许端阳等:气候变化和人类活动在沙漠化过程中相对作用评价综述 量和生物量这两个指标建立自然因素作用下的沙漠化预测模型,并结合沙漠化实际监测资 料,建立了现代草地沙漠化过程中自然因素贡献率的确定方法,从而也可以间接推算人为因 素在沙漠化中的贡献率。该方法在内蒙古奈曼旗沙漠化驱动力作用评价中的结果表明 1987-1991年自然因素对沙漠化起主导作用,贡献率达到6359%。国外的相关研究则更多 地关注土地退化或荒漠化过程中植被的变化,从而间接分析气候变化和人类活动的相对影 响。 Evans等在沙漠化地区利用不同降雨时期的累积降雨量与最大归一化植被指数 ( Normalized Difference vegetation Index,NDVI)之间的良好的线性关系建立预测方程,用该 方程预测的植被结果就是理论上完全由气候因素(特别是降雨)引起的植被生长变化,而这 个预测值与实际值的偏差(残差),就归因为人类活动引起的植被变化。在此研究思路的 基础上,有相关研究针对南非、叙利亚沙漠化草原以及非洲 Sahel地区的荒漠化过程中的气 候变化和人类活动作用问题做了较为详细的分析P。如 Herrmann等对比分析了非洲 Sahel地区1982-2003年的植被变化的实际情况与基于降雨量预测的情况,认为降雨是这段 时期植被恢复的主要原因,但是从残差的变化趋势也可以判断出人类活动对沙漠化的逆转 和植被的恢复也有一定的贡献門。 224基于公共指标的评价方法基于公共指标的评价方法是将沙漠化过程中各个因子对 沙漠化的影响统一到一个可比的指标上,从而确定其各自的相对作用。国内张春来等以青 海贵南草原沙漠化的驱动因子为研究对象,利用风洞模拟实验和Cs示踪技术,将该地区的 风速变化、植被变化、牲畜践踏(滥牧)、樵采破坏(滥樵)和草地开垦(滥垦)等五个主要影响 子对沙漠化现状及发展的影响用其各自对风蚀速率的影响建立方程,从而确定这五个影 响因子的相对作用,其中滥牧、滥樵、滥垦对沙漠化发展的贡献率分别为54.78%、466%和 40.56%,人类活动是近40年来该地区沙漠化发展的根本原因。在国外的相关研究中,NPP 常作为指标来衡量气候变化和人类活动对生态系统的影响特别是近年来 HANPP( Human Appropriation of Net Primary Production, HANPP)指标和方法多用于衡量人类活动对净初级 生产力的作用,并在沙漠化过程中人类活动作用研究中进行了初步的尝试,如 Zika et al 利用 HANPP方法研究了人类活动引起的沙漠化造成的净初级生产力的减少,以NPP的变 化作为指标衡量人类活动对沙漠化的影响凹。 3气候变化和人类活动在沙漠化过程中相对作用评价方法问题分析 3.1定性一半定量评价方法问题分析 随着沙漠化驱动机制研究的日益深入,评价气候变化和人类活动在沙漠化过程中相对 作用的方法也日趋丰富和成熟。然而作者通过对以往评价方法进行深入分析,发现其中还 存在着一定的问题。气候变化和人类活动在沙漠化过程中相对作用的定性一半定量研究在 基于已有驱动因子历年变化数据的基础上虽然充分发挥了专家的综合判断作用,但由于主 观性较强的原因使得不同研究者在使用这类评价方法来研究同一地区沙漠化过程中气候变 化和人类活动的相对作用时所得的结果可能不尽相同;另一方面,当在较大空间尺度下进行 评价时,如针对整个中国北方地区沙漠化过程中气候变化和人类活动相对作用进行评价时 利用定性一半定量评价方法不仅工作量巨大,而且不同区域的评价结果之间还缺乏可比性。 3.2定量评价方法问题分析 定性一半定量评价方法存在的种种问题使得沙漠化过程中气候变化和人类活动相对作 用这一科学问题的评价方法必然走向定量研究。然而通过对目前相关定量研究方法进行分 析,发现其中也存在一定的问题。回归模型法多把沙漠化过程及其驱动因子作用看作为简 单的线性关系,然而沙漠化土地生态系统作为陆地生态系统的一部分,其开放性、耗散结构 特征以及对外界响应的非线性特征决定了驱动因子与沙漠化过程之间的关系是不能简单的1期 许端阳 等：气候变化和人类活动在沙漠化过程中相对作用评价综述 量和生物量这两个指标建立自然因素作用下的沙漠化预测模型，并结合沙漠化实际监测资 料，建立了现代草地沙漠化过程中自然因素贡献率的确定方法，从而也可以间接推算人为因 素在沙漠化中的贡献率。该方法在内蒙古奈曼旗沙漠化驱动力作用评价中的结果表明， 1987-1991年自然因素对沙漠化起主导作用，贡献率达到63.59%[19] 。国外的相关研究则更多 地关注土地退化或荒漠化过程中植被的变化，从而间接分析气候变化和人类活动的相对影 响。Evans 等在沙漠化地区利用不同降雨时期的累积降雨量与最大归一化植被指数 (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) 之间的良好的线性关系建立预测方程，用该 方程预测的植被结果就是理论上完全由气候因素 (特别是降雨) 引起的植被生长变化，而这 个预测值与实际值的偏差 (残差)，就归因为人类活动引起的植被变化[20] 。在此研究思路的 基础上，有相关研究针对南非、叙利亚沙漠化草原以及非洲Sahel地区的荒漠化过程中的气 候变化和人类活动作用问题做了较为详细的分析[21-25] 。如 Herrmann 等对比分析了非洲 Sahel地区1982-2003年的植被变化的实际情况与基于降雨量预测的情况，认为降雨是这段 时期植被恢复的主要原因，但是从残差的变化趋势也可以判断出人类活动对沙漠化的逆转 和植被的恢复也有一定的贡献[23] 。 2.2.4 基于公共指标的评价方法 基于公共指标的评价方法是将沙漠化过程中各个因子对 沙漠化的影响统一到一个可比的指标上，从而确定其各自的相对作用。国内张春来等以青 海贵南草原沙漠化的驱动因子为研究对象，利用风洞模拟实验和137Cs示踪技术，将该地区的 风速变化、植被变化、牲畜践踏 (滥牧)、樵采破坏 (滥樵) 和草地开垦 (滥垦) 等五个主要影响 因子对沙漠化现状及发展的影响用其各自对风蚀速率的影响建立方程，从而确定这五个影 响因子的相对作用，其中滥牧、滥樵、滥垦对沙漠化发展的贡献率分别为54.78%、4.66%和 40.56%，人类活动是近40年来该地区沙漠化发展的根本原因[26] 。在国外的相关研究中，NPP 常作为指标来衡量气候变化和人类活动对生态系统的影响，特别是近年来HANPP (Human Appropriation of Net Primary Production, HANPP) 指标和方法多用于衡量人类活动对净初级 生产力的作用[27-30] ，并在沙漠化过程中人类活动作用研究中进行了初步的尝试，如Zika et al 利用HANPP方法研究了人类活动引起的沙漠化造成的净初级生产力的减少，以NPP的变 化作为指标衡量人类活动对沙漠化的影响[31] 。 3 气候变化和人类活动在沙漠化过程中相对作用评价方法问题分析 3.1 定性—半定量评价方法问题分析 随着沙漠化驱动机制研究的日益深入，评价气候变化和人类活动在沙漠化过程中相对 作用的方法也日趋丰富和成熟。然而作者通过对以往评价方法进行深入分析，发现其中还 存在着一定的问题。气候变化和人类活动在沙漠化过程中相对作用的定性—半定量研究在 基于已有驱动因子历年变化数据的基础上虽然充分发挥了专家的综合判断作用，但由于主 观性较强的原因使得不同研究者在使用这类评价方法来研究同一地区沙漠化过程中气候变 化和人类活动的相对作用时所得的结果可能不尽相同；另一方面，当在较大空间尺度下进行 评价时，如针对整个中国北方地区沙漠化过程中气候变化和人类活动相对作用进行评价时， 利用定性—半定量评价方法不仅工作量巨大，而且不同区域的评价结果之间还缺乏可比性。 3.2 定量评价方法问题分析 定性—半定量评价方法存在的种种问题使得沙漠化过程中气候变化和人类活动相对作 用这一科学问题的评价方法必然走向定量研究。然而通过对目前相关定量研究方法进行分 析，发现其中也存在一定的问题。回归模型法多把沙漠化过程及其驱动因子作用看作为简 单的线性关系，然而沙漠化土地生态系统作为陆地生态系统的一部分，其开放性、耗散结构 特征以及对外界响应的非线性特征决定了驱动因子与沙漠化过程之间的关系是不能简单的 71