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吉林西部草地生态环境退化驱动因子分析及恢复治理措施研究

韦庆  
【摘要】:吉林西部的草原是松嫩草原的主要组成部分,位于欧亚大陆东部,地势平坦,光热资源充沛。草甸草原是本区内的地带性植被,植物种类丰富,是优良的放牧场和割草场,同时也是我国重要的畜牧业基地之一,现有草地面积约136万hm2。维持西部草原的生态平衡和畜牧业的可持续发展是我省社会经济建设的重要任务。 然而,随着人口的增长和经济发展对畜牧产品需要的增加,牧区草地普遍发生超载过牧的现象。草地生态系统整体功能受到严重破坏,阻碍草地畜牧业生产的持续、稳定、协调发展。据统计,目前我省西部地区现有草地面积136.03万hm2,比1985年减少了52.67万hm2。草地“三化”现象十分严重,退化草地面积为109.17万hm2,占草原总面积的80%以上,其中重度退化草地51.85万hm2,占退化面积的47.5%,中度退化草地48.62万hm2,占44.5%,轻度退化草地8.7万hm2,仅占8%。在近10年里,草地的年平均退化速度是2%,是过去30年的六倍,草地面积年减少速率是2.8%,草地植被覆盖度只有10%~70%,产草量每公顷仅有300~1200kg,而且土壤板结、肥力下降、盐碱化严重,盐碱斑随处可见,已是千疮百孔,草地资源近似枯竭。 如何在提高当前草地畜牧业经济效益的同时,又能兼顾草地资源的长期利用而不危及子孙后代的利益。保证西部地区经济和社会的繁荣与持续发展,维持区域生态平衡。已成为我省社会经济发展面临的一项重要战略任务。开展西部草地生态环境退化因子评价及恢复整治对策研究,进而指导草地资源管理与畜牧业可持续发展具有十分重要的意义。本文结合吉林省环保局的环保科技研究项目:“吉林省西部草地生态环境退化机理及恢复整治对策研究”对上述问题进行了初步的探讨。 此次研究共分三个阶段。第一阶段重点是分析确定吉林西部草地生态环境退化主要驱动因子。在综合分析与吉林西部草地生态环境密切相关的各种自然和人为影响因素的基础上,选取了以下因素:干燥度(蒸发量与 WP=77 降雨量的比值)、土壤盐碱化程度、土壤类型、潜水埋深、潜水矿化度、人口及畜牧压力这七个因素参与评价,涉及了气候、土壤、地下水资源、社会压力等多个方面。选取适当的参评因素以后,首先将表达上述因素的专题图数字化(矢量化并栅格化),形成数字化图层。每个栅格单元代表实际面积2.0km2,吉林西部共约4.7万km2被分为23630余个栅格单元。然后,根据地理坐标配准叠置。这样在研究区内的任意一个栅格内都有上述7个因素的表达值。在此基础上,按照九县市面积大小均匀选取样本点。整个区域共取样品点250个,面积最大的通榆县区取点45个,面积最小的白城市区取点5个。最后将这些属性导入SPSS软件进行下一阶段的主成分分析研究。 研究结果显示,导致西部草原生态环境退化的主要驱动因子按重要程度依次为:人口压力>畜牧压力>干燥度>土壤盐碱化程度>土壤类型>潜水埋深>潜水矿化度。 第二阶段研究是在第一阶段的基础上进行的。主成分分析法应用于草地生态分析是通过建立 的原始数据矩阵实现的。具体分析步骤如下:①将原始数据矩阵进行标准化处理、计算相关矩阵 ;②分别求取 的特征向量、特征值及主要成分的方差贡献率、积累贡献率;③根据积累贡献率确定主成分的个数,建立主成分函数并根据函数构成确定各主成分的实际意义;④计算各主成分得分、各原始变量得分和样本综合得分;⑤根据样本综合指标得分分析草地生态退化原因。 根据九县市内样品点的综合得分平均值对西部进行生态环境质量评价。结果显示,九县市生态环境质量优劣次序为:扶余>洮南>乾安>长岭>前郭>白城>大安>通榆>镇赉。随后依据各县市各个主成分因子的得分情况逐一分析,确定当地生态环境退化的主要驱动因子,为有关部门因地制宜地开展生态整治工作提供科学的依据。 第三阶段依据前郭县的具体情况,运用系统动力学方法,设计制作出前郭县农牧业可持续发展规划模型。其目的是通过对该县草地耕地面积比率、人工草地种植面积、草地耕地技术投入比率等人为可控变量的调整,预测在不同方案下该地区可利用土地面积、人均收入及生态效益指数的变 WP=78 化情况。最终设计出适合当地的几种规划方案供决策者选择,化解生产力提高和生态环境保护二者之间的矛盾,力求找到提高生产力和改善生态环境的最佳结合点。该模型中共包含了33个各类变量,方程关系式百余个。 通过1993~2002年实际数据检验,该模型预测值与实际值的相对误差均小于5%,且相对误差没有逐渐扩大的趋势。这说明该模型能够很好地反映该地区农牧业发展的实际情况。最终作者设计了偏重经济型、偏重生态型和兼顾经济和生态型三种方案供决策者选择,详细参数设置以及预测结果已在文中列出,为相关部门制定农牧业可持续发展规划提供了科学参考。


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