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地球信息科学学报 >

2015 , Vol. 17 >Issue 3: 300 - 308

DOI: https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2015.00300

2000-2010年新疆陆地生态系统变化格局与分析

  • 袁烨城 , 1 ,
  • 刘海江 , 2, * ,
  • 李宝林 1, * ,
  • 高锡章 1 ,
  • 许丽丽 1, 3 ,
  • 董贵华 2
展开
  • 1. 中国科学院地理科学与资源研究所 资源与环境信息系统国家重点实验室,北京 100101
  • 2. 中国环境监测总站,北京 100012
  • 3. 中国科学院大学,北京 100049
*通讯作者：刘海江(1978-),男,内蒙古呼和浩特市人,高级工程师,研究方向为生态系统评估。E-mail:

作者简介：袁烨城(1983-),男,浙江嵊州人,博士生,研究方向为时空数据挖掘和生态环境质量评价。E-mail:

收稿日期: 2014-04-22

  要求修回日期: 2014-06-10

  网络出版日期: 2015-03-10

基金资助

国家“973”计划(2015CB954101、2015CB954103)

国家科技支撑计划项目(2012BAH33B01)

收起

Study on the Change of Ecosystem in Xinjiang from 2000 to 2010

  • YUAN Yuecheng , 1 ,
  • LIU Haijiang , 2, * ,
  • LI Baolin *, 1 ,
  • GAO Xizhang 1 ,
  • XU Lili 1, 3 ,
  • DONG Guihua 2
Expand
  • 1. State Key Lab of Resources and Environmental Information System, Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China
  • 2. China National Environment Monitoring Center, Beijing 100012, China
  • 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
*Corresponding author: LIU Haijiang, E-mail:

Received date: 2014-04-22

  Request revised date: 2014-06-10

  Online published: 2015-03-10

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《地球信息科学学报》编辑部 所有
Fold

摘要

本文以Landsat TM/ETM+数据和HJ-1卫星CCD数据,系统分析了2000-2010年新疆地区陆地生态系统变化。10年间,新疆地区建设用地、农田和湿地生态系统迅速扩张,分别增加了30.5%、26.7%和10.2%;草地与灌丛生态系统则大量减少,分别减少了2.4%和5.1%;冰川积雪减少也较为明显,减少了1.6%;荒漠和森林生态系统变化较小。生态系统变化热点区域主要分布在传统绿洲区,尤其是天山南北麓的绿洲区。水利设施改善与灌溉节水技术进步,以及国家西部开发战略导致灌草地被大量开垦为农田,人口增长则是建设用地增加的主因;全球气候变暖使冰川积雪减少明显,20世纪60年代至今面积减少了16.7%~32.5%,导致山区湿地生态系统增加;国家生态环境保护工程则有效地遏制了林地与荒漠生态系统的恶化趋势。山地水源涵养区除了要严格控制森林砍伐外,还要严格禁止灌草的开垦,控制绿洲农田的增加和重视生态过渡带的保护,并加强全球气候变化对新疆水资源影响的研究,以制定相关对策。

关键词： 陆地生态系统; 新疆; 驱动因子; 生态地理区

本文引用格式

袁烨城 , 刘海江 , 李宝林 , 高锡章 , 许丽丽 , 董贵华 . 2000-2010年新疆陆地生态系统变化格局与分析[J]. 地球信息科学学报, 2015 , 17(3) : 300 -308 . DOI: 10.3724/SP.J.1047.2015.00300

Abstract

In this paper, the spatial pattern, trend and driving forces of ecosystem change of Xinjiang from 2000 to 2010 are derived based on the remote sense data (Landsat TM/ETM+ and HJ-1 CCD). During this period, urban construction area, cropland and wetland had expanded rapidly, that increased by 30.5%、26.7% and 10.2% respectively. Meanwhile, grassland, shrub had massively decreased by 2.4% and 5.1%. Glacier area had also significantly retreated by about 1.6%. Woodland and desert were almost unchanged. Traditional oasis was the majority area of change, especially in the south and north foot of Tianshan mountains. Technical improvement of water conservancy facilities and national west part development strategy are the primary causes of transformations of grassland and shrub into cropland. Population growth is the driving force of urban construction area increase. Due to global warming, a great amount of glacier area of the percentage between 16.7% and 32.5% had disappeared since 1960s, which resulted in the increase of wetland. National eco-environment projects, e.g. Three North Shelterbelt, was established to protect woodland and desert from further deterioration. This paper presented some suggestions to keep the ecological security of Xinjiang: (1) forbidding deforestation and developing cropland in mountain area to recover its water conservation function; (2) restricting the increase of cropland in oasis because it has already exceeded the theoretical water resources carrying capacity of Xinjiang; (3) protecting the transition zone to ensure the ecological security of oasis in the piedmont plain; (4) constructing artificial grassland and utilizing the crop straw to develop animal husbandry; (5) strengthening the research under the impact of global climate change on water resources to assist future policy making.

Key words： terrestrial ecosystems; Xinjiang; drive forces; eco-geographical zones

1 引言

干旱区内气候干旱、风大沙多、土地贫瘠、水资源有限,是我国新疆生态环境严酷和生态系统脆弱的地区[1]。目前,其生态系统正发生着巨大变化,准确认识区域陆地生态系统变化过程与驱动机制,对制订干旱区环境管理对策具有重要意义。
新疆地区陆地生态系统变化多年来已有较多的研究,但时间段大多集中在20世纪末[2-6],对21世纪初（2000-2010年）的研究多侧重于典型区[7-12],或者是针对特定类型生态系统变化分析[13-18],缺乏对区域陆地生态系统完整的研究。除了新疆地区,对黑河流域[19-21]、内蒙古地区[22-24]、山西地区[25]等干旱区半干旱区的生态系统变化也有许多研究。本文基于Landsat TM/ETM+数据和HJ-1卫星CCD数据,系统分析了21世纪初（2000-2010年）新疆地区陆地生态系统变化及其驱动因子和国土开发中存在的主要问题。

2 研究数据与方法

2.1 数据来源

（1）陆地生态系统类型分布数据
数据来自环境保护部和中国科学院联合开展的“全国生态环境10年变化（2000-2010年）遥感调查与评估”项目。基于卫星影像2000年Landsat TM/ETM数据和2010年HJ-1卫星CCD数据,采用面向对象的方法进行遥感分类,获得陆地生态系统类型分布图（包括森林、灌丛、草地、湿地、农田、城镇、荒漠、冰川/永久积雪、裸地9大类）。
（2）生态区划数据
新疆生态区划数据来自中国科学院学部重大咨询项目“新疆生态建设和可持续发展战略研究”的“以生态保育与重建为目的和基于生态重建模式的新疆生态区划”工作成果。该区划依据新疆“三山夹两盆”的总体地势特征,以及“山地-绿洲-过渡带-荒漠系统”的生态生产范式[26],以新疆生态保育与重建目标,建立了新疆生态保育四级区划体系并确定了相应的区域界线[27]。本文依据该生态区划数据确定了一级生态地理区的山地-绿洲-过渡带-荒漠各类生态地理区的空间分布范围（图1）,以此作为陆地生态系统变化分析与评估的基本单元。
Fig. 1 The distribution of mountain-oasis-transition zone-desert ecological regions in Xinjiang

图1 新疆山地-绿洲-过渡带-荒漠生态地理区分布范围

（3）其他数据
气候数据来自中国气象数据共享服务网（http://cdc.cma.gov.cn/）,水资源数据及社会经济数据来自2001至2012年各类统计年鉴,包括“中国统计年鉴”、“新疆统计年鉴”和“中国固定资产投资统计年鉴”等。

2.2 研究方法

2.2.1 统计指标
（1）生态系统类型面积变化率（Area Change Rate,ACR）：描述了研究时间段内某种生态系统类型变化趋势及变化的剧烈程度,其表达式为：
ACR = En d j - Star t j Star t j × 100 % （1）
式（1）中,Startj是土地覆被类型j在研究初期的面积;Endj是土地覆被类型j在研究末期的面积。ACR小于0,表示生态系统类型j朝着面积减少的趋势发展;ACR大于0则相反,朝着面积增加的趋势发展;ACR等于0,表明生态系统类型j的转入面积和转出面积刚好抵消。ACR的绝对值越大,意味该生态系统类型面积朝着增加或减少的变化越明显。
（2）区域变化强度指数（Region Change Intensity,RCI）：反映研究时间段内区域内发生生态系统类型变化的面积比例,其表达式为：
RCI = ∑ j = 1 n ( Gai n j + Los s j ) 2 × S w × 100 % （2）
式（2）中,Sw是研究区总面积;n为土地覆被类型数目;Gainj表示生态系统类型j的累计转入面积,即从其他类型转变为j的面积;Lossj表示类型j的累计转出面积,即从j转变为其他类型的面积。0≤RCI≤100,实际含义是生态系统类型发生变化面积占区域总面积的百分比,RCI值越大,表示区域生态系统类型发生变化的比例越高。
2.2.2 生态系统变化空间表达
统计指标反映的是统计单元整体生态格局变化情况,无法体现统计单元内部空间分布差异性,而直接绘制生态系统变化动态图,又由于各生态系统类型变化图斑较小,在小比例尺地图上很难分辨出变化范围与类型。因此,本文采用统计指标格网化的表达方式[28],以10 km网格为单元,统计每个网格内的每种生态系统类型面积变化率,以有效表达生态系统类型变化的空间差异。

3 新疆陆地生态系统变化格局与驱动力分析

3.1 生态系统变化格局与分析

3.1.1 传统绿洲区农田快速单向增长
10年间新疆耕地由667.6×104 hm2增加到845.8×104 hm2（数据为遥感解译结果,没有扣除沟渠、田埂等细小地物）,增加了26.7%。农田主要来自草地与灌丛的开垦,面积分别为119.9×104 hm2和62.4×104 hm2,分别占自治区生态系统类型总变化面积的31.1%和16.2%;农田转变为其他类型的比例较小,主要转变为草地和城镇,面积分别为9.0× 104 hm2和8.7×104 hm2,都占自治区生态系统类型总变化面积的2.3%。
Tab. 1 The changes in area of ecosystems in Xinjiang from 2000 to 2010

表1 新疆2000-2010年生态系统类型面积变化

生态系统类型 面积（×104 hm2） 变化强度（%） 变化率（%）
2000年 2010年
森林 266.3 264.9 4.0 -0.5
灌丛 1206.0 1143.9 8.5 -5.1
草地 5617.7 5485.5 3.8 -2.4
湿地 203.7 224.6 31.5 10.2
农田 667.6 845.8 33.1 26.7
建设用地 74.8 97.6 38.3 30.5
荒漠 7833.6 7814.4 1.4 -0.2
冰川积雪 446.7 439.7 5.6 -1.6
耕地增加主要分布在传统绿洲区,尤其是在准噶尔盆地周围山前倾斜平原和塔里木盆地周边山前倾斜平原的绿洲,增加最为迅速。农田增长主要分布在绿洲内部（图2（a）中蓝色部分）,外围扩张的新绿洲比例相对较小（图2（a）中紫色部分）。
Fig. 2 The distribution of change rate of cropland, urban construction area, wetland, grassland, shrub and woodland in Xinjiang

图2 新疆农田、城镇建设用地、湿地、草地、灌丛、森林变化率分布图

3.1.2 城镇建设用地快速增加
10年间新疆城镇建设用地由74.8×104 hm2增加到97.6×104 hm2,增加了30.5%。城镇建设主要来自对草地与农田的占用,面积分别为10.1×104 hm2和8.7×104 hm2,占自治区生态系统类型总变化面积的2.6%和2.3%。城镇建设用地增加主要集中在绿洲分布区,尤以天山北坡绿洲带、吐哈盆地、阿尔泰山山前绿洲带,以及伊犁谷地的增加更为突出,其他地区城镇建设用地增加速度相对较小（图2（b））。
3.1.3 湿地面积增加较快,但双向转化特征明显
10年间新疆湿地生态系统面积由203.7×104 hm2增加到224.6×104 hm2,共增加了20.9×104 hm2,增加了10.2%。湿地的变化具有明显的双向转化特征,10年间其他类型转变为湿地的面积为42.5×104 hm2,而湿地转变为其他类型的面积为21.6×104 hm2。湿地生态系统增加主要由草地与荒漠转变而来,面积分别为21.3×104 hm2和11.4×104 hm2,占自治区生态系统类型总变化面积的5.5%和3.0%;湿地减少主要表现为湿地转变为荒漠与草地,面积分别为8.1×104 hm2和7.8×104 hm2,占自治区总变化面积的2.1%和2.0%。湿地生态系统增加主要集中在南疆的塔里木河流域与叶尔羌河流域,以及北疆的额尔齐斯河流域,而在天山北麓及伊犁谷地等地,湿地面积减少明显（图2（c））。
3.1.4 草地与灌丛大量减少,且具有一定的双向转化特征
10年间,新疆草地生态系统面积由5617.7×104 hm2减少为5485.5×104 hm2,共减少了132.2×104 hm2,减少了2.4%,具有一定双向转化特征。10年间草地面积共增加了39.2×104 hm2,而草地转变为其他类型的面积为171.5×104 hm2。草地减少主要源于草地开垦,10年间共有119.9×104 hm2草地开垦为农田,占自治区生态系统类型总变化面积的31.1%,其次为草地转变为湿地、荒漠与城镇建设用地,面积分别为21.3×104、13.1×104和10.1×104 hm2,分别占自治区总变化面积的5.5%、3.4%和2.6%。草地减少分布区域与耕地增加分布范围大体一致（图2（d））。
10年间,新疆灌丛生态系统由1206.0×104 hm2减少到1143.9×104 hm2,共减少了62.1×104 hm2,减少了5.1%,也具有一定双向转化特征。10年间灌丛面积共增加了20.2×104 hm2,而灌丛转变为其他类型的面积为82.3 hm2。灌丛被开垦为农田的面积为62.4×104 hm2,占自治区总变化面积的16.2%,荒漠转为灌丛面积为14.1×104 hm2,占自治区总变化面积的3.7%。灌丛减少地区主要分布在天山南麓山前绿洲以及叶尔羌河流域和塔里木河中游地区,而局部增加区域主要分布在塔里木河下游（图2（e））。
3.1.5 冰川积雪减少明显
10年间,新疆冰川积雪由446.7×104 hm2减少为439.7×104 hm2,减少了1.6%。冰川积雪减少在天山地区表现最为明显,而昆仑山和阿尔泰山冰川积雪退缩趋势相对较小。
3.1.6 林地与荒漠变化较小
10年间,新疆林地面积由266.3×104 hm2减少为264.9×104 hm2,减少了0.5%,减少地区主要分布在塔里木河中游地区（图2（f））。10年间新疆荒漠面积由7833.6×104 hm2减少为7814.4×104 hm2,减少了0.2%,减少地区主要分布在南疆绿洲边缘区,以及部分冰川积雪融化区。

3.2 生态系统变化的驱动力分析

3.2.1 人口增长与追求经济增长是耕地增加与灌草地减少的内在动因
新疆作为我国土地面积最大的省份,也是我国的农业大省,农业收入是自治区收入的重要来源。2000-2010年大量的草地和灌木被开垦为耕地,用于棉花生产和粮食生产,新疆棉花的单产、总产和商品棉比例多年来一直保持全国第一[29],新疆农业总产值也从2000年的360.5亿元增加到2010年的1376.9亿元,增加了近3倍。
水利设施建设与节水灌溉技术发展为农田开垦提供了有力的技术保障。水利设施建设不但扩大了灌溉水源,也完善了林网、道路与灌渠道,保证了农田开垦与正常耕种。尽管10年间水资源总量没有明显的增长（图3）,但是喷灌、滴灌、渠道硬化等先进节水技术的运用,保证了耕地有效灌溉,实现了农田的稳定持续增长。
Fig. 3 The total and per capita water resources in Xinjiang

图3 新疆水资源总量与人均水资源量

相关的政策措施也促进了农田的开垦。自2001年启动土地整理复垦开发项目以来,通过实施国家和自治区投资的土地整理复垦开发项目,使零乱、不规则的田块,以及夹荒地得到有效利用,增加了大量耕地。
3.2.2 人口增长与国家西部开发战略导致建设用地快速增加
2000-2010年,新疆人口增加336万人,增长18%,且城镇人口比重从33.8%提高到42.8%。人口的增长,尤其是城镇人口的快速增长导致住宅用地、公共设施、交通等各项城镇建设用地需求增加。“总人口数”与“城镇面积”的相关系数为0.999,“城镇总人口数”与“城镇面积”的相关系数为0.996,说明人口增长是建设用地增加最为重要的因素。另一方面,10年间在国家西部大开发战略下,工农业快速发展,固定资产投资增加近5倍,工农业生产快速发展导致了对工矿建设用地的大量需求（表2）。
Tab. 2 The population and permanent assets of Xinjiang from 2000 to 2010

表2 2000-2010年间新疆人口和固定资产

年份 总人口数（万人） 城镇总人口数（万人） 城镇人口比重（%） 乡村总人口数（万人） 乡村人口所占比重（%） 固定资产投资额（万元） 城镇面积（km2）
2000 1849 624.0 33.8 1225.0 66.2 6 103 843 7479.4
2005 2010 746.7 37.2 1263.3 62.8 13 523 200 8542.4
2010 2185 935.0 42.8 1250.0 57.2 35 396 941 9761.4

注：“城镇面积（km2）”数值统计自本文的生态系统类型数据,其余列数据均来自各年的新疆统计年鉴

3.2.3 全球气候变暖导致冰川积雪减少明显
新疆地区气温从20世纪60年代开始总体表现为上升趋势,以天山巴音布鲁克6-8月冰川积雪主要融化期的平均气温来看（图4）,基本维持在0.3°C/10a的趋势,过去10年气温升高也十分明显,10年间大约升高了0.7 ℃。气温升高直接导致了冰川积雪的加速融化,这与目前有关新疆冰川变化的研究结论是一致的。张宏锋等研究认为,1964-2006年间玛纳斯河流域冰川面积减少了16.7%[30];李开明等研究认为,1962-2006年间博格达峰地区冰川面积减小了21.6%[31];白金中等研究认为,1959-2008年间阿尔泰山友谊峰地区冰川面积和数量分别减少了32.5%和27.9%[32]。
Fig. 4 The change of average temperature between June and August in Bayanbulak in recent 50 years

图 4 近50a来新疆天山巴音布鲁克6-8月气温变化

3.2.4 水利工程建设与冰川积雪加速融化导致了湿地增加
湿地增加主要与水利工程建设有关,10年间新疆两项大型水利工程“塔里木河综合治理工程”和“引额济克、济乌工程”都开始发挥效益,这两项工程的建设明显改善了沿岸地区的生态环境,湿地面积明显增加,自治区湿地增加主要分布在这两项工程沿岸地区（图2（c））。部分山地生态区的湿地增加,则与全球气候变暖影响下冰川积雪加速融化有关,增加的冰川融水在河流上游形成湖泊湿地,并改善了河流沿岸的水分状态,形成了新的草本湿地。天山北麓,及伊犁谷地湿地面积有所减少,这与湿地开垦为农田有关。
3.2.5 国家生态环境工程有效地控制了林地与荒漠生态系统的恶化趋势
10年间,新疆林地与荒漠变化稳定,这与国家对生态环境保护力度加大有关。从林地来看,国家从2000年开始实行天然林保护工程,新疆地区的天山、阿尔泰山与昆仑山作为自治区天然林保护工程重点实施区,基本没有新的森林砍伐。由于新栽种的林地栽种年限较短,还不能从遥感图像上分辨出这些幼龄林,因此新疆林地面积总体表现为稳定。荒漠保持稳定也主要与国家生态保护工程关系密切,10年间在新疆地区国家先后实施了退牧还草、“三北”防护林、流域综合治理、退耕还林还草等大型生态保护工程,这些工程有效地控制了土地荒漠化,没有出现大范围的沙进人退现象,从而使绝大部分的荒漠保持稳定。南疆局部地区荒漠减少,主要与荒漠被开垦为耕地有关。

3.3 生态系统变化的主要问题

新疆具有“山地-绿洲-过渡带-荒漠”从高到低独特的圈层生态地理区空间结构,不同生态地理区承担着不同的生态功能,可据此判断生态地理区的变化是否与其所应承担的生态系统功能相符,从而为制定合理的保育、重建等制度提供可靠依据。
3.3.1 山地森林、草原与荒漠生态区
新疆的山地不仅为绿洲和荒漠提供地表水和地下水资源,也是绿洲居民木材和畜产品的主要基地之一,并在文化、美学和健康等方面提供了无可估量的价值。但是,近年由于人类对山地的不合理开发和过渡利用,其作为用材基地的功能已消失殆尽,水源涵养功能则严重衰退。草地作为畜牧业基地的生产功能因过牧而极度减弱,其水土保持功能大为减退。因此,新疆的山地生态系统应该主要定位于水源涵养功能,以保护与恢复为主,减少山地的农产品生产功能。
10年间,新疆山地生态区共有103.2×104 hm2土地发生了生态类型转换,区域变化强度指数仅为1.2%。尽管与其他生态区相比变化强度较小（表3）,但以下生态系统的变化要引起足够重视：（1）灌木与草原的开垦。在新疆山地生态区中有29.1×104 hm2灌木与草地开垦为农田,灌木与草原开垦在喀尔里克山山地、博斯滕湖区和科克同套山-铁列克套山地区尤为突出。山地生态系统中灌木与草原的开垦将导致山地水土流失加剧,从而削弱其水源涵养功能;（2）冰川积雪减少。冰川积雪融化后转为高寒荒漠同时,草地、湿地增加明显。短期来看,随着冰川积雪面积减小,山地生态系统中草地与湿地增加,河流冰川径流也有所增加,将有利于山地水源涵养功能与下游绿洲的水源保证。但从长远来看,如果冰川积雪进一步减少,则上述生态系统变化趋势很难持续。
Tab. 3 Change of the ecosystem in each ecological region

表3 不同生态地理区生态系统类型变化

生态地理区 变化面积（hm2） RCI（%） 占研究区变化总面积百分比（%） 主要变化类型
山地森林、草原与荒漠生态区 阿尔泰山 60 657.1 0.55 1.6 灌草荒漠转农田（29.5%）、冰川积雪转荒漠（12.7%）、荒漠转草地（12.3%）、草原转荒漠（6.7%）、荒漠草地转湿地（11.5%）
天山 515 987.5 1.16 13.4
昆仑山 388 687.8 1.20 10.1
小计 965 332.4 2.90 25.1
山前倾斜平原与山间盆谷地生态区 阿尔泰山盆谷地 115 287.8 6.08 3.0 灌草荒漠转农田（66.1%）、农田草地荒漠转建设用地（8.7%）
准噶尔盆地周围山前倾斜平原 607 946 15.38 15.8
天山盆谷地 359 998.7 10.08 9.3
塔里木盆地周边山前倾斜平原 774 175.4 11.92 20.1
小计 1 857 407.9 43.50 48.2
山地与盆地荒漠过渡生态区 准噶尔盆地扇缘带 50 106.3 16.81 1.3 林灌草转农田（56.3%）、林灌草转湿地（27.3%）
塔里木河与孔雀河下游生态走廊 178 524.9 8.40 4.6
小计 228 631.2 25.20 5.9
盆地荒漠生态区 准噶尔盆地 303 420.9 2.26 7.9 灌草荒漠转农田（34.6%）、荒漠与灌丛相互转换24.7%）、荒漠与湿地的相互转化（14.2%）
塔里木盆地 500 340.9 1.16 13.0
小计 803 761.8 3.40 20.9

注：括号中的转换类型的百分比为这些转换类型变化面积占总变化面积百分比

3.3.2 山前倾斜平原与山间盆谷地生态区
新疆的绿洲以斑块状有规律的环绕在荒漠盆地四周的山前倾斜平原或大河的河谷盆地中。绿洲之间以交通道路的廊道相连接,以河谷和水流与山地相通,边缘有乔灌木林带与荒漠相隔离。绿洲以水土丰盈和极高的农林牧业生产力而成为荒漠中人类生存、繁荣和社会活动的绿岛,绿洲农产品生产功能应该作为其生态服务功能的核心。
新疆绿洲区约15.9×104 km2,只占全疆国土面积的9.8%,但10年间发生变化的面积高达185.7×104 hm2,占全疆总变化面积48.2%,区域变化强度指数达11.7%,是自治区发生生态系统变化强度最大的生态区（表3）。生态区69.5%的生态系统变化都表现为其他类型生态系统变化都转为农田,其中绝大部分来自草地和灌丛生态系统。实际上新疆可利用水资源大约为758×108 m3,新疆耕地面积理论上限为3.6×106~4.0×106 hm2 [33]。新疆耕地面积已严重超过理论面积,干旱区过度开垦问题已经相当严重。
3.3.3 山地与盆地荒漠过渡生态区
新疆地区重要过渡区主要有两处：一是天山北坡山前洪积扇与准噶尔荒漠过渡的扇缘带;二是天山南麓冲积洪积平原与塔克拉玛干大沙漠之间的过渡带,即塔里木河至孔雀河下游的狭长条带状地区。过渡带良好的植被具有防风阻沙功能,是绿洲前沿的生态屏障。两大过渡带总面积约2.4×104 km2,而10年间发生变化的面积约22.9×104 hm2,区域变化强度指数仅达9.4%（表3）。10年间过渡带生态系统变化主要表现为林灌草开垦为农田,占过渡带生态系统类型变化面积的57.5%。尤其是北疆的过渡带,地下水位较浅,极易造成土壤盐渍化,而对固定半固定沙丘的开垦,则会造成沙漠化加剧,使绿洲带直接面对沙漠的威胁,严重威胁绿洲区的生态安全。
3.3.4 盆地荒漠生态区
新疆的荒漠生产力很低,但其中特有的旱生草类和灌木具有极强的抗旱性、耐盐碱、耐强辐射,适应流沙、戈壁或盐漠条件,具宝贵的功能基因。尤其是沙漠中丰富的短生植物,有不少具有药用、观赏用等经济价值,是宝贵的种质资源,是人类未来生存、繁荣的珍贵材料。尽管10年间荒漠变化面积不大,约73.7×104 hm2,区域变化强度指数仅为1.3%,但有21.7×104 hm2草地、灌丛转为耕地（表3）,这需要引起足够的重视。荒漠生物多样性的功能和价值,要比垦殖和放牧等这些粗放、落后和生态不友好的利用方式更有价值。

4 结论

2000-2010年间新疆地区建设用地、农田和湿地生态系统迅速扩张,草地与灌丛生态系统大量减少,冰川积雪减少也较为明显,荒漠和森林变化较小。生态系统变化热点区域主要分布在传统的绿洲区,尤其是天山南北麓的绿洲分布区。
人口增长与追求经济增长是耕地增加与灌草地减少的内在动因,而水利等基础设施改善和灌溉节水技术发展为农田开垦提供了技术保障。人口增长与国家西部开发战略导致建设用地快速增加;生态工程建设与冰川积雪加速融化导致湿地生态系统较快增加;全球气候变暖导致冰川积雪减少明显;国家生态环境保护工程则有效地遏制了林地与荒漠生态系统的恶化趋势,生态系统类型总体变化较小。
在未来的新疆国土资源开发过程中需引起重视的问题有：（1）加强山地生态地理区的生态保护,除了要严格控制森林砍伐外,应严格禁止灌草的开垦,以确保山地生态区水源涵养功能的恢复;（2）新疆耕地面积已超过水资源理论承载力,过度开垦问题已经相当严重,要严格控制山前倾斜平原绿洲农田增加数量;（3）重视天山北坡山前洪积扇与准噶尔荒漠过渡的扇缘带,以及天山南麓冲积洪积平原与塔克拉玛干大沙漠之间的塔河至孔雀河下游的生态过渡带保护,以确保山前倾斜平原绿洲带的生态安全;（4）加强绿洲生态区人工草地生产牧草地建设和作物秸秆利用,发展畜牧业,减少经济发展对耗水农业及山地畜牧业的依赖;（5）加强全球气候变化对新疆水资源影响、生态系统响应与对策研究,未雨绸缪,保证区域生态安全。

The authors have declared that no competing interests exist.

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