我国北方农牧交错带人地系统脆弱性刍议

      我国以往有关生态过渡带的脆弱性研究，多集中于自然系统方面。而实际上，在我国北方生态过渡带，社会系统也同样具有脆弱性，而且自然系统和社会系统的脆弱性之间存在很强的因果关系。系统的脆弱性主要在于系统在发生扰动时的发散、偏离而非归复平衡态。而建立在脆弱的生态过渡带之上的社会系统往往和自然系统形成正反馈机制，使初始扰动不断被放大，最终导致整个系统远离平衡态。本文试从自然和社会两个方面对我国北方生态过渡带的人地系统脆弱性作以综合分析。

      1　生态过渡带的概念及我国的北方农牧交错带

      生态过渡带或曰生态脆弱带，最初被理解为两个相邻植物群落之间的接壤地带。1988年在布达佩斯召开的第七届SCOPE大会上，确认了过渡带(ECOTONE)的概念。牛文元将生态过渡带定义为：在生态系统中，处于两种或两种以上的物质体系、能量体系、结构体系、功能体系之间的“界面”，以及围绕该界面向外延伸的“过渡性”空间域。近年来，生态过渡带逐渐拓展为适用于多种空间尺度的概念，理解为相邻生态系统之间、相邻景观或区域之间的交错带或交错区。

      生态过渡带在地球表层分布广泛，其类型有城乡交接带、干湿交替带、农牧交错带、水陆交界带、森林边缘带、沙漠边缘带、梯度联结带、板块接触带等。我国生态过渡带的总面积约90余万km[2]，占国土面积的近10%，包括东北东部山地的针叶落叶阔叶林过渡带；北方干湿过渡带的森林－草原过渡带；亚热带与暖温带之间的常绿落叶阔叶林过渡带；南亚热带与热带之间的雨林常绿阔叶林过渡带等。

      从生态角度讲，生态过渡带在复杂性方面远高于单一生态类型，其自然资源相对丰厚。但由于其处于物质、能量、结构、功能的过渡地区，所以生态类型常常具有很高的敏感性、不稳定性和摆动性。

      国家“八五”攻关项目“生态环境综合整治和恢复技术研究”成果认为，我国有五个典型的生态过渡带，它们分别是北方半干旱农牧交错带、北方干旱绿洲—沙漠过渡带、南方石灰岩区、西南山地河谷和藏南山地。

      北方农牧交错带的范围北起大兴安岭西麓的呼伦贝尔，经内蒙古东南、冀北、晋北直至鄂尔多斯、陕北，包括北方五省区的52个县（市），总面积约25万km[2]（如图1所示）。该区自有史以来长期是农业和畜牧业的过渡区域，近几十年来由于人口的不断增长，过度的耕垦、放牧和樵采等不合理的人类活动，造成该区沙漠化持续扩展，情势极为严重。据统计，农牧交错带荒漠化土地面积已占全国荒漠化土地总面积的45%，成为中国自然植被破坏最严重的区域。目前我国每年新增沙漠化土地约3000km[2]，其大部分发生于此。科尔沁、浑善达克、毛乌素、库布齐、腾格里及巴丹吉林几大沙漠／沙地紧逼农牧交错带，每年以数千公顷的速度吞食良田、覆盖草原，阻塞交通，甚至吞没村镇。

      

      图1　农牧交错带范围示意图

      2　我国北方农牧交错带自然系统的脆弱性分析

      我国北方农牧交错带处在东南季风与西南季风作用的边缘地带，在气候条件上是暖温带湿润气候向温带干旱气候的过渡带；在地形地貌上是东部河谷平原向西部蒙古高原的过渡带；在植被条件上是半湿润森林向荒漠草原过渡的中间地带。该区域年平均降水量极不稳定，平均值在250～450mm，但年际变率大，年内降水量极不均匀，主要集中在盛夏，七、八两月的降水量约占全年降水量的45%～55%以上。降水分布呈现出自东北向西南延伸，东南向西北更替的规律，空间递变率较大，一般为每10km减少8～8.5mm，西北边缘更大，高达15～20mm。我国北方农牧交错带的自然系统有以下几个显著特点：

      2.1　边缘效应明显

      边缘效应是生态过渡带的显著特征之一。1942年地植物学家Beechar发现，不同地貌单元及生物群落的界面地带，结构往往比较复杂，不同生境的物种于此共生，种群密度大，生产力水平也相应较高，生物资源丰厚，于是他将这种现象称为“边缘效应”(edge effect)。我国北方农牧交错带地处森林草原向草原的地带，生物资源种类繁多，有优质牧草上百种，包括乔本科、豆科、莎草科和杂草类等；适于种植有地方优势的农作物（莜麦、胡麻和荞麦等）数十种；山、林里有各种中药材，如甘草、黄芩、赤芍等近百种。同时又由于该区域地形丘谷相间，适于发展瓜、果、药、杂等高附加值的作物和林果。许多地方可农可牧，为人类生存提供了较丰富的资源支撑。

      2.2　对外界干扰反应敏感

      敏感性是反映扰动－响应关系特征的指标。生态过渡带对于环境扰动的反应迅速，且具有正反馈的放大作用。在北方农牧交错带，春季新开垦的草场，如遇大风，24小时即可吹失2～10cm的表层沙土。如今年出现一个1m直径的扰坑，次年往往会扩展成3～5m的风蚀坑。长此以往，则可形成1000m[3]以上的大风蚀坑。

      2.3　界面波动强烈

      界面通常被理解为相对均衡要素之间的“突发转换”或“异常空间邻接”。在生态过渡带，非均衡作用导致界面变化速度快，空间转移能力强。由于生态界面活跃，各种生态过程表现显著。据研究，我国北方农牧交错带西段大体围绕40°纬线南北摆动；东段大体沿42°纬线南北摆动，摆幅处于湿润气候与干旱气候降水量400～200mm之间。在这两种不同地理系统的交汇处，水分、温度、能量等生态要素会形成较大水平递变的带状区域，由“界面致灾”产生脆弱。这种“界面性”的突出表现是“波动性”，“波动性”最能反映脆弱系统的特征与成因本质，更强调时间序列上要素的剧烈变化，而“界面性”则主要强调空间方向上要素的高梯度变化。我国北方农牧交错带这种波动性的发散性和远离平衡态的特点，是导致该区域自然系统脆弱性的基本原因。