题名典型半干旱草原 生态系统健康时空演变特征与多目标管理研究
作者曹飞飞
答辩日期2020-09
文献子类博士
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师邓红兵 ; 吴钢
关键词半干旱草原,生态 系统健康 ,驱动力量化,保护支付意愿,福祉水平 semi-arid Grassland, Ecosystem Health, Driving FacTors Quantification, Willingness To Pay, Human Well-being
学位名称理学博士
其他题名Study on the S patiotemporal Evolution Characteristics of E cosystem Health and Multi objective Manage ment of the Typical Semiarid Grassland
学位专业生态学
英文摘要

    我国半干旱区草原承担着我国国民经济发展和维持生态安全的双重角色既是我国畜牧业发展的重要基地,也是我国重要的生态屏障。自然条件的变化和人为活动及生态修复政策的实施均会对半干旱草原生态系统的质量产生重要影响,进而影响到国家的生态安全和居民的福祉水平。本研究针对半干旱草原典型区域 内蒙古锡林郭勒盟草原,从宏观尺度分析了区域草原生态系统的健康 变化、驱动力分析及量化,以及从 社区角度 分析了草 原区居民对草原 生态环境 变化感知、福祉水平和生态系统服务功能重要性及保护支付 意愿 ,并基于以上的综合研 究为半干旱草原的可持续发展和居民的福祉水平提出针对性的政策建议。研究主要结论如下:

    1. 从生态系统 景观构成 和变化分析, 2000 2015 年间 具有重要生态价值的草地、水体、湿地面积缩减严重,面积分别减少了 532.93 km 2 、 352.68 km 2 、197.35 km 2 ,而建设用地迅速扩张,草地荒漠化和裸地化面积持续增加 15 年间其面积增长了 599.64 km 2 464.73 km 2 和 159.48 km 2 。在景观 类型 水平上, 草地一 直是区域尺度的优势景观,草地、水体、湿地、农田类型斑块的优势度 减弱,建设用地、荒漠的优 势度上升 。在景观水平上, 锡林郭勒盟景观破碎化程度呈现降低趋势,斑块的形状进一步复杂和不规则化,在景观的连通性和集聚程度上整体相对保持稳定,而锡林郭勒盟景观异质性和丰富度略有增加,景观多样化发展。

    2. 2000 2015 年,锡林郭勒盟主要生态系统服务功能单位面积土壤保持量、 水源涵养量 、净初级生产力、防风固沙量分别为 18.33 t/hm 2 、 33.17 mm/a 、191.66 gC·m 2 ·yr 1 、 79.19 t·hm 2 ·a 1 ,提供的生态系统服务 功能 总量多年均值分别为 3.66 亿吨、 66.7 亿 m 3 、 38566.7 0 Gg C 、 15.92 亿吨。 2000-2015 年,除了水源涵养量 减少( 38.92%38.92%),土壤保持量、净初级生产力、防风固沙量分别增加了 5.65% 、 26.92% 、 1.43% 。

    3. 通过 VOR 综合指数方法耦合草原区重要生态系统服务 功能 ,定量评估锡林郭勒盟生态系统的健康状况。研究发现, 2000-2015 年生态系统健康指数格局整体呈现由东向西方向递减的空间分布特征。东部草甸草原区健康指数最高,中部典型草原区次之,西部的荒漠草原健康指数最低。 2000 2015 年锡林郭勒盟草原整体健康指数有小幅度提升,健康指数均值从 0. 32 提高到 0.34 ,增幅为 6.25% 。其中锡林浩特、东乌珠穆沁旗、阿巴嘎旗、太仆寺旗健康指数增幅比较明显,增幅分别为 11.76% 、 11.11% 、 10% 和 6.25% 。而镶黄旗和正镶白旗生态系统健康出现明显下降,降幅分别为 6.67% 和 2.70% 。

    4. 在时空尺度上分析 了草原生态系统质量变化的驱动因素,在空间变化上,影响生态系统 质量 的自然因子主要是降水,气温,坡度 。 社会经济因素主要是农业 GDP 和畜栏畜圈面积。土地利用变化是造成 生态系统服务功能 量变化 的重要因素,农田 与草地 的转换,导致草地生态系统的服务功能提升,土壤 保持 量 、
水源涵养量 、净初级生产力、防风固沙量分别增加了 44.65 万吨、 474.99 万 m 3 、73.89 Gg C 、 78.01 万吨,而草地向裸地、荒漠和建设用地的转变导致草地生态系统土壤保持、 水源涵养 、净初级生产力、防风固沙量 分别 减少了 23.69 万吨、3525.10 万 m 3 、 106.93Gg C 和 349.11 万吨。

    5. 以 净初级生产力( NPP 表征草 原 生态系统质量 指标 ,基于锡林郭勒盟草 原 实际净初级生产力和潜在净初级生产力趋势变化,定量区分气 候变化和人类活动对草 原 退化或恢复的影响。 2000 2015 年,草 原 修复和退化面 积分别占
草 原 总 面积 85.36% 和 14.64% 。气候的暖湿化,尤其是降水的增加主导了草 原的 恢 复,而生态修复工程和多样化的放牧管理促进了草 原 的恢复。 其中, 完全由气候驱动所占面积最大( 83645.10 km 2 ),其次为气候和人类活动的共同作用57610.01 km 2 )贡献比例分别为 84.15% 和 15.85%15.85%,而完全由人类主导的恢复面积为 1689.50 km 2 。 但是, 人类活动是草 原 退化的主导因素,退化面积为22848.48 km 2 主要 分布在 西南荒漠草原区域和南部农牧交错区 。 高强度的土地利用和牲畜超载仍然是该区域 主要问题,应重点关注,优化草原管理 。
6. 基于 社区 尺度调查研究,具有不同生计的牧民和非牧民在生态环境变化感知 、生态系统服务保护支付意愿 等方面存在显著差异。 大部分受访者察觉到生态环境的恶化,而 水资源减少、 牧草 产量下降和动植物减少是目前居民 普遍认同的生态环境问题。 受访者对草地的生态功能有一定认知 ,但普遍关注与自身有直接利益关系的生态 系统 服务 功能 ,而忽略了其它调节功能和文化功能 。当地居民具有较高 的 草原 保护 支付 意愿, 6 7.3 的受访者愿意为生态系统服务的提升支付一定的费用 ,希望 聚焦于 荒漠化和水资源的治理。但是,仍有 32 .7的受访者 不具有支付意愿,主要受到家庭收入低和对政府信任度的影响。此外,居民收入水平、居住年限、生态环境恶化感知、生态环保建设关注度是影响支付意愿的主要因素。
7. 在居民福祉水平方面,居民福祉水平整体较高,社交关系满意度得分最高( 3.84 ),其次为基本的物质条件 3.74 )、健康 3.70 ),而安全 3.68 )和自由选择的满意度最低( 3.54 )。 具有不同生计的牧民和非牧民在 社交关系和自由
选择上的满意度要高于非牧户。 生态环境恶化感知对居民福祉产生了负面影响,
尤其是 牧草产量 的下降、水资源的减少影响到了居民福祉的 多个维度,此外,居民的收入水平、教育水平对居民福祉具有正向作用。
    8. 最后结合草原生态系统健康 变化 、驱动力分析 和 草原社区居民调查 针
对半干旱草原从草原区域差异化管理、草地恢复与利用管理、草原产业优化管
理、 公众参与管理和生态环境监测与预警管理等方面提出了多目标的管理体系 。

 

页码158
内容类型学位论文
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/43552]  
专题生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
曹飞飞. 典型半干旱草原 生态系统健康时空演变特征与多目标管理研究[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2020.
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