[科普中国]-土壤沙漠化

成因

理论上讲，沙漠化的成因是自然因素与人为因素两个方面综合作用形成的结果，二者相互影响，交替演变。一般而言，降水量和温度条件较好的地区出现沙漠化，人为因素是主要因素；但是，在极度干旱、生物基础脆弱的地区，多数情况干旱等自然条件异常是沙漠化的起因，作用相对较大。历史各时期是如此，但是近代由于人类对自然界的干扰能力达到空前水平，人类活动对自然环境的冲击使本已向沙漠环境演变的变化过程加剧，使沙漠化面积不断扩大，并已成为严重的全球环境问题。两种因素产生的结果类似，但理论成因不同。

自然因素自然因素造成沙漠化的原因主要有地理环境因素和气候因素两个方面。

A 地理环境因素

中国干旱、半干旱及亚湿润干旱地区深居大陆腹地，远离海洋，加上纵横交错的山脉，特别是青藏高原的隆起对水汽的阻隔，使得这一地区成为全球同纬度地区降水量最少、蒸散量最大、最为干旱脆弱的环境地带。加之全区都在西伯利亚、蒙古高压反气旋中，从西到东、从北至南大范围频繁的强风，为风蚀提供了充分的动力条件；而局部地区的起伏地形、疏松的沙质土壤和短时高强度的降水特征，助长了水蚀的发生与加剧，使黄土高原北部与鄂尔多斯高原的过渡地带及黄土高原中西部成为水蚀沙漠化最为集中、程度最为严重的地区；大范围极度干燥与局部地段低洼、排水不畅、降水稀少与强烈的蒸发，在不合理的灌溉措施下又加剧了土地盐渍化。

而赤道地区的上升气流在高空向两极方向流动，由于地球旋转偏向力的影响，在南北纬30。附近，大部分空气不再前进，而在高空积聚，并辐射冷却下沉，近地面气层常年保持高气压，气象学上称之为“副热带高压带”。这一地带除亚欧大陆东岸季风气候区外，其他地区气候干燥，云雨少见，从而成为主要的沙漠分布区。

B 气候因素

气候变化是由于整个地球热收支变化引起，对大气环流和海流产生影响，甚至引起大气中热量和水汽区域分配的变化，在某地区分配比平常年份显著高或低时会出现异常气候。地球获得的大部分热能是太阳能(日照量)，因此引起气候变化的原因中也有太阳活动和火山喷发等自然现象，而大量的合成化合物排放所引起的全球气候变暖、酸雨、臭氧层破坏等也直接或间接地产生影响。

异常气候使自然生态系统具有的抵抗力下降，特别是干旱会给予决定性的打击。干旱导致的作物歉收直接与严酷的饥饿相关，草地放牧能力的下降导致家畜饿死，并且，本来肥沃程度低的土壤随着干旱进一步恶化，而且发生风蚀，致使灌溉农田蒸发加快，加速了盐类的蓄积。有关资料表明，近40年来，中国干旱、半干旱地区及亚湿润干旱区的部分地区降水呈减少的趋势，另一些地区气温则呈增高的趋势，导致蒸发量的增大，助长了土壤盐渍化的形成，这些都在一定程度上加剧了沙漠化的扩展。近年来频繁发生于中国华北(北部)地区的沙尘暴，就加剧了这些地区的沙漠化过程，导致了极为严重的后果。

其次，大雨也是使沙漠化产生的原因之一。在植被贫乏和土壤基础脆弱的干旱地区，即使总降雨量少，但也由于对于降雨的抵抗力弱，容易发生土壤侵蚀。另外，由于沙漠化，荒废的地面将进一步促进气候干旱化这种恶性循环，因沙漠化而裸露的地面引起日照反射率的增加，气温由于日照吸收量减少而下降，下沉气流增强从而雨水变少从而致使沙漠化给围绕该地区的气候环境带来了恶劣的影响。

人为因素沙漠化直接由土地或植被的破坏引起。不仅农牧业利用土地，而且矿产资源的开发、城市化、工业化或观光旅游等也都利用土地，其所需能源都是由化石燃料提供。我国北方降水稀少，植被稀疏，加之全球气候变暖，持续干旱少雨，对土地沙化起到了加剧作用，然而，人口增长对生态环境容量的压力，不合理的耕种措施，以及“五滥”等人为因素是造成土地沙化扩展的根本原因。

A 滥牧

家畜消费的植物量超过植物生长量的界限时，即过度放牧，它使植被破坏，加快土地表面的裸露而成为风蚀或雨蚀的原因之一。当降雨丰富，植被繁茂时，家畜数量迅速增加，但其后如果发生干旱，植被衰退时，就必然要调整家畜数量，然而，实际上这种适应是相当难的，多数情况会引起沙漠化。而且，近年在各地推行游牧民的定居政策，都在限定地区进行放牧，不仅引起家畜的集中化，而且为了获得燃料采伐周围树木等很多情况都对植被管理带来不好的结果。由于牧畜需要大面积的草原，在沙漠化面积形成的各种原因中，过度放牧所占的比例最大，所以在确定与植被相平衡家畜头数的同时，正在寻求改善放牧方式。

B 乱砍滥伐

乱砍滥伐是指无节制、无计划和不合理的采伐林木的行为。这种行为的后果会造成森林覆盖面积越来越小，导致森林生态系统服务功能受到损伤，旱涝灾害频繁加剧，水土流失严重，土地沙漠化，部分地区发生泥石流，长江、黄河的河道两边出现塌方，尤其是近几年，一些城市出现沙尘暴，给人们的生活、工作带来极大的危害。

C 私挖滥采

近年来，由于利益的诱惑，滥挖中药材、搂发菜及无序采矿等私挖滥采现象十分突出。私挖滥采，既是社会毒瘤，也是安全生产的重大隐患，与当前全社会提倡的安全发展、和谐发展的要求背道而驰。私挖滥采不仅侵害矿产资源国家所有权，还破坏环境，对资源、植被造成严重破坏，造成水土流失，给社会带来极大的危害。一些地方被私挖滥采后，千疮百孔、满目疮痍，造成许多农村水源枯竭和土壤严重污染，排出的大量矸石严重影响了当地群众的生产生活。

D 滥垦

滥垦是指天然草原地区不顾生态和土壤、气候条件，盲目毁草开荒种粮，导致草原沙漠化等不良后果的行为。我国草原多处于半干旱和干旱气候区，土壤母质多为沙质，结构疏松，生态系统脆弱。草原地区平均风速为3～4m/s，最大风速为28m/s，年平均大风日数为25～50天或更多。草原开垦后，因植被破坏，土壤失去保护，多引起严重风蚀，富含有机质的表土被吹走，形成沙丘。近年来，随着农产品价格提高，种植业收入逐年增加，一些单位、集体和个人为了追求眼前利益，违反相关政策、法律法规的规定，未经审批非法乱开滥垦荒地，严重破坏了生态环境，同时也引发了矛盾纠纷，影响到社会稳定。

E 水资源的无序利用

水是生命之源，是人类赖以生存不可缺少的物质条件。水资源是经济社会发展基础性的自然资源和战略性的经济资源，是其他任何物质不可替代的重要资源，合理开发、有效利用水资源已成为全球重视的战略资源。但是，目前水资源的开发、利用、节约和保护工作仍存在一定的问题，水资源的无序利用现象严重。如上游截水，大水漫灌、浪费水资源、造成土地盐渍化；下游缺水，沙漠植被死亡，造成土地沙漠化；过度开采地下水形成地下水漏斗，引起海水倒灌、咸水入侵，破坏土地结构1。

分类我国的沙漠化土壤垂直分布于从海平面到高寒沙漠带的大部分地区，这些地区气候类型和地貌类型多样，决定了这些地区影响沙漠化形成因素的多样化，从而使我国的沙漠化呈现出多样性。

按沙漠化土壤的形成因素分类根据形成因素不同，我国沙漠化土壤主要分为风蚀沙漠化、水蚀沙漠化、冻融沙漠化、盐渍沙漠化等4种类型。

A 风蚀沙漠化

风蚀沙漠化是指在极端干旱、干旱、半干旱地区和部分半湿润半干旱地区，由于不合理的人类活动破坏了脆弱的生态平衡，原非沙漠地区出现了以风沙活动为主要特征的类似沙漠景观及土地生产力水平降低的环境退化过程。风蚀沙漠化也称沙质沙漠化，是在所有沙漠化类型中占据土地面积最大、分布范围最广的一种沙漠化。我国风蚀沙漠化土地面积约为160.7万平方公里，主要分布在西北干旱地区，另外在藏北高原、东北地区的西部和华北地区的北部也有较大面积分布。沙尘暴是一种在风蚀沙漠化分布区常见的天气现象，是衡量一个地区沙漠化程度的重要指标之一，它的形成受到了自然因素和人为因素的共同影响。沙尘暴在我国境内的源地主要位于西北地区及内蒙古的西部、中东部，与我国风蚀沙漠化的分布地区基本一致。

B 水蚀沙漠化

水蚀沙漠化是指在地貌、植物、水文、气候等自然因素以及人为因素影响下主要由水蚀作用造成的沙漠化，我国水蚀沙漠化总面积约为20.5万平方公里，占沙漠化土地总面积的7.8%，其分布区主要集中在一些河流的中、上游及一些山脉的山麓。属于水蚀沙漠化的红色沙漠化(红漠化)是指我国南方的红壤丘陵区，在人类不合理经济活动和脆弱生态环境的相互作用下，被流水侵蚀而形成的以地表出现劣地为标志的严重土地退化。由于地表的红壤已被暴雨冲刷殆尽，地面的红色母岩已完全裸露，红漠化严重的地区寸草不生，成了名副其实的“红色丘陵”。

C 冻融沙漠化

冻融沙漠化是指在昼夜或季节温差较大的地区，在气候变异或人为活动的影响下，岩体或土壤由于剧烈的热胀冷缩而出现结构被破坏或质量下降，造成植被减少，土壤退化的土地退化过程。冻融沙漠化是我国温度较低的高原所特有的沙漠化类型，我国冻融沙漠化土地的面积约36.6万平方公里，占沙漠化土地总面积的13.8%，主要分布在青藏高原的高海拔地区。独特而脆弱的生态环境使青藏高原具备了冻融沙漠化形成、发育的物质基础和动力条件，而较大面积的冻融沙漠化土地又给高原的可持续发展带来了巨大的环境压力。

D 盐渍沙漠化

盐渍沙漠化主要是指在干旱、半干旱和半湿润地区，由于高温干燥、蒸发强烈，土壤中上升水流占绝对优势，淋溶和脱盐作用微弱，土壤普遍积盐，形成大面积盐碱化土地的过程。我国盐渍化土地总面积为23.3万平方公里，占沙漠化总面积的8.9%。盐渍沙漠化比较集中地连片分布在塔里木盆地周边绿洲、天山北麓山前冲积平原地带、河套平原、宁夏平原、华北平原及黄河三角洲，在青藏高原的高海拔地区也有大面积分布。

按沙漠化土壤的地质背景分类根据地质背景不同，又将土壤沙漠化分为岩漠化(石漠化)、砾漠化、沙漠化和泥漠化。一般来说岩漠化、砾漠化多是由于剥蚀作用形成的；沙漠化、泥漠化是由于堆积作用形成的。

A 岩漠化(石漠化)

该类型主要分布于岩性为火山岩、灰岩，坡角大于400～500的地区。主要表现性状为基岩裸露，无植被，遭受强烈的剥蚀作用，零星有土壤体。

B 砾漠化(戈壁滩)

该类型主要分布于平原和山地交接地带、山前洪冲积扇的中上部、洪流沟、山谷等地。主要性状为块碎石、卵石裸露，风把沙和尘土吹走以后留下来的岩块、古老的砾石滩、侵蚀作用等使得细颗粒几乎不存在，下游渐变为土壤体。

C 沙漠化

该类型主要分布于风积沙丘、现代河谷干涸段、故河道。主要性状为细砂、中砂颗粒组成，沙漠中的砂多成起伏状、波状、新月形沙丘、沙垅、岸堤沙丘，且呈似蠕动状，风蚀堆积作用形成。

D 泥漠化

该类型主要分布于黄土区、白干土垅、岗地黄土台地、滨海及高水位次生盐渍地。主要性状其一为地形切割强烈，片蚀、风蚀作用强烈，零星有草本植物分布；其二为地形平坦，植被稀少，土壤中含有大量盐分(氯化物、硫酸盐和碳酸盐等)。

沙漠化破坏土地和生态环境，对农业生产造成重大危害，已经成为我国农业可持续发展的拦路虎。

对生态环境的影响我国沙漠化不仅面积大，分布范围广，而且危害严重，影响深远。据张玉等估算，由于沙漠化每年造成的直接经济损失达540亿元，而间接经济损失是直接经济损失的2～3倍，甚至10倍以上。

沙漠化破坏生态环境，威胁人类生存：沙尘暴对包括北京在内的我国东部以及朝鲜、日本和美国的夏威夷等地的大气环境带来严重污染。沙漠化造成森林锐减，天然植被大面积死亡，地下水位下降，湖泊干涸。塔里木河下游胡杨林面积由50年代的5.4×104hm2减少到1.6×104hm2，由北疆进入南疆的180km“绿色走廊”正在消失。50年代末，东、西居延海面积分别为35.5km2和267km2，分别于1961和1992年干涸，“湍流不息”的居延海从此成为历史。额济纳旗先后有12处湖泊、16处泉水、4个沼泽干涸，造成人畜饮水困难，一部分牧民沦为“生态难民”，四处迁徙。酒泉卫星发射中心也出现地下水位下降、水质恶化、盐碱化扩大、林木死亡、风沙频繁、铁路经常停运的现象。位于石羊河下游的民勤绿洲地下水位以每年0.5-1.0m的速度下降，地下水矿化度达4～6g/L，使7万余人、12万头牲畜饮水发生困难，2.01多万公顷农田弃耕，农民迁居。

沙漠化使生物质量变劣，物种丰度降低，对生物多样性构成严重威胁：在干旱区尤其是荒漠地区，保护生物多样性具有特别重要的意义。荒漠地区的动植物在极端的自然条件(干旱缺水，冬严寒夏酷暑，昼夜温差大，日照强，风蚀沙埋，土壤粗砺，多盐碱、石膏等)和长期进化过程中，成功地发展了许多适应机制(包括生态的、生理的、形态结构的、行为的、遗传的等等)，其中许多野生植物是防治沙漠化生物措施的重要种质资源，许多动物是我们家畜的祖先。荒漠动植物中包含许多有较高经济价值的种类。例如，许多荒漠草本和小半灌木是营养丰富的牧草，不少种类具有药用价值。据调查，仅中国的沙漠地区(包括部分荒漠区以外的沙地)就有药用植物356种，其中常用的103种。荒漠生态系统在固定流沙、减弱风蚀、改善环境方面起着不可替代的作用，荒漠生态系统的破坏将导致环境的恶化。由于滥樵、滥采、滥垦、过度猎捕等不合理的人类活动，造成沙漠化迅速扩展，沙漠化地区的生物资源遭受剧烈摧残，生物多样性急剧减小。如荒漠植物三叶甘草、盐桦已经灭绝，荒漠动物中的新疆虎、蒙古野马、高鼻羚羊和新疆大头鱼也已经灭绝。另外，还有数十种处于濒危状态。在我国草原地区，由于人为破坏和土地沙化，许多昔日曾经广泛分布的中药材如麻黄、甘草、黄芪、防风、柴胡、远志、苁蓉和锁阳等数量也日趋减少，有些濒于灭绝。

对农业生产的危害沙漠化破坏土地资源，使可利用土地减少、质量下降，造成农牧业生产减产甚至绝收。沙漠化危害农业生产的主要表现形式是风蚀、沙割和沙埋等。土壤风蚀不仅是沙漠化的主要组成部分，而且是其首要环节。从某种意义来说，没有风蚀就不存在风沙危害问题。风蚀是大气与疏松沙质地表的一种动力作用过程，它包括风将地表的沙粒及土壤物质吹起和搬运的吹蚀以及地表物质受到风沙流冲击和摩擦而产生的磨蚀两种作用。风蚀可导致土壤流失、表土粗化、地力急剧下降等，风蚀还产生大量悬浮于大气中的气溶胶颗粒，造成空气污染。风沙的磨蚀作用可使土壤风蚀大大加剧，据研究，在相同风速下，挟沙风(风沙流)作用于土壤产生的风蚀量是净风的4.5倍。风沙流对植株的外打磨蚀称沙割，是干旱、半干旱区农林牧业经常发生的一种灾害。沙割的危害在于，缩小叶面积，抑制植株的高度生长，推迟生长期和降低产量等。沙埋是风沙危害最明显、最严重的一种形式。它可以由风沙流沉积造成，也可以由沙丘的整体移动产生。大面积流动沙丘和零星沙丘，在不断前移的过程中，埋没其前方的农田、道路、房屋，对绿洲的安全构成严重威胁。上述三种危害方式，实质上是由沙粒的吹扬、搬运、堆积和流动沙丘的移动这一统一过程形成的，各地因沙源情况不同，危害的形式也不一样。总的来说，东部的农牧交错区以土壤风蚀为主；西部灌溉绿洲地区以流动沙丘前移和风沙流危害为主，在新垦绿洲的初期土壤风蚀也比较严重。

我国沙漠化地区有退化耕地7.73×104km2，每年因此损失的粮食超过30 X 108kg，约相当于750万人一年的口粮。新中国成立以来，全国共有6.67×1 03km2耕地变成沙地，平均每年丧失耕地149km2。另据估算，全国每年因风蚀损失土壤有机质、氮素和磷素5.59×107t，折合化肥约2.68×108t，价值近170亿元，如果要使严重沙漠化土地中的有机质、氮、磷等营养元素恢复到原生土壤状况，即使是在采取人工措施的条件下，也需要几十年、上百年甚至更长的时间。土壤质量下降导致粮食单产不断降低，如位于坝上地区的河北省丰宁县60年代粮食单产为89kg，70年代为85kg，80年代为60kg，90年代仅为30kg左右，干旱年份甚至只有十几公斤，群众称“种一坡，拉一车，打一箩，煮一锅”。

根据荒漠化普查，荒漠化地区共有退化草地1.05×106km2，由于草地退化每年少养活绵羊5千多万只。建国以来，共有2.35×104km2草地变成流沙，平均每年减少520km2。内蒙古自治区1983年有退化草地2.1×105km2，1995年发展到3.9×105km2，可利用草地退化面积以大约每年2%的速度增加。素以水草丰美著称的呼伦贝尔草原和锡林郭勒草原，退化草原面积分别为23%和41%，退化最为严重的鄂尔多斯高原草场退化面积已达68%。草地退化一方面表现为植株变得低矮稀疏，产草量下降；另一方面表现为豆科、禾本科等优良牧草数量减少，有毒有害、适口性差和营养价值低的植物增加，牧草质量下降。目前内蒙古天然草场载畜量仅相当于50年代的75%，60年代的80%。受沙漠化影响，畜产品产量随牧草产量和质量的降低而下降。如内蒙古乌审旗绵羊体重由50年代的25kg降至60年代的20kg，到80年代又降至15蝇左右；同期山羊体重由15kg降至9kg左右。

此外，沙漠化还常常对水利设施造成严重破坏，如泥沙侵入水库、埋压灌渠等，对农业生产带来影响。据调查，晋、陕、内蒙古接壤区库容大于50×104m3的46座水库的总库容已被淤积37.3%，建于1977年的陕西省神木县瓦罗水库设计库容626 X 104m3，1988年时被淤满成为淤泥坝，并淹没了20 x 104hm2用地。青海龙羊峡水库因受沙漠化影响而进入库区的总泥沙量每年有3130×104m3，仅此一项每年造成的损失就有近4700万元。同时，泥沙大量进入河道后，还使河床淤高，构成河堤溃决的严重隐患2。