新疆夏爾西里自然保護區生態系統評價

摘 要：生態系統評價是當前生態學研究中的一個熱點和難點，它能夠為區域生態系統健康檢測、優良生態系統類型篩選、土地利用格局合理配置以及生態服務功能優化提供寶貴的參考和決策依據。該文通過實地調查，對新疆夏爾西里自然保護區的生態系統進行了綜合評價，主要從保護區的動物、植物水域和濕地來展開論述，這對新疆其他山地生態系統的研究提供了對比模板，也可以成為其他山地生態系統恢復和重建的目標樣板。

關鍵詞：夏爾西里 自然保護區 生態系統評價 新疆

中圖分類號：P951文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（a）-0-04

人類社會的可持續發展從根本上取決于生態系統及其服務的可持續性，必須建立在保護地球生命支持系統、維持生物圈的可持續性和維持生態系統服務功能的可持續性的基礎上[1]。生態系統評價是當前生態學研究中的一個熱點和難點，它能夠為區域生態系統健康檢測、優良生態系統類型篩選、土地利用格局合理配置以及生態服務功能優化提供寶貴的參考和決策依據[2]。自然保護區的綜合評價由生態評價、社會經濟評價及有效管理評價3部分構成，生態評價是其綜合評價的主體[3]。目前，國際上已經有許多組織及科研機構在不同尺度上對生態系統進行了評價，如國家地區的生物多樣性評價、森林評價、農業評價和國際氣候評價等。但還沒有人對新疆夏爾西里自然保護區生態系統做過相關評價，該文主要對新疆夏爾西里自然保護區生態系統進行

評價。

1 研究區概況

夏爾希里自然保護區位于中哈邊界中方一側，地處新疆博爾塔拉蒙古自治州境內北部山區，由西端的夏爾希里地區、東端的江巴斯地區以及連接兩區的邊境廊道構成。北以阿拉套山山脊為界與哈薩克斯坦共和國接壤，東南部為阿拉山口地區，西與西南與哈日圖熱格林場相鄰。地理位置為東經81 °43′09″～82 °33′18″，北緯45 °07′43″～45 °23′15″，東西長66 km，南北寬25 km，面積為314 km2。

夏爾希里過去一直是中哈兩國的邊境爭議區，1999年冬季，中哈兩國領導人簽署了關于兩國邊界問題獲得全面解決的聯合公報，將爭議區內220 km2的領土交還中國，夏爾希里才真正完整地回歸中國版圖。2000年6月，新疆政府批準建立夏爾希里自然保護區，2003年10月，中方開始對該區域行使主權，此片區域目前尚為軍事管制區。從自然景觀上看，該地區40多年來基本上沒有受人為干擾，仍然保持著原始和寧靜的狀態[4]。

圖1 新疆夏爾西里自然保護區遙感影像圖

2 生態系統評價

生態系統不僅為人類提供了食物、醫藥及其他工農業生產的原料，更重要的是支撐與維持了地球的生命支持系統，對人類社會具有巨大的服務價值[5]。夏爾希里生態系統是新疆艾比湖盆地生態系統的一個組成部分。艾比湖盆地是一個相對封閉的自然區域，由高山到平原，形成了垂直自然生態變化明顯的獨特自然生態系統，既發育有森林、草原、河流、湖泊等生態系統，還發育了最為典型的綠洲與荒漠生態系統，且變異性較大。這一生態系統以水為紐帶，維系著整個系統的平衡，各類子系統也都發揮著特定的生態功能：山地降水充沛，成為系統的集水區域，山地各生態子系統依靠降水維系平衡，且冰川、高山湖泊、森林、草原都是水源和整個生態系統重要的穩定器和調節器。平原為生態系統的耗水區，平原區各生態子系統主要依賴地表和地下徑流維系平衡，對地表和地下水的開發利用，都會使各生態子系統表現出此消彼長的規律。而艾比湖的干縮正是這一規律的體現。

夏爾希里地處阿拉套山南坡，恰好位于艾比湖生態系統集水區域之內，因此其山地生態系統在整個艾比湖生態系統中處于極其重要的地位。山地生態系統是指生命系統和環境系統在山地這一特定空間的組合。由于山地環境系統類型的多樣性，致使山地生命系統具有復雜性特征，因此山地生態系統也具有十分豐富的多樣性和復雜性。在平面空間分布上的突出特點是山地島嶼生態系統出現頻率高，山地生態系統的島嶼效應明顯，它在空間分布上不但具有顯性島生態系統的表象特征，而且還有更多的隱性島生態系統，山地島生態系統研究對于建立自然保護區、保護生物多樣性以及特殊物種的保護、培育具有明確的理論意義和實用價值。在立面空間分布上具有鑲嵌梯變性特征，主要表現為：生態因子組合體的鑲嵌梯并行同軸和生態系統景觀的鑲嵌梯變性。山地生態系統的功能和結構除具有垂直地帶性、鑲嵌性、島性、廊道性等特點外，還擁有脆弱性、系統基質中物質的單向輸出和生態位空位多、余位豐的特點，并表現出破壞容易和恢復重建困難的特點。

2.1 生態系統中土壤與動物的評價

土壤是保護區植被和生物多樣性的載體。一般而言，一定的生物氣候環境有一定的土壤，而一定的土壤有一定的水熱狀況和肥力狀況，因此也有自己一定的生物區系。土壤的水分、濕度和養分是決定生物生活的三大要素，其中任何一個因子發生變化都會直接影響生物區系的變化，影響著生物的興盛和衰退；三個條件能夠充分滿足時，會使生物最為繁盛，否則就會衰退。除了植物以外，保護區土壤中還生活著形形色色的無脊椎動物，其中包括昆蟲及其幼蟲、蚯蚓、環節動物、軟體動物等，其數量和類型與它們生活的土壤有著密切關系。據調查，在夏爾希里森林草原地帶，0～20 cm深土壤表層內，每立方米土壤中生活的無脊椎動物數量約有150個，總重量20.9 g。它們主要聚居于土壤的A0層和A1層中，其食物主要是枯枝落葉及其他植物的有機殘體。

由于動物機械地粉碎了有機殘體，因而也促進了微生物對有機殘體的進一步分解，同時被動物所吞食的有機殘體，在經過消化之后，引起了生物化學變化；生物能消耗掉了一部分有機殘體，變成了二氧化碳，不能被吸收的則排出體外。據調查，每只蚯蚓每個月可以改造的土壤可達0.61 g，據此推算，森林草原地帶0～2 cm以內土層每隔l0～15 a就可以經過一次蚯蚓的消化道。無脊椎動物的改造作用，改進了土壤的結構，促進了土壤的透水性和透氣性。

而破壞有機殘體的過程中所產生的排泄物以及將有機物質與土壤顆粒的混合，動物尸體在土壤中的存在，都給微生物進一步對有機體的分解創造了條件，結果一方面改善了土壤的肥力狀況，同時也加速了生物學小循環的速度，生物學小循環適時地加速，是土壤肥力的基本關鍵。土壤肥力的改善促進了植物的繁榮，其表現一方面是促進了它們生長發育的旺盛，另一方面也促進了多年生植物的壽命（表1）。

2.2 生態系統中植物的評價

保護區的植物生態系統主要由森林和草地組成，保護區共有森林面積13016.7 hm2，蓄積1.77×106 m3。草地面積

12601.8 hm2，年產草量21221t。保護區平均每年植物的生物產量約為51606t。保護區植物生態系統的演化可以說仍是一種極其緩慢的自然演化，各個植被類型在氣候和地形條件變化的影響下，此消彼長，形成復雜而穩定的生態平衡，其演化過程一般是隨著生態地理環境與生物群落的變化而變化，這種變化十分緩慢，經歷的時間很長。地質考察的資料顯示，在古生代后期，天山等地槽帶還是古地中誨分布區，一片汪洋。在三疊紀末，阿爾泰山、天山包括阿拉套山和昆侖山開始形成，山的上部似島嶼般突起在海洋之中，島山上生長著蘇鐵杉、銀杏、錐葉橛等熱帶景色的森林，有十分豐富的植物資源，能夠承載大型食草動物的繁衍生息。在第三紀新疆的地質發生了較大變化，造山運動開始，古地中海漸從西、南邊退去，氣候變旱，植物生態系統隨之變化。在漸新世以后，造山運動繼續發展，氣候日趨干旱，山區氣候和平原氣候明顯地不同，森林垂直帶譜已經逐漸形成。那時阿拉套山仍分布著落葉闊葉林，在山上部開始向耐寒針葉樹分化，形成以后典型的針葉林景觀。在上新世，亞洲中部發生了極為強烈的造山運動，喜馬拉雅山、昆侖山、天山等大幅度隆起，隔斷了來自印度洋的濕氣，極大地改變了氣候，植物成分隨之發生了巨大變化，草本植物因為比木本植物更能適應變化而得到了發展，風媒植物與蟲媒植物相比也是同樣的結果。

阿拉套山的隆起比較遲，是在第四紀早期，距今約100萬年，全球的氣候在這一階段內發生巨大變化，冰川在新疆形成，冰川的進退，加重了植被的變化，構成了以雪嶺云杉及樺木等樹種組成的耐寒針、闊葉林。到了更新世晚期，由于受全球氣溫下降的影響，森林覆蓋率縮減，具有樺木等闊葉林與蘚類的山地凍原占有很大面積，在山麓則出現了荒漠草原，在生物學特征和組成上逐漸接近現代植被的性質和面貌。隨著天山、昆侖山、帕米爾高原和青藏高原的進一步隆起，阻擋了來自印度洋的濕潤氣流，阿爾泰山的隆起又阻擋了來自北冰洋的冷濕氣流，使新疆逐漸走向荒謾化。從植被茂盛、種類繁多的古生代，經過漫長地質時期的變化過渡到干旱荒漠的現代植被景觀，大量的植物種類滅絕，少數的種系經過鍛煉和改造適應而遺留下來，還有少數的種系遷移過來，極少數的種系幸運地在避難處遺存下來，于是形成了今天保護區植被的獨特性。保護區植被在當代演化過程中則歸根到底決定于水、熱條件，隨著氣候變暖冰川后退，干旱氣候向山地擴張，植被垂直地帶也隨之向上退卻，其總的發展是：高山草甸帶—亞高山草甸帶—山地針葉林帶—干旱灌木草原帶—蒿屬—禾草半荒漠帶—荒漠帶。在這個總的方向下，各地帶內和帶間的植物群落也有一定發展上的聯系，并有一定的發展途徑。經考察，初步確定其過程如下。

（1）高山草甸和亞高山草甸帶植被演替

如圖2。

圖2 高山草甸和亞高山草甸帶植被演替圖

（3）山地干旱灌木草原帶的植物群落演替

如圖4所示。

（4）荒漠帶植被演替。

如圖5所示。

整體而言，保護區不僅植物生長茂盛，種類繁多，植被覆蓋度較高，而且植被自然替過程也處于原始狀態，仍為緩慢的自然過程，演變過程非常完整，相比于新疆其他類似山地系統而言，從未被人為干擾所打斷或影響。保持著原始的自然平衡。

保護區豐茂的植被為各類草食動物提供了豐富的食物來源和隱蔽棲息場所，同時由于保護區人為干擾極少，在周邊地區人為活動急劇增加的背景下，周邊大量的草食動物向著保護區富集，隨之而來的則是大量食肉動物的富集。因此保護區成了多種動物的避難場所，生物多樣性極為豐富，各類生物不僅種類繁多，而且數量龐大。

2.3 生態系統中水域和濕地的評價

水域和濕地也是保護區生態系統的一個有機組成部分，保護區山地生態系統以水為紐帶同艾比湖盆地其他生態子系統發生著聯系，而這一關系的主要表現就是物質的單向輸出。

夏爾西里山區河流是艾比湖主要水源之一。保護區基本無冰川分布，其河流、湖泊、濕地的水份補給來源主要是天然降水和地下水。

因而保護區植被系統在水文過程中的作用就非常重要。植被通過林冠截流、枯枝落葉層持水、加速土壤水分滲入等作用涵養著水源，可以調節徑流的分配，增加旱季枯水流量，削減洪峰，減少洪水流量，延緩山區土壤侵蝕，減少徑流泥沙含量，凈化水質。

同時保護區各類水域和濕地也是各類水生植物、浮游生物、魚類、爬行類、兩棲綱、水鳥、濕生動物的主要載體。它們也是保護區生物多樣性的一個組成部分。

3 結語

總體而言，保護區山地生態系統區別于其他生態系統最為主要和鮮明的特征就是：由于近百年來長期地處中哈邊界爭議地區，除少量邊防軍事活動外，基本上沒有人為經濟活動，人為干擾極少。因此，生態系統基本處于原始狀態，保持著高度的自然性和原始的自然平衡狀態。

目前，新疆乃至于全國，無人類活動的山地區域已經極少，而這里的氣候、地貌、水文、生物等過程都是一種純自然過程，研究這種自然過程的特點，對認識區域乃至地球的自然演變規律，都是極其重要的。

可以毫不夸張地說，夏爾希里自然生態系統完全可以成為新疆其他山地生態系統的對比研究模板，也可以成為其他山地生態系統恢復和重建的目標樣板。

參考文獻

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[5]Daily G C.Nature's Services Societal Dependence on Natural Ecosystems[M].Washington D.C：Island Press，1997.