祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全評價分析

方 志

甘肅祁連山國家級自然保護區(qū)管護中心東大山自然保護站，甘肅張掖 734000

中國西北干旱區(qū)內的祁連山主要是一系列西北—東南走向的山脈與谷地，海拔在2 100~4 500 m，是黃河流域的水源產流地及其他河域的重要水源涵養(yǎng)地。然而，當前祁連山的生態(tài)安全是當前迫切需要解決的重要問題。一些人文建設對祁連山生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞，導致祁連山自然保護區(qū)出現(xiàn)冰川退縮減薄、水源涵養(yǎng)功能削弱、植被退化嚴重、生物多樣性銳減等生態(tài)問題[1]。為此，相關部門要重點關注祁連山國家級自然保護區(qū)的生態(tài)安全，構建祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全格局，形成區(qū)域內底線的宏觀生態(tài)系統(tǒng)，對祁連山國家級自然保護區(qū)內的斑塊、廊道、節(jié)點等關鍵生態(tài)要素進行識別和整合，維持生態(tài)系統(tǒng)結構與過程的穩(wěn)定性，緩解社會經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護的沖突，促進祁連山國家級自然保護區(qū)的生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展。

1 生態(tài)安全評價的概述

1.1 生態(tài)安全的概念

生態(tài)安全是指生態(tài)系統(tǒng)的健康和完整情況。其主體是自然生態(tài)系統(tǒng)、人工生態(tài)系統(tǒng)，同時，區(qū)域內部的生物群落是自然演化和更替的，實現(xiàn)內外界能量的流動和循環(huán)，體現(xiàn)出生態(tài)系統(tǒng)整體性、動態(tài)性、區(qū)域性、不可逆轉性的特點。當內外部干擾強度在系統(tǒng)閾值以內時，系統(tǒng)能夠較好地保持其整體性和功能完整性，保證生態(tài)系統(tǒng)的安全性[2]。然而，當內外界干擾強度超出該系統(tǒng)閾值時，則系統(tǒng)內部無法進行自我調節(jié)，最終導致生態(tài)系統(tǒng)內部功能退化甚至破壞，使之處于生態(tài)不安全的狀態(tài)。

1.2 生態(tài)安全評價的概念

生態(tài)安全評價主要是以科學、合理的指標體系支持下，運用多學科綜合知識對某項人類活動將來可能產生的環(huán)境影響進行預測和評估，包括生態(tài)風險評價、環(huán)境影響評價、生態(tài)系統(tǒng)健康評價、環(huán)境承載力評價。從生態(tài)環(huán)境承載力來看，主要是指環(huán)境與經濟社會之間的協(xié)調性，經濟活動應在環(huán)境承載力的限值以內，使得環(huán)境帶來的壓力要低于該區(qū)域環(huán)境的承載力。而生態(tài)系統(tǒng)健康可以理解為，在生態(tài)系統(tǒng)的時間上具有一定的自身組織結構的調節(jié)和恢復能力，具有一定的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。從生態(tài)環(huán)境風險來看，主要是指一定區(qū)域內生態(tài)系統(tǒng)及其組分所承受的風險，可能在損傷生態(tài)系統(tǒng)結構或功能的同時，對整個生態(tài)系統(tǒng)造成了不小的影響。

1.3 生態(tài)安全評價的理論基礎

生態(tài)安全評價的相關理論主要包括：（1）生態(tài)經濟協(xié)調發(fā)展理論。生態(tài)系統(tǒng)是社會發(fā)展的基礎，經濟發(fā)展應保持與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調關系，在不超越生態(tài)系統(tǒng)承載力上限的前提下，充分對生態(tài)資源進行經濟開發(fā)和利用。

（2）可持續(xù)發(fā)展理論。從經濟可持續(xù)發(fā)展的角度來看，需要尋求最優(yōu)的投入產出比，在保證資源科學合理利用的前提下還能保證較高的環(huán)境質量，同時，還可以最大程度地滿足人類的物質、精神和環(huán)境需求，更好地提高生態(tài)系統(tǒng)更新能力，保持生態(tài)系統(tǒng)的完整性和延續(xù)性[3]。

（3）生態(tài)系統(tǒng)論?？梢詫⑸鷳B(tài)視為一個整體的系統(tǒng)，其中包含自然、社會、經濟等多方面要素，在各方要素的耦合條件下，形成相互協(xié)同、相互配合的龐大系統(tǒng)，并從系統(tǒng)、整體的視角，分析生態(tài)安全問題，并針對性地提出生物、經濟、社會、行政等調控手段，促進生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調可持續(xù)發(fā)展。

2 祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全困境分析

祁連山國家級自然保護區(qū)主要是保護區(qū)內森林生態(tài)系統(tǒng)、雪山冰川、濕地生態(tài)系統(tǒng)，草地系統(tǒng)、自然景觀和人文景觀，較好地保證區(qū)域內的生物多樣性。同時，祁連山國家自然保護區(qū)是全國生態(tài)屏障建設重點區(qū)域，也是甘肅省北部各市區(qū)的生命保障線，對試驗、科研、宣教有著重要的支撐作用。然而，當前祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)環(huán)境面臨較大的困境，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 森林結構單一化

祁連山國家級自然保護區(qū)樹種結構單一，主要是青海云杉林和祁連圓柏林，其他樹種較少，導致森林結構中極易受到病蟲害的侵蝕和影響。同時，林區(qū)地形破碎，有較多的急險坡地，導致森林結構所需的營養(yǎng)物質和水分難以集聚，無法有效提升祁連山國家級自然保護區(qū)的林分質量。森林健康狀況不良，存在濫伐、濫牧等人為干擾和破壞，導致北坡森林資源面積縮減，現(xiàn)存林片極其破碎，穩(wěn)定性較差且生長緩慢。另外，森林中喬木林較多，長期受到走廊區(qū)干旱氣候和農牧活動的侵擾，極大降低了祁連山自然保護區(qū)林草植被涵養(yǎng)水資源的能力，影響了自然保護區(qū)水源涵養(yǎng)功能。

2.2 草地退化加劇

一是，祁連山國家級自然保護區(qū)內人口規(guī)模持續(xù)增加，對自然資源存在過度索取的現(xiàn)象，簡單粗放的生產方式導致自然保護區(qū)內草地生態(tài)嚴重退化，據(jù)相關統(tǒng)計分析，祁連山自然保護區(qū)內輕度退化的草地面積為105.16萬 hm2、中度退化草地面積為126.86萬 hm2、重度退化草地面積為142.73萬 hm2。二是，存在采礦、采藥等人為因素，使得保護區(qū)內的草地生態(tài)系統(tǒng)受到了不同程度的破壞。三是，祁連山國家級自然保護區(qū)內有較多的放牧行為，放牧方式簡單粗放，存在過度放牧的現(xiàn)象，導致自然保護區(qū)退化草地達到120.9萬 hm2。

2.3 冰川消融速度加快

祁連山國家級自然保護區(qū)內冰川消融量較大，冰川面積呈縮減趨勢，冰川積雪儲量減少，尤其是以疏勒河流域討賴河水系的冰川變化幅度最為明顯。同時，局部地區(qū)雪線明顯上升，通過衛(wèi)星遙感技術獲取的數(shù)據(jù)表明，保護區(qū)東段、中段、西段均有一定面積的積雪消融。

2.4 農林牧業(yè)沖突較大

祁連山國家級自然保護區(qū)內存在農林牧業(yè)矛盾，農林牧業(yè)交錯分布，人為活動劇烈，導致保護區(qū)經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的沖突日益明顯[4]。以肅南縣、肅北縣為例，其從牧業(yè)人口快速增長，局部區(qū)域的墾殖指數(shù)明顯增高，簡單粗放的農牧生產作業(yè)方式對區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來極大的壓力。

2.5 監(jiān)測保護體系尚未完善

祁連山國家級自然保護區(qū)缺乏完善的監(jiān)測體系，只有剛開始建立的火災指揮防護組織和簡單的病蟲害監(jiān)測預報體系，在其他監(jiān)測體系的構建存在明顯的欠缺，如生物多樣性監(jiān)測、水土保持動態(tài)監(jiān)測、草原退化監(jiān)控、水資源監(jiān)測等。由于缺乏資金和相應技術的支持，導致保護區(qū)生態(tài)環(huán)境保護表現(xiàn)出滯后性。

3 祁連山國家級自然保護區(qū)的生態(tài)安全評價

3.1 生態(tài)安全評價的原則

在評價祁連山國家級自然保護區(qū)的生態(tài)時，需要認真綜合的考慮其生態(tài)環(huán)境、社區(qū)社會經濟系統(tǒng)特點，依循可持續(xù)發(fā)展的要求設計科學合理的生態(tài)安全評價體系。主要把握以下4個原則。

（1）系統(tǒng)性與層次性相結合。祁連山國家級自然保護區(qū)是一個相對完整的系統(tǒng)，存在內在關聯(lián)性和層次性，要選取能夠反映整個保護區(qū)生態(tài)安全的一般性指標和特殊性指標。

（2）科學性與實用性相結合。在祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全評價指標體系構建過程中，合理選擇生態(tài)安全評價模型，準確、客觀地反映保護區(qū)內生態(tài)安全現(xiàn)狀及趨勢，注重指標設計的代表性和可對比性[5]。

（3）定性指標與定量指標相結合。祁連山國家級自然保護區(qū)安全生態(tài)安全評價要設置定性指標和定量指標，從不同維度統(tǒng)計和監(jiān)測祁連山自然保護區(qū)生態(tài)安全相關數(shù)據(jù)，并對關鍵指標進行加工和處理，真實全面地反映祁連山自然保護區(qū)的生態(tài)安全狀況。

（4）可操作性與可比性相結合。在祁連山自然保護區(qū)生態(tài)安全評價過程中，考慮指標數(shù)據(jù)獲取和量化的難易度、計量范圍、計量口徑、計量方法，使生態(tài)安全評價具有可操作性和可比性。

3.2 構建祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全的評價的指標體系

利用3S技術采集祁連山自然保護區(qū)基礎數(shù)據(jù)，真實客觀地反映整個祁連山自然保護區(qū)的狀況。構建祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全評價指標體系，包括目標層、準則層、因素層和指標層，具體內容包括以下幾個方面。

3.2.1 準則層——壓力指數(shù)其因素層包括社會發(fā)展壓力（C1）、經濟發(fā)展壓力（C2）、資源利用壓力（C3）。C1對應的指標層包括有人口密度指數(shù)、城市化率。（C2）對應的指標層包括有周邊農民人均純收入、區(qū)內第三產業(yè)發(fā)展指數(shù)、人類經濟活動干擾度。（C3）對應的指標層包括有農業(yè)污染指數(shù)、過度放牧指數(shù)、草場退化指數(shù)。

3.2.2 準則層——反饋指數(shù)其因素層包括資源現(xiàn)狀反饋（C4）、環(huán)境災害反饋（C5）、生態(tài)狀況反饋（C6）。C4對應的指標層主要有保護區(qū)植被覆蓋指數(shù)、資源權屬現(xiàn)狀指數(shù)、樹種結構指數(shù)、人均森林面積指數(shù)、人均水資源量指數(shù)。C5對應的指標層主要有荒漠化指數(shù)、泥石流易發(fā)指數(shù)。C6對應的指標層主要有生物多樣性指數(shù)、面積適宜性指數(shù)、生物代表性指數(shù)、生物稀有性指數(shù)、自然性指數(shù)、生態(tài)穩(wěn)定指數(shù)、保護區(qū)人類干擾指數(shù)。

3.2.3 準則層——響應指數(shù)其因素層包括保護區(qū)響應（C7）、社區(qū)響應（C8）和國家響應（C9）。C7對應的指標層主要有保護區(qū)有效管理指數(shù)、保護區(qū)植被恢復指數(shù)。C8對應的指標層主要有區(qū)內居民工資性收入比重、轉移性收入比重、區(qū)內居民環(huán)保意識普及指數(shù)。C9對應的指標層主要有保護區(qū)資金需求缺口指數(shù)、廣播電視覆蓋度、保護區(qū)移民完成度。

3.3 祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全的評價

從祁連山自然保護區(qū)生態(tài)安全評價來看，其綜合指數(shù)為0.5146，對應“極不安全”的狀態(tài)。通過采集調查的數(shù)據(jù)可知，祁連山國家級自然保護區(qū)的發(fā)展壓力子系統(tǒng)的不安全值為0.1143，生態(tài)反饋子系統(tǒng)的不安全值為0.2101，響應子系統(tǒng)的不安全值為0.1903。由此可見，祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全面臨極大的威脅和挑戰(zhàn)。由于缺乏足夠的發(fā)展經費和人員素質偏低等問題，導致保護區(qū)存在生態(tài)人為干擾的現(xiàn)象，祁連山草場出現(xiàn)退化的現(xiàn)象。加之惡劣天氣也加劇了祁連山自然保護區(qū)的荒漠化，不利于祁連山自然保護區(qū)的生態(tài)保護與安全。

4 祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全提升的策略

4.1 準確識別祁連山自然保護區(qū)生態(tài)安全的格局組分

祁連山自然保護區(qū)生態(tài)源地的破碎化程度較高，以討賴河流域生態(tài)源地板塊分布為例，全流域共有891個生態(tài)源地，面積約占3 006.16 km2，斑塊的平均面積約為3.37 km2。分布于嘉峪關、肅州區(qū)、金塔縣及南部祁連山區(qū)，生態(tài)源地呈片狀聚集的狀態(tài)，并有大面積草原灌木林、青海云杉林和極少量的山楊林，是極其重要的生態(tài)源地?？梢酝ㄟ^生態(tài)源地和阻力面的相關數(shù)據(jù)，獲悉祁連山自然保護區(qū)斑塊的電流密度，當斑塊的電流密度值較高時，則表明該板塊的景觀連通性較大，體現(xiàn)出相對重要的地位。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，祁連山區(qū)的電流密度較高，冰川融水和高山積雪融水是河流補給來源和生物多樣性的分布區(qū)。

4.2 注重祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)廊道的優(yōu)化

祁連山國家級自然保護區(qū)最優(yōu)廊道的空間分布存在較大差異，流域北端是戈壁灘，既缺乏生態(tài)源地，又缺少廊道相連通；流域中端的斑塊間距較小，斑塊間廊道的數(shù)量較多且相對密集，保有相對突出的連通性；流域南端的生態(tài)源地內阻力較小，廊道數(shù)量較多，然而各源地之間呈片狀分布，形成若干條生態(tài)廊道網[6]。通過查看電流密度圖的相關模擬數(shù)據(jù)，從而知曉祁連山國家級自然保護區(qū)的次優(yōu)潛在廊道路徑主要位于金塔縣、肅南縣。

4.3 優(yōu)化祁連山自然保護區(qū)的生態(tài)安全格局

由于祁連山自然保護區(qū)內肅州區(qū)、金塔縣、嘉峪關市的農業(yè)綠洲區(qū)耕地斑塊數(shù)量眾多且密集，要想清除這部分的障礙點難度較大，難以提升整體景觀的連通度。同時，由于內陸流域的降水量較少，生態(tài)環(huán)境不佳，加之斑塊呈現(xiàn)出較高的破碎度，采取相應的改善措施能有效提高景觀連通度。在優(yōu)化保護區(qū)生態(tài)安全格局時，相關部門充分考慮區(qū)域內景觀組分數(shù)量、分布空間格局、生物多樣性等因素，保護祁連山自然保護區(qū)的重要生態(tài)源地，充分凸顯區(qū)域本底的自身優(yōu)勢，維護生態(tài)源地的穩(wěn)定性。

具體來說，（1）保護自然生態(tài)源地、附近的耕地、公園綠地等人工、半人工生態(tài)源地，充分發(fā)揮現(xiàn)有源地的功能，設立緩沖區(qū)保護核心源地，有效提升保護區(qū)的水土涵養(yǎng)能力。（2）加強保護區(qū)廊道建設，構建完整的流域廊道網絡，形成“生態(tài)源地—廊道”的生態(tài)安全架構，以此作為自然保護區(qū)各斑塊間空間聯(lián)系的必要通道，轉變信息割裂的“生態(tài)孤島”現(xiàn)象，實現(xiàn)生態(tài)流的良好流通。（3）合理設置緩沖區(qū)，拓寬廊道，通過阻沙墻、草方格沙障等方法有效抑制荒漠化，提高植被的覆蓋率，提升廊道的連通性和閉合性，促進生態(tài)流的遷移和擴散。（4）根據(jù)斑塊內部、斑塊之間的順序，逐一清除障礙點，因地制宜制定不同障礙點的清除方案，如居民區(qū)類障礙點要適當增加綠地面積；道路障礙點要拓寬兩側綠化帶；河道兩側障礙點要拓展綠地及護岸林面積；沙地及戈壁障礙點要鋪設草方格截留水分，注意不可盲目復綠，應合理地提高生態(tài)廊道質量。

4.4 加強生態(tài)安全調控

由于西北干旱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境脆弱、敏感，需要加強水資源的管理，合理開發(fā)和高效利用水資源，可將干旱區(qū)天然綠洲農業(yè)區(qū)轉變?yōu)楦咝斯ぞG洲，提升祁連山生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，提升保護區(qū)的經濟和生態(tài)效益。同時，大力發(fā)展生態(tài)循環(huán)農業(yè)，提高農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的內在驅動力，建立生態(tài)監(jiān)測和現(xiàn)代化治理體系，推進自然保護區(qū)流域的生態(tài)綜合治理，提高保護區(qū)流域的生態(tài)環(huán)境安全，增強自然保護區(qū)的防沙治沙能力。

5 結語

綜上所述，祁連山國家級自然保護生態(tài)格局優(yōu)化對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展有不可忽視的作用，相關部門應全面把握祁連山國家級自然保護區(qū)生態(tài)安全現(xiàn)狀，積極開展生態(tài)安全評價工作，并采用相應的生態(tài)安全格局優(yōu)化策略，以提升祁連山國家級自然保護區(qū)的景觀連通度和生態(tài)廊道質量。