我国潜在荒漠化区主要位于东北西部、华北北部和西北西部降水量小于400mm的干旱、半干旱地区。这一地区以存在大面积流动、半流动、半固定和固定沙地为特征（图1），气候干旱、植被稀疏、风沙活动强烈、沙尘暴频发，生存环境严酷，经济相对落后，是人类活动和气候变化双重影响的生态脆弱区。我国潜在荒漠化地区西起新疆、东至东北，总面积约120万平方公里，约有4800万人生活在这一区域，区域内超过60%的土地沿用传统畜牧和农业耕作生产方式。自21世纪初期以来，我国实行“退耕还林/还草”和围封禁牧等主要荒漠化防治的政策和措施。2002年以来，各级政府在荒漠化防治方面投入超过7800亿元，在抑制沙尘暴、减少水土流失、促进生态恢复等方面取得了显著成效。然而，近20年来，潜在荒漠化区域植被恢复主要是气候变化的结果还是荒漠化防治措施起到了主导作用，以及国家实行相关政策后对区域经济和可持续发展带来了怎样的影响等问题，尚缺少系统的科学评估。
图1 中国荒漠和潜在荒漠化地区分布和沙漠、沙地景观的空间分布
在国家自然科学基金重大项目等的资助下，中科院青藏高原所陈发虎院士带领研究团队根据中国政府公布的相关数据，利用多期土地利用/土地覆盖遥感监测数据并结合统计模型与多源遥感数据分析等手段，评估了“退耕还林/还草”和草场禁牧等措施对我国潜在荒漠化地区生态环境（植被恢复）改善和农牧业生产的影响，并基于验证稳健的逐步多元线性回归模型，对多模式气候情景下我国潜在荒漠化区域生态环境变化进行了预测，这项研究可为优化和调整我国目前实施的荒漠化防治措施和促进区域可持续发展提供科学依据。
图2 我国荒漠及潜在荒漠化地区“退耕还林/还草”（a, b）和禁牧（c, d）工程实施以来，对植被恢复的空间分布（a，c，蓝色为促进植被恢复）及其贡献（b，d，其x轴对应于（a）和（c）中贡献率的数值分布）
研究结果显示，过去20年来，气候变化和二氧化碳施肥效应对潜在荒漠化地区植被覆盖度增加的贡献达到87%，是植被恢复的主要因素。“退耕还林/还草”和禁牧等措施提高了草场和退耕农田的植被覆盖度，但整体贡献仅占13%，尤其是在实施禁牧的部分区域（图2c）；但在一些地区如塔克拉玛干沙漠周边、呼伦贝尔和浑善达克沙地等地区，由于植被的自然生长未能抵消农田退耕而导致的植被覆盖度下降、草场禁牧抑制草场地上生物量的持续积累以及围栏禁牧等方式导致草场放牧压力失衡等因素，相关政策的实施反而减缓了部分区域的植被恢复（图2a, c中红色区域）。相较于气候变化和二氧化碳施肥效应所带来的普遍植被恢复，草场禁牧措施确实对部分区域（如毛乌素沙地、浑善达克沙地，图2b中蓝色区域）植被恢复起到较大作用，对全部潜在荒漠化区的植被覆盖增加贡献为13.40%（图2d）；相对于草场禁牧措施，由于“退耕还林/还草”区域主要位于干旱区，退耕后降水匮乏不足以改善自然植被生长，而且大多缺少人工管理，反而造成原有耕地裸露，植被覆盖度平均处于下降状态（图2a中红色区域）。
图3 潜在荒漠化地区实施“退耕还林/还草”和草场禁牧措施后植被覆盖度、粮食以及肉类产量的变化对比
这项研究还对“退耕还林/还草”和禁牧等两项荒漠化防治措施可能会导致的我国潜在荒漠化地区（干旱、半干旱区）粮食和肉类产量变化进行了评估，建议国家为荒漠化防治的巨大投入及所取得的效果进行第三方系统评估。此外，在全球持续变暖及不同共享社会经济路径和温室气体排放情景下，气候及二氧化碳浓度变化将进一步促使我国潜在荒漠化地区内约60%区域的植被覆盖度显著升高。这项研究说明，尽管“退耕还林/还草”和草场禁牧等措施在半湿润区（如黄土高原等）取得了显著效果，但对位于我国干旱-半干旱气候带下的潜在荒漠化区域，应当充分考虑区域实际情况和气候变化的显著作用，适当调整国家荒漠化防治措施。应当指出，这项研究只是对气候变化和国家实施的荒漠化防治措施引起的2000-2020年间潜在荒漠化区平均植被覆盖度变化的评估，还没有深入到气候变化和荒漠化防治政策对不同时间段、不同区域的植被恢复的贡献的评估，以及如何更合理排除西北干旱区气候暖湿化带来的植被覆盖度增加贡献，这些均需要今后的深入研究。
该研究以“Unintended consequences of combating desertification in China”（中国荒漠化防治的意外结果）为题，发表在2023年3月出版的国际权威期刊Nature子刊《Nature Communication》，主要结论是，气候变化和国家实施的防治荒漠化的禁牧措施共同促进了我国潜在荒漠化地区的植被覆盖增加，但“退耕还林/还草”政策对促进潜在荒漠化地区的植被覆盖度增加贡献有限。中科院地理与资源所王训明研究员为第一作者，中科院青藏高原所陈发虎院士为通讯作者，国内外30余位气候、遥感、生态和人文经济领域的学者参与了这项研究。
