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西辽河平原指西辽河流域中冲积形成的平原，地处松辽平原向内蒙古高原过渡的平原地带。本书选取西辽河平原东部的3个旗县区（内蒙古通辽市下辖）——由北向南依次为科尔沁左翼中旗（以下简称“科左中旗”）、科尔沁区、科尔沁左翼后旗（以下简称“科左后旗”），如图2-1-1所示。
图2-1-1 研究区地理区位图
研究区西北靠扎鲁特旗，西邻开鲁县、奈曼旗和库伦旗；南邻辽宁省阜新市彰武县和辽宁省沈阳市康平县，东邻接吉林省松原市长岭县和吉林省四平市双辽市，东北靠吉林省白城市通榆县。地理范围介于东经119°14′28″～123°42′30″、北纬42°14′37″～45°59′24″，东西长206km，南北宽204km，面积为24528.09km 2 。
1．地貌特征
西辽河平原区以地势平缓的河谷冲积地貌为主，地表风力阻力小，有丰富的可风蚀物质，利于土地沙化以形成沙丘。境内分布有较大面积的流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘及沙丘间草甸等。
西辽河平原区的主要地貌类型为冲积平原。基岩为泥质砂岩，地表组成物主要为第四纪的河流冲积、洪积和风积物，沉积物自西北向东南逐渐增厚。河流沉积物有全新统低阶地与河漫滩相砂砾层。在下更新统冲积-洪积物中，下部为砂砾石，中部为中细砂及粗砂，上部以粉细砂为主，总厚度为60～210m。第四纪风积沙分布于西辽河平原区中南部的科尔沁沙地，多为原生形成的明沙。西辽河平原区南缘有上更新统黄土。地势由西南向东北逐渐倾斜，海拔高度从304m递减至2m，坡度为2°～8°，如图2-1-2所示。
科尔沁区在西辽河平原区中部、科尔沁草原东南缘。地貌主体为西辽河中下游沿河冲积平原，河床面坡降比为1/1000～1/1500，地势平缓，无明显起伏地形，海拔范围为70～241m，平均海拔为170.8m。科尔沁区中部为肥沃狭长的低平草甸草原，属低河漫滩，在西辽河河谷区域以非对称的形式分布于河床两侧，其河漫滩宽度范围为5～1700m，平均高出河床1m，由粉砂、砂黏土和淤泥质黏土构成。科尔沁区的北部、东部、西部边缘带分布有间断起伏的流动沙丘和固定沙丘。其中，流动沙丘分布在教来河南岸海力斯台嘎查东北部和钱家店以南至黑坨子，主要由沙垄和新月形沙丘组成，自西向东缓慢移动；固定沙丘分布在南部前坨子、大席鹏和哈拉呼一带，沙丘相对高差为5～10m，最高处达到189.02m，由细砂和中细砂构成。
图2-1-2 研究区海拔高度图
科左中旗处于科尔沁草原腹地，在科尔沁沙地北缘、大兴安岭东南缘、西辽河北岸，海拔范围为48～284m，平均海拔为157.5m。地势由西向东倾斜。地貌以河谷冲积为主，伴有风蚀堆积的平原。河谷冲积平原分布于西辽河、新开河和乌力吉木仁河等河流两侧，地形宽阔且低，海拔高度为120～215m，宽度为5～20km，中部和边缘地带分布有沙丘。地表层岩性为灰黑色亚黏土、亚砂土，局部有粉细砂。风蚀堆积平原主要集中在全旗西北部、北部、东北部及新开河与西辽河之间的带状沙垄，以流动沙丘、固定沙丘和沙丘间草甸构成。全旗境内仅有一座小山峰，名为玻璃山，形成于新生代第三纪后期，是橄榄玄武岩火山锥，海拔高度为259.3m，相对高度为120m，山底东西长2km、南北宽800m。
科左后旗处于科尔沁沙地与松辽平原交界地带，海拔范围为2～304m，平均海拔为184.2m。地势自西南部向东部逐渐倾斜。地貌以流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘及沙丘间草甸为主，西南部为半固定沙丘，中部地区的沙丘形成东西方向的多个平行沙带，并以沙丘间草甸形成特殊的沙垄草甸起伏地貌，东部边缘区为东辽河和西辽河的冲积平原。全旗仅有3座小山峰：大吐尔基山、小吐尔基山和阿古拉山。
2．气候条件
雨热同期、无霜期较短，适合一年一季的粮食作物种植。大风日数多且集中在植被覆盖度最低、降水偏少的春冬季节，强风天气是本地区土壤受到侵蚀威胁的最大影响因素。
西辽河平原区属干旱、半干旱区，中温带季风气候，具有典型的水热同期的大陆性季风气候。春季干旱少雨，风力强，多偏南风；夏季温热，风力弱，降雨集中且变率大；秋季气温下降快且短促；冬季严寒漫长，降雪少，风力强，多西北风且大风日数较多。风向多变，年平均风速达到4.5m/s，全年8级以上大风日数为20～30天。气温由东北向西南递增。年平均气温为6.5℃左右，极端最高温达到40.6℃，极端最低温达到-34.7℃。日照时数为3000～3100小时。无霜期为140～165天。年均降水量为350～480mm。年蒸发量是降水量的4～5倍。
3．水资源
地表水几近干涸。上游来水和地表水补给不足导致地下水严重短缺，地下水水位下降明显。
在地表水方面，如图2-1-3所示，研究区内有多条河流，中部有自西向东的西辽河、教来河，北部有新开河和乌尔吉木伦河，南部有东辽河和秀水河，河流改道频繁；平原沙地型水库众多，科左中旗有都西庙水库、胡力斯台水库、小乃曼塔拉水库、乃曼塔拉水库、三八水库、苏吐水库6座中小型水库。科尔沁区境内有莫力庙水库、吐尔基山水库、吐尔基山红领巾水库和小塔子水库4座水库。科左后旗有散都水库、章古台水库、城五家子水库3座水库；湖泊主要集中在科左后旗境内，在沙陀间低洼处形成湖泊，科左中旗和科尔沁区的湖泊较少。西辽河平原区南部的湖泊多是在年平均风速大于5m/s的风蚀作用下形成的风蚀湖泊。
图2-1-3 研究区河流水系图
地表水资源面临的问题：自2000年以来，除科左后旗境内的西辽河和东辽河河段可形成径流外，其他河流处于常年断流、干涸状态，甚至出现河道和滩地沙化现象。导致西辽河主干断流的原因包括上游超量取水、水库截水、土地利用变化使得地表植被水源涵养能力减弱等人类影响，以及气象条件变化趋向不利于形成径流（如气温增高导致蒸发加大，降水却进一步减少）等自然因素。几乎所有水库都属于草原沙漠水库，其中亚洲最大的莫力庙水库最具典型性，已经多年低于水库死水位，甚至有部分库区内种植了玉米等农作物。其他中小型水库也面临同样的困境，作为水库水源的河道无水、无泄洪水、水库常年缺水已成常态。湖泊面临的问题同样严峻，科左后旗境内湖泊面积正在减小，其滩地逐步沙化和碱化。科左中旗境内湖泊已逐步消失，其所处原地出现裸露的盐碱化土壤，多年来经过人类改造，种植了玉米等农作物。自此，地表水资源中可利用水资源很少，不再是主要用水源，转而将地下水资源作为生产和生活用水的重要来源。
在地下水资源方面，如图2-1-4所示，在2000年以前，研究区内地下水资源储量丰富，地下水埋深浅，补给源充足，属于第四系巨厚含水层，是富水性强孔隙水。早期工业发展较弱，地下水资源储量面对当时社会生产力水平下的生态、生产、生活等用水无压力且有富余。
图2-1-4 研究区地下水埋深图
自2000年以来，科尔沁区主城区地下水埋深最低，地下水水位下降速度过快。以此为中心向外，地下水水位下降速度逐渐变慢，地下水埋深相对较浅，但普遍低于2000年以前的地下水埋深，形成明显的漏斗型地下水埋深。农业和工业生产用水量巨大并逐年增加，人类社会发展带动的城镇生活用水需求量也持续陡增。面对常年如此大量的用水需求，地表水资源无法满足，绝大部分用水压力转向地下水资源。而地下水资源也面临连续多年补给水源不足及地下水资源开采超过良性循环界限等问题，形成科尔沁区主城区范围内地下水漏斗和地下水水位下降速度加快等生态问题。
4．土壤条件
草原风沙土的面积比重最大，土地利用类型对应有草地和沙地，是主要风沙源。草甸土的面积比重次之，基本作为耕地，主要种植玉米等农作物。随着耕地面积的扩张，大部分草地转化为耕地，草原风沙土的防风固沙服务逐渐向农业供给服务转移。
从土壤亚类面积比重分析，草原风沙土占据总面积的近40%，其次为草甸土（比重接近36%），位居第三的是碱化栗钙土（比重为13.465%）。三者总比重接近90%。这说明虽然土壤亚类的绝对种类数很多，但绝大部分区域的土壤亚类以草原风沙土、草甸土和碱化栗钙土为主，如表2-1-1所示。
表2-1-1 研究区土壤亚类面积表
从土壤亚类空间分布情况分析（见图2-1-5）：草原风沙土分布于科左后旗的绝大部分区域，在科左后旗中东部，以东西向线性状态与草甸土的线性状态形成相隔分布；此外，草原风沙土还分布于科尔沁区东南部的小部分区域，科左中旗东南部和西北角落也有一小片草原风沙土分布。草甸土主要分布在科尔沁区的南半部区域，其次分布在科左后旗东部的南北狭长边缘区域，在科左后旗中东部区域与草原风沙土间隔分布，在科左后旗西部有小面积零散分布。在科左中旗境内，草甸土沿东南行政界限边缘分布，以东南向西北带状分布延伸至科左中旗北部边缘；在科左中旗西半部中间区域，草甸土由东向西呈条带分布，直至与东部带状分布区相连。碱化栗钙土分布于科左中旗和科尔沁区，绝大部分在科左中旗西部区域，其次在科左中旗东部沿边地带。碱化栗钙土占据科尔沁区北半部主体区域。湿潮土大多分布在科左中旗境内中心区域及西南和西北边缘，以小斑块形式分布。科左后旗中部偏东区域分布有3个湿潮土斑块。其他6种土壤亚类如栗钙土、草原栗钙土、草原碱土、淡黑钙土、滨海风沙土和酸性粗骨土等几乎集中分布于科左中旗的东半部区域，只有草原碱土还在科左后旗和科尔沁区分布有一两个斑块。灌淤潮土仅以独立斑块的形式出现在西南角。其余几种土壤亚类面积极小，出现在科尔沁区西部边缘。湖泊、水库作为一种水域地表，分布于科尔沁区西部、东南部区域，零星分布在科左后旗中东部区域。
图2-1-5 研究区土壤亚类分布图
在这种土壤亚类空间分布下，研究区具有以下特征。草原风沙土范围基本对应了草地，人类选择的生产方式为畜牧业，历经游牧、固牧、轮牧、休牧和禁牧，以适应生态系统服务的可持续发展。相对于草原风沙土而言，草甸土属于非常适合农作物生长的土壤，其范围几乎全部对应耕地，人类不仅选择农业生产方式，也选择在此生活居住，形成城镇和村落。碱化栗钙土对应的土地利用类型是变化的，并不固定对应耕地或草地。因为栗钙土是半干旱草原特有的土壤，有腐殖质层，可满足农作物对土壤肥力的需求，但土壤水分不高。因此，人类若选用农业生产方式，需要利用地表水或地下水进行灌溉，但这极易导致栗钙土盐碱化，最终形成碱化栗钙土。碱化土壤不具备农作生长的土壤环境条件，人类只好选择牧业生产方式。至此，在人地关系视角下，基于人类系统与自然生态系统的耦合关系，本研究区提供的生态系统服务是动态演化的。在自然生态系统中，土壤类型作为固有的地理背景条件，是人地关系演变的重要影响因素。土壤是主要风沙源，土壤类型决定了可提供多少风沙量。在本研究区内，草原风沙土是最主要的风沙源（占地面积最大）。
研究区社会经济发展数据以2015年统计数据（来源：《内蒙古统计年鉴（2016）》）为参考。
2015年，科尔沁区的行政区面积为3516km 2 ，城镇化率为45.0%。总人口数为854401人，比2014年增长1.3%。人口密度为243人/km 2 。农村人口数为384120人，比2014年增长1.0%。出生人口数为7007人，比2014年下降4.3%。死亡人口数为6212人，比2014年增长17.9%。全社会就业人员有496173人，比2014年增长4.9%，第一、二、三产业从业人员占比为35.3%、20.5%、44.2%，分别比2014年增长2.0%、-0.8%、10.3%。乡村劳动力有289836人，同比增长1.0%，其中，农林牧渔从业人员有161126人，同比增长2.2%，占总人口的18.9%。国民生产总值达到6912805万元，同比增长8.5%，其中第一、二、三产业值的占比为8.7%、49.2%、42.1%，工业产值占总产值的42.1%。人均生产总值为74794元，同比增长7.4%。一般公共预算收入为504722万元，同比增长4.6%，一般公共预算支出为1346389万元，同比增长11.0%，一般公共预算支出超出预算166.8%。城镇常住居民人均可支配收入为27588元，同比增长8.2%，农村牧区常住居民人均可支配收入为14417元，同比增长7.8%，前者可支配收入高出后者91.4%。农作物总播种面积为157950hm 2 ，同比增长1.3%，其中，粮食作物播种面积为127778hm 2 ，同比增长1.5%，粮食作物面积占农作物总面积的80.9%。农林牧渔业总产值为996675万元，同比增长4.4%。年末牲畜存栏头数为167.70万头（只），同比增长0.4%，其中大牲畜（牛、马、驴、骡、骆驼）有32.87万头（只），同比下降2.1%，大牲畜存栏占总牲畜存栏的19.6%，羊有65.59万只，同比增长4.7%，羊存栏占总牲畜存栏的39.1%。
科左中旗的行政区面积为9573km 2 ，城镇化率为23.1%。总人口数为519090人，比2014年减少2.5%。人口密度为54.2人/km 2 。农村人口数为403274人，比2014年增长3.2%。出生人口数为3760人，比2014年下降34.2%。死亡人口数为4341人，比2014年增长37.6%。全社会就业人员有308860人，比2014年增长2.7%，第一、二、三产业从业人员占比为58.3%、13.9%、27.8%，分别比2014年增长-1.9%、-11.6%、25.3%。乡村劳动力有252106人，同比增长0.1%，其中，农林牧渔从业人员有166470人，同比减少1.8%，占总人口的32.1%。国民生产总值达到1586889万元，同比增长7.7%，其中第一、二、三产业值的占比为25.3%、38.7%、36.0%，工业产值占总产值的36.8%。人均生产总值为31706元，同比增长9.6%。一般公共预算收入为37306万元，同比增长10.4%，一般公共预算支出为375701万元，同比增长22.3%，一般公共预算支出超出预算907.1%。城镇常住居民人均可支配收入为21007元，同比增长8.5%，农村牧区常住居民人均可支配收入为8997元，同比增长8.3%，前者可支配收入高出后者133.5%。农作物总播种面积为252135hm 2 ，同比增长2.6%，其中，粮食作物播种面积为232878hm 2 ，同比增长3.0%，粮食作物面积占农作物总面积的92.4%。农林牧渔业总产值为644331万元，同比增长4.2%。年末牲畜存栏头数为175.28万头（只），同比增长5.1%，其中，大牲畜（牛、马、驴、骡、骆驼）有36.68万头（只），同比增长7.0%，大牲畜存栏占总牲畜存栏的20.9%，羊有94.50万只，同比增长8%，羊存栏占总牲畜存栏的53.9%。
科左后旗的行政区面积为11500km 2 ，城镇化率为30.9%。总人口数为408894人，比上年减少0.1%。人口密度为35.6人/km 2 。农村人口数为282647人，比上年增长1.2%。出生人口数为3358人，比上年下降19.8%。死亡人口数为1302人，比上年减少30.8%。全社会就业人员有207296人，比上年增长5.7%，第一、二、三产业从业人员占比为65.5%、8.7%、25.8%，比上年增长5.5%、-1.5%、9.1%。乡村劳动力有169709人，同比增长1.0%，其中，农林牧渔从业人员有123977人，同比增加5.9%，占总人口的30.3%。国民生产总值达到1618737万元，同比增长8.0%，其中第一、二、三产业值的占比为21.2%、40.3%、38.5%，工业产值占总产值的37.2%。人均生产总值为43720元，同比增长8.3%。一般公共预算收入为45016万元，同比增长12.1%，一般公共预算支出为337149万元，同比增长22.4%，一般公共预算支出超出预算649.0%。城镇常住居民人均可支配收入为21274元，同比增长8.6%，农村牧区常住居民人均可支配收入为9502元，同比增长8.0%，前者可支配收入高出后者123.9%。农作物总播种面积为238594hm 2 ，同比增长5.8%，其中粮食作物播种面积为189262hm 2 ，同比增长0.9%，粮食作物面积占农作物总面积的79.3%。农林牧渔业总产值为570146万元，同比增长4.0%。年末牲畜存栏头数为121.91万头（只），同比增长6.0%，其中大牲畜（牛、马、驴、骡、骆驼）有44.28万头（只），同比增长2.5%，大牲畜存栏占总牲畜存栏的36.3%，羊有56.08万只，同比增长13.2%，羊存栏占总牲畜存栏的46.0%。
研究位于内蒙古自治区、辽宁省、吉林省交界处，区位优势明显，大城市虹吸作用明显。人口增长缓慢，科尔沁区、科左中旗、科左后旗的出生人口同比下降为4.3%、34.2%、19.8%，人口流动主要以迁出为主，人口密度不高。科尔沁区、科左中旗、科左后旗的城镇化率为45.0%、23.1%、30.9%，有较大增长空间，城镇化率与出生人口成反比。科左中旗城镇化率最低，出生人口下降也最严重。农林牧渔从业人口有小幅变动，但仍保持总人口的18.9%～32.1%。地方一般公共预算支出超出预算较大，一般公共预算收入增长的速度远不及一般公共预算支出增长的速度，一般公共预算赤字加大趋势显著。城镇与农村牧区常住居民人均可支配收入差距较大。科尔沁区、科左中旗、科左后旗的人均生产总值在3.17万元至7.48万元之间，有一定的差距。在经济发展方面，主要依赖农牧业和工业吸纳从业人员，工业产值占总产值的比重较大，农业和工业所需用水、耗水量最大。可利用水资源主要源于地下水资源储量。西辽河平原区的地下水埋深有2m、3m、5m、8m的生态阈值。经济发展用水与水资源生态系统阈值之间的平衡问题，导致在发展区域经济和保护区域生态系统之间形成无法回避的矛盾。