不同草地资源水平牧户对气候变化的感知与偏差途径

李西良,侯向阳,丁 勇,李 平,刘志英,吴新宏,尹燕亭,萨茹拉,任卫波 (中国农业科学院草原研究所,欧亚温带草原研究中心,内蒙古 呼和浩特 010010)

气候变化适应性是当前全球性的热点科学问题[1-2],随着对气候变化与人类生态-经济-社会耦合过程研究的逐渐深入,适应被认为是人类应对气候变化的明智之举[3].基于社会经济视角的气候变化适应性研究,主要有家庭和区域 2个主要研究尺度[4],涉及领域是与气候因子密切相关的农牧业等方面[5],在家庭尺度,已形成“感知-适应”关系研究框架[6],力图通过对感知的剖析来揭示人类对气候变化的适应过程[7].在中国北方草原地区,近几十年来,草原承包责任制的落实,催生家庭牧场成为适应气候变化的基本单元[8].因此,以中国北方草原家庭牧场为研究尺度,探讨牧民对当地气候变化的感知特征,对于揭示牧户经营与气候变化耦合作用过程中的人类适应机制,进而提出草地适应性管理新模式[9]具重要意义.

基于“感知-适应”框架,有研究发现,农民对气候变化波动性感知明显,易将牲畜患病、作物减产归咎于气候变化,通过改换作物品种等策略进行适应[10-12],在一定程度上,乡村人群能准确感知气候实际变化趋势[13],但存在感知偏差与人群分异[14],可能由于人类气候感知存在人与自然信息过滤层等缘故[15].比之农区,对牧区的研究相对薄弱,国内虽已有对内蒙古草原区家庭尺度气候变化感知的相关报道,表明不同自然本底的家庭牧场经营者存在相异的感知与适应特征[16-17].但整体来看,牧户经营中对牧民的气候响应过程尚不清晰,且以往有限的研究多以局地为主[10-17],缺乏多区域的对比与大尺度的整合,限制了对气候变化感知与适应空间格局全貌的认识.

因此,本文选取内蒙古不同草地资源水平牧户为研究对象,以家庭牧场为研究尺度,通过对草甸草原、典型草原、荒漠草原、草原化荒漠、沙地、农牧交错带分布区牧户的调查研究,拟解决以下问题:不同草地类型区域气候变化基本特征;牧民对气候变化趋势的感知特征;牧民对气候变化感知的偏差及其成因.旨在为揭示人类气候变化适应过程提供牧区案例,从而对构建北方草原适应性管理模式提供参考.

1 研究地区

本研究选取内蒙古地区不同草地类型作为研究对象,草地资源对于牧户经营而言,其功能在于单位面积草地提供的可供家畜采食的饲草数量,草地类型的发育与气候有着密切的关系,各类型具有不同的资源水平.按照植物-生境分类法,可将中国草地划分为 18个类[18],本研究包含生态区域包括温性草甸草原类、温性草原类、温性荒漠草原类、温性草原化荒漠类、沙地、农牧交错带,其中草甸草原位于呼伦贝尔市,典型草原位于锡林郭勒盟,荒漠草原位于锡林郭勒盟、乌兰察布市,草原化荒漠位于阿拉善盟、巴彦淖尔市,沙地草原位于鄂尔多斯市,农牧交错带位于通辽市、赤峰市.气候资源的差异是不同地区草地资源水平分异的关键因子,基本气候状况见表1.

表1 不同草原类型代表站点1980～2011年温度与降水量平均值Table 1 The average value of temperature and precipitation of different regions in 1980～2011

2 数据与方法

2.1 数据获取

研究数据包括气象数据和牧户调查数据2部分.其中气象数据由国家气象信息中心授权使用,主要选用内蒙古自治区 51个气象站点的1980～2011年期间日平均温度、降水量的年值、月值、日值数据(其中,春季:3～5月,夏季:6～8 月,秋季:9～11月,冬季:12～次年2月).牧户调查数据分别于2009～2010年、2012年分2轮获得.通过对第一轮面上调查的分析,发现牧民感知与气候变化事实间存在偏差,提出了传导感知的科学假设,为验证科学假设,又开展了第2轮牧户调查工作.

第1轮面上调研数据来自于2009～2010年实地入户调研,以问卷访谈调查法来收集数据,采用分层随机抽样获取样本,大致从每一研究区域抽取3个县(旗),从每县抽取2个乡(苏木),每个乡镇抽取3个村(嘎查),从每个村抽取10户牧民,6个研究区域共计约18个县、36个乡镇、108个村,实际获得问卷1117个.牧户调查旗(县)分布为,草甸草原:新巴尔虎左旗、陈巴尔虎旗、鄂温克旗;典型草原:东乌珠穆沁旗、锡林浩特市、镶黄旗;荒漠草原:苏尼特左旗、苏尼特右旗、四子王旗;草原化荒漠:乌拉特后旗、阿拉善左旗、阿拉善右旗;沙地:鄂托克旗、杭锦旗、乌审旗;农牧交错带:林西县、敖汉旗、奈曼旗(图1).第一轮调研主要包括以下几个方面的内容:①牧户家庭户主信息、牲畜、草场、收支等基本情况;②牧民对1980～2009全年降水、春季降水、夏季气温、冬季气温等气候要素变化趋势的感知.

第2轮调研数据来自于2012年7～9月入户问卷调查,以草甸草原、典型草原、荒漠草原作为研究区域,分别以新巴尔虎左旗、锡林浩特市、苏尼特右旗3旗(市)为典型区(图1),采用分层随机法抽取样本,从每一研究区域抽取 3个县(旗),从每县抽取 2个乡(苏木),每个乡镇抽取 3个村(嘎查),从每个村约抽取10户牧民,实际获得问卷175份.第二轮调研主要内容包括: ①牧户家庭基本信息; ②牧民对1980～2011全年与四季气温、降水变化趋势的感知; ③对近年来草场资源变化包括植物种类、植株高度、草场产量、植被盖度、返青物候、开花物候、枯黄物候等的感知.

图1 调查旗县分布示意Fig.1 The distribution of study area

2.2 分析方法

温度、降水的变化程度采用气候倾向率指标,用一次直线方程来定量描述气候倾向率,即y(t)=a0+a1t,趋势变化率方程为 d y(t)/dt=a1,把 a1×10称为气候倾向率,其单位为 ℃ / ( 10a)或mm/(10a),方程中的系数可用最小二乘法确定.

设置“增加”、“减少”、“不变”、“不知道”4种选项,以表征牧民对气候变化的感知,通过与气候变化实质进行比较,判断感知的准确度.环境信息感知的表征亦采用定类方法描述,对植物种类、植株高度、草场产量、植被盖度等指标,设置“增加”、“减少”、“不变”、“不知道”4种选项,返青物候、开花物候、枯黄物候设置“提前”、“推迟”、“不变”3种选项.因气候变化感知与环境信息感知为定类数据,采用Spearman相关分析法进行分析,通过判断2类感知因子群之间的相关性,来揭示气候感知与环境感知之间的传导关系.

用 Probit模型方法研究气候感知传导性的影响因素,包含感知传导性1个因变量,分析牧民是否把草场退化归因于降水减少,将之作为判断气候感知传导性的依据,为二值虚拟变量,此外共18个解释变量,其中,家庭变量中的民族、基础设施中的打草设备、水井、拖拉机为二值虚拟变量,定义有=1,无=0,家庭变量中文化,定义小学及以下为0,定义初中及以上为1,其余的家庭变量、草畜资源、畜牧经营等指标为连续数据.

利用统计分析软件 Arcgis9.3、SPSS13.0、Stata 10.0、Sigmaplot 12.0、Microsoft 2003等进行数据处理和图表绘制.

3 结果与讨论

3.1 内蒙古地区气候特征分析

3.1.1 内蒙古温度与降水地带性特征 气候是草地资源状况的关键决定因子,由图2可以看出,北方草原多年平均气温具有较强的经向地带性特征,与经度(R2=0.36,P＜0.01)具有极显著的回归关系,沿着经度梯度,从南到北,草原区平均温度趋于降低;降水量从东向西具有明显的递减规律,年总降水与经度(R2=0.72,P＜0.01)具有极显著的相关性,随经度的增大,年总降水趋于增多.因此,温度与降水的地带性格局导致草地资源水平的地带性分异.

3.1.2 温度变化趋势 通过分析1980年来内蒙古草原地区的温度变化趋势可见,内蒙古地区(多点均值)以0.63/10a℃的速率上升(R2=0.58,P＜0.01),但温度变化倾向率不具有经向地带性特征(P＞0.05).为更清晰显示本研究 6个草地类型区近30年来温度变化趋势,选取代表气象站点分析了各地区春季、夏季、秋季、冬季以及全年平均温度的趋势性特征(图3),由图3可见,多数地区年、季增温显著,达 0 .01或 0 .05水平的显著性,平均来看,中国北方草原增温速率为春季(0.77℃ / 1 0a)＞ 全 年(0.62℃ /10a)＞ 冬 季(0.60℃/10a)＞秋季(0.52 ℃ / 1 0a)＞夏季(0.51 ℃ /10a).

图2 内蒙古地区温度与降水的经向地带性特征Fig.2 The characteristic of temperature and precipitation along with longitude

图3 不同草原类型区年季温度变化倾向率Fig.3 The change rateof temperature in different grassland types

图4 不同草原类型区年季降水变化倾向率Fig.4 The change rate of precipitation in different grassland types

3.1.3 降水变化趋势 分析1980年以来内蒙古地区多点平均降水变化趋势,表明该地区年总降水量以8.48mm/10a的速率减少,但未通过显著性检验(P＞0.05),降水变化倾向率的空间格局具有较强的地带性递变特征,随着纬度(R2=0.51,P＜0.01)、经度(R2=0.24,P＜0.01)的增加而趋于降低.为清晰描述本研究6个草原类型区近30年来降水变化趋势,分析了各地春季、夏季、秋季、冬季以及全年降水量的趋势性变化特征,通过图 4可以看出,内蒙古地区年、季降水以下降为主,除草甸草原冬季、典型草原秋季外,其余年季降水趋势变化均未通过显著性检验(P＞0.05).总体而言,地处中国北方草原的内蒙古地区虽整体呈现干旱化特征,但具体到年、季尺度,并无一致的规律性.

3.2 牧民对气候变化感知的偏差

3.2.1 对温度变化的感知 由图 5a可以看出:无论夏季气温、冬季气温,不同地区牧民感知结果不尽一致,虽以认为气温增加的牧民占居多数,但比例存在一定的差异,均有 15%～20%较大范围的跨度;各地牧民对夏季、冬季气温感知结果不尽一致.

3.2.2 对降水变化的感知 分析各地牧民对全年、春季降水在近30年来变化趋势的感知,整体呈现 2个特点,一是各草原类型区绝大多数牧民均认为降水减少,仅极少数受访者认为降水增加、没变化或不知道,除沙地草原区牧民认为年降水量、春季降水量减少牧民略低于 90%,其余各地均在 90%以上,二是每地牧民对春季降水量的感知结果与对年降水量的感知结果趋于一致(图5b).

3.3 牧民感知与气候变化事实之间的偏差

3.3.1 温度感知与气候变化事实之间的偏差各地夏季、冬季气温变异波动性相对较低,通过趋势分析显示,温度变化的趋势性明显,夏季、冬季气温在近 30a的增率分别大致在 0.30～0.70/10a℃、0.50～0.80/10a℃之间(P＜0.05),但每一地区牧民感知均有一定分歧,感知夏温升高的牧民比例在 65.73%～81.56%不等,感知冬温升高的牧民比例在 46.67%～78.15%不等,分歧明显.地区间夏季、冬季气温变化的同步性较强,而不同地区牧民对夏温或冬温变化感知差异明显.温度较强的趋势性与牧民对其感知的分歧存在偏差,地区间温度变化明显的同步性与牧民感知的地区分异性存在偏差.

图5 牧民对温度(a)与降水(b)变化趋势的感知Fig.5 Herders’ perception to the tendency of temperature (a) and precipitation (b) change

3.3.2 降水感知与气候变化事实之间的偏差各地全年、春季降水均具有较强的年际波动性,30a来趋势性变化不明显;而感知结果显示,每一地区大致都有逾 90%的牧民认为降水减少,仅极少数牧民认为增加、没变化,对趋势性的判断清晰一致;6个地区之间降水变化的同步性不明显,而牧民感知结果的区域差异性不明显,各地牧民“不约而同”地做出了大致相同的感知.降水无明显的趋势性变化与不同地区牧民感知明确的趋势性判断存在偏差,地区间降水变化弱同步性与牧民感知的地区类同性存在偏差.

3.4 牧民对气候变化感知偏差的原因分析

3.4.1 气候变化感知与环境感知之间的传导关系 为定量分析其间可能存在的关系,利用Spearman方法对牧民气候感知与环境感知进行了相关性分析,由表2可见,与环境感知的相关程度中,降水感知大于温度感知,牧民易将环境的变化归结于降水的减少,且对草地退化整体感知与春季、夏季温度的相关性最好(P＜0.05).具体来看,植物种类、个体大小、草场产量、植被盖度主要与春季、夏季降水有关,相关系数通过0.05水平显著性检验;返青时间判断主要与春季降水感知有关(P＜0.05),开花时间主要与四季降水及夏季温度有关(P＜0.05或 P＜0.01),枯黄时间与四季降水、冬季温度有关(P＜0.05或P＜0.01).总体来看,降水感知与环境感知之间具有较强的关系,温度感知与环境感知的相关性较弱,因此,降水感知存在明显的传导过程,而温度感知的传导性则证据不足.

3.4.2 气候感知传导性的影响因素 牧民将气候变化(降水减少)判断为导致草场退化的原因,并由是草场判断气候变化,是气候感知传导性的直接证据,故可通过研究牧民是否将草场退化归因于降水减少,来分析气候感知传导性的影响因素.调查发现,发现 86.21%的牧户认为自家草场较几十年前发生了退化,对于草地退化的原因,65.52%的受访者认为只有一个原因,即降水减少,31.03%的牧户认为有2个原因,但降水减少的作用大于过度放牧,仅 3.45%的牧户认为仅由过度放牧引起.

表2 牧民对气候变化与草场情况判断之间的关系Table 2 The relationship between herders’ perception to climate and pasture change

表3 气候变化传导性影响因素Probit模型估计Table 3 Probit model estimation of herders’ indirect perception to climate change

为定量分析气候变化传导性的影响因素,将认为过度放牧是其中因素的和只认为是降雨减少的牧户分别赋值为0、1,利用Probit模型方法分析了气候变化感知的传导性与家庭变量、草畜资源变量、畜牧经营变量、基础设施变量之间的关系.由表3可见,气候感知传导性存在与否受到牧户距离行政中心距离、户主年龄、教育背景、民族等家庭特征变量的影响(P＜0.1,P＜0.05或P＜0.01),但与家庭人口数量没有关系(P＞0.1);在草畜资源指标中,与牲畜资源有关(P＜0.1或P＜0.05),未发现与草场资源的相关性(P＞0.1);在畜牧经营指标中,主要与成本指标有关,而与收入指标的关系较弱(P＞0.1);此外,气候感知传导性也受基础设施拥有情况的影响.

3.5 讨论

“感知-适应”是家庭尺度气候变化适应性研究的一个重要的分析框架[19],它不只关注影响与响应,更在于厘清响应过程的信息传导途径及其效应,其基本假设是认为感知是人类对气候变化能动响应过程的关键[7].本研究中,基于“感知-适应”框架,分析发现牧民感知与气候变化事实间的偏差,提出了传导感知的假设(图 6),认为牧民主要通过自家草场、牲畜等所获的环境信息来推判降水变化,将过度放牧下的草场退化归结于降水减少,致使牧民普遍得出与气候事实相违的判断;而温度感知则可能更主要地表现为直接感知,由于感官自身的不确定性,使一致程度降低.进一步研究证实,降水感知与环境感知之间具有较强的关系,存在明显的传导过程,而温度感知的传导性则证据不足.因此,可以推判,气候变化感知并非是对实际气候的照相式简单描摹,而是在牧户生产系统中从气候信息经由草场、牲畜等因子到牧民感知的信息传导过程,这一现象在相关研究中也得到了证实[20-21].

图6 气候变化感知的传导途径Fig.6 The conduction perception to climate change

Taylor等[22]在20世纪80年代就已开展了对干旱感知的研究,定性阐释了影响干旱感知的相关因子,Grothmann等[23]结合行为经济学、心理学、生态学等有关理论,建立了人类能动适应气候变化的社会认知过程模型(MPPACC),发展了“感知-适应”框架下人类适应气候变化的理论.本文对传导感知假设的证实表明,气候变化适应是牧户生产系统内信息传导与功能反馈过程(图6).在中国北方草原,虽近几十年来降水略有下降,但变化并不明显,而由于过度放牧利用,草地持续退化,生产力持续衰减,植物种类明显变少[24],造成了牧户生产系统的草畜因子相悖性现象的发生[25],由于传导感知途径的存在,牧民认为是降水持续显著减少所致,这一现象说明,在内蒙古草原,牧民对气候变化背景下降水变化做出 “过度应激”,首先从心理上存在强烈的应激反应,这是一种信息途径的偏差,但对于适应气候变化可能具有正效应.然而,尽管温度显著升高,牧民的感知强度却明显不足,这与其主要依赖于直接感知,缺乏传导感知的渠道有关,这可能会导致牧民对气候变化下温度的变化“亏缺应激”,可能会使得牧民缺乏依据温度变化而调整自身生产、生活行为以适应气候变化的信息基础.

为深刻阐释牧民对降水变化“过度应激”现象的深层原因,可尝试提出“干旱影响连续态”的概念,即在从降水谷值到降水峰值连续态下,牧户中草地牧草供给与牲畜数量之间比值的逐渐偏移过程.在不考虑牲畜饮水的情况下,干旱影响牧户经营本质为改变了牧户草、畜间的正常数量关系,使得草地产草量低于牲畜采食需求,近几十年来北方草原牧户经营中有 3个并存的现象,一是草地退化,生产力持续衰减,二是牲畜数量持续增加,三是冬春季草量持续提高,这使得即便在降水相等的情况下,现在的草畜数量比值关系较过去整体偏移[25-26],造成牧民认知下“干旱影响连续态”表象的加剧,这是牧民感知信息偏差的重要启动机制,可认为“干旱连续态”的加剧是牧户对传导感知及其降水“过度应激”的深层机理.

4 结论

4.1 内蒙古草原1980～2009年间温度升高显著,变化倾向率为0.63℃/10a(P＜0.01),且各个季节呈现同步增温态势;而降水虽以减少为主,但变化并不显著(-8.48mm/10a,P＞0.05).气候变化下,内蒙古不同草地类型区均呈现暖化特征,而降水保持相对稳定.

4.2 温度较强的趋势性与牧民对其感知的分歧存在偏差,地区间温度变化显著的同步性与牧民感知的地区分异性存在偏差;降水无明显的趋势性变化与不同地区牧民感知明确的趋势性判断存在偏差,地区间降水变化弱同步性与牧民感知的地区类同性存在偏差.

4.3 受草场变化等环境信息的传导是牧民气候变化感知偏差形成的重要原因,其中,降水感知与环境感知之间具有较强的关系,存在明显的传导过程,而温度感知的传导性则不明显.气候变化传导感知存在与否,主要与牧户距离行政中心距离、户主年龄、教育背景、载畜水平、草畜资源等因素有关,多种因素共同造成了不同草地资源水平牧户对气候变化感知的偏差.

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