若尔盖湿地生态安全监测方案研究

邹长新，江峰琴，李海东，孙 俊

(1.环境保护部南京环境科学研究所，江苏 南京 210042;2.南京林业大学，江苏 南京 210037;3.江苏省环境监测中心，江苏 南京 210036)

·环境预警·

若尔盖湿地生态安全监测方案研究

邹长新1，2，江峰琴3，李海东1，孙 俊1

(1.环境保护部南京环境科学研究所，江苏 南京 210042;2.南京林业大学，江苏 南京 210037;3.江苏省环境监测中心，江苏 南京 210036)

若尔盖湿地是黄河上游重要的水源涵养地，在涵养水源、调节径流和维持生物多样性等方面具有重要作用，是流域乃至国家生态安全的关键地区。近年来，由于全球气候变化和人类不合理的开发活动导致若尔盖湿地生态退化加剧，威胁区域和流域生态安全。在若尔盖湿地生态退化趋势与生态安全理论框架研究的基础上，对若尔盖湿地生态安全监测的主要内容进行了探讨，提出了生态安全监测的初步方案，为若尔盖湿地生态保护与管理提供借鉴和依据。

若尔盖;湿地生态系统;生态安全;监测方案

若尔盖湿地位于青藏高原东北部，是黄河上游重要的水源涵养地，占整个黄河年径流量的8.21%，占黄河在玛曲出境处径流量的29.02%，素有“黄河蓄水池”之称。若尔盖湿地也是世界濒危野生动物黑颈鹤、白尾海雕等的主要栖息地，是影响全球气候的敏感区。由于该区域海拔高，气候寒冷多变，植被结构简单，生态环境十分脆弱，一旦遭受破坏，很难恢复。自20世纪60年代开始，由于自然因素和人类过度放牧以及一些不合理开发活动的影响，若尔盖沼泽和草原开始出现明显的退化现象，对区域生态安全和经济社会可持续发展构成严重威胁［1］。为此，2000年11月26日国务院发布的《全国生态环境保护纲要》中提出了“通过建立生态功能保护区，实施保护措施，防止生态环境的破坏和生态功能的退化”［2］，若尔盖湿地于2001年3月经原国家环保总局批准(环函［2001］49号)建立生态功能保护区，是首批10个国家级生态功能保护区建设试点之一。

根据中国主体功能区划分原则，生态功能保护区属限制开发区，实行的是一种开放式的管理［3］。目前中国对诸如自然保护区等禁止开发区的建设和管理趋于成熟，具有较为完善的管理机制;而对于限制开发区的生态环境管理还不够深入，特别是在生态环境监测、预警与评估、生态补偿等方面都迫切需要理论和技术上的支持。笔者通过研究若尔盖湿地生态环境问题及其成因，提出了若尔盖湿地生态安全监测的理论框架，在此基础上对若尔盖湿地生态安全监测方案的设计进行了探讨，为若尔盖湿地生态保护与管理提供借鉴和依据。

1 研究区概况

若尔盖湿地位于川西高原北端的阿坝藏族羌族自治州境内，跨阿坝、红原和若尔盖3个县，包括阿坝县东北部、红原县北部和若尔盖县西部。若尔盖湿地生态功能保护区地理坐标为东经101°37′—103°25′，北纬 32°10′—34°06′，总面积 17 022 km2，其中阿坝县境内3 601 km2，红原县境内6 701km2，若尔盖县境内6 718 km2。若尔盖湿地属大陆性高原寒温带湿润半湿润季风气候，雨热同期，干湿季节分明，夏季凉爽而湿润，冬季降水少，春季多大风，昼夜温差大。区内海拔3 400 m以上，地势西南高东北低。河沟纵横、蜿蜒曲折，湖泊、沼泽、草甸极为发育，主要河流为黑河、白河、贾曲等。主要土壤类型为暗棕壤、草甸土、寒漠土、沼泽土和风沙土等。该区属青藏高原高寒植被区，主要为莎草、禾草和杂类草沼泽植被，沼泽植物40科97属，共162种。区内有脊椎动物29目65科256种，有国家一级保护动物9种，二级保护动物41种［4］。

2 若尔盖湿地生态退化趋势分析

2.1 湖沼趋干退化，沼泽逆向生态演替

20世纪30年代以前，大多数沼泽地人烟稀少，保留着无人区或半无人区的原始面貌［4］。20世纪60年代，沼泽已显现出趋干迹象，但人类干扰甚微，沼泽的基本面貌仍无重要变化。20世纪80年代以来，沼泽发生了更为显著的变化:沼泽积水明显变浅，沼泽区水位和地下水位明显下降，更多的沼泽仅呈过湿状态，甚至干如旱地。湖泊面积也在减少，有的湖泊已干涸。若尔盖沼泽出现了“沼泽—沼泽化草甸—草甸—沙地—荒漠”的逆向生态演替趋势。

2.2 植被退化，草地生产力下降

在高寒沼泽区，牧草产量由20世纪60年代的10 500～12 000 kg/hm2下降到8 500 kg/hm2以下，减产32%以上。优良草地的饲用植物种类和数量减少，有毒有害植物增多。生于草地上的一些毛莨科、菊科物种正在取代原来生长于沼泽湿地中的一些物种，对牲畜危害很大的植物狼毒、高原毛茛等，在很多草场均有大量分布，在个别草场已成为主要伴生种，有的甚至成为沼泽草地的优势种之一［5］。

2.3 土地退化明显，水土流失加重

在风力、水力、冻融等自然条件和超载放牧、挖沟排水、泥炭开采等人为活动的影响下，水土流失的广度和程度呈逐年上升态势。全区的土壤侵蚀总面积已达7 770.52 km2，年土壤侵蚀总量为2 261.74万 t，平均土壤侵蚀模数为 2 910.67 t/(km2·a)。固定的沙丘草皮遭到人为破坏，大部分固定和半固定的沙丘已经逐渐变为活动性沙丘。1980年草地资源调查显示，若尔盖县草原沙化面积仅0.48万 hm2，到 1994年达到2.08万hm2，2004 年发展到 3.68 万 hm2［6］。沙化地有向沼泽草地不断扩侵的趋势，其结果也必然会加剧高寒沼泽草地生态系统的恶化，使草地面积急剧缩减。

2.4 生物多样性破坏，鼠虫害加剧

由于近年来滥捕滥猎严重，加之珍禽鸟类误食灭鼠毒饵、农药，导致若尔盖湿地野生动物种类、数量明显减少。藏狐、黄鼬、草原雕等啮齿类的天敌数量减少，致使鼠害肆虐，形成大量的洞穴和土丘，损伤牧草根系，使牧草生长不良，草场面积减少。例如，1只鼢鼠每年可堆出土丘15～20个，最多可达180个，1个鼠丘平均覆盖草场0.91 m2，最大可达2.6 m2，平均鼢鼠密度为25只/hm2，对草场破坏巨大［4］。草地虫害主要有高原蝗虫和高原毛虫，虫害使草地覆盖度降低，草场生产力下降，在一定程度上加剧了草地沙化。

3 若尔盖湿地生态安全监测的理论基础

3.1 若尔盖湿地生态安全的概念

就若尔盖湿地生态安全而言，它属于区域生态安全的范畴。国内外关于生态安全的定义已有很多［7，8］，笔者将区域生态安全定义为:在一定时间与空间范围内，区域自然生态系统在维持自身正常的结构与功能前提下，是否满足人类生存与社会经济协调可持续发展的一种状态［9］。

3.2 生态系统管理

生态系统管理是一种管理思想，而非管理体系。它强调从单要素管理向多要素、全系统综合管理的转变，实质上就是要求强化对区域、流域生态系统结构与功能的保护［10］。生态系统管理的概念是在生态科学的发展过程中逐渐形成并不断发展的，它的提出是科学家对全球范围内生态、环境和资源危机的一种响应［11，12］。

为了应对生态环境日益严重的系统性、结构性破坏，2003年在南非召开的第五次世界保护区大会强调，要运用现代生态系统理论和方法建立生态功能保护区，加强区外更大范围的生态保护或建立更大范围的生态功能保护区，保护和改善具有重要生态功能的生态系统［13］。

3.3 生态安全理论框架

针对若尔盖湿地生态系统的典型性、重要性和相对自然性，其保护与管理的重点应是生态系统结构与功能、生态系统外界胁迫。合理的系统结构与健康的服务功能是安全生态系统的本质和外在表现，而生态系统结构是生态系统功能的基础和前提，生态系统结构主要表现为各生态组分的构成及空间分布情况。生态系统外界的胁迫作用将直接导致系统内部结构与功能的变化，对于若尔盖湿地生态系统而言，外界环境对生态系统的胁迫主要包括两个方面:一是全球变化背景下近几十年来气候条件的显著变化，二是人类社会经济活动对生态系统造成的不利影响。气候变化主要表现为温度升高导致若尔盖湿地出现旱化、降水分布不均等趋势;而人类疏干沼泽排水、过度放牧、工矿开发建设、旅游业发展等社会经济活动，造成若尔盖湿地湖沼面积萎缩、草地沙化、生产力下降、鼠虫害泛滥，导致生态系统结构破坏与功能受损，对区域生态安全构成威胁。若尔盖湿地生态安全理论框架见图1。

图1 若尔盖湿地生态安全理论框架

4 生态安全监测方案设计

生态监测，又称生态环境监测，目前国际上还没有统一规范的定义。生态监测是采用生态学的方法和手段，从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量，主要通过监测生态系统条件、条件变化、对环境压力的反映及其趋势而获得［14］。生态安全监测属于生态监测的范畴，是以保障生态安全为目标，开展区域生态安全评估、预警与管理的一项基础性工作。生态安全监测可以定义为:运用生态学方法与现代监测手段，以维护生态系统结构与功能健康稳定为目标，对影响区域(流域)生态安全的各个因素进行测量、观察，分析其变化和生态影响的过程。以往关于若尔盖湿地的生态监测研究，多局限于某一要素(草地退化、土地沙化、生物多样性锐减等)或者单一生态系统(草地、沼泽、沙地等)［4-6，15-17］，未能全面、综合反映若尔盖湿地生态系统总体生态安全特征，不利于实施生态系统综合管理。以生态安全为核心开展的生态监测侧重于生态系统的结构与功能变化，兼顾自然与人为活动对生态系统的影响，是湿地生态功能保护区宏观环境管理的有效手段。

4.1 监测目的与意义

将遥感技术、地面调查与监测技术相结合，实时监测若尔盖湿地生态安全关键因素动态变化和发展趋势，掌握若尔盖湿地生态环境总体状况，构建生态安全基础信息数据库，为生态安全评估与预警提供基础数据。

4.2 监测范围与站点布设

监测范围为若尔盖湿地生态功能保护区全区范围，包括阿坝藏族羌族自治州的阿坝、红原和若尔盖三县，区域总面积17 022 km2。

站点布设原则:①覆盖整个生态功能保护区;②点、线、面相结合，突出监测生态系统的代表性、监测指标的综合性和生态安全问题的针对性、切合实际的可行性;③满足生态安全评估和重点生态恢复工程项目实效评估的需求;④整合已有监测站点，体现互补性，减少重复建设。根据以上原则，若尔盖湿地共布设6个地面监测站，17个调查监测点，各行政区监测站点见表1。

表1 若尔盖湿地生态监测站点及监测重点

4.3 监测时段与频次

地面监测站进行常规监测，监测时间为1-12月。遥感监测与地面监测按季度开展，根据若尔盖湿地干湿季变化特征，监测时段确定为每年的2月、5月、8月、11月，每次监测时间30 d。在一周时间内，完成遥感地面核查、实地调查与监测。

4.4 监测方法

生态安全监测涉及内容多，监测范围大，是一项宏观与微观监测相结合的工作。生态安全监测应以3S技术(地理信息技术，GIS;遥感技术，RS;全球卫星定位技术，GPS)作为支持，并具备强大的信息处理能力。3S技术是宏观生态环境监测发展的方向，它充分利用计算机技术把遥感、航照、卫星监测、地面定点监控有机结合起来，依靠专业化软、硬件使生态安全监测智能化，使生态资料数据上网，实现生态监测化，是目前以及今后相当长的一段时间里监测人员的重点工作内容。若尔盖湿地生态安全监测技术路线见图2。

图2 若尔盖湿地生态安全监测技术路线

(1)地面站定位监测

在阿坝、红原和若尔盖三县分别建立生态监测地面站，针对若尔盖地区典型的草地沙漠化、草地物种退化、沼泽干化等不同的生态环境退化类型以及未发生退化的草地和沼泽区域开展地面定位监测，对比分析不同区域生态安全变化情况。

(2)遥感监测

以环境卫星数据为主体信息源，结合多波段、多时相和高分辨率遥感遥测技术，对若尔盖湿地不同时期遥感数据进行解译，掌握土地利用类型、草地类型、覆盖度和生产力等方面的动态变化，利用GIS软件进行空间数据录入、分析、存储、输出、成图，形成生态安全遥感监测数据库。

(3)调查监测

开展若尔盖湿地遥感地面核查，校验遥感解译数据的准确性。采用点、线、面相结合的方法，开展生态环境基本状况调查，调查主要利用GPS、地形图以及其他必需的专业测量仪器，选择典型样地详细调查生物多样性、地上生物量、土壤容重、土壤含水量以及土壤有机碳含量等。通过实地调查和测量，拍摄野外照片和录像，获取第一手数据和资料。

4.5 监测内容与监测指标

根据若尔盖湿地生态安全理论框架，主要开展若尔盖湿地生态系统结构、生态功能、生态胁迫等方面的监测工作，包括水源涵养功能、生物多样性、生态组分活力、沙化土地、气候变化、景观破碎度及人类干扰等监测内容，相应的监测指标及监测方法见表2。通过具体指标的实时监测，结合评价模型，综合评估若尔盖湿地生态安全基本状况。

表2 若尔盖湿地生态监测内容与监测指标

5 结语

(1)若尔盖湿地生态地位十分重要，但是，近年来生态退化加剧，严重威胁流域乃至国家生态安全。因此亟待加强湿地生态安全监测工作，在此基础上开展生态安全评估与预警，为若尔盖湿地保护、管理与决策提供依据。

(2)生态安全监测是一项系统性工程，应将生态系统管理思想作为若尔盖湿地保护与管理的主要理论基础。笔者围绕湿地生态系统结构、功能与生态胁迫提出了具体监测指标，但监测指标需要根据相关的研究、技术应用和管理工作的不断深入进行调整和完善。

(3)若尔盖湿地地域范围广，自然环境严酷，3S技术与地面监测相结合是开展生态监测的有效手段。提高湿地生态环境监测能力，实现生态监测业务化是目前以及今后相当长的一段时间里监测人员的重点工作内容。

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Project Study of Ecological Security Monitoring in Zoige Wetland

ZOU Chang-xin1，2，JIANG Feng-qin3，LI Hai-dong1，SUN Jun1
(1.Nanjing Institute of Environmental Science，Ministry of Environmental Protection，Nanjing，Jiangsu 210042，China;2.Nanjing University of Forestry，Nanjing，Jiangsu 210037，China;3.Jiangsu Provincial Environmental Monitoring Center，Nanjing，Jiangsu 210036，China)

Zogie wetland is not only the important area of water source conservation in the Yellow River upstream，but also plays a key role in maintaining the ecological security of the basin and national for its functions on conserving water，regulating flow and protecting biodiversity.In recent years，because of the global climate change and unreasonable human activity，the ecological degenerating trend of Zoige Wetland gets more and more serious and threatens the situation of ecological security.Based on the analysis on the trend of ecological degeneration and the theoretical framework of ecological security of Zogie Wetland，this paper discussed the main contents of ecological monitoring of Zogie Wetland，and proposed the preliminary programme，which could be the basis and reference of ecological protection and management of Zogie Wetland.

Zogie;wetland ecosystem;ecological security;monitoring project

X835

A

1674-6732(2011)-05-0004-05

10.3969/j.issn.1674-6732.2011.05.002

2011-03-04;

2011-05-10

中央级公益性科研院所基本科研业务专项项目(2008-05)，环保公益性行业科研专项经费项目(200709045，200909050)。

邹长新(1977—)，男，助理研究员，在读博士，主要从事区域生态安全与管理研究工作。