1980—2024年中国沙漠地区景观演变特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00185

1980—2024年中国沙漠地区景观演变特征

杜会石^,¹, 吴兴耀¹, 哈斯额尔敦²

1.吉林师范大学地理科学与旅游学院，吉林四平 136000

2.北京师范大学地理科学学部，北京 100875

Characteristics of landscape evolution in China's desert regions in 1980-2024

Du Huishi^,¹, Wu Xingyao¹, Eerdun Hasi²

1.College of Geographic Science and Tourism，Jilin Normal University，Siping 136000，Jilin，China

2.Faculty of Geographical Science，Beijing Normal University，Beijing 100875，China

收稿日期: 2025-10-09 修回日期: 2025-11-07

基金资助:

吉林省自然科学基金项目. YDZJ202601ZYTS250
国家自然科学基金项目. 42271005

Received: 2025-10-09 Revised: 2025-11-07

作者简介 About authors

杜会石（1983—），男，吉林伊通人，教授，主要从事干旱区地貌研究E-mail：duhs@jlnu.edu.cn , E-mail：duhs@jlnu.edu.cn

摘要

沙漠作为干旱半干旱区下垫面的重要地理单元，对气候变化和人类活动响应敏感。及时掌握大尺度、长时序沙漠地区景观格局演变特征，对区域生态恢复与可持续发展具有重要科学意义。本研究以1980—2024年Landsat系列卫星影像为数据源，采用深度学习方法提取各类景观信息，利用景观格局指数系统解析了近45年中国沙漠地区景观时空演变特征。结果表明：（1）沙漠地区景观格局呈现阶段性演变特征，1980—2000年为相对稳定期，2000—2010年为显著变化期，草地景观转化为沙地景观，面积达14 100.03 km²，而2010—2024年为沙地恢复期，沙地景观面积开始减少，沙地景观逐渐转化为草地景观，面积达2 138.30 km²。（2）空间上呈现西部自然退化主导、东部人类干扰显化的分异规律，沙地景观高度集中于塔克拉玛干等西部沙漠，面积比例达69.5%，变幅低于0.5%，而东部沙地（如科尔沁、毛乌素沙地）则表现为人类活动景观的多元镶嵌。（3）景观格局指数揭示出沙地扩张表现为高度集聚（斑块结合度> 99.1%），草地退化呈内部破碎化特征（斑块结合度下降0.18）；沙漠地区整体景观经历了由稳定向单一聚集（香农多样性指数由0.8475降至0.8084），再向复杂化调整的演变过程。研究可为生态工程效益评估及分区防治策略优化提供科学依据。

关键词： 景观格局 ; 沙漠化 ; 景观格局指数 ; 时空演变 ; 沙漠地区

Abstract

As crucial geographical units within the underlying surface of arid and semi-arid regions， deserts are highly sensitive to climate change and human activities. Timely understanding of the characteristics of large-scale， long-term landscape pattern evolution in desert areas is of significant scientific importance for regional ecological restoration and sustainable development. Using Landsat series satellite imagery from 1980 to 2024 as the data source， various landscape information was extracted via deep learning methods. The spatiotemporal evolution characteristics of desert landscapes over the past 45 years were then systematically analyzed using landscape pattern indices. The study reveals that：（1） The landscape pattern in desert regions exhibited phased evolutionary characteristics. From 1980 to 2000， it was a relatively stable period. The period 2000-2010 marked a phase of significant change， with 14 100.03 km² of grassland landscapes converting to sandy land. Conversely， 2010-2024 was a sandy land recovery period， during which the area of sandy land began to decrease， and 2 138.30 km² of sandy land landscapes gradually converted back to grassland landscapes. （2） Spatially， a distinct differentiation pattern was observed， characterized by natural degradation dominating in the west and significant human disturbance in the east. Sandy land landscapes were highly concentrated in western deserts like the Taklamakan Desert， where they constituted 69.5% of the area with a variation amplitude of less than 0.5%. Conversely， eastern sandy lands （e.g.， Horqin， Mu Us Sandy Land） showed a diverse mosaic of human activity landscapes. （3） Landscape pattern indices revealed that sandy land expansion proceeded in a concentrated and continuous pattern （patch cohesion >99.1%）， while grassland degradation showed characteristics of internal fragmentation （patch cohesion decreased by 0.18）. Overall， desert regions experienced an evolutionary process from stability to homogeneous aggregation （Shannon Diversity Index decreased from 0.8475 to 0.8084）， subsequently adjusting towards increased complexity. This research provides a scientific basis for evaluating the effectiveness of ecological engineering projects and optimizing differentiated prevention and control strategies.

Keywords： landscape pattern ; desertification ; landscape pattern indices ; spatiotemporal evolution ; desert region

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本文引用格式

杜会石, 吴兴耀, 哈斯额尔敦. 1980—2024年中国沙漠地区景观演变特征. 中国沙漠[J], 2026, 46(2): 201-210 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00185

Du Huishi, Wu Xingyao, Eerdun Hasi. Characteristics of landscape evolution in China's desert regions in 1980-2024. Journal of Desert Research[J], 2026, 46(2): 201-210 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00185

0 引言

沙漠系统作为地表关键组成部分，通过物质能量交换、气候反馈与资源供给等功能深度参与地球系统运作并维持其平衡^［1］。中国北方广泛分布的沙漠是生态系统的重要环节，其动态对区域气候、生物多样性与生态安全影响深远。在气候变化与人类活动共同驱动下，北方沙漠景观呈现整体逆转、局部退化的复杂格局：宏观上植被覆盖度提升、沙地整体逆转^［2］，但局部仍存在活化沙化现象，2000—2020年约5.86%的沙漠区域出现荒漠化扩展，反映出景观格局演变的新模式^［3-4］。在此背景下，系统揭示近45年沙漠景观格局的时空演变规律，已成为评估生态工程成效、优化防治策略与支撑区域可持续发展的迫切需求。

景观格局演变研究核心在于量化地表覆被的空间异质性及其时空动态^［5］。目前，遥感技术与景观生态学理论结合已成为主导研究范式^［6］。数据源方面，早期多依赖AVHRR等中低分辨率数据，虽可反映宏观趋势，但对景观细节识别有限^［7］；随着Landsat、Sentinel-2等中等分辨率数据的开放，为长时序、高精度景观分类与动态监测奠定了基础^［8］。分类方法也从传统光谱分类发展为面向对象分析（OBIA）及随机森林等机器学习方法，提升了对半固定、固定沙地等复杂下垫面的识别精度^［9-10］。景观格局指数通过将空间结构转化为统计指标，成为比较区域景观特征的重要工具^［11］。然而，尽管技术方法日趋成熟，但现有研究在长时序沙漠景观分析时仍存在局限：时间上，部分研究时段较短或仅选取节点对比，缺乏对20世纪80年代以来涵盖关键政策与气候阶段的连续追踪，难以完整揭示演变过程与阶段性特征^［12］；方法上，部分研究偏重面积变化而忽视空间格局的深度量化，或景观指数选用单一，未能从类型与景观水平构建综合指标体系，限制了从破碎化、连接性、多样性等多维度系统揭示景观演变规律的能力^［13］。

从全球范围看，早期对沙漠景观演变的研究多关于非洲撒哈拉、中亚及北美等典型区域，为理解气候与人类活动对沙漠系统的驱动机制提供了重要理论与案例支撑^［14-16］，而国内研究虽在北方沙漠地区积累丰富，但区域选择呈现个案化与热点化倾向，多数聚焦于生态工程效益显著或环境问题突出的沙地，如毛乌素、松嫩等沙地研究关注沙漠化逆转与治理效果^［17-19］、科尔沁、浑善达克沙地侧重治理模式^［20-21］，塔克拉玛干沙漠多探讨绿洲-荒漠交错带的水资源约束与沙域扩张^［22-23］，古尔班通古特沙漠则聚焦其对气候变化的独特响应^［24］。这些研究为揭示局部驱动机制与治理路径提供了重要依据。然而，目前研究存在明显不足：一方面，现有研究多局限于单一沙漠或行政区单元，受自然背景与人类活动区域异质性影响，结论难以推广至整个沙漠地区，缺乏从宏观尺度系统揭示景观演变共性规律与区域分异的研究^［25-26］；另一方面，即便在区域案例中，景观格局指数方法在长时序系统分析中应用仍不充分，部分研究未能充分发挥其优势，或仅停留于面积变化的表象描述，未能深入揭示景观时序演变的内在规律^［27-28］。鉴于此，为系统揭示中国沙漠地区景观演变规律，本文基于1980—2024年Landsat系列卫星影像，精确提取沙漠地区各期景观类型信息，运用景观生态学方法，构建涵盖类型水平与景观水平的格局指数体系，定量刻画沙漠地区景观时空演变特征规律，以期为区域生态可持续管理及国家沙漠化防治工程的精准施策提供数据支撑与科学依据。

1 材料与方法

1.1　研究区概况

沙漠地区主要分布在中国北方干旱半干旱地区（30°—50°N、70°—130°E）。该地区年平均气温较低，昼夜温差大，春季干燥多风、夏季短暂炎热、冬季寒冷少雪。受青藏高原、蒙古高原以及大气环流等地形和气候条件的影响，年降水量自东南向西北逐渐减少，其中，西北干旱区年均降水量60~400 mm，东部半干旱区年均降水量350~500 mm。风季风力一般大于5级，风沙日20~100 d，年平均气温-5~20 ˚C，日照时数2 600~3 400 h，无霜期150~260 d。沙漠地区下伏地层所提供的河流冲积物、冲积湖积物、洪积冲积物和基岩风化的残积物为沙漠形成提供了丰富的沙源。土壤以草原黑钙土、栗钙土、半荒漠棕钙土和荒漠灰棕漠土及棕漠土为主，自然植被以大针茅（Stipa grandis）、克氏针茅（Stipa krylovii）、羊草（Leymus chinensis）、线叶菊（Filifolium sibiricum）、冷蒿（Artemisia frigida）、差不嘎蒿（Artemisia halodendron）和沙蒿（Artemisia ordosica）等为主^［29］。行政区划上隶属新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、辽宁、吉林和黑龙江等9个省（自治区）。

1.2　数据来源与处理

所用数据为1980、1990、2000、2010、2024年Landsat系列影像，1980年数据使用1979年和1980年MSS影像，1990年数据使用1989年和1990年TM影像，2000年数据使用1999年和2000年TM/ETM+影像，2010年数据使用2010年TM影像，2024年数据使用OLI影像。在GEE云平台中选择相应时相的卫星影像后，使用cloud mask进行阴影去除和云掩膜等预处理，参考《全国生态状况调查评估技术规范——生态系统遥感解译与野外核查》（HJ 1166—2021），结合研究区实际情况，将研究区景观类型分为农田景观、林地景观、草地景观、水域景观、建设用地景观和沙地景观6类。通过目视解译与 Google Earth 历史影像辅助，在各期影像上均匀选取代表性训练样本，并引入植被指数等多维特征，采用深度学习方法进行分类，最后基于随机生成的独立验证样本点，计算混淆矩阵，5期分类总体精度均超过90%，Kappa系数均大于0.85，满足本研究要求。

1.3　研究方法

1.3.1　沙漠地区范围的界定

沙漠地区范围的界定方法包括自然区划、生态区域、行政区划、水系流域分割、第四纪地质、地貌成因类型等^［30］。以往学者多根据自己研究需求来确定沙漠地区范围，使得大量研究成果较难在同一标准下进行对比与分析^［31-32］。现代沙漠的形成、发育及其物质来源和第四纪时期古地理有密切联系，因此，以其下伏地貌的成因类型作为分区的标准具有合理性^［33］。这是因为下伏地貌成因类型实质上反映了风沙地貌形成的第四纪古地貌基础，它对覆盖其上的沙丘形成发育有着重要的影响；同时，下伏地貌的成因类型也反映了风沙物质的沉积条件，从而为沙丘沙的物质来源提供线索^［34］。因此，本文采用地貌成因原则精细界定了沙漠地区的自然地理边界，即利用多期卫星遥感影像，同时参考《中华人民共和国地貌图集》^［35］，进而划定沙漠地区范围（读者可通过邮件向作者索要矢量边界），包含塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠、库姆塔格沙漠、库木库里沙漠、鄯善沙漠、柴达木沙漠、腾格里沙漠、共和盆地沙漠、巴丹吉林沙漠、亚玛雷克沙漠、河东沙地、乌兰布和沙漠、毛乌素沙地、库布齐沙漠、浑善达克沙漠、科尔沁沙地、乌珠穆沁沙地、呼伦贝尔沙地及松嫩沙地等（图1）。

图1

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图1 中国沙漠地区范围

注：基于自然资源部标准地图服务网站审图号GS（2024）0650号标准地图制作，底图边界无修改

Fig.1 Study area of deserts in Northern China

1.3.2　景观格局指数

景观格局指数是量化生态系统景观特征及其动态变化的有效方法，可用于揭示沙漠地区各类景观时空演变特征以及景观之间的互馈关系^［36］。基于类别和景观尺度框架，并考虑沙漠地区特定的景观演化特征，本研究选择类别和景观尺度景观格局指数进行分析（表1）。

表1 景观格局指数^［37］

Table 1 Landscape pattern indices^［37］

尺度	名称	符号	意义	单位（范围）
类别水平	斑块类型面积	CA	某类景观斑块的总面积，是分析其规模变化的基础	hm²
	景观百分比	PLAND	某类斑块面积占景观总面积的比例，直接反映其相对重要性	% (0~100)
	最大斑块指数	LPI	某类斑块中最大斑块所占的面积百分比，衡量其优势度和控制力	% (0~100)
	斑块数量	NP	某类斑块的斑块总数量，是表征景观破碎化最直接的指标	(≥1)
	景观形状指数	LSI	衡量某类斑块整体边界的复杂程度。值越大，形状越不规则	(≥1)
	面积加权平均分形维数	FRAC_AM	衡量某类斑块形状的几何复杂性，并经过面积加权，更能反映主体部分的特征。值越接近1，形状越简单；越接近2，形状越复杂	(1~2)
	平均最邻近距离	ENN_MN	同类斑块间的平均最短距离，反映该类型在空间上的隔离或聚集程度。值越大，分布越分散	m
	斑块结合度指数	COHESION	衡量同类斑块之间的物理连接性。值越高，表明斑块连接成片的程度越好，功能连通性越强	%(0~100)
景观水平	蔓延度指数	CONTAG	描述景观中不同斑块类型的聚集和延展程度。高值表明景观由少数连通的大斑块主导；低值表明景观破碎，由多种小斑块镶嵌构成	% (0~100)
	聚集度指数	AI	衡量景观中所有斑块类型的总体聚集程度。高值表明同类斑块高度聚集	% (0~100)
	香农多样性指数	SHDI	反映景观格局的丰富度和均匀度综合特征。值越大，表明斑块类型越多或各类型面积分布越均匀	(≥0)
	香农均匀度指数	SHEI	反映景观中各斑块类型面积分布的均匀程度。值越接近1，分布越均匀	(0~1)

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2 结果与分析

2.1　沙漠地区景观格局现状

沙漠地区景观格局整体呈现为西部沙地景观主导、东部多景观镶嵌的分布特征。沙漠地区总面积为826 054.82 km²，其中沙地景观面积607 373.27 km²（占研究区总面积的73.53%），草地景观面积次之，为153 635.87 km²（占比为18.60%），其余景观类型的面积较小，依次为农田景观（39 644.12 km²，4.80%）、林地景观（14 977.02 km²，1.81%）、水域景观（6 643.70 km²，0.80%）和建设用地景观（3 780.84 km²，0.46%）。从主要景观空间分布来看，沙地景观集中于研究区的西部和中部，尤其是在塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠以及库姆塔格沙漠区域，形成了连续广袤的沙海，景观均质性强；与之形成鲜明对比的是研究区东部，如科尔沁沙地、浑善达克沙地和松嫩沙地一带，景观类型趋于多样化，呈现出典型的沙地、草地与农田镶嵌分布的格局，反映出人类活动对景观的塑造作用（图2）。

图2

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图2 研究区景观格局现状

Fig.2 Current landscape pattern of the study area

2.2　沙漠地区景观时空演变

2.2.1　沙漠地区景观时序变化特征

沙漠地区景观变化呈现出沙地持续扩张、草地显著萎缩的总体演化特征（图3A、F），而且人类活动的影响在后期显著增强。1980—1990年景观格局较为稳定（图3B），各景观类型面积变化不显著，沙地景观面积从573 806.26 km²增至575 316.37 km²，年均变幅仅为0.03%，主要表现为草地与沙地之间的双向转换，但强度均低于0.98%。1990—2000年沙地景观面积变化逐渐显著，其转出部分中有0.45%转化为草地景观（图3C），显示出沙漠化逆转迹象，草地景观有0.92%的面积转化为沙地，2000年沙地景观面积也增长到577 841.83 km²，年增长0.04%。2000—2010年景观演变特征明显（图3D），表现为草地的严重退化和沙地的急剧扩张，草地景观面积大幅减少，转出部分有27.17%转化为沙地景观，即该时段14 100.03 km²的草地景观面积直接转化为沙地景观，致使沙地景观面积扩张至609 511.48 km²，年均增速高达0.55%；同时，草地景观面积减少了31 380.10 km²，年均减少1.64%。2010—2024年（图3E）建设用地景观扩张强度增大，面积由2 891.33 km²增长至3 781.81 km²，净增890.47 km²，年均变幅达2.05%，主要由草地景观转入。农田景观面积增长至39 644.42 km²，净增2 224.42 km²，新增面积主要来自林地景观与草地景观；草地景观面积减少的同时，沙地景观面积也出现了小幅度的回落，净减少了2 138.30 km²。

图3

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图3 沙漠地区景观类型时序转化及面积比例

Fig.3 Temporal transformation of landscape types and area proportion in the desert regions

2.2.2　沙漠地区景观空间分异规律

沙漠地区景观格局在空间维度上呈现局部剧变、东西分异的特征。1980—2000年研究区景观格局未发生显著改变（图4A~C）。其中以塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠和库姆塔格沙漠为核心的西部及中部地区，始终被大范围连续分布的沙地景观所主导，其面积比例为69.50%，变幅低于0.5%；而东部地区，如科尔沁沙地、浑善达克沙地及松嫩沙地形成沙地、草地与农田交错镶嵌的典型格局，其农田景观比例（3.55%~4.00%）和建设用地比例（0.28%~0.31%）均显著高于西部。2000—2010年是空间分异显著期（图4C~D），退化过程在空间上集中于西部地区，在塔克拉玛干沙漠、库姆塔格沙漠边缘及准噶尔盆地南缘等区域，发生了大规模的草地景观向沙地景观的转化，该区草地景观有27.17%转化为沙地景观，这一过程导致该区景观边界显著扩张，草地景观萎缩，研究区整体沙地面积比例由69.96%增至73.53%，年均扩张速率达0.55%；东部地区如科尔沁、浑善达克等沙地的景观格局并未出现如西部般的整体性明显退化；但东北北部地区如松嫩、呼伦贝尔沙地等农田景观与建设用地景观面积分别增长了2 300.11 km²与140.03 km²，增长率分别达6.1%与4.5%。这种空间分异格局，凸显了区域的自然本底与人为干扰强度差异对景观演变路径的影响。2010—2024年（图4D~E），建设用地景观在东部地区的扩张更为凸显，面积净增890.41 km²，年均增长率达2.05%，而沙地总面积达到峰值609 688.18 km²后，有小幅度回调，说明近期的生态恢复工程在空间上已取得成效。

图4

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图4 沙漠地区景观空间演变

Fig.4 Spatial evolution of desert landscapes

2.3　沙漠地区景观格局指数变化

2.3.1　沙漠地区类别尺度格局指数变化

沙漠地区的景观格局在指数上呈现从景观结构退化与破碎化转向重塑与复杂化的动态平衡特征（图5）。1980—2000年各类景观格局指数变化相对平缓，反映出景观系统的整体稳定性。沙地景观作为景观基质，COHESION始终在99.2%以上，体现了其高度连接的绝对主导地位，而LPI则从33.02%下降至26.73%，同时NP增加，表明大型连续沙区开始出现轻微的分裂和破碎化趋势；草地景观的LPI基本稳定，NP增加至6 366，ENN_MN从2 663.56 m增至2 702.51 m，这说明草地景观斑块更分散，空间分布趋于分散。农田景观LPI和COHESION均稳步上升，显示其集约化与规模化发展趋势；建设用地景观NP和LSI有所增加，表明其斑块数量增多、形状趋于复杂化。2000—2010年是景观空间结构显著变化期，各项指数均指向严重的结构退化，草地景观在面积锐减的同时，其空间构型显著退化。尽管NP保持稳定，但其LPI从3.28升至3.31，LSI和FRAC_AM均上升至峰值（分别为125.98和1.20），表明大型草地斑块被严重分离，边界变得极度复杂和不规则，其COHESION出现研究期内的首次下降，由98.10%降至97.94%，标志着生态功能连通性受损；沙地景观面积急剧扩张，但其LPI仅小幅回升，由26.73%回升至28.84%，远未恢复研究期初期水平，且NP保持高位，这表明新增的沙地并非以形成大型连续沙丘为主，而是表现为在原有沙地边缘或内部草地退化区形成众多相对规则（LSI与FRAC_AM下降）、分散的新斑块；水域景观的面积比例下降，其COHESION从72.18%降至69.32%，说明水体斑块的连接性变差。2010—2024年，人类活动对景观构型的塑造作用超越自然过程，建设用地景观的NP从2 033激增至2 282，LSI从46.18升至49.83，FRAC_AM从1.02升至1.03，而COHESION却从29.79%急剧变至38.92%，表明建设用地景观的高度分散、形状复杂、空间连接性差的扩张特征，反映了城镇化过程中的分散化发展；农田景观的NP减少而LPI与COHESION持续增高，表明其发展模式趋于集中和规模化，斑块间的功能连接性增强；沙地与草地景观格局趋于稳定，沙地景观的LPI出现小幅下降，COHESION维持在高位但略有降低，草地景观的各项指数趋于稳定或小幅回调，表明其退化过程被遏制，空间构型进入一个相对稳定的阶段。

图5

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图5 类别水平格局指数变化

Fig.5 Changes in landscape pattern indices at the class level

2.3.2　沙漠地区景观尺度格局指数变化

1980—2024年研究区景观水平指数整体呈现相对均质—单一聚集—逐步调整的演变过程（图6）。1980—2000年，景观格局基本稳定，SHDI由0.8404升至0.8475，SHEI由0.4690增至0.4730，景观中不同斑块类型的丰富度与分布均匀度均有所增加，显示景观异质性缓慢增强；CONTAG与AI分别由62.79%降至62.36%、84.21%降至83.98%，反映优势斑块连接性减弱，类型间交错程度提升。2000—2010年为单一化聚集阶段，SHDI降至0.8084，SHEI降至0.4512，景观多样性显著下降；CONTAG与AI分别上升至63.86%与84.41%，显示景观结构趋于简单化和高度聚集。2010—2024年进入调整恢复阶段，SHDI回升至0.8208，SHEI增至0.4581，CONTAG与AI分别回落至63.32%与84.27%，表明在自然恢复与人类活动共同作用下，景观格局重新趋向复杂与多样。

图6

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图6 景观水平格局指数变化

Fig.6 Changes in landscape pattern indices at the landscape level

3 讨论

3.1　沙漠地区景观格局时空演变

1980—2024年沙漠地区景观格局发生了显著变化，整体呈现沙进草退趋势，阶段特征明显。其中，2000—2010年是景观格局显著变化期，草地景观转出总量中27.17%转化为沙地景观，这种变化并非均质发生，而是在空间上呈现出西部自然退化主导、东部人为扰动显化的分异格局。在研究区西部，如塔克拉玛干、古尔班通古特沙漠及腾格里沙漠南缘，气候暖干化趋势更为严峻，水资源匮乏，生态系统极为脆弱^［38］，气候变化是驱动该区域沙地扩张、草地退化的主导性力量。尽管国家生态工程在此区域有所布局^［39］，但其恢复成效在一定程度上被自然背景压力所抵消，相关研究也指出，在极端干旱区，人工植被的存续面临巨大挑战^［40］，因此，该区景观演变多呈现以自然退化为主的特征。而在研究区东部，如科尔沁沙地和松嫩沙地，水土条件相对优越，人类活动的影响更为直接和复杂^［17］。一方面，受经济利益驱动，农业垦殖、过度放牧及城镇建设用地扩张现象显著，这与本研究观测到的数据趋势一致，并构成了导致局部草地沙化的直接人为干扰因素^［41］；另一方面，该区域也是生态环境治理、高标准农田建设等国家工程的集中投入区，人为的治理和恢复活动同样剧烈，该区景观演变直接反映了人类活动的正负效应叠加，使其人为干扰特征表现得更为明显，并在生态工程的强力干预下体现出较强的人工调控生态承载力。

3.2　沙漠地区景观格局指数变化特征

沙地景观扩张呈现集中连片模式，主要表现为原有大型斑块边缘扩张与周边草地兼并，从而增强连通性与主导性。FRAC_AM的小幅下降反映沙地斑块形态趋于规则，进一步表明风沙活动等自然因素在区域尺度上主导其扩张过程^［42-43］。草地景观退化则表现为内部结构破碎化，在面积减少的同时斑块数量增加、连接性下降，显示其不仅受到外部沙地侵蚀，内部结构与功能亦发生退化。农田景观的LPI与COHESION指数持续上升，体现其集约化与规模化发展趋势，揭示人类活动对干旱区景观的双重作用^{［15，19］}，既通过垦殖与建设加剧局部资源压力，也为生态工程实施与沙漠化防治提供了关键干预基础。

3.3　研究不足与工作展望

在数据源方面，30 m分辨率的混合像元问题在沙漠绿洲交错带等景观高度破碎化区域表现得尤为明显，这可能引起农田与草地，以及不同覆盖度沙地之间的边界识别偏差。因此，未来可引入多源遥感数据，如综合利用Sentinel-2（10 m分辨率）与Landsat 9（30 m分辨率）等光学数据，构建高时空分辨率的密集时间序列，以更精准地捕捉地表物候细节，并探索深度学习等先进人工智能算法，结合时间序列的物候特征分析，实现更为精细的景观类型识别。

4 结论

中国沙漠地区景观格局经历了相对稳定（1980—2000年）到显著变化（2000—2010年），再到沙地恢复（2010—2024年）三阶段演化。沙地景观面积净增33 567 km²，草地景观净损失近46 000 km²，其中2000—2010年为退化关键期，草地转沙化比例达27.17%；2010—2024年，沙地景观面积减少0.28%，反映人为工程措施对局部生态环境的改善作用。景观演变在空间上呈现西部自然退化、东部人类干扰的分异特征。西部以塔克拉玛干沙漠为核心，景观趋于单一化；东部如科尔沁、毛乌素沙地和松嫩沙地等则受农业与城建等强烈影响，形成多元景观镶嵌格局。

沙漠地区景观格局演变在类别尺度上呈现结构退化—人为重塑—动态平衡三阶段特征。2000—2010年草地连通性下降（COHESION由98.10%降至97.94%），沙地呈破碎化扩张（LPI由26.73%回升至28.84%）；2010年后，建设用地呈现破碎化、复杂化的分散扩张模式，农田LPI与COHESION持续增高，向集约化发展；至2024年，沙地景观与草地景观格局趋于相对稳定，进入新的动态平衡。在景观尺度上，沙漠地区整体格局由单一化聚集向复杂化调整。2000—2010年，SHDI从0.8475降至0.8084，SHEI从0.4730降至0.4512，CONTAG从62.36%升至63.86%，景观多样性显著下降；2010年后，SHDI升至0.8208，SHEI升至0.4581，CONTAG回落至63.32%，反映自然恢复和人为干预下景观多样性逐步恢复，景观格局向复杂化方向调整。

参考文献

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王涛

.中国沙漠与沙漠化［M］.石家庄：河北科学技术出版社，2003.