荒漠化及其系统过程，本文主要内容关键词为：过程论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
提要
荒漠化是全球重大的社会经济和环境问题。本文通过分析荒漠化及其系统过程认为，荒漠化是在土地利用系统中由于不合理的土地利用方式造成植被覆盖度下降，并通过一系列反馈机制形成的土地退化过程。由于系统内植被破坏对土壤侵蚀存在放大效应，应注重对我国南方山地丘陵水蚀荒漠化的研究。
关键词 荒漠化 系统过程 土地利用系统 土地利用方式 植被覆盖度
一、荒漠化现状
1.全球性的环境问题
荒漠化（desertification）已成为最严重的全球环境问题之一（UNEP）。据1991年评估资料，全球受荒漠危害及影响的土地为3600×10[6]ha，涉及全球土地面积1/4，全球人口1/6，其中由于人为活动诱发的荒漠化土地1016×10[6]ha，而且正在蔓延，1984年荒漠化土地面积为3475×10[6]ha，到1991年增加到3592×10[6]ha，增长3.4%[（1）]。至今约一半的非洲土地和三分之一的亚洲土地已退化，99个国家的食物生产力遭到破坏，全世界因荒漠化每年损失420亿美元，其中亚洲210亿美元，非洲90亿美元，大洋洲30亿美元，欧洲10亿美元，北美洲50亿美元，南美洲30亿美元。用于防治荒漠化平均每年10亿美元[（2）]。荒漠化越来越受到各国政府的广泛关注。
2.我国是荒漠化严重的国家
我国每年的土壤损失超过50×10[8]t，占世界1/12。黄土高原70%（约43×10[4]km[2]）的土地受到侵蚀，其中11×10[4]km[2]遭到严重侵蚀。红黄壤侵蚀仅次于黄土高原，且发展较快。江西省土壤侵蚀在50年代为6%，60年代为10%，70年代为12.9%，80年代上升为20.7%。长江上游土壤侵蚀从13×10[8]t／年增加为15.68×10[8]t／年，长江中游湘、资、沅、澧四水在近10年与过去10年相比泥沙增加了50%，闽江、黑水河径流系数和土壤冲刷量分别增加了3—6倍和782倍[（3）]。
我国北方荒漠化面积不断扩大，正在发展中的荒漠化土地年增长1.1%，强烈发展的荒漠化土地为2.5%，严重荒漠化土地年增长了3.5%，各种荒漠化土地加权平均增长率2.15%[（4）]。据估算，全国每年因荒漠化危害造成经济损失约20—30亿美元，间接经济损失为直接经济损失的2—3倍[（5）]。荒漠化正引起我国政府重视，已将其写进了《中国21世纪议程》。
二、荒漠化概念
1.定义
1994年6月在里约最高级会议“21世纪议程”（the Rio Summit's Agenda 21）中提出了广义荒漠化概念，同期联合国防治荒漠化公约政府间谈判委员会巴黎会议（INCD）重申了这一最新定义，即“荒漠化是干旱、半干旱和干旱性半湿润地区由于气候变化和人类活动影响引起的土地退化”。这里土地退化指（i）由于风力和／或流水造成的土壤侵蚀；（ii）土壤物理、化学、生物和经济属性的退化；（iii）自然植被长期遭到破坏。发生荒漠化作用区域除极地、副极地外，指年降水量与潜在蒸散比值在0.05—0.65间的区域[（6）]。
结合我国国情，荒漠化定义可从下几方面来认识：
（1）荒漠化是指土地利用系统恶化，表现形式为土壤有机质含量下降、质地恶化，植物量减少，土地承载力下降，作物单位面积产量降低等，其后果导致经济效益、社会效益和生态效益综合指数下降。
（2）因我国受东亚季风气候影响显著，各气候带均有干季特征，且我国人口众多，开发土地历史悠久，荒漠化在各地区（包括半湿润、湿润区）表现显著。
（3）人为因素既指不合理的土地利用方式，又指不适当的政策、法令的制定对土地的影响，社会经济与人口素质的贫穷化是其根源。自然因素既要考虑干旱少雨、大风、降水强度等气候要素影响，又要考虑地质地貌、岩性（如黄土、喀斯特）等要素影响。一般来说，荒漠化是经受人为因素与自然因素共同作用，在某一历史阶段，自然因素可使荒漠化类型有质的分异，人文因素会促使某一类型荒漠化在发展程度上产生分异。
2.荒漠化特点
（1）土地利用系统功能降低甚至丧失
实质为土地退化，并有众多表征。慈龙骏归纳为①气候变化：由于荒漠化引起植被退化从而对气候变化产生影响；②植被及动物群落退化；③土壤退化：表层土壤流失（水份）→土壤流失→养分流失；沟蚀引起土体搬运；流沙、淹没农田；风蚀地表；土壤肥力下降等；④水文状况恶化如径流季节变化明显等[（7）]。实际上荒漠化表征不仅在对自然环境的影响，对人文环境也有深刻影响，从小的意义上讲表现为产量下降、收入减少等，大的意义上可以是经济衰退、社会动荡并诱发贫困、疾病流行、战争和国际难民等问题。
（2）发生在脆弱生态带
脆弱生态带与土地荒漠化有密切关系，土地荒漠化是脆弱生态带内环境退化表现形式，而荒漠化的发展又加深了脆弱生态带内生态平衡的严重失调，环境更趋于恶化。多样的生态脆弱带形成多样的荒漠化类型。朱震达将我国生态脆弱带分为两大类型[（8）]：第一类由本身自然条件决定，如干旱少雨季节与频繁大风在时间上的同步性、地表沙质沉积物疏松性和年降雨量不稳定性等，这种自然条件上的脆弱性也只有在人为强度土地利用情况下才能诱发和加速土地荒漠化进程如我国北方半干旱地带农牧交错区和草原开垦旱农区。风蚀、盐渍化、营养物质衰竭是该地区主要荒漠化类型。第二类自然条件较前带优越，但干季与湿季截然分异，地表物质的疏松与厚度不大的土层和暴雨季节的相对集中成为生态薄弱环节，加上高密度的人口、强度开发利用，坡地开垦破坏植被都能扩大其脆弱环节，导致土地荒漠化进程，如亚热带花岗岩、红色岩系和红土分布的东南沿海及江南丘陵山地区，荒漠化主要类型为水蚀、酸化、渍水等形式。荒漠化不包括那些原生自然条件很差，但目前对人民生活环境和国民经济并不产生危害的沙质、砾质或石质和高寒荒漠。
（3）层次性
根据对系统作用因素不同，将荒漠化分为以下几个层次：
第一级：受气候变化影响。荒漠化跨几个气候带，由于人类不合理的土地利用方式造成荒漠化不断扩展，如非洲、亚洲中部地区，具有全球性，荒漠化判定指标为湿润度。
第二级：受下伏岩性影响，在人为强度土地利用下，荒漠化具有鲜明地区特征，如我国黄土高原和喀斯特区荒漠化。荒漠化判定指标为土壤侵蚀量，黄土高原考虑绝对土壤侵蚀量，喀斯特区考虑相对土壤侵蚀量。
第三级：受地形影响，荒漠化呈小流域零星分布如我国南方山地丘陵区，荒漠化判定指标主要为流域密度（drainage density）和沟谷切割程度。
3.南方山地丘陵湿润区水蚀荒漠化研究的重要性
荒漠化类型多样，但主要有两种类型即风蚀和水蚀。近年来在研究风蚀荒漠化同时，无论是国际社会还是我国都将注意力开始集中到湿润区荒漠化中。联合国亚太经社会结合亚太情况将荒漠化定义补充认为荒漠化应包括湿润、半湿润地区由于人为活动引起类似荒漠景观的环境变化过程[（4）]。H.E.Dregne认为风蚀是土地退化的明证，而水蚀则是更大长期性威胁，全球耕地都是如此[（9）]；朱震达认为水蚀引起的土地荒漠化，虽然近年来在一些典型地区开展治理研究，但尚未掌握分布规律、退化程度、类型发展趋势的客观资料，近期应大力开展这方面的研究工作[（10）]；刘良梧、龚子同认为“在世界各大洲中，除了西亚和非洲水蚀和风蚀同等重要外，其余各地均以水蚀为最主要类型[（11）]。根据对我国土壤侵蚀模数与土壤损失容限比值的计算[（3）]（见表1）可知我国南方山地丘陵水蚀最有威胁性，应对我国南方湿润区水蚀荒漠化加强研究。《中国21世纪议程》指出：“加强土地荒漠化发生发展过程和指标体系的研究为荒漠化防治提供依据，特别是南方土地荒漠化研究更应重视……，应建立南方山地丘陵土地退化研究中心，重点研究南方山地丘陵水土流失和荒漠化问题。[（5）]
表1 侵蚀模数与土壤损失容限比值
Tab.l Ratio of erosion modules to soil loss tolerance
地区
比值
黄土高原
4—8
南方山地丘陵
6—16
华北山地
4—6
东北黑壤区 1.6—2.4
三、荒漠化系统过程
荒漠化即土地退化，实际是土地利用系统一种衰退过程。土地利用系统结构决定了系统的功能与稳定性，最终决定了系统的衰退与进化。
1.土地利用系统结构
所谓土地，不限于土壤，而是包括土地地表，水资源和植物及农作物被覆。土地利用系统由区外环境输入以及系统内各组元对输入部分分配、存贮与输出相互反馈共同运转组成的一个巨系统，具有多层次特征，见图1，表2。
图1 土地利用系统模式图
Fig.1 A schematic model of landuse system
表2 土地利用系统层次结构
Tab.2 Gradation of land use system
土地利用系统由土地利用结构、产业结构组成，其中产业结构最主要，它由一定历史条件所决定，在一定生产关系支配下影响土地利用结构和相应土地利用方式。
2.土地利用系统功能
土地利用系统功能是人文子系统与土地子系统相互作用各自通过一系列复杂的正负反馈机制相联系，使系统达到动态平衡。人文子系统与土地子系统有密切联系，土地系统会促进人文系统稳定，反之亦然。系统中两个主要组元在人文系统中是土地利用方式，在土地系统中是植被覆盖度共同在反馈机制中起调节作用，合理的土地利用方式会促进植被覆盖度增加，而植被覆盖度的增加又进一步加速系统负反馈机制运转，保持土地系统稳定，进一步影响人文系统的稳定，使得整个土地利用系统达到动态平衡，不断朝良性方向发展。
3.荒漠化过程
（1）过程机理
由前文知土地利用方式和植被覆盖度在整个系统中起调节作用，但如果土地利用方式不合理，会导致植被覆盖度降低，会使土地系统负反馈转化为正反馈机制，称为植被破坏对土壤侵蚀的放大效应，最终导致荒漠化的形成与发展，见图2。
从图2中可见由于人为因素影响（主要不合理的土地利用方式）造成土地退化，系统转向正反馈机制，在无人为调控措施情况下很难逆转，荒漠化从这一点来讲是不可逆过程。
（2）植被覆盖度的降低对土壤侵蚀的放大效应
由于人为不合理的土地利用方式造成植被覆盖度的降低，进而加速系统内部正反馈机制的运转，见图2，这种正反馈机制运转的结果产生对土壤侵蚀的放大效应，这在实际工作中已进行了研究。Douglas（1967）在马来西亚Telom盆地进行研究[（12）]，结果表明94%雨林覆盖下的土壤侵蚀率为0.21kg/m[2].年，而在64%雨林覆盖下的土壤侵蚀率为1.03kg/m[2].年。Roose（1917）在西非雨林区对倾角0.3·——0.4·坡地侵蚀进行了测量，结果见表3[（11）]
表3 不同地表覆盖下的土壤侵蚀率（kg/m[2].a）
Tab.3 Rates of erosion in different cover
稀疏萨瓦纳 茂密萨瓦纳 热带雨林
自然状况下 0.0150.02 0.003
土地开垦下 0.8 2.6 9.0
地表裸露下 237
植被覆盖降低对土壤侵蚀的放大效就应在不同的国家也做了对比，见表4
可以看到不同景观下，植被覆盖度的降低对土壤侵蚀放大效应不同，茂密植被群落下，其放大效应要比稀疏植被群落大，有时达数倍，甚至数十倍，这是因为茂密植被群落下土地系统反馈渠道多，关联密集。从这一点来看，我们更应注重我国南方山地丘陵区水蚀荒漠化的研究。
表4 不同国家的侵蚀率
引自文献[（12）]。
图2. 土地利用系统荒漠化时的内部反馈机制
Fig.2.Inner feedback mechanism of landuse system in desertification stage
（3）土地利用系统对环境变化的敏感性
系统对环境的敏感性可以反映系统稳定程度以及变化趋势。本文采用Brunsden和Thornes提出的敏感度公式[（13）]。：
图3 荒漠化过程与系统敏感性
Fig.3 Process of desertification and sensitivity of system
从图3中可知荒漠化（土地退化）要经历两个临界点，第一个是植被覆盖度降低最小，根据放大效应，此时土壤侵蚀达最大，之后靠正反馈机制，使荒漠化达到第二临界点——土壤破坏到极限即荒漠化过程达到顶极阶段。因此，水蚀荒漠化应包括植被破坏阶段和土壤剥蚀阶段。
（4）荒漠化景观变化过程
土地系统受到外力干涉后首先表现为植被覆盖度下降，土壤侵蚀随即发生，土地荒漠化过程也相应开始。以我国南方红壤山地丘陵为例，红壤自上向下分为红色表土层，红色粘土层、沙层和碎屑层。随着侵蚀作用增强，土壤剥蚀程度也在加剧，景观具有不同特征[（3）]，可以用以表示荒漠化过程不同的阶段特征，见表5。
四、结论
荒漠化问题是一个社会经济和环境问题，已引起国际社会重视并进行了广泛讨论，尤其在湿润、半湿润区荒漠化问题上还存在较大争议，本文通过对荒漠化及其系统过程的认识，认为：
（1）荒漠化是人文系统与土地系统相互作用的结果，由于人类不合理的土地利用方式造成地表植被破坏，覆盖度降低，引起土地系统一系列反馈机制变化，产生不可逆的土地退化过程。从某种意义上看荒漠化不仅指自然意义上的土地衰退，也包括人文意义上经济衰退、社会动荡并诱发贫困、疾病流行、战争和国际难民等问题。
（2）不同的植被覆盖度对土壤侵蚀放大效应不同，茂密植被，其放大效应要大，原因是其间土地系统反馈渠道多，关联密集。必须重视水蚀荒漠化研究与治理。
（3）地表景观变化是荒漠化过程的反映，随着水蚀作用加强，荒漠化先后经历土壤肥力与质地衰退、粘化、沙化和石化过程，植被覆盖度下降程度以及土壤中组织结构变化可以作为荒漠化发展判定指标。
表5 荒漠化过程各阶段特征及发展状况
Tab.5 Characteristics and developing state in every stage of the desertificatioral process
地表景观变化，包括地表植被覆盖度的变化以及土壤质地、组成的结构变化可作为南方水蚀荒漠化发展判定指标。
DESERTIFICATION AND ITS SYSTEMATIC PROCESS
Zhou Jingsong
Bao Haosheng
（Dept.of Geo-Ocean Scienee,Nanjing University,Nanjang 210093）
Key WordsDesertification;Systemtic Process;Landuse System,Landuse Style,Ratio of Vegetal Cover
Abstract
Desertificetion is a global social economic and environmental problem.it has some features:
1) It has loss in the function of landuse system.
2) It.occucs in the belt where environment is fragile.
3) It has gradation.
BY analysizing its systematic progress,some thoughts are raised in the paper:
1) Resulted from irreasonable landuse style in landuse system,desertification is a process of land degradation formed by a serious feedback mechanism trigged by decrease in vegetal cover,which has a megnifying effect on soil erosion.
2) The study on desertification by water erosion in southeast hilly region of our country should be strengthened,which will do good bothto theoretic study and to social practice.
3) With the increase in water erosion,desertification goes through four stages,namely decrease in vegetal cover,and soil fertilith,clayed in texure,sandy in texure and stony in texture of soil respectively,whch can be used as indices of assessment of desertification by water.＊?