王娜 孔祥瓊

摘要：草原資源是藏族牧民賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。生態(tài)承載力能夠反映草原系統(tǒng)的健康狀況。本文以那曲9個(gè)純牧業(yè)縣區(qū)為研究對(duì)象，選取與草地生態(tài)承載力相關(guān)的12個(gè)指標(biāo)，運(yùn)用主成分分析進(jìn)行指標(biāo)精簡(jiǎn)和綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，尼瑪縣和雙湖縣草地生態(tài)承載力最強(qiáng)，申扎縣、安多縣和班戈縣承載力次之，巴青縣和嘉黎縣承載力較弱，色尼區(qū)承載力最弱。草地生態(tài)承載力受人類活動(dòng)和自然因素共同作用，而人類活動(dòng)是影響草地生態(tài)承載力的重要因素。

關(guān)鍵詞：主成分分析;那曲;純牧區(qū);草地;生態(tài)承載力

中圖分類號(hào)：S812? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2022）01-0073-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2022.01.017

Evaluation of Grassland Ecological Carrying Capacity in Pure Pastoral Area of Naqu County

WANG Na， KONG Xiangqiong

（College of Information Engineering， Xizang Minzu University， Xianyang Shanxi 712082， China）

Abstract：Grassland resources are the material basis for Tibetan herdsmen to survive. Ecological carrying capacity can reflect the health status of grassland system. In this study， 12 indexes related to grassland ecological carrying capacity， in 9 pure pastoral counties in Naqu， were selected， and these indexes were simplified and comprehensively evaluated by principal component analysis. The results showed that the grassland ecological carrying capacity was the strongest in Nima county and Shuanghu county， followed by Shenzha county， Anduo county and Bangor county. However， the grassland ecological carrying capacity in Baqing county and Jiali county were weak， and Seni district was weakest. Grassland ecological carrying capacity is affected by human activities and natural factors， and human activities are important factors affecting grassland ecological carrying capacity.

Key words：Principal component analysis;Naqu county;Pure pastoral areas;Ecological bearing capacity

西藏地區(qū)草地資源豐富，面積超過0.87億hm2，其中可利用草原面積0.77億hm2，居全國(guó)之首。那曲地處藏北高原，草地面積0.42億hm2，占全區(qū)草地面積的47%，是草地面積最大、牧業(yè)產(chǎn)值最高的地區(qū)[1 ]。除東部比如縣、索縣為半農(nóng)半牧區(qū)外，那曲其他區(qū)縣均為純牧區(qū)。長(zhǎng)期以來，由于超載過牧、缺乏有效保護(hù)，那曲草地退化嚴(yán)重，原本極為脆弱的高原生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重威脅[2 ]。草地資源是牧民生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，生態(tài)保護(hù)是西藏發(fā)展面臨的重大需求[3 ]。

草地承載力一般指單位面積草地所能承養(yǎng)的牲畜數(shù)量[4 ]，而生態(tài)承載力則從系統(tǒng)角度出發(fā)，強(qiáng)調(diào)單因素的變化會(huì)引發(fā)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)功能的改變[5 ]，是評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境管理、進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展決策的重要依據(jù)[6 ]。常見的草地承載力評(píng)價(jià)方法包括生態(tài)足跡法、綜合評(píng)價(jià)法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法、狀態(tài)空間法等。趙玉紅等[7 ]采用生態(tài)足跡法對(duì)那曲縣草地生態(tài)承載力進(jìn)行了分析，王金枝等[1 ]利用層次分析法研究了藏北高寒草地退化的影響因素，方一平等[8 ]基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，研究了高原凍土區(qū)草地生態(tài)承載力的變化。徐唐奇等[9 ] 采用草畜平衡指數(shù)對(duì)陜西千陽(yáng)縣的草地承載力進(jìn)行了研究，俞慧云等[10 ]將遙感與地面監(jiān)測(cè)結(jié)合，對(duì)瑪曲縣高寒草地承載力進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究。承載力評(píng)價(jià)方法多種多樣，而生態(tài)承載力影響因素眾多。主成分分析作為一種綜合評(píng)價(jià)方法，能夠進(jìn)行指標(biāo)精簡(jiǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用[11 ]。與以往文獻(xiàn)不同，我們以西藏傳統(tǒng)牧區(qū)那曲純牧區(qū)為研究對(duì)象，采用主成分分析法對(duì)草地生態(tài)承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期為藏北高寒草地生態(tài)安全和牧區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1? ?研究區(qū)概況

那曲市位于西藏北部，青藏高原腹地，平均海拔4 500 m以上，總面積43萬km2，是全國(guó)五大牧區(qū)的重要組成部分。那曲屬亞寒帶氣候區(qū)，高寒缺氧，晝夜溫差大，1月份平均氣溫-13.2 ℃，7月份平均氣溫9.0 ℃，年均氣溫-2.1 ℃，年降水量由東南向西北遞減。生長(zhǎng)期為6 — 9月，該地區(qū)牧草具有產(chǎn)量低、品質(zhì)好、營(yíng)養(yǎng)成分高等特點(diǎn)。此外，那曲具有豐富的畜產(chǎn)品、蟲草、礦產(chǎn)和旅游資源。

那曲市下轄1區(qū)10縣，其中純牧業(yè)縣區(qū)9個(gè)，分別為色尼區(qū)（原那曲縣）、嘉黎縣、聶榮縣、安多縣、申扎縣、班戈縣、巴青縣、尼瑪縣和雙湖縣。色尼區(qū)是那曲市的政治經(jīng)濟(jì)中心，總?cè)丝谧疃?，?0.45萬人;雙湖縣可利用草場(chǎng)面積最大，為831.1萬hm2。2020年那曲市總?cè)丝?0.48萬，生產(chǎn)總值171.41億元。

2? ?研究方法

2.1? ?指標(biāo)選取

在評(píng)價(jià)方法選擇上，草地生態(tài)承載力強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的整體性，綜合評(píng)價(jià)法較為適宜。影響草地生態(tài)承載力的因素較多、分布廣，主成分分析能夠?qū)⒍鄠€(gè)變量劃分為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)，對(duì)草地生態(tài)承載力評(píng)價(jià)具有較好的適用性。

主成分分析的基本思想是降維，即將多個(gè)具有相關(guān)性的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)不相關(guān)的綜合指標(biāo)，進(jìn)而使問題簡(jiǎn)單化。其計(jì)算步驟為：（1）對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化;（2）計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣;（3）計(jì)算特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率，確定主成分;（4）計(jì)算主成分載荷;（5）以各主成分的貢獻(xiàn)率為權(quán)重，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

根據(jù)生態(tài)承載力的定義，參照草原生態(tài)承載力指標(biāo)體系[12 ] ，結(jié)合藏北高寒草地特點(diǎn)，我們選取12個(gè)指標(biāo)因子對(duì)那曲純牧區(qū)草地生態(tài)承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體包括可利用草場(chǎng)面積X1（萬hm2）、海拔X2（m）、年降水量X3（mm）、年日照時(shí)間X4（h）、總?cè)丝赬5（人）、從業(yè)總?cè)藬?shù)X6（人）、農(nóng)林牧漁從業(yè)人數(shù)X7（人）、總產(chǎn)值X8（萬元）、牧業(yè)總產(chǎn)值X9（萬元）、牲畜數(shù)量X10（頭）、大牲畜數(shù)量X11（頭）和羊數(shù)量X12（只）。

2.2? ? 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要來源于《西藏統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)縣域統(tǒng)計(jì)年鑒》和百度百科。

3? ?結(jié)果與分析

3.1? ?數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

利用Python3.8進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析。標(biāo)準(zhǔn)化后的那曲純牧區(qū)主要數(shù)據(jù)見表1。

3.2? ?計(jì)算相關(guān)系數(shù)

草地生態(tài)承載力影響因子的相關(guān)系數(shù)矩陣如表2所示?？梢钥闯觯?2個(gè)因子之間存在一定的相關(guān)關(guān)系，X1與 X2具有較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，X1與 X3具有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系，X5 與X6、X7、X8、 X9具有較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。表明進(jìn)行主成分分析具有合理性和必要性。

3.3? ?計(jì)算特征值和貢獻(xiàn)率

由主成分特征值及貢獻(xiàn)率（表3）和崖底碎石圖（圖1）可知，前3個(gè)主成分的特征值均大于 1，貢獻(xiàn)率分別為53.43%、29.25%、9.28%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá) 91.96%，可提取為主成分。

3.4? ?計(jì)算主成分載荷

各變量在前3個(gè)主成分上的載荷如表4所示?？梢钥闯觯谝恢鞒煞峙c總?cè)丝冢╔5）、從業(yè)總?cè)藬?shù)（X6）、農(nóng)林牧漁從業(yè)人數(shù)（X7）、總產(chǎn)值（X8）和牧業(yè)總產(chǎn)值（X9）之間存在較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系，主要代表人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。第二主成分與牲畜數(shù)量（X10）和羊數(shù)量（X12）具有較強(qiáng)相關(guān)關(guān)系，主要反映草地資源狀況。草地資源越豐富，所能承載的牲畜數(shù)量則越多;相反，某區(qū)域牲畜數(shù)量越多（主要為小牲畜），一定程度上則反映其草地資源越豐富。第三主成分與年降水量（X3）和年日照時(shí)間（X4）具有較強(qiáng)相關(guān)關(guān)系，主要反映研究區(qū)域的氣候狀況。氣候環(huán)境是影響牧草品種和牧草生長(zhǎng)的重要因素，而光照、降水構(gòu)成氣候環(huán)境的重要方面。由此可見，人類活動(dòng)是草地生態(tài)承載力的重要因素。受利益驅(qū)使，超載過牧、過度開采、不合理采挖等行為時(shí)有發(fā)生，直接破壞草地植被。生態(tài)環(huán)境惡化，導(dǎo)致自然災(zāi)害時(shí)常發(fā)生，又反作用于草地，使草地生態(tài)系統(tǒng)處于惡性循環(huán)中。

3.5? ?綜合評(píng)價(jià)

那曲牧業(yè)縣草地生態(tài)承載力綜合得分及排名如表5所示。主成分綜合得分（Y）有正有負(fù)，表示草地生態(tài)承載力所處的相對(duì)位置，正值說明被評(píng)價(jià)的地區(qū)草地生態(tài)承載力處于平均水平以上，負(fù)值表示所處的相對(duì)位置在平均水平以下。綜合得分越大，意味著草地生態(tài)承載力越強(qiáng)?？梢钥闯觯莸厣鷳B(tài)承載力最強(qiáng)的是尼瑪縣，雙湖縣次之;承載力一般的有申扎縣、安多縣和班戈縣;承載力較弱的是巴青縣、嘉黎縣和聶榮縣;色尼區(qū)承載力最弱。

由圖2可知，尼瑪縣位于那曲最西邊，地處羌塘高原大湖盆地帶，是國(guó)家級(jí)羌塘自然保護(hù)區(qū)的重要組成部分。尼瑪縣總面積0.73萬km2，其中可利用草場(chǎng)面積達(dá)673.3萬hm2，總?cè)丝?4 338人，牲畜存欄數(shù)103.48萬只，牧業(yè)總產(chǎn)值19 801萬元。從綜合得分來看，尼瑪縣草地生態(tài)承載力目前正常，牧民可進(jìn)行適度生產(chǎn)。雙湖縣位于那曲西北部，是國(guó)家級(jí)羌塘保護(hù)區(qū)的核心區(qū)，人跡罕至，可利用草場(chǎng)面積高達(dá)831.1萬hm2，目前草地生態(tài)承載力正常。

那曲蟲草資源主要分布在東部，覆蓋嘉黎、聶榮、比如、巴青、色尼等縣區(qū)。高原生態(tài)環(huán)境脆弱，農(nóng)牧民過度采挖蟲草、放牧等不合理利用行為，導(dǎo)致草地嚴(yán)重退化。色尼區(qū)位于那曲中部，是那曲的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心;境內(nèi)多山，南與當(dāng)雄縣接壤，北與聶榮縣、安多縣交界，東與嘉黎縣相連，西與班戈縣毗鄰;色尼區(qū)總面積1.62萬km2，可利用草場(chǎng)面積126.3萬hm2，是西藏人口最多、總產(chǎn)值最高的純牧業(yè)縣。從綜合得分來看，色尼區(qū)草地生態(tài)承載力目前處于超載狀態(tài)。

4? ?結(jié)論

本研究運(yùn)用主成分分析法，分析了那曲純牧區(qū)的草地生態(tài)承載力情況，發(fā)現(xiàn)尼瑪縣和雙湖縣草地生態(tài)承載力最強(qiáng)，申扎縣、安多縣和班戈縣承載力一般，巴青縣和嘉黎縣承載力較弱，而色尼區(qū)承載力最弱。草地生態(tài)承載力受人類活動(dòng)和自然因素共同作用，而人類活動(dòng)是影響草地生態(tài)承載力的主要因素。為實(shí)現(xiàn)草地生態(tài)和牧區(qū)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展，一方面應(yīng)對(duì)草地生態(tài)承載力進(jìn)行合理評(píng)估，根據(jù)承載力狀態(tài)實(shí)施草地合理利用和保護(hù)。當(dāng)承載力正常時(shí)，可進(jìn)行適度生產(chǎn);當(dāng)?shù)投瘸d時(shí)則需減畜恢復(fù);當(dāng)中度超載時(shí)需禁牧封育;當(dāng)高度超載時(shí)，需禁牧封育的同時(shí)施肥補(bǔ)播。另一方面，應(yīng)對(duì)牧民進(jìn)行環(huán)保教育，可充分利用廣播、電視、互聯(lián)網(wǎng)等大力宣傳環(huán)保知識(shí)和草地退化危害，提高牧民草原保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)草原生態(tài)良性循環(huán)。

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