【摘 要】
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干旱荒漠区多处于干旱、半干旱乃至半湿润气候带,具有敏感性强、稳定性较差的特点。为保护当地脆弱的生态系统及动植物资源,我国西北干旱荒漠区大部分区域均设有自然保护区。干旱沙漠保护区多分布于绿洲边缘、荒漠过渡带,具有十分重要的生态区位。但由于干旱环境胁迫以及人类开发建设活动增加,保护区生态系统除了遭受风沙侵蚀和荒漠化胁迫,生态系统内部还面临着生态系统结构趋向单一化、自我调节平衡能力和抵抗演替能力下降等问
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干旱荒漠区多处于干旱、半干旱乃至半湿润气候带,具有敏感性强、稳定性较差的特点。为保护当地脆弱的生态系统及动植物资源,我国西北干旱荒漠区大部分区域均设有自然保护区。干旱沙漠保护区多分布于绿洲边缘、荒漠过渡带,具有十分重要的生态区位。但由于干旱环境胁迫以及人类开发建设活动增加,保护区生态系统除了遭受风沙侵蚀和荒漠化胁迫,生态系统内部还面临着生态系统结构趋向单一化、自我调节平衡能力和抵抗演替能力下降等问题。因此,对保护区生态系统进行监测和评估成为区域生态保护的重要内容,具有现实性和紧迫性。稳定性作为决定生态系统兴亡的重要特征,是衡量生态系统变化的主要指标之一。由于生态系统内部各组分之间非线性关联,系统状态的涨落特征以及系统内部的时空异质性等复杂特征,生态系统稳定性的研究面临许多困难。目前对生态系统稳定性的理解和判别仍处于广泛讨论阶段,尚未形成统一的标准。开展民勤连古城自然保护区的生态系统稳定性研究,能够丰富生态系统稳定性评估方法,为保护区的生态管理和建设提供科学依据。本研究以民勤连古城自然保护区为研究对象,基于生态系统稳定性内涵(抵抗力稳定性和恢复力稳定性),运用生态系统正向逆向转换指数模型(Positive and Negative Transformation Index,PNTI)、景观格局动态分析方法、像元二分模型以及CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型判别一些关键结构指标(生态系统格局及空间异质性)和功能指标(植被覆盖度及植被净初级生产力)对保护区生态系统稳定性的指征及影响,主要结论如下:(1)1995-2017年间,荒漠生态系统是保护区主要生态系统类型,其面积占保护区总面积的比例超过70%,其次为灌丛生态系统,面积占保护区总面积的比例超过10%。各功能分区的生态系统类型与全区基本保持一致。保护区生态系统类型单一,容易受干扰发生变化。(2)保护区生态系统格局以正向转换为主。1995-2000年,灌丛生态系统向荒漠和农田生态系统转出面积40044.47hm~2占保护区转出面积的53.46%,生态系统正向转换率小于逆向转换率,生态系统朝不利方向转换;2000-2017年间,保护区内荒漠向灌丛生态系统转换的面积从36507.35hm~2增长到48934.47hm~2,整体朝健康方向发展。(3)保护区抵抗力稳定性先减弱后增强。1995-2000年,由于人类活动干扰强度增大,生态系统空间异质性增强,但保护区整体生态系统呈逆向转换,生态系统退化,抵抗力稳定性降低。2000-2017年间,由于保护区建设和石羊河流域综合治理工程的实施,保护区生态系统转换趋势以正向转换为主,生态系统多样性增加,抵抗力稳定性增强。(4)1995-2017年间,植被覆盖度和净初级生产力变化趋势不一致。保护区植被覆盖度先下降后上升,反映生态系统恢复力稳定性先减弱后增强;净初级生产力两次呈现先上升后下降的变化趋势,反映恢复力稳定性呈波动变化趋势。(5)保护区抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在非线性关系,总体稳定性也不是两种稳定性的简单叠加,因此相应关键指标也不能累计指征保护区生态系统总体稳定性及其变化,而是从不同侧面解释其变化机理。
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