摘要
自21世纪初以来，中国易受荒漠化影响的地区（DPR）广泛开展了“退耕还林”和禁牧防沙措施，以防治荒漠化。然而，这些做法的环境和社会经济影响尚不清楚。本文量化并比较了在实施这些环境计划前后，DPR的植被覆盖度（FVC）与经济和人口数据的变化。研究结果表明，2001-2020年，气候变化和二氧化碳施肥是DPR植被恢复的较强驱动因素，而生态实践造成的农牧民直接收入的下降超过了政府提供的补贴。为了最大限度地减少经济困难，加强粮食安全，提高在DPR的政策投资回报，中国需要调整其环境计划，以应对未来气候变化的潜在影响，并创造积极的协同效应，以防治荒漠化和改善该地区的经济。
研究背景及目的
中国的沙漠化易发区（DPR）西起中亚，东至中国东北，面积超过120万平方公里。目前，60%以上的沙漠化易发区采用传统的牧区和农业系统进行管理，沙漠化对农牧的影响影响了4790多万人的生活。
由于荒漠化对中国生态和粮食安全的潜在重大影响，中国政府开展了多项荒漠化防治行动，以改善植被状况，自21世纪初以来，实施了更多重大对策，包括广泛的“退耕还林”和禁牧防沙措施。这些活动是在一系列环境计划下实施的。并得到《草原法》等法律法规的支持。自2002年以来，在“退耕还林”和禁牧防沙措施方面的直接投资已超过7800亿元人民币（约1120亿美元），根据政府规划，这一投资可能很快会得到加强。然而，这些雄心勃勃的做法和投资对防治荒漠化的效益尚不清楚，很少有研究评估其对可持续性的更广泛影响。
研究亮点
本文利用统计模型结合多源遥感方法量化植被对气候变化的响应，基于实际与无实践假设的差异分析荒漠化防治行动对植被趋势和农牧业生产的影响，并利用稳健逐步多元线性回归模型预测未来气候情景下的植被生长。本研究旨在对中国过去20年实施的“退耕还林”和禁牧防沙措施的环境和经济影响进行综合评估，从而为联合国可持续发展目标（SDG）做出贡献。
研究结果
1 防治荒漠化措施对植被趋势的影响
尽管在过去20年（2000-2020年），中国实施了广泛的“退耕还林”和禁牧防沙措施，但自1982年以来，中国DPR大部分草原和农田的植被覆盖度（FVC）增加反映了荒漠化的扭转（补充图1；补充表3；参见本文构建的植被覆盖度数据集的方法和补充说明3），表明环境因素比政府干预更早触发植被恢复。
在这里，本文应用统计框架中国沙漠化，通过模拟和检测卫星获取的草地和农田的自然植被覆盖度趋势，确定气候变化和两种类型的干预措施对DPR植被恢复的贡献，并进一步隔离这些措施对实际植被覆盖度变化的影响。本文的分析显示，与相邻土地相比，自2000年以来，63%参与“退耕还林”实践的恢复土地对植被覆盖度增加做出了积极贡献，而14%表现出负面影响，因为植被恢复不能抵消作物去除的后果（图1a）；在DPR中，“退耕还林”做法对植被覆盖度增加的平均贡献估计为-1.06%（图1b）。此外，本文的研究结果还表明，尽管在禁牧措施下，DPR中9.44%的草地恢复了植被（补充表3），但在排除气候变化和CO2施肥引发的植被覆盖度趋势后（图2），由于不放牧而导致植被覆盖度净增加的区域仅占这些区域的20.45%（图1c）。进一步的面积加权统计分析表明，禁牧防沙措施对DPR植被恢复的平均贡献为13.40%（图1d），这意味着即使没有禁牧防沙措施，植被对原始放牧强度的适应能力仍然相当强。总体而言，两种生态实践对DPR植被覆盖度增长的共同贡献仅为13.07%。
2 防治荒漠化措施对粮食和肉类生产的影响
研究结果还表明，中国实施的防沙治沙措施可能危及中国的粮食安全。历史上，包括科尔沁、鄂尔多斯、塔里木和河西走廊（补充图2）在内的几个地区一直是中国肉类和粮食生产的主要地区，因此对中国的粮食供应至关重要。
然而，防治荒漠化的做法导致了可用耕地和草地的减少（补充图3），并因此减少了DPR的粮食和肉类产量（补充图4）。
由于“退耕还林”和禁牧治沙措施广泛开展，分别在2000年和2010年之后对可用土地产生了明确的影响（补充说明2），通过使用2000年的农田面积和2010年的草原面积，本文估计，到2020年，中国的粮食和肉类预期产量将为2820万吨粮食和1.06亿只羊（约210万吨肉）（图3；补充表4）。然而，由于“退耕还林”和禁牧治沙措施对农牧活动的限制，与预期产量相比，2001年至2020年，DPR放弃粮食和肉类生产的平均成本分别为13.4%和24.2%（图3；补充表4）。根据中国政府提出的人均粮食400公斤、人均肉类21公斤的基本要求，上述结果意味着，目前DPR的粮食和肉类产量只能维持5990万的人口规模，远低于2020年7060万的预期人口规模。
3 防治荒漠化措施对农牧民直接收入的影响
“退耕还林”和禁牧治沙措施的另一个影响可能是加剧了DPR的贫困。2020年，该地区的生产总值（GDP）约为1092亿元人民币（约为1530亿美元），其中农牧活动占8.6%（补充表5）。当地农牧民家庭可支配收入的45.4%直接来自农牧活动（补充表5）。
目前，内蒙古及周边地区防治荒漠化的直接补偿仅约为57亿元人民币（约为8亿美元）。仅占当地农牧民直接收入的6.10%（补充表6）；与此同时，由于“退耕还林”和禁牧治沙措施，该地区农牧民的直接收入（约751亿元/年和约105亿美元/年）从2001年到2020年比预期（约884亿元/年和约124亿美元/年）下降了15.0%（补充表4）。随着这两种做法的扩大，农民和牧民的重大经济损失可能进一步加剧该地区的贫困。
研究启示
“退耕还林”和禁牧治沙措施旨在减少沙漠化，提高区域生态系统的稳定性。然而，由于它们对中国的植被、农业、畜牧业和农牧民收入的影响（图5），中国目前的荒漠化防治方案需要改进。
根据本文的研究结果，大部分DPR长期受益于气候变化、二氧化碳施肥和农业管理的积极影响，而不是政府行为（图1和2）。因此，这些地区的土地利用限制并不紧迫，甚至建议终止。此外，在部分地区，“退耕还林”和禁牧治沙措施可能过于原始，不利于防治荒漠化（图1和图4），建立农田防护林、农业节水、实行轮牧等措施可能更适合这些地区的防治荒漠化。此外，虽然对生态方案造成的农民和牧民收入损失的补贴有利于受影响人民的生计，但这些战略的做法是没有根据和未经证实的，可能会扩大当地社区内的收入不平等。目前中国沙漠化，改善直接补贴和建立更透明的资金管理体系有望最大限度地提高农牧民的利益，但在中国当前的财政压力下，这些计划是不可持续的。在防沙治沙的政策制定过程中，决策者应实现人与生态环境效益的最大化，形成积极的协同效应，以增加农牧民收入，防治荒漠化，改善中国的生态环境。
初审：王永成
审核：徐彩瑶
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