荒漠化敏感区是指易受土地退化和荒漠化影响的地区，这是在气候变化和人类活动共同作用下形成的 (Sterk et al., 2016; Tan et al., 2024b)。全球范围内，约 40% 的陆地生态系统面临荒漠化风险，造成巨大的经济损失 (MEA, 2005; Sharma et al., 2021)。中国是受荒漠化影响最严重的国家之一，近一半的国土面积潜在面临荒漠化风险 (Cai et al., 2024a; Wang et al., 2026b)。塔里木盆地是中国西北重要的生态安全区，中心是塔克拉玛干沙漠 (Wang et al., 2025b)。该盆地以干旱气候和脆弱的绿洲 - 沙漠系统为特征，面临严重的荒漠化威胁 (Liu et al., 2016; Xi et al., 2026)。尽管实施了大量的生态工程，但气候变暖和日益增加的人类压力继续威胁着塔里木盆地的可持续发展 (Huang et al., 2017; Lian et al., 2021; Wang et al., 2026a)。在此背景下，准确识别塔里木盆地的高风险和潜在荒漠化区域对于改善生态管理和实现土地退化零增长至关重要。
在过去的几十年里，荒漠化监测已从简单的统计调查演变为结合遥感和地理信息系统的综合方法 (Burrell et al., 2018; Yang et al., 2022b)。提出了各种方法来评估荒漠化和土地退化，如植被指数、干旱评估、多指标分析、基于项目的方法和基于模型的评价 (Uzuner and Dengiz, 2020; Pr?v?lie et al., 2024; Yang et al., 2024b)。其中，地中海荒漠化与土地利用 (MEDALUS) 模型日益凸显。它在环境敏感区 (ESA) 框架内整合了气候、土壤、植被和管理质量指数，作为广泛采用的荒漠化敏感性评估工具 (Alliouche and Kouba, 2023)。该模型最初应用于地中海地区，那里主要的土地退化形式是由于水蚀造成的土壤流失和养分耗竭 (Abuzaid and Abdelatif, 2022)。其框架经过多次迭代完善，研究人员优化指标以提高不同地区的准确性。例如，Abuzaid 和 Abdelatif (2022) 开发了一种侵蚀质量指数 (EQI) 以更好地评估由风蚀引起的土地退化，而 Pr?v?lie 等人 (2017) 纳入了反映水资源可用性的水质指数 (WQI)。中国西北地区干旱区遭受严重的水资源短缺和以风蚀为主的荒漠化影响 (Li et al., 2021a)。迫切需要建立一个特定区域的荒漠化敏感性评估框架，系统地纳入当地环境条件和资源约束。
荒漠化是一个动态且复杂的过程，土地利用变化被认为是其主要驱动因素之一 (Zhao et al., 2024; Xi et al., 2026)。一项研究表明，在退化的干旱区，土地利用在几乎 80% 的案例中是主要驱动因素，在 99% 的案例中是促成因素 (Burrell et al., 2020)。这些影响通过双重路径运作：直接和间接。直接路径是土地利用变化改变了地表覆盖特性，驱动荒漠化。例如，将草地转为森林或耕地可以改善植被覆盖并促进荒漠化逆转，而将草地转为未利用土地会增加荒漠化敏感性 (Li and Xu, 2019)。大规模生态恢复努力已证明在植被恢复和荒漠化控制方面有效 (Xu and Li, 2020; Wang et al., 2023)。间接路径通过土地利用变化对水资源可用性的影响而发生，这是土地利用与荒漠化过程之间的关键环节 (Li et al., 2022a)。在中国干旱区，绿洲扩张伴随着 73.36% 区域的土壤水分下降，甚至在某些地区导致了荒漠化 (Chen et al., 2022)。在塔里木盆地，水储量变化影响了自然和半自然土地动态和荒漠化过程 (Liu et al., 2021)，而农业扩张加剧了对稀缺水资源的竞争 (Li et al., 2021c; Li et al., 2022a)。三北防护林工程下的造林也导致土壤水分每十年减少 2.3?mm (Wang et al., 2024b)，表明在水分胁迫加剧下生态风险增加。基于过程的水文模拟提供了进一步的证据。SWAT、MODFLOW 和 MIKE SHE 建模的结果共同表明，土地利用和气候变化改变了径流产生、地下水补给和蓝 - 绿水再分配，从而加剧了水分胁迫并增加了绿洲 - 沙漠生态系统对退化的脆弱性 (Gu et al., 2024; Yang et al., 2020; Wang et al., 2024a)。这些发现揭示了“土地利用变化 - 水资源 - 荒漠化”的耦合链条。然而，很少有研究在统一框架内整合土地利用变化、水资源和荒漠化敏感性，特别是区分土地利用对荒漠化敏感性的直接和间接效应。
塔里木盆地在中国“两屏三带”生态战略中发挥着重要作用 (Cui et al., 2024)。聚焦于塔里木盆地，本研究旨在 (1) 开发一个考虑风蚀主导和水资源稀缺的地区适应性土地荒漠化敏感性指数 (LDSI)，并分析其时空动态；以及 (2) 建立集成的 MEDALUS–LightGBM–InVEST 框架，以量化土地利用变化对荒漠化敏感性的直接影响（改变地表覆盖）和间接影响（通过水资源介导）。具体而言，使用 LightGBM 模型估计与土地利用相关的植被变化，同时考虑其他观测到的环境因素，从而支持对直接效应的估计。采用 InVEST 模型模拟土地利用引起的水资源可用性变化，为评估水资源介导的间接效应提供依据。这一新框架预计将加深我们对土地利用如何影响荒漠化敏感性的理解，并为干旱区生态恢复和可持续土地管理提供理论见解和实践指导。
