王志伟，王平，王迅，张学通，陈全功
(兰州大学草地农业科技学院农业部草地农业生态系统学重点实验室，甘肃兰州730020)
摘要：中国农牧交错带是我国农业种植区与草原畜牧区相连接的生态过渡地带，又称半农半牧区或生态脆弱带。农牧交错带是一个独特而重要的产业界面，是我国最大的气候、生态过渡带，在我国经济、社会发展和环境保护方面具有重要的战略地位。本文对中国农牧交错带生态安全评价的研究是以农牧交错系统特殊的生态状况为基础，考虑到现有的自然环境压力、社会经济压力以及人类的积极影响，选择目前与潜在的压力、对生态系统的影响以及经济社会的响应3个方面作为指标体系和评价标准，对中国农牧交错带生态环境因子以及生态总体状况进行安全评估。因此，根据农牧交错带的特点，基于压力状态响应概念模型，建立了生态安全评价指标体系，以及相应的选取标准，将为农牧交错带生态安全评价研究和生态环境管理实践提供理论基础。 关键词：中国农牧交错带；生态评价；生态安全
中图分类号:F319.9 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2009)04-0064-10
1 中国农牧交错带
1.1中国农牧交错带的概念 作为生态过渡地带的农牧交错带，在我国经济、社会发展和环境保护方面具有重要的意义[1-2]。国内最早提出农牧交错带的概念并进行研究的是赵松乔，当时称为“农牧过渡地带”，他在1953年所撰写的“察北、察盟及锡盟一个农牧过渡带地区经济地理调查”中认为研究区是一个典型的农牧过渡地带：从外长城已有的集约农业地带向北递变为粗放农业区、定牧区、定游牧过渡区以至游牧区，年降水量400m m上下[3]。1958年周立三在甘肃、青海农业区划研究中将其称之为农牧交错地区[4]。艾南山认为我国农牧交错带起源于欧亚大草原，由于受东北、西南走向的大、小兴安岭及华北山地，内蒙古高原等地貌和季风气候的影响，东西走向的欧亚大草原东段到我国后折向西南，这种森林草原带在大尺度(千年以上)气候变迁以及人类活动干预下，逐渐演变为农牧交错带，其本质属性是草地生态系统[5]。根据1987年法国巴黎召开的SCOPE会议和1986年Fo rman的研究，农牧交错带是生态交错带的组成部分[6-7]。
1.2中国农牧交错带的范围及界定 1959年，赵松乔进行了川滇农牧交错地区农牧业地理调查，首次将农牧交错带的认识范围从北方延伸到西南地区，从而将中国农牧交错带的范围完整地勾勒出来，即从内蒙古高原东南缘，经辽西、冀北、晋陕北部和宁夏中部，在甘青交界处转而南北走向，经川西、滇西北，包括南、北两段[8]。周立三等[3]以干燥度和降水量为标准，界定农牧交错带大致处于干燥度为1.50～3.49的半干旱区，亦即年降水量250～500mm的2条等雨量线之间的区域，其范围大致包括内蒙古高原东南边缘和黄土高原北部。中国种植业区划中以大致400mm 降水等值线为界定指标，指出芦潮港
其范围是内蒙古阴山山脉以南至宁夏、陕西、河北、辽宁等长城沿线的共110个县(旗、市)[9]。韩建国以半干旱的农牧交错带分布为指标，研究了农牧交错地带的可持续发展状况，指出其位于从大兴安岭东麓经辽河上游、阴山山脉、鄂尔多斯高原、祁连山东段至青藏高原东南缘(包括川西、滇西北)跨越12个省(自治区)的160个县(市)[2]。赵哈林以年降水量300～450mm、年降水变率15%～30%、干燥度1.2～
2.0为指标，指出其范围为北起大兴安岭西
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PRA T A CU L T U RA L SCI EN CE
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Vo l.26.N o.4
＊收稿日期:2008-05-12
基金项目:“863”计划数字农业技术课题(2006AA10Z241)
作者简介：王志伟(1983-)，男，陕西府谷人，在读硕士生。
E m ail:w zw1206@163
麓的内蒙古呼伦贝尔市，向南至内蒙古通辽市和赤峰市，再沿长城经河北北部、山西北部和内蒙古中南部向西南延展，直至陕西西北部、甘肃东北部和宁夏南部的交接处[10]。这种按农业气候区划指标对农牧交错带的界定最为经典，确定的农牧交错带为很多专业和学者所接受[11]。陈全功等依据中国草业开发与生态建设专题数据库提供的基础数据，以牧草生长的适宜度模型为依据，选取了9个生态因子，通过层次分析法和模糊集合理论建立了农牧交错带生态因子评定模型，并利用GIS技术对农牧交错带进行空间计算，模拟出农牧交错带的地理分布，对中国农牧交错带的地理分布进行了较为细致的表述，指出中国农牧交错带分布是沿胡焕庸所提出的人口分界线黑龙江省的黑河—云南省的腾冲走向的一条狭长地带，涉及黑龙江、吉林、内蒙古、辽宁、河北、山西、陕西、甘肃、青海、四川、云南、西藏等13个省(区)的234个县(市、旗)，总面积813459.06km2[12-14]。在世界历史中，在北半球温带大陆上，由于中纬度带适宜的农业气候条件，形成了所谓的“中纬度文明带”，并造成以该带北界分异的纵贯欧亚大陆的农耕和游牧两大世界，两大地带几乎平行分布，在这2个世界之间，欧亚大陆自东向西，兴安岭、燕山、阴山、祁连山、昆仑山、兴都库什山、扎格罗斯山、高加索山，直到欧洲境内的喀尔巴阡山，大体为它们的过渡线。因而中国的农牧交错带是横贯整个欧亚大陆沿纬度延伸的农牧交错带东段的一部分。由于青藏高原的阻挡，使该带在我国西南转而南北走向。由此也可以确认
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川滇农牧交错带(即南方农牧交错带)确实存在，并且是整个交错带不可分割的组成部分[15]。
从赵松乔、周立三最早提出农牧交错带的概念以来，不同的学者结合自己的专业和研究方向对农牧交错带的概念、范围、界限及基本特征，从经济地理、农业区划、农业气候、生态学和宏观地理的角度做了不同程度的研究，从最初的定性描述、大致的地理位置界定、模糊的范围，突破到了定量计算、基于GIS平台准确的地理界定和表述。这对国家生态和生态安全的研究具有重要意义。1.3中国农牧交错带的现状与特点 农牧交错带是我国传统农业区域与畜牧业区域相交汇和过渡的地带，是一个独特而重要的产业界面，是我国最大的气候、生态过渡带。其分布斜贯我国东北—西南，处在我国生态环境和地域经济的一个重要分界线上。该带以东南，是我国主体农业区和经济发达区；该带以西北则集中了我国大部分的少数民族。在自然条件上，该线东南是湿润、半湿润地区，地势相对平坦，海拔较低，环境条件较优；而以西以北则分布着我国主要的沙漠、高原和山地，地形复杂而生态脆弱[15]，在东部季风环流强度变化的强烈影响下，这一地带不但有农有牧，而且时农时牧，导致土地宜农宜牧的双重性，农牧业在该带此消彼长式粗放经营，时农时牧撂荒式耕作放牧，造成土地生产潜力的急剧下降和生态环境的极大破坏。董孝斌的研究表明我国北方农牧交错带的农业生态经济发展长期处于“旱、薄、粗、单、低、穷”的恶性循环之中，目前的人口经济压力已经接近或超过了系统的承载极限[16]，因而是我国农业生产最不稳定的地带，也是干旱、风沙等自然灾害频繁发生的地带[17]。目前，我国农牧交错带生态环境的现状不容乐观，尤其是北方农牧交错带，正在以空前的速度和规模发
生着农牧交错带资源衰竭的逆向演替：草丛稀疏、杂草毒草增多、荒漠化进程加剧，自然灾害频繁等。1952-2002年，已发生100余次沙尘暴,2000-2002年袭击北京近10次。影响范围达250万km2，一次又一次敲响了沙漠化向京城走来的警钟。黄河多次出现断流,1997年达226d，更多的河流，是步罗布泊的后尘,2000—2001年旱灾、蝗灾为近10年所罕见。面对如此触目惊心的事实，农牧交错带生态环境的恢复与重建显得刻不容缓、任重道远。
2 生态评价
2.1生态安全与生态评价 生态安全问题是一个诠释古老问题的新概念[18]。通常认为，功能正常的生态系统可称为健康系统，它是稳定的和可持续的，在时间上能够维持它的组织结构和自治，以及保持对胁迫的恢复力。反之，功能不完全或不正常的生态系统，即不健康的生态系统，其安
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全状况则处于受威胁之中[19]。生态安全包括3个方面：生态健康、生态安全和生态系统服务功能。生态系统健康是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性。生态系统健康可以通过活力、组织结构和恢复力3个特征来定义。生态风险是指特定生态系统中所发生的非期望事件的概率和后果，如干扰或
灾害对生态系统结构和功能造成的损害，其特点是具有不确定性、危害性与客观性。风险的存在对生态系统或环境可能造成的损害程度取决于生态系统或环境自身的脆弱性。生态服务功能评价是对生态系统自然属性的价值体现，强调生态系统的自然环境要素对人类社会经济系统的支持作用。因此生态环境系统对社会系统的服务功能是生态安全研究评价的基础。生态安全是生态健康和生态服务功能、生态风险的充分而非必要条件，生态健康和生态服务功能从正面表征了生态系统的安全状况，生态风险从反面表征了生态系统的危险状况。
赵柳钦提出生态安全是指关系到全人类，某一国家、地区或城市居民的生存安全的环境容量(城市空气环境质量、江河湖海的地面水环境容量、大气臭氧层破坏的最大极限等)最低值是否具备、战略性自然资源(如水资源、土地资源、森林和草地资源、海洋资源、矿产资源等)是否得到抑制等一系列要素的总称。尹晓波提出“生态安全”包含两重含义，其一是生态系统自身是否安全，即其自身结构是否受到破坏；其二是生态系统对于人类是否安全即生态系统所提供的服务是否满足人类的生存需要[20]。黄青从生态承载力与生态安全相互关系方面来定义生态安全，把生态安全理解为人与环境相互作用的过程，生态系统的承载力大于人类对它的影响时所处的一种状态，即人类赖以生存和发展的生态环境较少或未被破坏，处于健康和可持续的发展状态[21]。还有一些学者从资源、经济、政治以及国家安全的角度来定义生态安全。如No rman M yers[22]认为，生态安全涉及由地区的资源战争与全球的生态威胁而引起的环境退化，这些问题继而波及到经济与政治的安全。
生态安全评价是指根据基于一定的概念模型，科学合理的选择指标体系和评价标准，应用恰当的方法，对生态环境因子以及生态总体状况进行安全评估。周国富认为生态安全评价是指生态安全影响因子与社会经济持续发展之间的相互关系，在分析生态环境对社会经济持续发展的影响与制约基础之上分析研究生态安全与不安全的界限，并用一系列安全评价指标对生态安全的程度予以区分的一种方法。生态安全评价研究一般只针对某地的生态安全现状进行评价，其评价结果也只能反映当地的生态安全现状。总之，生态安全评价是一项复杂的系统工程，对生态安全的评价不是某个单一学科能够解决和承担的，它需要不同学科的交叉、融合以及科学家的通力合作才有可能取得满意的结果。自然，从不同的角度都可以对生态安全做出不同的解释与定义。但无论如何，生态安全所表征的是一种存在于相对宏观尺度上的不受胁迫的安全状态与和谐的共生关系，主要包括生物安全、环境安全与生态系统安全，其终点是人类安全[23]。
综上所述，农牧交错带生态安全就是以农牧交错系统特殊的生态状况为基础，在现有的自然环境压力、社会经济压力以及人类的积极影响下，农牧交错带本身得以持续发展，其生态、服务功能对人类生存和社会经济持续发展的满足程度，使人类的生活、生产、健康和发展不受威胁的一种状态，如果满足则是安全的，反之不安全。它是从满足人类生存与发展来衡量区域或更大尺度生态系统的状态，是自然环境安全、人类生存与发展需求的满足以及社会经济安全和人类持续发展之间相互推动、相互促进，并达到动态平衡与协调的状态。自然环境是整个生态安全的前提，满足人类生存与发展需要的
根本，实现社会经济生态安全和持续发展的最终目的。因此，生态安全研究强调人的积极主导作用，从分析研究区域的系统要素和功能过程出发，探求维护生态安全的关键要素和重要过程，评价其安全状况应从现状、目前与潜在的压力、对生态系统的影响以及经济社会的响应3个方面去衡量生态系统对人类生存与发展的满足程度，基于以上3个方面，确定生态期望值，然后分析生态系统对期望值的保障程度[24]。
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anchorfree2.2生态评价的意义与重要性 生态安全是
国家安全和社会经济安全的基础。如果人类或落的生存环境受到威胁，人类赖以生存的自然生
态系统遭到破坏就会威胁到国家和社会安全，位于半干旱地区的中国北方农牧交错带，其独特的过渡地带性和生态安全屏障作用尤是如此。我国是世界上最大的发展中国家，人口数达全球总数的1/5，人均资源、人均生存空间都十分紧缺，区域开发及经济发展活动对环境造成的压力很大，加之在此之前较长的一段时间内，对环境问题严重性的认识和环境保护即生态建设的力度很不够，导致已出现很多的环境污染，生态退化甚至环境灾害等问题，诸如水、旱灾害频繁，沙尘暴的频度和强度越来越大等
等。农牧交错带蕴藏巨大的潜力，既是我国最大的能源化工基地，又是黄河、长江的发源区，同时还是我国重要的草业和畜牧业基地，该区的发展直接关系到国家的生态安全。目前，我国在农牧交错带已经展开了防沙治沙、水土保持、生态草地等多种治理方式，如退耕还林(草)，但这些政策和做法所要解决的只是生态问题，且呈现出“边治理，边破坏”的现象[16]。因此，评价农牧交错带生态安全水平，对合理调整区域土地利用格局，探讨基于生态安全的管理利用模式，促进区域经济和社会可持续发展具有重要的
现实意义
[25]
。
2.3生态安全评价的概念框架 自从生态安
中国民航安全飞行记录全成为全球关注的热点问题以来，生态安全评价工作日益受到重视，有关生态安全评价研究的概念框架也相继提出。根据工作目的，指标选择方法和侧重点有所不同，科学家设计了一些评价指标体系的概念框架。其中，世界经济合作与发展组织(ODEC )率先提出并发展了压力—状态—响应(Pressure -State -Re spo nse ,PSR )框架模型(图1)，由于它强调人类社会经济发展对环境的影响，能够在大尺度
范围中将人类活动和自然环境的关系进行灵活的研究而被广泛承认和使用。在此，压力是指人类活动对环境的直接影响，用来表明生态环境问题的成因，如由于过度开发而导致生态资源难以满足人类长远发展需要等；状态是指环境当前的情况或趋势，主要用来衡量人类行为导致的自然环境状况的变化，如污染物浓度、物种多样性；响应是指环境政策措施中的可量化部分，它在社会处理环境问题过程中不断发展，主要用来表示社会克服生态危机，保障生态安全的能力或努力，例如，自然资源的收税水平、与污水处理系统相关的居民数量、保护区面积等等。因此，这一理论框架构成了生态安全评价的理论基础
。
图1 压力—状态—响应框架模型
PSR 框架强调了环境压力的来源，这非常关键，因为造成环境压力的人类活动应当对环境的
变化负责。而对于因果关系的强调也很重要，虽然这些联系未必像框架模型描述的那么直接。这
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一框架模型具有非常清晰的因果关系，即人类活动对环境施加了一定的压力；因为这个原因，环境状态发生了一定的变化；而人类社会应当对环境的变化做出响应，以恢复环境质量或防止环境退化。而这3个环节正是决策和制定对策措施的全过程。
在评判区域生态环境系统安全时，生态环境系统自身的状况是一切评价的基础，在此基础上，一个生态环境系统安全的最终判断标准是在人类需求与生态环境系统所提供的服务之间的交界面上进行的，也就是说，人类需求与生态环境系统服务之间的互动关系决定了生态环境系统的安全程度。从这个角度理解生态环境系统安全的核心就是通过维护与保护生态环境系统服务功能来保护人类需求，评价生苯丙氨酸解氨酶
态环境系统安全就是要评价生态环境系统服务功能对人类需要的满足程度，或者说是为满足人类需求生态环境系统服务功能的实现情况。
祥林嫂之死PSR框架最初是针对环境问题来建立的，利用这种框架关系分析社会问题时存在一定的难度。因此，在PS R框架的基础上，联合国可持续发展委员会(UNCSD)建立了驱动力-状态-响应(DS R)框架。其中，驱动力指标用以表征那些造成发展不可持续的人类活动和消费模式或经济系统的一些因素；状态指标用以表征可持续发展过程中的各系统的状态；响应指标用以表征人类为促进可持续发展过程所采取的对策。此外，欧洲环境署在PSR框架中添加了2类指标:“驱动力”指标(Driving force)和“影响”指标(Impact), Co rnelian和他的同事提出的DPSEEA模型驱动力—压力—状态—暴露—影响—响应(Driving fo rce-Pressure-S tate-Ex po sure-Effect-Action,1996)、欧洲环境署(EEA)提出DPSIR模型(驱动力—压力—状态—影响—响应,Driving fo rce-Pressure-S tate-Impact-Response)等。“驱动力”指标指推动环境压力增加或减轻的社会经济或社会文化因子。有一些驱动力是很明显的，例如工业、农业、旅游业、交通或建设的发展。所有这些发展都是由一些所谓“原始驱动力”(Prim ary driving forces)的潜在力量推动的，例如人口增长、繁荣水平、社会观念或技术变化。“影响”指标指由环境状况导致的结果，代表可观测的结果(包括正面或反面的)，例如人类健康影响或植被破坏。这些模型均不同程度地考虑了人类活动对环境的压力，自然资源的质和量的变化，以及人们对这些变化的响应，即采取的减少、预防和缓解自然环境不理想变化的措施。
2.4生态安全评价指标体系的选择 对农牧交错带的状况进行综合分析，基于以上模型框架，在力求全面考虑影响农牧交错带的各种影响因素基础上，根据评价对象各组成部分之间的相互关系构筑多层次评价指标体系，可进一步将区域生态环境系统安全评价指标体系归纳为3个层次结构体系:1)目标层，以农牧交错带内生态环境系统安全综合指数(RBS I)作为总目标层，以综合表征其生态系统安全态势。2)准则层，制约农牧交错带生态环境系统安全的主要因素，也可以理解为分目标层。以生态环境系统状态、人文社会压力、环境质量压力和社会响应作为准则层的评判依据。3)指标层，指标层是由可直接度量的指标构成，如气候状况、植被盖度等，是生态环境系统安全综合指标体系最基本的层面。
根据准则层各项目的特征和意义，由各个指标通过一定的模型算法得到生态环境系统安全综合指数。本文选取以下指标作为指标层评价指标。
2.4.1生态环境系统状态指标
(1)生物状况
1)植被覆盖指数(NDVI)：表征植被生长状态、生态环境系统活力，反映区域植被覆盖的分布及状况。
2)生物丰度指数：通过单位面积上不同生态系统类型在生物物种数量上的差异，间接地反映被评价区域内生物丰度的丰贫程度。
3)景观结构指数：表征生态环境系统组织以及变化方式。
4)生态环境系统弹性度：表征生态环境系统恢复能力。
5)生物多样性指数：表征生态环境系统组织。
6)生态脆弱性指数：表征生态系统最容易受
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