方 志
甘肅祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管護(hù)中心東大山自然保護(hù)站,甘肅張掖 734000
中國西北干旱區(qū)內(nèi)的祁連山主要是一系列西北—東南走向的山脈與谷地,海拔在2 100~4 500 m,是黃河流域的水源產(chǎn)流地及其他河域的重要水源涵養(yǎng)地。然而,當(dāng)前祁連山的生態(tài)安全是當(dāng)前迫切需要解決的重要問題。一些人文建設(shè)對(duì)祁連山生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞,導(dǎo)致祁連山自然保護(hù)區(qū)出現(xiàn)冰川退縮減薄、水源涵養(yǎng)功能削弱、植被退化嚴(yán)重、生物多樣性銳減等生態(tài)問題[1]。為此,相關(guān)部門要重點(diǎn)關(guān)注祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)安全,構(gòu)建祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全格局,形成區(qū)域內(nèi)底線的宏觀生態(tài)系統(tǒng),對(duì)祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的斑塊、廊道、節(jié)點(diǎn)等關(guān)鍵生態(tài)要素進(jìn)行識(shí)別和整合,維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與過程的穩(wěn)定性,緩解社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的沖突,促進(jìn)祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展。
生態(tài)安全是指生態(tài)系統(tǒng)的健康和完整情況。其主體是自然生態(tài)系統(tǒng)、人工生態(tài)系統(tǒng),同時(shí),區(qū)域內(nèi)部的生物群落是自然演化和更替的,實(shí)現(xiàn)內(nèi)外界能量的流動(dòng)和循環(huán),體現(xiàn)出生態(tài)系統(tǒng)整體性、動(dòng)態(tài)性、區(qū)域性、不可逆轉(zhuǎn)性的特點(diǎn)。當(dāng)內(nèi)外部干擾強(qiáng)度在系統(tǒng)閾值以內(nèi)時(shí),系統(tǒng)能夠較好地保持其整體性和功能完整性,保證生態(tài)系統(tǒng)的安全性[2]。然而,當(dāng)內(nèi)外界干擾強(qiáng)度超出該系統(tǒng)閾值時(shí),則系統(tǒng)內(nèi)部無法進(jìn)行自我調(diào)節(jié),最終導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部功能退化甚至破壞,使之處于生態(tài)不安全的狀態(tài)。
生態(tài)安全評(píng)價(jià)主要是以科學(xué)、合理的指標(biāo)體系支持下,運(yùn)用多學(xué)科綜合知識(shí)對(duì)某項(xiàng)人類活動(dòng)將來可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估,包括生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)、環(huán)境承載力評(píng)價(jià)。從生態(tài)環(huán)境承載力來看,主要是指環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)之間的協(xié)調(diào)性,經(jīng)濟(jì)活動(dòng)應(yīng)在環(huán)境承載力的限值以內(nèi),使得環(huán)境帶來的壓力要低于該區(qū)域環(huán)境的承載力。而生態(tài)系統(tǒng)健康可以理解為,在生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)間上具有一定的自身組織結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)和恢復(fù)能力,具有一定的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。從生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)來看,主要是指一定區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)及其組分所承受的風(fēng)險(xiǎn),可能在損傷生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或功能的同時(shí),對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)造成了不小的影響。
生態(tài)安全評(píng)價(jià)的相關(guān)理論主要包括:(1)生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展理論。生態(tài)系統(tǒng)是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ),經(jīng)濟(jì)發(fā)展應(yīng)保持與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)關(guān)系,在不超越生態(tài)系統(tǒng)承載力上限的前提下,充分對(duì)生態(tài)資源進(jìn)行經(jīng)濟(jì)開發(fā)和利用。
(2)可持續(xù)發(fā)展理論。從經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的角度來看,需要尋求最優(yōu)的投入產(chǎn)出比,在保證資源科學(xué)合理利用的前提下還能保證較高的環(huán)境質(zhì)量,同時(shí),還可以最大程度地滿足人類的物質(zhì)、精神和環(huán)境需求,更好地提高生態(tài)系統(tǒng)更新能力,保持生態(tài)系統(tǒng)的完整性和延續(xù)性[3]。
(3)生態(tài)系統(tǒng)論??梢詫⑸鷳B(tài)視為一個(gè)整體的系統(tǒng),其中包含自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等多方面要素,在各方要素的耦合條件下,形成相互協(xié)同、相互配合的龐大系統(tǒng),并從系統(tǒng)、整體的視角,分析生態(tài)安全問題,并針對(duì)性地提出生物、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、行政等調(diào)控手段,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。
祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)主要是保護(hù)區(qū)內(nèi)森林生態(tài)系統(tǒng)、雪山冰川、濕地生態(tài)系統(tǒng),草地系統(tǒng)、自然景觀和人文景觀,較好地保證區(qū)域內(nèi)的生物多樣性。同時(shí),祁連山國家自然保護(hù)區(qū)是全國生態(tài)屏障建設(shè)重點(diǎn)區(qū)域,也是甘肅省北部各市區(qū)的生命保障線,對(duì)試驗(yàn)、科研、宣教有著重要的支撐作用。然而,當(dāng)前祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境面臨較大的困境,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)樹種結(jié)構(gòu)單一,主要是青海云杉林和祁連圓柏林,其他樹種較少,導(dǎo)致森林結(jié)構(gòu)中極易受到病蟲害的侵蝕和影響。同時(shí),林區(qū)地形破碎,有較多的急險(xiǎn)坡地,導(dǎo)致森林結(jié)構(gòu)所需的營養(yǎng)物質(zhì)和水分難以集聚,無法有效提升祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的林分質(zhì)量。森林健康狀況不良,存在濫伐、濫牧等人為干擾和破壞,導(dǎo)致北坡森林資源面積縮減,現(xiàn)存林片極其破碎,穩(wěn)定性較差且生長緩慢。另外,森林中喬木林較多,長期受到走廊區(qū)干旱氣候和農(nóng)牧活動(dòng)的侵?jǐn)_,極大降低了祁連山自然保護(hù)區(qū)林草植被涵養(yǎng)水資源的能力,影響了自然保護(hù)區(qū)水源涵養(yǎng)功能。
一是,祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)人口規(guī)模持續(xù)增加,對(duì)自然資源存在過度索取的現(xiàn)象,簡單粗放的生產(chǎn)方式導(dǎo)致自然保護(hù)區(qū)內(nèi)草地生態(tài)嚴(yán)重退化,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析,祁連山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)輕度退化的草地面積為105.16萬 hm2、中度退化草地面積為126.86萬 hm2、重度退化草地面積為142.73萬 hm2。二是,存在采礦、采藥等人為因素,使得保護(hù)區(qū)內(nèi)的草地生態(tài)系統(tǒng)受到了不同程度的破壞。三是,祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)有較多的放牧行為,放牧方式簡單粗放,存在過度放牧的現(xiàn)象,導(dǎo)致自然保護(hù)區(qū)退化草地達(dá)到120.9萬 hm2。
祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)冰川消融量較大,冰川面積呈縮減趨勢(shì),冰川積雪儲(chǔ)量減少,尤其是以疏勒河流域討賴河水系的冰川變化幅度最為明顯。同時(shí),局部地區(qū)雪線明顯上升,通過衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)表明,保護(hù)區(qū)東段、中段、西段均有一定面積的積雪消融。
祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)存在農(nóng)林牧業(yè)矛盾,農(nóng)林牧業(yè)交錯(cuò)分布,人為活動(dòng)劇烈,導(dǎo)致保護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的沖突日益明顯[4]。以肅南縣、肅北縣為例,其從牧業(yè)人口快速增長,局部區(qū)域的墾殖指數(shù)明顯增高,簡單粗放的農(nóng)牧生產(chǎn)作業(yè)方式對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來極大的壓力。
祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)缺乏完善的監(jiān)測(cè)體系,只有剛開始建立的火災(zāi)指揮防護(hù)組織和簡單的病蟲害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系,在其他監(jiān)測(cè)體系的構(gòu)建存在明顯的欠缺,如生物多樣性監(jiān)測(cè)、水土保持動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、草原退化監(jiān)控、水資源監(jiān)測(cè)等。由于缺乏資金和相應(yīng)技術(shù)的支持,導(dǎo)致保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)表現(xiàn)出滯后性。
在評(píng)價(jià)祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)時(shí),需要認(rèn)真綜合的考慮其生態(tài)環(huán)境、社區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)特點(diǎn),依循可持續(xù)發(fā)展的要求設(shè)計(jì)科學(xué)合理的生態(tài)安全評(píng)價(jià)體系。主要把握以下4個(gè)原則。
(1)系統(tǒng)性與層次性相結(jié)合。祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)是一個(gè)相對(duì)完整的系統(tǒng),存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)性和層次性,要選取能夠反映整個(gè)保護(hù)區(qū)生態(tài)安全的一般性指標(biāo)和特殊性指標(biāo)。
(2)科學(xué)性與實(shí)用性相結(jié)合。在祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建過程中,合理選擇生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型,準(zhǔn)確、客觀地反映保護(hù)區(qū)內(nèi)生態(tài)安全現(xiàn)狀及趨勢(shì),注重指標(biāo)設(shè)計(jì)的代表性和可對(duì)比性[5]。
(3)定性指標(biāo)與定量指標(biāo)相結(jié)合。祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)安全生態(tài)安全評(píng)價(jià)要設(shè)置定性指標(biāo)和定量指標(biāo),從不同維度統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測(cè)祁連山自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全相關(guān)數(shù)據(jù),并對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行加工和處理,真實(shí)全面地反映祁連山自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)安全狀況。
(4)可操作性與可比性相結(jié)合。在祁連山自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)過程中,考慮指標(biāo)數(shù)據(jù)獲取和量化的難易度、計(jì)量范圍、計(jì)量口徑、計(jì)量方法,使生態(tài)安全評(píng)價(jià)具有可操作性和可比性。
利用3S技術(shù)采集祁連山自然保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),真實(shí)客觀地反映整個(gè)祁連山自然保護(hù)區(qū)的狀況。構(gòu)建祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、因素層和指標(biāo)層,具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。
3.2.1 準(zhǔn)則層——壓力指數(shù)其因素層包括社會(huì)發(fā)展壓力(C1)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展壓力(C2)、資源利用壓力(C3)。C1對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括有人口密度指數(shù)、城市化率。(C2)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括有周邊農(nóng)民人均純收入、區(qū)內(nèi)第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展指數(shù)、人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)干擾度。(C3)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括有農(nóng)業(yè)污染指數(shù)、過度放牧指數(shù)、草場(chǎng)退化指數(shù)。
3.2.2 準(zhǔn)則層——反饋指數(shù)其因素層包括資源現(xiàn)狀反饋(C4)、環(huán)境災(zāi)害反饋(C5)、生態(tài)狀況反饋(C6)。C4對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層主要有保護(hù)區(qū)植被覆蓋指數(shù)、資源權(quán)屬現(xiàn)狀指數(shù)、樹種結(jié)構(gòu)指數(shù)、人均森林面積指數(shù)、人均水資源量指數(shù)。C5對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層主要有荒漠化指數(shù)、泥石流易發(fā)指數(shù)。C6對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層主要有生物多樣性指數(shù)、面積適宜性指數(shù)、生物代表性指數(shù)、生物稀有性指數(shù)、自然性指數(shù)、生態(tài)穩(wěn)定指數(shù)、保護(hù)區(qū)人類干擾指數(shù)。
3.2.3 準(zhǔn)則層——響應(yīng)指數(shù)其因素層包括保護(hù)區(qū)響應(yīng)(C7)、社區(qū)響應(yīng)(C8)和國家響應(yīng)(C9)。C7對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層主要有保護(hù)區(qū)有效管理指數(shù)、保護(hù)區(qū)植被恢復(fù)指數(shù)。C8對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層主要有區(qū)內(nèi)居民工資性收入比重、轉(zhuǎn)移性收入比重、區(qū)內(nèi)居民環(huán)保意識(shí)普及指數(shù)。C9對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層主要有保護(hù)區(qū)資金需求缺口指數(shù)、廣播電視覆蓋度、保護(hù)區(qū)移民完成度。
從祁連山自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)來看,其綜合指數(shù)為0.5146,對(duì)應(yīng)“極不安全”的狀態(tài)。通過采集調(diào)查的數(shù)據(jù)可知,祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的發(fā)展壓力子系統(tǒng)的不安全值為0.1143,生態(tài)反饋?zhàn)酉到y(tǒng)的不安全值為0.2101,響應(yīng)子系統(tǒng)的不安全值為0.1903。由此可見,祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全面臨極大的威脅和挑戰(zhàn)。由于缺乏足夠的發(fā)展經(jīng)費(fèi)和人員素質(zhì)偏低等問題,導(dǎo)致保護(hù)區(qū)存在生態(tài)人為干擾的現(xiàn)象,祁連山草場(chǎng)出現(xiàn)退化的現(xiàn)象。加之惡劣天氣也加劇了祁連山自然保護(hù)區(qū)的荒漠化,不利于祁連山自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)保護(hù)與安全。
祁連山自然保護(hù)區(qū)生態(tài)源地的破碎化程度較高,以討賴河流域生態(tài)源地板塊分布為例,全流域共有891個(gè)生態(tài)源地,面積約占3 006.16 km2,斑塊的平均面積約為3.37 km2。分布于嘉峪關(guān)、肅州區(qū)、金塔縣及南部祁連山區(qū),生態(tài)源地呈片狀聚集的狀態(tài),并有大面積草原灌木林、青海云杉林和極少量的山楊林,是極其重要的生態(tài)源地??梢酝ㄟ^生態(tài)源地和阻力面的相關(guān)數(shù)據(jù),獲悉祁連山自然保護(hù)區(qū)斑塊的電流密度,當(dāng)斑塊的電流密度值較高時(shí),則表明該板塊的景觀連通性較大,體現(xiàn)出相對(duì)重要的地位。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,祁連山區(qū)的電流密度較高,冰川融水和高山積雪融水是河流補(bǔ)給來源和生物多樣性的分布區(qū)。
祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)最優(yōu)廊道的空間分布存在較大差異,流域北端是戈壁灘,既缺乏生態(tài)源地,又缺少廊道相連通;流域中端的斑塊間距較小,斑塊間廊道的數(shù)量較多且相對(duì)密集,保有相對(duì)突出的連通性;流域南端的生態(tài)源地內(nèi)阻力較小,廊道數(shù)量較多,然而各源地之間呈片狀分布,形成若干條生態(tài)廊道網(wǎng)[6]。通過查看電流密度圖的相關(guān)模擬數(shù)據(jù),從而知曉祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的次優(yōu)潛在廊道路徑主要位于金塔縣、肅南縣。
由于祁連山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)肅州區(qū)、金塔縣、嘉峪關(guān)市的農(nóng)業(yè)綠洲區(qū)耕地斑塊數(shù)量眾多且密集,要想清除這部分的障礙點(diǎn)難度較大,難以提升整體景觀的連通度。同時(shí),由于內(nèi)陸流域的降水量較少,生態(tài)環(huán)境不佳,加之斑塊呈現(xiàn)出較高的破碎度,采取相應(yīng)的改善措施能有效提高景觀連通度。在優(yōu)化保護(hù)區(qū)生態(tài)安全格局時(shí),相關(guān)部門充分考慮區(qū)域內(nèi)景觀組分?jǐn)?shù)量、分布空間格局、生物多樣性等因素,保護(hù)祁連山自然保護(hù)區(qū)的重要生態(tài)源地,充分凸顯區(qū)域本底的自身優(yōu)勢(shì),維護(hù)生態(tài)源地的穩(wěn)定性。
具體來說,(1)保護(hù)自然生態(tài)源地、附近的耕地、公園綠地等人工、半人工生態(tài)源地,充分發(fā)揮現(xiàn)有源地的功能,設(shè)立緩沖區(qū)保護(hù)核心源地,有效提升保護(hù)區(qū)的水土涵養(yǎng)能力。(2)加強(qiáng)保護(hù)區(qū)廊道建設(shè),構(gòu)建完整的流域廊道網(wǎng)絡(luò),形成“生態(tài)源地—廊道”的生態(tài)安全架構(gòu),以此作為自然保護(hù)區(qū)各斑塊間空間聯(lián)系的必要通道,轉(zhuǎn)變信息割裂的“生態(tài)孤島”現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)生態(tài)流的良好流通。(3)合理設(shè)置緩沖區(qū),拓寬廊道,通過阻沙墻、草方格沙障等方法有效抑制荒漠化,提高植被的覆蓋率,提升廊道的連通性和閉合性,促進(jìn)生態(tài)流的遷移和擴(kuò)散。(4)根據(jù)斑塊內(nèi)部、斑塊之間的順序,逐一清除障礙點(diǎn),因地制宜制定不同障礙點(diǎn)的清除方案,如居民區(qū)類障礙點(diǎn)要適當(dāng)增加綠地面積;道路障礙點(diǎn)要拓寬兩側(cè)綠化帶;河道兩側(cè)障礙點(diǎn)要拓展綠地及護(hù)岸林面積;沙地及戈壁障礙點(diǎn)要鋪設(shè)草方格截留水分,注意不可盲目復(fù)綠,應(yīng)合理地提高生態(tài)廊道質(zhì)量。
由于西北干旱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境脆弱、敏感,需要加強(qiáng)水資源的管理,合理開發(fā)和高效利用水資源,可將干旱區(qū)天然綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝斯ぞG洲,提升祁連山生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性,提升保護(hù)區(qū)的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。同時(shí),大力發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè),提高農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力,建立生態(tài)監(jiān)測(cè)和現(xiàn)代化治理體系,推進(jìn)自然保護(hù)區(qū)流域的生態(tài)綜合治理,提高保護(hù)區(qū)流域的生態(tài)環(huán)境安全,增強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)的防沙治沙能力。
綜上所述,祁連山國家級(jí)自然保護(hù)生態(tài)格局優(yōu)化對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展有不可忽視的作用,相關(guān)部門應(yīng)全面把握祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)安全現(xiàn)狀,積極開展生態(tài)安全評(píng)價(jià)工作,并采用相應(yīng)的生態(tài)安全格局優(yōu)化策略,以提升祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的景觀連通度和生態(tài)廊道質(zhì)量。