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摘要 脆弱生态区是指稳定性差、对外界干扰比较敏感,在遇到不利干扰时容易向生态退化方向发展的生态环境区域。研究以淮河流域为案例,通过生态敏感性评价,分析了流域脆弱生态区生态系统的特征。分析结果表明,山地、丘陵生态系统对土壤侵蚀、酸雨比较敏感,盐渍化和沙漠化敏感区则主要分布在平原地区。综合生态敏感性以中度及以上敏感为主,几乎没有不敏感区。极敏感区主要分布在桐柏山、大别山和苏东沿海,高度敏感区分布在沂蒙山区、江淮丘陵和桐柏山,分别占流域面积的15.0%、9.0%。在生态敏感性评价的基础上,根据区划的原则和主要生态环境问题,采用自上而下的分区方法和GIS技术,提出了淮河流域脆弱生态区3级区划方案。方案将整个流域划分为3个脆弱生态区、13个脆弱生态亚区和43个脆弱生态地区,一级分区即伏牛山-淮阳山水土流失酸雨脆弱生态区、黄淮平原盐渍化沙漠化脆弱生态区和山东丘陵水土流失脆弱生态区。脆弱生态分区为确定淮河流域脆弱生态区退化生态系统整治恢复的重点和措施提供了重要依据。
关键词 脆弱生态区;生态敏感性;生态环境问题;区划;淮河流域
[JP3]中图分类号 Q149;X32 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2010)10-0169-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.10.029
我国自然条件复杂多样,人类活动历史悠久,生态系统受到深刻的影响,可以说生态环境先天脆弱。脆弱生态区是指稳定性差、对自然或人为干扰比较敏感,在遇到不利干扰时易向生态退化方向发展的生态环境区域[1]。随着人类干扰对自然生态系统的压力不断增强,生态环境的敏感性日益凸显,对社会经济发展的制约作用越来越显著[2-3]。研究脆弱生态区的生态系统特征、空间格局及主要生态环境问题,是加强脆弱生态区环境保护、整治恢复退化生态系统的关键,也是实现区域社会、经济和生态环境可持续发展的需要。脆弱生态区区划为认识脆弱区的生态系统特征、形成机制和脆弱单元划分提供了科学方法。
生态区划概念自提出以来,就引起了广泛的关注,成为国际宏观生态学领域的研究热点,相继编制了世界各大洲的生态区划图[4-6]。我国学者在自然区划工作的基础上于20世纪80年代开始了生态区划研究,已经取得了丰硕的成果,提出了不同区域、不同尺度的生态区划方案[7-14]。然而有关脆弱生态区的区划研究还非常薄弱,鲜有研究报道,亟需加强这方面的理论和应用研究[15-16]。本文以淮河流域为例,在分析生态系统敏感性空间分异的基础上,提出了淮河流域脆弱生态区区划方案,以期为流域内脆弱生态环境保护提供科学依据。
1 研究区概况
淮河流域地处111°55′-121°25′E、30°55′-36°36′N,介于黄河和长江两大流域之间。地形总体上西高东低,西部、西南及东北部为山地、丘陵,其余为平原,平原面积约占2/3。气候属暖温带向亚热带过渡类型,淮河以北属暖温带半湿润气候,以南为北亚热带湿润气候。年均气温
11-16 ℃,平均日照2 000-2 650 h,平均降水量888 mm,无霜期200-240 d。
淮河流域跨湖北、河南、安徽、江苏和山东5省40个市、181个县(市),面积27×104 km2,人口1.72×108,耕地
1 272×104 hm2。流域矿产资源丰富,农业生产条件较好,但是工业发展还相对落后,加之人口分布密集,尚属经济欠发达地区。近年来,随着资源的高强度开发利用,生态系统承受了巨大的压力,水环境污染、水旱灾害、矿区塌陷、耕地质量退化等生态环境问题日益严重,生态系统越来越敏感,脆弱生态区面积逐渐扩大。
2 研究方法
2.1 生态敏感性评价
生态敏感性是指生态系统对自然干扰和人类活动的敏感程度,反映区域生态系统遇到干扰时发生生态环境问题的可能性和程度[17-18]。本研究根据淮河流域主要生态环境问题,选择土壤侵蚀、盐渍化、沙漠化和酸雨等进行生态敏感性评价。评价方法和分级标准依据原国家环境保护总局2002年发布的《生态功能区划暂行规程》。数据资料包括流域的植被、土壤、气象、高程图、TM影像、土地利用等。
2.1.1 土壤侵蚀敏感性
根据通用水土流失方程(USLE),土壤侵蚀敏感性选择降水侵蚀力R值[19]、土壤质地、地形起伏度和植被覆盖等因子进行评价,计算公式如下:
式中,ESj为j空间单元土壤侵蚀敏感性,Ei为i因素敏感性等级。
陈杰等:淮河流域脆弱生态区生态系统特征及区划中国人口•资源与环境 2010年 第10期2.1.2 盐渍化敏感性
盐渍化敏感性评价,首先根据地下水位划分敏感与不敏感区,再利用蒸发量/降雨量、地下水矿化度与地形指标进行敏感性评价,计算公式如下:
式中,YSj为j空间单元盐渍化敏感性,Yi为i因素敏感性等级。
2.1.3 沙漠化敏感性
沙漠化敏感性利用湿润指数、土壤质地、冬春季大风天数及冬春季植被覆盖等进行评价,计算公式如下:
式中,DSj为j空间单元沙漠化敏感性,Di为i因素敏感性等级。
2.1.4 酸雨敏感性
生态系统酸雨敏感性是指酸雨的间接影响使生态系统的结构和功能改变的相对难易程度,与区域的气候、土壤、母质、植被及土地利用等因素相关。研究根据周修萍提出的指标体系进行酸雨敏感性评价[20],计算公式如下:
式中,ASj为j空间单元酸雨敏感性,Ai为i因素贡献率,Ii为i因素权重。
2.1.5 综合生态敏感性评价方法
综合考虑生态系统对土壤侵蚀、盐渍化、沙漠化和酸雨的敏感性,采用最大值法,通过ArcView的空间分析功能,计算不同空间单元的综合生态敏感性。公式如下:
2.2 区划原则与方法
脆弱生态区区划是在一定的原则和方法的基础上,根据脆弱生态环境形成的相似性和差异性来划分区域单元,为退化生态系统的恢复和整治服务。因此,区划应遵循以下原则:区域分异和等级性原则,是脆弱生态区区划的理论基础和逐级划分的理论依据;综合分析和主导因素原则,脆弱生态区是多种因素综合作用的结果,区划必须抓住主要因素和主导类型;相似性和差异性原则,通过识别区域内的相似性和区域间的差异性,来划分不同的脆弱生态单元;服务脆弱生态环境整治恢复原则,是脆弱生态区区划的一个重要原则。
区划方法主要是利用GIS技术自上而下进行分区[14]。首先根据生态敏感性评价结果和主要生态环境问题划分出几个大区,然后再根据地形地貌、脆弱主导类型、生态系统特征、生态敏感性程度、人类活动因素等细化脆弱生态环境单元。在划分区域单元和命名过程中还考虑了流域的水环境污染、洪涝灾害和质地灾害等因素[21-22]。
3 淮河流域生态系统敏感性特征
3.1 水土流失敏感性空间分布特征
水土流失敏感区占流域总面积的99.46%,以轻度敏感为主,中度及以上敏感区主要分布在西部、西南和东北部的山地丘陵区(见图
1-a)。极敏感区仅占0.04%,分布在大别山区,尤其是安徽六安市;高度敏感区1.47%,集中分布在沂蒙山区,涉及临沂、日照、济宁、枣庄和淄博等市;中度敏感区5.90%,散布于伏牛山、桐柏山、大别山、江淮丘陵、苏北低山丘陵以及沂蒙部分山区;轻度敏感区占
92.05%,广泛分布于平原区。
3.2 盐渍化敏感性空间分布特征
盐渍化敏感区集中分布在平原地区,以中度敏感和极敏感为主,轻度及以上敏感区占流域总面积的62.54%(见图1-b)。其中,极敏感区占6.73%,绝大部分分布在苏东盐城、连云港和南通的沿海平原,日照及山东、河南、安徽三省接壤的区域有少量分布;高度敏感区0.50%,分布于洪泽湖至高邮湖地区;中度敏感区47.22%,主要分布在黄淮平原和沂沭平原;轻度敏感区占8.09%,分布于中度敏感区的周边地区;不敏感区为丘陵山地,占37.46%。
3.3 沙漠化敏感性空间分布特征
沙漠化敏感性分布类似于盐渍化,集中在平原地区,以中度敏感为主,敏感区占流域总面积的67.80%(见图
1-c)。其中,极敏感区占1.35%,主要分布在黄河沿岸的郑州和开封;高度敏感区占1.42%,集中分布在济宁西北部;中度敏感区占65.03%,广泛分布在皖北、豫东、鲁西南和苏东平原;不敏感区占32.20%,主要是山地丘陵。
3.4 酸雨敏感性空间分布特征
淮河流域对酸沉降比较敏感,敏感区占总面积的
85.93%,中度及以上敏感区主要分布在森林植被区域(见图1-d)。其中,极敏感区占7.15%,分布在桐柏山、大别山及江淮丘陵;高度敏感区占8.46%,分布于极敏感区周边、苏东沿海和鲁豫边界两侧;中度敏感区占8.95%,分布于伏牛山、沂蒙山区、大别山等地;轻度敏感区占61.37%,主要分布在平原地区;不敏感区占14.07%,零散分布于轻度敏感区之间。
3.5 综合生态敏感性空间分布特征
淮河流域综合生态敏感性以中度及以上敏感为主,几乎没有不敏感区(见图1-e)。其中,极敏感区占流域总面积的15.0%,主要分布在桐柏山、大别山、苏东沿海、鲁豫黄河(废黄河)沿岸地区;高度敏感区占9.0%,分布于驻马店、信阳、沂蒙山区和江淮丘陵;中度敏感区面积最大,占66.59%,分布在流域中北部的大部分地区;轻度敏感区占9.41%,分布在洪泽湖周边及沂蒙山区、伏牛山的山间盆地。
4 淮河流域脆弱生态区区划
4.1 分区等级及命名方法
本研究采用3级分区体系,根据流域主要生态环境问题和生态敏感性评价结果,划分脆弱生态区;然后根据中小地貌特征和区域脆弱主导类型划分脆弱生态亚区;在此基础上,再根据小地貌特征、退化生态系统类型、生态敏感性程度与人类活动因素划分脆弱生态地区。
各级脆弱生态区命名规则如下:脆弱生态区,大地貌类型+脆弱生态主导类型组合,反映脆弱生态环境大尺度区域分异规律;脆弱生态亚区,中小地貌类型+脆弱生态主导类型,具有相似的脆弱生态成因和脆弱生态主导类型;脆弱生态地区,小地貌类型+生态脆弱程度+人类活动因素,脆弱成因、脆弱特性、恢复和整治技术基本相同。
4.2 脆弱生态区区划方案
一级区按照主要生态环境问题划分为3大区域,即伏牛山—淮阳山水土流失酸雨脆弱生态区、黄淮平原盐渍化沙漠化脆弱生态区和山东丘陵水土流失脆弱生态区,在此基础上,再逐级划分出13个二级区(脆弱生态亚区)和43个三级区(脆弱生态地区)(见图2)。
Ⅰ伏牛山—淮阳山水土流失酸雨脆弱生态区
Ⅰ-1伏牛山水土流失脆弱生态亚区
Ⅰ-1-1郑荥农业生态地区
Ⅰ-1-2嵩山水土流失中度脆弱生态地区
Ⅰ-1-3汝嵩鲁水土流失轻中度脆弱生态地区
Ⅰ-1-4平许农业生态地区
Ⅰ-2桐柏山水土流失酸雨脆弱生态亚区
Ⅰ-2-1南阳盆地农业生态地区
Ⅰ-2-2桐柏山水土流失酸雨中高度脆弱生态地区
Ⅰ-3大别山水土流失酸雨脆弱生态亚区
Ⅰ-3-1大别山北麓丘陵岗地农业生态地区
Ⅰ-3-2大别山水土流失酸雨中高度脆弱生态地区
Ⅰ-4江淮丘陵水土流失脆弱生态亚区
Ⅰ-4-1霍寿六丘陵岗地酸雨中高度脆弱生态地区
Ⅰ-4-2江淮分水岭水土流失轻度脆弱生态地区
Ⅰ-4-3凤定明丘陵岗地水土流失轻度脆弱生态地区
Ⅰ-4-4张八岭水土流失酸雨中高度脆弱生态地区
Ⅱ黄淮平原盐渍化沙漠化脆弱生态区
Ⅱ-1鲁西南平原盐渍化沙漠化脆弱生态亚区
Ⅱ-1-1[JP2]鲁西沿黄沙漠化盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-1-2西南盐渍化沙漠化中度脆弱生态地区
Ⅱ-1-3南四湖湿地脆弱生态地区
Ⅱ-2豫东平原盐渍化沙漠化脆弱生态亚区
Ⅱ-2-1[JP3]黄泛平原沙漠化盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-2-2许漯平原沙漠化中度脆弱生态地区
Ⅱ-2-3[JP3]商周平原盐渍化沙漠化中度脆弱生态地区
Ⅱ-2-4豫南平原农业生态地区
Ⅱ-3沂沭泗地区盐渍化脆弱生态亚区
Ⅱ-3-1丰沛砀萧黄泛平原盐渍化沙漠化中度脆弱生态地区
Ⅱ-3-2皇藏峪铜山丘陵岗地水土流失轻中度脆弱生态地区
Ⅱ-3-3宿淮中部黄泛平原盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-3-4[KG(*25]骆马湖平原盐渍化轻中度脆弱生态地区
Ⅱ-3-5[JP3]东赣低山丘岗水土流失轻度脆弱生态地区
Ⅱ-3-6沂沭平原盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-4淮北平原水环境污染脆弱生态亚区
Ⅱ-4-1颍洪河间平原水环境污染地表沉降脆弱生态地区
Ⅱ-4-2涡淝河间平原水环境污染脆弱生态地区
Ⅱ-4-3[KG(*25]淮北平原东部盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-5淮河中下游湿地与农业生态亚区
Ⅱ-5-1淮河中游行蓄洪区脆弱生态地区
Ⅱ-5-2淮蚌煤炭开采塌陷盐渍化脆弱生态地区
Ⅱ-5-3洪泽湖湿地脆弱生态地区
Ⅱ-5-4天长平原盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-5-5高邮湖湿地脆弱生态地区
Ⅱ-6里运河以东农业生态亚区
Ⅱ-6-1苏北灌溉总渠农业生态地区
Ⅱ-6-2里下河平原涝渍脆弱农业生态地区
Ⅱ-7苏东海岸带盐渍化脆弱生态亚区
Ⅱ-7-1苏东滨海平原盐渍化极度脆弱生态地区
Ⅱ-7-2云台山盐渍化水土流失轻度脆弱生态地区
Ⅱ-7-3苏东沿海沼泽湿地极度脆弱生态地区
Ⅲ山东丘陵水土流失脆弱生态区
Ⅲ-1鲁中山地水土流失脆弱生态亚区
Ⅲ-1-1宁兖邹滕沙漠化中高度脆弱生态地区
Ⅲ-1-2[KG(*25]蒙山西部水土流失中高度脆弱生态地区
Ⅲ-1-3沂蒙山地丘陵水土流失中高度脆弱生态地区
Ⅲ-1-4临苍郯莒农业生态地区
Ⅲ-2山东半岛水土流失脆弱生态亚区
Ⅲ-2-1沭东丘陵水土流失轻度脆弱生态地区
4.3 主要脆弱区生态环境
苏东沿海盐渍化脆弱区:受海洋潮汐和成土过程的影响,沿海滩涂及毗邻平原土壤盐渍化严重。苏东沿海湿地生物多样性丰富,由于围垦和湿地开发,致使沿海滩涂、湿地面积日益减少,生物多样性受到破坏。
沂蒙山区水土流失脆弱区:天然植被破坏殆尽,是淮河流域水土流失最严重的地区。农业植被面积最大,分布于平地和低丘;灌丛分布在低山丘陵,水土流失问题突出;阔叶林、针叶林面积不大,分布在人类活动影响较小的海拔较高的区域。
淮北平原水环境污染脆弱区:光热水等条件良好,适于农业的综合发展,是我国重要的粮食产区。目前水环境污染严重、水旱灾害频繁,地下水超采突出,形成了以城市为中心的地下水降落漏斗,并导致地面沉降的发生。
桐柏山—大别山水土流失酸雨脆弱区:自然植被保存较好,降水量丰富,水土流失相对严重,崩塌、滑坡和泥石流等也有发生。由于质地构造、植被组成及降水量大等因素,生态系统对酸雨敏感性高,是淮河流域酸雨最敏感的地区。
5 结 语
淮河流域是我国重要的粮食产区和煤炭基地,在农业生产和能源开发方面占有举足轻重的地位。然而,多年以来对资源高强度的开发利用,也产生了多种生态环境问题,造成脆弱生态区不断扩展,生态系统趋于退化,严重影响了区域社会经济的进一步发展。这也是我国许多地方普遍面临的困境。如何遏制脆弱生态环境的继续恶化,恢复重建退化生态系统,实现经济、社会与生态环境的可持续发展,是当前必须重视的紧迫问题。
脆弱生态区是在自然和人为干扰下形成的,是一个相对的概念,敏感性强、稳定性差是其显著特点[1]。生态敏感性评价为分析脆弱生态区生态系统特征提供了方法。淮河流域的主要生态环境问题除了土壤侵蚀、盐渍化和沙漠化等以外,还有水污染、旱涝灾害、地质灾害等[21-22],由于缺少详细的资料,文中仅对土壤侵蚀等生态敏感性进行了评价,其他因素只是在脆弱区划分和脆弱单元命名时予以考虑,这在以后的研究中还需要加强。
脆弱生态区区划的目的是通过分析区域的主要生态环境问题,结合生态系统敏感性评价,划分出不同的脆弱生态区单元,为合理利用资源、制定区域发展规划、有针对性地开展脆弱区生态环境保护提供科学基础。本研究初步将淮河流域划分为3个脆弱生态区、13个脆弱生态亚区和43个脆弱生态地区,基本上反映了流域脆弱生态区的生态系统特征和空间分布格局,有助于确定脆弱区退化生态系统恢复与整治的重点和措施,同时也为其他区域开展脆弱生态区区划研究提供了参考。
(编辑:于 杰)
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关键词 脆弱生态区;生态敏感性;生态环境问题;区划;淮河流域
[JP3]中图分类号 Q149;X32 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2010)10-0169-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.10.029
我国自然条件复杂多样,人类活动历史悠久,生态系统受到深刻的影响,可以说生态环境先天脆弱。脆弱生态区是指稳定性差、对自然或人为干扰比较敏感,在遇到不利干扰时易向生态退化方向发展的生态环境区域[1]。随着人类干扰对自然生态系统的压力不断增强,生态环境的敏感性日益凸显,对社会经济发展的制约作用越来越显著[2-3]。研究脆弱生态区的生态系统特征、空间格局及主要生态环境问题,是加强脆弱生态区环境保护、整治恢复退化生态系统的关键,也是实现区域社会、经济和生态环境可持续发展的需要。脆弱生态区区划为认识脆弱区的生态系统特征、形成机制和脆弱单元划分提供了科学方法。
生态区划概念自提出以来,就引起了广泛的关注,成为国际宏观生态学领域的研究热点,相继编制了世界各大洲的生态区划图[4-6]。我国学者在自然区划工作的基础上于20世纪80年代开始了生态区划研究,已经取得了丰硕的成果,提出了不同区域、不同尺度的生态区划方案[7-14]。然而有关脆弱生态区的区划研究还非常薄弱,鲜有研究报道,亟需加强这方面的理论和应用研究[15-16]。本文以淮河流域为例,在分析生态系统敏感性空间分异的基础上,提出了淮河流域脆弱生态区区划方案,以期为流域内脆弱生态环境保护提供科学依据。
1 研究区概况
淮河流域地处111°55′-121°25′E、30°55′-36°36′N,介于黄河和长江两大流域之间。地形总体上西高东低,西部、西南及东北部为山地、丘陵,其余为平原,平原面积约占2/3。气候属暖温带向亚热带过渡类型,淮河以北属暖温带半湿润气候,以南为北亚热带湿润气候。年均气温
11-16 ℃,平均日照2 000-2 650 h,平均降水量888 mm,无霜期200-240 d。
淮河流域跨湖北、河南、安徽、江苏和山东5省40个市、181个县(市),面积27×104 km2,人口1.72×108,耕地
1 272×104 hm2。流域矿产资源丰富,农业生产条件较好,但是工业发展还相对落后,加之人口分布密集,尚属经济欠发达地区。近年来,随着资源的高强度开发利用,生态系统承受了巨大的压力,水环境污染、水旱灾害、矿区塌陷、耕地质量退化等生态环境问题日益严重,生态系统越来越敏感,脆弱生态区面积逐渐扩大。
2 研究方法
2.1 生态敏感性评价
生态敏感性是指生态系统对自然干扰和人类活动的敏感程度,反映区域生态系统遇到干扰时发生生态环境问题的可能性和程度[17-18]。本研究根据淮河流域主要生态环境问题,选择土壤侵蚀、盐渍化、沙漠化和酸雨等进行生态敏感性评价。评价方法和分级标准依据原国家环境保护总局2002年发布的《生态功能区划暂行规程》。数据资料包括流域的植被、土壤、气象、高程图、TM影像、土地利用等。
2.1.1 土壤侵蚀敏感性
根据通用水土流失方程(USLE),土壤侵蚀敏感性选择降水侵蚀力R值[19]、土壤质地、地形起伏度和植被覆盖等因子进行评价,计算公式如下:
式中,ESj为j空间单元土壤侵蚀敏感性,Ei为i因素敏感性等级。
陈杰等:淮河流域脆弱生态区生态系统特征及区划中国人口•资源与环境 2010年 第10期2.1.2 盐渍化敏感性
盐渍化敏感性评价,首先根据地下水位划分敏感与不敏感区,再利用蒸发量/降雨量、地下水矿化度与地形指标进行敏感性评价,计算公式如下:
式中,YSj为j空间单元盐渍化敏感性,Yi为i因素敏感性等级。
2.1.3 沙漠化敏感性
沙漠化敏感性利用湿润指数、土壤质地、冬春季大风天数及冬春季植被覆盖等进行评价,计算公式如下:
式中,DSj为j空间单元沙漠化敏感性,Di为i因素敏感性等级。
2.1.4 酸雨敏感性
生态系统酸雨敏感性是指酸雨的间接影响使生态系统的结构和功能改变的相对难易程度,与区域的气候、土壤、母质、植被及土地利用等因素相关。研究根据周修萍提出的指标体系进行酸雨敏感性评价[20],计算公式如下:
式中,ASj为j空间单元酸雨敏感性,Ai为i因素贡献率,Ii为i因素权重。
2.1.5 综合生态敏感性评价方法
综合考虑生态系统对土壤侵蚀、盐渍化、沙漠化和酸雨的敏感性,采用最大值法,通过ArcView的空间分析功能,计算不同空间单元的综合生态敏感性。公式如下:
2.2 区划原则与方法
脆弱生态区区划是在一定的原则和方法的基础上,根据脆弱生态环境形成的相似性和差异性来划分区域单元,为退化生态系统的恢复和整治服务。因此,区划应遵循以下原则:区域分异和等级性原则,是脆弱生态区区划的理论基础和逐级划分的理论依据;综合分析和主导因素原则,脆弱生态区是多种因素综合作用的结果,区划必须抓住主要因素和主导类型;相似性和差异性原则,通过识别区域内的相似性和区域间的差异性,来划分不同的脆弱生态单元;服务脆弱生态环境整治恢复原则,是脆弱生态区区划的一个重要原则。
区划方法主要是利用GIS技术自上而下进行分区[14]。首先根据生态敏感性评价结果和主要生态环境问题划分出几个大区,然后再根据地形地貌、脆弱主导类型、生态系统特征、生态敏感性程度、人类活动因素等细化脆弱生态环境单元。在划分区域单元和命名过程中还考虑了流域的水环境污染、洪涝灾害和质地灾害等因素[21-22]。
3 淮河流域生态系统敏感性特征
3.1 水土流失敏感性空间分布特征
水土流失敏感区占流域总面积的99.46%,以轻度敏感为主,中度及以上敏感区主要分布在西部、西南和东北部的山地丘陵区(见图
1-a)。极敏感区仅占0.04%,分布在大别山区,尤其是安徽六安市;高度敏感区1.47%,集中分布在沂蒙山区,涉及临沂、日照、济宁、枣庄和淄博等市;中度敏感区5.90%,散布于伏牛山、桐柏山、大别山、江淮丘陵、苏北低山丘陵以及沂蒙部分山区;轻度敏感区占
92.05%,广泛分布于平原区。
3.2 盐渍化敏感性空间分布特征
盐渍化敏感区集中分布在平原地区,以中度敏感和极敏感为主,轻度及以上敏感区占流域总面积的62.54%(见图1-b)。其中,极敏感区占6.73%,绝大部分分布在苏东盐城、连云港和南通的沿海平原,日照及山东、河南、安徽三省接壤的区域有少量分布;高度敏感区0.50%,分布于洪泽湖至高邮湖地区;中度敏感区47.22%,主要分布在黄淮平原和沂沭平原;轻度敏感区占8.09%,分布于中度敏感区的周边地区;不敏感区为丘陵山地,占37.46%。
3.3 沙漠化敏感性空间分布特征
沙漠化敏感性分布类似于盐渍化,集中在平原地区,以中度敏感为主,敏感区占流域总面积的67.80%(见图
1-c)。其中,极敏感区占1.35%,主要分布在黄河沿岸的郑州和开封;高度敏感区占1.42%,集中分布在济宁西北部;中度敏感区占65.03%,广泛分布在皖北、豫东、鲁西南和苏东平原;不敏感区占32.20%,主要是山地丘陵。
3.4 酸雨敏感性空间分布特征
淮河流域对酸沉降比较敏感,敏感区占总面积的
85.93%,中度及以上敏感区主要分布在森林植被区域(见图1-d)。其中,极敏感区占7.15%,分布在桐柏山、大别山及江淮丘陵;高度敏感区占8.46%,分布于极敏感区周边、苏东沿海和鲁豫边界两侧;中度敏感区占8.95%,分布于伏牛山、沂蒙山区、大别山等地;轻度敏感区占61.37%,主要分布在平原地区;不敏感区占14.07%,零散分布于轻度敏感区之间。
3.5 综合生态敏感性空间分布特征
淮河流域综合生态敏感性以中度及以上敏感为主,几乎没有不敏感区(见图1-e)。其中,极敏感区占流域总面积的15.0%,主要分布在桐柏山、大别山、苏东沿海、鲁豫黄河(废黄河)沿岸地区;高度敏感区占9.0%,分布于驻马店、信阳、沂蒙山区和江淮丘陵;中度敏感区面积最大,占66.59%,分布在流域中北部的大部分地区;轻度敏感区占9.41%,分布在洪泽湖周边及沂蒙山区、伏牛山的山间盆地。
4 淮河流域脆弱生态区区划
4.1 分区等级及命名方法
本研究采用3级分区体系,根据流域主要生态环境问题和生态敏感性评价结果,划分脆弱生态区;然后根据中小地貌特征和区域脆弱主导类型划分脆弱生态亚区;在此基础上,再根据小地貌特征、退化生态系统类型、生态敏感性程度与人类活动因素划分脆弱生态地区。
各级脆弱生态区命名规则如下:脆弱生态区,大地貌类型+脆弱生态主导类型组合,反映脆弱生态环境大尺度区域分异规律;脆弱生态亚区,中小地貌类型+脆弱生态主导类型,具有相似的脆弱生态成因和脆弱生态主导类型;脆弱生态地区,小地貌类型+生态脆弱程度+人类活动因素,脆弱成因、脆弱特性、恢复和整治技术基本相同。
4.2 脆弱生态区区划方案
一级区按照主要生态环境问题划分为3大区域,即伏牛山—淮阳山水土流失酸雨脆弱生态区、黄淮平原盐渍化沙漠化脆弱生态区和山东丘陵水土流失脆弱生态区,在此基础上,再逐级划分出13个二级区(脆弱生态亚区)和43个三级区(脆弱生态地区)(见图2)。
Ⅰ伏牛山—淮阳山水土流失酸雨脆弱生态区
Ⅰ-1伏牛山水土流失脆弱生态亚区
Ⅰ-1-1郑荥农业生态地区
Ⅰ-1-2嵩山水土流失中度脆弱生态地区
Ⅰ-1-3汝嵩鲁水土流失轻中度脆弱生态地区
Ⅰ-1-4平许农业生态地区
Ⅰ-2桐柏山水土流失酸雨脆弱生态亚区
Ⅰ-2-1南阳盆地农业生态地区
Ⅰ-2-2桐柏山水土流失酸雨中高度脆弱生态地区
Ⅰ-3大别山水土流失酸雨脆弱生态亚区
Ⅰ-3-1大别山北麓丘陵岗地农业生态地区
Ⅰ-3-2大别山水土流失酸雨中高度脆弱生态地区
Ⅰ-4江淮丘陵水土流失脆弱生态亚区
Ⅰ-4-1霍寿六丘陵岗地酸雨中高度脆弱生态地区
Ⅰ-4-2江淮分水岭水土流失轻度脆弱生态地区
Ⅰ-4-3凤定明丘陵岗地水土流失轻度脆弱生态地区
Ⅰ-4-4张八岭水土流失酸雨中高度脆弱生态地区
Ⅱ黄淮平原盐渍化沙漠化脆弱生态区
Ⅱ-1鲁西南平原盐渍化沙漠化脆弱生态亚区
Ⅱ-1-1[JP2]鲁西沿黄沙漠化盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-1-2西南盐渍化沙漠化中度脆弱生态地区
Ⅱ-1-3南四湖湿地脆弱生态地区
Ⅱ-2豫东平原盐渍化沙漠化脆弱生态亚区
Ⅱ-2-1[JP3]黄泛平原沙漠化盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-2-2许漯平原沙漠化中度脆弱生态地区
Ⅱ-2-3[JP3]商周平原盐渍化沙漠化中度脆弱生态地区
Ⅱ-2-4豫南平原农业生态地区
Ⅱ-3沂沭泗地区盐渍化脆弱生态亚区
Ⅱ-3-1丰沛砀萧黄泛平原盐渍化沙漠化中度脆弱生态地区
Ⅱ-3-2皇藏峪铜山丘陵岗地水土流失轻中度脆弱生态地区
Ⅱ-3-3宿淮中部黄泛平原盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-3-4[KG(*25]骆马湖平原盐渍化轻中度脆弱生态地区
Ⅱ-3-5[JP3]东赣低山丘岗水土流失轻度脆弱生态地区
Ⅱ-3-6沂沭平原盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-4淮北平原水环境污染脆弱生态亚区
Ⅱ-4-1颍洪河间平原水环境污染地表沉降脆弱生态地区
Ⅱ-4-2涡淝河间平原水环境污染脆弱生态地区
Ⅱ-4-3[KG(*25]淮北平原东部盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-5淮河中下游湿地与农业生态亚区
Ⅱ-5-1淮河中游行蓄洪区脆弱生态地区
Ⅱ-5-2淮蚌煤炭开采塌陷盐渍化脆弱生态地区
Ⅱ-5-3洪泽湖湿地脆弱生态地区
Ⅱ-5-4天长平原盐渍化中度脆弱生态地区
Ⅱ-5-5高邮湖湿地脆弱生态地区
Ⅱ-6里运河以东农业生态亚区
Ⅱ-6-1苏北灌溉总渠农业生态地区
Ⅱ-6-2里下河平原涝渍脆弱农业生态地区
Ⅱ-7苏东海岸带盐渍化脆弱生态亚区
Ⅱ-7-1苏东滨海平原盐渍化极度脆弱生态地区
Ⅱ-7-2云台山盐渍化水土流失轻度脆弱生态地区
Ⅱ-7-3苏东沿海沼泽湿地极度脆弱生态地区
Ⅲ山东丘陵水土流失脆弱生态区
Ⅲ-1鲁中山地水土流失脆弱生态亚区
Ⅲ-1-1宁兖邹滕沙漠化中高度脆弱生态地区
Ⅲ-1-2[KG(*25]蒙山西部水土流失中高度脆弱生态地区
Ⅲ-1-3沂蒙山地丘陵水土流失中高度脆弱生态地区
Ⅲ-1-4临苍郯莒农业生态地区
Ⅲ-2山东半岛水土流失脆弱生态亚区
Ⅲ-2-1沭东丘陵水土流失轻度脆弱生态地区
4.3 主要脆弱区生态环境
苏东沿海盐渍化脆弱区:受海洋潮汐和成土过程的影响,沿海滩涂及毗邻平原土壤盐渍化严重。苏东沿海湿地生物多样性丰富,由于围垦和湿地开发,致使沿海滩涂、湿地面积日益减少,生物多样性受到破坏。
沂蒙山区水土流失脆弱区:天然植被破坏殆尽,是淮河流域水土流失最严重的地区。农业植被面积最大,分布于平地和低丘;灌丛分布在低山丘陵,水土流失问题突出;阔叶林、针叶林面积不大,分布在人类活动影响较小的海拔较高的区域。
淮北平原水环境污染脆弱区:光热水等条件良好,适于农业的综合发展,是我国重要的粮食产区。目前水环境污染严重、水旱灾害频繁,地下水超采突出,形成了以城市为中心的地下水降落漏斗,并导致地面沉降的发生。
桐柏山—大别山水土流失酸雨脆弱区:自然植被保存较好,降水量丰富,水土流失相对严重,崩塌、滑坡和泥石流等也有发生。由于质地构造、植被组成及降水量大等因素,生态系统对酸雨敏感性高,是淮河流域酸雨最敏感的地区。
5 结 语
淮河流域是我国重要的粮食产区和煤炭基地,在农业生产和能源开发方面占有举足轻重的地位。然而,多年以来对资源高强度的开发利用,也产生了多种生态环境问题,造成脆弱生态区不断扩展,生态系统趋于退化,严重影响了区域社会经济的进一步发展。这也是我国许多地方普遍面临的困境。如何遏制脆弱生态环境的继续恶化,恢复重建退化生态系统,实现经济、社会与生态环境的可持续发展,是当前必须重视的紧迫问题。
脆弱生态区是在自然和人为干扰下形成的,是一个相对的概念,敏感性强、稳定性差是其显著特点[1]。生态敏感性评价为分析脆弱生态区生态系统特征提供了方法。淮河流域的主要生态环境问题除了土壤侵蚀、盐渍化和沙漠化等以外,还有水污染、旱涝灾害、地质灾害等[21-22],由于缺少详细的资料,文中仅对土壤侵蚀等生态敏感性进行了评价,其他因素只是在脆弱区划分和脆弱单元命名时予以考虑,这在以后的研究中还需要加强。
脆弱生态区区划的目的是通过分析区域的主要生态环境问题,结合生态系统敏感性评价,划分出不同的脆弱生态区单元,为合理利用资源、制定区域发展规划、有针对性地开展脆弱区生态环境保护提供科学基础。本研究初步将淮河流域划分为3个脆弱生态区、13个脆弱生态亚区和43个脆弱生态地区,基本上反映了流域脆弱生态区的生态系统特征和空间分布格局,有助于确定脆弱区退化生态系统恢复与整治的重点和措施,同时也为其他区域开展脆弱生态区区划研究提供了参考。
(编辑:于 杰)
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