彭 羽，高 英，馮金朝，王德智，姚 森，劉 洋，薛達(dá)元，3，*

(1.中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，北京100081;2.大自然保護(hù)協(xié)會(huì)，北京100600;3.環(huán)保部南京環(huán)境科學(xué)研究所，南京210042)

我國土地退化面積占國土面積的57%，盡管部分改善，但總體繼續(xù)退化［1-3］。土地退化集中于天然草地退化和非農(nóng)建設(shè)占用，占66.27%［1］。我國草地面積廣闊，約占國土面積的1/3以上，其中約50%—60%的天然草地存在著不同程度的退化現(xiàn)象［2］。草地退化主要表現(xiàn)為草地質(zhì)量下降，生態(tài)服務(wù)功能下降和生態(tài)承載力降低。

土地退化主要發(fā)生在我國干旱、半干旱地區(qū)［1，4］。我國半干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型多為典型草原，也分布有森林、灌叢等生態(tài)系統(tǒng)。而且，同一區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)類型空間分布的差異也較大，例如，典型草原生態(tài)系統(tǒng)就包括叢生禾草草原、蒿類草原、灌叢化草原、濕生草甸草原、鹽生草甸草原等十多種不同類型。且不同生態(tài)系統(tǒng)類型的優(yōu)勢(shì)種也不同。半干旱地區(qū)需要進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，恢復(fù)為何種生態(tài)系統(tǒng)類型，是生態(tài)恢復(fù)成功與否的關(guān)鍵，受到多個(gè)方面的關(guān)注。本文嘗試采用生態(tài)功能區(qū)劃的方法，通過不同生態(tài)功能區(qū)主體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的分析，在縣域尺度上識(shí)別區(qū)域生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型。

1 研究區(qū)概況

和林縣地處內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，隸屬呼和浩特市，位于呼市南部。區(qū)域范圍在東經(jīng)110°26'52″—112°18'11″，北緯39°58'11″—40°41'31″。南北長(zhǎng)80.1 km，東西寬72.9 km，轄地面積3401 km2。全縣人口18.7萬人，蒙古族0.76萬人，其他少數(shù)民族0.17萬人。全縣轄四個(gè)鄉(xiāng)、三個(gè)鎮(zhèn)、兩個(gè)經(jīng)濟(jì)園區(qū)。2010年底全縣GDP達(dá)到130億元，第一、二、三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比為11∶64∶25。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，形成了乳、肉、薯、沙棘和檸條四大優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)。農(nóng)民年人均純收入8100元，地方年財(cái)政收入13.2億元。

和林縣地處土默特平原向東南部晉西北黃土丘陵和蠻漢山脈過渡地帶。東南部山丘密布，溝壑縱橫，西南部丘陵起伏，西北部系平原區(qū)。氣候?qū)儆谥袦貛О敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫5.6℃，≥10℃積溫2769℃，無霜期118 d，年均降水量417.57 mm，植物生長(zhǎng)期6—8月份的降水量占全年降水量的59.3%。該縣多為黃土地貌，溝谷縱橫，河流切割作用明顯，南部山地土層瘠薄，該縣屬于生態(tài)脆弱區(qū)，植被退化，水土流失嚴(yán)重。

2 研究方法

關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型識(shí)別主要分為三步:(1)根據(jù)國家生態(tài)功能區(qū)劃中對(duì)和林縣主要功能的定位以及生態(tài)敏感性、生態(tài)服務(wù)功能等因子，結(jié)合氣候變化模型，確定和林縣生態(tài)功能分區(qū);(2)根據(jù)和林縣生態(tài)功能區(qū)劃圖，分析各生態(tài)功能區(qū)的主體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，推導(dǎo)發(fā)揮此功能的可能生態(tài)系統(tǒng)類型;(3)與該縣全國自然植被區(qū)劃圖、氣候變化下植被類型圖進(jìn)行疊加分析，通過與現(xiàn)狀植被圖的對(duì)比，識(shí)別關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型。

生態(tài)功能區(qū)劃一級(jí)、二級(jí)分區(qū)方法，以及生態(tài)敏感性、生態(tài)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)采用國務(wù)院西部地區(qū)開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室、國家環(huán)境保護(hù)部頒布的《生態(tài)功能區(qū)劃技術(shù)暫行規(guī)程》(2002)。各因素權(quán)重采取文獻(xiàn)參考、專家咨詢、內(nèi)部討論后確定。

該縣土壤類型、地貌、降水量、行政區(qū)劃、DEM數(shù)據(jù)來源于全國基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查核準(zhǔn)。植被現(xiàn)狀圖來源于植被遙感圖解譯。遙感圖來源于2004年7月LandsatTM遙感影像，并經(jīng)野外調(diào)查取樣驗(yàn)證，野外調(diào)查樣點(diǎn)163個(gè)隨機(jī)分布全縣，kappa驗(yàn)證指數(shù)90%。植被區(qū)劃圖來源于《中國植被區(qū)劃》［5］。植被氣候變化模型來源于課題組氣候變化小組。將獲取的數(shù)據(jù)在ArcGIS10平臺(tái)下，進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、地理配準(zhǔn)、格式轉(zhuǎn)換、精度匹配，建成數(shù)據(jù)庫，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行字段編輯、疊加分析、空間分析等處理。

3 生態(tài)功能區(qū)劃

3.1 一級(jí)生態(tài)區(qū)分區(qū)方案

將全國生態(tài)功能區(qū)劃圖、地形地貌圖疊加，劃定一級(jí)生態(tài)區(qū)。一級(jí)區(qū)劃主要考慮區(qū)內(nèi)氣候特征的相似性與地貌單元的完整性。在中國氣候分布圖上，全縣都屬于半干旱中溫帶。和林縣地貌明顯分為3種類型:平原、黃土粱峁和山地丘陵。在全國生態(tài)功能區(qū)劃中，和林縣大部分為陰山南部農(nóng)田-草原復(fù)合生態(tài)功能區(qū)，小部分位于土默特平原灌溉農(nóng)業(yè)生態(tài)功能區(qū)，東南部小部分位于山地森林-灌叢涵養(yǎng)水源土壤保持及生物多樣性保護(hù)生態(tài)功能區(qū)。由此，和林縣一級(jí)生態(tài)區(qū)分為三類:西北部平原灌溉農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)，中部黃土丘陵農(nóng)田、草原復(fù)合生態(tài)區(qū)，東南部山地森林、灌叢水源涵養(yǎng)土壤保持生態(tài)區(qū)。

3.2 二級(jí)生態(tài)區(qū)分區(qū)方案

在一級(jí)生態(tài)區(qū)內(nèi)，分析主要生態(tài)功能和生態(tài)問題，對(duì)生態(tài)功能和生態(tài)問題相同的區(qū)域進(jìn)行歸類，得到二級(jí)生態(tài)區(qū):即生態(tài)功能區(qū)。此外，邊界的確定還綜合考慮了山脈、河流等自然特征以及行政邊界的完整性，以便于對(duì)各功能分區(qū)的管理和建設(shè)。針對(duì)半干旱區(qū)實(shí)際情況，主要生態(tài)問題是土壤侵蝕敏感性和沙漠化敏感性。

3.2 .1生態(tài)敏感性分析

生態(tài)敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對(duì)各種環(huán)境變異和人類活動(dòng)干擾的敏感程度，它反映生態(tài)系統(tǒng)遇到干擾時(shí)發(fā)生生態(tài)環(huán)境問題的難易程度和可能性大小，或者是在同樣的外來干擾強(qiáng)度下，生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生生態(tài)問題的可能性大小。

生態(tài)敏感性的計(jì)算公式為:

式中，SSj為j空間單元生態(tài)敏感性指數(shù);Ci為i因素敏感性等級(jí)值，Wi為i因素的權(quán)重。生態(tài)敏感性指數(shù)越大，說明該區(qū)域?qū)ν饨绺蓴_越敏感，容易發(fā)生生態(tài)退化問題。

土壤侵蝕敏感性指數(shù)計(jì)算的因素及權(quán)重見表1。

表1 和林縣土壤侵蝕敏感性指數(shù)評(píng)價(jià)的組成因素及分值Table 1 Ingredient and its score for soil erosion sensitivity assessment in Helin County

續(xù)表

和林縣土壤侵蝕敏感性空間分布圖(圖1)表明，土壤侵蝕敏感性較高的地區(qū)位于縣域中部的城關(guān)鎮(zhèn)、黑老夭鄉(xiāng)，南部的羊群溝鄉(xiāng)。

土地沙漠化敏感性用濕潤(rùn)指數(shù)、土壤質(zhì)地及植被覆被等影響因素來評(píng)價(jià)?；谌驓夂蜃兓紤]，將該區(qū)域未來50、100a氣候變化預(yù)測(cè)數(shù)值考慮在內(nèi)，構(gòu)建沙漠化敏感性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系(表2)。各因素綜合計(jì)算，得到土地沙漠化敏感性分布圖(圖2)。根據(jù)土地荒漠化分布圖可以發(fā)現(xiàn)，和林縣沙漠化高敏感區(qū)分布較為集中，均位于黃土坮塬和黃土粱峁地區(qū)，而敏感性低的地區(qū)集中分布于黑老夭山區(qū)、渾河干流兩側(cè)及支流部分;東南部淺山丘陵區(qū)沙漠化敏感性也較低;其他地區(qū)生態(tài)敏感性中等。

3.2 .2生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)重要性評(píng)價(jià)。有4類生態(tài)系統(tǒng)具有重要的保護(hù)價(jià)值:優(yōu)勢(shì)地帶性生態(tài)系統(tǒng)、特殊的非地帶性植被、只在中國分布的特有生態(tài)系統(tǒng)類型、國家珍稀瀕危物種棲息地。生態(tài)區(qū)的優(yōu)勢(shì)生態(tài)系統(tǒng)往往是該地區(qū)氣候、地形與土壤特征的綜合反映，體現(xiàn)了植被與動(dòng)植物物種地帶性分布特點(diǎn)。和林縣符合該類要求的優(yōu)勢(shì)生態(tài)系統(tǒng)類型為溫帶典型草原。特定生態(tài)系統(tǒng)類型通常能反映地區(qū)的非地帶性氣候地理特征，體現(xiàn)非地帶性植被分布與動(dòng)植物的分布，為動(dòng)植物提供棲息地。和林縣主要的非地帶性植被為針闊葉混交林生態(tài)系統(tǒng)。和林縣無其他兩類具有重要保護(hù)價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)。據(jù)此分析，和林縣生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)重要性評(píng)價(jià)見圖3。

圖1 和林縣土壤侵蝕敏感性空間分布圖Fig．1 Map of soil erosion sensitivity in Helin County

表2 和林縣土地沙漠化敏感性指數(shù)評(píng)價(jià)的組成因素及分值Table 2 Ingredient and its score for land desertification sensitivity assessment in Helin County

圖2 和林縣考慮氣候變化的土地沙漠化敏感性分布圖Fig．2 Map of land desertification sensitivity considering climatic change in Helin County

圖3 和林縣生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)重要性空間分布圖Fig．3 Map of ecosystem protection importance in Helin County

水源涵養(yǎng)重要性評(píng)價(jià)。區(qū)域水源涵養(yǎng)的生態(tài)重要性在于該區(qū)域?qū)φ麄€(gè)評(píng)價(jià)地區(qū)水資源的貢獻(xiàn)程度及洪水調(diào)節(jié)作用。本文采用降水匯集量來評(píng)價(jià)各個(gè)小流域?qū)土挚h水資源貢獻(xiàn)的重要性。首先，計(jì)算河流累計(jì)匯集量，提取和林縣河流網(wǎng)絡(luò)。其次，對(duì)和林縣進(jìn)行流域分割。小流域是一個(gè)降水匯集單元，該單元的降水將匯集到區(qū)域內(nèi)河流內(nèi)，由區(qū)域的一個(gè)共同排水口流出。對(duì)流域進(jìn)行分割，便于確定各個(gè)流域的降水匯集量大小。和林縣小流域可以分割為209個(gè)區(qū)域。最后，對(duì)各個(gè)小流域按照降水匯集量進(jìn)行分級(jí)，得到結(jié)果見圖4。

將和林縣生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)重要性評(píng)價(jià)圖、和林縣小流域重要性分級(jí)圖進(jìn)行歸一化處理，便于二者累加計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。二者高值為1，低值為0，權(quán)重均為0.5.圖5中的一個(gè)圖層為二者經(jīng)過計(jì)算得到的和林縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性空間分布圖。

3.3 .3二級(jí)生態(tài)區(qū)分區(qū)結(jié)果

二級(jí)生態(tài)區(qū)的劃分，主要基于生態(tài)敏感性和生態(tài)服務(wù)功能重要性的分析。將和林縣土壤侵蝕敏感性空間分布圖、土地沙漠化敏感性空間分布圖、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性空間分布圖各分為高、中、低三類，然后3個(gè)圖層進(jìn)行疊加(圖5)，便于劃分二級(jí)生態(tài)區(qū)。

二級(jí)生態(tài)區(qū)邊界劃分原則:(1)以每個(gè)一級(jí)生態(tài)區(qū)為單位;(2)以生態(tài)評(píng)價(jià)分值高的類型作為邊界;(3)生態(tài)評(píng)價(jià)分值接近、生態(tài)問題相同的小區(qū)劃分為相同的二級(jí)區(qū);(4)綜合考慮山脈、河流等自然特征以及行政邊界的完整性。由此原則劃分出11個(gè)二級(jí)生態(tài)區(qū)(圖6)。

圖4 和林縣水土保持重要性空間分布圖Fig．4 Map of water and soil conservation importance in Helin County

4 待恢復(fù)關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)識(shí)別

生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮，需要該生態(tài)功能區(qū)具有能夠發(fā)揮此功能的生態(tài)系統(tǒng)類型。由區(qū)域氣候、地形地貌等生態(tài)條件決定的，天然條件下能夠存在的此類生態(tài)系統(tǒng)類型是該生態(tài)功能區(qū)的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)。然而，由于人為活動(dòng)的干擾，現(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)類型不一定就是該區(qū)域的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型。因此，需要進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)識(shí)別，識(shí)別各個(gè)生態(tài)功能區(qū)發(fā)揮主體功能的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型。

關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)識(shí)別的原則:(1)能夠發(fā)揮生態(tài)功能區(qū)主體生態(tài)系統(tǒng)功能;(2)能夠在當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)條件下存在與發(fā)展;(3)以生態(tài)功能區(qū)為單位進(jìn)行關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)識(shí)別。關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)識(shí)別的步驟:(1)根據(jù)和林縣生態(tài)功能區(qū)劃圖，確定各生態(tài)功能區(qū)的主體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能;(2)推測(cè)發(fā)揮此種功能的生態(tài)系統(tǒng)類型;(3)根據(jù)全國植被區(qū)劃、現(xiàn)狀植被調(diào)查以及氣候變化條件下植被變化，確定關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型;(4)通過與現(xiàn)有植被圖的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)需要進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)和保護(hù)的區(qū)域。

根據(jù)《全國生態(tài)功能區(qū)劃》，和林縣位于三種類型生態(tài)功能區(qū):大部分為陰山南部農(nóng)田-草原復(fù)合生態(tài)功能區(qū)，小部分位于土默特平原灌溉農(nóng)業(yè)生態(tài)功能區(qū)，東南部小部分位于蠻漢山山地森林-灌叢涵養(yǎng)水源土壤保持及生物多樣性保護(hù)生態(tài)功能區(qū)。據(jù)此，和林縣主體生態(tài)功能可以按照一級(jí)生態(tài)區(qū)分為3種:農(nóng)產(chǎn)品提供、土壤保持、水源涵養(yǎng)土壤保持及生物多樣性保護(hù)。

分析和林縣生態(tài)功能區(qū)劃中二級(jí)生態(tài)功能區(qū)的主體功能(表3)，進(jìn)一步分析發(fā)揮此項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)功能的生態(tài)系統(tǒng)類型。一般而言，生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮著多種生態(tài)服務(wù)功能，其中有主要的服務(wù)功能類型，也有次要的服務(wù)功能類型。按照生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能理論，針對(duì)和林縣自然氣候條件，發(fā)揮農(nóng)產(chǎn)品提供的主要為一年一熟糧食作物及耐旱經(jīng)濟(jì)作物，因其處于防風(fēng)固沙區(qū)，所以建成的生態(tài)系統(tǒng)類型應(yīng)當(dāng)為具有農(nóng)田防護(hù)林的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。發(fā)揮土壤保持功能的生態(tài)系統(tǒng)類型首先是森林生態(tài)系統(tǒng)，其次為灌叢生態(tài)系統(tǒng)，再次為草原生態(tài)系統(tǒng)。發(fā)揮水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護(hù)的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型為溫帶闊葉林、溫帶針葉林，部分地區(qū)為溫帶落葉灌叢。尚需根據(jù)不同二級(jí)生態(tài)區(qū)的自然植被類型、氣候變化趨勢(shì)，識(shí)別出具體類型。根據(jù)以上原則，識(shí)別出關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型，識(shí)別結(jié)果見表3最后一列。

5 需要進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)區(qū)域的分析

分析現(xiàn)狀植被生態(tài)系統(tǒng)類型分布圖，將現(xiàn)狀植被類型圖與識(shí)別出來的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型進(jìn)行對(duì)比，二者有差異的地方，為可能需要進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的區(qū)域。

待生態(tài)恢復(fù)區(qū)域判定的原則為:(1)以二級(jí)生態(tài)功能區(qū)為單位進(jìn)行分析;(2)現(xiàn)狀植被類型符合識(shí)別出來的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型之一，即為符合要求的生態(tài)系統(tǒng)類型;現(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)類型與任一關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型都不相同的區(qū)域作為待生態(tài)恢復(fù)區(qū)域;(3)按照氣候變化趨勢(shì)，不能自然恢復(fù)為關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型的區(qū)域?yàn)榇鷳B(tài)恢復(fù)區(qū)域;(4)土地利用現(xiàn)狀是農(nóng)田，但是如果位于生態(tài)敏感性很高的區(qū)域，則劃為生態(tài)恢復(fù)區(qū)。按照此原則，判定待生態(tài)恢復(fù)區(qū)。待生態(tài)恢復(fù)區(qū)再減去河流、水庫、人工與居民用地、公共設(shè)施用地，剩下的地區(qū)即為生態(tài)恢復(fù)區(qū)(圖7)。

圖5 和林縣侵蝕敏感性、沙漠化敏感性、生態(tài)服務(wù)功能重要性疊加示意圖Fig．5 Map of ecological sensitivity in soil erosion，desertification and ecosystem service importance in Helin County圖中兩位數(shù)字分別代表生態(tài)敏感性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性等級(jí)

型類統(tǒng)系態(tài)生鍵關(guān)及能功態(tài)生體主區(qū)能功態(tài)生級(jí)二縣林和3表y nt u inCeinHelon ionzunct-f co subeemtypeinst y eco ey andknctionalfu ic ogol ec Main 3le ab T型類統(tǒng)系態(tài)ystem生e c os 鍵ey關(guān)K被植下 變etationunde 化h a nge候eg氣V l i maticcc o植s e ntvegeta 被ti狀re現(xiàn)P被n植古蒙nne avegetatiogoli內(nèi)I on M區(qū)劃n被植i o nalplant zoni國at N型類統(tǒng)系systemtyp全 態(tài)co E能功l o gicalfunction生 態(tài)co生E區(qū)能功logical態(tài)co nzoneio生E u n ct f林護(hù)防及田農(nóng)統(tǒng)系態(tài)生田農(nóng) 統(tǒng)系態(tài)生田農(nóng) 統(tǒng)系態(tài)生田農(nóng) 供提品產(chǎn)農(nóng) 溉灌原平區(qū)部態(tài)北生西田Ⅰ農(nóng)林護(hù)防沙固風(fēng)防及田農(nóng) 原草樹稀葉落帶溫 網(wǎng)林及田農(nóng) 防沙固風(fēng)防及田林農(nóng)護(hù)物作食物糧濟(jì)作熟經(jīng)一旱年耐一及、防統(tǒng)系態(tài)生田林農(nóng)護(hù)風(fēng)、防供提品產(chǎn)沙農(nóng)固防生原田平農(nóng)部溉北灌西沙固區(qū)Ⅰ風(fēng)態(tài)林護(hù)防沙固風(fēng)防及田農(nóng) 原草樹稀葉落帶溫 網(wǎng)林及田農(nóng) 經(jīng)及食糧旱耐物寒作耐濟(jì)物作食物糧濟(jì)作熟經(jīng)一旱年耐一及統(tǒng)系態(tài)生田農(nóng) 供提品產(chǎn)農(nóng) 溉灌原平區(qū)部態(tài)北生業(yè)Ⅰ農(nóng)統(tǒng)系態(tài)生合復(fù)類、蒿草禾帶溫原暖草態(tài)生合復(fù)原、草田統(tǒng)農(nóng)系田、農(nóng)統(tǒng)系態(tài)統(tǒng)生系原態(tài)草生品產(chǎn)、農(nóng)持保壤供土提草區(qū)陵態(tài)丘生土合黃復(fù)部田中、農(nóng)Ⅱ原固風(fēng)防及等︵旺打、沙條擰含林田︶護(hù)防農(nóng)沙原草帶溫草禾生叢帶、溫田原農(nóng)草擰防統(tǒng)︶含及林系旺護(hù)等︵生態(tài)打防田、沙固沙農(nóng)條風(fēng)物作物、溫及糧濟(jì)原食作、禾原草草熟經(jīng)草甸一旱草草草年耐禾類一及帶雜統(tǒng)系態(tài)生田農(nóng) 供提品產(chǎn)農(nóng) 塬臺(tái)土態(tài)區(qū)黃生部業(yè)中農(nóng)溉Ⅱ灌草草禾生原叢草帶甸溫草及草田類農(nóng)雜型及林草護(hù)、禾防原葉落帶、溫原原草草帶樹溫稀草叢禾灌生葉叢落帶帶、溫、溫田原農(nóng)草擰防含及統(tǒng)︶系旺護(hù)等︵林生態(tài)打防田、沙固沙農(nóng)條風(fēng)草草食濟(jì)類禾糧雜帶熟經(jīng)旱草原及、溫一年耐禾草、一及帶甸原物物溫草草作作統(tǒng)系態(tài)生原草 持保壤土峁敏粱態(tài)土生黃化部漠中沙原區(qū)Ⅱ草感帶、溫原草甸草草田、雜原類、農(nóng)草草草禾禾帶生溫叢原草帶溫 、原田草、農(nóng)草叢禾灌生葉叢落帶帶溫溫類、蒿草禾帶溫原暖草物作物、溫及糧濟(jì)原食作、禾原草草熟經(jīng)草甸一旱草草草年耐禾類一及帶雜原、草田農(nóng)品產(chǎn)、農(nóng)持保壤供土提峁態(tài)粱生土合黃復(fù)部原中、草區(qū)田感Ⅱ農(nóng)敏護(hù)防灌喬及原草類、蒿草區(qū)禾林帶濟(jì)溫、經(jīng)暖林樹稀帶、溫原草帶原溫草、原帶草、溫草叢禾灌田生葉、農(nóng)叢落林帶帶葉溫溫闊草類、經(jīng)、蒿護(hù)林草防禾灌帶喬區(qū)溫及林暖原濟(jì)物作物甸原、禾草食作草草糧濟(jì)草草熟經(jīng)類禾一旱雜帶年耐及、溫一及草原原、草田農(nóng)品產(chǎn)、農(nóng)持保壤供土提粱生土合黃復(fù)區(qū)南、草部原高較性中田感農(nóng)敏Ⅱ峁態(tài)

6 結(jié)論與討論

和林縣地處黃土高原北緣，土壤侵蝕敏感性、沙漠化敏感性較高，風(fēng)沙干旱、水土流失是該縣面臨的主要生態(tài)問題。和林縣生態(tài)恢復(fù)的目的就是恢復(fù)其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。根據(jù)和林縣生態(tài)系統(tǒng)要發(fā)揮的主體功能:土壤保持、農(nóng)產(chǎn)品提供、水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護(hù)，本文分析了其不同生態(tài)功能區(qū)要生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型，并與生態(tài)系統(tǒng)分布現(xiàn)狀進(jìn)行對(duì)比，識(shí)別需要進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的地區(qū)。

生態(tài)恢復(fù)，并不是要恢復(fù)50a甚至1000a前的生態(tài)系統(tǒng)，而是要采取措施，重建生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮該區(qū)域生態(tài)條件下健康的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能［6-8］。生態(tài)恢復(fù)所要恢復(fù)的植被類型，實(shí)際上是一種潛在植被類型。潛在植被作為一種與所處立地條件達(dá)到的動(dòng)態(tài)平衡態(tài)，反映的是無人類干擾的情況下，立地所能發(fā)育形成的一種穩(wěn)定成熟的頂極或亞頂級(jí)植被類型，對(duì)本地區(qū)植被生態(tài)的恢復(fù)和重建具有重要的指導(dǎo)意義［8-10］。

潛在植被類型的識(shí)別，有不同的研究方法。有學(xué)者利用氣候、土壤、光照等條件，模擬干旱、半干旱區(qū)潛在植被類型，將潛在植被分為阿拉善高原、鄂爾多斯、呼倫貝爾、渾善達(dá)克、錫林郭勒等地域植被類型［11］。但是這種模擬植被類型往往尺度較大，難以指導(dǎo)縣域植被生態(tài)恢復(fù)。張厚華等［12］根據(jù)不同的生物氣候狀況，將黃土高原分成5個(gè)生物氣候區(qū):暖溫帶濕潤(rùn)半濕潤(rùn)森林區(qū)、暖溫帶半濕潤(rùn)半干旱森林草原區(qū)、中溫帶半干旱典型草原區(qū)、中溫帶干旱半干旱荒漠草原區(qū)以及中溫帶干旱草原化荒漠區(qū)，計(jì)劃在不同的生物氣候區(qū)構(gòu)建與該區(qū)大環(huán)境一致的不同的生態(tài)系統(tǒng)，以改變那種在黃土高原全面植樹造林而成效不佳的做法。也有學(xué)者根據(jù)全國水土保持一級(jí)區(qū)，以及干燥度、人口密度等指標(biāo)，將全國劃分為4個(gè)一級(jí)生態(tài)修復(fù)區(qū)、13個(gè)二級(jí)生態(tài)修復(fù)區(qū)［13］。該生態(tài)恢復(fù)主要從水土保持目的出發(fā)，偏重植被生態(tài)恢復(fù)的水土保持功能。有學(xué)者指出，縣域植被生態(tài)恢復(fù)建設(shè)，需要符合國家主體功能區(qū)規(guī)劃對(duì)該縣的定位要求［14］，將植被生態(tài)恢復(fù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)布局結(jié)合起來，并從引導(dǎo)過載人口外遷、提高農(nóng)民生活水平和生態(tài)得到持久恢復(fù)等方面為生態(tài)恢復(fù)提供政策保障。

圖6 和林縣生態(tài)功能區(qū)區(qū)劃圖Fig．6 Map of ecological function zoning of Helin County

圖7 和林縣發(fā)揮主體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能需要進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的區(qū)域Fig．7 The key restored zone for serving main ecosystem service function in Helin County

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，采用生態(tài)功能區(qū)區(qū)劃的方法，根據(jù)各個(gè)生態(tài)功能區(qū)的主體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、主要生態(tài)問題和植被現(xiàn)狀，結(jié)合全國植被區(qū)劃，確定需要恢復(fù)的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型。生態(tài)功能區(qū)分區(qū)的過程也考慮了生境特征、生態(tài)過程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等多種診斷指標(biāo)，符合生態(tài)恢復(fù)診斷的多指標(biāo)原則［15］。根據(jù)本文提出的技術(shù)路線和關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)識(shí)別方法，識(shí)別出關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型，和林縣待生態(tài)恢復(fù)區(qū)主要位于城關(guān)鎮(zhèn)和黑老夭鄉(xiāng)結(jié)合部，舍必崖鄉(xiāng)和羊群溝鄉(xiāng)結(jié)合部。致謝:大自然保護(hù)協(xié)會(huì)(TNC)馬劍、王龍柱博士等對(duì)氣候變化數(shù)據(jù)處理提供幫助，中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心陳利頂研究員對(duì)研究技術(shù)路線給予指導(dǎo)，和林縣政府對(duì)數(shù)據(jù)調(diào)研提供支持，內(nèi)蒙古師范大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院哈斯巴根教授、賀俊英副教授、中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院石莎副教授及部分研究生參與野外植被調(diào)研，特此致謝。

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