宁夏沙化土地封禁保护区生态环境变化及驱动因素分析

doi:10.13466/j.cnki.lczyyj.2025.03.002

摘要/Abstract

摘要： 沙化土地封禁保护是通过限制或禁止人类活动来遏制沙化进程的管理措施。采用卫星遥感监测、空中无人机监测、地面样地调查等手段分析宁夏4个国家沙化土地封禁保护区:盐池机械化林场国家沙化土地封禁保护区、灵武市白芨滩防沙林场国家沙化土地封禁保护区、红寺堡区酸枣梁国家沙化土地封禁保护区、中卫市沙坡头区长流水国家沙化土地封禁保护区的植被覆盖度变化情况;采用环境监测因子分析与土地利用变化分析方法,全面评估封禁保护对植被恢复及沙化土地改善的影响。结果表明:1)盐池机械化林场、灵武市白芨滩防沙林场、红寺堡区酸枣梁和沙坡头区长流水的归一化植被指数(NDVI)最大值均值均呈正向增长趋势,2023年比2013年分别提升18.75%、29.16%、30.43%、23.08%。2)2014—2023年,各沙化土地封禁保护区土地沙化程度整体减轻,沙化土地转为轻度和中度沙化土地的面积最大。3)全磷、植被高度、降水、覆沙厚度、沙化程度、有机质6个环境因子是影响植被覆盖度的关键因子。4)各沙化土地封禁保护区内,不同类型环境因子对植被覆盖度的影响由大到小为样地因子、土壤因子、气象因子、地形因子。沙化土地治理应因地制宜配置植被结构,从而实现沙化土地封禁保护区生态系统的稳定恢复与可持续发展。

关键词: 沙化土地封禁保护区, 归一化植被指数, 植被覆盖度影响因子, 沙化土地转移

Abstract:

Enclosure protection of desertified landis a management measure for desertified land,which curbs the process of desertification by restricting or prohibiting human activities.We used satellite remote sensing monitoring,aerial drone monitoring,ground sample survey and other means to monitor the ecological environment change of four national enclosure-conservation areas in Ningxia,and comprehensively evaluated the impact of closed protection on vegetation restoration and sandy land improvement through environmental factors analysis and land-use change analysis.The results show that:1)The average maximum NDVI value of the four enclosure-conservation areas of Yanchi Mechanized Forest Farm,Baijitan Sand Prevention Forest Farm in Lingwu City,Suanzaoliang in Hongsibu District and Changliushui in Shapotou District showed a positive growth trend.Compared with 2013,the average maximum NDVI value of the four enclosure-conservation areas in 2023 increased by 18.75%,29.16%,30.43% and 23.08%,respectively.2)From 2014 to 2023,in enclosure-conservation area,the degree of land desertification is reduced as a whole,and the area of mild and moderate desertified land is the largest.3)Total phosphorus,vegetation height,precipitation,sand cover thickness,desertification degree and organic matter are the key factors affecting the change of vegetation coverage.4)In each enclosure-conservation area,the influence of different types of environmental factors on vegetation coverage was ranked in descending order of sample factors,soil factors,meteorological factors,and topographic factors.In the future,desertified land management should be equipped with vegetation structures according to local conditions to achieve stable recovery and sustainable development of the ecosystem.

Key words: enclosure-conservation area for desertified land, normalized difference vegetation index, vegetation coverage impact factors, transferof desertified land

中图分类号:

S288

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图/表 9

表1

表2

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表3

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图5

参考文献 34

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名称	市	县(区)	面积/hm²
宁夏盐池机械化林场国家沙化土地封禁保护区(简称盐池机械化林场沙化封禁保护区)	吴忠市	盐池县	10 000
宁夏灵武市白芨滩防沙林场国家沙化土地封禁保护区(简称灵武市白芨滩防沙林场沙化封禁保护区)	银川市	灵武市	10 000
宁夏红寺堡区酸枣梁国家沙化土地封禁保护区(简称红寺堡区酸枣梁沙化封禁保护区)	吴忠市	红寺堡区	10 000
宁夏中卫市沙坡头区长流水国家沙化土地封禁保护区(简称沙坡头区长流水沙化封禁保护区)	中卫市	同心县	10 000

监测因子	监测指标	监测方法
气象因子	气温、降水	全自动生态观测站[连续观测(30分钟/次)]
地形因子	海拔、坡度、坡向	通过DEM(Digital Elevation Model)数据提取海拔、坡度和坡向信息。
土壤因子	土壤物理特性:土壤厚度	植被样方内挖取土壤剖面测定。在对应植被样方内设置3~5个取样点,50 cm×150 cm×100 cm的土壤剖面,将土层划分为0~5 cm、10~20 cm、40~60 cm、80~100 cm,从土壤剖面底层依次往上采集土壤样品。
	土壤养分含量:pH值、有机质、全氮、全磷、全钾
	土壤水分
样地因子	沙化程度、沙丘高度、覆沙厚度、植被高度	采用测钎法测定土壤风蚀积沙。在每个监测样地内设置3个2 m×3 m样方,每个样方内布9个监测点,测钎长度选取80~100 cm,地下埋深50~80 cm。采用卷尺在每个监测样地内中选取3株优势植物测量其高度,并取平均值。

封禁保护区	类型	沙化类型	2014年		2023年
封禁保护区	类型	沙化类型	面积/hm²	占比/%	面积/hm²	占比/%
盐池机械化林场封禁保护区	沙化土地	流动沙地(丘)	1 055.91	11.04	48.37	0.50
		半固定沙地(丘)	393.75	4.12	508.38	5.24
		固定沙地(丘)	8 081.11	84.45	9 091.44	93.75
		沙化耕地	37.77	0.39	49.09	0.51
	合计		9 568.54	100.00	9 697.28	100.00
灵武市白芨滩防沙林场封禁保护区	沙化土地	流动沙地(丘)	2 069.89	21.30	2 118.46	21.53
		半固定沙地(丘)	217.2	2.24	264.87	2.69
		固定沙地(丘)	6 665.14	68.59	7 214.42	73.31
		小计	8 952.23	92.13	9 597.75	97.53
	具有明显沙化趋势的土地		764.45	7.87	243.42	2.47
	合计		9 716.68	100.00	9 841.17	100.00
红寺堡区酸枣梁封禁保护区	沙化土地	流动沙地(丘)	359.16	3.63	680.62	6.99
		半固定沙地(丘)	1 264.41	12.78	19.25	0.20
		固定沙地(丘)	5 940.23	60.04	6 918.57	71.09
		小计	7 563.8	76.45	7 618.44	78.28
	具有明显沙化趋势的土地		2 330.52	23.55	2 113.33	21.72
	合计		9 894.32	100.00	9 731.77	100.00
沙坡头区长流水封禁保护区	沙化土地	流动沙地(丘)	8 499.97	85.07	3 367.04	34.07
		半固定沙地(丘)	25.83	0.36	3 430.79	34.72
		固定沙地(丘)	1 453.17	14.57	3 083.69	31.21
	合计		9 978.98	100.00	9 881.52	100.00

封禁保护区	2014年沙化程度	2023年沙化程度
封禁保护区	2014年沙化程度	轻度	中度	重度	极重度	非沙化	合计
盐池机械化林场封禁保护区	轻度	5 213.37	69.69	159.59	40.01	116.60	5 599.26
	中度	2 309.89	140.42	42.64	2.27	24.40	2 519.62
	重度	229.22	27.01	132.33	2.61	2.58	393.75
	极重度	721.90	119.29	210.64		4.08	1 055.91
	非沙化	259.61	1.04	12.28	3.48	155.05	431.46
	合计	8 733.99	357.45	557.48	48.37	302.71	10 000.00
灵武市白芨滩防沙林场封禁保护区	轻度	4 208.20	494.00	24.26	499.68	79.46	5 305.60
	中度	628.99	239.97	0.25	451.82	38.50	1 359.53
	重度	72.91	40.92	1.97	79.54	21.86	217.20
	极重度	682.45	307.13	156.68	897.57	26.07	2 069.90
	非沙化	518.91	102.55	0.09	189.85	236.37	1 047.77
	合计	6 111.46	1 184.57	183.25	2 118.46	402.26	10 000.00
红寺堡区酸枣梁封禁保护区	轻度	3 019.88	766.18	4.32	131.46	179.06	4 100.90
	中度	1 707.13	995.01	14.93	201.71	182.99	3 101.77
	重度	0.50	1.38			0.09	1.97
	极重度	134.28	144.84		75.35	4.69	359.16
	非沙化	107.42	41.95	0.00	272.10	2 014.73	2 436.20
	合计	4 969.21	1 949.36	19.25	680.62	2 381.56	10 000.00
中卫市沙坡头区长流水封禁保护区	轻度	376.36	622.23	0.02	98.16	50.80	1 147.57
	中度	64.69	227.99	3.40	15.85	6.91	318.84
	重度	0.04				12.56	12.60
	极重度	283.26	4 683.26	236.48	3 253.03	43.94	8 499.97
	非沙化	14.16	2.59			4.27	21.02
	合计	738.51	5 536.07	239.90	3 367.04	118.48	10 000.00