基于生态系统服务簇的内蒙古...生态系统服务的空间分布特征_胡宇霞.pdf

第 32 卷第 4 期Vol.32，No.41-142023 年 4 月草业学报ACTA PRATACULTURAE SINICA胡宇霞，龚吉蕊，朱趁趁，等.基于生态系统服务簇的内蒙古荒漠草原生态系统服务的空间分布特征.草业学报，2023，32（4）：114.HU Yu-xia，GONG Ji-rui，ZHU Chen-chen，et al.Spatial distribution of ecosystem services in the desert steppe，Inner Mongolia based on ecosystemservice bundles.Acta Prataculturae Sinica，2023，32（4）：114.基于生态系统服务簇的内蒙古荒漠草原生态系统服务的空间分布特征胡宇霞，龚吉蕊*，朱趁趁，矢佳昱，张子荷，宋靓苑，张魏圆（北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室，北京师范大学地理科学学部，北京 100875）摘要：生态系统服务在维持生态安全、可持续发展和人类福祉方面发挥着重要作用。本研究以内蒙古荒漠草原为研究区，分别对 2000、2017年水源涵养、土壤保持、生境质量、游憩潜力进行定量评估，分析其时空分布特征，探讨服务间的权衡/协同关系，并识别不同服务簇的主导服务类型和空间格局。结果表明：从 2000-2017年，各项生态系统服务的空间异质性显著，水源涵养服务的高值区域主要集中在东南部和西南部，土壤保持高值位于西南部，生境质量和游憩潜力的分布都较随机。各项生态系统服务主要呈现降低趋势；大部分服务对间表现为协同关系，而土壤保持和生境质量服务对表现为权衡关系，服务对间的相关性程度有所降低；生态系统服务簇分为土壤保持、人居环境、水源涵养三个功能区，具有明显的空间异质性。土壤保持区，主要土地利用类型为未利用地，未来的管理要限制放牧数量，通过改变地表植被覆盖来影响土壤可侵蚀性。人居环境区，草地覆盖度高，为人类活动提供优良场所，促进生态旅游等多产业协同发展。水源涵养区，土地利用类型主要为中覆盖度草地和低覆盖度草地，未来管理以蓄水保水为主，坚持生态优先，实现该区域生态可持续发展。关键词：生态系统服务簇；权衡/协同关系；荒漠草原；水源涵养Spatial distribution of ecosystem services in the desert steppe，Inner Mongoliabased on ecosystem service bundlesHU Yu-xia，GONG Ji-rui*，ZHU Chen-chen，SHI Jia-yu，ZHANG Zi-he，SONG Liang-yuan，ZHANG Wei-yuanState Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology，School of Natural Resources，Faculty of GeographicalScience，Beijing Normal University，Beijing 100875，ChinaAbstract：Ecosystem services play an important role in maintaining ecological security，sustainable development andhuman well-being.In this rresearch，the study area was the desert steppe of Inner Mongolia and a quantitativeassessment of water conservation，soil conservation，habitat quality，and recreational potential in 2000 and 2017 wascarried out.Their spatial and temporal distribution characteristics and the trade-offs and synergies between servicesare analyzed and discussed；the dominant service types and spatial patterns of different service bundles are identified.It was found that：from 2000 to 2017，the spatial heterogeneity of various ecosystem services was significant.Thehigh-value areas of water conservation services are mainly concentrated in the southeast and southwest；the highvalue soil conservation is located in the southwest；the distribution of habitat quality and recreational potential is moreDOI：10.11686/cyxb2022142http：/收稿日期：2022-03-31；改回日期：2022-05-18基金项目：内蒙古自治区科技重大专项课题（2021ZD0015-01；2021ZD0011-04）资助。作者简介：胡宇霞（1999-），女，纳西族，云南曲靖人，在读硕士。E-mail： 通信作者 Corresponding author.E-mail：Vol.32，No.4ACTA PRATACULTURAE SINICA（2023）random.Various ecosystem services show a mainly decreasing trend；most service pairs show a synergisticrelationship，while soil conservation and habitat quality service pairs show a trade-off relationship，and the degree ofcorrelation between service pairs decreases.Ecosystem service bundles are divided into three functional areas of soilconservation，living environment and water conservation and have obvious spatial heterogeneity.In the soilconservation area，the main land use type is unused land，and future management should limit the amount of grazingand seek to influence soil erodibility by changing the surface vegetation cover.The human settlement area，with highgrassland cover provides excellent scope for human activities and the coordinated development of multiple industriessuch as eco-tourism.In the water conservation area，the land use types are mainly grassland with medium cover andgrassland with low cover.Future management should focus on water storage and water conservation，adhere toecological priorities，and pursue ecologically sustainable development in this area.Key words：ecosystem service bundles；trade-offs and synergies；desert steppe；water conservation生态系统服务（ecosystem service）是指生态系统直接或间接地向人类提供的各种公共利益1。研究表明，随着社会发展全球约 60%的生态系统服务出现退化趋势，严重影响人类福祉2。生态系统的承载能力是有限的，当人类的开发利用超过一定限度时，会导致一系列环境问题。因此，对生态系统服务的研究有益于更直观地了解生态系统，实现区域可持续发展。根据生态系统服务评估结果，识别生态系统服务间的权衡/协同关系，明确各区域主导生态系统服务，有针对性地提高各区域的生态系统稳定性和服务能力，对提升人类福祉至关重要3。生态系统服务簇是空间中重复出现的生态系统服务集，使用生态系统服务簇可以识别区域内的主导生态系统服务，从而分析多重生态系统服务在空间上的相互联系4。通过生态系统服务簇识别生态系统服务的空间聚集模式，能够更合理地配置自然资源，从有限的资源中获取更多效益5。有研究通过识别生态系统服务簇，探索生态系统服务对间的权衡/协同关系，进一步分析各生态系统服务功能区与社会的潜在联系6。也有研究者通过生态系统服务簇对研究区进行功能区划分，探讨各生态系统服务簇的形成机制和区域差异，提出进行区域社会生态系统管理的措施7。利用表征综合水平的生态系统景观指数，识别生态系统服务簇的空间分布与内部分异结构，从而针对性地提出差异化优化措施，以实现区域生态可持续发展8。然而，以往的研究大部分仅对其空间分布特征进行分析，未能从时间与空间相结合的视角探究生态系统服务簇在时间上变化的特征及影响因素。内蒙古荒漠草原是最脆弱的生态系统之一，同时也是我国北方的生态屏障，对区域生态系统服务的提供起至关重要的作用9-10。长期以来，由于过度利用草原的生产功能而忽视其生态功能，导致内蒙古荒漠草原超载过牧，滥挖滥垦现象严重11。2000 年以来，内蒙古虽然实施了生态保护工程，但随着城市化进程的加快，人类活动对生态系统造成严重影响12。之前已有对内蒙古荒漠草原的生态系统服务开展的研究，有研究者通过对不同放牧强度下内蒙古荒漠草原生态系统服务价值进行评估，揭示了放牧强度对草地生态系统服务功能价值的影响13，也有研究者对内蒙古荒漠草原的生态系统服务价值及空间分布格局进行定量评估，为平衡生态保护和发展提出科学建议14。在经济发展和环境保护的双重压力下，迫切需要对内蒙古荒漠草原生态系统服务间的权衡/协同关系进行分析，识别生态系统服务簇的空间格局，以维护区域生态安全。综上，本研究选取内蒙古荒漠草原为研究区，在定量评估 2000、2017 年荒漠草原多项生态系统服务的基础上，分析生态系统服务间的权衡/协同关系，识别生态系统服务簇，探讨生态系统服务簇的时空格局变化与内部结构特征，以期为区域管理政策的制定提供支撑，促进区域的可持续发展。1材料与方法1.1研究区概况研究区内蒙古荒漠草原是典型草原和荒漠之间的过渡地带（图 1），广泛分布于内蒙古中部，东起苏尼特左2第 32 卷第 4 期草业学报 2023 年旗，西至乌拉特后旗，北与蒙古国相连，南抵鄂尔多斯高原，是我国北方草原的重要组成部分和重要的畜牧生产基地15。该地区处于东亚夏季风的北界线，受季风气候和温带大陆性气候的交互影响16，植被以旱生性植物为主，群落结构单一，土壤类型在东部以栗钙土为主