锡林郭勒盟和锡林浩特市草原生态系统服务与人类福祉的关系研究综述

2019-03-15 05:56刘佳佳黄甘霖
草业科学 2019年2期
关键词:牧户福祉牧民

刘佳佳,黄甘霖

(1. 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室 / 人与环境系统可持续研究中心,北京 100875;2. 北京师范大学地理科学学部资源学院 / 土地资源与区域发展研究中心,北京 100875)

锡林郭勒盟(下称“锡盟”)位于内蒙古自治区的中部,是京津冀北部的天然屏障。锡盟下辖2个县级市、1个县、9个旗和1个管理区。其中,锡林浩特市(下称“锡市”)为盟政府所在地,位于锡盟草原的中部,是锡林郭勒盟的政治、经济和文化中心。锡盟和锡市以草地生态系统为主,自然资源丰富,依托畜牧业承载着传统的游牧文化。20世纪80年代以来,受气候变化、城市化和采矿业旅游业等新型产业的影响,锡盟和锡市的草原生态和牧民福祉都经历了巨大的变化,面临着新时代的机遇和挑战。如何基于自身的生态环境特点、更好地利用多种资源,维持生态系统服务,提高当地居民的人类福祉,是当地决策者和大量研究者共同关注的议题。

可持续性科学聚焦于生态系统服务和人类福祉二者的相互关系,探讨生物多样性、生态系统过程,以及气候变化、土地利用变化等社会经济因素对二者关系的影响[1]。可持续性科学以景观和区域作为主要研究尺度,强调空间显式、因地制宜和致用之学的特点[2],以维持和改善生态系统服务和人类福祉为目标[3-4]。为推进锡盟和锡市的可持续性案例研究,探讨草原生态系统服务和人类福祉之间的关系,本文对锡盟和锡市的已有研究进行系统性综述,在景观可持续性科学的研究框架下[2],归纳总结已有研究的主要成果和发现,为下一步系统分析锡盟和锡市的生态系统服务与人类福祉关系奠定基础。

1 检索方法和检索结果

为了全面了解以锡盟和锡市为研究地的可持续性相关研究,在中国知网进行了两次检索。首先,为了解在锡盟开展的可持续性研究工作,以“锡林郭勒”作为关键词,分别与“生态”、“可持续”、“福祉”、“牧民”组合,针对篇名、关键词和摘要内容检索核心期刊文章,考虑到可持续研究的时效性,检索了2007年至2017年的文章。其次,以“锡林浩特”为关键词,对篇名进行检索,由于研究区较小,相关研究非常有限,仅仅检索2007年至2017年的研究结果不多,因此将时间范围扩大到了1985年至2017年,共得到核心期刊文章和硕博士研究论文共计215篇,这一检索结果包括了在锡市开展的所有研究。在两次检索的基础上,通过阅读题目和摘要,去除了与可持续性研究不相关的文章,共获得193篇文章进行系统性综述。

检索结果包括178篇中文核心期刊论文和15篇硕博士论文。在15篇硕博士论文中,有10篇出自内蒙古农业大学。178篇中文核心期刊论文发表在66个学术期刊,主要发表期刊包括《干旱区资源与环境》(21篇)、《草业科学》(9篇)、《草业学报》(9篇)、《中国草地学报》(9篇)、《生态学报》(8篇)和《资源科学》(7篇)等(图1)。

从发表数量上来看,锡市案例研究在2002年以后开始逐渐增加,由1991-1993年的年均0.6篇跃升至2015-2017年的年均23.3篇(图2)。以锡盟和锡市为案例研究地的可持续性研究在2000年以后开始有少量增加,2007年以后迅速增加,文章数量由2006-2008年的年均6.3篇增加至2015-2017年的年均20篇(图3)。

根据研究议题可以将这些研究分为五大类,包括草原生态系统、牧户福祉、气候变化与灾害、产业结构与发展、城市生态研究(表1)。草原生态系统的研究出现最早且数量最多。牧户福祉研究和城市生态研究在2006年之后开始逐渐增多,其中牧户福祉研究发展迅速,发表文章总数量仅次于草原生态系统研究。气候变化与灾害以及产业结构与发展研究自2000年之后得到持续的关注。城市生态研究是相对获得关注较少的议题(图3)。

图1 锡林郭勒盟及锡林浩特市案例研究的主要发表期刊Figure 1 Main case studies of the Xilingol League and Xilinhot City

图2 锡林浩特市相关研究发表论文数量Figure 2 The number of papers based on Xilinhot City

图3 锡林郭勒盟及锡林浩特市各议题发表论文总数量随时间变化图Figure 3 The number of papers published on five topics in the Xilingol League and Xilinhot City

表1 锡林郭勒盟及锡林浩特市案例研究主要议题Table 1 The main topics for case studies in the Xilingol League and Xilinhot

基于景观可持续科学的研究框架[2],构建了锡市生态系统服务与人类福祉的研究框架,概括以上5项研究议题(图4),将在下文中分别介绍这些研究议题的主要研究内容和发现。

2 草原生态系统

2.1 草原生态系统研究

图4 锡林浩特市生态系统服务与人类福祉研究框架Figure 4 Framework of the relationship between ecosystem service and human well-being in Xilinhot

锡盟草地总面积约为17.6万km2,草地覆盖趋势东高西低,主要的草地类型从东到西依次为草甸草原(乌拉盖、东乌旗和西乌旗)、典型草原(锡市、阿巴嘎旗、正镶黄旗、正蓝旗、太仆寺旗和多伦县)和荒漠化草原(苏尼特左旗、苏尼特右旗和二连浩特市),面积分别为2.2万、8.7万和4.4万km2[5]。草甸草原建群种为羊草(Leymus chinensis)和贝加尔针茅(Stipa baicalensis),典型草原建群种为大针茅(S. grandis)、克氏针茅(Stipa krylovii)和羊草[6],荒漠化草原建群种为短花针茅(S. breviflora)、多根葱(Allium polyrhizum)、沙生针茅(S. glareosa)和小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)等[7]。锡市大部分属于典型草原[8],可食性牧草植物物种数较高[9]。草原生态系统研究主要关注草原植物和草原土壤。草原植物研究从宏观和微观两个尺度研究牧草生长特性和草原植物碳吸收的时空格局变化。草原土壤研究则主要关注土壤水分、土壤养分和土壤硬度。

1999-2012年,锡盟草原返青期整体提前[6],集中在4月中旬到5月中旬[6, 8],空间上由南向北推迟[8]。5月下旬牧草草群高度能够达到10 cm左右,一般此时解除禁牧[8],7月下旬到8月中旬是抽穗开花期,牧草产量、粗蛋白和粗脂肪都达到最高值,是割草贮存的最佳时机[10],8-9月为成熟期,牧草高度和产量在8月末达到最高值[8]。

牧草具有较强的碳吸收能力,不同植物、不同土壤深度的碳含量不同。一二年生植物的碳含量要明显小于多年生禾草、多年生杂草和半灌木;不同科的植物碳含量差异很大,藜科最小[11]。土壤表层碳含量最高,随土壤深度的增加而减小[12]。碳通量存在明显的季节变化和日变化特征[13-14]。非生长季碳通量很小,生长季(5-9月[14])碳通量明显加大[13, 15],夏季6-8月牧草的碳吸收能力最强[14]。一天中上午碳吸收较强,下午较弱[13]。影响碳通量变化的环境因子有温度和降水,主要通过影响土壤呼吸来影响碳循环。研究表明,空气温度的升高和土壤水分的降低都能够抑制土壤呼吸[16-17]。降水需达到一定的量才能对CO2通量产生较明显的影响[13],土壤含水量大于15%时有利于牧草生长[13]。此外,草原管理措施也能影响碳含量,围封和降低牧压(由重度或中度放牧改为轻度放牧)都能够固碳,相比之下,围封的碳固持潜力更大[18],但围封年限过长,碳固持潜力会降低。研究表明,围封8 a的草地中土壤碳含量要高于围封29 a的草地[12]。

牧草生长和草原土壤密切相关。草原土壤研究主要关注土壤水分[19-20]、土壤养分[7]和土壤硬度[21]。锡盟土壤以风沙土为主,部分地区有栗钙土、棕钙土和草甸土等[7]。锡盟草原土壤营养成分在空间上呈现出由东南向西北递减的趋势[7],草甸草原的土壤养分最高,其次是典型草原和荒漠化草原。锡盟各旗县中锡林浩特市天然草地的土壤养分最高,二连浩特市最低[7]。草原土壤总体表现出轻度斥水或者不斥水,但是当雨季或者多雨的年份会表现出较强的斥水性,持续放牧的土壤会在雨量较多的时候最先表现出斥水性[22]。影响土壤水分和地下水位的主要因素是降水强度、降水次数和降水前的土壤状况[20, 23]。土壤硬度随土壤深度的增加而增加[21],锡市北部土壤硬度较大,中部次之,南部沙地较小[21]。

2.2 草原生态系统服务

基于千年生态系统评估中生态系统服务的分类[24],很多研究分别分析了锡盟草原的供给服务、调节服务和支持服务的变化,构建相关的指标体系对锡盟进行生态系统服务分区规划。同时,也有研究关注草原生态系统服务的价值评估,分析其动态变化和影响因素。

草地的供给服务和调节服务在近些年处于下降的趋势。供给服务的降低表现为牧草平均高度的下降。作为内蒙古自治区的牧草高产点之一[25],锡市牧草的平均高度从1992年的37.67 cm降低到2007 年的11.69 cm[26]。有研究者[27-28]通过GRAZFEED模型模拟得出,2003年锡市除达布希勒图苏木以外,其余各苏木的放牧牲畜头数都已超过草地的载畜能力。近些年草地退化加剧,植被生产力降低[29]。1985-1999年期间,锡盟国家自然保护区草地退化面积从76.23%增加到了81.69%,中度退化草原面积增加了38%,重度退化草原面积增加了47%[30]。研究表明,锡盟的防风固沙服务功能保有率(防风固沙服务功能量/土壤风蚀量)在1990-2010年期间处于波动下降的趋势,2002和2006年左右处于波谷[31]。锡盟国家自然保护区每10年因气候变化损失的生态系统服务价值至少为9.5亿元[32]。

为了更清楚地认识锡盟生态系统服务的空间分异特征,有研究基于千年生态系统评估对锡盟进行分区[29, 33],指标包括评估支持服务的净初级生产力、土壤侵蚀强度、草地面积比例和土地质量;评估供给服务的粮食单产、到水源地的距离、耕地面积比例和矿产资源丰度;评估调节服务的多年平均气温、气温变化率、多年平均降水量和降水变化率;以及评估文化服务的景观多样性指数、保护区面积比例、到民族景区的距离、到自然风景区距离和到专题教育基地距离。研究结果将锡盟分为生态系统服务供给区、生态系统服务调节区和生态系统服务支持区,其中生态系统服务供给区的粮食产量较高,淡水资源丰富;生态系统服务调节区降水和温度变化相似,主要表现为调节作用;生态系统服务支持区的植物净第一性生产力及土壤有机质含量较高且相似度很高。空间分布上,生态系统服务供给区主要包括锡盟东南部的太仆寺旗、多伦县、正镶白旗、正蓝旗南部和锡盟东北部的东乌珠穆沁旗东北部、乌拉尔水系;生态系统服务调节区主要在锡盟的西部,包括苏尼特左旗、二连浩特市、苏尼特右旗西部和阿巴嘎旗北部地区;生态系统服务支持区主要在锡盟的中部,包括东乌珠穆沁旗南部、西乌珠穆沁旗南部和锡市大部分地区[29]。

锡林郭勒国家级自然保护区是我国唯一被纳入国际生物圈的草原自然保护区。有研究以该保护区为对象,评价其生态系统服务的货币价值变化。研究表明,保护区的草地面积在1987-2011年间持续减少,生态系统服务总价值不断下降,1985-2014年间平均每10年至少损失价值18亿元的生态系统服务[32]。其中,草原的间接使用价值(土壤保护、废物处理、水源涵养、气候调节、生物多样性保护和气体调节)远远大于直接使用价值(食物生产、原材料生产和文化娱乐)。以2005年的估算结果为例,保护区草原的直接使用价值约为3.74亿元,而间接使用价值则高达59.68亿元[34]。

综上所述,近些年锡盟草原生态系统的供给服务和调节服务整体上呈现出下降的趋势,生态系统服务的价值也随之降低。

2.3 土地利用方式及其对草原植被的影响研究

土地利用变化研究主要通过计算归一化植被指数(NDVI)和净初级生产力(NPP)的变化[35-36],分析草原植被覆盖的时空变化及其影响因素。

研究显示,20世纪80年代至21世纪初,锡盟草原植被总体退化,水域面积减小,荒漠农田系统不断扩张[36-38],21世纪初草原荒漠化面积比20世纪八九十年代扩张了4~5倍[36]。锡市以北草地极度退化且植被盐化严重[39],21世纪初严重退化草地面积已经占到草地总面积的60%以上[40-41]。2000-2005年,锡盟草地退化趋势得到遏制,中东部草地整体好转,但西部地区恶化态势加剧[42],2005年锡盟典型草原区轻度退化草地面积占比25.2%,中度和重度退化草地面积占比均为37.4%[43]。2005年之后,锡盟草原生态状况不断好转[44-45],退化面积减小,中轻度退化草地占主导[42]。2008年在锡盟监测大多数草地的状态是强度和严重退化[46],但是到2011年则主要是中度和强度退化[47]。这与国家实施的一系列草原治理政策有关[48],说明自然条件变化和人类活动对生态系统演变有明显影响[38, 40]。

相应地,通过NDVI监测评估锡盟草地的研究表明,以2000年为分界点,在2000年以前NDVI呈下降的趋势,2000-2015年期间波动上升[48-49],植被覆盖度增加[50],此期间NDVI较高的年份为2003、2008和2012年[49]。空间分布上,锡盟草原的NDVI和NPP都呈现出东高西低的趋势[36, 49],东部草甸草原最高,其次为中西部的典型草原和荒漠草原[51]。

影响草原植被覆盖变化的主要因素包括自然条件[35, 50, 52-55]、 当 地 人 类 活 动[39, 42, 47, 51, 56]以 及 相 关 政策。自然条件主要包括温度和降水,其中降水对于 植 被 覆 盖 有 显 著 的 影 响[35, 50, 52]。 当 地 人 类 活 动 主要包括放牧[16, 42, 56-57]、土地利用[42]和资 源开发。

适度的放牧能够增加土壤呼吸速率,提高植被生产力[16-58],但是过度放牧和不合理的土地、资源等的利用对草原植被有直接的负面影响。2000年以前草地产权制度变化[59-60],即草畜双承包政策以及牲畜承包和草地承包之间的时间差,导致了“公地悲剧”的上演[61],造成当地草地的大范围退化。2000年以后为了恢复草地,陆续出台了一系列的草地管理政策,包括围封转移、禁牧舍饲、草畜平衡、草原生态补助奖励机制(下称“生态奖补机制”)等。研究者通过NDVI和NPP的时间序列分析和模型模拟,认为这些草原管理政策确实对草地植被恢复起到了积极作用,草地恢复初见成效。相关草原管理政策直接影响当地牧民的生产生活决策,对草地生态系统产生巨大的影响,下文中将系统地回顾牧区草原管理政策,分析不同历史时期中政策对于牧民生产生活的影响。

3 牧户福祉

3.1 基于生计的牧户福祉研究

关于牧户福祉的研究主要关注牧户生计,包括其收支、生产和生活情况。只有少数研究关注到医疗、健康和教育等生计以外其他方面的福祉变化。

2010年针对锡市乌力吉德力格尔、萨如拉塔、巴彦淖尔、红格尔4个嘎查(村)的80户牧户调查显示,牧户家庭成员大多为3~4人,劳动力数量集中于2~3人[62],劳动力平均年龄在40岁左右[26]。牧户家庭年收入大多在 15 000~55 000 元[62]。牧户文化程度偏低[62],大部分为初中和高中毕业[26]。牧户生计主要包括纯牧型和多样型,纯牧型生计指的是收入来自于传统畜牧业,而多样型生计指的是除了畜牧业外还有其他的工资性收入及副业类收入。锡盟牧户的收入来源单一,纯牧型生计占比较大,约为64%。生计策略的选择与社会资本和人力资本显著相关,受教育程度较高、家里有公务员或者村镇干部的牧户倾向于选择多样型生计。

牧户在经济上存在两极分化的现象,贫富差距悬殊。近些年草原上牧民贷款现象很普遍,较富裕的牧户多将贷款用于牧业生产,贫穷的牧户则主要靠借贷来维持生活[63],从而导致贫富差距进一步加大。

纯牧型生计中,牧民收入受到多方面因素的影响,主要包括草地面积和质量、牲畜数量、生产资金投入和户主的社会经济特征[64-65]。首先,草原生态系统提供供给服务的能力不断下降,牧草高度自1992年至2007年下降了70%[26]。作为畜牧业最主要的生产资料,草原供给能力的降低,对牧民收入必然会产生影响[26]。其次,草地利用方式也对牧民的收入有很大影响。研究表明选择轮牧的牧户平均收入往往高于定居的牧户,并且牧户轮牧的次数越多,其收入也越高[65]。这里需要说明的是,牧户拥有的草地面积在一定程度上决定了轮牧的可行性,草地面积对收入具有间接的正面影响。但是,合理利用已有的草地资源,合理配置劳动力、草地和生产资本对提高牧户收入具有不容小觑的作用[26, 65]。户均草地面积较小的牧户,可载牲畜数量少。但是也有研究通过生产要素配置分析得出结论,锡市牧户草地面积的增加不会使其收入有所提升,因为目前草地可利用面积已经达到了最优配置[26]。最后,户主的放牧经验和文化程度对收入也具有显著的影响。随着牧户放牧年限和经验的增加,选择轮牧的概率呈现出先增后减的趋势,研究者发现34年是分界点。户主放牧时间在34年以下时,随着放牧年限的增加,选择轮牧的概率增加,收入也随之增长;而当放牧时间超过34年时,牧户选择轮牧方式的比重随年限增加而减少[65]。在其他条件一致时,牧民的文化程度越高,收入也越高[65]。

在综述过程中,仅查阅到一个研究关注到了除生计之外的福祉变化。代光烁等[66]基于千年生态系统评估的人类福祉框架,评估了锡盟牧民福祉的变化。研究表明,锡盟牧民福祉在2000-2010年期间总体提高。在此期间,牧户人均纯收入从2 800元增长到7 471元。牧民收入的增加是福祉提高的最主要推动力。其次,教育、医疗、住房、交通条件也得到了改善,农村合作医疗普及率从17.6%增长到了97%,牧民平均受教育年限从7.2年增加到了8.6年,人均居住面积增加了5.1 m2,锡盟公路年末到达数从 7 232 km 增加到 17 346 km[66]。同时,也存在一些负面因素,降低了牧民福祉,包括生产资料持续供给能力下降、犯罪率增加、离婚率上升、牧户饮食结构不合理和环境空气质量下降[66]。

3.2 牧区政策影响

牧区的草畜管理政策直接影响牧民的生产和生活。改革开放以来,牧区实施过一系列的相关政策。很多研究者针对政策的实施效果和影响开展了研究。下文将按时间顺序分别介绍畜草双承包责任制、草原经营权流转制度(下称“草地流转”)、草畜平衡、围封转移、禁牧舍饲、划区轮牧、生态奖补机制等主要政策,并分析其实施效果。

1983年底,内蒙古开始全面推行“牲畜作价归户、户有所养”的生产责任制。之后又推行了“草地公有,承包经营”的办法,统称为“畜草双承包”(“双权一制”)责任制。家畜作价归户1985年已基本结束,但是草地承包到1998年才基本结束,这13年间期间牧区处于“牲畜私有,草地公有”的状态[59],“公地的悲剧”使得草地发生严重退化。

20世纪90年代末,少数牧户间出现了草地流转的现象,草地流转是在坚持草地承包的基础上,按照依法、自愿、有偿的原则,牧民们根据生产和生活需要进行出租或租入草地、流转草地使用权的行为。草地流转市场发展经历了3个阶段,1998-2002年的萌芽阶段,牧民参与率不高,只有7.36%;2002-2005年的快速发展阶段,牧户流转平均参与率为21.63%;2005-2010年的平稳发展阶段,牧户流转平均参与率为28.44%[62]。多数草原转入户是从有亲缘关系的牧户中转入的,但是大面积草原流转的转入户和转出户之间没有特殊关系[62]。牧户主要通过比较利益差异(比较非牧业收入和牧业收入、家庭劳动力生产所需草原和现有草原规模、草地流转收益和成本三方面)来确定是否流转[67],锡市牧户草地面积在12 000亩(合 800 hm2)到 15 000 亩 (合 1 000 hm2)之间是最合理的草地使用规模[68]。草地流转以来,流转规模和流转参与率呈逐步提升趋势[62, 69],但是由于自然灾害和禁牧政策的影响也有下降的年份[62]。草地流转改善了草畜双承包责任制带来的草原破碎化现象,草地规模化经营对转入户的生产和生活带来更多的便利和收入,但同时也加大了贫富差距[62, 67-68]。

2000年开始实施旨在恢复退化草地的京津风沙源治理工程,锡盟也先后组织实施了草畜平衡、围封转移、禁牧舍饲、退牧还草和划区轮牧等政策。主要措施是开发高产饲料基地,实行禁牧舍饲,在严重退化、沙化、盐碱化的草原和生态脆弱区实施季节性休牧、全年禁牧和划区轮牧3种制度,并实施生态移民政策,国家给予粮食和资金补助。2011年,内蒙古开始实施生态奖补机制,主要包括草原禁牧补助、草畜平衡奖励、牧草良种补助、牧民生产资料综合补贴和绩效考核等。

研究表明,围封在短期内能够保护主要优势种的生长[70-71],显著增加群落植被平均高度[71]、群落覆盖度和生物量[71-72],但长期围封会降低草地利用价值,不利于草地物种多样性的提高[72-73]。围封5年的羊草(Leymus chinensis)草原样地植被平均高度较自由放牧草原高18 cm左右,退化羊草草原围封两年生物量就能够达到峰值[71]。但随着封育时间的延长,草原生物物种多样性和丰富度都出现了先增后减的趋势[72, 74],围封3年和围封8年草地的群落盖度、草地净生产力、物种多样性都显著高于自由放牧地和围封18年的草地[72]。禁牧在一定程度上改善了草原生态环境,但在政策实施期间也出现了一些问题,包括对牧民收入和生活产生负面影响,休牧地区出现偷牧现象[75],牲畜超载现象依然存在等[76-77]。而且,草原围栏的建设使得传统的逐水草而居的游牧生活难以继续,骆驼和马等活动范围较大的牲畜数量受到限制,给草原文化中的游牧文化和马文化带来了很大的冲击[78]。

生态移民政策的实施给牧民的生产和生活方式带来了很大的变化[79],移民大多转向奶牛养殖业,小部分从事二、三产业。政府对于生态移民的补偿主要包括禁牧草地的补贴和一次性安置补偿。移民收入与之前相比,增加了奶牛养殖收入和政府补贴,生计更加多样化[76, 79-80]。但是移民对干草、饲料等生产性消费和煤气、用电等生活性消费增加,牧民的生产和生活成本大幅度提高[76, 79],贫富差距加大[69]。奶牛养殖业等后续产业发展遇到困难[75],会导致移民的生活质量下降,居民满意度较低[80],移民回原住地意愿强烈[75]。有研究者认为,生态奖补机制存在一定的不合理性,具体包括,补偿资金主要由政府承担,来源单一[81];补偿额度由政府决定,力度不够[82-83];补偿标准不合理,主要关注经济损失,忽视草原文化等软损失[81, 84];补偿方式单一,缺少技术培训和教育支持[84];部分地区补偿金不能按时发放[85];法律保障和政策监管体系不完善等[81]。这些不合理性导致了牧民生活满意度的下降和对政策的不满。

草地流转、围封禁牧和生态移民政策的实施促使很多牧民进城寻求新的工作机会,政府提供再就业培训,另外在市区建设牧民新村,以每平方米900元、低于建筑成本价550元的价格卖给自愿进城的牧民,间接推动了当地的城市化进程。同时为提高教学质量,2000年以来内蒙古牧区中小学逐步撤并,锡市周边草原的中小学逐步取消,牧民子女集中在市区上学。这一政策也成为了当地城市化最主要的推动力之一[86]。据统计,锡市城镇人口在2000-2015年期间持续增加,15年间人口总增长率超过50%,2000-2005年期间增速最快[87]。锡市城镇用地面积也在2000-2008年期间从18.8 km2快速增加到34 km2[87]。与此同时,也出现了一些问题。牧民对传统畜牧业严重依赖,进城之后生活压力加大[86, 88];牧民的自身素质有待提高,且存在难以适应城市生活的心理问题[88];牧区出现特有的“季节性市民”和“留守父母”现象[86]。

综上所述,20世纪末实施的畜草双承包制度使得草地退化、破碎化严重。之后实施的草地管理政策在一定程度上改善了草原生态环境,草地流转政策改善了草原破碎化现象,围封和生态移民、禁牧舍饲等政策的实施使得草原得到有效保护。但同时也带来了一些问题,长期围封的草地物种丰富度和多样性会降低;生态移民政策虽然使得牧民生计更加多样化,但是畜牧以外技术的缺乏、生产生活成本的增加使其生活更加艰难,进城牧民的生活压力加大,无法适应城市生活,同时也阻碍了游牧文化的传承。

4 气候变化与灾害

气候变化及灾害研究可以分为气象研究和灾害研究两部分。气象研究包括气温、降水和日照辐射的时空变化格局分析。灾害研究包括旱灾、雪灾、沙尘暴和火灾等自然灾害的发生情况及影响。

4.1 气象研究

研究表明,锡盟气候暖干化趋势明显[89-92]。在1960-2007年(25~32 a时间尺度上),锡盟4个生态地理区(农牧交错区、草甸草原区、典型草原区、荒漠草原区)的年平均气温均呈现明显的周期变化[93-96],气温在波动中上升,振幅加大[93]。其间以20世纪90年代升温最为剧烈[93, 97-98]。降水则在20世纪90年代最为丰沛,21世纪以来显著下降[89, 97]。空间分布上,多年年均降水量从高到低依次为农牧交错区、草甸草原区、典型草原区、荒漠草原区;多年年平均气温由高到低依次为荒漠草原区、草甸草原区、农牧交错区、典型草原区[97]。

关于年日照时数的变化趋势,不同研究的结果并不一致。史激光等[89]利用锡盟15个气象站点的数据,取其平均值对锡林郭勒地区近50年来(1960-2009年)的年日照时数进行分析,未发现明显的变化趋势,认为年日照时数呈随机波动的趋势。而贺俊杰和黄凤茹[99]利用锡市国家基本气象站的数据对锡市近50年(1961-2010年)的年日照时数进行分析,发现日照时数呈极显著增加趋势,在90年代达到最大。日照时数在2000年后明显减少,推测是由于21世纪以来工业发展导致工业排放污染物增加,使得大气气溶胶增多,大气透明度降低,日照时数减少。

4.2 灾害研究

干旱被普遍视为对草原畜牧业影响最大且发生概率最高的灾害事件,其次为沙尘暴、极端温度和风灾。研究表明,近些年牧民对于旱灾的感知程度下降,对雪灾和寒流的感知程度上升[100]。大部分牧民能够认识到干旱对生产生活的影响[101]。牧民的关注主要集中在干旱对生计的负面影响,往往忽视了干旱对自身健康和生活质量的影响[102]。牧民对于干旱的应对措施包括购买草料、减少牲畜数量、走场、圈养牲畜和外出打工[101]。应对措施存在一定的区域差异[100],如典型草原区的牧民主要通过巩固住房、牧畜棚圈和添置牧业机械设备等物质资本投入来应对旱灾,而荒漠草原区的居民则主要采取寻求第二职业和发展多元化生计的方法来应对旱灾[103]。

干旱脆弱性指的是人口、活动或环境对干旱影响的敏感度,主要取决于某一地区的社会和环境特征[104]。锡盟的干旱脆弱性较强,空间分布上呈现出自东向西递增的趋势[105]。影响草原畜牧业对于干旱脆弱性的主要因子是自然禀赋、畜牧业基础设施和气候因子。锡盟西南部草原的自然禀赋和气候条件相对较差,干旱脆弱性高,而东部草原虽然自然禀赋较高,其畜牧业基础设施和储草设备却相对薄弱,在气候波动引起草地生产力剧烈变化时,更容易受到影响[102]。

锡盟范围内的沙尘暴发生次数自2000年开始迅速增加[106-107]。1990-2010年期间土壤风蚀强度总体下降[108],主要原因包括植被覆盖度增加[108-109]、大风日数减少[109]和风速减小[89]等。锡盟的土壤风蚀强度以微度和轻度为主,侵蚀强度中度以上的位于苏尼特右旗、正镶白旗和正蓝旗的浑善达克沙地[108]。锡市近些年风力侵蚀主要发生在毛登牧场、白音锡勒牧场和宝力根苏木[110]。

冬季大面积发生雪灾造成牲畜死亡、掉羔,给牧民带来巨大的经济损失。当雪量相近、雪灾等级低于中灾时,游牧地区受灾程度低于定居畜牧地区[111]。对于雪灾,锡盟的不同利益相关方一致认为,目前只需加强畜牧业基础设施和储草设施建设,它对于畜牧业的影响并不如其他气候事件大[102]。

火灾多发生于春秋两季[112],火点主要分布在草甸草原和典型草原[113]。2005-2014年期间,内蒙古的草地火次数呈阶梯式上升[112],空间上火点密度从东北向西南逐渐递减[112-113],呼伦贝尔火灾次数最高,占区域火灾总次数的48.1%,锡盟排第5位,占比8.3%[112]。

5 产业结构与发展

目前锡盟的主导产业为畜牧业、采矿业和旅游业。三大产业的发展符合配第-克拉克定理,即随着经济的发展,国民收入和劳动力比重呈现出从第一产业流向第二产业、继而流向第三产业的特征。1990-2012年期间锡市经济发展速度很快,国内生产总值(GDP)有大幅度的增加,由1990年的2.25亿元增长到了2012年的194.5亿元[114]。就业人员呈现出从第一、二产业向第三产业流动的趋势,第一产业就业人员和第二产业就业人员比重分别下降了8.15个百分点和11.4个百分点,第三产业就业人员比重则上升了近20个百分点[114]。相关研究包括三大主导产业各自的发展和可持续研究、对环境和社会的影响两部分内容。

5.1 畜牧业

草原传统畜牧业主要受市场、政策和气候的影响。肉产品价格和年降水量的升高会增加牲畜年末存栏量,强化草地政策管理则会降低牲畜年末存栏量[115]。锡盟牲畜年末存栏量在2000年以前增加迅速,由于旱灾和雪灾连续发生,在2000-2002年呈断崖式下滑,2003-2005年有少数回升,随后整体呈下降趋势[87, 116]。草原畜牧业目前存在着降水量小、草原退化、牧民收入较低、资源过度开采和品种改良带来的家畜抵抗力下降等问题[117]。实现畜牧业可持续发展,需要重视生态意识和文化[118-119],有计划地利用草地。季节性轮牧是合理的管理方式[120]。

5.2 采矿业

锡盟的褐煤储量居全国第一位,约为1 873亿t,2005年后先后建立了白音华矿区、胜利矿区和五间房矿区等多个国家级的大型矿区进行大规模开发[121]。煤炭开采在短期内迅速增加了当地政府的财政收入[122],同时采矿业的快速发展也为该区域带来了一些问题。

首先,采矿业发展给环境带来负面影响,主要表现在消耗水资源、占用土地资源、煤炭开采过程中产生的三废污染、煤炭开采和运输等基础设施建设带来生态景观破碎化等方面[121, 123-124]。大量工业用水的使用使得水资源被掠夺式开发,地下水位下降[125]。采矿业发展占用大量土地资源作为生产用地,破坏地表植被,造成水土流失[121-122, 126]。煤炭开采过程中产生的废水废渣和矿区的生活污水污染地表水和地下水,引起土壤重金属污染[126-127]。煤矿的露天开采排放大量的煤尘和粉尘,污染地表植被,给人畜健康带来安全隐患[122, 126]。有研究利用 Weather Research and Forecasting 模式中的土壤风蚀起尘方法模拟2013年4月锡市使用中的露天煤矿排土场扬尘排放量,结果表明,平均状况下锡市西部尘污染浓度达0.04 mg·m-3,大风起尘的日子城区部分地方尘浓度可增大到平时的10倍[128]。

其次,采矿业对畜牧业生产、牧民生活以及草原文化的传承产生了负面影响[122]。地下水位的降低,使得邻近矿区牧民取水成本增加。工矿用地占用草地使得干草产量降低、饲草料支出增加,牧民搬迁使得劳动力流失、劳动力雇佣成本增加,而粉尘污染会导致蓄产品销售收入下降[122]。同时,草地被征用的牧民认为征地补偿金额度较低,并不能弥补其遭受的损失[122]。

最后,采矿业本身具有不可持续性。当前主要的煤炭、火电、煤化工一体化开发模式一方面受到国内外经济形势和市场的影响,同时也受到矿产资源本身的限制[121]。如何借助采矿业的发展,拉动地方经济,同时摆脱“资源的魔咒”[129-130],避免走入资源型城市发展的困局,是锡市面临的一大挑战。

5.3 旅游业

锡盟和锡市的旅游业在2006年以后发展迅速。锡盟旅游总收入在2011年突破100亿元,2012年接待游客总人数将近1 000万人次[116]。最初锡盟旅游业发展主要是由政府主导,政府作为主要受益者开发部分旅游景点或旅游项目,2015年左右,锡盟牧民开始从事小规模旅游业经营,旅游收入逐渐成为牧民收入的重要补充。与之相对的是,旅游业相关的研究却很少。有研究评价草地旅游资源现状,分析草地旅游资源开发条件,提出草原旅游资源开发和可持续发展对策,探究草原旅游发展模式[131-132]。研究指出,锡盟草原的自然旅游资源和人文旅游资源都很丰富,区位条件和市场条件也很优越,非常适合开发旅游资源。锡市位于草原腹地,草原面积广阔,有白音锡勒国家级自然保护区、阿尔善圣泉、小扎格斯台等景点,可以作为锡盟的旅游中心城市。在夏秋季节推出草原那达慕、草原婚礼、马奶节等各种大型特色旅游项目。另外,应当要加强旅游景点建设、基础设施建设和游乐项目安排,在旅游资源开发时要注重环境保护[131]。

6 城市生态研究

锡盟和锡市城市生态方面的相关研究较少,研究对象均为锡市,研究内容比较分散,主要议题包括城市空间形态演变、城市绿地建设和城市防护林工程的生态、社会和经济效益。

锡市的城市空间形态演变经历了4个阶段:建国前,以牧民信仰朝拜的贝子庙为中心逐渐形成居住聚集点,城市依庙而建,发展缓慢;1950-1990年,城市向南、向东扩展,贝子庙和敖包山逐渐成为城市的边缘地带;1990-2000年,城市空间布局上以外延拓展为主;2000年以后,城市规模迅速扩张,跨过锡林河向西发展,建设用地增长迅速。用地规模由1990 年的15.4 km2增加到2008 年的34 km2,而且增速越来越快[133]。王兰等[134]从城区的城镇体系、产业情况与景观生态结构角度对锡市进行空间利用规划,将其划分为城乡建设发展区、乡村畜牧业发展区、主导产业发展区与生态发展区。

研究者从绿地数量、绿地生态和景观协调性三方面选取16个指标组成绿地系统综合评价指标体系对2008年锡市建成区内的绿地进行评价,评价指出,绿地率(12.53%)、人均绿地面积(25.98 m2)、绿量 (59 601.21 m2·hm-2)、本地植物指数 (0.2)等绿地数量指标和绿地固氧释放量 (41 446.64 t·a-1)、吸收有害气体量 (47.03 t·a-1)、滞尘量 (16 949.4 t·a-1)等绿地生态指标均没有达到标准(其中绿地率30%、人均绿地面积30 m2的标准值出自《城市绿化规划建设指标的规定》;本地植物指数 ≥ 0.7的标准值出自《国家生态园林城市标准》;绿量114 828 m2·hm-2的标准值出自大量的试验与研究[135-136];绿地固氧释放量 91 342.9 t·a-1、吸收有害气体量 102.25 t·a-1和滞尘量 37 065.4 t·a-1的标准值出自陈自新和苏雪痕[137]提出的乔灌草多复层绿地的年环境效益值),认为城市绿地质量不高,生态功能不好[138]。2009年对锡市园林树种调研,现有园林树种71种,其中常绿树种9种,落叶树种62种。蔷薇科(Rosaceae)和木犀科(Oleaceae)在锡市园林树种中占有绝对优势[139]。

锡市防护林工程的相关研究表明,不同林带对风速降低作用差异很大,灌木林带主要降低近地层风速,乔木林带则主要降低高层风速[140-141]。不同树种的造林保存率差异性较大,例如在2005年,山杏(Armeniaca sibirica)和大白柠条( Caragana intermedia)的保存率接近,经过方差分析,与银中杨 (Populus alba ‘Berolinensis’)、 沙 地 榆 (Ulmus pumila var. sabulosa)和蒙古扁桃的保存率有显著差异,其中蒙古扁桃(Amygdalus mongolica)表现最差(55.33%),沙地榆表现最优(94.66%)[141]。研究表明,城市防护林的改土培肥效益明显,与对照土壤相比,防护林土壤的有机质、全氮和全钾等各养分含量都较高[142],并且其植物种类多样性和单位面积地上生物量都较高[141-142]。同时,城市防护林工程具有明显的社会效益,可以带动城市各项事业发展,吸收大量农村剩余劳动力,解决部分职工下岗再就业问题,并且其减缓风速、沉积风沙和增加空气湿度等作用也改善了项目区内人民的生活环境[141]。防护林工程经济效益主要是通过防护林建设,改善牧草地的生态环境,从而提高产草量来实现的[141]。有研究表明,由于锡市6 km2的防护林带建设,锡市草原站秋季打草收入2002-2008年期间翻了5倍。其对保护周边地区牧草地的生态效益也很明显,周边地区几十万亩牧草地平均产草量提高了30%左右[141]。

7 结语

本研究回顾了锡盟和锡市的草原生态系统服务和人类福祉的相关研究,总结了草原生态系统、牧户福祉、气候变化与灾害、产业结构与发展和城市生态研究5个议题的主要研究结果,为未来推进研究区景观可持续研究奠定了基础。

在气候变化、灾害和草地产权政策调整的影响下,锡盟和锡市的草原生态系统服务尤其是牧民赖以生存的供给服务呈下降趋势,对牧民的收入和福祉产生了重要的影响。为了扭转这一局面,出台了一系列旨在恢复草地的管理政策,草地恢复初见成效。研究地的主要产业包括畜牧业、采矿业和旅游业等。畜牧业是绝大多数牧民最主要的收入来源,也是草原文化的基础,受草原生态系统、自然条件和人类活动多方面的影响,与牧民的生产生活密切相关。采矿业为当地政府带来了大量的收入,在经济上促进了城市的发展和建设,同时也对当地生态环境和牧民生产生活带来了很多负面影响。如何借助采矿业提高当地居民的福祉,提高可持续性,是研究区面临的一大挑战。旅游业所占份额不大,但是增长迅速,有望成为牧民重要的收入来源,增加生计多样性。

以往研究多是分别对可持续性研究的这5个议题进行分析,综合研究较少。而且还有很多没有关注到的方面,例如草原生态系统服务研究方面主要关注供给服务和调节服务,支持服务和文化服务的研究相对较少;牧户福祉方面的研究主要关注生计,包括基本材料的获取和收入,而对于健康、安全、教育、社会关系等方面的研究较少;产业发展中关于旅游业发展及其与其他产业的协调发展研究很少;气候、城市化、产业变化、政策和土地利用等外部驱动因素对于草原生态系统服务和人类福祉的影响研究还大多停留在定性分析和简单的相关分析上,定量分析研究很少。理解这5个议题之间、尤其是草原生态系统服务和牧民福祉之间的关系对于推进草原生态系统的可持续性研究是非常必要的。

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