耕地动态与干暖化对北方农牧交错带生态系统干扰作用以及影响机理-以乌兰察布市为例

北方农牧交错带是中国北方生态环境极端脆弱的地区之一。近30年脆弱的生态系统在开垦与退耕等强烈的人类活动影响以及受气候变化干暖化过程的双重作用下，生态系统过程与功能发生本质的变化。耕地动态与干暖化对北方农牧交错带生态系统干扰作用的机理研究是科学界关注的焦点问题。以内蒙古乌兰察布市为例，应用GIS 技术与模型研究耕地变化引起的土地退化和气候变化带来的干旱化效应作用于承受载体生态系统的干扰作用，掌握近30 年耕地动态变化与干暖化的格局与过程。基于生态系统耦合模型（DLEM），构建多影响因子驱动，多元耦合并且在多重时空尺度上整合开放式生态系统，量化对生态系统干扰与影响过程，模拟过去30 年生态系统时空过程，解析作用机制与原理，剖析影响区域生态环境制约因素的因子和对区域环境变化的响应机制，为今后耕地的合理开垦与规划提供服务，为典型脆弱区农牧交错区可持续发展提供决策支持。

耕地动态与干暖化对北方农牧交错带生态系统干扰作用的机理研究是科学界关注的焦点问题。本项目以内蒙古乌兰察布市为例，结合遥感数据、实地调查和统计资料，应用GIS 技术与模型研究耕地变化引起的土地退化和气候变化带来的干旱化效应作用于承受载体生态系统的干扰作用，掌握近30 年耕地动态变化与干暖化的格局与过程。基于生态系统耦合模型，构建多影响因子驱动，多元耦合并且在多重时空尺度上整合开放式生态系统，量化对生态系统干扰与影响过程，模拟近30 年生态系统时空过程，解析作用机制与原理，并剖析了影响区域生态环境制约因素的因子和对区域环境变化的响应机制。通过研究发现，1990-2010年期间，乌兰察布市耕地变化主要是以耕地和草地交替变化为主，在四子王旗与察哈尔右翼前旗的耕地变化最大；1990-2000年期间耕地增加，耕地增加以草地变耕地为主，主要出现在四子王旗、察哈尔右翼中旗、商都县、化德县和察哈尔右翼前旗；2000-2010年期间耕地减少，减少的耕地以耕地变草地、林地为主，在四子王旗、凉城县和察哈尔右翼前旗耕地变化较为剧烈；1995-2005年这10年乌兰察布市耕地变化最为显著，平均动态度为0.55%；人口因素、自然因素、政策因素和生态工程的实施是乌兰察布市耕地变化的主要驱动因子。气候变化与土地利用变化相互作用相互影响。通过对气温、降水与植被覆盖度的相关性分析可知，乌兰察布市的气候干暖化对其生态环境脆弱性的影响主要表现在对研究区植被生长的影响。对乌兰察布市而言，降水对植被生长的影响程度要明显小于气温对植被的生长，气温与植被覆盖度呈负相关，气温的升高不利于植被的生长。但由于人为因素的影响，1990-2010 年的植被覆盖度并没有因为气温的不断升高而减少而是呈现出不断增加的总变化趋势，植被覆盖度年均值为0.3768，植被所占面积为乌兰察布市总面积的37.68%。由此可见，虽然乌兰察布市的气候干暖化在一定程度上加剧了生态环境的脆弱性，但由于人为生态工程的实施缓解了干暖化对生态环境脆弱性的影响。因此，针对北方农牧交错带生态系统脆弱性，应结合气候特征，因地制宜调整各地土地利用方式，合理利用土地，提高土地利用率，以保障北方农牧交错带的生态安全。