研究报告渊14耀18冤全球变化下祁连山生态安全屏障的构建与保护任小凤袁赵维俊渊甘肃省祁连山水源涵养林研究院袁甘肃张掖734000冤
摘要：祁连山对于西北地区生态安全具有重要的屏障作用遥在全球变化的大背景下袁祁连山出现生态系统稳定功能削弱尧人地矛盾突出尧资源环境压力增大等问题袁典型表现为冰川退缩尧生物多样性威胁加大尧土地退化及水土流失加重导致森林水源涵养力下降和珍稀生物资源减少等遥生态系统的不稳定势必会影响了祁连山区域生态安全屏障功能的正常发挥遥针对现阶段祁连山存在的一系列问题袁提出了加强祁连山生态安全屏障保护与建设的对策建议遥关键词：祁连山曰全球变化曰生态安全屏障中图分类号：X826文献标志码院A文章编号院渊甘冤LK000067渊2018冤03-14-18-05
ConstructionandProtectionofEcologicalSafetyBarrierinQilianMountainunderGlobalChangeRenXiaofeng,ZhaoWeijun渊AcademyofWaterResourceConservationForestsofQilianMountaininGansuProvince,Zhangye734000,China冤
Abstract:QilianMountainplaysanimportantroleintheecologicalsecurityoftheNorthwest.Underthebackgroundofglobalchanges,QilianMountainhasproblemssuchasweakeningofecosystemstability,prominentcontradictionsbetweenpeopleandland,andincreasedpressureonresourcesandenvironment.Itistypicallycharacterizedbyglacialretreat,increasedthreatofbiodiversity,landdegradationandincreasedsoilerosion.Decreaseinwaterconservationandreductionofrarebiologicalresources.TheinstabilityoftheecosystemwillinevitablyaffectthenormalfunctioningoftheecologicalsecuritybarrierfunctionintheQilianMountains.AimingataseriesofproblemsexistinginQilianMountainatpresent,thecountermeasuresandsuggestionsforstrengtheningtheprotectionandconstructionofQilianMountainecologicalsecuritybarrierareputforward.Keywords:QilianMountain;globalchange;ecologicalsecuritybarrier
收稿日期：2018-07-27基金项目：国家自然科学基金渊91425301尧41461004冤尧甘肃省自然科学基金渊17JR5RG351冤和国家林业局陆地生态系统定位研究网络渊CTERN冤共同资助
作者简介：任小凤渊1988-冤袁女袁甘肃张掖人袁研究实习员袁从森林生态及全球变化研究遥通讯作者：赵维俊渊1981-冤袁男袁甘肃靖远人袁博士袁副研究员袁主要从事森林与土壤生态研究遥
环境研究与监测2018年9月第31卷第3期
1引言以地球系统科学为指导的全球变化研究是当今科学领域的一个重大课题[1-3]据IPCC第五次评估报告指出[4]袁1880-2012年袁全球平均地表温度升
髙了0.85[0.65~1.06]益袁1951-2012年袁全球平均地表温度的升温速率为(0.12[0.08耀0.14]益/10a)袁几乎是1880年以来升温速率的两倍[5]遥整体来说袁已观
察到的长期气候呈现升温趋势袁陆地上越来越多的地区出现强降水的频率尧强度和/或降水量在增加袁降水量的区域差异更加明显[6-7]袁近50年实测
记录显示袁我国西北干旱半干旱地区变暖的强度高于全国平均值袁以0.2益/10a的趋势升温[8]遥祁连山是典型的受东亚季风向南亚季风和西风带气候系统影响的过渡区袁气候较为干燥袁年降水量稀少袁特殊的气候环境袁致使该区对于气候变化的响应更为敏感[9]遥
生态安全屏障构建是国家生态文明建设不可或缺的战略举措和重要手段[10]遥国务院国
办发[2010]29号文件叶关于进一步支持甘肃经济社会发展的若干意见曳中,明确指出要把甘肃建设成西部地区生态屏障袁习近平总书记在中央全面深化改革领导小组会议上指出院祁连山是我国西部重要生态安全屏障袁是黄河流域重要水源产流地袁也是我国生物多样性保护优先区域遥近年来袁随着西部大开发战略的逐步推进袁生态屏障的概念渐渐成为生态学及区域发展方面研究的热点袁但关于生态屏障的科学内涵尚未学术化和专业化袁仅作为社会生产实践的必然产物而出现在公众的视野中遥有学者指出生态屏障是指在一个区域的关键地段袁具有良好结构的生态系统袁依靠其自生的自我维持与自我调控能力袁对系统外或内的生态环境与生物具有生态学意义的保护作用与功能袁是维护区域乃至国家生态安全与可持续发展的结构与功能体系[11]曰钟祥浩[12]认为生态屏障代表一定区域的生态系统的生态过程袁对相邻环境或大尺度环境具有保护性作用袁给人类生存和发展提供良好的生态服务杨冬生认为生态
屏障是一个地域和功能上的概念袁是一个物质能量良性循环的生态系统袁它的输入尧输出对相邻环境具有保护性作用[13]曰陈国阶则提出生态屏
障有广义和狭义之分袁一方面生态屏障代表一定地域内生态系统的结构和功能袁作用在于维护生态安全曰另一方面袁生态系统的结构和功能又要符合人类生存和发展的生态要求[14]遥而
本文所述生态安全屏障则是指自然界本身存在的自然生态系统以及后期人为因素干扰下形成的人工生态系统与其所处的区域环境相协调袁能够为人类社会的可持续发展提供一定的服务支撑袁并对其相邻环境以及更大尺度上的环境系统起到服务和保障的作用遥然而袁不同的区域有着不同的生态系统袁其屏障功能也具有差异性袁在生态安全屏障的构建中立足区域特性袁将生态系统组成的格局层次化袁有序化显得尤为重要遥祁连山位于青藏尧黄土两大高原和蒙新荒漠的交汇处袁是国家野十二五冶规划纲要确定的青藏高原生态屏障尧黄土高原-川滇生态屏障尧北方防沙带的重要组成部分袁素有野高原冰原水库冶和野生命之源冶之称袁也是我国西北地区野江河源冶尧河西走廊水资源安全的战略基地遥作为河西走廊乃至整个西北地区生态系统稳定的重要屏障袁祁连山区分布有丰富多样尧独具特色的特殊生态系统类型和珍稀动植物种类袁是我国生物多样性保护的重要区域袁尤其是高山冰冻圈以及高寒环境条件下的脆弱生态系统袁对全球变化和人类干预响应十分敏感袁其发展趋势备受全球关注遥近年来国内学者在祁连山生态环境方面已有研究和探索袁包括院祁连山植被生长的时空特性[15]袁水源涵养林与
流域内水文特征之间的关系[16-17]祁连山生态系统特征及其对外界扰动的响应[18-20]袁祁连山生态系统
的保护和恢复[21-22]遥祁连山生态承载力[23-24]等遥但祁连山生态安全屏障保护与建设的理论和技术体系尚未完全形成遥面对日益加剧的气候变化和人类活动袁高原冰川退缩尧生物多样性受到威胁尧草场退化尧自然灾害增加等生态与环境问题日益突出袁祁连山生态安全屏障功能保护与建设的研究与科技示范工作亟待加强遥
任小凤等院全球变化下祁连山生态安全屏障的构建与保护15环境研究与监测第31卷2祁连山生态安全屏障的主要功能2.1水源涵养作用
野雪山千仞尧松杉万本,保持水土尧涵源吐流冶史书中对于祁连山的水源涵养功能早有记载遥祁连山冰川与水源涵养林位于青藏尧蒙新尧黄土三大高原交汇地带袁基于这种特殊的地理位置所形成的高山冰川尧高山灌丛草甸尧河流湖泊尧高山湿地尧草原尧森林等地理要素共同组成了复杂的复合生态系统[25]遥作为山地贮水供水的中心袁祁连山冰川与水源涵养林成为绿洲的依托和屏障袁担负着河西走廊经济社会可持续发展尧确保丝绸之路经济带畅通的野固体水库冶重任遥千百年来袁祁连山水源涵养林在保持各生态系统的平衡与稳定尧调节区域气候尧净化空气尧防风固沙尧保障流域生态安全与可持续发展等方面发挥着极其重要的作用遥其独特的自然生态环境和野生动植物区系又对祁连山生物多样性保护方面作出了巨大贡献遥2.2生物多样性保护作用生物多样性是人类赖以生存的基础袁一方面给人类提供基本的环境袁另一方面又提供丰富的资源遥生物多样性直接影响生态系统的稳定性和持续性[26-27]遥祁连山特有的三维地带性分异特点袁使得该区域形成了较为敏感的森林生态系统类型袁在宽缓的山间腹地发育着广袤的内陆湖泊尧河流以及湿地等水域生态系统类型[28-29]遥基于祁连山独特的自然环境格局与丰富多样的生物环境类型袁不同的生物区系得以相互交汇与融合袁为祁连山许多物种的分化提供了场所袁不仅衍生出众多山地特有物种袁又为一些古老物种提供了天然庇护场所袁是西北地区生物多样性最为丰富的山脉之一遥2.3水土保持作用干旱的气候条件和起伏不平的地势导致祁连山区域内植被一旦遭到破坏很难修复袁而且极易在水蚀和风蚀的综合作用下产生大量的裸露沙地袁这样不利于山地生态系统尧环境以及山前平原居民生产生活的长久发展袁同时地面粉尘上升后袁在某种程度上也加剧了极端天气的爆发袁从而影响到整个西北地区的气候系统遥因此袁祁连山所拥有的原始森林袁高山草甸尧高山灌丛尧高山草原是防止土地荒漠化和水土流失的重要保障袁对祁连山本身和周边地区起到了重要的生态屏障作用遥2.4碳源/汇作用
森林植被通过植物的光合作用吸收CO2并将其固定在植物体内袁同时又进行呼吸作用释放CO2袁具有野碳汇冶和野碳源冶的双重功能[30]遥刘建泉等[31]
采用材积源法对祁连山林区11种森林植被的碳储量和碳汇功能进行了估算袁计算出11种森林植被的总生物量为4.06伊107t袁总碳储量1.90伊107t袁总生
长量1.49伊106t窑a-1袁年凋落量9.3伊105t窑a-1袁净生产
量2.4员伊106t窑a-1袁祁连山主要生态系统在碳循环中
均表现为碳固定大于碳释放袁说明祁连山森林植被在碳汇生态功能上发挥着显著的作用遥
3祁连山生态安全屏障面临的威胁3.1冰川退缩在全球变化的大背景下袁全球气候变暖已成为不争的事实袁受此影响袁我国西北干旱区冰川尧冻土出现了大规模消退现象[32]遥据第二次冰川编目