近１５年浑善达克沙地环境变化原因比较分析

高健　魏程林　宁小莉

摘要：浑善达克沙地是内蒙古自治区境内距北京市最近的沙源地，其生态环境的变化严重影响当地及京津地区的发展。通过对比分析2001年与2015年浑善达克沙地所在地区的自然环境概况、社会经济特性和生态环境的变化状况，研究该地区近年来生态状况，分析气候变化趋势、生态系统组分构成、经济产业发展情况以及荒漠化面积变化趋势，探讨引发该地区生态环境变化的原因。结果表明，浑善达克沙地气温和降水量的变化对于该地区生态环境的影响较小;牲畜数量呈下降趋势，荒漠化程度不断降低，生态环境正逐步得到改善;第一产业产出长期维持在同一水平上。近年来，虽然生态环境状况出现好转，但仍不可忽视恶化地区，还应不断加强全民生态意识，继续推进禁牧、造林等治理措施。

关键词：浑善达克沙地;生态环境;生态系统;荒漠化

中图分类号：X171.1         文献标识码：A

文章编号：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

渾善达克沙地作为内蒙古畜牧业的生产基地，是中国北方重要的生态保护屏障，同时也是北方草原区向华北旱作农牧区的过渡地带[1，2]。该地区由于生态环境脆弱、人类活动加剧、土地利用不合理等而被广泛关注[1]。前人对浑善达克沙地的研究主要集中于气温的变化趋势[3-5]、沙地风蚀坑的形态特征[6]、放牧对植被的影响[7]、植被净初级生产力变化[8，9]、沙地景观格局特征与植物多样性的关系[10]、防风固沙功能的时空变化规律[11]、生物量预测模型[12]、植被与土壤微生物间的关联性[13]、植物种群结构及动态演变[14]及沙漠化面积动态分析[15]等。而从宏观的层面上来讲，了解一个地区整体性发展水平，对于该地区的进一步发展有着重要的指导意义。因此，本研究选取2001年与2015年浑善达克沙地自然环境特征、社会经济特征和生态环境状况的相关数据进行对比分析，探究引发浑善达克沙地环境变化的潜在诱因，并为该沙地生态保护及经济可持续发展提出对策与建议。

1  区域特征

浑善达克沙地（111°27′34.2″—117°10′46.9″E，41°10′10.5″—42°58′30.7″N）位于锡林郭勒盟草原的南部地区，是内蒙古自治区四大沙地之一[15]。浑善达克沙地东起赤峰市克什克腾旗，西至苏尼特右旗，北抵蒙古国边境，南至河北张家口，总面积约5.2万km2[15]。主要行政范围涉及赤峰市克什克腾旗及锡林郭勒盟的10个旗（市、县）。本研究所称的浑善达克沙地主要包括锡林郭勒盟的太仆寺旗、苏尼特右旗、苏尼特左旗东南部地区、正镶白旗、正蓝旗、西乌珠穆沁旗南部、镶黄旗、阿巴嘎旗南部、锡林浩特市的南部、多伦县等地。

1.1  自然环境特征

浑善达克沙地位于中温带，大陆性气候分布广，冬冷夏热，年均气温为1.5 ℃。年降雨量为365.1 mm且集中于7—9月。西部地区年平均气温较高，降水量较少，蒸发量较大，中部年平均气温较低、东部降水量较大、蒸发量较小[16]。

地势呈东南高，多为低山丘陵、盆地交错，向西北逐渐趋于平缓[17]。西部主要集中的是半固定沙地和流动沙地，而东部以固定沙地为主[16]。东部和中部地区的地表水最为集中，如滦河、闪电河和高格斯台河等，而西部大多是难以提取的地下水。

内陆湖泊和湿地资源丰富，且大多数是季节湖，水量极其不稳定[18]。土壤类型地带性明显，东部地区土壤以有机质丰富、水分补给充足的栗钙土为主，地面植被具有很好的生长状况，为畜牧业和林业的发展提供了良好的条件。中部地区以棕钙土为主，而西部地区主要以典型的风沙土为主（灰钙土），沙丘活化程度较大。非地带性土壤主要是土层较厚的风沙土，其有机质含量较低并且积聚了大量的盐分和碳酸钙[19]。植被以草地植被为主，自东向西依次为草甸草原、半干旱草原和荒漠草原。植被主要有沙地榆、云杉、白桦、沙蓬、黄柳、柠条、锦鸡儿等[19]。

1.2  社会经济特征

浑善达克沙地主要经济产业是畜牧业。研究区面积为104 736 km2，约占锡林郭勒盟的51%，人口数为70.44万人，占全盟的76%（表1）。浑善达克沙地草地面积91 746.6 km2，占锡林郭勒盟草地总面积的48%。农作物总播种面积为189 950 hm2，占锡林郭勒盟农作物总播种面积的83%。该地区肉、毛等主要农畜产品约占全盟产量的50%，粮食产量达到75%（表2）。多年来，锡林郭勒盟第一产业总产值呈增加趋势，浑善达克沙地第一产业产值占全盟第一产业产值基本保持在61%～66%（图1、表3）。总体来说，太仆寺旗、多伦县产值相对较高，苏尼特左旗产值相对较低（表3）。

1.3  生态环境特征

20世纪末至21世纪初，浑善达克沙地沙漠化面积不断扩大，植被盖度不断降低，生产力下降，流动沙丘面积也不断增加，水土流失日益严重，生态环境逐渐恶化，致使沙尘暴等恶劣天气频发，不仅限制了该地区经济的可持续发展，而且对北京市和天津市的生态安全产生极大影响[15，17]。

京津地区风沙源头控制项目于2002年3月正式批准，通过封山育林、退耕还林、飞播造林、封禁放牧等措施综合治理，浑善达克沙地沙漠化土地状况得到明显改善，初步呈生态环境恢复、生产发展、牧民增收的态势。治理沙化土地达15.67万hm2，控制水土流失面积达19.63万hm2[19]，造林面积和封山育林面积逐年上升，2013年达到峰值（图2）。由于治理取得了显著效果，风沙天气明显减少，退化草场和沙地的植被盖度和产量得到提升，荒漠化状况整体得到了明显改善。

2  浑善达克沙地环境变化原因分析

2.1  气候变化对比分析

浑善达克沙地气候变化采用线性趋势估计方法[21]。该方法是时间（t）与气候因子（y）之间的线性函数关系y=at+b，其中a是气候要素的变化趋势率（℃/10年），趋势率符号正负表明气候要素随时间的变化趋向。选取锡林浩特市、苏尼特左旗、苏尼特右旗、多伦县和阿巴嘎旗5个气象点的数据作为该地区气温和降水量的数据来源。

近30年浑善达克沙地年平均气温起伏程度较大，总体呈上升趋势（图3），倾向率为0.361 ℃/10年，高于中国平均气温倾向率0.22 ℃/10年[22]。20世紀80年代末气温上升幅度较为显著，90年代前期有所下跌后期增长，进入21世纪，从2007年气温逐渐降低，2012年年平均温达到近30年最低值，该点即为气温突变点，是从低温向高温突变。2014年年平均气温到达最高值，气温变化剧烈。由于缺乏物理机制的支持，所以即便气温出现突变，也难以解释其产生原因[23]。

1986—2016年年均降水量变化幅度较小，大部分时间在200～350 mm变化（图4），倾向率为0.285 mm/10年。2001年浑善达克沙地年平均降水量为162.4 mm，降水最少，2012年为374.0 mm，降水最多。刘树林等[24]研究表明，1953—2002年浑善达克沙地降水量变化具有较明显的地带性，在靠近季风边缘地区降水变幅逐渐增大。所以，浑善达克沙地的降水量在不同地区具有差异性，从东南至西北呈下降趋势。

2.2  生态系统组分分析

浑善达克沙地主要以草地生态系统为主，涵盖面积中草地面积占95.3%，农作物耕地面积占1.1%（表1）。该地区生态系统中，草地初级生产力的主要消费是草食性牲畜[25]。2015年该地区总畜牧头数达369.44万头，比2001年下降42.50%。其中羊所占比例最大，2015年羊总量为297.85万头，约占该地区总畜牧头数的80.62%，羊总量比2001年下降46.91%。随着治理措施的不断加强，浑善达克沙地的大多旗县羊的总头数呈下降趋势（表4）。草食性家畜制约草地植被面积，进而对当地生态系统产生重要影响，其数量间接反映着生态系统的好坏。所以，以草食性牲畜的数量来看，浑善达克沙地出现下降的现象，则推断该地区生态系统状况向好的方向扭转。

2.3  经济发展对比分析

浑善达克沙地经济产业由原本的单一结构向多方位发展。该地区第一产业主要以农业和畜牧业为主，是经济长期增长的贡献力量，第二产业主要是煤炭采掘业，由于近些年大量开矿，导致严重损坏周围生态环境。第三产业主要是交通运输和旅游业（图1）。21世纪初期，三大产业所贡献产值相对平均。2006后，第二产业的产值不断激增，形成了目前第一、三产业保持稳定态势，第二产业贡献占比较大的格局。

2001—2015年，浑善达克沙地第一产业产值并没有很大提高，可能原因有该地区黄河水难以深驱直入，东部湿润气流无法到达，而且受西伯利亚冷空气影响，该地冻灾、旱灾频发，而蝗灾也时有发生，其畜牧业的发展并没有随着工业化进程的加快而加快。

2.4  荒漠化面积对比分析

随着浑善达克沙地地区的植被不断受到破坏，覆盖度逐渐降低，生物种群类型随之减少，土地生产能力下降，裸地面积不断扩大，使得固定沙丘活化，草地逐渐退化，灾害性天气频发。沙漠化面积成为研究生态环境变化的主要因素，2001—2006年未荒漠化面积增加了984 761.2 hm2，2006—2012年则降低了415 240.0 hm2，2001—2012年平均每年减少51 774.65 hm2，说明未荒漠化面积出现增加。轻度荒漠化、中度荒漠化年均面积分别增长了29 313.35、9 671.86 hm2，而重度荒漠化和极重度荒漠化年均面积各自减少了49 866.40、40 893.50 hm2（图5）。综合分析表明，该地区沙地面积不断缩减，虽然在一定程度上轻度荒漠化和中度荒漠化面积有所增加，但所占比重不大。

2001年荒漠化面积分布特征为自东向西递增，东部荒漠化程度较轻，中部地区荒漠化程度较重，西部荒漠化程度最为严重[15]。2012年土地荒漠化总的分布特征基本不变，但变化情况呈西部由极重度荒漠化程度向重度荒漠化过度，中部中度荒漠化程度基本保持不变，东部荒漠化程度进一步减轻。

2.5  综合分析

通过以上对比分析得出，气候、生态系统组分及荒漠化面积的变化与社会经济之间相互作用，且共同影响着浑善达克沙地的生态环境。气候的相对稳定有助于合理利用草地资源、有效发挥其生态功能。气温与降水量的变化决定了生态系统的组分构成，适宜的温度和充沛的降水有利于动植物的生长与繁殖。该生态系统中氮元素的投入与产出量稳定有利于维持该系统的动态平衡，而且植被覆盖度的增加极大地改善了荒漠化问题，从而促进该区域农牧业的发展。

生态系统动态平衡机制的稳定性有助于维持大气系统的平衡。2001—2015年浑善达克沙地年平均气温与年平均降水量呈逐渐增加趋势，有利于提高飞播造林和封山育林等措施的效率。而未经荒漠化和轻度荒漠化地区的面积在此期间呈递增趋势，严重荒漠化地区的面积呈递减趋势。可以说气温与降水的变化间接影响着该地区土地荒漠化的程度，为荒漠化的治理奠定了外在条件。同时，荒漠化面积的减少也改善了地表水渗透、流失的现象，优化了畜牧业草场，提升了农牧业经济的发展。

该地区的经济发展对于气候和生态现状的调节具有反作用。随着第二产业的不断发展，生態环境逐渐恶化，但GDP的不断增长使得浑善达克沙地的生态治理投资加大。按照生态治理措施规划，努力建设绿色产业，以达到资源永续利用、环境可持续发展的目的，浑善达克地区实现了经济健康、绿色发展。

3  浑善达克沙地生态环境持续恢复对策与建议

由浑善达克沙地的生态现状分析可知，该地主要任务是持续扩建稳定的草地生态系统，为该地区提供良好的生态、生活环境。系统内部应进行稳定的物质循环，维持物流的动态平衡，有稳定的调节机制，具有较强的抗外界干扰能力，构建生态可持续发展体系。具体体现在：调整产业结构和生产方式，减少对生态资源的依赖，经济发展要登高望远，跳出自身的资源束缚，减弱依靠草地放牧，春季短期禁牧有利于畜牧业的生产与发展、牧民生活质量提高和生态环境逐步改善等;通过围封、割草、晾晒和储藏等过程，能够将夏秋季节天然草场转移到春季，引进人工草场和农田饲料，减缓草地压力;严格控制草地的合理利用，对重度荒漠化以上地区持续进行飞播封育修复工程，对中度荒漠化以下的地区应继续深入造林，对未荒漠化地区加以保护，继续扩大草地面积;相关部门加大监管力度，严格控制禁牧行为，这样势必会引起农牧民生活问题，当地政府应适当从资金和饲料方面给予帮助，提升全民的生态意识。

4  结论

浑善达克沙地年均气温总体呈上升趋势，年均降水量总体上变化不大，由此可知气温和降水量对于该地区生态环境的影响较小。该地区牲畜数量呈下降趋势，草地压力减小，面积不断扩张，荒漠化程度不断降低，呈现极重度荒漠化转向重度、重度转向轻度模式，生态环境正逐步得到改善。虽然生态恢复等因素不断制约着该地区第一产业的发展，但该地区第一产业长期维持在同一水平上。

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收稿日期：2019-06-10

基金项目：内蒙古自治区高等学校科学技术研究重点项目（NJZZ19185）;国家自然科学基金项目（41901063）;内蒙古自治区科技计划项目（201605052）;包头师范学院高层次引进人才科研启动基金项目（BTTCRCQD2018-08）

作者简介：高  健（1990-），男，内蒙古乌海人，讲师，博士，主要从事恢复生态学研究，（电话）13171311128（电子信箱）[email protected];

通信作者，宁小莉（1965-），女，教授，主要从事人居环境研究，（电子信箱）[email protected]。