程彥培,陳 立,2,張 琳,陳 江

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所,河北正定 050803;2.中國地質(zhì)大學(xué)水資源與環(huán)境學(xué)院,北京 100083)

土地沙漠化是以風(fēng)蝕為主要特征,以人類不合理經(jīng)濟(jì)活動(dòng)疊加于以空氣動(dòng)力為主的自然營力所造成的土地退化過程[1]。土地沙漠化作為極其重要的環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題困擾著當(dāng)今世界,威脅著人類的生存和發(fā)展[2]。土地沙漠化的演變,雖有系統(tǒng)本身自然屬性決定的內(nèi)在原因,如極不穩(wěn)定的沙質(zhì)土壤基質(zhì)及其脆弱的生態(tài)環(huán)境,但更重要的是人為的外部干擾體系的驅(qū)動(dòng),使得活化的沙物質(zhì)在風(fēng)力作用下發(fā)生運(yùn)移[3]。鹽池縣位于毛烏素沙地西端,屬于我國北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶,土地沙漠化近年來變化很大。我們分析 1961—2005年之間該地區(qū)土地沙漠化動(dòng)態(tài)變化過程和變化規(guī)律,剖析土地沙漠化動(dòng)態(tài)變化的影響因素,以期為該地區(qū)防沙治沙、生態(tài)環(huán)境的重建提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

鹽池縣位于寧夏回族自治區(qū)東部,南、東、北分別與甘肅、陜西和內(nèi)蒙古毗鄰,西與同心縣和靈武市相接,處在鄂爾多斯臺(tái)地西南邊緣向黃土高原的過渡地帶,地理位置為北緯 37°04′—38°10′、東經(jīng) 106°30′—107°41′。 鹽池縣主要為剝蝕的準(zhǔn)平原地形,全縣地勢(shì)南高北低,海拔 1 295—1 951 m,南北明顯地分為黃土丘陵和鄂爾多斯緩坡丘陵兩大地貌單元。氣候?qū)儆诘湫偷闹袦貛Т箨懶詺夂?年均氣溫 8.1℃,年降水量僅 250～350 mm,從東南向西北遞減。土壤類型以灰鈣土為主,其次是黑壚土和風(fēng)沙土,此外還有黃土和少量的鹽土、白漿土等。植被類型有灌叢、草原、草甸、沙地植被和荒漠植被,其中灌叢、草原、沙地植被數(shù)量較大,分布也廣。鹽池縣境內(nèi)沒有天然森林,只有少量人工喬木林和大面積灌木林[4]。

2 土地沙漠化動(dòng)態(tài)特征

1961—2005年,鹽池縣土地沙漠化在不同時(shí)期表現(xiàn)出不同特點(diǎn)。從表1和圖1可以看出,1983年以前,流動(dòng)沙漠化土地面積增加了 190.8 km2,平均年增長率為 3.05%;半固定、固定和總的沙漠化土地面積分別減少了 62.7、508.8和 380.7 km2,年平均減少率為 1.55%、8.76%和2.14%。1983—1989年四類沙漠化土地面積均在增加,增加面積分別為 637.8、744.7、259.7和 1 642.2 km2,平均年增長率為 17.38%、34.38%、27.62%和 23.95%,這段時(shí)間鹽池縣土地沙漠化呈急劇擴(kuò)大趨勢(shì)。截至 1995年,流動(dòng)沙漠化土地面積減少,較 1989年減少了485.5 km2,這主要是自 20世紀(jì) 80年代以后,隨著“三北”防護(hù)林工程的建設(shè),造林工作主要集中在流動(dòng)沙地,從而使流動(dòng)沙地面積逐漸減少。1989—2001年,固定沙漠化土地面積迅速增加了 1 471.7 km2,逐漸形成連片合并,土地沙漠化出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。2001—2005年,除固定沙漠化土地面積在小幅增加外,流動(dòng)、半固定和總的沙漠化土地面積均在減少,這是由于人為因素發(fā)生了轉(zhuǎn)折性的變化后產(chǎn)生的效應(yīng)。

表1 鹽池縣 1961—2005年土地沙漠化變化情況 km2

從各類不同沙漠化土地面積的變化來看,流動(dòng)沙漠化土地面積在 1961—1989年間增加,從 1989年開始減少,這說明在 20世紀(jì) 80年代以前人為破壞主要增加流動(dòng)沙漠化土地的面積,隨后由于造林工作主要集中在這些地區(qū),使得這類沙漠化土地面積逐漸減少。固定沙漠化土地面積在 1961—1983年間大幅度下降,是由于在這個(gè)時(shí)期濫牧、亂挖藥材等行為對(duì)該縣資源造成掠奪式破壞,致使這段時(shí)間固定沙漠化土地面積大幅度減少;從 20世紀(jì) 90年代開始,由于人們環(huán)境意識(shí)的不斷提高、各項(xiàng)水土保持工程措施的先后實(shí)施,固定沙漠化土地的面積又有所增長,生態(tài)環(huán)境狀況開始好轉(zhuǎn)。

圖1 鹽池縣 1961—2005年土地沙漠化動(dòng)態(tài)變化

3 土地沙漠化動(dòng)態(tài)演化影響因素

生態(tài)環(huán)境的演變是特定自然因素和人為干擾的綜合反映,影響鹽池縣土地沙漠化動(dòng)態(tài)變化的因素包括自然因素和人為因素。馬永歡等人[5]認(rèn)為,1981—2005年人為因素對(duì)土地沙漠化的驅(qū)動(dòng)力占 57.82%,自然因素占 32.40%,兩者綜合因素占9.78%。

3.1 自然因素

鹽池縣屬于我國北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶,生態(tài)環(huán)境尤其是草地生態(tài)系統(tǒng)受降水和蒸發(fā)等氣象因子影響較大。從鹽池縣 1988—2005年降水、蒸發(fā)擬合曲線(圖2、3)看出,鹽池縣近 20年降水年際變率較大,但其變化仍保持在正常的氣候波動(dòng)范圍內(nèi),蒸發(fā)呈波動(dòng)式的下降,下降幅度不大。20世紀(jì) 80—90年代氣候變化的總體趨勢(shì)呈波動(dòng)性向暖濕方向發(fā)展,進(jìn)入 90年代以后,本區(qū)氣候明顯地向暖濕方向發(fā)展,不論是與 80年代的平均氣溫相比還是與多年平均值相比,氣溫都有所升高,降水量也有所增加,蒸發(fā)量則有所減少。2000年以后平均氣溫均比 20世紀(jì) 80、90年代和多年平均值要高,蒸發(fā)量均低于 80、90年代和多年平均值,降水則呈現(xiàn)出波動(dòng)式變化,尤其是 2002、2003年是典型的豐水年,降水量比以往年份明顯增多。受氣候的影響,鹽池縣近 20年來的流動(dòng)沙漠化土地面積明顯減少,固定沙漠化土地面積有不同程度的增加。

鹽池縣 2001年前后全面實(shí)行草地禁牧、禁止亂砍亂挖,嚴(yán)格執(zhí)行政府的退耕還林還草政策,這些措施的實(shí)施,為植被的恢復(fù)提供了良好的條件。植被的恢復(fù)與氣象因素息息相關(guān),特別是降水。表2列出了鹽池縣多年平均降水量以及 2002、2003、2004和 2005年的實(shí)際降水狀況,從表2中可以看出,鹽池縣 2002和 2003年是明顯的豐水年。2002年全年降水量比多年平均降水量增加 112.3 mm,高出多年平均值的 39.0%。2005年全年降水量僅為 196.7 mm,低于多年平均降水量 90.8 mm,比 2002年全年降水量少 203.1 mm,比 2003年少 105.4 mm,比 2004年少 86.3 mm;3—5月的降水量 2005年和 2004年基本持平,遠(yuǎn)低于 2002和 2003年,比 3—5月份的平均降水量減少了 45%左右。種子萌發(fā)最重要的 4月,2004年月降水僅為1.1 mm,為同期多年平均降水量的 6%,2005年 4月沒有降雨,雖然影響了 2005年的植被生長,但是經(jīng)過幾年的封育,鹽池地區(qū)的植被狀況處于一種穩(wěn)定狀態(tài),這阻礙了土地沙漠化的漫延,使得土地向良性方向發(fā)展。

表2 鹽池縣降水量變化 mm

3.2 人為因素

許冬梅等人[6]認(rèn)為,鹽池土地沙漠化主要發(fā)生在 0—20 cm表層土壤。在寧夏鹽池縣,第四紀(jì)物質(zhì)分布廣泛,大體上包括上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)兩大類,它們?cè)谖镔|(zhì)機(jī)械組成上的共同特點(diǎn)是都含有較高比例的砂粒,粉黏粒和黏粒比例低。所以該地區(qū)地表存在的大量沙物質(zhì),為土地沙漠化發(fā)生、發(fā)展提供了豐富的物質(zhì)來源。這樣的土壤結(jié)構(gòu),外力的介入使得其脆弱性表現(xiàn)尤為明顯。但同時(shí),鹽池地區(qū)屬于半干旱地區(qū),有多種旱生植物,只要外部干擾消除,這些旱生植物就會(huì)迅速恢復(fù),對(duì)當(dāng)?shù)厣吃淳哂泄潭ㄗ饔谩?/p>

3.2.1 退耕還林還草

在人口急劇增加和以往(1970—1980年)以糧為綱的背景下,鹽池縣大農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了“以牧為主”、“以農(nóng)為主”、“農(nóng)牧并舉”3個(gè)發(fā)展過程,造成耕地面積大幅度增加。官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,截至 2001年底,耕地面積相當(dāng)于 1949年耕地總面積的近 3倍,而實(shí)際耕地面積遠(yuǎn)大于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。張克斌等人[7]認(rèn)為,隨著土地開墾年限的增加,開墾后地表砂粒含量較開墾初期增加了 2.97%,而黏粒含量減少了 1.06%,這說明撂荒種植是導(dǎo)致沙漠化的主要原因。2001年,鹽池縣開始嚴(yán)格實(shí)施國家退耕還林還草工程,當(dāng)年累計(jì)退耕還林還草面積為 2 007 hm2,2002年為 9 096 hm2,2003年為 12 778 hm2。截至 2007年底,該縣退耕還林 6.8萬hm2。退耕還林還草的實(shí)施,使得植物群落組成多樣,生物量也隨之增加,起到了很好的防治沙漠化的作用。

3.2.2 草地禁牧

畜牧業(yè)是鹽池的支柱產(chǎn)業(yè),牲畜量在 2001年之前逐年增加。根據(jù)當(dāng)?shù)?1983年所測(cè)產(chǎn)草量計(jì)算,當(dāng)時(shí)全縣絕大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)草場(chǎng)嚴(yán)重超載。根據(jù)鹽池畜牧局資料,20世紀(jì) 90年代以來,實(shí)際羊只存欄數(shù)在 80萬～100萬只之間,草場(chǎng)載畜量是定額載畜量的 1.6～2倍。過多放牧使得草場(chǎng)負(fù)荷加大,導(dǎo)致植被稀疏、植被結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,草原嚴(yán)重退化、沙化,最終出現(xiàn)流沙,造成土地嚴(yán)重沙漠化。2002年 11月 1日,鹽池縣實(shí)行了全縣禁牧。恰逢 2003年降水較多,植被覆蓋率上升,部分地區(qū)達(dá)到了 90%,裸露沙地明顯減少。

草場(chǎng)封育后,避免了牲畜對(duì)草場(chǎng)的踐踏和啃食,使植被得以休養(yǎng)生息,同時(shí)土壤表層保存了植被的枯枝落葉,隨著封育年限的增加,地表形成了厚厚的腐殖質(zhì)層,土壤肥力增加,并在土壤表面形成結(jié)皮,結(jié)皮中產(chǎn)生大量水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體。有機(jī)質(zhì)增加,土壤的吸濕性、可塑性明顯提高,這在很大程度上改善了土壤的結(jié)構(gòu),使土壤的持水性提高,而且結(jié)皮減少了水分的蒸發(fā),這在封育初期利于植被的生長。在草場(chǎng)封育后,草場(chǎng)內(nèi)植被覆蓋度逐漸增大。

3.2.3 禁止亂砍亂挖

寧夏有五寶,鹽池就占了三寶:甘草、灘羊皮、發(fā)菜。受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng),在2000年之前,到鹽池縣挖甘草的人日益增加。根據(jù)調(diào)查,每年僅挖甘草一項(xiàng)就破壞草地 7 000 hm2,而且此類土地恢復(fù)起來極為困難。據(jù)鹽池縣林業(yè)局資料,1950—2000年僅挖甘草所造成的土地沙漠化面積就高達(dá) 750.57 km2,占 2000年沙漠化土地面積的 24%。采拾發(fā)菜是當(dāng)?shù)赝恋厣衬牧硪环N人為方式,采拾發(fā)菜主要是在地表進(jìn)行,嚴(yán)重?fù)p害了植被根系和土壤結(jié)構(gòu),其造成的土地沙漠化面積無法統(tǒng)計(jì)。需要指出的是,在鹽池采挖甘草和發(fā)菜的并非均為當(dāng)?shù)厝罕?而主要是來自外縣。大量外地群眾涌入,大肆采挖甘草、發(fā)菜,不僅造成了土地沙漠化,而且造成了嚴(yán)重的社會(huì)問題。

2000年底,在自治區(qū)政府的支持下,在兄弟縣市的配合下,鹽池嚴(yán)令禁止采挖甘草和發(fā)菜,這就極大地保護(hù)了當(dāng)?shù)刂脖缓屯寥澜Y(jié)構(gòu),進(jìn)而改善了生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié) 語

(1)1961—2005年,鹽池縣土地沙漠化在不同時(shí)期表現(xiàn)出不同特點(diǎn)。1983年以前,流動(dòng)沙漠化土地面積增加,半固定、固定和總的沙漠化土地面積在減少;1983—2001年,半固定、固定和總的沙漠化土地面積在增加,其中 1983—1989年是鹽池縣土地沙漠化急劇擴(kuò)大階段;2001—2005年,除固定沙漠化土地面積在小幅增加外,流動(dòng)、半固定和總的沙漠化土地面積均在減少。

(2)鹽池縣土地沙漠化受降水和蒸發(fā)等氣象因子影響較大。由于受氣候的影響,鹽池縣近 20年來的流動(dòng)沙漠化土地面積明顯減少,固定沙漠化土地面積有不同程度的增加。植被的生長發(fā)育與降水息息相關(guān),2002、2003年的降水較多,為該地區(qū)的植被恢復(fù)起到了關(guān)鍵作用,從而為沙漠化的逆轉(zhuǎn)提供了良好的外部條件。

(3)退耕還林還草、草地禁牧、禁止亂砍亂挖和植樹造林等措施對(duì)植被的恢復(fù)起到了極大的促進(jìn)作用,對(duì)防治土地沙漠化起到了決定性作用。

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