內蒙古西遼河流域荒漠化分析研究

紅 梅， 銀 山， 包玉海， 包秀艷， 梁海山

(1.赤峰學院 資源與環境科學學院, 內蒙古 赤峰 024001;2.內蒙古師范大學 資源與環境信息系統自治區重點實驗室, 呼和浩特 010022)

內蒙古西遼河流域荒漠化分析研究

紅 梅1， 銀 山2， 包玉海2， 包秀艷1， 梁海山1

(1.赤峰學院 資源與環境科學學院, 內蒙古 赤峰 024001;2.內蒙古師范大學 資源與環境信息系統自治區重點實驗室, 呼和浩特 010022)

內蒙古西遼河流域生態環境脆弱，土地利用類型復雜多樣。近年來，隨著社會經濟的進一步發展，導致了西遼河流域嚴重的荒漠化，極大地制約著該區域社會經濟的穩定、持續發展。通過利用該區域20世紀80年代末和2000年兩期TM影像數據為信息源，在提取兩期沙質荒漠化數據的基礎上，深入分析了2000年西遼河流域沙質荒漠化狀況，同時統計計算了該區十年內各沙質類荒漠化土地之間的轉換面積，采用轉移矩陣法和數學模型法，建立了20世紀80年代末到2000年沙質荒漠化土地轉移矩陣和動態度。結果表明：風蝕荒漠化基本得到了控制，水蝕荒漠化土地增加了近1.5個百分點，鹽漬化土地略有減少，但減少幅度不大。

西遼河流域; 荒漠化; 分析研究

土地荒漠化是全球最嚴重的環境和社會經濟問題之一，受到世界各國的廣泛關注。我國也同樣面臨這一問題，據1997年林業部發布的《中國荒漠化報告》，目前我國荒漠化形勢已非常嚴峻，荒漠化土地面積已占國土面積的27.3%，受荒漠化影響的范圍更大?；哪瘑栴}也引起了中國政府及廣大科研人員的高度重視，特別是近年來對荒漠化的形成機理、類型劃分、評價指標及防治對策、治理措施等都進行了大量的研究工作[1]。在此基礎上利用遙感影像進行了大范圍的荒漠化土地現狀調查和荒漠化土地變更調查。

1 荒漠化土地分類分級

根據目前國內外的研究，荒漠化類型劃分有多種方法。其中，聯合國環境規劃署公布的全球荒漠化土地是以土地利用類型為主劃分土地荒漠化類型[2]。我國朱震達、劉恕曾對北方地區的土地沙漠化進行了探索和論述[3]。朱震達先生在《中國土地退化(荒漠化)防治國家行為方案預研究》中，以營力為主，將土地荒漠化劃分為風力作用下的荒漠化，流水作用下的荒漠化以及物理化學作用下的荒漠化的同時單獨劃分出工礦型荒漠化。同時又根據地表物質劃分出沙質荒漠化和石質荒漠化。目前，我國尚無一個大家所公認的土地荒漠化分類系統。內蒙古西遼河流域屬半干旱地區，生態環境脆弱，本研究是根據中國三北地區荒漠化區域分類與發展趨勢綜合研究野外地質調查內容—技術要求中的《沙質荒漠化分類及參考指征表》，將荒漠化土地分為風蝕荒漠化、水蝕荒漠化和鹽漬化三大類。在此基礎上，根據荒漠化的程度，每個類型進一步分為五級：非荒漠化、輕度荒漠化、中度荒漠化、重度荒漠化和嚴重荒漠化土地等五級。

1.1 風蝕荒漠化分類系統、參考指征及遙感解譯標志

沙質荒漠化分級是根據中國三北地區荒漠化區域分類與發展趨勢綜合研究野外地質調查內容—技術要求中的《沙質荒漠化分類及參考指征表》進行分級的(表1)。在典型地區進行實地驗證和調查的基礎上建立了荒漠化土地遙感影像解譯標志。

表1 風蝕荒漠化分類、參考指征及解譯標志

輕度風蝕荒漠化：可分辨二級溝道和20%～30%的溝道面積，有較強的線形紋影。植被呈淺紅色，不連續分布。圖斑內植被稀疏，覆沙、沙黃土呈乳白色或黃色斑快。

中度風蝕荒漠化：固定、半固定沙丘呈條狀或斑塊狀，紅白色斑相間。植被呈紅色，占30%～50%的面積，白色斑塊占50%～70%。

重度風蝕荒漠化：半固定、半流動沙丘呈花斑狀，以淺黃或黃白色為基底色，其中夾有少量紅色斑點。

嚴重風蝕荒漠化：流動沙丘呈鱗片狀，波紋清晰，整體顯示為明亮的白色或淺黃色調，很少有紅色斑點。

1.2 水蝕荒漠化分類分級、參考指征及解譯標志

水蝕荒漠化土地遙感影像解譯標志為4個等級。輕度水蝕荒漠化：可分辨二級溝道和20%～30%的溝道面積，有較強的線形紋影。植被呈淺紅色，不連續分布。圖斑內植被稀疏，覆沙、沙黃土呈乳白色或黃色斑快；中度水蝕荒漠化：可分辨三級溝道和30%～40%的溝道面積，線形紋影明顯。植被呈淺紅色，斑塊狀分布，面積小于30%；重度水蝕荒漠化：可分辨三至四級溝道和40%～50%的溝道面積，線形紋影十分明顯。植被呈淺粉色，小斑塊狀分布，面積小于20%；嚴重水蝕荒漠化：可分辨四級溝道和50%的溝道面積，線形紋理充滿整個圖斑。植被呈淺粉色，斑點狀分布，面積小于10%(表2)。

1.3 鹽漬化分級、參考指征及解譯標志

當地表水大量蒸發，使土壤干結時，鹽類結晶自然析出，形成白色鹽漬散布于地表。由于鹽類結晶具有光譜高反射率的特點，所以在沙地、丘間低地及湖泊周圍出現光譜亮斑，大多以沿湖泊周圍環狀分布的亮斑為特征。

表2 水蝕荒漠化分類、參考指征及解譯標志

根據鹽漬化土壤在影像上的色調和鹽漬化土壤所占比例、生物生產量降低值等直接和間接判讀標志，可以解譯各種程度的鹽漬化土地(表3)。鹽漬化土地，在影像上的白色亮斑點呈片狀連續分布，與周圍地物的界限不明顯。地下水位較高或灌溉區鹽漬化土壤，在影像上以灰白至藍白色調為主。

表3 鹽漬化土地分級、參考指征

2 內蒙古西遼河流域荒漠化狀況分析

2000年遙感影像解譯結果顯示，內蒙古西遼河流域土地荒漠化相當嚴重，荒漠化土地類型多，荒漠化程度高，不同程度的荒漠化土地均有發育。研究區各類荒漠化土地面積達6 236 850.27 hm2，占研究區總面積的59.62%，非荒漠化土地為3 704 444.504 hm2，水域面積為251 004.51 hm2，占總面積的35.41%，2.40%，工礦、城鎮居民用地為269 307.08 hm2僅占總面積的2.57%。其中風蝕荒漠化、水蝕荒漠化和鹽漬化土地面積為4 069 928.969 hm2，1 701 557.98 hm2和465 363.32 hm2，分別占研究區總面積的38.9%，16.26%和4.45%，可見內蒙古西遼河流域普遍存在不同程度的荒漠化，荒漠化率達59.61%(表4)。

表4 2000年內蒙古西遼河流域荒漠化土地統計

2.1 風蝕荒漠化狀況分析

內蒙古西遼河流域是內蒙古自治區風蝕荒漠化嚴重的地區。TM影像荒漠化調查結果(表5)顯示，該地區普遍存在嚴重的風蝕荒漠化，從數量結構上看，2000年該區風蝕荒漠化面積達5 285 204.87 hm2,占研究區總面積的38.90%。其中輕度風蝕荒漠化、中度風蝕荒漠化、重度風蝕荒漠化和嚴重風蝕荒漠化面積分別為2 193 181.59 hm2，963 409.26 hm2，16 253.34 hm2和397 084.79 hm2，各類風蝕荒漠化土地分別占研究區總面積的20.96%，9.21%，4.93%和3.80%。分別占風蝕荒漠化面積的53.89%，23.67%，12.68%和9.76%。

表5 2000年內蒙古西遼河流域風蝕荒漠化統計

風蝕荒漠化土地在空間分布上，以該區域中東部沖積平原地區為主，重度以上風蝕荒漠化土地集中在西遼河流域的中部地區，在行政區域上，研究區19個旗縣市都存在不同程度的風蝕荒漠化，其中奈曼旗、庫倫旗、翁牛特旗和科左后旗最為嚴重。

2.2 水蝕荒漠化狀況分析

內蒙古西遼河流域地貌條件復雜多樣，研究區南部和西部多為丘陵分布，黃土丘陵區占較大比例，降水集中，暴雨多，加之坡耕地多以及人為破壞地表植被等原因導致了較為嚴重的水蝕荒漠化，給丘陵地區帶來了嚴重的水土流失，制約著社會經濟的穩定、持續發展。據2000年遙感影像解譯獲取的數據(表6)，2000年研究區，水蝕荒漠化面積達1 701 557.98 hm2,占研究區總面積的16.26%，其中輕度、中度和重度水蝕荒漠化土地面積為1 182 662.41 hm2，409 173.38 hm2和109 722.19 hm2，分別占研究區總土地面積的11.30%，3.91%和1.05%。合計中度以上水蝕荒漠化占4.95%。該區的水蝕荒漠化土地在區域分布上，主要集中在研究區南部黃土丘陵和西部西遼河流域上游地區，其中庫倫旗、敖汗旗、翁牛特旗和阿魯科爾沁旗最為嚴重。

表6 2000年內蒙古西遼河流域水蝕荒漠化統計

2.3 鹽漬化狀況分析

內蒙古西遼河流域是自治區鹽漬化最嚴重的地區之一，鹽漬化土地的地域差異明顯。2000年研究區鹽漬化土地總面積為465 363.32 hm2，占研究區總面積的4.45%，其中輕度鹽漬化、中度鹽漬化、重度鹽漬化和鹽土，分別占研究區總面積的1.78%，1.13%，1.14%和0.40%，分別占鹽漬化總面積的40.12%，25.29%，25.67%和8.92%。集中分布在西遼河流域東部的沙地以及灌溉區，其余的大部分地區，鹽漬化土壤都有零星分布(表7)。鹽漬化的發展對研究區的農牧業生產帶來了較嚴重的危害。威脅著該地區的生態環境及社會經濟的發展。

表7 2000年內蒙古西遼河流域鹽漬化統計

3 內蒙古西遼河流域荒漠化動態分析

荒漠化土地的變化是全球環境演變研究的一個重要組成部分。內蒙古東部是中國北方荒漠化土地強烈發展的地區。內蒙古西遼河流域生態環境脆弱，土地利用類型復雜多樣，隨著社會經濟的進一步發展，導致了嚴重的荒漠化，極大地制約著該區域社會經濟的穩定、持續發展。本次土地荒漠化的遙感動態變化調查，利用該區域20世紀80年代末和2000年兩期TM遙感影像，獲取了近十年荒漠化土地動態變化的數據。

在GIS軟件支持下，對內蒙古東部80年代末—2000年兩期荒漠化本底數據庫中的各類數據進行統計分析，統計出荒漠化各類土地及每個級別之間的轉換面積，制成了80年代末—2000年荒漠化土地轉換矩陣，從變化數量和類型上反映了荒漠化土地近十年變化的總體特征。

利用80年代末和2000年遙感影像的荒漠化解譯結果與80年代末—2000年荒漠化土地轉換矩陣得出，80年代末該地區風蝕荒漠化、水蝕荒漠化和鹽漬化土地面積為3 982 405.9 hm2，1 552 070.56 hm2和470 226.75 hm2，分別占研究區總面積的38.07%，14.84%和4.49%，到2000年風蝕荒漠化土地、水蝕荒漠化土地和鹽漬化土地面積為4 069 929 hm2，1 701 558 hm2和465 363.32 hm2，分別占研究區總面積的38.90%，16.26%和4.45%。從荒漠化土地各類型的變化情況看，研究區風蝕荒漠化土地近十年總面積變化不大，風蝕荒漠化基本得到了控制，水蝕荒漠化土地增加了近1.5個百分點，鹽漬化土地略有減少，但減少幅度不大(表8)。從荒漠化土地之間的轉移情況看，風蝕和水蝕荒漠化土地的增加主要是非荒漠化土地的荒漠化造成和鹽漬化土地的風蝕和水蝕轉移導致的?？梢妰让晒艝|部地區的非荒漠化土地每年以1.22%和1.93%的速度成為風蝕和水蝕荒漠化土地，即每年87 425.83 hm2和27 817.82 hm2的土地轉為不同程度的風蝕和水蝕荒漠化土地?？傊畠让晒艝|部地區的荒漠化發展速度較快，荒漠化程度不斷加劇，影響越來越嚴重。

3.1 風蝕荒漠化土地動態變化

從表8可以看出80年代末各種程度的風蝕荒漠化土地面積為3 982 405.9 hm2，到2000年增加到4 069 929 hm2，風蝕荒漠化土地凈增87 523.069 hm2，年變化率為0.002 2%。在10 a間259 590.81 hm2的非荒漠化土地轉為不同程度的風蝕荒漠化土地，同時208 832.29 hm2的各種荒漠化土地逆轉為非荒漠化土地，加之其它荒漠化土地轉為風蝕荒漠化土地，風蝕荒漠化土地凈增87 523.069 hm2。其中輕度風蝕荒漠化土地減少了102 129.88 hm2，中度風蝕荒漠化土地減少了4 920.32 hm2，重度和嚴重風蝕荒漠化土地分別增加了102 288.35 hm2和102 288.35 hm2。從風蝕荒漠化類型內的轉移看，在各類型之間轉移的都有，其中輕度轉為中度、重度和嚴重風蝕荒漠化土地以及中度轉為重度和嚴重風蝕荒漠化土地最為突出。從上述分析可以看出，該區域風蝕荒漠化土地總面積在10 a中增加幅度不大，但荒漠化程度提高的速度較大，其中重度和嚴重風蝕荒漠化土地所占比例大。近10 a風蝕荒漠化土地的動態變化有以下特點：(1) 風蝕荒漠化土地有所增加，年增率較小，表明該地區風蝕荒漠化整體上得到了有效控制，但局部地區仍繼續惡化。(2) 風蝕荒漠化程度的加劇，主要表現在重度和嚴重風蝕荒漠化土地面積的增加，輕度和中度風蝕荒漠化土地面積有所減少，表明該地區風蝕荒漠化的擴展得到控制。(3) 從非荒漠化土地轉移看，轉為風蝕荒漠化的幅度不大，表明非荒漠化土地得到了有效的保護。

表8 1990-2000年荒漠化面積增減情況統計

3.2 水蝕荒漠化土地動態變化

80年代末各種程度的水蝕荒漠化土地面積為1 552 070.56 hm2，到2000年面積達到1 701 558 hm2，占地比例由80年代末的14.84%增加到2000年的16.26%，水蝕荒漠化土地凈增149 487.42 hm2，非水蝕荒漠化每年平均323 366.97 hm2轉為各種程度的水蝕荒漠化土地，分別增加了27 564.86 hm2，84 514.83 hm2和37 407.73 hm2的輕度、中度和重度水蝕荒漠化土地。水蝕荒漠化的發展主要分布在研究區的西南部、西部、西北部的黃土丘陵和低山丘陵分布的旗縣區。

3.3 鹽漬化土地的動態變化

從鹽漬化土地的遙感調查解譯數據看，80年代末各種程度的鹽漬化土地面積為470 226.75 hm2，其中輕度、中度、重度鹽漬化土地和鹽土分別為246 525.04 hm2，105 086.43 hm2，87 110.45 hm2和31 504.82 hm2，到2000年減少到465 363.32 hm2，其中輕度、中度、重度鹽漬化土地和鹽土分別為186 694.62 hm2，117 695.41 hm2,119 458.92 hm2和41 514.37 hm2，鹽漬化土地面積比例由80年代末的4.49%減少到2000年的4.45%。鹽漬化土地的減少表明了該區域氣候干旱化趨勢加劇，風沙危害進一步加強，同時，也是由于近年來該地區較大面積的開墾甸子地轉為水田造成的。

4 結 論

本文利用20世紀80年代末和2000年兩期TM遙感影像，獲取了近10 a內蒙古西遼河流域荒漠化土地動態變化的數據。通過對該地區土地荒漠化遙感動態變化調查分析，80年代末該地區風蝕荒漠化、水蝕荒漠化和鹽漬化土地面積分別占研究區總面積的38.07%，14.84%和4.49%，到2000年風蝕荒漠化土地、水蝕荒漠化土地和鹽漬化土地面積分別占研究區總面積的38.90%，16.26%和4.45%。從荒漠化土地各類型的變化情況看，研究區風蝕荒漠化土地近10 a增加了0.83個百分點，總面積變化不大，風蝕荒漠化基本得到了控制；水蝕荒漠化土地增加了1.42個百分點，增加幅度相對較大，相關部門應加以重視；鹽漬化土地減少了0.04個百分點，略有減少，但減少幅度不大。

[1] 劉淑珍,柴宗新.中國土地荒漠化分類系統探討[J].中國沙漠,2000,20(1):35-39.

[2] Pickup G. New land degradation survey techniques for arid Australia: Problems and prospects[J]. The Rangeland Journal,1989,11(2):74-82.

[3] 朱震達,劉恕,邸醒民.中國的沙漠化及其治理[M].北京：科學出版社,1989.

ResearchforDesertificationAnalysisofWestLiaoheRiwerBasinofInnerMongolia

HONG Mei1, YIN Shan2, BAO Yu-hai2, BAO Xiu-yan1, LIANG Hai-shan1

(1.SchoolofResourcesandEnvironmentalScience,ChifengUniversity,Chifeng,InnerMongolia024001,China； 2.KeyLabofResourcesandEnvironmentInformationSystem,Hohhot010022,China)

Desertification of west Liaohe River basin became serious in recent years due to fragile ecological environment, abundant land use types and the further development of social economy, which is fearfully constraining the stability of social economy and sustainable development. By using TM image data in the late 1980′s and 2000 as information sources, based on the data extraction of the two-period sandy desertification, this article has thoroughly analyzed the situation of sandy desertification in west Liaohe River basin. Meanwhile, the transformation proportions among different desertification lands over the past ten years were calculated. By adopting transfer matrix method and mathematical model method, it presented the transfer matrix and dynamic degree of sandy desertification lands in the late 1980′s and 2000. It turned out that wind erosion desertification had been basically brought under control, water erosion desertification lands had increased by almost 1.5% and salinization land had reduced slightly.

west Liaohe river basin; desertification; analysis research

2014-01-20

：2014-02-21

內蒙古自治區教育廳自然科學自籌經費項目“內蒙古赤錫通地區區域經濟發展與生態環境的協調發展研究”(NJZC13307)

紅梅(1976—),女(蒙古族),內蒙古赤峰市巴林左旗人,講師,主要從事區域地理研究。E-mail:hongmeiv@sina.com

銀山(1963—),男(蒙古族),內蒙古科爾沁左翼后旗人,博士,教授,主要從事資源環境與自然災害研究。E-mail:yinshan@imnu.edu.cn

k903

：A

：1005-3409(2014)06-0324-05