土地荒漠化驱动因素
(一)自然因素
丁文广等(2016)在四类荒漠化土地类型中随机各选取20个样点,与年平均降水量、年平均气温以及土壤肥力3个参数做相关性分析,相关系数(r)与相关程度分类如表7-17所示。
表7-17 相关系数与相关程度分类

1.降水与土地荒漠化的相关性分析
降水的变化反映了精河县的干湿状况,影响着径流的形成和地域分布,从而决定土地荒漠化进退。从图7-35可以看出,精河流域绿洲的降水量与荒漠化差值指数(DDI)在相同温度、风速等条件下R2=0.784,具有高度相关性。对精河流域绿洲1990—2016年降水量统计数据进行分析发现,研究区多年平均降水量呈上升趋势(图7-36),年降水总量在100~250 mm之间,多年平均降水量为118 mm,年降水量最少时低于100 mm,最高时高于250 mm,波动十分明显。

图7-35 研究区降水量与DDI关系

图7-36 研究区年降水量变化
2.平均气温与土地荒漠化的相关性分析
1990—2016年,除个别区域外,研究区平均气温与土地荒漠化之间的相关性不显著(图7-37)。根据研究区1990—2016年,年均气温与年蒸散发量的变化趋势来看(图7-38),年蒸散发量显著下降,年均温呈上升趋势。研究区西北部未利用地的土地基本上是裸岩石砾地、戈壁和盐碱地,地表温度上升快,土壤湿度小,水分含量少,因此蒸散发量较小;研究区的中部绿洲主要分布有耕地,水量比未利用地丰富,蒸散发量略大。与此同时,格丽玛等(2007)对整个艾比湖流域进行了近45年的气候研究,表明该地区的气候具有变暖趋势。若其他因子没有显著变化,气温作为一个重要的影响因素,可能会使研究区趋于干旱,部分植被群落向旱生植被群落过渡,导致植被覆盖度降低(杨晓晖等,2004)。

图7-37 研究区平均气温与DDI关系

图7-38 研究区年均温、年蒸散发量变化
3.土壤肥力与土地荒漠化的相关性分析
在同等温度、风速、植被覆盖度等条件下,精河县土壤肥力值较大的区域,土地荒漠化差值指数较小,即土地荒漠化与该区域的土壤肥力呈反比关系,相关系数r=0.801,具有高度相关性(图7-39、图7-40)。研究区的成土母质主要是地层表面的第四纪松散堆积物,具有地形、母岩和外营力的差别,形成的沉积物类型也极复杂,土壤贫瘠、沉积物松散、易流动,成为本区域易发生风蚀、土壤侵蚀及水土流失的原因之一(邢永建,2006)。

图7-39 研究区土壤肥力与DDI关系

图7-40 研究区土壤肥力分级
(二)人文因素
1.人口增长
社会经济条件中人口是最基本的因素,不断增长的人口数量和逐渐提高的社会经济水平,使得人类对自然资源的利用程度不断增加。研究区的人口在过去近40年中呈现出快速增长的趋势,从1978年的8.07万人增加到2016年的14.11万人,增长近1倍(图7-41)。与此对应产生了新的经济发展需求,例如除了耕地增加以外,牲畜数量也从1978年的17.61万头增长至2016年的41.68万头,增长近1.5倍(图7-42)。而精河县本身生态系统脆弱,环境自我修复能力较差,一旦生态系统遭到破坏就很难再恢复,从而导致了荒漠化的形成与扩张。

图7-41 研究区1975—2015年人口数变化

图7-42 研究区1975—2015年牲畜量变化
2.社会经济增长
从水资源角度出发,根据2015年研究区有关部门水资源统计分析,研究区内地表水资源量为11.21×106 m3,去除重复计算量的地下水资源量为5.94×106 m3,总水资源量为17.15×106 m3。而用水量中,居民用水占0.9%,第一产业用水占98.49%,第二产业用水占0.5%,第三产业用水占0.01%,生态用水占0.02%。
研究区人均生产总值近40年从378元增加到40427元,扩大了近106倍,增长速度非常快。研究区工业总产值从1978年的不足300万元飞速增长至2015年的25.85亿元(图7-43)。在经济快速发展的背景下,近年来第一产业在地区生产总值中占的比重有所下降,第二产业普遍呈上升趋势,第三产业虽逐年下降,但速度较慢(图7-44)。水均衡方程式的计算表明,依照目前流域区内的综合发展速度,研究区的水资源量可满足近10年开采,并将在2025年左右供需达到平衡。但预测同时显示,如果肆意扩大耕地面积,不采取有效的节水措施,在2030年区域内将会出现用水紧张局面。

图7-43 研究区1975—2015年工业总产值变化

图7-44 研究区1975—2015年各产业占比变化