王 燕,高吉喜①,金 宇,曹秉帥,王 玥,張小華,周佳雯

(1.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所,江蘇 南京 210042;2.南京信息工程大學(xué)應(yīng)用氣象學(xué)院,江蘇 南京 210044;3.中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100872)

土地利用變化研究是全球生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容[1-5]。土地利用除具有經(jīng)濟(jì)、社會、文化和生產(chǎn)性功能外,還具有顯著的生態(tài)效應(yīng)。土地利用及其結(jié)構(gòu)的變化能夠深刻影響生境斑塊之間的物質(zhì)流、能量流循環(huán)過程,進(jìn)而改變區(qū)域生境分布格局和功能[6-9]。通過研究土地利用變化背景下生境質(zhì)量的變化狀況,可以及時獲取土地利用變化產(chǎn)生的生態(tài)響應(yīng),從而為生態(tài)保護(hù)及土地管理政策的制定或調(diào)整提供參考[10-11]。

農(nóng)牧交錯帶是以草地和農(nóng)田大面積交錯出現(xiàn)并以典型景觀為特征的自然群落與人工群落相互鑲嵌的生態(tài)復(fù)合體,是典型的生態(tài)交錯區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)[12]。由于生態(tài)交錯帶自身所具有的邊緣效應(yīng),農(nóng)牧交錯帶對氣候變化和人類干擾表現(xiàn)出極端敏感的特征,成為外界干擾信號的放大器,農(nóng)牧交錯帶土地利用變化對研究區(qū)域生態(tài)變化狀況具有重要的預(yù)警作用[13]。近年來,隨著政府和學(xué)術(shù)界對我國農(nóng)牧交錯帶生態(tài)環(huán)境退化問題的廣泛關(guān)注,一系列生態(tài)保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)措施相繼開展,如禁牧、休牧、輪牧等工程,對該地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善具有重要的促進(jìn)作用。目前,農(nóng)牧交錯帶生態(tài)恢復(fù)成效評估研究逐漸引起關(guān)注[14-16],但已有的成效評估多是對植被數(shù)量特征[17]、植被指數(shù)[18]和生態(tài)環(huán)境背景狀況[19]等單個指標(biāo)的具體評價,而基于土地利用變化的綜合評估研究相對較少。為此,筆者利用GIS技術(shù)和InVEST模型,對位于北方典型農(nóng)牧交錯帶的巴林右旗土地利用變化及其生態(tài)質(zhì)量響應(yīng)狀況進(jìn)行分析,通過對其不同時期土地利用狀況的研究,獲取生態(tài)恢復(fù)措施下的土地利用變化狀況,在此基礎(chǔ)上,分析生境質(zhì)量響應(yīng)狀況,掌握其生態(tài)恢復(fù)成效,以期為農(nóng)牧交錯地區(qū)生態(tài)恢復(fù)建設(shè)與管理提供支持。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于我國北方典型農(nóng)牧交錯區(qū)——內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市巴林右旗,處于大興安嶺與燕山交接地帶,分布范圍在43°12′～44°28′ N、118°11′～120°05′ E之間,面積為9 959.91 km2。該區(qū)屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū),四季分明,冬季寒冷漫長,夏季短促且降雨集中,春秋兩季氣溫日變化劇烈,年平均氣溫約為4.9 ℃,年平均降水量約為358 mm,年平均無霜期為125 d,光照資源豐富,年日照時數(shù)約為3 000～3 200 h[20]。該區(qū)自北向南依次分布有山地、丘陵、平川、沙地、灘地和水域等地貌類型。土壤類型包括黑土、灰色森林土、棕壤、栗鈣土、草甸土和風(fēng)沙土6個類型,土壤肥力較差,有機(jī)質(zhì)含量少,區(qū)域差異較大[21]。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

土地利用數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所提供的分辨率為30 m的柵格數(shù)據(jù)集(http:∥www.resdc.cn/data.aspx?DATAID=99),該數(shù)據(jù)集是目前我國精度最高的土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)品,已經(jīng)在國家土地資源調(diào)查、水文、生態(tài)研究中發(fā)揮著重要作用。參照GB/T 21010—2007《土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)》,根據(jù)巴林右旗土地資源特征及分析要求,對研究區(qū)土地類型進(jìn)行歸集處理,各土地利用類型見表1。

表1 土地利用遙感解譯分類系統(tǒng)

Table 1 Land use classification system

一級地類二級地類 耕地水田、旱地 林地有林地、灌木林、疏林地、其他林地 草地高覆蓋度草地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地 濕地河渠、湖泊、水庫/坑塘、灘地、沼澤地 建設(shè)用地城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點用地、工交建設(shè)用地 未利用地沙地、鹽堿地、裸地

2.2 土地利用變化計算

受不同驅(qū)動因子的作用,研究區(qū)內(nèi)不同土地利用類型的變化幅度和速度均存在差異,采用凈變化、總變化、趨勢指數(shù)和凈變化速率等指標(biāo)計算土地利用變化動態(tài)。其中,凈變化指某一土地利用類型在一定時期內(nèi)轉(zhuǎn)入面積與轉(zhuǎn)出面積之差;總變化指轉(zhuǎn)入面積與轉(zhuǎn)出面積之和;趨勢指數(shù)描述的是某一土地利用類型面積變化的正負(fù),反映該土地利用類型擴(kuò)張或萎縮狀況;凈變化速率表征的是某一土地利用類型面積隨時間變化的快慢。具體計算公式[22]為

Cn=[(Ub-Ua)/Ua]×100%

=[(ΔUin-ΔUout)/Ua]×100%,

(1)

Ct=[(ΔUin+ΔUout)/Ua]×100%,

(2)

Sp=Cn/Ct=(ΔUin-ΔUout)/(ΔUin+

ΔUout)(ΔUin+ΔUout≠0且-1≤Sp≤1),

(3)

(4)

式(1)～(4)中,Cn、Ct和Sr分別為某一土地利用類型面積的凈變化、總變化和凈變化速率,%;Sp為趨勢指數(shù);Ua、Ub分別為研究初期和末期該土地利用類型面積,km2;ΔUout為研究時段內(nèi)某土地利用類型轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌恋乩妙愋偷拿娣e之和,km2;ΔUin為同時期其他土地利用類型轉(zhuǎn)變?yōu)槟惩恋乩妙愋偷拿娣e之和,km2;T為研究時段,a。

利用ArcGIS 10.2軟件進(jìn)行相關(guān)運算,得到2005—2015年巴林右旗土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。

2.3 基于InVEST模型的生境質(zhì)量評估

生境質(zhì)量指生態(tài)系統(tǒng)能夠提供給單個物種和種群生存條件的能力,在模型中是一個從低值到高值的連續(xù)變量?；贗nVEST模型,利用土地利用信息和生物多樣性威脅因子計算生境質(zhì)量指數(shù),可以反映土地利用動態(tài)變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化的影響。模型以柵格為基本評價單元,每個柵格被分配一種土地利用類型,綜合考慮威脅因子的影響距離、空間權(quán)重等因素,計算每個柵格的生境退化指數(shù),進(jìn)而得到生境質(zhì)量指數(shù)。土地利用類型j中柵格x的生境退化指數(shù)計算公式[9,23]為

(5)

irxy=1-(dxy/dr,max)(線性衰退),

(6)

(7)

式(5)～(7)中,Dxj為生境退化程度;R為脅迫因子個數(shù);wr為脅迫因子r的權(quán)重;Yr為脅迫因子層在土地利用類型圖中的柵格個數(shù);ry為土地利用類型圖中柵格y中脅迫因子個數(shù);Sjr為j類型土地覆被對脅迫因子r的敏感性;irxy為柵格y中的威脅因子r對柵格x的影響;dxy為柵格x(生境)與柵格y(威脅因子)之間的距離;dr,max為威脅因子r的影響范圍;βx為法律保護(hù)程度,該研究不考慮法律保護(hù)程度因子,將βx設(shè)為1。

生境質(zhì)量計算公式[23-24]為

(8)

式(8)中,Qxj為土地利用類型圖j中柵格x的生境質(zhì)量;Hj為土地利用類型圖j的生境屬性;k為半飽和常數(shù),一般設(shè)置為生境退化程度最大值的1/2[24]。依據(jù)InVEST模型使用說明,z為歸一化常量,通常其取值為2.5,生境質(zhì)量得分值域為0～1(生境適宜度最高時生境質(zhì)量得分為1,最低時為0)[23-24]。

通過InVEST模型運算及ArcGIS 10.2軟件疊加分析等過程,得到巴林右旗2005—2015年生境質(zhì)量分布及變化狀況。

2.4 模型參數(shù)的確定

InVEST模型中需要根據(jù)研究區(qū)狀況進(jìn)行調(diào)整的參數(shù)主要包括威脅因子的最大影響距離及權(quán)重、各土地利用類型的生境質(zhì)量及其對威脅因子的敏感程度。

生態(tài)威脅因子對生境質(zhì)量影響的大小通過空間距離變量來測算。參考已有相關(guān)研究[20,25-27]及專家咨詢結(jié)果,確定農(nóng)村居民點用地、城鎮(zhèn)用地、工交建設(shè)用地、耕地和鹽堿地5種土地利用類型作為巴林右旗生境質(zhì)量變化的生態(tài)威脅因子,對研究區(qū)生態(tài)威脅因子參數(shù)的設(shè)置見表2。

表2 威脅因子主要調(diào)整參數(shù)

Table 2 Adjustment parameters of threat factors

威脅因子最大影響距離/km權(quán)重空間衰退類型 農(nóng)村居民點用地50.8指數(shù) 城鎮(zhèn)用地81.0指數(shù) 工交建設(shè)用地40.9指數(shù) 耕地30.7線性 鹽堿地10.1線性

不同土地覆蓋類型對于生態(tài)威脅因子具有不同的敏感度。敏感度取值范圍為0～1,0表示對某威脅因子無敏感度,1表示對某威脅因子具有較高敏感度。參照模型自帶案例和相關(guān)研究成果[28-31],各土地利用類型對生態(tài)威脅因子敏感度的設(shè)置見表3。

表3 各土地利用類型對生態(tài)威脅因子的敏感度

Table 3 Sensitivity of the land use types to habitat threat factor

土地利用類型生境質(zhì)量得分對生態(tài)威脅因子敏感度居民點城鎮(zhèn)建設(shè)耕地鹽堿地 水田0.50.30.40.40.30.1 旱地0.50.30.40.40.30.1 有林地0.90.70.80.80.60.2 灌木林0.80.60.70.70.50.1 疏林地0.30.40.50.550.40.1 其他林地0.10.20.20.450.20.1 高覆蓋0.80.60.650.750.40.2 中覆蓋0.50.50.550.60.30.2 低覆蓋0.30.40.50.550.20.2 河渠0.80.70.80.90.650.1 湖泊0.90.70.80.90.650.1 水庫/坑塘0.80.70.80.90.650.1 灘地0.50.20.30.30.20.1 沼澤地0.90.60.70.70.650.2 城鎮(zhèn)000000 居民點000000 建設(shè)000000 沙地000000 鹽堿地0.20.20.30.30.10 裸地000000

高、中、低覆蓋分別指高、中、低覆蓋度草地，居民點指農(nóng)村居民點用地，建設(shè)指工交建設(shè)用地，城鎮(zhèn)指城鎮(zhèn)用地。

在ArcGIS 10.2軟件空間分析功能支持下,對生境質(zhì)量柵格圖進(jìn)行運算,得到研究區(qū)2005—2015年生境質(zhì)量變化柵格圖。對輸出柵格圖進(jìn)行重分類,劃分為低、較低、中等、較高和高共5個等級,制定生境質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)(表4)。在生境質(zhì)量等級劃分基礎(chǔ)上,得到研究區(qū)生境質(zhì)量的空間分布及其變化情況。

表4 巴林右旗生境質(zhì)量等級劃分

Table 4 Habitat quality hierarchy in Bairin Right Banner

等級取值范圍等級特征描述 低0～0.15生境質(zhì)量低,生物多樣性低 較低>0.15～0.35生境質(zhì)量較低,生物多樣性較低 中等>0.35～0.60生境質(zhì)量中等,生物多樣性中等 較高>0.60～0.75生境質(zhì)量較高,生物多樣性較高 高>0.75生境質(zhì)量高,生物多樣性高

3 結(jié)果與分析

3.1 巴林右旗土地利用變化

2005—2015年,巴林右旗土地利用現(xiàn)狀及變化見表5～6。由表5～6可知,巴林右旗土地利用類型以草地、林地和耕地為主,2015年巴林右旗土地利用類型以草地、林地和耕地為主,面積分別為4 679.51、2 401.00和1 350.03 km2,分別占全旗土地總面積的46.98%、24.11%和13.55%。

表5 2005—2015年巴林右旗土地利用現(xiàn)狀

Table 5 Land use types in Bairin Right Banner in the period of 2005-2015

km2

2005—2010年,巴林右旗土地利用/覆蓋類型中,草地、濕地、建設(shè)用地和林地面積有所增加,耕地和未利用地面積有所減少。5 a間,以草地面積增長最為顯著,凈增加520.67 km2,增長率為10.50%,其中以高覆蓋度草地擴(kuò)張最為突出,凈變化率為150.93%,其后依次為濕地和建設(shè)用地,面積分別凈增加110.55和79.20 km2,增長率分別為30.29%和80.15%,其中以沼澤地和工交建設(shè)用地擴(kuò)張較為突出,凈變化率分別為206.64%和220.39%。5 a間,耕地和未利用地面積分別減少393.04和323.75 km2,減少率分別為20.86%和63.35%,其中以旱地和沙地萎縮較為突出,凈變化率分別為23.13%和69.47%。

2010—2015年,林地、未利用地、建設(shè)用地和濕地面積有所增加,草地和耕地面積有所減少。5 a間,以林地面積增長最為顯著,凈增加252.3 km2,增長率為11.74%,其中以灌木林?jǐn)U張最為突出,凈變化率為51.17%;其后依次為未利用地和建設(shè)用地,面積分別凈增加245.04和219.09 km2,增長率分別為130.83%和123.07%,其中以沙地和工交建設(shè)用地擴(kuò)張較為突出,凈變化率分別為147.26%和211.17%。5 a間,草地和耕地面積分別減少799.95和140.94 km2,減少率分別為14.60%和9.45%,其中以高覆蓋度草地和水田萎縮較為突出,凈變化率分別為-33.34%和-86.72%。

表6 巴林右旗土地利用變化指數(shù)

Table 6 Index of land use change in Bairin Right Banner

地類2005—2010年2010—2015年2005—2015年 A/%B/%CD/%A/%B/%CD/%A/%B/%CD/% 水田248.79450.000.5628.47-86.72108.05-0.80-33.09-53.69146.94-0.36-14.04 旱地-23.1391.83-0.25-5.12-6.5076.45-0.09-1.35-28.1396.78-0.29-6.40 有林地30.31136.830.225.46-9.40107.02-0.09-2.0518.07141.760.123.28 灌木林11.51174.240.072.1851.17193.670.278.7068.58229.440.3011.05 疏林地-68.08122.65-0.56-20.43-56.10143.29-0.39-15.37-85.99113.30-0.76-32.65 其他林地91.19285.850.3213.84-35.92113.95-0.31-8.4122.52208.000.114.12 高覆蓋150.93274.450.5520.22-33.34102.36-0.33-7.8267.27218.440.3110.85 中覆蓋-23.38125.80-0.19-5.19-1.87140.26-0.01-0.35-24.81129.21-0.19-5.52 低覆蓋-65.54108.73-0.60-19.1967.62220.280.3110.93-42.24131.32-0.32-10.36 河渠0.82100.930.000.01-15.60101.33-0.16-3.46-14.90114.20-0.14-3.44 湖泊6.9685.950.071.17-11.81121.00-0.09-2.26-5.67142.63-0.04-1.11 水庫/坑塘-9.08189.61-0.04-1.46277.25461.390.5929.98243.00435.740.5628.08 灘地-13.69151.84-0.09-2.99421.58605.290.7540.85350.17539.610.7036.65 沼澤地206.64352.610.5925.199.91154.530.061.75237.02404.760.5827.34 城鎮(zhèn)用地17.4349.810.353.26-9.0883.33-0.11-1.876.76115.190.061.33 居民點34.39145.430.246.1357.06132.040.439.40111.07215.750.5116.09 建設(shè)用地220.39295.330.7526.22211.17366.870.5825.51896.961 056.120.8558.44 沙地-69.4794.46-0.73-21.10147.26231.550.6419.94-24.51115.58-0.21-5.44 鹽堿地1 545.141 675.000.8873.5661.59217.630.2910.332 558.332 667.570.9391.48 裸地167.46364.620.4621.8131.53146.130.195.05251.78442.980.5527.95

A為凈變化,B為總變化,C為趨勢指數(shù),D為凈變化速率。高、中、低覆蓋分別指高、中、低覆蓋度草地,居民點指農(nóng)村居民點用地,建設(shè)用地指工交建設(shè)用地。

2005—2015年,濕地、林地和建設(shè)用地面積有所增加,耕地、草地和未利用地面積有所減少。10 a間,以濕地面積增長最為顯著,凈增加335.01 km2,增長率為91.80%,其中以灘地擴(kuò)張最為突出,凈變化率為350.17%;其后依次為建設(shè)用地和林地,面積分別凈增加298.29和258.67 km2,增長率分別為301.85%和12.07%,其中以工交建設(shè)用地和灌木林?jǐn)U張較為突出,凈變化率分別為896.96%和68.58%。10 a間,耕地、草地和未利用地面積分別減少533.98、279.28和78.71 km2,減少率分別為28.34%、5.63%和15.40%,其中,以水田、低覆蓋度草地和沙地萎縮較為突出,凈變化率分別為-53.69%、-42.24%和-24.51%。10 a間,林地、濕地和建設(shè)用地面積持續(xù)增加,耕地面積則持續(xù)減少。其中,林地、沼澤地、農(nóng)村居民點用地、工交建設(shè)用地、鹽堿地和裸地均表現(xiàn)為持續(xù)擴(kuò)張趨勢,旱地、疏林地和中覆蓋度草地則表現(xiàn)為持續(xù)萎縮趨勢。

由表7可知,草地、林地、旱地和沙地轉(zhuǎn)換面積較大,旱地和沙地轉(zhuǎn)換為林地、草地和濕地這類生態(tài)用地總面積分別為948.70和303.53 km2,說明退耕還林還草工程的實施對于該地區(qū)生態(tài)恢復(fù)起到積極的促進(jìn)作用。由表7可知,中覆蓋度草地轉(zhuǎn)換為高覆蓋度草地最為明顯,轉(zhuǎn)換面積為660.42 km2,其后依次為中覆蓋度草地轉(zhuǎn)換為灌木林和旱地轉(zhuǎn)換為高覆蓋度草地,轉(zhuǎn)換面積分別為327.12和322.47 km2,轉(zhuǎn)換明顯的各地類基本表現(xiàn)為趨好方向發(fā)展;但是也存在較明顯的中覆蓋度草地轉(zhuǎn)換為旱地的情況,表明部分地區(qū)仍然存在人為活動開發(fā)耕地的現(xiàn)象。

3.2 巴林右旗生境質(zhì)量時空演變

2005—2015年巴林右旗生境質(zhì)量分布及變化狀況如圖1、表8所示,由此可知,2005、2010和2015年研究區(qū)生境質(zhì)量指數(shù)表現(xiàn)出明顯的空間分異特征,高、中等和較低等級生境質(zhì)量區(qū)域面積所占比例較大,2005、2010和2015年土地覆蓋面積分別占總面積的87.24%、80.73%和78.70%。2005年,低、較低等級生境質(zhì)量區(qū)域面積占比很大,占總面積的43.46%,而2010、2015年占比明顯降低,分別為31.54%和36.52%,高、較高等級生境質(zhì)量區(qū)域面積占比明顯提高,由2005年的28.16%提高到46.24%(2010年)和39.92%(2015年),表明研究區(qū)生境質(zhì)量呈明顯好轉(zhuǎn)趨勢。

表7 2005—2015年巴林右旗土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣

Table 7 Land use types transfer in 2005-2015 in Bairin Right Banner

km2

巴林右旗生境質(zhì)量空間分布的總體特征表現(xiàn)為北部高、南部低,生境質(zhì)量高值區(qū)主要集中在研究區(qū)北部的索博日嘎鎮(zhèn)、查干沐淪鎮(zhèn)和幸福之路蘇木等地,低值區(qū)集中在南部的查干諾爾鎮(zhèn)和西拉沐淪鎮(zhèn)。分析原因,可能是由于北部地區(qū)主要為牧業(yè),生產(chǎn)方式對生境質(zhì)量影響相對較小,同時,賽罕烏拉國家級自然保護(hù)區(qū)也位于其中,對該地區(qū)生境質(zhì)量提升有較好的促進(jìn)作用;而南部地區(qū)主要為農(nóng)業(yè)種植業(yè),生境質(zhì)量更容易受到人類生產(chǎn)生活方式的影響。

通過計算可知,10 a間,高、較高和低等級生境質(zhì)量區(qū)域面積均有所增加；較低等級生境質(zhì)量區(qū)域面積減少最顯著,凈減少1 378.50 km2,減少率為37.55%;高等級生境質(zhì)量區(qū)域面積增長最顯著,凈增長908.40 km2,增長率為39.65%。巴林右旗2005、2010和2015年平均生境質(zhì)量指數(shù)分別為0.457、0.577和0.528,10 a間,平均生境質(zhì)量總體表現(xiàn)為上升趨勢,表明研究時段內(nèi)該區(qū)域生境質(zhì)量總體趨于好轉(zhuǎn)。

圖1 2005—2015年巴林右旗生境質(zhì)量等級分布及變化

表8 2005—2015年巴林右旗不同等級生境質(zhì)量區(qū)域面積變化

Table 8 Area change of habitat quality index in 2005-2015 in Bairin Right Banner

生境質(zhì)量等級生境質(zhì)量指數(shù)值2005—2010年2010—2015年2005—2015年面積變化/km2變化率/%面積變化/km2變化率/%面積變化/km2變化率/% 低 0～0.15 232.1830.66 355.3735.92 587.5577.60 較低>0.15～0.35-1 519.55-41.39141.056.55-1 378.50-37.55 中等>0.35～0.60-512.83-18.81133.016.01-379.82-13.93 較高>0.60～0.75416.2780.96-153.91-16.54262.3651.03 高>0.751 383.9460.40-475.54-12.94908.4039.65

由圖1可知,10 a間,巴林右旗生境質(zhì)量明顯降低的區(qū)域主要集中于北部的索博日嘎鎮(zhèn)和南部的西拉沐淪鎮(zhèn),生境質(zhì)量指數(shù)明顯升高區(qū)域則集中于查干諾爾鎮(zhèn)、查干沐淪鎮(zhèn)和大板鎮(zhèn)。

4 討論

長期以來,受歷史自然條件和人為因素的影響,西部地區(qū)生態(tài)條件惡劣,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量低下。為此,我國實施了天然林保護(hù)工程、退耕還林還草工程、京津風(fēng)沙源治理專項工程和草原三牧(禁牧、休牧、輪牧)工程等一系列生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)工程。隨著各項工程及后續(xù)工程的階段推進(jìn),生態(tài)恢復(fù)成效評估也提上日程。土地利用變化是生態(tài)恢復(fù)最直觀的變化結(jié)果,由此產(chǎn)生的生境質(zhì)量變化反映了生態(tài)恢復(fù)的目的和效果?；谕恋乩米兓纳迟|(zhì)量評估為生態(tài)恢復(fù)成效評估提供了途徑。

退耕還林還草、圍封禁牧和季節(jié)性休牧是內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯區(qū)實施的主要生態(tài)工程類型[32]。自2005年以來,巴林右旗基本建立了全旗的禁牧、休牧制度,對自然資源生態(tài)功能的恢復(fù)起到了促進(jìn)和示范作用[33]。2005—2015年的10 a間,由于實施了退耕還林還草等生態(tài)工程措施,巴林右旗旱地向草地和林地的轉(zhuǎn)換效果顯著,耕地面積持續(xù)減少,濕地、林地面積顯著增加,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體表現(xiàn)為好轉(zhuǎn)趨勢,生態(tài)恢復(fù)取得了一定成效。

InVEST模型彌補(bǔ)了傳統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估方法的不足,為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估提供了有效途徑。近年來,作為InVEST模型功能模塊之一的生境質(zhì)量評估得到了較多應(yīng)用。然而,在生境質(zhì)量評估中,該模型仍存在一定不足,如模型通過累加脅迫因子對生境質(zhì)量的影響來獲取研究區(qū)生境質(zhì)量,但脅迫因子的簡單累加并不完全等同于各脅迫因子的綜合影響作用,所以模型在使用過程中仍需進(jìn)一步改進(jìn)和完善[24]。此外,農(nóng)牧交錯帶屬于生態(tài)交錯帶地區(qū),受外界因素影響會產(chǎn)生顯著的邊緣效應(yīng),與一般區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)相比,相同威脅因子可能會產(chǎn)生加倍效應(yīng),如何進(jìn)一步科學(xué)合理地確定生態(tài)交錯帶生態(tài)系統(tǒng)對生境威脅因子的敏感度,將是需要進(jìn)一步研究的重要內(nèi)容。

5 結(jié)論

(1)2015年,巴林右旗土地利用類型以草地、林地和耕地為主,面積分別為4 679.51、2 401.00和1 350.03 km2,分別占全旗土地總面積的46.98%、24.11%和13.55%。

(2)2005—2015年,濕地、林地和建設(shè)用地面積持續(xù)增加,其中以濕地面積增長最為顯著,增長率為91.80%,耕地、草地和未利用地面積有所減少,特別是耕地面積持續(xù)減少。旱地向草地和林地的轉(zhuǎn)換較顯著,說明退耕還草、退耕還林等工程的實施對于該地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)起到了一定促進(jìn)作用。

(3)2005—2015年,生境質(zhì)量指數(shù)表現(xiàn)出明顯的空間分異特征,2005年,較低等級生境質(zhì)量區(qū)域面積占比最大,而2010、2015年則均以高等級生境質(zhì)量區(qū)域面積占比為最大;生境質(zhì)量空間分布的總體特征表現(xiàn)為北部高、南部低,10 a間,巴林右旗生境質(zhì)量明顯降低的區(qū)域主要集中于北部的索博日嘎鎮(zhèn)和南部的西拉沐淪鎮(zhèn),生境質(zhì)量指數(shù)明顯升高區(qū)域則集中于查干諾爾鎮(zhèn)、查干沐淪鎮(zhèn)和大板鎮(zhèn)。

(4)10 a間,高、較高和低等級生境質(zhì)量指數(shù)面積均有所增加,其中,較低等級生境質(zhì)量指數(shù)面積減少最顯著,減少率為37.55%;高等級生境質(zhì)量指數(shù)面積增長最顯著,增長率為39.65%。10 a間,平均生境質(zhì)量指數(shù)由0.457提高到0.528,總體表現(xiàn)為上升趨勢,表明該區(qū)域生境質(zhì)量總體趨于好轉(zhuǎn)。