阿拉善生物多样性评价指标体系与研究

2015-12-15陶格日勒周建秀达来唐克斯

资源节约与环保 2015年1期

关键词：生态区阿拉善荒漠

陶格日勒周建秀达来唐克斯

（内蒙古阿拉善盟环境监测站内蒙古阿拉善盟 750306）

阿拉善生物多样性评价指标体系与研究

陶格日勒周建秀达来唐克斯

（内蒙古阿拉善盟环境监测站内蒙古阿拉善盟 750306）

本论文选取阿拉善为研究区，利用20世纪70年代、80年代中末期及1999年、2008年4个时期的LandsatMSS/TM遥感影像资料数据，并且应用3S技术对4个时期30年土地利用进行了动态变化分析，通过资料信息整合和现状分析，全面、系统的掌握了阿拉善生物多样性状况，并在此基础上利用层次分析法制定了4个层次的生物多样性评估指标体系和方法，最后对阿拉善地区进行了生物多样综合性评价。结果表明：20世纪70年代至世纪末阿拉善生物多样性急剧下降，近10年来生物多样性急剧下降趋势缓和，且局部明显好转。生物多样性综合状况评价为优、良好、一般、差的地区分别占全盟面积的1%、26%、57%、16%。阿拉善地区物种种类偏少，特有种、珍稀濒危种、古老孑遗种丰富，生态系统类型的多样性和典型性比较突出，建群种和优势种多数为生物地理区特有类型，生物多样性保护成效明显，但威胁依然存在。

生物多样性；评价指标体系；3S技术；阿拉善

生物多样性指所有来源的形形色色的生物体，这些来源包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体，这包括物种内部、物种之间和生态系统的多样性。生物多样性拥有巨大的价值，是社会经济可持续发展的物质基础[1]。由于生境的消失和退化、自然资源的不合理利用、环境污染、外来物种入侵和气候变化等原因，全球生物多样性丧失问题十分严重。在过去几百年内，人类使物种灭绝速率比地球历史上物种自然灭绝速率增加1000倍[2－3]。2010年发布的第3版《全球生物多样性展望(Global Biodiversity Outlook 3，GBO-3)指出，全球生物多样性丧失的趋势仍没有得到有效遏制。当前生物多样性丧失趋势正使生态系统滑向不可恢复的临界点。如果地球生态系统最终发生不可挽回的变化，人类文明所赖以生存的相对稳定的环境条件将不复存在[4]。阿拉善荒漠区地处亚非大陆荒漠区东翼，向西与河西走廊荒漠、南疆、北疆荒漠以及北面的蒙古阿尔泰戈壁荒漠联结为一体，构成亚洲中部内陆腹地一个独特的超旱生生态系统占绝对优势的生物地理区域，也是阿拉善地区面积最大的生态系统类型，对于维持自然生态格局、功能和过程具有特殊的生物多样性意义。

2009年，根据中欧阿拉善生物多样性保护示范项目实施机构阿拉善盟外援办与阿拉善盟环境保护局的合作协议，阿拉善盟环境保护局承担“阿拉善生物多样性保护示范项目”中“完善阿盟生物多样性保护监测体系”研究。2009年8月至2010年5月开展了“完善阿拉善生物多样性监测体系”活动。目的是，摸清阿拉善生物多样性现状；研究制定阿拉善生物多样性监测体系及监测方法；研究制定阿拉善生物多样性监测计划；评估阿拉善生物多样性变化；制定阿拉善生物多样性评估标准；建立阿拉善生物多样性数据库。

1 自然概况

阿拉善荒漠区地处典型的内陆干旱区,属温带荒漠气候,其地理坐标为东经97°10′～106°12′、北纬37°24′～42°25′。地形南高北低,地貌单元较为复杂,主要为戈壁、沙漠、湖盆、低山丘陵等,东、南、西部分别被贺兰山、龙首山、马鬃山所环绕,北部被蒙古高原所阻隔。从大地貌上看,阿拉善荒漠区是一个三面环山,西部与新疆荒漠相通的半闭合内陆盆地。著名的乌兰布和、巴丹吉林和腾格里三大沙漠横贯全境,占内蒙古自治区总面积的30.92%。境内水源十分缺乏,唯一的水系为内流河弱水(黑河),最终注入居延海。气候为典型的高原大陆性气候,冬季严寒、干燥,夏季酷热,风力强劲,昼夜温差大,极端最低气温-36℃,最高气温42℃。年降水量45～215mm,年蒸发量3000～4700mm[5]。自然环境主要以沙漠及砾石戈壁为主，额济纳居延绿洲、贺兰山水涵养林和横贯东西阿拉善全境的梭梭林带是阿拉善荒漠地区的三座绿色屏障。其中，贺兰山自然保护区1992年被国务院国函(1992)116号文批准为国家级自然保护区，同年11月举行的中国生物多样性保持行动计划第三次研究讨论会上认定为温带地域的森林生态系统的优先保护区。居延绿洲的额济纳旗七道桥胡杨林保护区，1992年该保护区在中国生物多样性保护行动计划会上认定为具有国内意义的荒漠生态保护点[6]；2001年批准成为国家级自然保护区。

2 技术路线

本论文选取阿拉善为研究区，利用阿拉善地区20世纪70年代、80年代中末期及 1999年、2008年 4个时期的 Landsat MSS/TM遥感影像数据，应用3S技术对阿拉善4个时期30年土地利用进行了动态变化和现状分析。并且利用GIS叠加方法、层次分析法（AHP）和模型，选取30年间具有代表性的四期遥感影像作为评价单元进行生物多样性评价。首先，阐述了选择4个时期30年作为评价时段的原因。其次，建立了阿拉善生物多样性评价指标体系，构建生物多样性的综合评价模型。最后，进行原因分析，为阿拉善生物多样性可持续发展建设和合理利用开发资源提供理论依据。

3 阿拉善生物多样性评价指标体系研究方法

3.1 生物多样性评价指标构建原则

科学性原则:指标的选取应建立在对生物多样性充分认识、深入研究的基础上。选取的指标目标明确、定义准确，必须能客观、真实地反映生物多样性的基本特征、变化规律和保护现状。

代表性原则:选择指标时，应选取最能直接反映生物多样性本质特征的指标，排除一些与特征关系不密切的从属指标，使指标体系具有较高的代表性。

实用性原则:实用性原则包括4层含义：一是所选指标的数据容易采集；二是便于更新；三是指标体系简明、综合性强；四是指标体系的应用具有较强的可操作性。

3.2 生物多样性评价指标体系评估内容及方法

3.2.1 生物多样性评价指标体系

依据生物多样性基础数据，确定4个层次的阿拉善生物多样性评估指标体系。其中一级指标3个，二级指标12个，三级指标为38个。采用专家咨询法，建立了参考权重，并确定各参数的赋

分标准（表1）。

表1 阿拉善生物多样性综合评价指标体系内容、方法

根据阿拉善地区实际情况，森林生态、草地生态、湿地生态系统、荒漠生态系统多样性评价指标（表2-5）。

表2 森林生态系统多样性评价指标

表3 草地生态系统多样性评价指标的构成

表4 湿地生态系统多样性评价指标的构成

表5 荒漠生态系统多样性评价指标构成

动、植物的多样性是生物多样性的最直接反应，是生物多样性评估的基本指标，评价指标（表6-7）。

表6 植物多样性评价指标构成

表7 动物多样性评价指标构成

自然生境破坏对生物多样性会产生直接的影响，生境严重破坏会直接威胁物种的生存，评价指标（表8）。

表8 自然生境破坏程度评价指标构成

野生资源的过度利用是生物多样性下降的主要原因之一。因此野生资源的过度利用是生物多样性威胁评价的重要指标，其评价指标（表9）。

表9 野生资源的过度利用程度评价指标的构成

虫害鼠害是目前阿拉善地区的植物多样性威胁最大的自然因素。评价指标（表10）。

表10 虫害鼠害泛滥程度评价指标的构成

气候变化对生物多样性影响和适应性，直接关系着未来生物多样性的保护。对于气候条件恶劣的阿拉善地区，气候变化对生物多样性产生负面影响较突出，评价指标（表11）。

表11 气候变化程度评价指标的构成

生境的保护与治理是保护与恢复生物多样的重要措施，间接地可反映生物多样性恢复状况，评价指标（表12）。

表12 生境和物种保护与恢复程度评价指标的构成

自然保护区建设水平不仅反映了生物多样性保护的规模，也间接代表了区域的生物多样性现状。因此，自然保护区建设水平是生物多样性保护评价的最重要指标，评价指标（表13）。

表13 自然保护区建设水平评价指标的构成

3.3 生物多样性评价方法

3.3.1 指标赋分标准

阿拉善生物多样性综合评价级别划分为4个等级，多样性由高到低划分为“最好”“好”“差”和“极差”，得分分别为100、75、50、25。根据阿拉善9个生态区的生物多样性基础监测数据，三级指标级别确定了参考标准。

3.3.2 计算方法

生物多样性综合指数（BI）以生物多样性现状、生物多样性威胁、生物多样性保护措施3个评价指标加权求和。生物多样性综合指数计算方法：

计算公式中，Ai为一级指标的分值，Ai的值可通过对其包含

的二级指标分值进行求和得到；Pi为该一级指标对应的权重；Bj为其包含的二级指标的分值，Bj通过三级指标分值求和得到；Hi为二级指标对应的权重；Cl为其包含的三级指标的分值；Kl为三级指标对应权重；m为一级指标的个数；n为每个一级指标包含的二级指标的个数；s为每个二级指标包含的三级指标的个数（表14）。

表14 生物多样性状况的综合指数计算结果一览表

4 阿拉善生物多样性评价

4.1 土地利用变化分析

利用20世纪70年代、80年代中末期及1999年、2008年4个时期的LandsatMSS/TM遥感影像数据，对30年土地利用进行了动态变化分析（表15）。

表15 阿拉善30年土地利用变化

分析结果表明，阿拉善30年土地利用变化特征是，20世纪70年代到20世纪末森林、草地、湿地土地面积在减少，而农田、建设用地和荒漠化土地面积在增加。20世纪末至2008年，森林、草地、湿地土地面积在增加，荒漠化土地面积在缩小。这说明，上世纪森林、草地、湿地土地类型一直在退化，而近几年来呈恢复趋势。

4.2 生态区生物多样性评价

阿拉善盟的旗县面积大、数量少，并且生态环境状况等级都属同一级范畴。如果以旗（县）为评价基本单元，会使评价结果准确性、可比性低。为了更好的反映阿拉善生物多样性特征和等级状况，以阿拉善地区保护生物多样性规划区为单元评价生物多样性状况。

依据植被类型差异、地形、地貌与基质及人类活动强度，阿拉善全盟划为9个保护生物多样性规划区，分别为贺兰山森林-草原/荒漠生态区、额济纳绿洲生态区、东阿拉善草原化荒漠生态区、巴丹吉林沙漠生态区、腾格里沙漠生态区、乌兰布和沙漠生态区、龙首山北麓草原化荒漠生态区、阿拉善戈壁荒漠生态区和西阿拉善低山残丘荒漠生态区。

根据调查基础数据、分析数据和生物多样性评价方法，分别对全盟9个生态区生物多样性状况进行评价，评价结果（表16）。

表16 生物多样性评价结果

结果表明：

生物多样性综合状况为优的生态区只有，贺兰山森林-草原/荒漠生态区1个，面积20.46×104hm2，占全盟国土面积的1%。

生物多样性综合状况为良的生态区有2个，分别为额济纳绿洲生态区、东阿拉善草原化荒漠生态区，面积563.04×104hm2，占全盟面积的26%。

生物多样性综合状况为一般的生态区有5个，分别为腾格里沙漠生态区、乌兰布和沙漠生态区、龙首山北麓草原化荒漠生态区、巴丹吉林沙漠生态区和中阿拉善戈壁荒漠生态区，总面积1408.46×104hm2，占全盟面积的57%。

生物多样性综合状况为差的生态区有1个，西阿拉善低山残丘荒漠生态区，总面积377.25×104hm2，占全盟面积的16%。

4.3 阿拉善生物多样性总体评价

根据分析、调查和评价结果，阿拉善生物多样性特点可归纳：生物多样性比较丰富、受威胁存在、保护措施尚不充分。

物种偏少，特有、古老种丰富，生态系统典型性突出，建群种和优势种多数为生物地理区特有类型。

生物多样性状况整体一般、局部较丰富。生物多样性保护成效明显，但威胁依然存在。

5 问题与讨论

5.1 生物多样性评价指标体系是生物多样性保护研究的重要组成部分。建立合理的生物多样性评价标准与指标体系是为了保证生物资源利用的可持续发展，这对国际、国家、区域以及自然保护区管理都是需要的[7]。生物多样性评价是技术性强、极其复杂的工作。从国内到盟内很少开展生物多样性评价工作，相关参考资料和数据奇缺。生物多样性评价涉及生物多样性的各个层次和水平以及千变万化的环境和管理条件，同时也受评价人员的专业知识水平、实践经验和评价对象熟知程度的限制。因此，项目制定的阿拉善生物多样性评价的指标体系及方法还有欠缺，今后需要在实践中不断地加以修改完善。

5.2 近年来，阿拉善生物多样性保护工作取得较好的成效。乱砍滥伐林木、偷猎捕杀野生动物、乱开垦土地等现象得到控制，围栏封育和退牧还草（林）规模在不断地扩大，自然保护区的规模和数量在增加。但阿拉善生物多样性仍存在较大的威胁，保护力度还不够。目前，过度采挖野生药用植物、超载放牧等现象依然严重。干旱、风沙、鼠害和虫害等自然因素仍然威胁着阿拉善生物多样性。阿拉善生物多样性保护的总体趋势是，从全盟整体看，生物多样性急剧下降的趋势得到缓解，局部地区好转。但随着经济社会快速发展，生物多样性保护与经济社会发展的矛盾依然存在，生物多样性威胁并未彻底消除,生物多样性保护工作亟待加强。

5.3 阿拉善生物多样性变化较大，这主要是气候变化和人为活动共同作用的结果。随着阿拉善经济的发展和人口的不断地增加，对自然资源的索取不断地加剧，各种野生生物资源遭受了巨大的损失。同时，气候干旱、风沙加剧等气候变化也给阿拉善地区动植物的生存造成了很大的威胁。