《Regional Sustainability》:Quantifying desertification control efficiency in a hyper-arid region: Spatiotemporal dynamics and policy synergies in Hotan Prefecture of China during 2005–2023
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本研究针对极端干旱区荒漠化防治效率系统量化不足的问题,采用集成数据包络分析(DEA)Malmquist指数,评估了2005–2023年中国和田地区荒漠化防治效率的时空动态。结果表明,全要素生产率(TFP)增长12.0%,主要由技术进步(TC=1.077)驱动,但存在显著时空异质性。研究为超干旱区生态治理提供了关键方法论框架和实证基础,对优化资源分配、实现土地退化零增长(SDG 15.3)目标具有重要意义。
在全球气候变化和人类活动的双重压力下,荒漠化已成为威胁干旱区社会生态韧性的严峻生态危机。中国作为受荒漠化影响严重的国家之一,截至2019年,荒漠化土地面积已达257万平方公里。尤其在极端干旱的和田地区,水资源极度匮乏,如何高效利用有限的资源进行生态治理成为核心挑战。然而,当前研究多侧重于单一技术效果或静态评估,缺乏对防治效率的系统性动态量化,难以指导资源的优化配置。为此,一项发表于《Regional Sustainability》的研究,首次采用数据包络分析(Data Envelopment Analysis, DEA)Malmquist指数方法,对2005至2023年间和田地区荒漠化防治效率的时空演变规律进行了深入剖析。
为了精准评估防治效率,研究团队构建了一个包含4项输入指标(如人口、化肥施用量、土壤侵蚀面积、荒漠化土地面积)和4项输出指标(如荒山荒地造林面积、森林草原面积、植被覆盖率)的综合评价体系。研究以和田地区95个乡镇为决策单元(DMU),运用DEA Malmquist指数模型,从全要素生产率(Total Factor Productivity, TFP)、技术变化(Technical Change, TC)、效率变化(Efficiency Change, EC)、纯效率变化(Pure Efficiency Change, PEC)和规模效率变化(Scale Efficiency Change, SEC)五个维度,解构了防治效率的动态驱动机制。数据主要来源于《和田地区统计年鉴》、中国科学院资源环境科学数据平台的中国土壤侵蚀空间分布数据、中国土地利用现状遥感监测数据及中国生长季1公里归一化植被指数(NDVI)空间分布数据集等权威来源。
3.1. 和田地区荒漠化防治效率的时间序列变化
研究结果显示,2005–2023年间,和田地区荒漠化防治全要素生产率(TFP)总体增长12.0%,但呈现出明显的阶段性波动。2005–2010年为高速增长期,TFP值达1.372,增长率37.2%,其主要驱动力为显著的技术进步(TC=1.291)。2010–2015年,TFP增速放缓至1.037,技术进步贡献锐减(TC=1.010),效率增长转而由规模效率提升(SEC=1.042)主导。2015–2023年,TFP出现小幅下降至0.987,这主要归因于技术变化的倒退(TC=0.958),尽管此期间纯效率管理达到最佳水平(PEC=1.057),但未能抵消技术停滞的负面影响。
3.2. 和田地区各县市荒漠化防治效率比较
空间上,防治效率存在显著区域异质性。策勒县(TFP=1.337,增长率33.7%)和皮山县(TFP=1.239,增长率23.9%)形成了高效增长极,其成功得益于技术与管理的双重进步(策勒县TC=1.181, PEC=1.178)。民丰县(TFP=1.139)、和田市(TFP=1.134)和于田县(TFP=1.119)属于中速增长梯队。而墨玉县(TFP=1.029,增长率仅2.9%)则增长最为缓慢,反映出其在技术更新(TC=1.033)和管理提升(PEC=1.008)方面的不足。
3.3. 和田地区各县市荒漠化防治效率的空间变异
空间分布进一步揭示了北低南高的格局。北部高纬度区的墨玉县(EC=0.995)和洛浦县(EC=0.990)效率变化呈下降趋势,面临更严峻的自然沙害压力。南部得益于昆仑山降水补给和相对优越的水土条件,形成了以策勒县为核心的高效走廊。技术变化呈现东西双高峰特征(皮山县TC=1.135,策勒县TC=1.181),而和田县(TC=1.006)则成为明显的技术洼地。纯效率变化表现为东高西低,策勒县(PEC=1.178)尤为突出。规模效率变化则显示西部受益而东部收缩,策勒县(SEC=0.966)虽规模效率下降,但凭借强劲的技术与管理优势仍实现了最高TFP增长。
研究的讨论部分将时空分异归因于自然地理本底与社会经济因素的耦合作用。北部县市更靠近塔克拉玛干沙漠南缘,生态本底脆弱且人为垦殖压力大;南部县市则享有相对有利的自然条件和可能更有效的生态政策与管理策略。与技术驱动型成功案例(如撒哈拉地区)的对比,以及与中国新疆塔里木盆地东部干预措施的呼应,验证了本研究发现的普适性。而与咸海盆地因跨境治理失灵导致生态悲剧的对比,凸显了协同治理和科学规划在避免系统性生态崩溃中的关键价值。
基于研究发现,文章提出了四条针对性政策建议:首要的是持续推动节水适应型技术创新,以应对技术停滞风险;二是实施差异化空间治理策略,北部高风险区强化生态补偿与风险减缓,南部高效区推广成功模式;三是基于生态承载力优化项目规模,重在提质而非简单扩面;四是加强跨区域水资源协调(如集成水资源管理,IWRM)和建立数据驱动的决策支持系统,实现动态效率监测与证据型政策规划。
该研究的核心贡献在于首次将隐含的生态服务价值(如防风固沙、碳汇)纳入DEA Malmquist指数框架,为极端干旱区荒漠化防治效率提供了系统量化的方法论工具和实证基础。它不仅揭示了技术迭代与管理优化是可持续效率提升的双引擎,也强调了规模扩张必须与当地环境和管理能力相匹配。这些发现对于优化干旱区生态治理资源分配、增强社会生态韧性、乃至推动全球土地退化零增长(SDG 15.3)目标的实现,都具有重要的理论与实践意义。