盐池县2000-2012年植被变化及其驱动力

荒漠草原区的植被对防治荒漠化、维护生态屏障具有决定性作用,宁夏盐池县作为其典型代表,近13年的植被变化深受气候变化和人类活动的综合影响。基于MODIS NDVI等数据,运用趋势分析、经验模态分解和空间叠置分析等方法,对盐池县2000—2012年的植被动态变化进行研究,结果表明:(1)2000—2012年盐池县NDVI在0.2—0.4之间呈波动上升趋势,上升幅度为0.078/10 a,上升趋势显著;总体来说,植被稳定性低,年际间波动或转换频繁、幅度大;(2)NDVI的波动分量与残余分量方差贡献率各占50%,且NDVI波动呈减弱趋势。促使NDVI波动的主控因子是年降水量,但其影响在减弱;(3)推动NDVI趋势性上升的主要因素是土地利用方式改善和类型变化,但土地利用方式改善对NDVI的贡献远远大于土地利用类型变化对NDVI的贡献。因此,荒漠草原区的生态改善应以保护为主,辅之以必要的生态重建,走以适度开发带动整体保护的道路。     

生态治理政策工具对农户行为的影响差异研究——以宁夏盐池县为例

政策工具被认为是政府为解决某个公共问题采取的具体手段或措施,一项政策可以视作目标和多种政策工具的组合。在生态治理过程中,不同政策工具对农户行为的刺激程度不同,进而导致不同的政策效果。分离不同政策工具的影响,可为工具选择和政策优化提供科学参考。以盐池县为例,利用基于该县1983-2017年内出台的316份生态政策文本构建的政策工具数据集和VAR模型中的脉冲响应和方差分解方法定量研究了强制型、混合型和自愿型三大类政策工具及十种子工具对农户耕作、放牧、造林3种行为的影响。结果表明：（1）政策工具对农户行为的影响具有时效性,一般在政策出台后2-3年内影响最大,随后逐渐减小并消失,影响持续时间为7-10年。（2）总体来看,政策工具对农户行为的冲击力度较小,冲击范围在0-0.30之间,说明农户行为还受到其他诸多因素的影响。（3）10年累计影响从大到小依次为强制型、混合型、自愿型,其中直接提供和规制两种子工具的影响最大。放牧行为受到政策工具的刺激最大,耕作行为次之,造林行为最小。（4）直接提供工具对耕作行为具有最大正向影响,最大冲击为0.30;规制工具在短期内抑制牲畜数量增长,而直接提供和补贴工具促进牲畜数量增长,且由于冲击曲线存在正负波动,说明政府与农户在牲畜养殖上存在长期博弈;只有规制工具对造林行为具有积极影响,说明造林更多是在政府的主导下进行。建议充分利用政策工具的短期效应,凸显政府角色,及时做好政策效果评估工作,调整工具组合,助力生态目标的实现。     

禁牧政策对宁夏盐池县农业生态系统服务影响的能值分析

农牧交错区农业可持续发展问题一直是我国区域农业研究的重要课题,以典型北方农牧交错区宁夏盐池县为例,利用农业生态系统能值分析框架,评估盐池县1991—2016年农业生态系统正反服务,揭示禁牧政策对农业可持续发展的影响。研究结果表明:(1) 1991—2016年盐池县农业投入能值和农业生态系统正反服务能值一直处于增长的趋势,禁牧政策实施以后增长速度高于禁牧之前,其中农业投入能值的增加主要是由于经济反馈能值投入的增加。(2)根据Pearson相关性分析,盐池县农业生态系统服务和反服务在0.01水平(双侧)呈显著的强正相关,农业生态系统服务和反服务具有相同的变化趋势。(3)生态环境的改善、经济反馈能值和农业灌溉面积的增加,可以增强北方农牧交错区农业抵御气候波动的能力。(4)盐池县农业可持续性高于全国和典型农区的平均水平,禁牧政策实施之前盐池县农业可持续性表现出稳定的下降趋势,而禁牧政策实施以后其可持续性表现为上升的趋势,禁牧政策的实施已初步实现农业生产的生态经济效益。     

宁夏农牧交错带村域景观演替及驱动机制

人类活动与景观格局的关系及其调控,一直是景观生态学研究的核心领域之一。农牧交错带因其环境波动、土地宜农宜牧和政策摇摆,自然生态和地方文化逐渐式微,保护和恢复现有的半自然景观以及由此产生的生物、生态和文化等功能的任务越来越紧迫。本研究以位于农牧交错带的宁夏盐池县皖记沟村为对象,运用遥感资料和访谈调查、地学考察相结合的方法,分析1964—2019年景观变化特征,探讨其景观演替规律及其自然和社会驱动机制,以及景观类型之间的互作机制。结果表明: 研究期间,皖记沟村由草地、耕地、沙地为主的景观结构演变为以草地、灌木林地、沙地、耕地为主的景观结构,由景观功能分离竞争向初步整合转变,形成了草地-耕地-沙地-灌木林地等确定的演替路径。景观演变的主要驱动机制是政策、人类需求和环境的综合作用。政策往往通过大型的、集中的人类活动促进景观发生改变,而环境通过生态系统内在驱动力,促使景观朝着与本底条件相适应的方向演替。景观演替的主要机理是土壤物理结构变化引起的土壤水分变化以及能适应新环境的植被变化。在资源密度较低的农牧交错带,景观功能分离是引起土地沙化的主要原因之一,景观功能的整合、协同大大缓解了生态恶化的局面。将景观分离竞争转化为景观共生,实现景观类型的互补乃至与外来资源的整合,是维持农牧交错带可持续发展的关键途径。     

农牧交错带县域农牧系统对气候波动的响应机制

农牧系统过程对气候波动的响应机制既是建立农牧耦合系统的主要科学问题又是农牧交错带可持续发展的关键问题之一。以盐池县1954—2013年气候和农牧系统过程为例,运用变异系数、逐步回归方法和经验模态分解法,分析了气候、农业、牧业系统12个指标的波动周期、振幅和方差贡献率,据此研究了它们之间的波动关系。结果表明:1)农牧系统受气候影响具有较大波动性。波动由强到弱依次为气候、农业、牧业,呈逐级传递的特性。三者的高频波动分量的方差贡献率依次减小,而中低频波动分量的方差依次增大。2)近60年农牧系统过程主要受经济系统驱动发生趋势性变化,同时受气候的驱动发生波动。农业在突变前受气候影响较大而突变后明显减小;同样牧业在突变前受农业影响大,突变后也明显减小。经济对农牧系统过程的影响逐渐增强。它在提高和稳定粮食总产量同时导致家畜数量特别是羊只总数的剧增,使得牧业波动加剧。3)农牧系统的波动差异、相互关联以及对气候的响应的分析表明,农牧耦合系统具有减少内部要素波动性的功能。因此,依据生态和经济规律设计具有健全正负反馈机制的农牧耦合系统是实现农牧交错带农牧业可持续发展的重要途径。     

基于社会-生态系统的沙漠化逆转过程脆弱性评价指标体系

土地沙漠化是当今世界最为严峻的生态环境问题之一。沙漠化逆转作为其反向转化过程,存在一定的脆弱性和不稳定性,即沙漠化逆转趋势减弱或反向发展的倾向。社会-生态系统理念是当今世界生态系统分析的新思路,从该视角界定沙漠化逆转过程的脆弱性概念,选取Driving-Pressure-Status-Impact-Response(DPSIR)分析框架,以农牧交错带典型沙漠化逆转区宁夏盐池县为案例,针对沙漠化逆转的因果联系和过程特点,构建一套涵盖气候湿润指数、生态治理指数、沙地所占比例在内的4层、5要素、41指标的评价体系,进而探讨驱动力、压力、状态、影响、响应5项要素间的逻辑因果关系及其脆弱性定量化计算方法,以期科学评估沙漠化逆转过程的脆弱性,为该类型区沙漠化问题的进一步治理和调控提供科学依据。     

盐池县土地利用自然生态位变化及其对景观格局的影响

以盐池县为研究区, 尝试将土地利用自然生态位的理论和方法引入到景观生态学当中, 为研究景观格局提供了新的思路。结果表明: (1)不同景观要素自然生态位的动态变化不同, 耕地、草地、未利用地的自然生态位呈现下降的趋势, 而林地和水域的自然生态位不断上升。(2)整体景观更加具有多样性、破碎性和离散性。(3)相关性分析表明, 土地利用自然生态位与景观要素面积及其变化率都呈显著正相关, 体现土地利用自然生态位的时间效应对景观要素类型时空演变的影响程度。(4)土地利用自然生态位与形状指数和斑块内聚力指数具有正相关性, 与最大斑块指数和斑块类型占景观面积的比例具有强正相关性。总的来说, 土地利用自然生态位与景观要素类型的关系极其密切, 是区域景观格局变化的重要因素。     

不同气候变化情景下荒漠草原生态系统碳动态模拟

荒漠草原生态系统对气候变化十分敏感,但其碳循环过程如何响应气候变化尚不明确。基于Biome-BGC模型和1958—2017年的气象观测资料,模拟了宁夏盐池荒漠草原生态系统在4种不同气候情景下的碳储量变化。结果表明:(1)4种气候情景下,盐池荒漠草原生态系统年均总碳储量在2.3208—2.3652 kg/m^2,土壤碳储量占总碳储量的94.03%,枯落物与植被碳储量分别占4.03%和1.94%。(2)近60 a间,基准情景下的土壤碳储量以每年0.0020 kg/m^2的速度累积,总碳储量呈波动性上升趋势。(3)植被、枯落物碳储量的年内变化与季节变化紧密相关,土壤碳储量在夏秋季较低,冬春较高。(4)单独的气温升高会导致土壤碳、植被碳及枯落物碳储量的略微降低,而单独降水波动增加会导致碳储量的明显增高,二者综合作用会导致碳储量的升高;此外,枯落物碳储量对气候变化的响应最敏感,其次是植被碳储量,土壤碳储量对气候变化的响应敏感度最低。研究结果揭示了荒漠草原碳储量随不同气候变化情景的变化规律,可为地方政府制定应对气候变化策略和生态恢复政策提供科学依据。     

农户生计资本与沙漠化逆转趋势的关系——以宁夏盐池县为例

探索禁牧政策背景下农户生计资本与生计结果关系,对提升农户生计和沙漠化逆转的可持续水平具有重要意义。以农牧交错带上典型的沙漠化逆转区宁夏盐池县为例,基于SLA可持续生计框架和实地调研数据,定量评估了农户生计资本与沙漠化逆转趋势,运用灰色关联法和二元Logistic模型探讨了两者间的关系和影响。结果表明:(1)盐池县农户的生计资本存量仅处于维持基本生活需求阶段,金融资本和社会资本储量较低,存在明显的属性差异,各乡镇间差异较小;(2)农户对沙漠化逆转的响应主要表现在生态政策、适应行为、环保意识、环保行为和环境感知5个方面,存在显著的属性差异和空间差异,63.76%的受访户倾向于沙漠化逆转可持续;(3)农户生计资本与沙漠化逆转趋势之间存在较强的关联关系,人力资本和金融资本对沙漠化逆转可持续起负向作用,而物质资本、自然资本和社会资本则呈正向影响;(4)金融资本、社会资本和人力资本是影响沙漠化逆转可持续的关键因素,是今后该县农户生计资本更新与发展、可持续生计能力形成的关键点和突破点。     

禁牧政策下宁夏盐池县农户适应策略及其影响因素

禁牧政策下农户的适应策略是农户为了应对外界干预而做出的各种适应性改变,生计变化是其中最重要的部分。通过实地调查获得研究数据,对比分析禁牧初期和禁牧10a农户生计模式、养殖及种植方面的变化,并以农户的生计资本作为自变量,运用有序多分类和二项的Logistic回归模型分析农户适应策略(农户生计多样性、养殖规模及养殖方式)变化的影响因素。研究得出:1与禁牧初期相比,当前农户的适应策略主要表现为农户生计模式具有初步非农化倾向,生计多样性增加,大部分农户养殖规模减小或不变,农户生产结构有所调整,粮食作物种植面积增加,而经济作物种植面积减小,单只羊的养殖成本增加。2农户生计资本水平对其适应策略具有重要影响,农户生计多样性变化的主要影响因素有人力资本、金融资本和社会资本;影响农户养殖规模变化的主要有自然资本、物质资本、金融资本和社会资本,而影响农户养殖模式选择的主要是物质资本和金融资本因素。