若尔盖县高原草地沙化成因分析

汪晓菲，何 平，康文星

(中南林业科技大学 生命科学与技术学院，湖南 长沙 410004)

若尔盖县高原草地沙化成因分析

汪晓菲，何 平，康文星

(中南林业科技大学 生命科学与技术学院，湖南 长沙 410004)

根据已有研究和野外考察获得的资料，对若尔盖草原沙化原因进行分析。结果表明：地质的变迁，河流频繁改道，母岩形成的土壤含沙量高，为该地区草原沙化提供了大的自然环境背景；气候干暖化为若尔盖高原土地沙化创造了条件；地表径流造成表土层流失，沙层裸露，风力的驱动作用，促进沙流蔓延，积沙及以沙丘的形成和移动等一系列沙化过程的发生、发展；疏干沼泽、扩大牧场，极大地加速了若尔盖湿地由沼泽→半沼泽→草甸→草原→沙漠化发展方向演变；不合理管理与过牧、超限度利用是导致草地沙化最主要的原因；若尔盖草原沙化过程不是一个单纯的自然过程，而是一个自然与经济、社会相关联，而以人为活动为诱导因素所引起的土地沙化过程，是自然因素和人为因素共同作用下，由自然过程和人为加速过程彼此叠加并相互反馈的结果。

土地沙化；驱动因子；自然因素；人为因素；若尔盖高原

近几十年来，随着人口不断增加和现代工、农业文明的冲击，人类活动加剧以及气候的变迁，草地生态系统的初级产品消耗过度，草原生态环境遭到了不同程度的破坏，草地发生不同程度沙化。目前中国草地沙化以每年1 500km2左右的速度在扩展[1-2]。沙化成为草地生态系统功能发挥的限制性因子，严重影响区域生态环境和经济的可持续发展。

气候连续的急剧变化大大加快草原退化进程，而且在一定程度上对草原退化的趋势和格局有深远的影响[3-5]；当草地处于脆弱或不稳平衡的状态时，水力、风力等自然作用力就起着负面作用，就会破坏或打断草地生态系统的物质循环或能量流动过程中的某一环节，使草地生态系统向退化方向发展[6-9]。草原生态经济系统的经济输入与输出极不协调[10-13]；掠夺式的开发利用、落后的和粗放的放牧方式[14-16]；自然资源无价论、公地悲剧与狭地制约[17-19]；草原开垦农耕化等人为活动，在诱发与推动草地沙化中起着非常重要作用[20-21]。己有研究结果表明，人为因素造成我国草原荒漠化中，过度放牧占28.3％[22-23]，过度樵采和乱采滥挖占31.8％[24-25]，过度农垦引起的占25.4％[26]。

土地沙化是自然因素和人为因素彼此叠加并相互反馈的结果，其成因具有一定的时空性，因此，不同地区沙化成因也各不相同。若对某个沙化地区进行沙化治理，首先必须弄清楚引起该地区土地沙化的主要因素有那些，这样才能有效地治理沙化地。若尔盖是四川省西北部沙化最严重的县之一，本研究根据已有研究和野外考察获得的资料找岀若尔盖草地沙化的驱动因素，为若尔盖制定防沙治沙的措施与对策提供有价值的依据。

1 研究地概况

若尔盖县位于四川省北部，其地理坐标东经102°08′～103°39′，北纬32°56′～34°19′，平均海拔3 500m。境内黄河与长江流域的分水岭将全县划分为纯牧区和半农半牧区，纯牧区面积占全县面积的69％，半农半牧区占全县面积的31％。有天然草原80.84万hm2，其中可利用草原65.20万hm2，是我国五大牧区之一，四川省重要的草饲畜牧业基地。居住有藏、羌、回、汉、彝等12个民族，藏族人囗占80％以上。县总人口7.6万人，农牧业人口6.6万人。

若尔盖地质母岩多为三迭系砂岩、板岩、灰岩和第四纪的松散堆积物，形成的土壤含沙量高。境内土壤有沼泽土、亚高山草甸土等10大类22个亚类。以沼泽土占地面积最大，占总土地面积的33.1％，其次是亚高山草甸土，占总土地面积的30.15％。

若尔盖县东部和西部分属两个气候区，东部为大陆性山地中温带半湿润季风气候，西部为大陆性季风高原气候区。大陆性山地中温带半湿润气候区，年均温度在4.5～5.2℃，年均日照时数2 500h左右，无霜期60d左右；年降雨量500～600mm，年蒸发量1 050～1 300mm，相对湿度69％左右；平均风速2.4m/s。西部大陆性季风高原气候区年均气温0.7℃，无绝对无霜期，年均日照2 389h；年均降雨量656.8mm，年均蒸发量1 232mm，年均湿度69％；平均风速2.4m/s，最大风速40m/s。

2 基础数据来源

若尔盖县的经济社会数据、不同用地面积，草原的产草量、放牧承受能力、牲畜数量、鼠害虫害等资料来源于若尔盖县林业局、畜牧局、国土资源局和四川若尔盖湿地国家级自然保护区等部门、气象资料从若尔盖县气象局获得。

若尔盖县沙化面积、类型等来自若尔盖县1994年、1999年、2004年、2009年先后开展了四次土地沙漠化监测数据；四川省林业厅2007年和2010年两次川西北地区土地沙化科学考察报告[27]；四川省农科院遥感中心提供的覆盖研究区域的1970年代中期成像的Landsat-MSS数字影像，1980年代中期和1990年代末期以及本世的初期的成像的Landsat-TM数字影像资料。

3 结果与分析

3.1 沙化动态

从表1中看岀，1994年土地沙化面积16138.2hm2，2009年高达72306.2hm2，是1994年4.50倍，年平均沙化面积扩增速率为11.08％，可见，土地沙化发展非常惊人，是川西北地区受沙化威胁和危害最严重的县之一。沙化地中露沙地最大(12130.4～55681.5hm2)，其次为流动沙地(2381.7～5773.9hm2)，半固定沙地(1036.3～4240.6hm2)，固定沙地(589.8～6610.2hm2)。固定沙地、露沙地、半固定沙和流动沙地年均增长速率分别为17.67％、14.56％、13.34％和8.03％。

表1 不同沙化类型的沙地面积Table 1 The annual changes of land area of different desertified types hm2

3.2 沙化形成的自然因素

3.2.1 气候因素

从表2中看岀，从20世纪60年代开始，若尔盖高原的年平均气温呈明显升高趋势，一直持续到现在，且温度上升幅越来越大。20世纪60年代气温增幅只有0.07℃/10年，70年代0.09℃/10年，80年代0.28℃/10年，90年代0.90℃/10年，进入21世纪后，高达1.49℃/10年。从60年代到现在，气温总平均增幅0.28℃/10年，比全球气温增幅(0.03～0.06℃/10年)[28]高岀数倍。气温持续升高导致该地区气候表现出暖干化趋势，多年持续升高的气温直接造成若尔盖高原多年冻土的退化，为若尔盖高原土地沙化创造了条件。而且随着气温增幅的年变化的增大，沙化面积的年变化也不断扩大。无疑气候暖干化是若尔盖草地沙化的驱动因素。

若尔盖高原年平均降水量约为650mm(见表2)，年际间降水量波动较大，上世纪60、70、80、90代年，本世纪头10年的年际间降水量平均标准差分别为达130.2、135.5、102.3、95.3和69.7mm。对1960～2009年气象资料进行统计分析中发现，其年降水量的86％都集中在4～9月，其中6～8月的降水量占全年51％，干旱的冬季年平均降水量仅17mm。若尔盖地区这种年间降水的波动，以及年內间降水分配极不均匀，容易导致冬季地表非常干燥，干沙极易随风吹扬。

若尔盖高原经常岀现大风天气，有时瞬时风速高达40m/s。如果某天岀现8级以上的大风为大风日的话，80年代的10年中有255d，90年代263d，本世纪183d(表2)。在一些高山垭口的迎风坡，由于风速大，风体湿度低，吸湿能力强，造成迎风坡的沙化。在冬季植被枯死，地面覆盖减少，尤其是干旱板结的退化草场，地表或多或少直接裸露，这为风对地表的侵蚀搬运作用提供了用利条件。如果在大风的天气情况下，风助沙势，沙借风威，从而导致风沙流蔓延，积沙及以沙丘的形成和移动等一系列沙化过程的发生、发展。若尔盖高原河谷比较宽畅，大风长驱直入，风体在河谷加速形成强劲的河谷风，河谷边缘的表层干沙在强劲的河谷风力的作用下迁移侵蚀两侧山谷。

若尔盖处于青藏高原东部边缘地带高原，太阳辐射剧烈，透光性好，空气清洁度高，以及地区温度持续升高导致气候的干暖化，为蒸发提供了所需热能，促进了水分的蒸发。地表蒸发量大，土壤表层水分容易失散，容易造成表土层疏松。在持续的气候干暖化条件下，很快进入蒸发第三阶段，地表水分逐渐蒸发掉，蒸发面逐渐下移，地表逐渐形成一层干沙层。冬半年降水量稀少，河流径流量很少，大部分湿润的河床边缘裸露，冬季干燥的风体与裸露的湿润河床边缘间存在着很大的水汽梯度。在较大的大气蒸发散力驱动下，湿润的河床边缘地表容易干化，如此往复逐渐促成河流两岸的沙化。

3.2.2 地质因素

地质构造的影响：若尔盖位于青藏高原东缘，新生代以来，由于冰川的剧烈运动，导致河流中心不等量下沉，这一地质变迁，使各大河流及其支流分别废弃不同程度的故旧河床，形成了众多的古河床、牛轭湖。随着流水的消退，黄河古河床上沉积的河沙，逐渐形成了现今白河东侧的一连串大沙丘；众多的牛轭湖沉积的流沙逐渐形成现在的喜马拉也沙丘。属类似成因的还有辖曼乡的黑青乔、昂挡乔沙丘。这种频繁的河流改道而以河湖相沉积的流砂是形成沙地的源泉，并导致了沙丘和古河道貌走向一致的基本分布规律。

表2 若尔盖县气象和沙化面积数据Table 2 Meteorological data and desertification area of Ruoergai County

岩性的影响：若尔盖高原面上出露岩石多为三迭系砂岩、板岩、灰岩和第四纪的松散堆积物，三迭系砂岩、板岩、灰岩含沙量高，第四纪松散堆积沉积物又主要是沼泽沉积和粉沙沉积，形成的土壤含沙量也高。如果这些地区地表植被层遭到破坏，雨水会直接冲刷地表，表土层中细小的沙粒随径流运动，流水消退后细小的沙粒堆集一起形成大量的沙源，再经风力作用，形成沙地，沙地移动，造成草地被风沙逐渐覆盖，沙化扩大。若尔盖县高原沉积分布甚广，在一些低缓丘陵和宽阔的平坝的草地表层下面几乎全是沙砾物质，厚度有的达几十米，当表土层遭受雨水或风力侵蚀，这些沙砾质完全暴露，草地就成了沙地。

地形地貌的影响：若尔盖地区河谷两岸迎风坡面和丘陵上部是沙化最容易出现的地段，丘陵上部地下水位低，表土层薄，土壤较干燥，土质疏松，有机质含量低，牧草长势较差，又处于风口，因此，其表土层土壤最容易流失，造成沙砾物质裸露形成沙地。若尔盖的河流比降小，流速慢，洪水季节流水夹带的泥沙将在河谷及两岸滩地不断沉积，冬春季节在強大的风力驱动下，淤积在两岸滩地的泥沙可能会带到迎风坡面草地，将草地覆盖，长期以往，风沙不断沉积在迎风坡面，进而形成固定沙地或流动沙地。

3.3 沙化形成的人为因素

3.3.1 超载过牧

从表3中看岀，若尔盖县牧养牲畜量，1980年仅225.9万个羊单位，2009年上升到371.3万个羊单位，是1980年的1.64倍。全县80.84万hm2天然草地中有65.20万hm2可利用草地，其理论载畜量186.5万个羊单位。由此可见，若尔盖地区存在相当严重的畜牧超载问题，而且超载率逐年不断升高，1980年放牧超载率21.13％，2009年超载率高达99.09％。特别是不分时节，不分地点的过度放牧，草地无法休养生息，草地生产能力和生物量资源量急剧下降，由20世纪70年代初亩产鲜草600kg下降到现在的320kg，植被覆盖度迅速减少，给沙化的扩散蔓延创造了极其有利的条件。过度放牧牲畜反复践踏草地，对土壤造成强烈的机械挤压，这样极易破坏很薄的土壤表层，使下面沙层露出，从而促使草原沙化。将表3载畜量的年变化与表2中沙化面积的年变化数据对照可看岀，载畜量越多的年份其沙化面积也越大，二者之间呈明显的正相关关系。

表3 若尔盖载畜量的年变化Table 3 Annual change of the amount of grazing livestock in Ruoergai

3.3.2 疏干沼泽

20世纪70和90年代，为扩大可利用草原面积，加快发展畜牧业，若尔盖兴起了疏干沼泽、扩大牧场的运动。全县沼泽地挖排水沟长度共计250km，有15万hm2沼泽被破坏。疏干沼泽加速了“湿地→草甸→退化草甸→沙化草地→沙地”的演变发展，仅1975年～2001年的26年间，沼泽湿地萎缩了20.20％，湖泊湿地萎缩了34.48％，河流湿地萎缩了48.03％，而沙化地却增长了351.81％(见表4)。局部疏干了的沼泽，大量湖床、河床裸露，尤以古河道上及其附近的疏干了的沼泽更为明显，形成许多新的沙源，加快了湿地草原的沙化进程[29]。上世纪70年代疏干的沼泽到本纪初大都发展到沙漠化阶段，因此，这个时期，若尔盖县土地沙化发展如此之快与此密切相关。

表4 若尔盖沼泽湿地动态变化†Table 4 The wetlands dynamic changes of Ruoergai

3.3.3 资源的无序利用

每年到若尔盖草原上采药的药民有几万人次，采挖时间每年从4月到10月，长达6～7个月之久。特别是夏季，每天在草原上采挖的药民数以千计。他们在草原上“地毯式”地轮番采挖，被采挖过的地方，泥沙暴露在表土层，使草本植物难以发芽生长，草地逐渐退化、沙化。若尔盖湿地的泥炭储量达41亿t，约占全国泥炭资源总量的41％。由于泥炭资源开发利用缺乏统一的规划，滥采乱挖十分严重，深浅不一、規模不一的弃矿坑遍地皆是，浪费泥炭资源的同时，沼泽地表植被也受到严重破坏。该地区生态系统本来就脆弱，大规模开采泥炭导致的沟蚀、溯源侵蚀十分严重，导致湿地退化、沙化。

牛粪养分含量丰富，其有机质的富里酸是植物的生长调节剂，对植物的生长的具有刺激作用；有机质的胡敏素对土壤结构具有改良作用，使很细的粉沙粒和粘粒粘结，形成水稳性的团粒结构，没有团粒结构的土壤细粒容易被风蚀和水蚀；牛粪还含有大量的牧草种子，有利于牧草的更新。因此，无论是对于草地生态系统的物质循环、维持土壤的地力以及草地种子库的来源等，牛粪的大量存在有着极为重要的意义。若尔盖的长冬无夏寒冷的气候特征，牧民需要大量的燃料来取暖，长期以来采用牛粪作为燃料，牧民几乎家家户户都有大量的牛粪堆积储藏。牛粪用作燃料而不归还草地，使得草地土壤肥力得不到补充，草地生产力下降，表土层逐渐板结，草地逐渐沙化。

3.3.4 落后的习俗

若尔盖草原居民绝大多数是藏族同胞，他们以牛羊数量多少作为贫富衡量标准，牲畜总量愈多，牧民才显得越富有，因而盲目发展牲畜。放牧沒有遵循以草定畜、划区轮牧、休牧、禁牧等放牧制度，大都还是以原始粗放，靠天养畜为主，忽视了对草地生态环境的保护和建设。草原的资源是有限的，草原上的牲畜总量越多，草原的资源量与牲畜的需求之间的矛盾就愈大。若超载过牧对草原采用掠夺式利用，草原无法承受这种掠夺式利用，而导致草地生态系统结构和功能的失调，加速草地的沙化。

此外，还有一条习俗，不愿宰杀老弱牲畜，这样导致出栏率低，适龄牲畜仅占30％～40％，后备畜少，约占20％～40％，老弱畜达20％以上，出栏率仅为12％，造成了牲畜“春养、夏肥、秋瘦、冬死”的现象。这不仅不能增加牧民收入、改善生活条件，反而增加了草场的载畜量，人为地消耗了大量的牧草资源，成为草地沙化的原因之一。

3.4 沙化形成的生物因素

3.4.1 鼠、虫危害

目前若尔盖草原鼠害分布面积52万hm2，其中鼠类重度危害(Ⅲ级)面积18.1万hm2(高原鼢鼠Ochotona curzoniae 10万hm2，黑唇鼠兔Ochotona spp.8.1万hm2(见表5)。最严重的地带黑唇鼠兔数量每hm2可达739只，鼢鼠50只。

表5 鼠、虫危害草地情况Table 5 Rats,worms harm the grass situation hm2

草原鼠害对草地的破坏主要表现在两个方面，其一是大量取食牧草降低了草地草本盖度，为土地沙化创造了有利条件。鼠害动物取食牧草，与家畜处于同一营养级。在若尔盖，按每公顷黑唇鼠兔64只，每日每只黑唇鼠兔取食77.3g鲜草，每年取食4个月(120d)计算；高原鼢鼠每公顷4只，每日每只取食量200g鲜草，一年取食8个月(245d)计算，则每公顷每年黑唇鼠兔和高原鼢鼠取食草量占若尔盖县平均草场生产力的15％。鼠害动物和牛羊争夺牧草，大大地消耗了草场的牧草资源，增加了草场的压力，其后果是草地的严重退化。其二是不断掘洞使大量表土层被掘于地表，易遭风蚀和水蚀，致使草场肥力急剧下降，同时，表土层下的土壤多为沙质地，掘出到地表后，形成无数小沙堆，成为沙化的沙源。

若尔盖草原毛虫Gynaephora alpher akii Grum-Grzhimailo分布面积7.4万hm2，危害面积4万hm2，草原蝗虫分布面积40.5万hm2，危害面积4.1万hm2(见表5)。近年来，由于气候反常，降雨减少，鼠虫危害更加频繁，若尔盖草原鼠虫危害位居阿坝藏族羌族自治州五县之首[27]，特别是大规模的蝗虫往往使大面积草场顷刻之间成为荒芜一片，导致草地朝土地沙化方向发展。

3.4.2 杂草和毒草危害

目前若尔盖草地受毒杂草影响的面积达57.1万hm2，占天然草地面积的71.16％，其中有27.4万hm2草地受到毒杂草严重危害，占48％，据1989～1997年川西北草地有毒有害植物调查表明，草地有毒有害植物从1985年草地资源调查时的3％～5％增加到1997年的12％～25％。草地单位面积生产力不断下降(地上部分生物量干重从300g/m2下降到200g/m2左右)[2]，可作牲畜食用的草量大幅减少，造成超载过牧更加严重，草地进一步退化，草地退化后逐步加剧土地的沙化，杂草和毒草的增加对若尔盖土地沙化也有重要影响。

4 结论与讨论

新生代的地质变迁，使得若尔盖高原河流频繁改道，而以河湖相沉积的流沙形成众多的延续数十公里长的流动沙地或沙丘，形成大量的沙源；若尔盖草原成土母岩形成的土壤含沙量高，为该地区草原沙化提供了大的自然环境背景。

气候变暖使高原多年冻土退化，并为蒸发提供了热能，促进地表蒸发，造成表土层疏松，为若尔盖高原土地沙化创造了条件；水动力对草地的沙化作用主要表现在地表径流的动能中，当这种动能与自我维持能力或土壤因子及地貌因子不协调时，就会造形成破坏作用，造成表土层冲刷和水土大量流失，而若尔盖草原表土层本来就很瘠薄，表土层流失使其下层的沙层裸露逐渐形成沙地；若尔盖经常出现的大风，风的动能作用是吹蚀表土、加强干旱，促进沙流蔓延，积沙及以沙丘的形成和移动等一系列沙化过程的发生、发展，若尔盖众多的活跃的流动沙地(丘)四周的草地就时刻面临着沙化危险，由于风力的驱动作用，流沙向四周蔓延，周边的草地被流沙复盖成为了新的沙化地，因此，风力成为流动沙地(丘)四周的草地沙化的主导作用因子。

鼠、虫害和有害植物的入侵是若尔盖草原沙化形成的原因之一，鼠、虫危害与草地沙化是一把双刃剑，基本上都会岀現一个草场被破坏—鼠、虫危害爆发—草场加速沙化这样一个过程。鼠、虫害最为严重的县，也是草原沙化最为严重的县[30]。

疏干沼泽、扩大牧场极大地加速了若尔盖湿地由沼泽→半沼泽→草甸→草原→沙漠化发展方向演变，不合理管理与过牧、超限度利用是导致草地沙化最主要的原因。与自然作用力相比，人为干扰对草地生态系统的影响是多方面的、全方位的、深远的，不断累加的，其强烈干扰力加速草地生态系统退化的进程，将潜在的草地退化转化为现实的草地退化。

若尔盖草原沙化过程不是一个单纯的自然过程，而是一个自然与经济、社会相关联，而以人为活动为诱导因素所引起的土地沙化过程，是自然因素和人为因素共同作用下，由自然过程和人为加速过程彼此叠加并相互反馈的结果。

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Analysis on factors in the formation of grassland deserti fi cation in Ruoergai plateau

WANG Xiao-fei,HE Ping,KANG Wen-xing
(College of Life Science and Technology Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410004,Hunan,China)

Based on previous studies and data collected during fi eld investigation,analyze the causes of grassland deserti fi cation in Ruoergai plateau.The results showed that the geological changes,frequent river diversion,rock becoming high sediment concentration in soil,providinga great backdrop for the region’s grassland deserti fi cation of Ruoergai;Dry and warm climate create the conditions for desertification of Ruoergai;Runoff caused the loss of topsoil,sand layer is exposed,wind-driven role,promoting the spread of sand flow occurs accumulated sand and dune formation and move toa series of desertification process development;Dewatering swamps,pastures expanded greatly accelerated the evolution of Ruoergai marsh wetlands→semi-swamp→meadow→grassland→deserti fi cation development；Overgrazing and irrational management，and use of ultra-limits is the cause of most of the grassland deserti fi cation;Ruoergai grassland deserti fi cation process is nota simple natural process,buta natural and economic,social association,and human-induced activities caused by factors deserti fi cation process,which is the natural and human factors work together by natural processes and anthropogenic acceleration feedback superimposed on each other and each other’s results.

land deserti fi cation；driving factors;natural factors;hman Factors;Ruoergai Plateau

S717.19+3

A

1673-923X(2015)03-0100-07

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.03.020

2014-10-10

国家科技支撑计划“西南生态安全屏障决策体系”(2011BAC09B08-07)

汪哓菲，博士研究生

康文星，教授，博士生导师；E-mail：kwx1218@126.com

汪晓菲，何 平，康文星.若尔盖县高原草地沙化成因分析[J].中南林业科技大学学报,2015,35(3):100-106.

[本文编校：吴 彬]