孫桂麗， 李 雪， 劉燕燕， 鄭佳翔， 馬 婧， 冉亞軍

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.干旱區(qū)林業(yè)生態(tài)與產(chǎn)業(yè)技術(shù)重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830052）

荒漠化是目前最為嚴重的生態(tài)問題之一［1］，荒漠化的肆虐嚴重影響到人類的生存環(huán)境和社會經(jīng)濟發(fā)展［2］。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織和環(huán)境規(guī)劃署的資料統(tǒng)計，當(dāng)前全球約1/5人口受荒漠化危害影響，約1/3的陸地面積受不同程度的荒漠化威脅［3-4］?；哪粌H導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化，使人們可利用的生態(tài)資源減少，同時它加劇了貧富差距，不斷侵蝕著生態(tài)、生產(chǎn)、生活空間，嚴重危及到社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)安全［5］。

當(dāng)前，我國干旱、半干旱地區(qū)是荒漠化問題最為嚴重地區(qū)，眾多學(xué)者開展了大量相關(guān)研究［5］，如張建香等［6］利用RS 和GIS 技術(shù)，構(gòu)建黃土高原荒漠化風(fēng)險體系，探究不同區(qū)域荒漠化風(fēng)險的主要形成原因；努爾麥麥提·如孜等［7］基于RS 和GIS 技術(shù)，用植被覆蓋度作為荒漠化評價指標(biāo)，分析新疆和田地區(qū)荒漠化時空特征；李雨薇等［8］以錫林郭勒草原為研究區(qū)域，利用集對分析法、自然風(fēng)險指數(shù)法構(gòu)建荒漠化風(fēng)險評價體系，對荒漠化災(zāi)害風(fēng)險開展動態(tài)評估，但有關(guān)吐魯番市的荒漠化研究主要集中在荒漠化土地分類、綠洲-荒漠生態(tài)系統(tǒng)交錯帶環(huán)境演變、荒漠化演變趨勢等相關(guān)研究［9-11］，有關(guān)荒漠化風(fēng)險的研究鮮有涉及。吐魯番市地處極端干旱區(qū)，植被稀疏，風(fēng)沙災(zāi)害頻繁，屬于典型的荒漠區(qū)，生態(tài)環(huán)境極其脆弱，荒漠面積占吐魯番市總面積的46.87%［9-10］。同時，該區(qū)為全國重點的特色旅游勝地和知名瓜果之鄉(xiāng)，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，保護生態(tài)環(huán)境，使得支柱產(chǎn)業(yè)能夠良性可持續(xù)的發(fā)展刻不容緩。因此，本文采用3S技術(shù)，對不同時期吐魯番市的土地利用數(shù)據(jù)、自然環(huán)境、氣候和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)進行收集、整理、分析，建立吐魯番市荒漠化風(fēng)險評價模型，分析區(qū)域荒漠化風(fēng)險分布范圍和變化規(guī)律，為未來吐魯番市的荒漠化治理與防控提供理論依據(jù)，為改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況

吐魯番市位于新疆維吾爾自治區(qū)中東部，地理位置87°50′～91°10′E，42°30′～43°20′N，下轄高昌區(qū)、鄯善縣、托克遜縣（圖1），西南與巴音郭楞蒙古自治州相接，東鄰哈密，北隔天山與烏魯木齊市及昌吉回族自治州接壤［10-11］。吐魯番市地形復(fù)雜，三面高山環(huán)繞，中部低洼，是一個典型的封閉式盆地。北部為天山支脈博格達山，西面為喀拉烏山，中部火焰山將吐魯番盆地一分為二，盆地內(nèi)的艾丁湖其最低點-155 m，是吐魯番市最低點，也是我國內(nèi)陸最低洼地［12-14］。吐魯番市屬于暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候，風(fēng)力強、氣溫高、晝夜溫差大、日照時間長、降水少，因此得名“風(fēng)庫”、“火州”［15-16］。不同的地形、氣候條件形成了獨特的植被和土壤條件，植被種類多為耐旱、耐寒植物，而戈壁灘上大多寸草不生［17-18］。

圖1 研究區(qū)概況圖Fig.1 Overview map of the study area

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

土地利用數(shù)據(jù)來自云地理監(jiān)測平臺(http://www.dsac.cn/)，將吐魯番市的土地利用數(shù)據(jù)劃分為“生活空間”、“生態(tài)空間”、“生產(chǎn)空間”。氣象數(shù)據(jù)包括降水量、平均氣溫、起沙風(fēng)天數(shù)、平均風(fēng)速4 個氣象數(shù)據(jù)。下墊面數(shù)據(jù)包括植被覆蓋度、生境質(zhì)量指數(shù)、坡度、坡向。社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)包括人口密度、牲畜數(shù)量、第一產(chǎn)業(yè)GDP。數(shù)據(jù)來源與處理見表1。

表1 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理Tab.1 Data source and data processing

2.2 研究方法

（1）生境質(zhì)量指數(shù)

根據(jù)吐魯番市的土地分類二級矢量數(shù)據(jù)計算生境質(zhì)量指數(shù)［19-20］，公式如下：

式中：Abio為縣級生境質(zhì)量歸一化系數(shù)（參考值為511.264）；βi為第i類土地結(jié)構(gòu)類型的權(quán)重系數(shù)，各土地類型權(quán)重為林地0.35、草地0.21、水域0.28、耕地0.11、建設(shè)用地0.04、未利用地0.01；Mi為區(qū)域內(nèi)某類土地類型的面積；Z為吐魯番市各縣區(qū)域的面積。

（2）指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

荒漠化風(fēng)險評價指標(biāo)包括正向和負向指標(biāo)，正向指標(biāo)指該指標(biāo)值越大，荒漠化風(fēng)險越低，反之亦然，植被覆蓋度、生境質(zhì)量指數(shù)、降水量、第一產(chǎn)業(yè)GDP為正指標(biāo)。起沙風(fēng)日數(shù)、平均氣溫、平均風(fēng)速、坡度、坡向、人口密度、牲畜數(shù)量為負指標(biāo)。正負向指標(biāo)處理方法［21-22］見公式（2）和公式（3）：

式中：Fi為評價指標(biāo)i的標(biāo)準(zhǔn)化值；fi為評價指標(biāo)i的原始值；fmax、fmin分別為評價指標(biāo)i的最大值和最小值。

（3）荒漠化風(fēng)險綜合評估

荒漠化風(fēng)險［23-24］計算公式如下：

式中：R為荒漠化風(fēng)險指數(shù)；Fi為第i種指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；Wi為第i種指標(biāo)所占權(quán)重。其中，R值越大表示風(fēng)險指數(shù)越低；R值越小表示風(fēng)險性指數(shù)越高。

荒漠化風(fēng)險轉(zhuǎn)移矩陣［25-26］，用以分析荒漠化風(fēng)險的轉(zhuǎn)移方向和轉(zhuǎn)移面積，計算公式如下：

式中：Sij為土地類型i轉(zhuǎn)變?yōu)轭愋蚸的概率；n為地類數(shù)目。

荒漠化風(fēng)險多度指數(shù)、重要度指數(shù)［26-27］計算公式如下：

式中：Dij為i區(qū)域j類型荒漠化風(fēng)險的多度指數(shù)；Nij為i區(qū)域j類型荒漠化風(fēng)險的斑塊數(shù)；N為各研究區(qū)域全部風(fēng)險類型的斑塊數(shù)；IVij為i區(qū)域j類型荒漠化風(fēng)險的重要度指數(shù)；Bij為i區(qū)域j類型荒漠化風(fēng)險的面積占i區(qū)域總面積的百分比。多度指數(shù)越高，說明該風(fēng)險等級分布越廣泛，斑塊數(shù)量較多，但并不能說明其面積大小，反之亦然；重要度指數(shù)越高，說明該風(fēng)險等級影響越大，占據(jù)的主導(dǎo)地位越高，反之亦然。

（4）荒漠化風(fēng)險驅(qū)動力分析

荒漠化風(fēng)險驅(qū)動力采用地理探測器模型進行分析，包括因子探測和交互作用探測［28-30］，具體計算公式如下：

地理探測器驅(qū)動力分析的交互作用探測用以識別不同評價指標(biāo)之間的相互作用，即評價指標(biāo)X1和X2共同作用時對荒漠化風(fēng)險Y的影響情況。其方法為先分別計算2 個評價指標(biāo)（X1、X2）對荒漠化風(fēng)險（Y）的q值，即q（X1）和q（X2）；然后再分別計算該評價指標(biāo)交互作用時的q值，即q（X1ΩX2）；最后將q（X1）和q（X2）之和與q（X1ΩX2）進行比較，根據(jù)q值的大小結(jié)果可分為非線性增強、單因子非線性減弱、雙因子增強、獨立和非線性增強5種情況。

2.3 荒漠化風(fēng)險評價指標(biāo)確定

總結(jié)分析前人的研究［2,4,6-8,24,26］，同時依據(jù)研究區(qū)域的實際情況，選擇氣候因素（降水量、平均氣溫、起沙風(fēng)天數(shù)、平均風(fēng)速），下墊面因素（坡度、坡向、植被覆蓋度、生境質(zhì)量指數(shù)），社會因素（人口密度、牲畜數(shù)量、第一產(chǎn)業(yè)GDP）作為研究區(qū)域荒漠化風(fēng)險評價的影響指標(biāo)。其確定依據(jù)如下：

由于吐魯番市屬于大陸性干旱荒漠氣候，降水量少，氣溫高是該地的顯著性氣候特點［9-10］，降水量和平均氣溫兩者是相輔相成的，降水量少平均氣溫高，則該地的空氣干燥、土壤含水量少，植被的生長環(huán)境惡劣，將會造成部分植物生長不良甚至其環(huán)境不適宜部分植物生長，植被覆蓋度較低則會影響該地的防風(fēng)治沙效果［4,8］。吐魯番市頻繁發(fā)生8級以上的大風(fēng)，且更大風(fēng)力的天氣也偶有發(fā)生。而由于該地的土壤質(zhì)地干燥，大風(fēng)天氣時其風(fēng)速很容易帶動地表的細小顆粒造成風(fēng)沙危害，進而加重荒漠化風(fēng)險狀況。因此，結(jié)合吐魯番市當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r選取荒漠化風(fēng)險評價的氣候因素指標(biāo)。

植被覆蓋度是衡量荒漠化程度的一個重要指標(biāo)，植被覆蓋越高，該地的荒漠化越輕，其荒漠化風(fēng)險也就越小，反之亦然［5,8］。生境質(zhì)量指數(shù)是根據(jù)生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行計算用以衡量其土地利用程度，其越高，表明該地的生態(tài)狀況越好，其荒漠化風(fēng)險也就越小，反之同理［8,24］。吐魯番市的地貌特點是四面環(huán)山，中部橫亙火焰山，北面山脈坡度較為陡峭，南面山脈較為平緩［11-13］。不同的坡度、坡向，其光照強弱、風(fēng)力大小、自然環(huán)境狀況差異都會很大，這些在很大程度上都會影響荒漠化風(fēng)險程度。

荒漠化的發(fā)生受社會因素制約很大，比如人口增長過快擠壓生態(tài)空間、在注重經(jīng)濟增長的同時忽略對自然環(huán)境的破壞［1-2,7］，這都會影響荒漠化風(fēng)險的嚴重程度。吐魯番市的經(jīng)濟發(fā)展主要依賴于第一產(chǎn)業(yè)［10,14-16］，若第一產(chǎn)業(yè)面積不斷增長不僅可增加人們的經(jīng)濟收入，同時也表明該地的荒漠化狀況在向好改變，土地質(zhì)量在不斷增加，荒漠化風(fēng)險程度也就越輕。牲畜對土壤植被的啃食嚴重影響到一個地區(qū)的荒漠化風(fēng)險程度，若牲畜數(shù)量過多放牧地點過于集中，則該地的植被狀況會較差，嚴控牲畜數(shù)量有助于減輕荒漠化風(fēng)險程度。通過層次分析法獲得各指標(biāo)因子權(quán)重如表2所示。

表2 吐魯番市荒漠化風(fēng)險評價指標(biāo)體系Tab.2 Evaluation index system of desertification risk in Turpan City

3 結(jié)果與分析

3.1 吐魯番市荒漠化風(fēng)險評價

3.1.1吐魯番市荒漠化時空分布 利用荒漠化風(fēng)險公式（4）計算得到吐魯番市荒漠化風(fēng)險（圖2）。在ArcGIS 中通過利用重分類將吐魯番市的風(fēng)險值（321.42×10-3～737.39×10-3）采用自然斷點法劃分為5個等級：極高風(fēng)險、高度風(fēng)險、中度風(fēng)險、低度風(fēng)險、極低風(fēng)險。

圖2 吐魯番市荒漠化風(fēng)險分布Fig.2 Desertification risk distributions of Turpan City

圖2 可以看出，吐魯番市的荒漠化風(fēng)險分布差異明顯。2000—2018 年吐魯番市的荒漠化風(fēng)險主要以極高風(fēng)險和高度風(fēng)險等級為主，中度風(fēng)險和低度風(fēng)險等級為輔，極低風(fēng)險等級分布較少。2000年吐魯番市極高風(fēng)險等級主要分布在西部托克遜縣的庫米什鎮(zhèn)、伊拉湖鎮(zhèn)、阿樂惠鎮(zhèn)和鄯善縣的中部和南部；高度風(fēng)險等級分布較為廣泛，在托克遜縣和鄯善縣的大部分地區(qū)均有分布；中度風(fēng)險等級主要分布在高度風(fēng)險和低度風(fēng)險等級的交界地帶；低度風(fēng)險和極低風(fēng)險等級主要分布在高昌區(qū)。至2005 年，托克遜縣的荒漠化風(fēng)險等級明顯降低，高昌區(qū)和鄯善縣荒漠化風(fēng)險等級升高。2010、2015年荒漠化風(fēng)險等級整體與2005年相比變化幅度較小，但極低風(fēng)險等級面積增加，風(fēng)險等級有所降低。2018 年吐魯番市托克遜縣的極高風(fēng)險等級面積略微增加，主要增長地為托克遜縣的博斯坦鄉(xiāng)和庫米什鎮(zhèn)。

綜上分析，吐魯番市的荒漠化風(fēng)險呈現(xiàn)局部變差整體向好的趨勢，極高風(fēng)險等級的面積在吐魯番市東部鄯善縣顯著增加，其原因可能是東部鄯善縣大部分土地是未利用地，該地域植被稀疏，地表覆蓋程度較差，風(fēng)沙危害現(xiàn)象頻繁發(fā)生，氣候干旱再配以惡劣的地形條件均會導(dǎo)致荒漠化風(fēng)險加重。同時極高風(fēng)險區(qū)面積總體在吐魯番市西部托克遜縣顯著減少，其原因在于托克遜縣是一個農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)緊密結(jié)合的典型農(nóng)業(yè)區(qū)，當(dāng)草地畜牧嚴重再加之氣候干旱和草地缺水等均會導(dǎo)致地被環(huán)境變差，而實施草原生態(tài)保護機制，劃分禁牧區(qū)，控制牲畜數(shù)量，使生物多樣性增加，草原生態(tài)得到明顯改善，對荒漠化風(fēng)險降低有一定影響［31-33］。

3.1.2吐魯番市荒漠化風(fēng)險面積轉(zhuǎn)移 通過公式（5）計算得出研究時段內(nèi)吐魯番市的荒漠化風(fēng)險面積轉(zhuǎn)移變化（表3）。2000—2005年吐魯番市的荒漠化風(fēng)險呈上升趨勢，主要表現(xiàn)為荒漠化極低風(fēng)險面積減少，向低度風(fēng)險等級轉(zhuǎn)移；極高風(fēng)險和高度風(fēng)險等級相互轉(zhuǎn)移，但正向轉(zhuǎn)移較多，主要在鄯善縣；總體來看，2000—2005 年極低風(fēng)險等級面積減少，極高、高度、中度風(fēng)險面積增加，荒漠化風(fēng)險等級上升。這一時期，吐魯番市的牲畜數(shù)量大幅度增加，受干旱氣候，超載放牧，草場生態(tài)壓力加大，區(qū)域環(huán)境惡化等的影響，可能是導(dǎo)致其荒漠化風(fēng)險加重的原因。2005—2010 年吐魯番市的荒漠化風(fēng)險呈下降趨勢，主要表現(xiàn)為極高風(fēng)險面積減少，主要向高度風(fēng)險等級轉(zhuǎn)移；低度風(fēng)險等級面積減少，主要向極低風(fēng)險面積轉(zhuǎn)移；中度風(fēng)險等級面積減少，主要是向低度風(fēng)險等級轉(zhuǎn)移。

表3 2000—2018年吐魯番市荒漠化風(fēng)險面積轉(zhuǎn)移矩陣Tab.3 Desertification risk area transfer matrix in Turpan City from 2000 to 2018 /km2

2010—2015 年吐魯番市的荒漠化風(fēng)險等級表現(xiàn)出上升趨勢，主要表現(xiàn)為相鄰風(fēng)險等級相互轉(zhuǎn)化，但是高度風(fēng)險等級向極高風(fēng)險等級轉(zhuǎn)移面積較多；低度風(fēng)險等級、中度風(fēng)險等級面積減少，主要向較高風(fēng)險等級轉(zhuǎn)移。綜合來看，2010—2015年荒漠化風(fēng)險等級增加，極高風(fēng)險等級、高度風(fēng)險等級、中度風(fēng)險等級面積增加。2015—2018 年吐魯番市的荒漠化風(fēng)險等級略增加，風(fēng)險等級趨于穩(wěn)定。近年來托克遜縣的養(yǎng)殖場數(shù)量不斷增多，天然草地壓力增大，導(dǎo)致部分草場退化，這也許是荒漠化風(fēng)險等級上升的原因之一［33-34］。

3.1.3吐魯番市荒漠化風(fēng)險多度指數(shù)和重要度指數(shù) 根據(jù)公式（6）、（7）計算出吐魯番市不同縣市的荒漠化風(fēng)險多度指數(shù)和重要度指數(shù)（表4、圖3）。

圖3 吐魯番市荒漠化風(fēng)險等級的重要度指數(shù)Fig.3 Multi-importance index of desertification risk grade in Turpan City

從表4 可知，各地區(qū)的多度指數(shù)差異較大。2000—2018年，高昌區(qū)多度指數(shù)最高的分別為中度風(fēng)險、低度風(fēng)險、極低風(fēng)險，說明高昌區(qū)內(nèi)中度、低度、極低風(fēng)險分布最為廣泛。其中，2000—2018 年高昌區(qū)極高風(fēng)險多度指數(shù)為0，表明高昌區(qū)的荒漠化風(fēng)險程度較輕，生態(tài)環(huán)境較好；2010 年中度風(fēng)險的多度指數(shù)最高，說明高昌區(qū)中度風(fēng)險在這段時間內(nèi)最為分散，2005、2015、2018年低度風(fēng)險的多度指數(shù)最高，說明這段時間低度風(fēng)險在高昌區(qū)內(nèi)斑塊數(shù)最多，最為分散；在西部大開發(fā)的戰(zhàn)略大背景下，研究區(qū)內(nèi)通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)建設(shè)，促進水資源的合理配置，使得高昌區(qū)的生態(tài)環(huán)境得以維持一個良好的狀態(tài)［32-33］。2000—2018年鄯善縣多度指數(shù)最高的是高度風(fēng)險，最高時可達66.67%，但其多度指數(shù)呈現(xiàn)先增后減態(tài)勢，到2018年鄯善縣高度風(fēng)險的多度指數(shù)減少為37.01%，這說明在鄯善縣高度風(fēng)險分布最為廣泛，鄯善縣的極高風(fēng)險多度指數(shù)在逐年下降，中度、低度、極低風(fēng)險的多度指數(shù)在逐年上升，這三者的分布廣泛程度在逐漸增加，極高風(fēng)險的分布越發(fā)集中。2000—2015 年托克遜縣多度指數(shù)最高的是高度風(fēng)險和中度風(fēng)險，說明其斑塊數(shù)最多，分布較為分散。到了2018年多度指數(shù)最高的是極高風(fēng)險和中度風(fēng)險，極高風(fēng)險在托克遜縣的分布區(qū)域有所擴大。2000—2015 年極高風(fēng)險多度指數(shù)呈逐年下降態(tài)勢，極低風(fēng)險和低度風(fēng)險的多度指數(shù)變化不大，較為穩(wěn)定。

由圖3 可知，2000—2018 年吐魯番市各區(qū)縣的重要度指數(shù)都發(fā)生顯著變化。高昌區(qū)的極高、高度風(fēng)險重要度指數(shù)始終較小，中度、低度風(fēng)險的重要度指數(shù)變化較小，極低風(fēng)險的重要度指數(shù)2005年發(fā)生明顯下降，2010—2018年又增長至一個穩(wěn)定的狀態(tài)，高昌區(qū)荒漠化風(fēng)險程度始終是以低度風(fēng)險和中度風(fēng)險為主。2000—2018 年鄯善縣的極低、低度、中度風(fēng)險的重要度指數(shù)始終維持一個較為穩(wěn)定的態(tài)勢，且指數(shù)值較小。鄯善縣荒漠化風(fēng)險始終是極高風(fēng)險和高度風(fēng)險占據(jù)主導(dǎo)地位，這與其境內(nèi)庫姆塔格沙漠存在，導(dǎo)致其生態(tài)環(huán)境較為惡劣有密切關(guān)系，但2000—2018年高度風(fēng)險的重要度指數(shù)明顯下降。2000—2015 年托克遜縣的重要度指數(shù)變化最為顯著，極高風(fēng)險的重要度指數(shù)逐年下降，且下降比例較大，中度風(fēng)險在逐年增長，增長較為明顯；2018 年極高風(fēng)險和高度風(fēng)險的重要度指數(shù)有上升的跡象；托克遜縣的荒漠化風(fēng)險情況正在發(fā)生變化，極高風(fēng)險占據(jù)主導(dǎo)地位的情況在逐漸改善。

3.2 荒漠化風(fēng)險驅(qū)動力分析

3.2.1單因子探測分析 通過地理探測器評估各評價因子與吐魯番市荒漠化風(fēng)險的相關(guān)性（表5）。結(jié)果表明：各評價因子的相關(guān)性指數(shù)（q值）并不太高，按照從大到小的排序為起沙風(fēng)天數(shù)>第一產(chǎn)業(yè)GDP>降水量>生境質(zhì)量指數(shù)>牲畜數(shù)量>平均氣溫>坡度>平均風(fēng)速>人口密度>植被覆蓋度>坡向。由此可知，吐魯番市的荒漠化風(fēng)險分布涉及的影響因素較多，并不存在單一因子主導(dǎo)其風(fēng)險分布的變化。起沙風(fēng)天數(shù)、第一產(chǎn)業(yè)GDP、降水量、生境質(zhì)量指數(shù)、牲畜數(shù)量、平均氣溫6 個因子的q值均大于0.1，對吐魯番市2000—2018 年荒漠化風(fēng)險的分布變化影響最大。人口密度、植被覆蓋度、坡向?qū)ν卖敺械幕哪L(fēng)險的解釋程度較低。

3.2.2多因子交互探測分析 交互探測表明吐魯番市荒漠化風(fēng)險各個影響因子相互交互作用類型主要為雙因子增強和非線性增強2 種類型，說明了兩兩因子交互產(chǎn)生的影響均大于單因子對荒漠化風(fēng)險的影響。其中，因子交互作用影響最大的雙因子增強關(guān)系有10 對（表6），非線性增強的有20 對（表7）。從交互產(chǎn)生的作用大小來看，起沙風(fēng)天數(shù)與第一產(chǎn)業(yè)GDP的交互指數(shù)最大，對荒漠化風(fēng)險的分布變化具有最強影響，其次為起沙風(fēng)天數(shù)∩降水量、起沙風(fēng)天數(shù)∩生境質(zhì)量指數(shù)、降水量∩第一產(chǎn)業(yè)GDP、起沙風(fēng)天數(shù)∩牲畜數(shù)量、起沙風(fēng)天數(shù)∩平均氣溫；而人口密度與牲畜數(shù)量、生境質(zhì)量指數(shù)的交互值最低。同時，在因子交互作用中，坡度、起沙風(fēng)天數(shù)、降水量與其他因子發(fā)生交互作用后對吐魯番市荒漠化風(fēng)險的影響性加大。

表6 主要因子的雙因子增強結(jié)果Tab.6 Two-factor enhancement results of main factors

表7 主要因子的非線性增強結(jié)果Tab.7 Non-linear enhancement results of main factors

因子交互作用對吐魯番市荒漠化風(fēng)險影響的顯著性檢驗結(jié)果（表8）。結(jié)果顯示坡度與起沙風(fēng)天數(shù)，平均風(fēng)速與起沙風(fēng)天數(shù)、降水量、第一產(chǎn)業(yè)GDP，起沙風(fēng)天數(shù)與植被覆蓋度、人口密度，降水量與人口密度、人口密度與第一產(chǎn)業(yè)GDP、牲畜數(shù)量、生境質(zhì)量指數(shù)產(chǎn)生的交互作用對吐魯番市的荒漠化風(fēng)險分布具有顯著性作用。而除起沙風(fēng)天數(shù)外，坡度與其他因子，除植被覆蓋度、人口密度外，起沙風(fēng)天數(shù)與其他因子，除人口密度外，降水量與其他因子，平均氣溫與人口密度、第一產(chǎn)業(yè)GDP、牲畜數(shù)量、生境質(zhì)量指數(shù)產(chǎn)生的交互作用對吐魯番市的荒漠化風(fēng)險分布所產(chǎn)生的影響不顯著。

表8 各因子交互作用顯著性檢驗Tab.8 Significance test of each index interaction

4 討論

本研究從氣候因素、下墊面因素和社會經(jīng)濟因素3個方面選取11個指標(biāo)，利用加權(quán)綜合評分法和層次分析法構(gòu)建吐魯番市荒漠化風(fēng)險評價體系，對吐魯番市的荒漠化風(fēng)險情況進行時空分析。結(jié)合面積變化和時空分布，吐魯番市荒漠化風(fēng)險狀況總體呈現(xiàn)局部變差整體向好的趨勢，局部變差主要是東部鄯善縣的極高風(fēng)險面積增加，這也直接影響吐魯番市整體荒漠化風(fēng)險情況，西部托克遜縣極高風(fēng)險范圍基本控制至較小范圍內(nèi)，面積縮減明顯，中部高昌區(qū)荒漠化風(fēng)險程度基本穩(wěn)定。

近18 a，研究區(qū)域東部荒漠化風(fēng)險程度加重，是自然和人為2 個因素共同作用的結(jié)果，該區(qū)域地處極度干旱地區(qū)，水資源極度短缺，再加之過量開采，土地鹽堿化加重［35-36］。同時該地區(qū)以沙漠、裸地、鹽堿地等未利用地為主，有機質(zhì)含量較低，不利于植物生長，物種多樣性貧乏，植被稀疏，在張錦春［36］的研究中也驗證了這一點。而西部和中部荒漠化風(fēng)險朝著向好的態(tài)勢穩(wěn)定發(fā)展，吐魯番市西部托克遜縣愈加注重天然草場的生態(tài)保護，實行劃分禁牧區(qū)、封山育草、加大人工種植優(yōu)質(zhì)草料的力度，草原生態(tài)恢復(fù)明顯加快。同時又注重實施保護性耕作技術(shù)，2011 年托克遜縣共新建保護性耕作示范田667 hm2，有利于荒漠化風(fēng)險降低。高昌區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，系統(tǒng)性的發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)，增加綠洲面積，也正在逐步改善區(qū)域內(nèi)的荒漠化風(fēng)險程度。

本研究利用疊加處理法分析不同空間類型的荒漠化風(fēng)險程度和利用地理探測器分析荒漠化風(fēng)險的驅(qū)動力因素。根據(jù)地理探測器的綜合因子和交互作用探測可知，起沙風(fēng)天數(shù)、第一產(chǎn)業(yè)GDP、降水量、生境質(zhì)量指數(shù)、牲畜數(shù)量、平均氣溫是導(dǎo)致吐魯番市荒漠化風(fēng)險空間差異的主要因素。吐魯番市屬于暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候，蒸發(fā)量大，降水稀少，適宜的氣溫和降水使北部和西部的植被覆蓋度較好，綠地面積呈現(xiàn)片狀、團狀分布，東部區(qū)域緊鄰沙漠，生態(tài)狀況有利于植被和農(nóng)作物的生長，氣溫偏低則不利于植物的正常發(fā)育，氣溫偏高、降水稀少、風(fēng)沙頻繁更易造成旱災(zāi)，導(dǎo)致荒漠化風(fēng)險加重，這與張國龍、熊鷹等［37-38］的研究結(jié)果一致。吐魯番市西部通過圍欄封育、計劃放牧、加強人工草地的種植力度等措施促進牧草產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時因托克遜縣的草地缺水面積大，其天然草地缺水面積占草地總面積的58.5%，高強度放牧加之氣候干旱、水資源缺乏如此造成一個惡性循環(huán)［39-41］，都會影響其荒漠化風(fēng)險程度。

5 結(jié)論

（1）吐魯番市荒漠化風(fēng)險面積變化較大，呈現(xiàn)出局部變差整體向好的總體趨勢。吐魯番市東部鄯善縣的極高風(fēng)險面積增加；西部托克遜縣的極高風(fēng)險范圍得到控制，面積明顯縮小；中部高昌區(qū)的極低風(fēng)險面積減少，低度風(fēng)險較為穩(wěn)定。

（2）吐魯番市各縣市的多度指數(shù)和重要度指數(shù)變化基本保持一致的變化態(tài)勢，以鄯善縣的多度指數(shù)和托克遜縣的重要度指數(shù)變化顯著。

（3）單因子檢測結(jié)果表明起沙風(fēng)天數(shù)、第一產(chǎn)業(yè)GDP、降水量、生境質(zhì)量指數(shù)、牲畜數(shù)量、平均氣溫6 個指標(biāo)因子對吐魯番市2000—2018 年荒漠化風(fēng)險變化的驅(qū)動力影響較大。在兩兩指標(biāo)交互作用中，起沙風(fēng)天數(shù)與第一產(chǎn)業(yè)GDP、降水量、生境質(zhì)量指數(shù)、平均氣溫、牲畜數(shù)量的相互作用是促使吐魯番市荒漠化風(fēng)險的主要驅(qū)動力。