近１５年渾善達克沙地環境變化原因比較分析

高健　魏程林　寧小莉

摘要：渾善達克沙地是內蒙古自治區境內距北京市最近的沙源地，其生態環境的變化嚴重影響當地及京津地區的發展。通過對比分析2001年與2015年渾善達克沙地所在地區的自然環境概況、社會經濟特性和生態環境的變化狀況，研究該地區近年來生態狀況，分析氣候變化趨勢、生態系統組分構成、經濟產業發展情況以及荒漠化面積變化趨勢，探討引發該地區生態環境變化的原因。結果表明，渾善達克沙地氣溫和降水量的變化對于該地區生態環境的影響較小;牲畜數量呈下降趨勢，荒漠化程度不斷降低，生態環境正逐步得到改善;第一產業產出長期維持在同一水平上。近年來，雖然生態環境狀況出現好轉，但仍不可忽視惡化地區，還應不斷加強全民生態意識，繼續推進禁牧、造林等治理措施。

關鍵詞：渾善達克沙地;生態環境;生態系統;荒漠化

中圖分類號：X171.1? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：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

渾善達克沙地作為內蒙古畜牧業的生產基地，是中國北方重要的生態保護屏障，同時也是北方草原區向華北旱作農牧區的過渡地帶[1，2]。該地區由于生態環境脆弱、人類活動加劇、土地利用不合理等而被廣泛關注[1]。前人對渾善達克沙地的研究主要集中于氣溫的變化趨勢[3-5]、沙地風蝕坑的形態特征[6]、放牧對植被的影響[7]、植被凈初級生產力變化[8，9]、沙地景觀格局特征與植物多樣性的關系[10]、防風固沙功能的時空變化規律[11]、生物量預測模型[12]、植被與土壤微生物間的關聯性[13]、植物種群結構及動態演變[14]及沙漠化面積動態分析[15]等。而從宏觀的層面上來講，了解一個地區整體性發展水平，對于該地區的進一步發展有著重要的指導意義。因此，本研究選取2001年與2015年渾善達克沙地自然環境特征、社會經濟特征和生態環境狀況的相關數據進行對比分析，探究引發渾善達克沙地環境變化的潛在誘因，并為該沙地生態保護及經濟可持續發展提出對策與建議。

1? 區域特征

渾善達克沙地（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，是內蒙古自治區四大沙地之一[15]。渾善達克沙地東起赤峰市克什克騰旗，西至蘇尼特右旗，北抵蒙古國邊境，南至河北張家口，總面積約5.2萬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個旗（市、縣）。本研究所稱的渾善達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、正鑲白旗、正藍旗、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? 自然環境特征

渾善達克沙地位于中溫帶，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。西部地區年平均氣溫較高，降水量較少，蒸發量較大，中部年平均氣溫較低、東部降水量較大、蒸發量較小[16]。

地勢呈東南高，多為低山丘陵、盆地交錯，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沙地，而東部以固定沙地為主[16]。東部和中部地區的地表水最為集中，如灤河、閃電河和高格斯臺河等，而西部大多是難以提取的地下水。

內陸湖泊和濕地資源豐富，且大多數是季節湖，水量極其不穩定[18]。土壤類型地帶性明顯，東部地區土壤以有機質豐富、水分補給充足的栗鈣土為主，地面植被具有很好的生長狀況，為畜牧業和林業的發展提供了良好的條件。中部地區以棕鈣土為主，而西部地區主要以典型的風沙土為主（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沙土，其有機質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? 社會經濟特征

渾善達克沙地主要經濟產業是畜牧業。研究區面積為104 736 km2，約占錫林郭勒盟的51%，人口數為70.44萬人，占全盟的76%（表1）。渾善達克沙地草地面積91 746.6 km2，占錫林郭勒盟草地總面積的48%。農作物總播種面積為189 950 hm2，占錫林郭勒盟農作物總播種面積的83%。該地區肉、毛等主要農畜產品約占全盟產量的50%，糧食產量達到75%（表2）。多年來，錫林郭勒盟第一產業總產值呈增加趨勢，渾善達克沙地第一產業產值占全盟第一產業產值基本保持在61%～66%（圖1、表3）。總體來說，太仆寺旗、多倫縣產值相對較高，蘇尼特左旗產值相對較低（表3）。

1.3? 生態環境特征

20世紀末至21世紀初，渾善達克沙地沙漠化面積不斷擴大，植被蓋度不斷降低，生產力下降，流動沙丘面積也不斷增加，水土流失日益嚴重，生態環境逐漸惡化，致使沙塵暴等惡劣天氣頻發，不僅限制了該地區經濟的可持續發展，而且對北京市和天津市的生態安全產生極大影響[15，17]。

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

2? 渾善達克沙地環境變化原因分析

2.1? 氣候變化對比分析

渾善達克沙地氣候變化采用線性趨勢估計方法[21]。該方法是時間（t）與氣候因子（y）之間的線性函數關系y=at+b，其中a是氣候要素的變化趨勢率（℃/10年），趨勢率符號正負表明氣候要素隨時間的變化趨向。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個氣象點的數據作為該地區氣溫和降水量的數據來源。

近30年渾善達克沙地年平均氣溫起伏程度較大，總體呈上升趨勢（圖3），傾向率為0.361 ℃/10年，高于中國平均氣溫傾向率0.22 ℃/10年[22]。20世紀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，進入21世紀，從2007年氣溫逐漸降低，2012年年平均溫達到近30年最低值，該點即為氣溫突變點，是從低溫向高溫突變。2014年年平均氣溫到達最高值，氣溫變化劇烈。由于缺乏物理機制的支持，所以即便氣溫出現突變，也難以解釋其產生原因[23]。

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

2.2? 生態系統組分分析

渾善達克沙地主要以草地生態系統為主，涵蓋面積中草地面積占95.3%，農作物耕地面積占1.1%（表1）。該地區生態系統中，草地初級生產力的主要消費是草食性牲畜[25]。2015年該地區總畜牧頭數達369.44萬頭，比2001年下降42.50%。其中羊所占比例最大，2015年羊總量為297.85萬頭，約占該地區總畜牧頭數的80.62%，羊總量比2001年下降46.91%。隨著治理措施的不斷加強，渾善達克沙地的大多旗縣羊的總頭數呈下降趨勢（表4）。草食性家畜制約草地植被面積，進而對當地生態系統產生重要影響，其數量間接反映著生態系統的好壞。所以，以草食性牲畜的數量來看，渾善達克沙地出現下降的現象，則推斷該地區生態系統狀況向好的方向扭轉。

2.3? 經濟發展對比分析

渾善達克沙地經濟產業由原本的單一結構向多方位發展。該地區第一產業主要以農業和畜牧業為主，是經濟長期增長的貢獻力量，第二產業主要是煤炭采掘業，由于近些年大量開礦，導致嚴重損壞周圍生態環境。第三產業主要是交通運輸和旅游業（圖1）。21世紀初期，三大產業所貢獻產值相對平均。2006后，第二產業的產值不斷激增，形成了目前第一、三產業保持穩定態勢，第二產業貢獻占比較大的格局。

2001—2015年，渾善達克沙地第一產業產值并沒有很大提高，可能原因有該地區黃河水難以深驅直入，東部濕潤氣流無法到達，而且受西伯利亞冷空氣影響，該地凍災、旱災頻發，而蝗災也時有發生，其畜牧業的發展并沒有隨著工業化進程的加快而加快。

2.4? 荒漠化面積對比分析

隨著渾善達克沙地地區的植被不斷受到破壞，覆蓋度逐漸降低，生物種群類型隨之減少，土地生產能力下降，裸地面積不斷擴大，使得固定沙丘活化，草地逐漸退化，災害性天氣頻發。沙漠化面積成為研究生態環境變化的主要因素，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，說明未荒漠化面積出現增加。輕度荒漠化、中度荒漠化年均面積分別增長了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，中部地區荒漠化程度較重，西部荒漠化程度最為嚴重[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度，中部中度荒漠化程度基本保持不變，東部荒漠化程度進一步減輕。

2.5? 綜合分析

通過以上對比分析得出，氣候、生態系統組分及荒漠化面積的變化與社會經濟之間相互作用，且共同影響著渾善達克沙地的生態環境。氣候的相對穩定有助于合理利用草地資源、有效發揮其生態功能。氣溫與降水量的變化決定了生態系統的組分構成，適宜的溫度和充沛的降水有利于動植物的生長與繁殖。該生態系統中氮元素的投入與產出量穩定有利于維持該系統的動態平衡，而且植被覆蓋度的增加極大地改善了荒漠化問題，從而促進該區域農牧業的發展。

生態系統動態平衡機制的穩定性有助于維持大氣系統的平衡。2001—2015年渾善達克沙地年平均氣溫與年平均降水量呈逐漸增加趨勢，有利于提高飛播造林和封山育林等措施的效率。而未經荒漠化和輕度荒漠化地區的面積在此期間呈遞增趨勢，嚴重荒漠化地區的面積呈遞減趨勢。可以說氣溫與降水的變化間接影響著該地區土地荒漠化的程度，為荒漠化的治理奠定了外在條件。同時，荒漠化面積的減少也改善了地表水滲透、流失的現象，優化了畜牧業草場，提升了農牧業經濟的發展。

該地區的經濟發展對于氣候和生態現狀的調節具有反作用。隨著第二產業的不斷發展，生態環境逐漸惡化，但GDP的不斷增長使得渾善達克沙地的生態治理投資加大。按照生態治理措施規劃，努力建設綠色產業，以達到資源永續利用、環境可持續發展的目的，渾善達克地區實現了經濟健康、綠色發展。

3? 渾善達克沙地生態環境持續恢復對策與建議

由渾善達克沙地的生態現狀分析可知，該地主要任務是持續擴建穩定的草地生態系統，為該地區提供良好的生態、生活環境。系統內部應進行穩定的物質循環，維持物流的動態平衡，有穩定的調節機制，具有較強的抗外界干擾能力，構建生態可持續發展體系。具體體現在：調整產業結構和生產方式，減少對生態資源的依賴，經濟發展要登高望遠，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的生產與發展、牧民生活質量提高和生態環境逐步改善等;通過圍封、割草、晾曬和儲藏等過程，能夠將夏秋季節天然草場轉移到春季，引進人工草場和農田飼料，減緩草地壓力;嚴格控制草地的合理利用，對重度荒漠化以上地區持續進行飛播封育修復工程，對中度荒漠化以下的地區應繼續深入造林，對未荒漠化地區加以保護，繼續擴大草地面積;相關部門加大監管力度，嚴格控制禁牧行為，這樣勢必會引起農牧民生活問題，當地政府應適當從資金和飼料方面給予幫助，提升全民的生態意識。

4? 結論

渾善達克沙地年均氣溫總體呈上升趨勢，年均降水量總體上變化不大，由此可知氣溫和降水量對于該地區生態環境的影響較小。該地區牲畜數量呈下降趨勢，草地壓力減小，面積不斷擴張，荒漠化程度不斷降低，呈現極重度荒漠化轉向重度、重度轉向輕度模式，生態環境正逐步得到改善。雖然生態恢復等因素不斷制約著該地區第一產業的發展，但該地區第一產業長期維持在同一水平上。

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收稿日期：2019-06-10

基金項目：內蒙古自治區高等學校科學技術研究重點項目（NJZZ19185）;國家自然科學基金項目（41901063）;內蒙古自治區科技計劃項目（201605052）;包頭師范學院高層次引進人才科研啟動基金項目（BTTCRCQD2018-08）

作者簡介：高? 健（1990-），男，內蒙古烏海人，講師，博士，主要從事恢復生態學研究，（電話）13171311128（電子信箱）gaojian5688@163.com;

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