羅 培，賽西雅拉圖

(1.新疆維吾爾自治區(qū)天山西部國(guó)有林管理局，伊寧 835000；2.內(nèi)蒙古師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，呼和浩特 010020)

草原是生態(tài)環(huán)境中重要的組成部分，發(fā)揮著綠色屏障作用，并且蘊(yùn)含著豐富多樣的自然資源，為農(nóng)牧業(yè)發(fā)展提供了有力的支持[1]。內(nèi)蒙古典型草原位于我國(guó)北疆內(nèi)陸區(qū)域，大陸型特征明顯，其生態(tài)環(huán)境具有一定的脆弱性。在游牧?xí)r期，牧民因時(shí)、因地移動(dòng)放牧，近三千年來(lái)草原以自然演替為主，草場(chǎng)健康狀況一直處于良好狀態(tài)[2]。

自實(shí)施“草畜雙承包”制度以后，草場(chǎng)被牧民劃分為小塊狀家庭式放牧草場(chǎng)，網(wǎng)圍欄也阻斷了大面積移動(dòng)遷徙放牧的可能，牧民開始實(shí)行定居放牧制度[3]。定居放牧后，草場(chǎng)承包到戶，牧戶獨(dú)自經(jīng)營(yíng)草場(chǎng)自負(fù)盈虧，受到不同牧戶個(gè)人知識(shí)技能水平差異的影響，牧戶對(duì)草場(chǎng)的使用管理能力也不盡相同，這也導(dǎo)致牧戶間草場(chǎng)健康現(xiàn)狀出現(xiàn)差異[4]。

草地健康程度評(píng)價(jià)，多數(shù)學(xué)者選擇采用遙感技術(shù)與實(shí)測(cè)植物樣方數(shù)據(jù)進(jìn)行反演進(jìn)行大規(guī)模大范圍的評(píng)估，但對(duì)于小范圍尤其是個(gè)別牧戶間的草場(chǎng)具體退化程度評(píng)價(jià)較為模糊。隨著草地生態(tài)系統(tǒng)的健康評(píng)價(jià)體系的不斷改進(jìn)和完善[5-7]，CVOR草場(chǎng)健康評(píng)價(jià)模型被廣泛用于草場(chǎng)健康評(píng)價(jià)中[8-10]。

本研究以內(nèi)蒙古阿巴嘎旗北部阿拉坦陶高圖嘎查內(nèi)處于不同管理方式下牧戶放牧草場(chǎng)的植被和土壤進(jìn)行一手調(diào)研資料獲取，探討不同管理方式下牧戶草場(chǎng)健康現(xiàn)狀，從人地關(guān)系演變的視角探討差異現(xiàn)狀的成因機(jī)制。研究最終目的旨在為當(dāng)?shù)啬翍艉侠砉茏o(hù)、利用草場(chǎng)提供科學(xué)依據(jù)，為相關(guān)部門恢復(fù)治理草原提供理論參考。

1 研究區(qū)概況

阿拉坦陶高圖嘎查位于內(nèi)蒙古錫林郭勒盟阿巴嘎旗西北部(114°5′—114°14′E、44°36′—44°54′N)，海拔為1 186 m—1 473 m，北部與蒙古國(guó)納蘭蘇木隔國(guó)境線相望，是一個(gè)典型的邊境型牧業(yè)嘎查。氣候?yàn)橹袦貛Ц珊?、半干旱性典型大陸性氣候，多年平均降雨量?50 mm左右，單日最高溫度為38.6℃(7月份)，最低溫度為-42.2℃(1月份)，年平均氣溫為1.8℃。

嘎查主要位于阿巴嘎旗低山丘陵地區(qū)，地形主要以低山高平原崗?fù)莸貫橹?，地?shì)東北高西南低，整體呈東北向西南傾斜狀。土壤主要為栗鈣土、淡栗鈣土、棕栗鈣土、坡洪積栗鈣土等組成的典型溫帶草原土壤，其中栗鈣土為主要組成部分。土壤在草原植物根系、殘?bào)w及牲畜糞便在微生物的分解下，形成大量的腐殖質(zhì)，土質(zhì)肥沃。植被主要由高平原干草原草場(chǎng)植被和低山丘陵干草原草場(chǎng)植被組成，植物群落以克氏針茅(Stipakrylovii)、羊草(Leymuschinensis)冷蒿(Artemisiafrigida)、糙隱子草(Cleistogenessquarrosa)和大針茅(Stipagrandis)等典型草原干冷性叢生禾草類為主。植物種類主要由禾本科、百合科等組成，同時(shí)牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及可采食性較高。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

2.1 植被、土壤樣方采樣

2017年7月下旬至8月上旬，在入戶訪談的基礎(chǔ)上挑選5戶牧戶(簡(jiǎn)稱牧戶NR、牧戶CG、牧戶AL和牧戶BL，封育草場(chǎng)FB，簡(jiǎn)稱為姓名拼音縮寫)的草場(chǎng)進(jìn)行野外植被和土壤樣方采集。每個(gè)牧戶分別采6個(gè)樣方，其中封育草場(chǎng)FB為5個(gè)樣方，植物土壤分別采取29個(gè)樣方。植物的高度、蓋度、密度、頻度、地上生物量等信息。土壤樣方采用“環(huán)刀取樣法”，土壤樣品采用牛皮紙，鋁盒等保存。返校后在專業(yè)土壤實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。每個(gè)樣方均采用GPS定位獲取經(jīng)緯度和海拔高度。樣方采樣全程通過照相記錄并保存，所采樣方數(shù)據(jù)經(jīng)匯總無(wú)誤后輸入Excel軟件中保存。

2.2 CVOR草場(chǎng)健康程度評(píng)估模型

2.2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

CVOR草地生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)評(píng)價(jià)體系表主要以植物群落樣方數(shù)據(jù)和土壤理化性質(zhì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分為4個(gè)準(zhǔn)則層，即基況C(condition)、活力V(vigor)、組織力O(Organizational)和恢復(fù)力R(Resilience)和18個(gè)具體因子層(見表1)。

表1 CVOR草地生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)體系表

2.2.2評(píng)價(jià)體系相關(guān)指數(shù)系數(shù)的計(jì)算

2.2.2.1層次分析法

根據(jù)層次結(jié)構(gòu)模型(見表1)，將原始數(shù)據(jù)歸類處理后，構(gòu)造判斷矩陣，通過權(quán)重系數(shù)公式計(jì)算各級(jí)權(quán)重系數(shù)，對(duì)權(quán)重系數(shù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，直至滿足一致性檢驗(yàn)后，確定各層級(jí)權(quán)重系數(shù)，主要流程見圖1。

圖1 層次分析法權(quán)重計(jì)算流程圖

2.2.2.2熵值法

根據(jù)層次結(jié)構(gòu)模型(見表1)，將原始數(shù)據(jù)歸類處理后，構(gòu)造判斷矩陣，通過正向指標(biāo)計(jì)算法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，通過系數(shù)計(jì)算公式確定各層級(jí)權(quán)重系數(shù)，主要流程見圖2。

圖2 熵值法權(quán)重計(jì)算流程圖

2.2.3最終參數(shù)值的確立

參考相關(guān)學(xué)者計(jì)算方法，利用綜合權(quán)重法，即通過熵值法和層次分析法所得系數(shù)計(jì)算CVOR模型參數(shù)最終值[10]。

(1)

公式中，Yi為對(duì)應(yīng)指標(biāo)j的綜合權(quán)重值，WAHP和WE分別為運(yùn)用層次分析法和熵值法求得的指標(biāo)j的權(quán)重值，n綜合評(píng)價(jià)因子數(shù)量(文中n=18)。

2.2.4草原生態(tài)系統(tǒng)退化程度評(píng)價(jià)

2.2.4.1草地健康綜合得分計(jì)算方法

根據(jù)研究的目的與選取指標(biāo)的不同，選取草地健康評(píng)價(jià)的方法也有所不同，借鑒王黎黎等對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)的成果[10]。采用加權(quán)平均法，通過標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)測(cè)植物Xij和土壤數(shù)據(jù)與公式(1)所計(jì)算的各層級(jí)最終權(quán)重值Yi,計(jì)算草地健康綜合得分。

(2)

式中，Uj為第j個(gè)牧戶草地健康評(píng)價(jià)的綜合得分，Xij為標(biāo)準(zhǔn)化后的模型指標(biāo)數(shù)據(jù)，Yi為對(duì)應(yīng)指標(biāo)j的最終加權(quán)值，j為對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，n為評(píng)價(jià)指標(biāo)總數(shù)。

2.2.4.2牧戶放牧草場(chǎng)健康程度評(píng)價(jià)

關(guān)于CVOR草場(chǎng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取，多數(shù)專家學(xué)者在不同的研究區(qū)域和方式上都有自身評(píng)價(jià)量表[11-12]，但大體上差異不大，為更符合研究區(qū)內(nèi)的實(shí)際情況，本研究以單貴蓮等在錫林郭勒典型草原健康評(píng)價(jià)時(shí)所采取的五分量表為基準(zhǔn)[9](見表2)。

3 數(shù)據(jù)結(jié)果與分析

3.1 權(quán)重系數(shù)的計(jì)算

熵值法屬于客觀賦值類方法，其結(jié)果較為客觀，但僅從客觀信息進(jìn)行計(jì)算的數(shù)據(jù)有時(shí)與實(shí)際結(jié)果存在較大差異。層次分析法優(yōu)點(diǎn)是采用相關(guān)專家學(xué)者的意見，能夠彌補(bǔ)熵值法的一些不足。為此，有學(xué)者[9]綜合以上兩種方法，利用綜合權(quán)重法計(jì)算CVOR模型參數(shù)最終值，增加系數(shù)的科學(xué)性。

3.1.1層次分析法計(jì)算所得權(quán)重值

根據(jù)計(jì)算的數(shù)值進(jìn)行層次排序，最終得出準(zhǔn)則層和因子層的權(quán)重值，最終通過加權(quán)法計(jì)算出個(gè)因子層的綜合權(quán)重值(見表3)。

表3 各層級(jí)權(quán)重值計(jì)算總表

3.1.2熵值法法計(jì)算所得權(quán)重值

通過熵值法流程計(jì)算，得出準(zhǔn)則層和因子層的權(quán)重值(見表4)。

3.1.3加權(quán)計(jì)算所得CVOR最終權(quán)重值

通過加權(quán)計(jì)算，得出各因子層的最終權(quán)重值(見表5)?？梢姡虏閮?nèi)牧戶草場(chǎng)健康狀況影響最大的指標(biāo)為活力V和組織力O，土壤理化性質(zhì)相關(guān)系數(shù)指標(biāo)貢獻(xiàn)度要低于植物群落系數(shù)。

3.2 牧戶草場(chǎng)健康程度評(píng)價(jià)

從表6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，牧戶的健康評(píng)價(jià)得分從高到低依次為牧戶NR(0.911 6)、封育草場(chǎng)FB(0.897 0)、牧戶AL(0.705 6)、牧戶CG(0.661 9)、牧戶BL(0.588 5)，各個(gè)牧戶間草場(chǎng)健康現(xiàn)狀出現(xiàn)較明顯差異，即牧戶草場(chǎng)出現(xiàn)健康(牧戶NR和封育草場(chǎng)FB)、亞健康(牧戶AL和牧戶CG)、警戒(牧戶BL)3個(gè)層級(jí)。

表4 熵值法計(jì)算出的各類指標(biāo)權(quán)重值表

表5 CVOR評(píng)價(jià)體系影響因子最終權(quán)重值表

表6 各牧戶草場(chǎng)健康評(píng)價(jià)得分總表

4 討論與結(jié)論

4.1 牧戶草場(chǎng)健康現(xiàn)狀差異化顯著

本研究牧戶放牧草場(chǎng)位于阿巴嘎旗北部相同嘎查內(nèi)，在相似的自然背景下牧戶間草場(chǎng)健康現(xiàn)狀理應(yīng)處于相似水平，然而在研究區(qū)內(nèi)入戶調(diào)研時(shí)，通過對(duì)牧民的訪談中了解到，原來(lái)嘎查內(nèi)牧戶間的草場(chǎng)健康狀況整體處于相同水平內(nèi)，但從本研究的實(shí)際數(shù)據(jù)分析結(jié)果來(lái)看，牧戶間草場(chǎng)健康已出現(xiàn)不同層級(jí)，即牧戶草場(chǎng)出現(xiàn)健康(牧戶NR和封育草場(chǎng)FB)、亞健康(牧戶AL和牧戶CG)、警戒(牧戶BL)三個(gè)層級(jí)。如筆者在調(diào)研期間觀察到，研究區(qū)內(nèi)網(wǎng)圍欄兩側(cè)牧戶間的草場(chǎng)植被已出現(xiàn)明顯差異(圖3)，且部分牧戶間，如牧戶NR和牧戶BL間的草場(chǎng)健康現(xiàn)狀出現(xiàn)較大差異。從以上角度可以看出，牧戶的決策水平差異會(huì)對(duì)其草場(chǎng)的健康狀況產(chǎn)生影響，但如需進(jìn)一步通過數(shù)據(jù)進(jìn)行論證該觀點(diǎn)則還需要定居放牧以前的植物群落和土壤理化性質(zhì)等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行定量化分析，這也是筆者今后研究需要加深探討的要點(diǎn)。

圖3 嘎查內(nèi)牧戶草場(chǎng)網(wǎng)圍欄兩側(cè)植物群落現(xiàn)狀差異對(duì)比圖

4.2 牧戶草場(chǎng)差異化主要體現(xiàn)為植物群落差異

CVOR模型中基況C對(duì)于健康指數(shù)的影響值較低(權(quán)重值為0.11)，表明牧戶放牧草場(chǎng)土壤的容重、含水量、氮、磷、鉀等對(duì)牧戶草場(chǎng)健康指數(shù)貢獻(xiàn)度較低，研究區(qū)內(nèi)草場(chǎng)土壤整體處于相似水平，說明土壤的退化演替相對(duì)植物演替而言具有滯后性，即土壤的退化在短時(shí)期內(nèi)不會(huì)直接表現(xiàn)出來(lái)。活力V和組織力O對(duì)健康指數(shù)的貢獻(xiàn)度接近七成(權(quán)重值為0.68)，以研究區(qū)內(nèi)牧戶草場(chǎng)植物群落的重要值為基礎(chǔ)進(jìn)行PCA主成分分析，發(fā)現(xiàn)各牧戶間植物群落演替現(xiàn)狀差異顯著(圖4)，表明牧戶間的植物群落差異才是導(dǎo)致健康指數(shù)差異的主要影響因子，同時(shí)，植物群落的貢獻(xiàn)度為0.89，故在研究區(qū)內(nèi)植物的現(xiàn)狀大體上體現(xiàn)了牧戶草場(chǎng)的健康現(xiàn)狀。植物群落分類排序中，主成分分析法(PCA)可以很好的卻分不同層級(jí)的植物群落，為此，在今后一定時(shí)期內(nèi)，研究區(qū)內(nèi)草場(chǎng)健康狀況可以通過實(shí)測(cè)植物群落相關(guān)數(shù)據(jù)以簡(jiǎn)化相關(guān)實(shí)驗(yàn)流程。

圖4 研究區(qū)牧戶草場(chǎng)植物群落PCA分析結(jié)果圖

4.3 科學(xué)合理放牧才是牧區(qū)人地關(guān)系和諧的根本

從評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看，封育草場(chǎng)的健康程度并不是所有評(píng)價(jià)草場(chǎng)內(nèi)表現(xiàn)最好的，說明封育可以在短時(shí)期內(nèi)暫緩草場(chǎng)的退化演替進(jìn)程，但是并不能恢復(fù)到原來(lái)最好的狀態(tài)。牧區(qū)的人地關(guān)系協(xié)調(diào)是千百年來(lái)牧民與牲畜和草原之間共同磨合而來(lái)的，而不是簡(jiǎn)單的通過禁牧、休牧的人為調(diào)節(jié)能達(dá)到。同時(shí)，在時(shí)代的進(jìn)步發(fā)展下，一味的追求原始的游牧也不太切合實(shí)際，為此，在新時(shí)代下如何權(quán)衡好“人-草-畜”系統(tǒng)的平衡是當(dāng)前乃至今后很長(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)期人們需要攻堅(jiān)的難題。