中国荒漠化分区与时空演变

doi:10.12082/dqxxkx.2019.180676

摘要/Abstract

摘要：

荒漠化被列入威胁人类生存的十大环境与发展问题之一,中国作为世界上荒漠化严重的国家,荒漠化形势十分严峻。本文通过遥感手段,以中国陆域国土范围（除台湾、香港和澳门）的31个省、市、自治区为研究区域,对1975年、2000年与2017年研究区数据进行沙化、盐渍化、水蚀荒漠化专题因子时空演变的综合研究,根据地域分异、发生学及多级序列等原则将将中国划分为8个荒漠-荒漠化区,42个荒漠-荒漠化亚区和36个荒漠-荒漠化小区。以不同时期荒漠化土地类型图为依据,采用荒漠化面积变化量与荒漠化重心迁移轨迹指标进行荒漠化演化分析。为具体说明不同区域荒漠化程度,本研究根据一定时期内荒漠化土地面积增加或减少的百分比将荒漠化演化分为7种类型,通过分析得到不同荒漠化区域的时空演化及不重心迁移,据此提出中国荒漠化的重点治理目标区及防治建议。研究结果表明：① 中国荒漠、荒漠化土地种类较多,重度荒漠化面积25.18×10⁴ km²,占荒漠化总面积的19.59%;② 1975-2017年,中国荒漠化发生明显逆转,与1975-2000年相比,2000-2017年全国的荒漠化强度显著下降,原因是荒漠化加重区面积减少以及荒漠化减弱区面积增加;③ 1975-2000年与2000-2017年,各区内荒漠化重心点坐标迁移具有同向性。本研究在分析荒漠化土地分布、形成和演变机制的基础上,进行了荒漠化分区。通过对不同荒漠化地区的面积百分比变化的比较,得到了不同时期荒漠化的时空演化模式,并分析了荒漠化演化的特点和差异。

关键词: 荒漠化, 分区, 时空演变, 荒漠化防治, 重心迁移轨迹, 遥感监测, 中国

Abstract:

Land desertification is one of the most serious eco-environmental problems in the world, and is among the top ten environmental and development problems that threaten the survival of human beings. China has severe desertification, and desertification has greatly affected China's eco-environment and social development. In this context, the research on desertification is of great significance to China. The evolution of desertification is mainly manifested in the change of desertification area, the area change, change of desertification types, vegetation change, and so on. In this paper, the 31 provincial regions of China (excluding Taiwan, Hong Kong, and Macau) were included as the study area. Remote sensing was utilized to study the spatiotemporal evolution of the thematic factors of desertification, salinization, and erosion-induced desertification. Following the principles of regional differentiation, genesis, and multi-level sequences, China was divided into 8 desertification zones, 42 desertification sub-regions, and 36 desertification communities. Based on the desertified land type maps of 1975, 2000 and 2017, we analyzed the desertification evolution by focusing on the changes in the area and gravity center of China’s desertification. According to the percentage of increase or decrease of desertified land area over a certain period of time, the evolution types of desertification can be divided into 7 categories. The present study reveals the current situation of China’s desertification, and analyzes the spatiotemporal evolution and the gravity center movements of different desertification regions. Next, the key target areas and management suggestions of desertification control in China were discussed. Our findings are as follows. (1) There are many kinds of deserts and desertified lands in China, of which the area of severe desertification is 25.18×10⁴ km², accounting for 19.59% of the total desertification area. (2) From 1975 to 2017, China's desertification has been significantly reversed, and the dynamic characteristics of desertification in 1975-2000 differed from 2000-2017. The intensity of desertification in 2000-2017 significantly reduced as compared to 1975-2000, thanks to the decrease in aggravated areas and increase in weakened areas. (3) The migration value of desertification center of gravity can indirectly reflect the development trend and degree of dynamic change of desertification, the greater the migration, the more significant the difference of desertification change in this region, and the direction of center of gravity migration is the area where desertification area increases. The coordinate migration of desertification barycenter points in different periods has the same orientation.

Key words: desertification, zonation, spatiotemporal evolution, desertification prevention, remote sensing monitoring, China

周日平. 中国荒漠化分区与时空演变[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(5): 675-687.DOI:10.12082/dqxxkx.2019.180676

Riping ZHOU. Zonation and Spatiotemporal Evolution of China's Desertification[J]. Journal of Geo-information Science, 2019, 21(5): 675-687.DOI:10.12082/dqxxkx.2019.180676

图/表 10

表1

表2

表3

全国荒漠、荒漠化分区"

荒漠、荒漠化区	荒漠、荒漠化亚区	荒漠、荒漠化小区
西北荒漠、荒漠化区（Ⅰ）（地貌主要受古生代-中生代的大地构造控制,形成山岭与盆地的组合体,第四纪以来气候的冷暖波动与日趋干旱,决定了第四纪沉积物的岩性组合与成因类型,形成了中国沙漠、砾漠、盐碱质荒漠化与沙质荒漠化分布最为广泛的地区）	阿尔泰山荒漠、荒漠化亚区（Ⅰ1）
	准噶尔西部山地荒漠亚区（Ⅰ2）
	准噶尔盆地荒漠、荒漠化亚区（Ⅰ3）	哈巴河荒漠、荒漠化小区（Ⅰ3-1）
		古尔班通古特沙漠及周缘荒漠、荒漠化小区（Ⅰ3-2）
		准噶尔盆地西南部荒漠、荒漠化小区（Ⅰ3-3）
	天山荒漠、荒漠化亚区（Ⅰ4）	伊犁盆地荒漠、荒漠化小区（Ⅰ4-1）
		焉耆盆地荒漠、荒漠化小区（Ⅰ4-2）
		吐哈盆地荒漠、荒漠化小区（Ⅰ4-3）
		尤尔图斯盆地荒漠、荒漠化小区（Ⅰ4-4）
		天山山地荒漠、荒漠化小区（Ⅰ4-5）
	塔里木盆地荒漠、荒漠化亚区（Ⅰ5）	塔克拉玛干沙漠及周缘荒漠、荒漠化小区（Ⅰ5-1）
		罗布泊冲湖积平原荒漠化荒漠、荒漠化小区（Ⅰ5-2）
		库姆塔格沙漠及周缘荒漠、荒漠化亚区（Ⅰ5-3）
	北山荒漠亚区（Ⅰ6）
	河西走廊荒漠、荒漠化亚区（Ⅰ7）
青藏高原荒漠、荒漠化区（Ⅱ）（青藏高原海拔平均4500米以上,总的地势是西北高、东南低,以低山、丘陵、宽谷、盆地组成平坦、开阔的高原面,纵横伸展着巨大山系,构成高原地貌的格架,现代冰川十分发育,分为6个亚区,是中国沙质荒漠化、砾漠、盐碱质荒漠化分布的主要地区之一）	藏北高原荒漠、荒漠化亚区（Ⅱ1）	藏北高原北部荒漠、荒漠化小区（Ⅱ1-1）
	藏北高原荒漠、荒漠化亚区（Ⅱ1）	藏北高原南部荒漠、荒漠化小区（Ⅱ1-2）
	藏南高原荒漠、荒漠化亚区（Ⅱ2）
	藏东-滇西荒漠、荒漠化亚区（Ⅱ3）
	青海荒漠、荒漠化亚区（Ⅱ4）	唐古拉山荒漠、荒漠化小区（Ⅱ4-1）
		柴达木盆地荒漠、荒漠化小区（Ⅱ4-2）
		哈拉湖-大板山荒漠、荒漠化小区（Ⅱ4-3）
		共和、青海湖盆地荒漠、荒漠化小区（Ⅱ4-4）
	阿尔金山、祁连山荒漠、荒漠化亚区（Ⅱ5）
	昆仑山荒漠、荒漠化亚区（Ⅱ6）
内蒙古-大兴安岭荒漠、荒漠化区（Ⅲ）（内蒙古-大兴安岭荒漠、荒漠化区分为5个亚区,大部海拔在1000米至1500米,局部可达2000米,是中国沙质荒漠化、沙漠分布最为广泛的地区。第四纪地层主要由更新统冲洪积、洪积物和全新统风积层、湖积层、冲洪积层组成）	阿拉善高原荒漠、荒漠化亚区（Ⅲ1）	巴丹吉林沙漠及周缘荒漠、荒漠化小区（Ⅲ1-1）
		腾格里沙漠及周缘荒漠、荒漠化小区（Ⅲ1-2）
		海里与博格台沙漠及周缘荒漠、荒漠化小区（Ⅲ1-3）
		乌兰布和沙漠及周缘荒漠、荒漠化小区（Ⅲ1-4）
		亚玛雷克沙漠及周缘荒漠、荒漠化小区（Ⅲ1-5）
	内蒙古东部高原荒漠、荒漠化亚区（Ⅲ2）	内蒙古波状高原荒漠、荒漠化小区（Ⅲ2-1）
		乌珠穆沁沙地荒漠化小区（Ⅲ2-2）
		浑善达克沙地荒漠化小区（Ⅲ2-3）
	阴山荒漠、荒漠化亚区（Ⅲ3）
	大兴安岭荒漠化亚区（Ⅲ4）
	海拉尔盆地荒漠化亚区（Ⅲ5）
荒漠、荒漠化区	荒漠、荒漠化亚区		荒漠、荒漠化小区
	黄土高原荒漠、荒漠化亚区（Ⅳ1）		黄土高原沟壑荒漠化小区（Ⅳ1-1）
	黄土高原荒漠、荒漠化亚区（Ⅳ1）		黄土丘陵沟壑荒漠化小区（Ⅳ1-2）
	鄂尔多斯高原荒漠、荒漠化亚区（Ⅳ2）		宁夏河东高原荒漠化小区（Ⅳ2-1）
			库布齐沙漠及周缘荒漠、荒漠化小区（Ⅳ2-2）
			毛乌素沙地荒漠化小区（Ⅳ2-3）
			鄂尔多斯高原东部荒漠化小区（Ⅳ2-4）
	银川-河套平原荒漠、荒漠化亚区（Ⅳ3）
	汾渭盆地荒漠化亚区（Ⅳ4）
	吕梁山-太行山荒漠化亚区（Ⅳ5）
	大同-阳原盆地荒漠化亚区（Ⅳ6）
	秦岭山地荒漠化亚区（Ⅳ7）
	燕山荒漠化亚区（Ⅳ8）
	小兴安岭、长白山、三江平原荒漠化亚区（Ⅴ1）
	小兴安岭、长白山、三江平原荒漠化亚区（Ⅴ1）		松辽平原荒漠化亚区（Ⅴ2）	科尔沁沙地及周边荒漠化小区（Ⅴ2-1）
	松嫩沙地及周边荒漠化小区（Ⅴ2-2）
	松辽平原东北部荒漠化小区（Ⅴ2-3）
		黄淮海平原荒漠化亚区（Ⅵ1）
胶东半岛荒漠化亚区（Ⅵ2）
江淮、苏北丘陵南部荒漠化亚区（Ⅵ3）
江淮、苏北丘陵北部荒漠化亚区（Ⅵ4）
长江下游平原荒漠化亚区（Ⅵ5）
		米仓山-大巴山荒漠化亚区（Ⅶ1）
		四川盆地荒漠化亚区（Ⅶ2）
		滇中-川南荒漠化亚区（Ⅶ3）
		滇东-黔西荒漠化亚区（Ⅶ4）
	川东南-黔东荒漠化亚区（Ⅶ5）
	广西荒漠化亚区（Ⅶ6）
	长江中下游荒漠化亚区（Ⅷ1）
	东南-华南沿海平原及丘陵荒漠化亚区（Ⅷ2）

表3

图1

图2

图3

图4

图5

表4

图6

参考文献 32

[1]	李清河,孙保平.荒漠化动态监测与评价研究进展[J].北京林业大学学报,1998,20(3):67-73.
	[ Li Q H, Sun B P.Research advances of the dynamic monitoring and assessment of desertification[J]. Journal of BeiJing Forestry University, 1998,20(3):67-73. ]
[2]	慈龙骏. 我国荒漠化发生机理与防治对策[J].第四纪研究,1998,18(2):97-107.
	[ Ci L J.Mechanism of desertification and sustainable strategies to combat desertification in China[J]. Quaternary Sciences, 1998,18(2):97-107. ]
[3]	丁国栋. 区域荒漠化评价中植被的指示性及盖度分级标准研究——以毛乌素沙区为例[J].水土保持学报,2004,18(1):158-160.
	[ Ding G D.Study on indicative feature and cover classification of vegetation in regional desertification assessment: Taking Mu Us sand land as an example[J]. Journal of Soil and Water Conserv ation, 2004,18(1):158-160. ]
[4]	卢琦,郭剑亮.荒漠化监测评价的标准与指标体系[J].世界林业研究,1999,12(2):44-49.
	[ Lu Q, Guo J L.Criterian and indicators for desertification monitoring and evaluation[J] World Forestry Research, 1999,12(2):44-49. ]
[5]	张钛仁,张玉峰,柴秀梅,等.人类活动对我国西北地区沙质荒漠化影响与对策研究[J].中国沙漠,2010,30(2):228-234.
	[ Zhang T R, Zhang Y F, Chai X M, et al.Impact of human activities on sandy desertification of northwestern China and countermeasures analysis[J]. Journal of Desert Research, 2010,30(2):228-234. ]
[6]	朱震达. 中国的脆弱生态带与土地荒漠化[J].中国沙漠,1991(4):15-26.
	[ Zhu Z D.Fragile ecological zones and land desertification in China[J]. Journal of Desert Research, 1991(4):15-26. ]
[7]	于淑萍. 土地荒漠化的成因、危害及防治对策[J].环境科学与管理,2006(1):16-17.
	[ Yu S P.Causes, harm of terrain desertification and the policy of restoration[J]. Environmental Science and Management, 2006(1):16-17. ]
[8]	白蓉. 我国新疆地区荒漠化现状、成因及对策的研究[J].中国林业经济,2017(2):81-82. doi: 10.13691/j.cnki.cn23-1539/f.2017.02.025
	[ Bai R.Study on the present situation, causes and countermeasures of desertification in Xinjiang[J]. China Forestry Economics, 2017(2):81-82. ] doi: 10.13691/j.cnki.cn23-1539/f.2017.02.025
[9]	胡光印,董治宝,逯军峰,等.近30年来长江源区沙漠化时空演变过程及成因分析[J].干旱区地理,2011,34(2):300-308.
	[ Hu G Y,Dong Z B, Lu J F, et al.Land desertification monitoring in the source region of Yangtze River from 1975 to 2005 and the analysis of its causes[J]. Arid Land Geography, 2011,34(2):300-308. ]
[10]	李宝林,周成虎.东北平原西部沙地近10年的沙质荒漠化[J].地理学报,2001,56(3):307-315.
	[ Li B L, Zhou C H.Sandy desertification in west of northeast China plain in the past 10 years[J]. Acta Geograohica Sinica. 2001,56(3):307-315. ]
[11]	王涛,吴薇,王熙章.沙质荒漠化的遥感监测与评价——以中国北方沙质荒漠化区内的实践为例[J].第四纪研究,1998(2):108-118.
	[ Wang T, Wu W, Wang X Z.Remote sensing monitoring and assessing sandy desertification:an example from the sandy desertification region of northern China[J]. Quaternary Sciences, 1998(2):108-118. ]
[12]	张苑平,姜端午,黄树春.水蚀荒漠化遥感信息提取方法研究[J].国土资源遥感,2010(z1):18-20.
	[ Zhang W P, Jiang D W, Huang S C.A study of the method for remote sensing information extraction of water erosion desertification[J]. Remote Sensing for Land and Resource, 2010,(z1):18-20. ]
[13]	周忠学,孙虎,李智佩.黄土高原水蚀荒漠化发生特点及其防治模式[J].干旱区研究,2005,22(1):29-34.
	[ Zhou Z X, Sun H, Li Z P.Study on mechanism of water-eroded desertification and its control in the Loess Plateau[J]. Arid Zone Research, 2005,22(1):29-34. ]
[14]	谭克龙,王晓峰,高会军,等.塔里木河流域综合治理生态要素变化的遥感分析[J].地球信息科学学报,2013,15(4):604-610. doi: 10.3724/SP.J.1047.2013.00604
	[ Tan K L,Wang X F, Gao H J, et al.Analysis of ecological elements of comprehensive harnessing in Tarim river basin using remote sensing[J]. Journal of Geo-Information Science, 2013,15(4): 604-610. ] doi: 10.3724/SP.J.1047.2013.00604
[15]	李欢,武丹,姚建华.甘肃河西走廊草地沙质荒漠化监测与治理对策[J].中国资源综合利用,2017,35(11):96-98.
	[ Li H, Wu D, Yao J H. Monitoring and harnessing countermeasures of sandy desertification in Hexi corridor of Gansu[J]. China Resources Comprehensive Utilization, 2017,35(11):96-98. ]
[16]	王葆芳,刘星晨,王君厚,等.沙质荒漠化土地评价指标体系研究[J].干旱区资源与环境,2004,4:23-28.
	[ Wang B F, Liu X C, Wang J H,et al.Study on monitoring and assessment indicator systems of sandy desertification in China[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2004,4:23-28. ]
[17]	史青云,赵志芳,宋坤,等.基于RS和GIS的滇池流域水蚀荒漠化动态监测[J].国土资源遥感,2017(S1):101-105.
	[ Shi Q Y, Zhao Z F, Song K, et al. Dynamic monitoring of water erosion desertification in Dianchi watershed based on RS and GIS[J]. Remote Sensing for Land and Resource, 2017(S1):101-105. ]
[18]	黄树春,赵帅军,杨玲,等.从基础地质角度研究洞庭湖流域水蚀荒漠化状况及成因[J].长春工程学院学报(自然科学版),2015,16(3):79-83.
	[ Huang S C, Zhao S, Yang L, et al.A study on water-eroded desertification status and causes of the Dongting lake from the perspective of elementary geology[J]. Journal of Changchun Institute of Technology(Nature Sciences Edition), 2015,16(3):79-83. ]
[19]	邵婷婷,姜琦刚.通榆县2000-2014年沙质及盐碱质荒漠化监测[J].世界地质,2018,37(1):296-301.
	[ Shao T T, Jiang Q G.Monitoring of sandy and saline-alkali desertification in Tongyu County during 2000-2014, Global Geology, 2018,37(1):296-301. ]
[20]	卞建民,林年丰,汤洁.土地盐碱荒漠化预警理论及实证研究[J].农业环境科学学报,2003(2):207-209. doi: 10.3321/j.issn:1672-2043.2003.02.020
	[ Bian J M, Lin N F, Tang J.Precaution theory and study on alkaline desertification of soil. Journal of Agro-Environment Science, 2003(2):207-209. ] doi: 10.3321/j.issn:1672-2043.2003.02.020
[21]	Reynolds J F, Grainger A, Smith D M S, et al. Scientific concepts for an integrated analysis of desertification processes. Land Degrad Dev[J]. Land Degradation & Development, 2011,22(2):166-183.
[22]	刘连友,刘志民,王建华,等.雅鲁藏布江江当宽谷地区沙源物质与现代沙漠化过程[J].中国沙漠,1997,17(4):377-382.
	[ Liu L Y, Liu Z M, Wang J H, et al.Sand source of sand dune and modern desertification process in JianDang wide valley area of Yarlung Zangbo River[J]. Journal of Desert Research, 1997,17(4):377-382. ]
[23]	林年丰,汤洁.松嫩平原环境演变与土地盐碱化、荒漠化的成因分析[J].第四纪研究,2005,25(4):72-81.
	[ Lin N F, Tang J.Study on the environment evolution and the analysis of causes to land salinization and desertification in Songnen Plain[J]. Quaternary Sciences, 2005,25(4):72-81. ]
[24]	李森,董玉祥,董光荣,等.青藏高原土地沙漠化区划[J].中国沙漠,2001(4):103-112.
	[ Li S, Dong Y X, Dong G R, et al.Regionalization of land desertification on Qinghai -Tebet Plateau[J]. Journal of Desert Research, 2001(4):103-112. ]
[25]	朱震达. 中国土地荒漠化的概念、成因与防治[J].第四纪研究,1998(2):145-155.
	[ Zhu Z D.Concept, cause and control of desertification of China[J]. Quaternary Sciences, 1998(2):145-155. ]
[26]	Reining P.Handbook on desertification indicators[P]. Handbook on Desertification Indicators, 1978.
[27]	Dregne H E, Boyadgiev T G, Rome L, et al. Provisional methodology for assessment and mapping of desertification[J].Provisional Methodology for Assessment and Mapping of Desertification, 1983,73:XF2006240997.
[28]	高尚武,王葆芳,朱灵益.中国沙质荒漠化土地监测评价指标体系[J].林业科学,1998,34(2):1-10. doi: 10.3321/j.issn:1001-7488.1998.02.001
	[ Gao S W, Wang B F, Zhu L Y.Monitoring and evaluation indicator system on sandy desertification of China[J]. Scientia Silvae Sinicae, 1998,34(2):1-10. ] doi: 10.3321/j.issn:1001-7488.1998.02.001
[29]	Kairis O, Kosmas C, Karavitis C, et al.Evaluation and selection of indicators for land degradation and desertification monitoring: Types of Degradation, Causes, and Implications for Management[J]. Environmental Management, 2014,54(5):971.
[30]	韩兰英,万信,方峰,等.甘肃河西地区沙漠化遥感监测评估[J].干旱区地理,2013,36(1):131-138.
	[ Han L Y, Wan X, Fang F, et al.Desertification assessments of Hexi regions in Gansu province by remote sensing[J]. Arid Zone Geography, 2013,36(1):131-138. ]
[31]	崔耀平,刘彤,赵志平,等.干旱荒漠区植被覆盖变化的遥感监测分析[J].地球信息科学学报,2011,13(3):305-312. doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00305
	[ Cui Y P, Liu T, Zhao Z P, et al.Using multi-spectral remote sensing data to extract and analyze the vegetation change of the western gurbantunggut desert[J]. Journal of Geo-information Science, 2011,13(3):305-312. ] doi: 10.3724/SP.J.1047.2011.00305
[32]	周振超,李贺,黄翀,等.红树林遥感动态监测研究进展[J].地球信息科学学报,2018,20(11):1631-1643.
	[ Zhou Z C, Li H, Huang C, et al.Review on dynamic monitoring of mangrove forestry using remote sensing[J]. Journal of Geo-information Science, 2018,20(11):1631-1643. ]

荒漠化演化类型	一定时期内荒漠化土地面积变化的比例
加速发展区	面积增加>30%
明显发展区	面积增加10%~30%
缓慢发展区	面积增加5%~10%
基本稳定区	面积增加或减少<5%
缓慢减少区	面积减少5%~10%
明显减少区	面积减少10%~30%
快速减少区	面积减少>30%

类型	沙质荒漠化土地			水蚀荒漠化土地			盐碱质荒漠化土地			沙漠	砾漠
类型	重度	中度	轻度	重度	中度	轻度	重度	中度	轻度	沙漠	砾漠
面积/10⁴km²	14.29	25.34	19.09	3.82	16.83	24.93	7.07	7.21	10.48	47.01	58.91
面积统计/10⁴km²	58.71			45.58			24.76			47.01	58.91
占国土面积百分比/%	6.12			4.75			2.58			4.90	6.14

荒漠化区	荒漠化重心迁移方向	荒漠化重心迁移量/km	荒漠化区	荒漠化重心迁移方向	荒漠化重心迁移量/km
西北荒漠、荒漠化区（Ⅰ）	东南	12.53	东北荒漠、荒漠化区（Ⅴ）	西南	58.45
青藏高原荒漠、荒漠化区（Ⅱ）	西南	26.01	东部大平原荒漠化区（Ⅵ）	西北	49.78
内蒙古-大兴安岭荒漠、荒漠化区（Ⅲ）	东北	25.84	西南荒漠化区（Ⅶ）	西南	95.88
华北-黄土高原荒漠、荒漠化区（Ⅳ）	东北	7.37	东南-华南荒漠化区（Ⅷ）	东北	75.39