阿依先木·司馬義，吐爾遜·哈斯木，祖木拉提·伊布拉音，馬木提江·卡日，曼尼薩汗·吐爾隼

（1.新疆大學 資源與環(huán)境科學學院，烏魯木齊 830046；2.新疆阿圖什市第四中學地理學組，新疆 阿圖什 845300）

塔里木河下游是指由卡拉到臺特瑪湖的河段，主河道長約428km，走廊面積為4240 km2。下游段東側為庫魯克沙漠，西側為塔克拉瑪干沙漠，兩大沙漠之間為塔里木河下游沖積平原，這里生長著荒漠河岸林和沙生、鹽生植被，因其景觀與周圍環(huán)境形成鮮明對照，這一廊道性植被帶因此被稱為綠色走廊［1］。近50a來塔里木河源流區(qū)和干流上游區(qū)的水土開發(fā)活動，使得下游地區(qū)的來水驟然減少，中斷有近30a的歷史，從而引發(fā)了下游綠色走廊逐步走向衰敗，土地沙漠化趨勢加劇等生態(tài)環(huán)境惡化問題。

沙漠化是干旱、半干旱及部分半濕潤地區(qū)由于人地關系不相協(xié)調所造成的以風沙活動為主要標志的土地退化。也可以說，沙漠化主要是發(fā)生在人類歷史時期，特別是最近一個多世紀以來。強調人地關系及其相互作用，即只有人類活動對自然環(huán)境和資源的不利影響與以風為主導外營力的相互作用下造成的土地退化才是沙漠化［2］。引起沙漠化的因素很多，它是氣候、土壤、地質、地貌、植被、水文等自然因素與人為因素共同作用的結果［3］。在塔里木河下游這一特定區(qū)域，近50a來，氣候變化不顯著［4］，而人類不合理的開發(fā)活動是造成該地區(qū)沙質荒漠化（以下簡稱沙漠化）程度不斷加重的主要原因。塔里木河下游地區(qū)，1958年沙漠化面積僅占土地總面積的12%，到2000年沙漠化土地面積超過90%［5］，在其面積擴大的同時程度也在加劇，自然景觀也發(fā)生了一系列變化。其沙漠化過程可以用一個關系式表述:人類不合理的開發(fā)活動→塔里木河下游斷流→地下水位下降→土壤含水量下降→地表植被生態(tài)系統(tǒng)退化、多樣性喪失→地表出現(xiàn)沙漠化景觀→“綠色走廊”衰退并逐漸失去植被保護→災害性天氣頻度和強度增大→胡楊林及灌木死亡→進一步加劇沙漠化進程→塔克拉瑪干與庫姆塔格兩大沙漠合攏［1，6］。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

數(shù)據(jù)源主要包括1973年的MSS影像、1990年的TM影像和2000年的ETM影像。此外，還采用了近50a間塔里木河下游氣象站點年降水量、氣溫等數(shù)據(jù)來分析研究區(qū)的自然環(huán)境變化。運用遙感圖像處理軟件ENVI 4.5分別對3期不同的遙感影像進行邊界裁定、幾何校正等數(shù)據(jù)預處理，綜合運用非監(jiān)督分類和監(jiān)督分類、聚類分析、過濾分析、去除分析等方法，完成對新疆塔里木河下游遙感影像解譯與分析。利用TM／ETM4，3，2波段合成標準假彩色影像提取沙漠化信息，并根據(jù)干旱區(qū)土地沙漠化時間變化在遙感圖像上的判圖指標及影像特征，對研究區(qū)進行土地沙漠化分類強度等級的劃分，得出塔里木河下游地區(qū)近50a來土地沙漠化變化結果并對其進行分析研究。

2 土地沙漠化分級指標

區(qū)域沙漠化分級的最重要指標是植被疏密度，另外，沙丘的強度、類型和流動沙丘的活動以及流動沙丘所占該區(qū)的面積等也是沙漠化分級的重要指標。按照沙漠化的狀況、動態(tài)和在陸地衛(wèi)星TM圖像上解譯的可能性將該調查區(qū)域的沙漠化分為4個等級（表1）。

表1 土地沙漠化類型分類標志和指標

3 塔里木河下游土地沙漠化動態(tài)變化

根據(jù)1973年、1990年和2000年塔里木河下游區(qū)遙感影像進行沙漠化遙感解譯調查，塔河下游土地沙漠化變化如:1973年塔里木河下游土地沙漠化面積814.6km2，占區(qū)域面積的21.084%；1973－1990年，塔里木河下游地區(qū)沙漠化面積凈增長了55.2km2。1973－2000年間，沙漠化面積增加了224.1km2。由于自然因素和人為因素的疊加，特別是人口的增長，水資源利用的不合理使土地壓力增大，加速了沙漠化的發(fā)展。1959－1983年的24a間，塔里木河中下游沙漠化土地由69.23%上升至80.6%，上升了11.4個百分點，沙漠化土地年增長0.45%，而1978－1983年的5a間平均每年卻增加2.23%，沙漠化危害日趨嚴重［9］。1958－1978年間塔里木河下游除阿拉干和考干兩地平緩和起伏的流沙地以3%～7%的速率增加之外，半流動和半固定沙地變化并不太大，一般只有1%左右，而林地面積還略有增加，表明50－70年代期間塔里木河下游水源條件較好，尚能維持天然胡楊和紅柳林的生長條件。可是到了1978－1983年間，除自然的原因之外，人為破壞空前加劇，生態(tài)環(huán)境急劇變壞，僅5a時間林地面積就以40%的速率減小，固定和半固定沙地面積也以百分之幾至百分之幾十的速率減小。特別是在阿拉干地段，情況最為嚴重，固定和半固定沙地的面積迅速減小，流動的平沙地面積急劇增大，增長率可達94.54%［8］。1959－1996年，阿拉干地區(qū)的沙漠化總面積由1371 .22km2，增加到1494 .29km2，同期極度沙漠化面積及其所占比例逐年增加，由1959年、1983年和1992年的30.20%、31.56%和33.76%增加到1996年的35.23%，同時，強度沙漠化所占的比例也由1959年、1983年和1992年的6.08%、6.13%和9.20%增加到了1996年的11.67%。而且強度、極強度沙漠化土地面積占了47%（圖1）［9］。

圖1 阿拉干地區(qū)沙漠化現(xiàn)狀

4 沙漠化的成因分析

一般認為沙漠化是人類活動和氣候變化共同作用的結果，但是近代，隨著科學技術水平的不斷進步，

人類干預自然的能力得到了前所未有的增強，人類活動已經(jīng)成為引起各類沙漠化的最主要原因。也就是說，原來非沙漠化的土地演變成沙漠，這是潛在沙漠化土地“就地起沙”的結果。所謂潛在沙漠化土地，主要是指植被生長較好，基本無風沙流動的土地，一旦失去水分的保養(yǎng)和植被保護，特別是受人為活動影響，導致風蝕流沙形成，因此在自然因素的基礎上疊加了人類活動，加劇了沙漠化的發(fā)展。

4.1 自然因素

4.1.1 氣候因素 現(xiàn)代氣候變化對荒漠化的影響是一個緩慢而漸進的過程，主要是通過氣候變化對旱地土壤、植被、水文循環(huán)的影響，使沙漠化發(fā)展速度和強度發(fā)生變化，特別是氣候要素（氣溫、降水、風等）中的降水變化起關鍵作用。塔里木河下游屬溫帶極端干旱氣候，降水稀少，風多風大，沙源豐富，沙塵暴頻繁，這是促使沙質荒漠化（沙漠化）發(fā)生和發(fā)展的自然動力。從近50a來研究區(qū)域平均氣溫和降水資料來看（圖2），年平均氣溫和降水量從60－90年代基本上呈增高趨勢。就近10a的狀況來看，氣溫與60年代相比，增加了0.5℃，但是并不顯著，有波動性變化，且波動較小。一般認為，當氣候變干冷時，沙漠的范圍就擴展，固定沙丘就向流動沙區(qū)發(fā)展；氣候變濕熱時，沙漠就收縮或固定，這種變化時間尺度及幅度都較大。沙漠化的發(fā)展和逆轉則表現(xiàn)在相同的氣候條件下，且時間也較短。在干旱荒漠氣候控制下有些年份降水卻氣溫稍偏高，有些年份則偏低的現(xiàn)象是存在的，這是氣候的正常變化。塔里木河下游年降水量平均僅為20～50mm，年蒸發(fā)量（潛勢）平均卻達2500 ～3000 mm。平均年降水量60－80年代呈逐年代遞增的趨勢，與多年平均相比，雖然平均增加了9%［4］，可是到了90年代降水量呈現(xiàn)減少趨勢。在這種極端干旱的氣候條件下，植被一旦破壞，地面便十分干燥，溫差懸殊，土體易于機械崩解。研究區(qū)域近50a來降水和氣溫呈波動性變化，氣候的波動畢竟較小，現(xiàn)代氣候條件和變化的幅度不足以造成環(huán)境大的改變、沙漠的大幅度擴張或收縮或者大范圍的活化或固定。

4.1.2 土壤因素 塔里木河全流域土壤含有第四紀松散殘積物、洪積物、沖積物和風積物，這些混積物都含有沙物質且風沙土廣為分布，這都成為沙質荒漠化的物質基礎。

4.1.3 植被因素 在植被類型上，塔里木河下游沿河分布著荒漠河岸植被，局部地段有鹽生荒漠植被發(fā)育，植被稀疏、生長矮小、種類貧乏、結構單純。植被類型主要為荒漠河岸林（胡楊Populus euphratica、檉柳Tamarix chinensis）、鹽生草甸、沼澤等非地帶性植被。另外還有50%以上的土地為光裸沙丘和龜裂地［15］。

圖2 近50a內塔里木河干流下游區(qū)氣溫和降水的變化

4.2 人類活動

沙漠化的人為成因問題，指出“由于人為的原因，把不該成為沙漠化的地方破壞成為沙漠化”。在半干旱、干旱地區(qū)的土地沙漠化過程中，人類活動往往起到十分重要的作用，尤其是半干旱草原區(qū)與干旱區(qū)的天然綠洲。干旱、半干旱地區(qū)人類活動的貢獻率遠遠大于自然因素的貢獻率，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

4.2.1 流域人口增長和來水量變動以及與土地沙漠化的關系分析 隨著人口數(shù)量的不斷增加，人類干預自然過程的能力逐漸增強。人口的增長帶來對食物、燃料等基本生活資料需求的增長，土地壓力不斷增加，一些地方出現(xiàn)了無序開荒、毀林開荒及大面積撂荒的現(xiàn)象，造成沙漠化的加速擴展和蔓延。統(tǒng)計表明，塔里木河干流流域的人口從20世紀50年代以來經(jīng)歷了一個快速的增長過程。1958年，該區(qū)域總人口為176.69萬人，到2003年末，塔河流域總人口達到454.7萬人，人口增長了將近2倍。年增長率為2.12%。其中，97%的人口集中在源流段，分布在上中游和下游的人口分別占到全流域的2.14%和1%［10］。干流流域的5個縣市20a的人口資料，分別為阿拉爾、沙雅、庫車、輪臺、尉犁。自1988年以來，塔里木河干流流域人口數(shù)量總體不斷增長，但增長速度逐漸趨緩。1988－2007年，總人口數(shù)從70.21萬人增長到97.06萬人，20a間凈增人口26.85萬人，總人口增長率達到38.32%，年遞增率為1.72%。塔河干流流域的人口中上游人口最多，所占比值最大，1998年占干流流域的78.18%，2007年占77.25%，所占比重比較穩(wěn)定。中游人口由1988年的19.42%到2007年的20.25%，增加了0.83%。下游人口從1998年以來一直保持2.25%左右，僅能占整個干流區(qū)域的很小部分（圖3）。在塔里木河這樣典型的內陸河流域，人口增長的驅動對土地退化的影響具有從干流上游向下游的傳遞性，干流人口增加直接影響下游沙漠化面積的多少，并且呈線性正相關［17］。

圖3 20a來塔河干流各段流域的人口變化折線圖

水資源利用不合理造成土地沙漠化問題，主要發(fā)生在干旱半干旱地區(qū)。由于河流上中游盲目引水開荒，大水漫灌，造成河流下游地區(qū)缺水、斷流，致使天然綠洲產(chǎn)生沙漠化。塔里木河的三條源流河的徑流變化和水資源利用狀況，決定了塔里木河的水量變化，也深刻影響了塔里木河干流的水質和下游的生態(tài)環(huán)境［11］。塔里木河流域土地沙漠化不斷擴展的直接成因，是下游水量減少以及地下水位下降。據(jù)統(tǒng)計，塔里木河上、中、下游來水量在過去50a里均呈現(xiàn)迅速下降的趨勢，尤其是下游來水量減少最快。據(jù)阿拉爾斷面多年監(jiān)測結果顯示，自20世紀50年代以來，進入塔里木河干流的水量呈現(xiàn)明顯減少的趨勢，從20世紀50年代來水量56.2億m3迅速下降到70年代的43.2億m3，90年代下降到最低點39.4億m3。中游的徑流量從20世紀60年代的35.14億m3，下降到90年代的22.78億 m3，減少了35.18%，2001－2005年平均徑流量降至22.58億m3，與60年代相比減少了35.74%，但與90年代相比并無明顯減少。下游恰拉的來水量更是從20世紀50年代的13.53億

m3迅速減少到80年代的3.93億m3，到90年代進一步減少到2.28億 m3［12，17］（圖4）。下游的工農業(yè)生產(chǎn)和人民生活出現(xiàn)了用水的緊張局面，一些耕地和村莊被廢棄，過去的一些綠洲區(qū)域正在逐步與沙漠連成一片。同時，由于下游來水量減少，塔河下游地下水位由1959年的3.1m，降至1992年的10.3m，遠遠超過了天然植被賴以生存的地下水位線［13］。沿河大量天然胡楊林由于缺乏生態(tài)水和地下水位的下降而枯萎退化和消失，從而加速了塔河下游的沙漠化擴展。

4.2.2 人為破壞植被，過度砍伐、墾殖、放牧、樵采是導致土地荒漠化的重要原因 60年代以來，塔河流域為發(fā)展地方經(jīng)濟，進行了大規(guī)模水土開發(fā)，大量砍伐植被，毀林、毀草開荒造田，使胡楊林資源遭到嚴重破壞。主要原因是，流域的廣大農村牧區(qū)仍以砍伐天然植被為燃料來源，伐木作柴，掘草為薪，燃秸取火現(xiàn)象非常普遍，廣泛分布于沙漠邊緣的檉柳、胡楊，它們龐大的根系和枝干起著防風固沙、屏蔽綠洲作用，經(jīng)挖掘和砍伐，自然條件下難以恢復，結果導致沙丘活化。20世紀50年代以來，隨著人口的迅速增長，尉犁、若羌一帶對燃料和木材的需要日益增多，砍伐活動不斷擴大，1958年，塔里木河下游五個農墾團場相繼建立，僅墾荒砍伐胡楊林就達167km2［14］。據(jù)估算，墾區(qū)5個團場每年約砍伐薪柴3萬t。其中有的團場，（如35團）還以胡楊和紅柳作工業(yè)燃料，加工甘草膏，造成墾區(qū)外圍的流沙不斷入侵。如32團東部由于紅柳被砍光，破壞了較為穩(wěn)定的沙面而形成一條高8 m，長100多米的流動沙梁，埋掉耕地，渠道和林帶［8］。塔里木河下游的天然胡楊林20世紀50年代胡楊林的面積由540km2，到1995年減少了73.33km2；沙漠化面積迅速擴大，1996年比1959年增加了123.1km2，沙漠化土地面積由86.98%增加到94.34%，沙漠化的年增長率平均0.24%［10］。塔河兩岸胡楊林、草地幾乎到處可見濫挖甘草（Glycyrrhiza）留下的土坑，松土暴露地面，林木根系被挖斷，林木衰敗枯死，草場破壞，加劇土地荒漠化。據(jù)統(tǒng)計，流域各團場每年采挖量達2000 t，按每挖1kg甘草松動破壞林地或草地2～3m2，則每年一個團場破壞林地或草地27～40萬hm2［15］。

圖4 塔里木河各段來用水量圖

4.2.3 盲目開荒和人為不合理耕作是造成土地荒漠化的直接原因 濫墾主要發(fā)生在農牧交錯區(qū)，塔河流域源流耕地從1958年的47.847萬hm2增加到2003年的77.293萬hm2，增加了29.446萬hm2，平均每年增加0.64萬hm2，2003年源流耕地面積是1958年的1.62倍。上中游耕地面積也由1958年的2.86萬hm2增加到2003年的4.415萬hm2，增加了54%。相比之下塔里木河下游耕地面積變化很小，1958年下游耕地面積僅為1.402萬hm2，占整個流域耕地面積的2.7%，5a后，下游耕地面積為1.671萬hm2，增加了還不到0.3萬hm2［11］。在土地耕種方面，由于時棄時耕，灌溉方法不合理，缺水矛盾越來越大，許多已開墾的土地被迫棄耕撂荒，這些土地失去植被和灌溉。這不僅破壞了土地資源，加速了土地沙漠化的進程，而且還形成“愈窮愈墾，愈墾愈窮”的惡性循環(huán)局面。

5 結論

人口急劇增加造成的壓力和經(jīng)濟活動對環(huán)境的強烈干擾，才是造成大范圍生態(tài)環(huán)境惡化和沙漠化發(fā)生發(fā)展的主要原因，即沙漠化的正逆向發(fā)展主要受控于人類經(jīng)濟活動。下游農灌區(qū)無水可用，大片良田摞荒，河兩岸植被衰敗，沙漠化加劇。航空像片及衛(wèi)星像片分析結果表明，近50a來研究區(qū)域沙漠化面積逐年增加，程度不斷加重的土地一般呈片狀交錯分布于農田和草原上，即人類活動最強力的區(qū)域，而不是整個區(qū)域。過度墾荒，掠奪式挖采甘草，無情地砍伐森林，使草場和胡楊林變成了一次性使用的犧牲品，造成胡楊林面積大幅減少。特別是水資源的不合理利用，向下游的河流水量大為減少，地下水位下降，植被衰退，沙漠化發(fā)展十分嚴重。生態(tài)環(huán)境嚴重惡化，這種局面的不斷發(fā)展，影響著生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，制約著下游資源的開發(fā)及經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展［16］，這表明在近50a來研究區(qū)域沙漠化的迅速發(fā)展，并不是對所謂自然因素變化的響應，而主要是人為活動的結果。

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