活动的影响最为突出。 如研究区的水文状况受到人类活动的广泛干扰，由 于红崖山水库的修建及打井提水等活动，地面水因 子的自然分配过程被破坏而造成空间分配不平衡， 致使该县水文条件发生非自然性变化，促使生态环 境发生变化，而河道植被的衰亡也激发了土地荒漠 化的发展。
１ 研究区概况
３研究方法
民勤县地处河西走廊东北部，石羊河流域下游， 东北与腾格里沙漠接壤，西北为巴丹吉林沙漠。民 勤绿洲是指红崖山一黑山一阿拉古山一线以北地
由于对荒漠化影响的因子很多，因此选用因子 分析法进行分析较宜‘１３］。在因子分析法中，将主成 分因子分解为人类因素和自然因素，对因子载荷矩
收稿日期：２００６一０８一０７；改回日期：２００７一０２—０２ 基金项目：甘肃省自然科学基金项目（甘肃河西走廊荒漠化防治机理研究）资助 作者简介：蒋志荣（１９５９一），男，教授，博士，从事荒漠化研究。Ｅ—ｍａｉｌ：Ｊｚｈｉｒｏｎｇ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１．４０２，其涵盖整个变量的信息分别是５７．３２８％、 １６．０３６％和１２．７４４％。由于前三个主分量综合了 整个信息量的８６．１０７％，因此只取前三个主分量， 但是直接得出的主分量表没有实现对环境因子的解 释，为了将主分量放在最有利于分析的空间使得对 公因子的命名和解释更明确，对因子模型实行了正 交旋转变换，从而实现了对因子的解释。从主分量
摘 要：通过对民勤县荒漠化影响因素的考察，以年末农村人口、耕地面积、粮食产量、造林面积、机电井眼数、小麦
单产量、农村用电量、地下水矿化度、上游来水量、沙尘天数、降水量１１个指标的逐年变化数据，利用因子分析法对
各影响因素的内在结构及各类因子对荒漠化进程的影响程度进行了分析。结果表明，１９８９—２００３年间，该县荒漠
第２８卷第１期 ２００８年１月
中 国 沙漠
ＪＯＵＲＮＡＩ。０Ｆ ＤＥＳＥＲＴ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
文章编号：１０００一６９４Ｘ（２００８）０１－００３５一０４
Ｖ０１．２８ Ｎｏ．１ Ｊａｎ． ２００８
民勤县荒漠化影响因素定量分析
蒋志荣１’２，安力３，柴成武４
（１．甘肃农村发展研究院，甘肃兰州７３００７０；２．甘肃农业大学林学院，甘肃兰州７３００７０；３．甘肃农业大学农学院，甘肃 兰州７３００７０；４．甘肃省治沙研究所／甘肃省荒漠化防治重点实验室。甘肃武威７３３０００）
１ ｏ．９２８ ｏ．４６７ Ｏ．７６０ 一Ｏ．１１７ ｏ．８２１ Ｏ．８２０
主譬量
ｏ．３１９ Ｏ．７６８ ｏ．５３１ Ｏ．９３４ ｏ．４４８ ｏ．４１２
３ 一Ｏ．０４１ 一ｏ．１０２ 一ｏ．３５６
Ｏ．２２７ 一ｏ．３１９
Ｏ．０２２
项目
农村用电 沙尘天数 年降水量 矿化度 上游来水
１ ｏ．４３３ 一０．３８０ Ｏ．３３６ 一ｏ．９３５ 一０．３１４
打井眼数的载荷较高，说明这个分量主要是人口压 与造林面积、农村用电量、耕地面积、上游来水量关
力和水资源短缺对荒漠化的加速作用。随着人口的
系较密，亦属于人为因素。在该分量中，与荒漠化直
增加，对资源的需求变的越来越多，这样在科技的发 接相关的高载荷指标为造林面积，载荷达Ｏ．９３４，为
展下出现了两种趋势：利用科技的作用提高资源利
上游来水量一ｏ．４９１
耕地 面积
粮食 产量
造林 面积
１．ｏｏｏ Ｏ．７９９ ｏ．６４０ Ｏ．７６１ Ｏ．６９８ Ｏ．８８３ 一ｏ．３７１ ｏ．０９７ 一ｏ．３３７ 一Ｏ．６２８
１．Ｏｏｏ Ｏ．３２６ ｏ．９７５ Ｏ．８３４ Ｏ．８７９ 一Ｏ．６１０ 一ｏ．０４２ 一ｏ．５８２ 一Ｏ．６３９
１．０００ ｏ．２５１ ｏ．２９４ ｏ．６７９ ０．０３９ ｏ．２０ｌ ｏ．１５８ 一Ｏ．４６５
区［７］。民勤县地处温带干旱荒漠气候区，多年平均 气温７．８℃；平均年降水量１１３．２ ｍｍ，蒸发量 ２ ６４４ ｍｍ，属全国最干旱地区之一。土壤类型以风 沙土、灰棕漠土、草甸土、草甸沼泽土为主，耕作土壤 是灰棕漠土、草甸土等土类经过长期灌溉淋溶、耕作
施肥等人为作用下形成的特殊土类一绿洲灌漠
土∞］。民勤沙区植被资源主要包括荒漠植被、人工 防护林植被和经济林木三大类。植被类型以蒺藜 科、黎科、柽柳科、禾本科为主要科类。
在民勤，自然因素是相对不变的，但人为因素随 时都在发生变化。当人类的活动向有利于荒漠化的 方向发展时，随之也就引起了当地自然环境的逐渐 恶化，而恶化了的自然环境反过来又制约当地社会 经济的发展。民勤沙井子地下水位的变化，就是严 重制约当地社会经济发展的最好例证。２０世纪８０ 年代以前（１９６１—１９７８），沙井子地下水位在５．２０ ｍ 以上；１９７８—１９８８年，地下水位在９．００ ｍ以上； １９８８—１９９８年，地下水位１５．６８ ｍ；１９９８—２００１ 年，地下水位１７．９６ ｍ［１４３；目前，地下水位已经下降 到１８．ｏｏ～３０．００ ｍ以上，最深达３５．ＯＯ ｍＬｌ７Ｊ。地 下水位的下降是造成民勤绿洲边缘植被退化的原 因。随着主要经济资源（水资源）衰减，农业内部产 业结构调整有被迫加快的趋势，必将导致经济运行
年降 水量
矿化 度
１．０００ 一ｏ．４９７
ｏ．０８５
１．ｏｏｏ ｏ．１８３
上游 来水量
１．Ｏｏｏ
４．２影响因子解释
对原始数据经过零均值标准化处理后用ＳＰＳＳ 软件的因子分析程序直接得出总方差解释表和主成 分与环境因子对应表，其中因子提取根据数学理论 以８５％的贡献率为基准要求。在表２中，第一、二 主分量的旋转特征根分别是６．３０６、１．７６４和
万方数据
３６
中 国 沙漠
第２８卷
阵进行成分结构分析，并提取因子分析的方差解释
地下水矿化度、耕地面积、粮食总产量、农村用电量
及因子载荷矩阵的计算结果，若以Ｆ代表人类或自
有较高的相关性，这是因为农村人口的增加引起了
然因素的贡献率，ｍ为提取的成分数，＾代表人类因
用水量的增加以及种植面积的增加；耕地面积与粮
年。
反向关系说明科技的贡献大于荒漠化的负面效应， 而人口的增加又对粮食总产量的提高具有正面效 应；造林面积与耕地面积密切相关。近年来，国家给 民勤以较大的投资来改善沙区生态环境，使林地面 积增加，这些林木一部分是退耕还林的结果，另一部 分是固沙工程中的防风固沙林，也直接或间接的利 用了耕地；年机电井眼数的增加标志着地下水开采 量的增加，从而引起地下水位的下降以及水质的恶 化，而上游来水减少又会引起打井数量的增加，表现 出了年机电井眼数数量与上游来水量的一定相关 性；小麦单产量与地下水矿化度相关系数达 一Ｏ．７３０，有较强的负相关性。调查中发现单产的提
打井 眼数
１．０００ ｏ．８５１ ｏ．８２５ 一Ｏ．５９５ ｏ．００８ 一Ｏ．６５５ 一Ｏ．６０１
小麦 单产
农村 用电
１．ＯｏＯ ｏ．６９９ 一ｏ．３６５ ｏ．３１２ —０．７３０ 一Ｏ．４９７
１．ｏｏＯ 一ｏ．４８８ 一ｏ．０７１ —Ｏ．２５９ 一Ｏ．７０７
沙尘 天数
１．ｏｏｏ ｏ．４５３ ｏ．２０２ Ｏ．３７４
这个分量的主要部分，可以理解这个分量为人类对
用率或继续以前的掠夺式方式向自然索取。在这两 生态环境的改善分量；第三主分量主要为年降水量
种趋势下，如果科技所起的作用难以满足当地人口
和沙尘暴天数，为自然因素。
表３旋转主分量矩阵
Ｔａｂ．３ Ｍａｔｒｉｘ ０ｆ ｒｏｔａｔｅｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
项目
农村人口 耕地面积 粮食产量 造林面积 打井眼数 小麦单产
Ｔａｂ．１ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃＯｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍａｈ’ｉｘ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｎｄｅｘｅｓ
项目
农村 人口
农村人口
１．ＯｏＯ
耕地面积
０．６８３
粮食产量
ｏ．８８９
造林面积
ｏ．１８０
打井眼数
Ｏ．９１８
小麦单产
Ｏ．８９２
农村用电量 ０．６８４
沙尘天数 一ｏ．４３２
年降水量
ｏ．２８８
矿化度
一ｏ．８２７
素成分数（＾≤ｍ），Ｋ，（ｊ一１，２，……，＾）为五个归为
食产量、造林面积、小麦单产、农村用电量有较高的
人类因素的成分因子的贡献率，则人类因素或自然
相关性则是由于小麦单产的提高依赖于科技的进
因素对土地荒漠化的驱动力可表示为口５｜：
步，同时，荒漠化的不断发展会降低小麦单产，这种
＾
Ｆ一∑Ａ｝，
（１）
∑Ａｔ
万方数据
第１期
蒋志荣等：民勤县荒漠化影响因素定量分析
３７
的载荷阵可以明显看出各主分量所综合的主要环境
因子（表３）。
表２总方差解释
Ｔａｂ．２ ＥｘｐＩａｉｎ ｔｏ ｔＯｔａｌ ｖａｒｉａｎｃｅ
主分量
特征根
６ 乱Ｌ ４
２ ７ ４ ４
６
豇Ｌ屯１ Ｌ吼ｎ仉吼们惦舟“ ｌ詈ｍ讹喜ｉⅢ㈣俨驴ｍ｜３一、：．Ｊ ６坞：２
协方差矩阵的特征根
方差百分比／’％
５７．３２８ １６．０３６ １２．７４４ ８．５２１ ４．０４０ Ｏ．９４】 Ｏ．３９１ ４．９７３Ｅ １５ １．３５１Ｅ一１５ —２．６１０Ｅ一１７ 一１．３０７Ｅ一１５
累积贡献率／％
５７．３２８ ７３．３６３ ８６．１０７ ９４．６２８ ９８．６６８ ９９。６０９ １００．０００ １００．ＯＯＯ １００．０００ ｌＯＯ．０００ １００．ＯＯＯ