基于供给—消耗关系的蒙古高原草地承载力时空变化分析

在全球气候变化与人类活动加剧的双重影响下,蒙古高原草地放牧超载与草地退化问题不断凸显。如何从畜牧业生产对草地利用强度角度揭示草地生态系统的人地关系,对草地资源可持续利用对策研究至关重要。基于生态系统供给与消耗平衡关系,利用卫星遥感数据与畜牧业统计数据,分析蒙古高原草地生态系统的生态承载状态,研究不同政策背景和资源禀赋条件下草地生态系统承载压力的区域差异特征。研究结果表明:(1)内蒙古自治区和蒙古国两地不同的政策和习俗深刻影响了牧民对草地的利用方式,使得两地畜牧业生产结构产生显著差异,内蒙古自治区牲畜类型组成区域差异性大、总量相对平稳,而蒙古国牲畜数量增加显著、牲畜类型组成区域分布更为均匀。(2)内蒙古自治区和蒙古国草地消耗量均呈现出明显的上升趋势,蒙古高原草地资源消耗总量在2014年超出了供给量,其中内蒙古自治区草地资源消耗量在2005年超出了供给量,而近年来蒙古国的草地资源消耗量也逐渐逼近供给量。(3)2000-2016年间,蒙古高原草地承载压力不断增大,整体从盈余状态变为临界超载状态,持续严重超载地区主要出现在荒漠草原地区,并逐渐向典型草原及农牧交错区推进;蒙古国自2003年起富富有余状态区逐步减少且严重超载区逐步增多,内蒙古自治区则受生态保护政策的影响呈波动性变化。通过定量分析内蒙古自治区和蒙古国草地承载状况的时空差异性,所揭示出的不同社会经济背景下畜牧业生产结构与强度的变化规律可为草地资源管理提供科学依据。     

藏北高寒草地生态系统服务价值评估

藏北高寒草地是我国重要的畜牧业生产基地和生态安全屏障.然而,高寒草地退化使生态系统服务功能减弱,生态服务价值降低,不仅严重影响了藏北高原畜牧业生产和牧民生活,而且直接威胁到区域生态安全及东亚水资源安全.因此,本研究在综合考虑草地生态系统的地域差异性、空间异质性和区域经济发展水平差异性的基础上,选择了贡献率较高的12项指标,对藏北那曲不同类型和不同退化程度高寒草地的生态服务价值进行评估.结果表明,藏北那曲地区高寒草地生态系统的年总生态服务价值为1199.07亿元,其中,高寒草原、高寒荒漠、高寒荒漠草原和高寒草甸提供的生态服务价值分别占总生态服务价值的62.9%、1.5%、8.0%和28.1%.从退化程度上看,未退化、轻度退化、中度退化和严重退化草地提供的生态服务价值分别占总生态服务价值的54.9%、29.3%、11.0%和4.8%.     

草原生态补偿:减畜和补偿的对等关系

中国草原生态补偿是通过补助和奖励的政策手段达到减畜和草畜平衡的政策目标,最终使牧民收入不减少的条件下草原退化得到减缓。论文首先从理论上提出一个分析草原生态补偿减畜和补偿对等关系的框架,然后以内蒙古四子王旗查干补力格苏木为例,对草原生态补偿减畜和补偿的对等关系进行了实证分析。实证分析结果表明:因为超载情况存在空间异质性和牧户差异性,实际的超载率较统计的超载率被低估了。补偿在区域总量上是不足够的,维持区域总量补偿足够的草畜平衡奖励标准应为28.5元/hm2。减畜和补偿存在严重的不对等关系,47.9%的资金给了那些不需要减畜的牧户,减畜比例0%;5.5%的资金给了那些需要减畜也愿意减畜的牧户,减畜比例1.2%;46.6%的资金给了那些需要减畜但只愿意部分减畜的牧户,减畜比例98.8%。预期能够实现的减畜比例仅为8.3%,由于牧户超载程度存在显著的差异,预期能够实现的减畜比例对草畜平衡奖励标准和每羊单位损失均不敏感。为了达到草原生态保护的目的,保障减畜的有效达成,应该将超载程度纳入草畜平衡奖励的政策设计中。中小牧户是草原超载的主体,"将超载程度纳入草畜平衡奖励的政策设计"的真正含义是"将草畜平衡奖励向中小牧户做出适当倾斜"。"超越"草畜平衡奖励,减少中小牧户的数量,扩大牧户的草场经营规模,促进牧区牧户的适度规模经营才是实现草原可持续发展的出路所在。     

青藏高原天然草地载畜能力及草畜平衡状况研究

青藏高原草地植被和牲畜是影响该地区生态环境的主要影响因素, 因此, 研究此两项因素及 其之间的关系, 对于保护青藏高原生态环境、促进经济发展具有重要的意义。为此, 论文利用 2003-2004 年青藏高原天然草地产草量观测资料, 经过GPS 定位, 与NOAA/AVHRR 植被指数建 立了天然草地产草量反演模型及不同区域尺度天然草地年最大产草量、载畜量估算模型; 同时, 利 用粮食、油菜、青饲料等农业产量和林地面积等资料, 估算了青藏高原精、粗饲料的载畜能力, 分别 建立了天然草地以及考虑补饲后的草畜平衡监测模型, 分析了青藏高原及其县、地、省等不同区域 天然草地以及区域总体牲畜承载能力和草畜平衡状况。结果表明: 青海和西藏在天然草地和农业等 其它补饲共同承载下, 2003-2004 年年平均最大载畜能力分别为3 140×104、2 865×104 只标准羊单 位, 超载率分别为16%、78%, 两省平均超载率为45%。分地州来看, 两省除青海的果洛州和玉树州 实际牲畜数量没有超过当地的最大承载能力、青海海西州和西藏林芝地区草畜基本平衡以外, 其余 地州均有不同程度的超载, 其中果洛州和玉树州天然草地牲畜超载率分别为- 11%、- 26%, 利于“三 江源”地区天然草地植被的恢复和生态环境的改善; 青海黄南州、海北州、海南州、西宁市、海东地区 和西藏昌都、那曲、阿里地区牲畜超载率为45%～97%, 西藏拉萨市、日喀则、山南地区达115%～ 153%, 这些地区应适当降低牲畜数量或加大补饲力度, 以减轻对当地生态承载的压力。青海牲畜超 载的县主要位于东部, 西藏超载的县主要位于西部和南部大部地区。     

青海省草地畜牧业可持续发展战略与对策

青海省有可利用草地3161×104hm₂,是我国五大牧区之一。在长期传统游牧畜牧业经营方式下 ,对草地缺乏有效的保护和科学的管理 ,片面追求牲畜存栏数 ,超载过牧现象普遍存在 ,导致草地退化问题严重 ,生态环境破坏 ,自然灾害频繁 ,畜牧业经济效益低下。在这样的基础上实施草地畜牧业可持续发展战略 ,需要执行科技兴牧 ,教育先行 ;强化畜牧业生产基础 ,经济效益和生态效益并重 ;大力促进畜牧业产业化 ,走商品化生产发展道路的方针。推行高效集约化经营的畜牧业生产模式 ,发展具有高原特色 ,具有市场竞争力的特色畜产品生产 ,在实现畜牧业向高效益产业转变的基础上顺利地实施生态环境治理和草地资源保护 ,从而达到畜牧业可持续发展的目的。     

农牧交错区农户生态足迹及其影响因素

利用农牧交错区典型区域农户调查数据,从生产和消费两个方面分析了农户生态足迹及其影响因素。研究结果表明：1）农户生产足迹远远高于消费足迹,草地生产足迹和草地消费足迹分别对农户总生产足迹和总消费足迹具有决定作用;2）农户生态足迹,尤其是草地生产足迹和草地消费足迹与收入水平具有显著正相关关系,农户从事非农就业一定程度上降低了对当地自然资源的占用和消耗;3）少数民族户、畜牧业收入占比大、人均牧草地多的农户,虽然耕地生产足迹和耕地消费足迹较小,但总生产足迹和总消费足迹、草地生产足迹和草地消费足迹均较大。基于农牧交错区脆弱生态系统,建议通过完善生态补偿机制、改变农户粗放化的畜牧业生产方式、促进农户非农就业,降低农户对本区域生态系统的压力。     

内蒙古天然草地资源精细化气候区划研究

根据内蒙古107个气象站资料,利用梯度距离平方反比法,推算出内蒙古自治区气候数据的千米网格数据图形。根据内蒙古实际草原类型和畜种结构的分布规律,确定了内蒙古5类草原类型、6个产草量等级和5类主要放牧家畜地理分布的气候区划指标。利用气候区划指标,对栅格点气候数据进行分级,绘制了内蒙古自治区天然草原草地类型、产草量和主要放牧家畜地理分布的区划图,并分区进行评述。研究结果可为内蒙古畜牧业生产区域合理布局提供科学依据。     

中国草地资源利用：生产功能与生态功能的冲突与协调

草地生态系统具有多功能性,既提供多种畜牧产品,同时也具有多样化的生态服务,诸如防风固沙、保持水土、维持生物多样性等。因此,健康的生态系统是生产功能与生态服务和谐并存的统一体。我国有各类天然草地 4×10⁸hm²,其中80%的草地主要分布在干旱、半干旱的北方地区,即主要分布在兴安岭-燕山-吕梁山-秦岭-西藏高原东缘一线以西的广大地区, 这一地区自然条件差,生态系统脆弱。因此,草地生态系统具有保障北方地区畜牧业发展和维护我国生态安全的双重角色。1949年以来,我国草地资源利用中由于长期追求生产功能最大化,忽视了对生态功能和服务的养护,造成生态系统退化,从而影响生态服务的发挥,导致了生产功能与生态服务的冲突。一是在突出生产功能的政策导向下,片面追求草地生产功能最大化,导致大量优质草地被大面积开垦,天然草地资源缩减,出现结构性和功能性的生态退化,生态服务功能受到显著损害。二是由于生产要素投入不足,使得草地系统输出和输入不平衡,难以维持正常的物质和能量循环过程,从而导致生产功能与生态功能的冲突。这主要是由于草地资源是我国的公共财产资源,即使实行草地承包制度后,所有权和使用权的分离,加上缺少政策制度的约束,因此形成了牧民对草地资源的掠夺式利用。三是我国畜产品生产需求增长与生态功能保护需求的矛盾愈加突出。在草地资源开发利用中“重用轻养”的失误既阻碍了我国草地畜牧业的现代化进程,更加剧了我国草地生产功能与生态服务的冲突。所以,在我国人口趋多,耕地趋少,粮食趋紧、畜产品消费趋增的态势下,充分利用占国土面积41%的草地资源,建立生态保护约束下的草地资源利用模式,协调草地生态系统的生产功能和生态服务关系,是解决我国耕地资源不足、维护我国生态安全的重要途径。     

基于遥感估产的2006—2015年青海果洛与玉树地区草畜平衡分析

三江源区草地资源丰富,开展草畜平衡研究,可为草原环境保护和区域经济可持续发展提供决策支持。论文以青海省果洛藏族自治州和玉树藏族自治州作为研究区,基于产草量反演和载畜量计算,结合草畜平衡指数和草地载畜压力指数两大指标开展草畜平衡分析。结果表明：2006—2013年两自治州的平均草畜平衡指数自47.1%变化至-13.8%,草畜平衡状况整体在不断改善,2014—2015年超载情况有所加重;相比于果洛藏族自治州的年均草畜平衡指数为38.15%,玉树藏族自治州的年均草畜平衡指数为33.51%,草畜平衡状况较好。建议两地区有关部门加强规划和政策调控,按照“以草定畜”的原则加强草畜平衡精细化管理,并以大数据驱动草畜平衡决策支持信息化建设。     

生态补偿对象的空间选择研究——以甘南藏族自治州草地生态系统的水源涵养服务为例

生态补偿对象的空间选择研究是生态补偿机制的基础性和支撑性研究,对建立高效合理的生态补偿机制具有十分关键的作用。目前国内在生态补偿的理论和实践研究中很少专门研究补偿对象的选择问题,这种不考虑空间异质性对整个补偿区域实施统一的标准补偿势必会影响到补偿的效率。有鉴于此,基于补偿资金效率考虑,构建以土地所有者提供的生态系统服务、土地所有者的参与成本和生态系统服务受损风险为参数的空间选择模型,以甘南藏族自治州草地生态系统水源涵养服务为例,乡镇为基本研究单元,采用聚类分析法将全州划为五大等级补偿区:优先补偿区、次级优先补偿区、次级补偿区、临界补偿区和潜在补偿区或可能补偿区。对各级补偿区的特征分析结果表明:①草地生态系统的优先补偿主体主要分布在纯牧区,而非优先补偿区主要分布在半农半牧区、林业区和农业区;②基于补偿资金效率考虑的补偿优先度与草地生态系统退化风险呈现高度的吻合状态,草地生态系统的优先补偿区又是高退化风险区(生态脆弱区);③草地生态系统的补偿效率与生态重要性呈现出吻合的状态,即草地生态系统的优先补偿区又是重要生态功能区;④甘南州近17%的草地为低效率和无效率补偿区,也是非生态脆弱区和非重要生态功能区,基于生态脆弱性、生态重要性和补偿效率考虑,这部分草地可暂时给予较低标准的补偿。     

Urbanization and environmental policy effects on the future availability of grazing resources on the Mongolian Plateau: Modeling socio-environmental system dynamics

The rangelands of the Mongolian Plateau are dynamic socio-environmental systems that are influenced by a complex network of drivers, including climate, social institutions, market forces, and national-scale policies affecting land access and management. The sustainability and resilience of rangelands in this region depend on the ability of residents and policy makers to quickly respond by adapting livelihoods and land uses to changes in environmental and socio-economic conditions, but the responses of the system to these changes are often non-linear and difficult to predict. We developed a system dynamics model to understand how the human, natural, and land-use processes in the Mongolian rangeland ecosystem interact to produce dynamic outcomes in both grassland productivity and livestock populations. We developed two separate models based on a common integrative framework for two case study areas: Suhkbaatar Aimag in Mongolia and Xilingol League in Inner Mongolia. We used future scenarios for each region generated with stakeholder input to forecast trends in grassland area, livestock numbers, and biomass under alternative climate, socioeconomic, and land-use futures. By incorporating stakeholder-developed scenarios, we were able to explore future scenarios tailored to the particular questions and concerns relevant to the individual study areas. We find that while there are many similarities in the factors driving system dynamics in the two countries, the trajectories of key grassland resources are quite different, both between the two study regions and across the individual scenarios. Environmental policies play a key role in Xilingol, while economic development is a key driver in Sukhbaatar. Urbanization dynamics will be a major influence on the availability of grassland resources in the future.     

西藏生态安全屏障保护与建设工程的宏观生态效应

西藏高原是我国重要的生态屏障、江河源区与生物物种基因库,为了保障其生态功能的持续有效发挥,2008年开始实施西藏高原生态安全屏障保护与建设工程。论文基于工程规划目标,通过对比监测2000—2008年与2008—2015年西藏高原生态系统及其关键服务的时空变化,科学地评估西藏高原生态工程的生态效应。结果表明：工程实施前、后8 a相比,1）西藏高原生态系统格局稳定少动,生态系统宏观状况趋向良性发展。森林面积持续增加,荒漠面积显著减少,水体与湿地面积从减少转变为增加。2）草地退化趋势明显减弱、草地恢复态势显著,退化草地占比下降了19.9%,恢复草地占比增加了33%。植被覆盖度增加趋势明显,平均提高了1.9%,特别是高寒草甸类。草地载畜压力明显减少,牧草供给能力提升,草畜矛盾有所缓解。3）生态系统水源涵养能力增加,碳汇总量略有提高,防风固沙服务能力稳步上升。然而,降雨量增加导致降雨侵蚀力增强,植被覆盖度增加但植被根系土壤层无法短时期内恢复,从而导致土壤保持服务能力有所下降。4）西藏高原的暖湿化气候有利于减缓荒漠化进程并促进生态系统恢复,而生态安全屏障保护与建设工程的实施对西藏高原生态系统服务能力的提升特别是工程区局部生态恢复具有一定的正面作用。     

新时代生态文明背景下中国草原分区与功能辨析

草原是重要的自然资源和生态系统,具有十分重要的生态功能（如水源涵养、水分调节、水土保持、初级生产、气候调节和生物多样保护）和社会经济价值（如牧业生产、牧民生计维持、牧区文化传承等）。科学保护、合理利用和有效恢复是草原资源和生态系统可持续管理的根本基础。2018年国家机构改革后草原主体功能从生产转向生态,草原在生态文明建设中的地位凸显。在新时代生态文明建设快速推进过程中,对标国家“山水林田湖草”生命共同体系统治理的总体战略,聚焦绿色发展和美丽中国建设的基本理念,提出基于地理分异和功能特征的草原分区方案,是推进草原资源高质量管理亟待解决的核心问题之一。利用文献调研、专家问卷调查和会议咨询等方法,构建以“生态保护优先、兼顾绿色发展”为主导思想的中国草原分区体系,提出生态地理单元分异原则、主体功能优先原则、产业布局协调性原则、历史传统相结合原则、行政边界完整性原则,提出了区、亚区和小区三级分区体系的主要指标、命名方式、功能判定及产业布局的厘定方法,将全国草原分为5个区（内蒙古高原草原区、西北山地盆地草原区、青藏高原草原区、东北华北平原山地丘陵草原区、南方山地丘陵草原区）、47个亚区、2899个小区,并给出了不同分区的主导生态功能及产业发展方向。分区结果具有综合性、协调性和时代性,可以为新时代草原生态文明建设和山水林田湖草系统治理提供科学支撑。     

中等城市居民生活消费生态系统占用的比较分析——以泰州、商丘、铜川、锡林郭勒为例

论文引入生态足迹用于分析城市居民消费,通过选取代表不同经济水平和具有不同消费特点的泰州、商丘、铜川、锡林郭勒4个地级市(盟),从生态系统占用角度计算并分析了不同地区中等城市居民生活消费生态系统占用的差异。结果表明:泰州、商丘、铜川90%左右的生态占用来自人们对吃穿的消费,而锡林郭勒这部分的占用则不到70%,其相当一部分占用是来自为了克服较差的气候条件而产生的取暖用煤量;位于草原地区的锡林郭勒多消费牛羊肉,对草地的人均占用多达0.333hm2,是其他地区的数倍,位于长江流域的泰州水产消费较其他地区多,对水域的人均占用达到了0.116hm2,另外三地仅及其16%～45%。结合4城市的生态空间分析发现,仅商丘、泰州、铜川的城镇居民生活消费所占用的生态空间就已经超出了整个城市地区的生态承载水平,即使是地广人稀的锡林郭勒,城镇居民生活消费的生态占用也已接近全盟生态承载的1/2。显然,城市是一类典型的生态赤字区,如何有效调节城市居民的消费方式与消费结构,对于促进城市的可持续发展具有十分重要的意义。     

我国典型陆地生态系统固碳重要区范围界定

全球变暖已成为当今最主要的全球性环境问题之一,建立固碳重要区也是应对全球气候变化的重要途径之一.根据我国陆地生态系统现状以及固碳相关的最新研究结果和政府文件,以森林、草地生态系统为主要研究对象,采用GIS空间叠置分析方法,界定我国典型陆地生态系统固碳重要区(注:涉及“全国”的各要素范围均未包含港澳台地区)的空间范围.研究结果:固碳重要区评价指标体系包括生态系统碳储量、碳汇和固碳潜力3个核心因子,界定过程包括界定范围选择、固碳高值区识别、固碳重要区范围确定和分区命名等步骤.在全国尺度界定了森林、草地两大类共计20个固碳重要区,总面积285.6×104 km2.其中,森林生态系统固碳重要区主要分布在我国东北部、西南部的深山区和东南部的山地丘陵,草地生态系统固碳重要区主要分布在内蒙古高原中东部、新疆西北部山地和青藏高原东南部.固碳重要区面积占全国国土总面积的29.8%,所提供的NPP(净初级生产力)量占全国NPP总量的40.7%,固碳能力是全国平均水平的1.37倍.固碳重要区范围界定结果符合“以较小面积获取较大服务”原则,适于作为我国实现碳减排目标的优先保护区域.      

深入认识生态承载力的空间构成发展节约化畜牧业的初探

内蒙古自治区位于祖国北部边疆，地域辽阔，是我国北疆的绿色屏障，由于自然条件的制约，草场保护与草地资源利用间的矛盾比较突出。近几年我区的过度放牧和养殖，使草地面积退化，而且草地建设严重滞后。我区有得天独厚的风能和水资源，但资源分布不均，东部地区水资源和草地资源丰富，而中西部地区风能资源丰富，如何充分认识与利用资源空间有机组成，充分利用生态承载力，实现生存与生态良性发展，则显得十分重要。本文要结合我区的风、水、土、草等资源的分布条件，探讨我区走协调发展的道路。     

藏北高原自然资源的利用与保护

藏北高原面积约60万km²,海拔在4500m以上,为青藏高原的主体。其气候寒冷干燥,人迹稀少,以高寒草原为主的生态系统基本保存完好,其天然草地辽阔,各类可利用草地面积占土地总面积53％,为西藏最大牧区,适宜发展地毯毛羊--藏绵羊。这里栖居着许多青藏高原特有的国家一、二类保护动物及有一定经济价值动物资源。高原上湖泊众多,湖泊面积占全国湖泊总面积的1/4以上。其中许多盐湖盛产有工业开采价值的食盐、天然碱及硼、锂、钾等重要稀有元素,为我国主要矿盐产地和远景开发区。目前因草地生态脆弱和利用不当,已有4％草地退化,沙地面积扩大,野生动物栖居范围也趋缩小;少数盐矿产地环境有所污染,盐湖资源浪费较大。所以适度利用天然草地、保护野生动物和综合开发盐湖资源,防止自然生态环境的恶化乃是开发藏北高原生物矿产资源的重要战略措施。     

内蒙古草地生产力资源和载畜量的区域尺度模式评估

在气候变化和人类活动的干扰下熏内蒙古草地在过去50年里产生大面积的退化沙化。论文在大气植被相互作用模式穴AVIM雪的基础上发展了一个区域评估模型AVIMia。该模式包括陆面物理过程、植被生长过程和草地利用模式,用来评估放牧利用和气候变化对草地生产力和载畜量的影响。结果表明:内蒙古草地区域生产力剧烈的年际变化与降水量密切相关,而与温度没有明显相关关系。模式估计内蒙古草地总的地上生产力为771.7×108kg/a,可食地上生物量为498.1×108kg/a,典型草原和草甸草原占了大部分的生产力。据此推算的内蒙古地区总的载畜量为45.51×106羊单位,与1997年实际载畜量比较,超载100%。因而熏提出过牧可能是内蒙古草地大面积退化沙化的主要原因,甚至超过气候变化的影响。