高健　魏程林　寧小莉

摘要：渾善達(dá)克沙地是內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)距北京市最近的沙源地，其生態(tài)環(huán)境的變化嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)丶熬┙虻貐^(qū)的發(fā)展。通過(guò)對(duì)比分析2001年與2015年渾善達(dá)克沙地所在地區(qū)的自然環(huán)境概況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)特性和生態(tài)環(huán)境的變化狀況，研究該地區(qū)近年來(lái)生態(tài)狀況，分析氣候變化趨勢(shì)、生態(tài)系統(tǒng)組分構(gòu)成、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況以及荒漠化面積變化趨勢(shì)，探討引發(fā)該地區(qū)生態(tài)環(huán)境變化的原因。結(jié)果表明，渾善達(dá)克沙地氣溫和降水量的變化對(duì)于該地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響較小;牲畜數(shù)量呈下降趨勢(shì)，荒漠化程度不斷降低，生態(tài)環(huán)境正逐步得到改善;第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出長(zhǎng)期維持在同一水平上。近年來(lái)，雖然生態(tài)環(huán)境狀況出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，但仍不可忽視惡化地區(qū)，還應(yīng)不斷加強(qiáng)全民生態(tài)意識(shí)，繼續(xù)推進(jìn)禁牧、造林等治理措施。

關(guān)鍵詞：渾善達(dá)克沙地;生態(tài)環(huán)境;生態(tài)系統(tǒng);荒漠化

中圖分類(lèi)號(hào)：X171.1? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2020）03-0042-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.03.009

Causes comparison analysis of environmental changes in Hunshandake in recent 15 years

GAO Jian，WEI Cheng-lin，NING Xiao-li

（Faculty of Resources and Environment，Baotou Teachers' College，Inner Mongolia University of Science and Technology，

Baotou 014030，Inner Mongolia，China）

Abstract： Hunshandake sandland becoming one of the main sand and dust sources in Beijing and Tianjin region， and it threatened the social， economic sustainable development and ecological security around Beijing， Tianjin and north China. The natural environment， socio-economic characteristics and ecological environment of the Hunshandake sandland in 2001 and 2015 were compared， and the ecological status， climate change trends， and components of ecosystem components were analyzed to explore the causes of changes in the ecological environment in this region. The results showed that changes in temperature and precipitation in the Hunshandake sandland have less impact on the ecological environment of the area. Additionally， the number of livestock has shown a downward trend， the degree of desertification has been decreasing， and the ecological environment is improving gradually. Finally， the output of the primary industry was maintained at the same level for a long time. In recent years， although the ecological environment has improved， but still cannot be neglected the deteriorating areas. People must be increase the ecological awareness continuously， and continue to promote governance measures such as grazing prohibition and afforestation.

Key words： Hunshandake sandland; ecological environment; ecological system; desertification

渾善達(dá)克沙地作為內(nèi)蒙古畜牧業(yè)的生產(chǎn)基地，是中國(guó)北方重要的生態(tài)保護(hù)屏障，同時(shí)也是北方草原區(qū)向華北旱作農(nóng)牧區(qū)的過(guò)渡地帶[1，2]。該地區(qū)由于生態(tài)環(huán)境脆弱、人類(lèi)活動(dòng)加劇、土地利用不合理等而被廣泛關(guān)注[1]。前人對(duì)渾善達(dá)克沙地的研究主要集中于氣溫的變化趨勢(shì)[3-5]、沙地風(fēng)蝕坑的形態(tài)特征[6]、放牧對(duì)植被的影響[7]、植被凈初級(jí)生產(chǎn)力變化[8，9]、沙地景觀格局特征與植物多樣性的關(guān)系[10]、防風(fēng)固沙功能的時(shí)空變化規(guī)律[11]、生物量預(yù)測(cè)模型[12]、植被與土壤微生物間的關(guān)聯(lián)性[13]、植物種群結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)演變[14]及沙漠化面積動(dòng)態(tài)分析[15]等。而從宏觀的層面上來(lái)講，了解一個(gè)地區(qū)整體性發(fā)展水平，對(duì)于該地區(qū)的進(jìn)一步發(fā)展有著重要的指導(dǎo)意義。因此，本研究選取2001年與2015年渾善達(dá)克沙地自然環(huán)境特征、社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征和生態(tài)環(huán)境狀況的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，探究引發(fā)渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化的潛在誘因，并為該沙地生態(tài)保護(hù)及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提出對(duì)策與建議。

1? 區(qū)域特征

渾善達(dá)克沙地（111°27′34.2″—117°10′46.9″E，41°10′10.5″—42°58′30.7″N）位于錫林郭勒盟草原的南部地區(qū)，是內(nèi)蒙古自治區(qū)四大沙地之一[15]。渾善達(dá)克沙地東起赤峰市克什克騰旗，西至蘇尼特右旗，北抵蒙古國(guó)邊境，南至河北張家口，總面積約5.2萬(wàn)km2[15]。主要行政范圍涉及赤峰市克什克騰旗及錫林郭勒盟的10個(gè)旗（市、縣）。本研究所稱(chēng)的渾善達(dá)克沙地主要包括錫林郭勒盟的太仆寺旗、蘇尼特右旗、蘇尼特左旗東南部地區(qū)、正鑲白旗、正藍(lán)旗、西烏珠穆沁旗南部、鑲黃旗、阿巴嘎旗南部、錫林浩特市的南部、多倫縣等地。

1.1? 自然環(huán)境特征

渾善達(dá)克沙地位于中溫帶，大陸性氣候分布廣，冬冷夏熱，年均氣溫為1.5 ℃。年降雨量為365.1 mm且集中于7—9月。西部地區(qū)年平均氣溫較高，降水量較少，蒸發(fā)量較大，中部年平均氣溫較低、東部降水量較大、蒸發(fā)量較小[16]。

地勢(shì)呈東南高，多為低山丘陵、盆地交錯(cuò)，向西北逐漸趨于平緩[17]。西部主要集中的是半固定沙地和流動(dòng)沙地，而東部以固定沙地為主[16]。東部和中部地區(qū)的地表水最為集中，如灤河、閃電河和高格斯臺(tái)河等，而西部大多是難以提取的地下水。

內(nèi)陸湖泊和濕地資源豐富，且大多數(shù)是季節(jié)湖，水量極其不穩(wěn)定[18]。土壤類(lèi)型地帶性明顯，東部地區(qū)土壤以有機(jī)質(zhì)豐富、水分補(bǔ)給充足的栗鈣土為主，地面植被具有很好的生長(zhǎng)狀況，為畜牧業(yè)和林業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件。中部地區(qū)以棕鈣土為主，而西部地區(qū)主要以典型的風(fēng)沙土為主（灰鈣土），沙丘活化程度較大。非地帶性土壤主要是土層較厚的風(fēng)沙土，其有機(jī)質(zhì)含量較低并且積聚了大量的鹽分和碳酸鈣[19]。植被以草地植被為主，自東向西依次為草甸草原、半干旱草原和荒漠草原。植被主要有沙地榆、云杉、白樺、沙蓬、黃柳、檸條、錦雞兒等[19]。

1.2? 社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征

渾善達(dá)克沙地主要經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)是畜牧業(yè)。研究區(qū)面積為104 736 km2，約占錫林郭勒盟的51%，人口數(shù)為70.44萬(wàn)人，占全盟的76%（表1）。渾善達(dá)克沙地草地面積91 746.6 km2，占錫林郭勒盟草地總面積的48%。農(nóng)作物總播種面積為189 950 hm2，占錫林郭勒盟農(nóng)作物總播種面積的83%。該地區(qū)肉、毛等主要農(nóng)畜產(chǎn)品約占全盟產(chǎn)量的50%，糧食產(chǎn)量達(dá)到75%（表2）。多年來(lái)，錫林郭勒盟第一產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值呈增加趨勢(shì)，渾善達(dá)克沙地第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占全盟第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值基本保持在61%～66%（圖1、表3）。總體來(lái)說(shuō)，太仆寺旗、多倫縣產(chǎn)值相對(duì)較高，蘇尼特左旗產(chǎn)值相對(duì)較低（表3）。

1.3? 生態(tài)環(huán)境特征

20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，渾善達(dá)克沙地沙漠化面積不斷擴(kuò)大，植被蓋度不斷降低，生產(chǎn)力下降，流動(dòng)沙丘面積也不斷增加，水土流失日益嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，致使沙塵暴等惡劣天氣頻發(fā)，不僅限制了該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，而且對(duì)北京市和天津市的生態(tài)安全產(chǎn)生極大影響[15，17]。

京津地區(qū)風(fēng)沙源頭控制項(xiàng)目于2002年3月正式批準(zhǔn)，通過(guò)封山育林、退耕還林、飛播造林、封禁放牧等措施綜合治理，渾善達(dá)克沙地沙漠化土地狀況得到明顯改善，初步呈生態(tài)環(huán)境恢復(fù)、生產(chǎn)發(fā)展、牧民增收的態(tài)勢(shì)。治理沙化土地達(dá)15.67萬(wàn)hm2，控制水土流失面積達(dá)19.63萬(wàn)hm2[19]，造林面積和封山育林面積逐年上升，2013年達(dá)到峰值（圖2）。由于治理取得了顯著效果，風(fēng)沙天氣明顯減少，退化草場(chǎng)和沙地的植被蓋度和產(chǎn)量得到提升，荒漠化狀況整體得到了明顯改善。

2? 渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化原因分析

2.1? 氣候變化對(duì)比分析

渾善達(dá)克沙地氣候變化采用線性趨勢(shì)估計(jì)方法[21]。該方法是時(shí)間（t）與氣候因子（y）之間的線性函數(shù)關(guān)系y=at+b，其中a是氣候要素的變化趨勢(shì)率（℃/10年），趨勢(shì)率符號(hào)正負(fù)表明氣候要素隨時(shí)間的變化趨向。選取錫林浩特市、蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、多倫縣和阿巴嘎旗5個(gè)氣象點(diǎn)的數(shù)據(jù)作為該地區(qū)氣溫和降水量的數(shù)據(jù)來(lái)源。

近30年渾善達(dá)克沙地年平均氣溫起伏程度較大，總體呈上升趨勢(shì)（圖3），傾向率為0.361 ℃/10年，高于中國(guó)平均氣溫傾向率0.22 ℃/10年[22]。20世紀(jì)80年代末氣溫上升幅度較為顯著，90年代前期有所下跌后期增長(zhǎng)，進(jìn)入21世紀(jì)，從2007年氣溫逐漸降低，2012年年平均溫達(dá)到近30年最低值，該點(diǎn)即為氣溫突變點(diǎn)，是從低溫向高溫突變。2014年年平均氣溫到達(dá)最高值，氣溫變化劇烈。由于缺乏物理機(jī)制的支持，所以即便氣溫出現(xiàn)突變，也難以解釋其產(chǎn)生原因[23]。

1986—2016年年均降水量變化幅度較小，大部分時(shí)間在200～350 mm變化（圖4），傾向率為0.285 mm/10年。2001年渾善達(dá)克沙地年平均降水量為162.4 mm，降水最少，2012年為374.0 mm，降水最多。劉樹(shù)林等[24]研究表明，1953—2002年渾善達(dá)克沙地降水量變化具有較明顯的地帶性，在靠近季風(fēng)邊緣地區(qū)降水變幅逐漸增大。所以，渾善達(dá)克沙地的降水量在不同地區(qū)具有差異性，從東南至西北呈下降趨勢(shì)。

2.2? 生態(tài)系統(tǒng)組分分析

渾善達(dá)克沙地主要以草地生態(tài)系統(tǒng)為主，涵蓋面積中草地面積占95.3%，農(nóng)作物耕地面積占1.1%（表1）。該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中，草地初級(jí)生產(chǎn)力的主要消費(fèi)是草食性牲畜[25]。2015年該地區(qū)總畜牧頭數(shù)達(dá)369.44萬(wàn)頭，比2001年下降42.50%。其中羊所占比例最大，2015年羊總量為297.85萬(wàn)頭，約占該地區(qū)總畜牧頭數(shù)的80.62%，羊總量比2001年下降46.91%。隨著治理措施的不斷加強(qiáng)，渾善達(dá)克沙地的大多旗縣羊的總頭數(shù)呈下降趨勢(shì)（表4）。草食性家畜制約草地植被面積，進(jìn)而對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響，其數(shù)量間接反映著生態(tài)系統(tǒng)的好壞。所以，以草食性牲畜的數(shù)量來(lái)看，渾善達(dá)克沙地出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，則推斷該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)狀況向好的方向扭轉(zhuǎn)。

2.3? 經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)比分析

渾善達(dá)克沙地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)由原本的單一結(jié)構(gòu)向多方位發(fā)展。該地區(qū)第一產(chǎn)業(yè)主要以農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)為主，是經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)力量，第二產(chǎn)業(yè)主要是煤炭采掘業(yè)，由于近些年大量開(kāi)礦，導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p壞周?chē)鷳B(tài)環(huán)境。第三產(chǎn)業(yè)主要是交通運(yùn)輸和旅游業(yè)（圖1）。21世紀(jì)初期，三大產(chǎn)業(yè)所貢獻(xiàn)產(chǎn)值相對(duì)平均。2006后，第二產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值不斷激增，形成了目前第一、三產(chǎn)業(yè)保持穩(wěn)定態(tài)勢(shì)，第二產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)占比較大的格局。

2001—2015年，渾善達(dá)克沙地第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值并沒(méi)有很大提高，可能原因有該地區(qū)黃河水難以深驅(qū)直入，東部濕潤(rùn)氣流無(wú)法到達(dá)，而且受西伯利亞冷空氣影響，該地凍災(zāi)、旱災(zāi)頻發(fā)，而蝗災(zāi)也時(shí)有發(fā)生，其畜牧業(yè)的發(fā)展并沒(méi)有隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快而加快。

2.4? 荒漠化面積對(duì)比分析

隨著渾善達(dá)克沙地地區(qū)的植被不斷受到破壞，覆蓋度逐漸降低，生物種群類(lèi)型隨之減少，土地生產(chǎn)能力下降，裸地面積不斷擴(kuò)大，使得固定沙丘活化，草地逐漸退化，災(zāi)害性天氣頻發(fā)。沙漠化面積成為研究生態(tài)環(huán)境變化的主要因素，2001—2006年未荒漠化面積增加了984 761.2 hm2，2006—2012年則降低了415 240.0 hm2，2001—2012年平均每年減少51 774.65 hm2，說(shuō)明未荒漠化面積出現(xiàn)增加。輕度荒漠化、中度荒漠化年均面積分別增長(zhǎng)了29 313.35、9 671.86 hm2，而重度荒漠化和極重度荒漠化年均面積各自減少了49 866.40、40 893.50 hm2（圖5）。綜合分析表明，該地區(qū)沙地面積不斷縮減，雖然在一定程度上輕度荒漠化和中度荒漠化面積有所增加，但所占比重不大。

2001年荒漠化面積分布特征為自東向西遞增，東部荒漠化程度較輕，中部地區(qū)荒漠化程度較重，西部荒漠化程度最為嚴(yán)重[15]。2012年土地荒漠化總的分布特征基本不變，但變化情況呈西部由極重度荒漠化程度向重度荒漠化過(guò)度，中部中度荒漠化程度基本保持不變，東部荒漠化程度進(jìn)一步減輕。

2.5? 綜合分析

通過(guò)以上對(duì)比分析得出，氣候、生態(tài)系統(tǒng)組分及荒漠化面積的變化與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間相互作用，且共同影響著渾善達(dá)克沙地的生態(tài)環(huán)境。氣候的相對(duì)穩(wěn)定有助于合理利用草地資源、有效發(fā)揮其生態(tài)功能。氣溫與降水量的變化決定了生態(tài)系統(tǒng)的組分構(gòu)成，適宜的溫度和充沛的降水有利于動(dòng)植物的生長(zhǎng)與繁殖。該生態(tài)系統(tǒng)中氮元素的投入與產(chǎn)出量穩(wěn)定有利于維持該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡，而且植被覆蓋度的增加極大地改善了荒漠化問(wèn)題，從而促進(jìn)該區(qū)域農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展。

生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡機(jī)制的穩(wěn)定性有助于維持大氣系統(tǒng)的平衡。2001—2015年渾善達(dá)克沙地年平均氣溫與年平均降水量呈逐漸增加趨勢(shì)，有利于提高飛播造林和封山育林等措施的效率。而未經(jīng)荒漠化和輕度荒漠化地區(qū)的面積在此期間呈遞增趨勢(shì)，嚴(yán)重荒漠化地區(qū)的面積呈遞減趨勢(shì)?？梢哉f(shuō)氣溫與降水的變化間接影響著該地區(qū)土地荒漠化的程度，為荒漠化的治理奠定了外在條件。同時(shí)，荒漠化面積的減少也改善了地表水滲透、流失的現(xiàn)象，優(yōu)化了畜牧業(yè)草場(chǎng)，提升了農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于氣候和生態(tài)現(xiàn)狀的調(diào)節(jié)具有反作用。隨著第二產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，但GDP的不斷增長(zhǎng)使得渾善達(dá)克沙地的生態(tài)治理投資加大。按照生態(tài)治理措施規(guī)劃，努力建設(shè)綠色產(chǎn)業(yè)，以達(dá)到資源永續(xù)利用、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目的，渾善達(dá)克地區(qū)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)健康、綠色發(fā)展。

3? 渾善達(dá)克沙地生態(tài)環(huán)境持續(xù)恢復(fù)對(duì)策與建議

由渾善達(dá)克沙地的生態(tài)現(xiàn)狀分析可知，該地主要任務(wù)是持續(xù)擴(kuò)建穩(wěn)定的草地生態(tài)系統(tǒng)，為該地區(qū)提供良好的生態(tài)、生活環(huán)境。系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定的物質(zhì)循環(huán)，維持物流的動(dòng)態(tài)平衡，有穩(wěn)定的調(diào)節(jié)機(jī)制，具有較強(qiáng)的抗外界干擾能力，構(gòu)建生態(tài)可持續(xù)發(fā)展體系。具體體現(xiàn)在：調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式，減少對(duì)生態(tài)資源的依賴(lài)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展要登高望遠(yuǎn)，跳出自身的資源束縛，減弱依靠草地放牧，春季短期禁牧有利于畜牧業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展、牧民生活質(zhì)量提高和生態(tài)環(huán)境逐步改善等;通過(guò)圍封、割草、晾曬和儲(chǔ)藏等過(guò)程，能夠?qū)⑾那锛竟?jié)天然草場(chǎng)轉(zhuǎn)移到春季，引進(jìn)人工草場(chǎng)和農(nóng)田飼料，減緩草地壓力;嚴(yán)格控制草地的合理利用，對(duì)重度荒漠化以上地區(qū)持續(xù)進(jìn)行飛播封育修復(fù)工程，對(duì)中度荒漠化以下的地區(qū)應(yīng)繼續(xù)深入造林，對(duì)未荒漠化地區(qū)加以保護(hù)，繼續(xù)擴(kuò)大草地面積;相關(guān)部門(mén)加大監(jiān)管力度，嚴(yán)格控制禁牧行為，這樣勢(shì)必會(huì)引起農(nóng)牧民生活問(wèn)題，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)適當(dāng)從資金和飼料方面給予幫助，提升全民的生態(tài)意識(shí)。

4? 結(jié)論

渾善達(dá)克沙地年均氣溫總體呈上升趨勢(shì)，年均降水量總體上變化不大，由此可知?dú)鉁睾徒邓繉?duì)于該地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響較小。該地區(qū)牲畜數(shù)量呈下降趨勢(shì)，草地壓力減小，面積不斷擴(kuò)張，荒漠化程度不斷降低，呈現(xiàn)極重度荒漠化轉(zhuǎn)向重度、重度轉(zhuǎn)向輕度模式，生態(tài)環(huán)境正逐步得到改善。雖然生態(tài)恢復(fù)等因素不斷制約著該地區(qū)第一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但該地區(qū)第一產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期維持在同一水平上。

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收稿日期：2019-06-10

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（NJZZ19185）;國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41901063）;內(nèi)蒙古自治區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目（201605052）;包頭師范學(xué)院高層次引進(jìn)人才科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目（BTTCRCQD2018-08）

作者簡(jiǎn)介：高? ?。?990-），男，內(nèi)蒙古烏海人，講師，博士，主要從事恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究，（電話）13171311128（電子信箱）gaojian5688@163.com;

通信作者，寧小莉（1965-），女，教授，主要從事人居環(huán)境研究，（電子信箱）1725342463@qq.com。