西藏高原生态功能区划研究

收稿日期: 2008- 11- 10; 修订日期: 2009- 03- 08 基金项目:国家科技支撑 ( 2007BAC06B08)、国家重点基础研究发展计划项目 (批准号: 2005CB422005) 资助。 作者简介:王小丹 ( 1973- ) , 男,四川西充人,副研究员,博士,主要从事青藏高原现代环境变化研究。E�m ail: wxd@ im de. ac. cn 西藏高原生态功能区划研究 王小丹,钟祥浩,刘淑珍,高 � 攀,杨 � 莉 (中国科学院成都山地灾害与环境研究所, 四川 成都 610041) 摘要: 在分析西藏高原生态环境特征, 明确生态系统类型的结构与过程及其空间分布特征的基础上, 不同生 态系统类型的生态服务功能及其在区域社会经济发展中的作用和重要性。运用生态系统科学的原理与方法, 结 合遥感、地理信息系统和综合分析等手段, 对西藏高原在生态区、生态亚区和生态功能区 3个级别上进行生态分 区, 划分为 7个生态区、17个生态亚区和 76个生态功能区,并用 3级命名法对这些分区进行命名, 绘制了西藏高 原生态功能分区图, 为高原生态保护和区域社会经济发展提供了理论依据。 关 � 键 � 词: 生态功能区划;生态环境敏感性;生态系统服务功能; 西藏高原 中图分类号: � � 文献标识码: A � � 文章编号: 1000- 0690( 2009) 05- 0715- 06 � � 西藏高原是中国生态系统类型最丰富的地区 之一, 生态系统服务功能与作用在中国乃至世界上 都占有十分重要的地位。高原环境变化对全球变 化具有敏感响应和强烈影响,高原的现代环境与地 表过程相互作用,引起包括冰冻圈和水资源以及生 态系统等方面的一系列变化,对高原本身以及周边 地区的人类生存环境和经济社会发展产生重大影 响,受到广泛关注与重视。长期以来, 在国家以及 各部门的不断支持下,对西藏高原研究已经完成从 面上考察、定性研究、静态研究和分散研究阶段到 定点研究、定量研究、动态研究和集成研究阶段的 转移。通过一系列专著和的发表,积累了大量 的基础科学数据和,凝练了一批重要的学术成 果,在国际上占据了重要地位 [ 1]。 西藏高原生境条件具有高寒性、干旱性、多变 性等特点,因而生态系统具有敏感性、脆弱性、易变 性等特性 [ 2]。随着人口增加和社会经济活动加 强,人类活动对高原自然生态系统的影响范围和强 度正在不断加剧。如何有针对性开展高原生态环 境保护与建设, 对生态系统实施科学管理,遏制生 态系统服务功能的退化趋势, 是维护区域生态安 全、可持续发展和和谐社会构建的重要内容 [ 3]。 本文在查明西藏生态系统类型的结构、过程及其空 间分布特征基础上,评价不同生态系统类型生态服 务功能、生态敏感性特征和抗干扰能力, 进行生态 功能区划分,可为西藏资源合理开发利用、生态环 境保护与建设和可持续发展战略的实施提供科学 依据。 1� 研究区域概况 西藏占据青藏高原的主体部分,地理位置介于 78�27 ~ 99�06 E、26�50 ~ 36�53 N之间。总面积 120 ! 104 km 2,约占全国总面积的 1 /8[ 4 ]。 在近 3 600 ka期间, 青藏高原的上升幅度达到 3 000~ 4 000m,目前仍处于强烈隆起时期,地表物 质处于极不稳定状态,海拔 4 000m以上地区占全 区土地总面积 85. 1% [ 5]。气候纬度地带性和垂直 地带性明显,从东南往西北为热带、亚热带、高原温 带、高原亚寒带和高原寒带等气候带。区内年降水 量由东南向西北逐渐减少, 由东南部大于 2 000 mm下降到西北地区不足 100 mm, 降水主要集中 在 5~ 9月,干湿季分明 [ 6]。植被区系成分复杂,分 布着高山冰缘稀疏植被、荒漠、草原、草甸、灌丛、森 林等多种植被生态系统类型 [ 7]。境内成土条件复 杂,土壤类型众多,有 28个土类、67个亚类 [ 8 ]。 2004年底全区总人口为 263. 44万人, 其中农 业人口 223. 37万人, 占总数的 84. 8%; 人口密度 为 2. 20人 /km2, 是全国人口密度最小的省区。 2004年全区国内生产总值为 211. 54亿元, 农村居 民人均纯收入为 1861元 /人,属欠发达地区 [ 9]。 第 2 9卷第 5期 2 0 0 9年 1 0月 � � � � � � � � � � � � � � 地 � 理 � 科 � 学SCIENTIA GEOGRAPH ICA S IN ICA� � � � � � � � � � � Vo l. 29� No. 5O ct. , 2 0 0 9 2� 生态功能区划原则 根据西藏高原生态功能区划的目的、生态服务 功能、生态环境问题形成机制及区域分异规律, 区 划遵循以下原则。可持续发展原则: 生态功能区划 的目的是促进资源的合理利用与开发,增强区域社 会经济发展的生态环境支撑能力,促进区域的可持 续发展;发生学原则: 根据区域生态环境问题、生态 环境敏感性、生态服务功能与生态系统结构、过程、 格局的关系,确定区划的主导因子及区划依据; 区 域相关原则:在空间尺度上, 生态服务功能都与该 区域甚至更大范围的自然环境与社会经济因素相 关,在区划中应从全局尺度考虑;相似性原则: 根据 区划指标的一致性与差异性进行分区;区域共轭性 原则: 区域所划分的对象具有独特性, 是空间上完 整的自然区域,即任何一个生态功能区都是完整的 个体, 不存在彼此分离的部分。 3� 生态功能区划方法 生态功能区划主要方法是在确定区划目标前 提下, 通过生态环境现状评价、生态环境敏感性评 价和生态服务功能重要性评价,分析主要生态环境 问题的现状和趋势,明确生态环境敏感性和生态服 务功能重要性的区域分异规律。以此为基础, 根据 生态环境特征的相似性和差异性进行地理空间分 区, 最后对各生态功能区命名和概述 (图 1) [ 10]。技 术方法主要是利用 GIS技术进行自上而下的分区。 图 1� 生态功能区划方法 Fig. 1� The flow chart of ecological function region alizat ion 4� 西藏高原生态环境空间特征分析 4. 1� 生态环境敏感性评价 生态环境敏感性是指生态系统对区域自然和 人类活动干扰的敏感程度,它反映区域生态系统在 遇到干扰时,发生生态环境问题的难易程度和可能 性的大小, 即在同样干扰强度或外力作用下, 各类 生态系统出现区域生态环境问题可能性的大小。 生态环境敏感性评价实质就是评价具体生态过程 在自然状况下潜在变化能力的大小,并用其来表征 外界干扰可能造成的后果, 并确定特定生态环境 问题可能发生的地区范围与可能程度。评价过程 首先针对特定生态环境问题进行评价,然后对多种 生态环境问题的敏感性进行综合分析,明确区域生 态环境敏感性的分布特征 [ 11, 12]。 通过西藏高原主要生态环境问题分析,确定选 择土壤侵蚀、土地沙化、植被退化、地质灾害进行生 态环境敏感性评价。每个生态环境问题的敏感性 一般受多种因子综合影响,其中对评价因子的选择 和权重赋值十分关键。本研究在对西藏相关的行 业部门提供的基础资料分析的基础上,采用了层次 分析和专家系统相结合的方法, 首先进行层次分 析: ∀ 建立层次结构; # 构造判断矩阵; ∃ 层次单 排序; %层次单排序一致性检验; & 层次总排序; ∋层次总排序一致性检验,然后计算出权重值。为 了获得比较客观的、一致性较好的权重值, 在构造 判断矩阵这一关键步骤, 广泛征求青藏高原研究专 家的意见, 再确定权重值。随后在 G IS中完成分级 赋值,在属性表中以乘积方式并入权重信息, 并将 敏感性计算结果分为极敏感、高度敏感、中度敏感、 轻度敏感以及不敏感 5个级别,生成生态环境单因 子敏感性图 (图 2 ~ 5)。运用 Overlay功能叠加单 因子敏感性图层获得西藏高原生态环境综合敏感 性空间分布特征 (图 6)。 图 6表明 , 西藏高原生态环境敏感性区域差 图 2� 土壤侵蚀敏感性评价 F ig. 2� A ssessm en t of soil erosion sens it ivity 716� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 地 � � 理 � � 科 � � 学 � � � � � � � � � � � � � � � � � � 29卷 图 3� 土地沙化敏感性评价 Fig. 3� A ssessm en t of land d esert if icat ion sen sit ivity 图 4� 泥石流灾害敏感性评价 F ig. 4� A ssessm en t of debris flow hazard sen sit ivity 图 5� 植被退化敏感性评价 F ig. 5� A ssessm en t of vegetat ion degradat ion sen sit ivity 异显著, 呈现敏感性程度高, 分布范围广的特征。 从空间分布看,海拔相对较低的河谷区和藏东南山 地热带雨林、季雨林区,生态环境敏感性程度相对 较低,属轻度和微度敏感区 (图中绿色区域 ) ;而图 中的红色、淡红色和黄色区域生态环境敏感性在中 度以上 (含中度 ) ,主要分布在喜马拉雅山、冈底斯 山和念青唐古拉山及其周边地区,以及羌塘高原西 北部。统计表明 (表 1), 生态环境敏感性中度以上 (含中度 )的区域面积达 79. 68 !104 km2, 占西藏高 原土地总面积的 66. 66%。 图 6� 西藏高原生态环境敏感性综合评价图 Fig. 6� In tegrated assessm entm ap of eco�environm en tal sens itiv ity on th e T ibetan P lateau 表 1� 西藏高原生态环境敏感性各等级面积统计 Tab le 1� A rea stat istics of various eco�environm ental sens itiv ity on th e T ibetan P lateau 敏感性分级 面积 ( 104 km2 ) 面积百分比 (% ) 极度敏感 12. 34 10. 32 高度敏感 26. 89 22. 50 中度敏感 40. 45 33. 84 轻度敏感 28. 59 23. 92 微度敏感 11. 27 9. 42 4. 2� 生态服务功能重要性评价 生态服务功能指人类从生态系统中获得的效 益, 包括生态系统对人类可产生直接影响的供给 功能、调节功能、支持功能和文化功能 [ 2]。服务功 能重要性评价主要是根据典型生态系统服务功能 的能力和价值进行评估, 目的是要明确区域各类 生态系统生态服务功能及其对区域可持续发展的 作用与重要性, 依据其重要性分级,作为生态功能 区划重要依据 [ 13 ]。 西藏高原生态系统的主要服务功能可归纳为 两个方面: ∀ 生态系统环境服务功能, 包括: 水源 涵养功能、土壤保持功能、生物多样性保护功能、防 风固沙功能; # 生态系统满足人类生产生活需要 服务功能或称作经济服务功能 [ 14]。评价方法与流 程与生态环境敏感性评价类似,先对西藏相关行业 部门提供的基础资料进行分析, 选择评价因子,然 后采用层次分析和专家系统相结合确定权重,最后 运用 GIS的分析功能,进行赋值计算,并将西藏高 原生态系统服务功能划分为极重要、高度重要、中 度重要和一般地区 5个等级, 获得图 7和图 8,再 7175期 � � � � � � � � � � � � � � � 王小丹等: 西藏高原生态功能区划研究 � � � � � � � � � � � � � � � � 将两者叠加综合, 形成西藏高原综合生态服务功 能重要性分布图 (图 9)。 图 7� 环境服务功能重要性评价图 Fig. 7� E nvironm ental service im portance assessm en t 图 8� 经济服务功能重要性评价图 F ig. 8� Econom ic service importance assessm ent 图 9� 西藏高原生态系统服务功能重要性综合评价图 F ig. 9� Integrated assessm en tm ap of ecosystem service im portance of T ibetan P lateau � � 图 9表明, 西藏高原生态系统服务功能重要 性 5个等级中,极重要 (图中粉红色区域 )和高度 重要 (图中黄色区域 )主要分布在: 昌都地区、那曲 地区东部、林芝地区南部、山南地区东南部以及日 喀则地区沿雅鲁藏布江区域。服务功能重要性在 中度以上 (含中度 )区域的面积约 78. 59 ! 104 km2, 占西藏高原总面积的 65. 5% (表 2)。由于这些区 域在满足人类需求过程中地位十分特殊和重要,应 作为生态保护与建设的重点, 优先考虑。 表 2� 西藏高原生态系统服务功能重要性各等级面积统计 Table 2� Area stat ist ics of various ecosystem service im portance on the T ibetan P lateau 生态系统服务功能 重要性等级 面积 ( 10 4 km2 ) 面积百分比 (% ) 极重要 11. 76 9. 80 高度重要 28. 14 23. 45 中度重要 38. 70 32. 25 轻度重要 33. 58 27. 99 一般 7. 83 6. 52 5� 生态功能区划 5. 1� 生态功能分区等级与依据 西藏高原生态功能分区系统为 3个等级, 首先 从宏观上参考了全国尺度生态区划的 3级区, 结合 西藏高原的气候、地理特点, 划分区域尺度的生态 区,并作为中国生态功能区划分区单位。然后根据 生态系统类型与生态系统服务功能类型划分生态 亚区,在生态亚区基础上, 根据生态服务功能重要 性、生态环境敏感性与生态环境问题划分生态功能 区。不同层次的生态功能区划单位, 其划分依据 不同: 1级区 主要与 (中国生态环境综合区划 )中 的 3级区相衔接,并依据西藏地貌与气候的空间变 化特点进行适当调整; 2级区 以生态系统类型的 相似性和生态服务功能类型基本一致性为依据; 3 级区 以生态服务功能的重要性、生态环境敏感性 与主要生态环境问题、生态环境保护目标及其建设 与发展方向等为依据。 5. 2� 生态功能分区单元命名方法 生态功能区的命名是生态功能分区结果的具 体体现和标识, 是分区工作的一个重要环节。西藏 高原每一级别生态功能区的命名均由 3部分组成: 1级区命名体现分区的气候和地貌特征,由地区名 称 +地貌特征 +生态区构成; 2级区命名体现出分 区的生态系统结构、过程与生态服务功能的典型类 型,由地区名称 + 生态系统类型 + 生态亚区构成; 3级区命名体现出分区的生态服务功能重要性、生 态环境敏感性或胁迫性的特点,由地名 +生态功能 特点 (或生态环境敏感性特征 ) + 生态功能区构 成。 718� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 地 � � 理 � � 科 � � 学 � � � � � � � � � � � � � � � � � � 29卷 5. 3� 西藏高原生态功能区划结果 按生态功能区划的等级体系, 采用地理信息 系统的空间叠置法、相关分析法、专家集成等方法, 自上而下对西藏高原进行生态功能区划分。共分 出 1级区 7个、2级区 17个、3级区 76个 (图 10)。 由于篇幅所限, 文中未列出 3级区。 I.藏东南山地热带雨林、季雨林生态区; I1.藏东南山地热带雨林、季雨林生态亚区; II.藏东高山深谷温带半湿润常绿阔叶林 -暗针叶 林生态区; ∗ 1.念青唐古拉山南翼常绿阔叶林、云冷杉林生态亚区; ∗ 2.昌都地区北部云杉林生态亚区; ∗ 3.昌都地区南部硬叶常绿 阔叶林、云南松林、云冷杉林生态亚区; + .怒江源高原亚寒带半湿润高寒草甸生态区; + 1.怒江源区下部灌丛草甸生态亚区; + 2.怒 江源区上部草甸生态亚区; IV.藏南山原宽谷温带半干旱灌丛草甸生态区; ,1.雅鲁藏布江中游谷地灌丛草原生态亚区; ,2.中喜马 拉雅北翼高寒草原生态亚区; IV3.雅鲁藏布江上游高寒草原生态亚区; IV4. −四江 .源高寒湖泊 / 草原生态亚区; 0 .羌塘高原亚寒带 半干旱草原生态区; 0 1.南羌塘高寒草原生态亚区; 0 2.北羌塘荒漠草原生态亚区; 1 .昆仑高原寒带干旱荒漠生态区; 1 1.昆仑东部 山原荒漠生态亚区; 1 2.昆仑西部山原湖盆荒漠生态功能亚区; 2 .阿里山地温带干旱荒漠生态区; 2 1.郎钦藏布谷地山原半荒漠生 态亚区; 2 2.噶尔 / 班公错宽谷湖盆荒漠生态亚区 图 10� 西藏高原生态功能区划图 F ig. 10� E cological function reg iona lization of the T ib etan Plateau 6� 结 � 语 本研究选择在中国乃至全球都具有独特生态 地位的西藏高原作为研究案例,以全面生态要素为 依据, 应用地理信息系统技术和综合评价方法进行 3级生态功能分区研究,将西藏高原划分为 7个生 态区, 17个生态亚区, 76个生态功能区。指出了高 寒高原条件下生态环境问题的敏感地区和生态功 能重要区, 并完成了综合分区,为西藏高原未来生 态环境保护与建设分区管理提供了依据, 有利于实 现高原地区的可持续协调发展,也为其他类似地区 开展区划工作提供了重要参考。 参考文献: [ 1] � 姚檀栋,朱立平.青藏高原环境变化对全球变化的响应及其 适应对策 [ J].地球科学进展, 2006, 21( 5) : 459~ 464. 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Therew ere 7 eco log ica l zones, 17 ecolog ical subzones, and 76 eco log ical funct ion zones on the T ibetan Plateau, named by three�structuremethod andmapped ou,t w hich pro� vided theoret ica l bases for local eco�environmenta l protection and socioeconom ic developmen.t Key words: eco log ica l funct ion reg ionalization; eco�env ironmental sensitiv ity; ecosystem serv ice function; T i� betan plateau 720� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 地 � � 理 � � 科 � � 学 � � � � � � � � � � � � � � � � � � 29卷