史娜娜，肖能文，王 琦，韓 煜，高曉奇，全占軍

·土地整理工程·

錫林郭勒盟生態(tài)安全評(píng)價(jià)及生態(tài)調(diào)控途徑

史娜娜，肖能文，王 琦，韓 煜，高曉奇，全占軍※

（中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院國(guó)家環(huán)境保護(hù)區(qū)域生態(tài)過程與功能評(píng)估重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012）

在“自然生態(tài)-干擾脅迫”框架下，構(gòu)建錫盟生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型，分析2000—2015年生態(tài)安全時(shí)空演變格局；利用局部空間自相關(guān)分析其空間集聚狀態(tài)，并采用重心遷移模型追蹤生態(tài)安全重心變化軌跡，最終提出生態(tài)調(diào)控途徑。結(jié)果表明：1）生態(tài)安全空間分布差異顯著，東北高西南低，且呈現(xiàn)空間集聚態(tài)勢(shì)，高-高值區(qū)毗鄰，低-低值區(qū)毗鄰；2）生態(tài)安全值上升，生態(tài)安全有所提升，但一般安全區(qū)仍然分布較廣；3）生態(tài)安全重心主要位于西烏珠穆沁旗，向東北遷移，不安全重心向西南遷移至阿巴嘎旗境內(nèi)；4）土地利用是促使生態(tài)安全變化的主要驅(qū)動(dòng)力，建議開展分區(qū)生態(tài)調(diào)控，實(shí)行“一區(qū)一策”，踐行生態(tài)保護(hù)與社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的新模式。

土地利用；生態(tài)；生態(tài)安全；空間自相關(guān)；重心遷移；錫林郭勒盟

0 引 言

生態(tài)安全是國(guó)家安全的重要組成部分[1]，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和快速城鎮(zhèn)化帶來一系列生態(tài)環(huán)境問題，迫使人口—資源—環(huán)境之間的矛盾越發(fā)突出，生態(tài)環(huán)境退化加劇，生態(tài)安全成為生態(tài)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的新主題[2-3]。保障區(qū)域生態(tài)安全，將生態(tài)安全管理納入政府管理決策之中，尋求生態(tài)安全調(diào)控途徑，成為促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要手段[4-5]。生態(tài)安全評(píng)價(jià)就是根據(jù)自然生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)因子之間的相互作用關(guān)系，在特定的時(shí)空范圍內(nèi)以一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生態(tài)安全狀況進(jìn)行定性或定量的分析與評(píng)估[6-8]，它是生態(tài)調(diào)控的基礎(chǔ)和依據(jù)。

國(guó)外生態(tài)安全評(píng)價(jià)集中于土地評(píng)價(jià)（土地可持續(xù)評(píng)價(jià)）[9-10]、土地質(zhì)量評(píng)價(jià)[11]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)[12-13]、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[14-16]和土地健康診斷[17]等方面；評(píng)價(jià)模型多為PSR模型，囊括生態(tài)社會(huì)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境3個(gè)元素，衍生的DPSIR模型正在進(jìn)行深入研究。國(guó)內(nèi)主要集中于生態(tài)安全內(nèi)涵[18]、指標(biāo)選取及指標(biāo)體系構(gòu)建[19-20]、評(píng)價(jià)模型[21]、生態(tài)安全閥值劃分等關(guān)鍵問題[22-23]；評(píng)價(jià)對(duì)象以自然地理景觀和人類活動(dòng)影響顯著區(qū)為主，且多集中在省域、流域和市域尺度；評(píng)價(jià)因子由單一因子發(fā)展為多因子綜合評(píng)價(jià)，一般基于PSR、AHP以及生態(tài)足跡模型構(gòu)建指標(biāo)體系，并采用綜合指數(shù)法開展定量評(píng)價(jià)。由于區(qū)域地理位置、立地條件差異，以及研究目的不同，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法的選取也不盡相同；已有研究雖有定量分析，但多數(shù)并未開展空間分析，不能展示生態(tài)安全空間分布狀態(tài)，因而不能提出行之有效的生態(tài)調(diào)控措施和途徑。

已有關(guān)于錫林郭勒盟（以下簡(jiǎn)稱錫盟）生態(tài)安全評(píng)價(jià)的研究成果較少[24-27]，評(píng)價(jià)方法易忽略要素之間的關(guān)聯(lián)性和耦合性，且缺乏客觀的空間化、定量化方法；評(píng)價(jià)結(jié)果往往是靜態(tài)的，而工業(yè)化、城市化等驅(qū)動(dòng)因子對(duì)區(qū)域生態(tài)安全的影響卻是多時(shí)相、動(dòng)態(tài)變化的，模型結(jié)果往往不能有效揭示生態(tài)安全動(dòng)態(tài)演化規(guī)律，難以預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)。由此可見，以上研究在錫盟生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)及生態(tài)調(diào)控方面略顯不足。鑒于此，在500 m×500 m柵格尺度上，構(gòu)建態(tài)安全評(píng)價(jià)模型，研究2000－2015年錫盟生態(tài)安全時(shí)空分布格局，進(jìn)而利用局部空間自相關(guān)分析其空間集聚態(tài)勢(shì)，并利用重心遷移模型尋找生態(tài)安全重心變化趨勢(shì)，進(jìn)而提出生態(tài)調(diào)控途徑，以期為區(qū)域生態(tài)安全研究提供借鑒。

1 研究區(qū)概況

錫林郭勒盟地處內(nèi)蒙古自治區(qū)中部（41°35′～46°46′N，111°09′～119°58′E），轄2市9旗1縣，總面積20.26萬km2，是距京津冀經(jīng)濟(jì)圈最近的草原牧區(qū)，駐地錫林浩特市（圖1），是中國(guó)北方重要的生態(tài)安全屏障。地勢(shì)南高北低，以高平原為主，海拔700～2 000 m。該區(qū)屬于中溫帶干旱、半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年均溫0～4 ℃，年均降水量300～380 mm，由西南向東北遞增，受制于降水量的空間分布，草原類型從西南向東北依次跨越荒漠草原、典型草原和草甸草原。區(qū)內(nèi)還分布著隱域性沙地（渾善達(dá)克沙地）和農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)（多倫縣和太仆寺旗）。錫盟在煤電發(fā)展西移戰(zhàn)略下，成為內(nèi)蒙古自治區(qū)乃至中國(guó)的重要煤電基地之一，煤電基地具有七大礦區(qū)，分別為勝利、五間房、巴彥寶力格、查干淖爾、白音華、賀斯格烏拉和烏尼特礦區(qū)，以煤炭集中綜合開發(fā)為主，所發(fā)電力均接入蒙西電網(wǎng)[27]。

圖1 錫林郭勒盟地理位置

錫林郭勒盟雖擁有豐富的草原資源和煤炭資源，但生態(tài)環(huán)境十分脆弱，尤其是近年來煤電基地規(guī)模擴(kuò)張導(dǎo)致自然資源消耗加劇[26]，并引起了生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性喪失、生態(tài)功能下降、水土流失、土地沙化等生態(tài)環(huán)境問題。若任其累積到一定程度，必將危及區(qū)域生態(tài)安全，進(jìn)而影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。因此，以錫盟為研究對(duì)象，構(gòu)建生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型，分析其動(dòng)態(tài)演變趨勢(shì)；利用重心模型尋找不同生態(tài)安全等級(jí)重心遷移方向，進(jìn)而提出生態(tài)安全調(diào)控途徑及對(duì)策，以期為保障煤電基地生態(tài)安全提供借鑒。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

數(shù)據(jù)源包括土地利用數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等。1）土地利用數(shù)據(jù)：采用2000、2010和2015年30 m×30 m空間分辨率的研究區(qū)遙感解譯數(shù)據(jù)，解譯精度為95%；2）DEM：分辨率為30 m×30 m，來源于地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn/），坡度數(shù)據(jù)利用DEM計(jì)算獲?。?）距道路距離、距河流距離、距工礦用地距離、距交通用地距離、距城鎮(zhèn)用地距離等，是通過2000、2010和2015年的土地利用數(shù)據(jù)分別提取道路、河流、工礦用地、交通用地、城鎮(zhèn)用地，然后分別做500、1 000和1 500 m的緩沖區(qū)；4）NDVI數(shù)據(jù)：采用2000－2015年MODIS-NDVI數(shù)據(jù)（http://www.gscloud.cn），空間分辨率500 m，時(shí)間分辨率30 d，計(jì)算研究區(qū)NDVI多年平均值；5）土壤數(shù)據(jù)：來源于中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所1:100萬土壤類型數(shù)據(jù)；土壤侵蝕數(shù)據(jù)是根據(jù)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) SL190－2007》，利用2000、2010和2015年的植被覆蓋度和坡度計(jì)算獲得；6）氣象數(shù)據(jù)：來源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（http://data.cma.gov.cn/），選取氣象臺(tái)站2000－2015年氣溫和降水兩個(gè)變量，利用kriging插值生成空間分布數(shù)據(jù)；7）社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)：來源于錫林郭勒盟2001－2016年統(tǒng)計(jì)年鑒及國(guó)民社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等。所有用于生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型的數(shù)據(jù)均采用500 m×500 m分辨率。

2.2 研究方法

2.2.1 生態(tài)安全評(píng)價(jià)模型

依據(jù)系統(tǒng)性、代表性、實(shí)用性及數(shù)據(jù)的可獲得性原則，綜合考量區(qū)域生態(tài)安全的自然環(huán)境特征、人類干擾、潛在影響因素，構(gòu)建“自然生態(tài)—干擾脅迫”框架下得錫盟生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1）。各個(gè)指標(biāo)的分級(jí)見表內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或參考文獻(xiàn)，并利用ArcGIS的重分類功能從低到高將其分為4類，分別賦值為1、2、3、4。

運(yùn)用ArcGIS的空間主成分分析模塊，利用其能夠最佳綜合與簡(jiǎn)化高維變量的特性，將各主成分的特征值作為權(quán)重，采用柵格計(jì)算模塊對(duì)10個(gè)主成分開展加權(quán)求和，從而獲取錫盟生態(tài)安全的空間分布。

2.2.2局部空間自相關(guān)

局部空間自相關(guān)以Moran’s散點(diǎn)圖和LISA集聚圖來評(píng)價(jià)相似和不相似樣本的空間聚集程度[32]。局部Moran’s系數(shù)用來反映局部空間自相關(guān)度，其計(jì)算公式為

Moran’s散點(diǎn)圖反映局部不穩(wěn)定性特征，與LISA集聚圖相對(duì)應(yīng)，反映了高-高、低-低、高-低、低-高4類分析單元與其臨近單元的關(guān)聯(lián)狀況。本研究采用Geoda軟件進(jìn)行Moran’s計(jì)算。

2.2.3 重心遷移模型

生態(tài)安全重心遷移模型是在空間上描述不同生態(tài)安全等級(jí)的時(shí)間演變過程，表征重心空間變化趨勢(shì)。生態(tài)安全重心是引用人口地理學(xué)中常見的人口分布重心原理求得的[33-34]。重心坐標(biāo)一般以經(jīng)緯度表示，其計(jì)算方法為

式中X、Y分別是第年生態(tài)安全重心經(jīng)緯度坐標(biāo)；C是第年第個(gè)生態(tài)安全等級(jí)分區(qū)的面積；X、Y分別為第個(gè)生態(tài)安全斑塊幾何中心經(jīng)緯度；為該種生態(tài)安全斑塊總數(shù)。

生態(tài)安全重心空間區(qū)位年際移動(dòng)距離的測(cè)度一般采用如下公式

式中表示2個(gè)不同年份間中心遷移的距離；′和分別表示不同年份；（X′、Y′）、（X、Y）分別表示第′和年的區(qū)域重心所在空間的地理坐標(biāo)；是地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為平面距離的系數(shù)。

2.2.4 生態(tài)調(diào)控分區(qū)

在區(qū)域立地條件分析和生態(tài)安全評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，根據(jù)生態(tài)安全格局需求和生態(tài)調(diào)控目標(biāo)，依托區(qū)域氣候特征、地形地貌、植被類型、土壤性質(zhì)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征等，開展分區(qū)研究，并據(jù)此提出區(qū)域生態(tài)調(diào)控措施。

3 結(jié)果與分析

3.1 時(shí)間演變特征

錫盟生態(tài)安全指數(shù)計(jì)算結(jié)果見表2，空間分布見圖2。2000年，生態(tài)安全指數(shù)最低的區(qū)域分布在正藍(lán)旗以及正鑲白旗和蘇尼特左旗交界處；生態(tài)安全指數(shù)較高的區(qū)域分布在東烏珠穆沁旗和西烏珠穆沁旗。2005年，錫盟生態(tài)安全空間分布格局發(fā)生明顯變化，生態(tài)安全較高的區(qū)域增加了錫林浩特市北部，重心整體偏向于東烏珠穆沁旗；生態(tài)安全指數(shù)較低的區(qū)域增加了正藍(lán)旗、太仆寺旗和鑲黃旗，重心向南偏移。2015年，生態(tài)安全指數(shù)較高的區(qū)域又集中在東烏珠穆沁旗和西烏珠穆沁旗，生態(tài)安全指數(shù)較低的區(qū)域增加了蘇尼特左旗北部和蘇尼特右旗南部。

綜合上述，2000－2015年，錫盟生態(tài)安全指數(shù)整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；生態(tài)安全空間差異顯著，高度安全區(qū)基本穩(wěn)定，低度安全區(qū)面積不斷擴(kuò)大。究其原因，人口增長(zhǎng)和快速城市化進(jìn)程促使錫盟土地利用/土地覆被發(fā)生變化，人為活動(dòng)的影響迫使生態(tài)系統(tǒng)承受越來越大的壓力，致使生態(tài)穩(wěn)定性降低，生態(tài)安全指數(shù)下降。退耕還林還草工程、京津風(fēng)沙源治理工程的實(shí)施改善了部分區(qū)域的生態(tài)安全指數(shù)，生態(tài)保護(hù)策略的積極實(shí)施將有助于提高區(qū)域生態(tài)安全水平。

表2 錫林郭勒盟2000、2010和2015年生態(tài)安全指數(shù)

3.2 空間演變特征

利用Geoda軟件繪制錫盟2000、2010和2015年生態(tài)安全指數(shù)Moran’s散點(diǎn)圖（圖3），結(jié)果顯示區(qū)域生態(tài)安全有較強(qiáng)的空間正相關(guān)。為了更直觀展示生態(tài)安全空間分布格局，利用Geoda軟件繪制LISA圖（圖4），可見，區(qū)域生態(tài)安全并不是隨機(jī)分布的，而是存在一定的內(nèi)在聯(lián)系，即表現(xiàn)出一定的空間聚集態(tài)勢(shì)。生態(tài)安全高值區(qū)傾向于與高值區(qū)毗鄰，生態(tài)安全低值區(qū)傾向于與低值區(qū)毗鄰。

錫盟生態(tài)安全局域自相關(guān)空間差異顯著。2000年，生態(tài)安全高-高值區(qū)分布在烏珠穆沁旗東部、西烏珠穆沁旗東部；錫林浩特市、多倫縣、太仆寺旗、正藍(lán)旗也有小面積高-高值區(qū)；較大面積的低-低值區(qū)分布在南部（蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、二連浩特市、正藍(lán)旗）。2000－2010年生態(tài)安全空間分布格局發(fā)生了變化，高-高值區(qū)依然集中在北部（烏珠穆沁旗東部、西烏珠穆沁旗東部），面積有所擴(kuò)大；低-低值區(qū)發(fā)生轉(zhuǎn)移，主要分布在蘇尼特右旗、鑲黃旗、正鑲白旗、正藍(lán)旗、太仆寺旗，阿巴嘎旗北部。2015年，高-高值區(qū)呈擴(kuò)大趨勢(shì)，依然集中分布在烏珠穆沁旗東部、西烏珠穆沁旗東部，此外，阿巴嘎旗中南部、錫林浩特市中部、多倫縣東部也有分布；低-低值區(qū)擴(kuò)大，主要分布在蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、鑲黃旗、正鑲白旗、正藍(lán)旗、太仆寺旗。2000－2015年，錫盟西南部受人類活動(dòng)及自然因素的影響[26]，不安全狀態(tài)增加；東北部安全態(tài)勢(shì)好轉(zhuǎn)。

圖2 錫林郭勒盟2000、2010和2015年生態(tài)安全格局概況

圖3 錫林郭勒盟2000、2010和2015年Moran’s I散點(diǎn)圖

圖4 錫林郭勒盟2000、2010和2015年空間自相關(guān)LISA結(jié)果

綜上，錫盟生態(tài)安全指數(shù)較高的區(qū)域主要分布在東北部，以草甸草原和典型草原植被為主；生態(tài)安全指數(shù)較低的區(qū)域主要分布在南部，以荒漠草原為主，植被稀疏，生態(tài)環(huán)境脆弱。這也表明生態(tài)安全指數(shù)高值區(qū)域容易對(duì)其周圍產(chǎn)生正面影響，而低值區(qū)可以影響其周圍的高值區(qū)，使其趨于不安全狀態(tài)。干旱脅迫和資源開發(fā)利用活動(dòng)在一定程度上加劇了區(qū)域的不安全狀態(tài)[31]，因此，降低人為活動(dòng)干擾，合理利用草地資源，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，保障生態(tài)安全。

3.3 生態(tài)安全等級(jí)劃分

3.3.1 不同安全等級(jí)面積變化

在2000、2010和2015年錫盟生態(tài)安全評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，利用ArcGIS空間分析的自然斷點(diǎn)法將生態(tài)安全劃分為安全、較安全、一般安全、不安全4個(gè)等級(jí)（表3和圖5）。2000年，錫盟生態(tài)安全以較安全和一般安全為主，分別占總面積的29.56%和56.61%；2010年，錫盟生態(tài)安全等級(jí)下降，較安全和一般安全面積顯著下降，導(dǎo)致不安全面積增大；2015年，較安全和安全面積顯著增加，其中較安全面積增至4.43×104km2，不安全面積減少至23.95%，表明2015年生態(tài)安全等級(jí)上升。

表3 錫林郭勒盟生態(tài)安全等級(jí)劃分結(jié)果

圖5 錫林郭勒盟生態(tài)安全等級(jí)空間分布

3.3.2不同安全等級(jí)重心演變

利用重心模型計(jì)算了不同生態(tài)安全等級(jí)的重心坐標(biāo)，其空間遷移見圖6。錫盟自西向東呈現(xiàn)出“不安全”→“一般安全”→“較安全”→“安全”的空間分布態(tài)勢(shì)，與生態(tài)安全類型的空間分布一致，這表明錫盟西南地區(qū)存在較大的生態(tài)安全問題，且重心集中在蘇尼特左旗和阿巴嘎旗。2000－2010年，不安全和一般安全有向北偏移的趨勢(shì)，不安全重心向東北遷移101.28 km，一般安全重心向西北遷移40.98 km，較安全重心向南遷移75.59 km，安全重心點(diǎn)向南遷移了32.30 km。2010－2015年，安全重心向東北遷移，依然在西烏珠穆沁旗，并且遷移到與東烏珠穆沁旗交界處；較安全重心繼續(xù)向東北遷移；一般安全和不安全重心分別向東南和西南回遷，不安全重心遷移至阿巴嘎旗。

圖6 錫林郭勒盟2000－2015年生態(tài)安全重心演變

綜合上述，不安全和一般安全重心北移之后又回遷，主要集中在蘇尼特左旗和阿巴嘎旗境內(nèi)，西南地區(qū)生態(tài)安全局勢(shì)嚴(yán)峻；較安全和安全重心一直向東北遷移，西烏珠穆沁旗地位顯著，整個(gè)東北地區(qū)生態(tài)安全度提高。西南地區(qū)的蘇尼特右旗在持續(xù)的退耕還林還草等管理政策支持下，生態(tài)安全水平有所上升。

3.4 生態(tài)安全調(diào)控對(duì)策與途徑

區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)是區(qū)域生態(tài)安全調(diào)控的基礎(chǔ)，是進(jìn)行生態(tài)安全管理的技術(shù)支撐?；谏鷳B(tài)安全評(píng)價(jià)及等級(jí)結(jié)果，利用ArcGIS的spatial analysis功能，空間疊加植被、土壤、氣候、土地利用等因素，將全盟劃分為6個(gè)生態(tài)分區(qū)。綜合考慮區(qū)域生態(tài)功能及土地用途，將6個(gè)分區(qū)分別命名為核心保育區(qū)、生態(tài)管護(hù)區(qū)、傳統(tǒng)利用區(qū)、生態(tài)恢復(fù)區(qū)、退耕還林還草區(qū)、沙源治理區(qū)（圖7）。根據(jù)各個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)，制定“一區(qū)一策”措施，加強(qiáng)生態(tài)安全調(diào)控和管理。

圖7 錫林郭勒盟生態(tài)分區(qū)調(diào)控

1）核心保育區(qū)：面積7 218.28 km2，約占全盟總面積的3.52%，主要分布在東烏珠穆沁旗東北部。干旱脅迫、掠奪式開發(fā)、過度放牧等自然和人為干擾造成草原功能下降。建議將草甸草原區(qū)劃為禁牧區(qū)，實(shí)行最嚴(yán)格保護(hù)；其他區(qū)域引導(dǎo)牧民合理放牧，以草定畜，保持生態(tài)平衡。此外，可開展一定范圍的核心景觀參觀游憩，但要統(tǒng)一管理游客數(shù)量、路線和行為等。

2）生態(tài)管護(hù)區(qū)：面積58 324.12 km2，約占全盟總面積的26.57%，分布在東烏珠穆沁旗和西烏珠穆沁旗大部分區(qū)域。該區(qū)生態(tài)狀況相對(duì)較好，土地利用方式改變導(dǎo)致高覆蓋草地退化成中低覆蓋草地，加之自然環(huán)境變化，仍需加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)。建議進(jìn)一步鞏固生態(tài)恢復(fù)效果；控制沿河放牧的牲畜數(shù)量，建立農(nóng)-牧-特產(chǎn)業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)區(qū)；建立生態(tài)安全保護(hù)屏障。

3）傳統(tǒng)利用區(qū)：面積76 970.62 km2，約占全盟總面積的37.99%，主要分布在錫林浩特市、阿巴嘎旗大部、蘇尼特左旗中部、蘇尼特右旗北部、二連浩特市北部。該區(qū)以中低覆蓋草地為主，草地退化較為嚴(yán)重，放牧等人類干擾活動(dòng)強(qiáng)度大。建議在草畜平衡區(qū)發(fā)展生態(tài)畜牧業(yè)；重要湖泊及濕地禁止干擾強(qiáng)度較大的人為開發(fā)工程；退化草地以自然恢復(fù)為主，通過禁牧或季節(jié)性休牧，促進(jìn)草地生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展。

4）生態(tài)修復(fù)區(qū)：面積35 426.42 km2，占全盟面積的17.49%，主要分布在蘇尼特左旗北部、蘇尼特右旗南部、鑲黃旗、正鑲白旗中部。該區(qū)生態(tài)安全度最低，以低植被覆蓋為主，該區(qū)生態(tài)本底較差，草場(chǎng)植被覆蓋度低，主要是荒漠草原，過度放牧、城鎮(zhèn)化及工礦用地增加造成生態(tài)退化。建議實(shí)施適宜的生態(tài)恢復(fù)工程，提高植被覆蓋度。

5）退耕還林還草區(qū)：面積11 213.94 km2，占全盟面積的5.54%，主要分布在太仆寺旗和多倫縣，并包括正藍(lán)旗和正鑲白旗的一部分。傳統(tǒng)的畜牧業(yè)生產(chǎn)方式（靠天養(yǎng)畜，全年放牧）導(dǎo)致超載過牧，農(nóng)田擴(kuò)張侵占部分草地。建議合理劃分草場(chǎng)，積極推行禁牧、休牧等措施，讓草原休養(yǎng)生息；發(fā)展新型畜牧業(yè)方式，將種植和養(yǎng)殖有機(jī)結(jié)合，減輕草場(chǎng)壓力。

6）沙源治理區(qū)：面積18 036.72 km2，占全盟面積的8.90%，主要包括渾達(dá)克沙地，為錫盟沙地的集中分布區(qū)。氣候變化和人類活動(dòng)的雙重影響導(dǎo)致該區(qū)地下水位下降、草場(chǎng)退化、沙化加劇。建議在京津風(fēng)沙源治理工程政策的指導(dǎo)下，以“點(diǎn)面結(jié)合、綜合治理”為原則，實(shí)行集中連片治理；劃定禁牧、休牧、輪牧區(qū)，遵循草畜平衡原則發(fā)展生態(tài)畜牧業(yè)。

4 討 論

錫盟生態(tài)安全狀況整體好轉(zhuǎn)，局部惡化。東烏珠穆沁旗、西烏珠穆沁旗、蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、二連浩特市等在2000－2010年生態(tài)安全指數(shù)下降趨勢(shì)明顯，在2010年之后逐步恢復(fù)。究其原因，國(guó)家政策對(duì)區(qū)域生態(tài)保護(hù)與發(fā)展具有導(dǎo)向性[35]。國(guó)家實(shí)施的退耕還林、天然林保護(hù)等生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工程效果逐步顯現(xiàn)，是影響錫盟生態(tài)安全的重要驅(qū)動(dòng)力。如2000－2015年錫盟植被NDVI整體呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)（圖8），特別是2010年以來，NDVI增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，促使生態(tài)系統(tǒng)得到一定程度的恢復(fù)。此外，生態(tài)保護(hù)雖然取得一定成效，但由于人類活動(dòng)干擾強(qiáng)度較大，生態(tài)保護(hù)力度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，要以生態(tài)修復(fù)為契機(jī)，加快自然生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)，提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局[36-37]。

土地利用是促使生態(tài)安全時(shí)空變化的主要驅(qū)動(dòng)力之一[6]。2000年以來，錫盟土地利用變化的特點(diǎn)是草地減少，非農(nóng)地快速增加。根據(jù)錫林郭勒盟統(tǒng)計(jì)年鑒（2016年），錫盟城鎮(zhèn)化率不斷提高，2015年達(dá)到63%；此外，錫盟是以煤炭開采為基礎(chǔ)的資源型地區(qū)，2000、2010和2015年工礦用地面積分別為171.43、289.17、323.58 km2，2000－2010年面積增加117.74 km2，增長(zhǎng)速率為68.68%；2010－2015年面積增加34.41km2，增長(zhǎng)速率為11.90%。因此，合理保障工業(yè)用地和城鎮(zhèn)用地規(guī)模，促進(jìn)生態(tài)用地與建設(shè)用地協(xié)調(diào)開發(fā)，將有助于保障區(qū)域生態(tài)健康發(fā)展。

圖8 錫林郭勒盟2000－2015年植被NDVI變化

錫盟生態(tài)安全重心向東北遷移主要是由生態(tài)響應(yīng)增強(qiáng)所致，而非生態(tài)壓力減小。因此，在進(jìn)行生態(tài)調(diào)控時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照“一區(qū)一策”原則，采用生態(tài)安全與社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的調(diào)控模式；依托現(xiàn)有生態(tài)保護(hù)與建設(shè)工程，構(gòu)建以生態(tài)安全預(yù)警、調(diào)控、管理等為導(dǎo)向的生態(tài)安全決策支持系統(tǒng)。

研究雖取得了一些結(jié)果，尚存在以下改進(jìn)之處：1）雖然分析了生態(tài)安全的時(shí)空變化態(tài)勢(shì)，但并未進(jìn)行詳細(xì)的驅(qū)動(dòng)力分析，后續(xù)將全面刻畫生態(tài)安全驅(qū)動(dòng)機(jī)制，進(jìn)一步明確各驅(qū)動(dòng)因子的貢獻(xiàn)率及作用方向，為區(qū)域生態(tài)安全提供技術(shù)支撐。2）后續(xù)可進(jìn)一步劃分調(diào)控小區(qū)，明確生態(tài)空間定位及調(diào)控目標(biāo)和調(diào)控措施，合理利用生態(tài)資源，增強(qiáng)區(qū)域社會(huì)發(fā)展的生態(tài)支撐力。

5 結(jié) 論

1）2000－2015年，錫盟以一般安全為主，近年來生態(tài)安全值緩慢上升。區(qū)域生態(tài)安全空間分布差異顯著，表現(xiàn)出“東北高西南低”的特征；高度安全區(qū)基本穩(wěn)定在東烏珠穆沁旗和西烏珠穆沁旗，且呈現(xiàn)集聚狀態(tài)，這主要?dú)w因于國(guó)家生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)工程的實(shí)施有效促進(jìn)了區(qū)域生態(tài)安全水平提高。

2）生態(tài)安全重心向東北方向遷移，集中于西烏珠穆沁旗境內(nèi)；不安全重心主要在西南方向，集中在蘇尼特左旗和阿巴嘎旗境內(nèi)。錫盟東北區(qū)域生態(tài)安全狀態(tài)良好，西南區(qū)域生態(tài)安全局勢(shì)較為嚴(yán)峻，應(yīng)當(dāng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)承載力，開展生態(tài)保護(hù)規(guī)劃研究，減輕人為干擾，改善和調(diào)控生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步保護(hù)草原生態(tài)環(huán)境。

3）錫盟生態(tài)安全調(diào)控對(duì)策和途徑以生態(tài)分區(qū)為基礎(chǔ)，根據(jù)每個(gè)分區(qū)的生態(tài)特征和生態(tài)承載力大小，制定一區(qū)一策措施。6個(gè)分區(qū)分別為核心保育區(qū)、生態(tài)管護(hù)區(qū)、傳統(tǒng)利用區(qū)、生態(tài)恢復(fù)區(qū)、退耕還林還草區(qū)、沙源治理區(qū)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行各區(qū)生態(tài)保護(hù)措施，合理利用資源，促進(jìn)區(qū)域生態(tài)安全。

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Shi Nana, Xiao Nengwen, Wang Qi, Han Yu, Gao Xiaoqi, Quan Zhanjun※

(,100012,)

In the concept framework of natural ecology and human disturbance, ecological security evaluation model in XilinGol League was constructed to analyze the spatial and temporal evolution pattern of ecological security during 2000－2015. The spatial agglomeration state was analyzed by local spatial autocorrelation, and then the trajectory of the ecological security center was tracked by the gravity center migration model. Finally, ecological regulation was put forward. The results showed that: 1) the spatial distribution of ecological security is significantly different, and the northeast is high, and southwest is low. They presents a trend of spatial agglomeration; the high-high value area is adjacent to the low-low value area; 2) the ecological security value is rising, and the ecological security is improved, but the general security area is still widely distributed; 3) the center of ecological security is mainly located in Xiwuzhumuqin Banner, and it moved northeast. the center of insecurity is moving southwest to Abaga Banner; 4) Land use is the main driving force for the change of ecological security. It is suggested to carry out regional ecological regulation, implement “one region one policy” and implement a new mode of ecological protection and social coordinated development. The overall ecological security situation in Xilin Gol League has improved and partially deteriorated. National policies have directive impacts on regional ecological protection and development. Although some achievements have been made in ecological protection, the intensity of ecological protection is far from enough because of the strong interference of human activities. The effect of ecological protection and restoration projects such as returning farmland to forests and natural forest protection implemented by the state has gradually emerged, which is an important driving force affecting the ecological security of Xilin Gol League. For example, NDVI showed an overall growth trend from 2000 to 2015, especially since 2010, the NDVI growth trend was obvious, which promoted ecosystem recovery to a certain extent. Therefore, we should take ecological restoration as an opportunity to accelerate the restoration of natural ecosystems, enhance ecosystem services and build regional ecological security pattern. The shift of the focus on ecological security to the northeast is mainly due to the enhancement of ecological response, rather than the decrease of ecological pressure. Therefore, when carrying out ecological regulation, we should adopt the regulation mode of coordinated development of ecological security and society in accordance with the principle of "one region, one policy"; relying on existing ecological protection and construction projects, we should build an ecological security decision support system oriented by early warning, regulation and management of ecological security. In the follow-up, we can further divide the control zones, clarify the ecological spatial orientation, control objectives and control measures, make rational use of ecological resources, and enhance the ecological support of regional social development. Land use is one of the main driving forces for spatio-temporal change of ecological security. The urbanization rate of Xilin Gol League has been continuously increasing, reaching 63% in 2015. In addition, Xilin Gol League is a resource-based area based on coal mining. In 2000－2010, the area of industrial and mining land increased by 117.74 km2, 68.68%, respectively. During 2010－2015, the area increased by 34.41 km2, with an increase rate of 11.90%. Based on the ecological zoning, according to the ecological characteristics and ecological carrying capacity of each zoning, ecological security control countermeasures and approaches are formulated in XilinGol League. The six zones are core conservation area, and the ecological protection measures should be strictly implemented in all zones to make rational use of resources and promote regional ecological security.

land use; ecology; ecological security; spatial autocorrelation; gravity centers migration; Xilin Gol League

史娜娜，肖能文，王 琦，韓 煜，高曉奇，全占軍. 錫林郭勒盟生態(tài)安全評(píng)價(jià)及生態(tài)調(diào)控途徑[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(18)：228－236.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.18.028 http://www.tcsae.org

Shi Nana, Xiao Nengwen, Wang Qi, Han Yu, Gao Xiaoqi, Quan Zhanjun. Ecological security evaluation and ecological regulation approach in Xilin Gol League[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(18): 228－236. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.18.028 http://www.tcsae.org

2019-04-24

2019-06-13

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFC0501108-5；2016YFC0501101-3）

史娜娜，工程師，主要研究方向?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)評(píng)估。Email：shinn123@163.com

全占軍，博士，副研究員，主要研究方向?yàn)樽匀坏乩韺W(xué)。Email：quanzj@craes.org.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.18.028

Q148

A

1002-6819(2019)-18-0228-09