1990-2015年内蒙古中西部地区风力侵蚀和固沙服务评估

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风力侵蚀是世界范围内的关键性环境问题之一,特别是在干旱和半干旱地区,随着人类活动的增加和区域环境的改变,导致其荒漠化扩大,风力侵蚀加剧。风力侵蚀和荒漠化是导致土壤养分流失的重要过程,不仅会使区域土地严重退化,也会导致其生态系统和人类生活环境的恶化。所以风力侵蚀和荒漠化严重威胁和阻碍着干旱和半干旱地区的可持续发展。沙漠和荒漠化土地作为地球上最重要的生态系统之一,提供包括沙质稳定、土壤保持等关键的生态服务,对区域内环境的可持续性发展以及人类的健康和生存均会产生重大影响。而固沙作为沙漠和荒漠化土地提供的最为重要的生态服务,可以有效缓解由气候变化和人类活动引起的风力侵蚀,与整个区域的生态稳定和人类福祉密切相关。因此,合理的评估区域的风力侵蚀情况和固沙服务对于该区域下一步的生态安全保护工作具有重要的指导意义。内蒙古中西部地区作为中国北方抵御来自欧亚大陆中部风沙输送的重要生态屏障,常年易发生严重的风力侵蚀,是干旱和半干旱地区的典型生态脆弱区。特别是2000年之后,内蒙古中西部地区人口的快速增加、城市区域的迅速扩张、煤炭行业的高强度发展以及一系列生态修复工程的有序实施,必然会对这一区域的风力侵蚀强度和固沙服务产生影响。因此,本研究基于遥感数据、气象数据、基础地理数据及《土壤侵蚀强度分级标准》(SL190-2007),应用修正风力侵蚀方程(RWEQ),评估了1990-2015年内蒙古中西部地区风力侵蚀的时空变化情况及其驱动因素。然后基于RWEQ的风力侵蚀评估结果,继而对研究区固沙服务进行评估。结果表明:1990-2015年,轻度风力侵蚀的研究区占比由4.13%增至23.29%;剧烈风力侵蚀的研究区面积由13.56%降至2.45%。不同月份的模拟结果发现,研究区在1月份的风力侵蚀程度最强,平均风蚀速率达6.15 t·ha-1·month-1;9月份的风力侵蚀程度最弱,风蚀速率仅为0.64 t·ha-1·month-1。不同的土地利用/覆被类型的模拟结果发现,1900-2015年,草地的风力侵蚀强度下降幅度最大(51.24%),其次为耕地和林地,下降幅度分别为45.58%和40.69%。不同盟市的模拟结果发现,乌兰察布市的风蚀速率降幅最高(64.69%),阿拉善盟的风蚀速率降幅最低(33.89%)。风力侵蚀驱动因素分析表明,内蒙古中西部地区的风蚀受自然因素和人类活动的综合影响。在自然因素中,风力和NDVI是研究区风力侵蚀强度变化的主要影响因素。在人类活动影响方面,“退耕还林”工程、京津风沙源治理工程等一系列的生态保护和恢复政策在改善研究区生态中发挥了重要作用,而建设用地和耕地的扩张以及煤炭产业的不合理发展是研究区中东部区域在2005年之后风力侵蚀加重的重要原因。1990-2015年,防风固沙率(F)增加的区域面积达2.2×10~5 km~2,而F减少区域面积仅为0.08×10~4 km~2。2000年以后,研究区中部区域(鄂尔多斯市)固沙服务的下降与不合理的人类活动有关。
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