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沙漠化
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沙漠化（英語：Desertification）是指原本具有植被覆蓋的土地逐漸退化為荒漠的自然與人為交互作用現象，被國際社會公認為重大環境災害之一。根據聯合國防治荒漠化公約（UNCCD）的定義，此過程在乾旱、半乾旱和乾次濕潤地區表現為土地生產力持續下降，最終導致生態系統崩潰[2]。科學界普遍認為其成因具有複合性，既包含氣候變化導致的降水模式改變等自然因素，亦涉及人類活動如過度農耕、放牧、森林砍伐等土地過度開發行為[3]。
《自然》期刊研究指出，全球約20%陸地面積正面臨沙漠化威脅，直接影響超過10億人口的生計，其中非洲薩赫勒地區、中國西北部及中亞地區尤為嚴重[4]。此現象與水土流失存在密切關聯，當土壤有機質耗竭至臨界點時，將觸發不可逆的「土壤死亡」過程[5]。儘管地質史上存在沙漠自然形成的週期性現象，但工業革命後加速的沙漠化進程已被證實與人類活動強相關，這使該議題成為當代環境政策與可持續發展目標的核心挑戰之一[6]。
全球層面而言，旱地約佔地球陸地總面積40-41%，承載超過20億人口生存需求，其中90%居住在面臨經濟社會發展挑戰的發展中國家[7]。土地生產力下降進一步惡化當地居民生存條件，形成資源獲取困難與貧困加深的惡性循環[8]。從地理分佈觀察，非洲薩赫勒地區、亞洲戈壁沙漠與蒙古高原，以及南美洲部分區域構成當前沙漠化最嚴重的地帶[9]，其衍生影響涵蓋沙塵暴頻發、糧食安全危機與區域衝突加劇等複合型災害。
現代沙漠化防治技術體系主要包括土壤改良、荒漠綠化、放牧管理與植樹造林（再造林與造林）等措施。值得注意的是，雖然地質歷史中沙漠形成屬自然演替現象[10]，但當代沙漠化研究框架實質起源於1980年代薩赫勒乾旱事件的系統性調查[11]，這凸顯人為因素在環境變遷中的加速作用。根據植被-反照率反饋機制研究，全球暖化可能通過改變地表能量平衡進一步擴張荒漠邊界[12]，使沙漠化議題在氣候變遷背景下更具緊迫性。
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定義
就「沙漠化」一詞而言，合理的定義充滿爭議。赫爾穆特·蓋斯特（Helmut Geist, 2005）發現了上百種正式定義。最廣為接受的[13]是普林斯頓大學字典中「肥沃土地因濫砍濫伐、乾旱或不合理耕作等常見原因轉變為沙漠的過程」。[14]
沙漠化也在聯合國防治荒漠化公約中有明確定義：「由於各種因素（包括氣候變化和人類活動）導致的乾旱，半乾旱和半濕潤乾旱地區的土地退化」[15]
IPCC土地報告將沙漠化定義為「發生在乾旱、半乾旱和乾次濕地區（統稱為乾地）的土地劣化」
爭議的另一主要原因是沙漠化歸類。有的歸類非常模糊簡單，如「人造沙漠」；有的寬泛兼容，如「無規則沙漠」。[16]
起因
沙漠化現象是自然的。作為自然現象的沙漠化是因為地球乾燥帶移動，所產生的氣候變化導致局部地區沙漠化。不過，今日世界各地沙漠化原因，多數歸咎於人為原因；人口急速增長，所居土地被過分耕種以及牧畜，導致土地枯竭不適合耕種。沙漠化通常由自然沙漠週邊開始，進而逐漸擴散開來。研究顯示，在許多環境中，隨着植被覆蓋增加，侵蝕和流失會成指數減少。[21]暴露的旱地土壤會被風吹走或被洪水沖走，留下貧瘠土地在日光下暴曬，變成不毛之地。艾倫·薩弗瑞（Allan Savory）則給出有爭議的意見，認為控制牲畜，模擬野生牧群可以逆轉沙漠化。[22][23][24][25][26]
歷史
世界上最著名的荒漠是長時間自然形成的。在絕大多數時間裏，沙漠變大變小，與人為活動無關。古老的大型沙漠有些如今被植被控制，已經不再活躍，有些跨越現今的核心區域，如最大最熱的撒哈拉沙漠。[27]
沙漠化在人類歷史上角色重要，導致數個大型帝國崩潰，如迦太基、希臘和羅馬帝國，並使得當地人口遷徙轉移。[28][29][30][31][32]歷史跡象顯示幾個世紀前乾旱區域嚴重的、大規模的土地退化發生在三個人口稠密的中心：地中海地區、美索不達米平原和中國黃土高原。[29][33]
中東的美索不達米亞（今伊拉克）地區是世上最早發展農業的地域之一，從而發展成世上最早的文明發祥地之一。美索不達米亞的土壤本來甚為肥沃，不過由於過度的農業活動，人們不理會土地長期枯渴，更開發河段上游、採伐森林，上游土地從而不能吸收降雨，雨水全都流入河中造成水土流失以及洪水。
受影響地區
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旱地約佔地球土地面積的40–41%[35][36]，有20億人居住於此。[36]據估算，約有10–20%的旱地已經退化，受沙漠化影響的土地總面積約在600-1200平方千米左右，約有1–6%的旱地居民居住在沙漠化地區，約有10億人受到沙漠化的不斷威脅。[37][38]
薩赫勒地帶沙漠化致因：
全球變暖和人類活動影響到了薩赫勒。在這些地區，沙漠化水平比世界其它地區的要高很多。
非洲東部所有地區（即薩赫勒地區）乾旱、高溫、降水量低（每年300–750毫米）。薩赫勒地區旱情普遍。[39]
薩赫勒地帶沙漠化發展：
一些研究顯示在過去50年間，非洲失去了約65萬平方公里的耕地。這一地區沙漠化發展勢頭很可怕。[40]
一些統計數據顯示自1900年來，撒哈拉沙漠擴張了250公里，多佔了6千平方公里。[40]
薩赫勒地帶沙漠化影響：
發展研究院的調查顯示乾旱在薩赫勒國家迅速蔓延。薩赫勒沙漠化可以影響到10億居民。七成乾旱地區已經退化，水資源枯竭。表層土壤失喪導致植物無法穩固扎根，容易被水沖走或被風颳翻。[40][10]
聯合國大會稱在1997-2020年間有600萬薩赫勒公民將離開荒蕪的撒哈拉以南地區前往北非或歐洲。[40][10]
中國和戈壁灘：
受沙漠化影響的另一大區域是戈壁灘。目前，戈壁灘是世界上移動最快的沙漠，每年吞沒土地超過3350平方公里，沿途摧毀許多村落。目前，圖片顯示戈壁灘發展之大甚至能容下整個克羅地亞。[41] 這給中國人民帶來大麻煩。他們很快就要面對沙漠蔓延的問題。雖然戈壁灘自己仍然離北京有一定距離，但研究報告稱在城外70公里出現了大型沙丘[42]
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植被
隨着沙漠化發展，土地會經歷不同階段，持續改變容貌。在逐漸傾斜的土地上，沙漠化會造成越來越大的空曠區域。由C. Klausmeier給出的數學模型模擬這一現象，將其歸咎於植物水分互動的動態形態。[43]觀察結果之一是給出旱地農業最佳種植方案。[44]
貧困
至少有90%的旱地居民居住在發展中國家，深受貧窮和惡劣社會環境的困擾。[37]土地退化導致生產力下降、生活環境不穩定、獲取資源和機會困難加劇了這種情形。[45]
世界上生產力低下的地區因人口過多而壓榨土地，過度放牧、竭澤而漁和開墾無度導致了惡性循環。決策者當然不願意對沒有潛力的乾旱區域投資。缺乏投資使得這些地區更加邊緣化。當農業氣候環境不良與缺乏基礎設施、市場交流、生產技術落後、缺乏教育、食不果腹等問題疊加時，這些地區大多得不到發展。[46]
沙漠化使得鄉村土地無法供養之前的人口。這導致人口大規模遷出農村，進入城市，特別是非洲地區。進入城市的人成為失業大軍，不得不在貧民窟苟且偷生。[47][48]
防止沙漠化的對策和建議
緩和及逆轉沙漠化有技術和措施可尋，可應對不同難度類型。有的實踐起來障礙重重，有的只是簡單地要求人因行動。
一個相對簡單但頗富爭議的方案是減少人口增長，[49]甚至是要求人口減少，即每年人口慢慢變少，不需要更多的土地來供養眾生。
障礙之一是雖然採用可持續農業對社會和環境有益，但其成本超過農民個體的收益。[50] 另一問題是政治缺乏意向，沒有足夠資金支持沙漠化防治計劃。[51]
沙漠化被認為是生物多樣性的主要威脅之一。一些國家開設生物多樣性行動計劃來扼制這一問題，特別包括保護相關瀕危植物和動物。[52][53]
沙漠化治本之一是林地復育。某些地區因失去林地和沙漠化而赤貧。[54]環保組織努力教育當地居民失去林地的危險，有時僱傭他們植樹造林。[55]聯合國糧食及農業組織在2012年啟動了FAO旱地恢復計劃 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館），匯集相關知識和經驗。[56]2015年，FAO與土耳其林業和水利部及土耳其合作與協調局一道發布了全球旱地林地土地退化恢復指南。[57]
目前，對抗沙漠化鬥爭的一個主要成功案例是中國的「綠色長城」，即三北防護林。美國農民在上世紀三十年代種植的綠帶應對中西部沙塵暴，而三北防護林要比這大得多。這一計劃在七十年代末期提出，成為主要生態工程，持續至2055年。據中國相關報道，約有660億棵樹種在這條綠色長城上。[58]該防護林成功防禦沙漠化的蔓延。非洲借鑑該方案，也要在撒哈拉沙漠延邊建造類似防護林。
保持土地的濕潤，加強土地的保濕，保濕度大於乾燥度應是沙漠化逆轉的最關鍵因素。大量的水分來源與保持應為沙漠化逆轉的關鍵。技術專注在兩方面：補給水源，固定和滋養土壤。
固定土壤常用方式為防風林。防風林為樹木和灌木，用於減少土壤侵蝕和蒸發散。上世紀八十年代，非洲薩赫勒地帶的發展組織大多倡導這一方式。
一些土壤（如黏土）變干後易固結，不易滲透（如沙土）。需要耕作來種植作物。[59]
另一實用技術是等高溝，即挖150米長，1米深的溝壑。溝壑與地面等高線平行，防止水流侵蝕。周圍加築石牆，防止溝壑閉合。這一方式由彼得·韋斯特維德發明。[60]
土地的保濕最有效方法為水分的提供和儲水，以及耐風寒植物、樹木的種植。滋養土壤，恢復其肥沃性常常由植物承擔。在此，莢果植物會從空氣中吸收氮，固定在土壤中，農作物如糧食、大麥、豆類和椰棗最為重要。防沙欄也可以用於控制沙土侵蝕。[61]
一些研究中心（如Bel-Air研究中心IRD/ISRA/UCAD）也對乾旱地區樹木接種菌根進行研究。菌根即真菌吸附在植物的根部，與樹木形成共生關係，大幅增加樹木根部表面積（能讓樹木從土壤中匯集更多養分）。[62]
沙漠種類不同，收復的方式也不同。一個例子是沙特阿拉伯的魯卜哈利沙漠。這些沙漠最有可能用於海水農業，不需要淡水、不需要花費太多功夫就可以恢復活力。[63]
農民管理自然再生（Farmer-managed natural regeneration）是對抗沙漠化的另一種成功技術。自1980年以來，該方法成功地在尼日爾的退化土地上植樹造林。簡單易行，成本不高，讓農民在尼日爾收復失地3萬平方千米。方法包括發芽樹木一邊生長一邊剪枝。剪枝則覆蓋地面，保持水分和土壤，減少蒸騰。另外，每棵樹之間合理的間距也可以增產。Humbo輔助再生計劃在埃塞俄比亞利用該方法從世界銀行的生物炭基金那裏得到資助，將碳保存在森林或農業生態系統當中。[64]
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收復的草地將空氣中的二氧化碳存入植物當中。牲畜如果原地不動，會把草吃盡，抑制植物生長，阻礙光合作用，最終殺死植物。[65]就恢復草地提出的辦法之一是用欄杆把草地隔成小段，每隔幾天將牲畜從一處趕到另一處，模擬自然放牧，讓草場休養生息。[65][66][67]據估算，全世界增加35億公頃農業草場會減少近12年的二氧化碳排放。[65]艾倫·薩弗瑞（Allan Savory）稱作為整體管理的一部分，大量牲畜群落常常被歸咎為沙漠化的致因，而美國能夠支持大量獸群的史前土地雖然不再有牲畜，但依然退化。[68]
- 自然因素：河水、湖泊的維護與地下水的維護、延伸、擴建，以保持水量；儲水耐風寒植物、樹木的栽種，以保護自然水源區域的土地與濕度。
- 人為因素：地下水網管的建設，地底下的水網管不易為乾燥的空氣使得水分散失；在地下水源處創建人工河、湖並栽種耐風寒儲水植物、樹木以保護土壤與土壤濕度。亦可效仿綠洲逆轉法。
沙漠化逆轉優點
- 土地的可用性增大，土壤獲得充分的水分、養分。
- 大面積林地能提供林木的來源，保持林木成長率大於開發率。
- 林木提供更多的氧氣予生物使用並協助降低暖化現象。
- 林木的防風保護使得部分沙漠化逆轉的地區可再興建建築物，增加土地的容積與使用率。
- 可以蓋更多房子，也可以種樹
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