陜北生態(tài)恢復(fù)區(qū)不同草地主導(dǎo)服務(wù)功能時(shí)空變化

馬 琪 劉 康 李 婷 包玉斌 賀成民

(1.西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院， 西安 710127；2.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100085；3.陜西省水文水資源勘測(cè)局， 西安 710068)

0 引言

生態(tài)建設(shè)工程是進(jìn)行區(qū)域生態(tài)建設(shè)戰(zhàn)略的重要載體和實(shí)施方式。1999年以來，全國范圍陸續(xù)開展和實(shí)施了天然林資源保護(hù)、三北防護(hù)林建設(shè)、退耕還林還草、京津風(fēng)沙源治理等一系列重大生態(tài)建設(shè)恢復(fù)工程。其中退耕還林還草工程規(guī)模之大、實(shí)施時(shí)間跨度和范圍之廣最為典型[1]。20世紀(jì)生態(tài)環(huán)境脆弱、自然氣候因素的影響，以及開墾草原、超載放牧、破壞草原植被等人類活動(dòng)干擾引起的草地退化問題由此得到緩解和恢復(fù)[2]。陜北黃土高原作為全國退耕還林草生態(tài)建設(shè)與恢復(fù)工程實(shí)施的重點(diǎn)區(qū)域[3]，在生態(tài)工程實(shí)施的同時(shí)伴隨著煤炭和石油經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的人口增長(zhǎng)及城鎮(zhèn)擴(kuò)張，因此，草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能在這一復(fù)雜環(huán)境中發(fā)生著深刻的變化。

眾多學(xué)者已針對(duì)陜北地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)、質(zhì)量以及各類服務(wù)功能進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)。例如， JIA等[4]對(duì)陜北退耕還林區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能權(quán)衡和協(xié)同關(guān)系的研究表明，2000—2008年草地生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持功能和凈初級(jí)生產(chǎn)力均明顯提高，產(chǎn)水量則有一定減少。FU等[5]對(duì)2000—2008年黃土高原土壤保持功能評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，隨著植被的恢復(fù)，生態(tài)系統(tǒng)土壤侵蝕控制服務(wù)能力隨之提高。OUYANG等[6]第一次對(duì)中國國家層面的生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估結(jié)果表明，2000—2010年陜北黃土高原各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能呈集聚增長(zhǎng)趨勢(shì)。總體而言，已有研究多將區(qū)域內(nèi)各類草地生態(tài)系統(tǒng)作為整體進(jìn)行生態(tài)服務(wù)功能評(píng)估[4-7]。然而，草地生態(tài)系統(tǒng)分布具有明顯的地帶性和空間分布規(guī)律，不同降水和地形環(huán)境下草本植物組成不同[8]，因而不同草地類型服務(wù)功能變化各有差異。現(xiàn)階段，闡釋不同草地生態(tài)系統(tǒng)類型主導(dǎo)服務(wù)功能變化狀況及其系統(tǒng)整體的演替方向研究較少。

草地生態(tài)服務(wù)功能在自然條件嚴(yán)酷、高寒和干旱的生態(tài)環(huán)境中起著關(guān)鍵性作用[9]。處于干旱半干旱脆弱區(qū)的陜北黃土高原土壤侵蝕劇烈、資源性缺水嚴(yán)重，但由于大規(guī)模生態(tài)恢復(fù)實(shí)施，河流輸沙量得到有效控制[3]。不同類型草地產(chǎn)水功能和土壤保持功能的差異是影響上述生態(tài)過程的關(guān)鍵因素。由此，基于考慮自然環(huán)境參量差異的生態(tài)系統(tǒng)分類數(shù)據(jù)[8],本文利用斯坦福大學(xué)、大自然保護(hù)協(xié)會(huì)、世界自然基金會(huì)和其他相關(guān)機(jī)構(gòu)共同開發(fā)的InVEST(Integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs)模型，對(duì)陜北重大生態(tài)恢復(fù)工程實(shí)施關(guān)鍵11年(2000—2010年)內(nèi)各類草地土壤保持與產(chǎn)水功能變化進(jìn)行評(píng)估，旨在明析人類活動(dòng)干預(yù)重要時(shí)段各類草地主導(dǎo)服務(wù)功能的時(shí)空演變特征，以期為重大生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)布局、草地生態(tài)系統(tǒng)的保育和農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

陜北地區(qū)包括陜西省延安市和榆林市轄全部區(qū)域，含22個(gè)縣和3個(gè)市轄區(qū)。位于東經(jīng)107°14′～111°14′，北緯35°20′～39°35′，東鄰山西，西與甘肅、寧夏接界，北與內(nèi)蒙古毗連，南與省內(nèi)銅川市、咸陽市和渭南市相接，總面積79 981.9 km2。研究區(qū)內(nèi)榆林市長(zhǎng)城以南具有暖溫帶氣候特征，長(zhǎng)城沿線以北具有溫帶氣候特征。境內(nèi)海拔1 000～1 600 m之間，年均降水量400～600 mm之間，降水空間分布由東南向西北逐漸減少[7]。

圖1 研究區(qū)位置與2010年不同草地類型分布Fig.1 Study area and distribution of different grassland types in 2010

根據(jù)遙感數(shù)據(jù)光譜特征，結(jié)合植被覆蓋度與生態(tài)系統(tǒng)植物群落構(gòu)成特征，以全國遙感土地覆蓋分類系統(tǒng)為基礎(chǔ)，綜合考慮氣候、地形等因素，陜北地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)分布由北向南依次為：稀疏草地、草原、草叢(圖1)[10-11]。其中草叢、草原是植被覆蓋度大于20%、高度小于3 m的自然或半自然的草地植被；稀疏草地植被覆蓋度則介于4%～20%。草叢主要為中生和旱生多年草本植物群落，以白羊草(Bothriochloaischcemum(Linn.)Keng)、黃背草(Themedajaponica(Willd.)Tanaka)為建群種并與其他中旱生草本相結(jié)合，分布于延河以南區(qū)域；草原位于溫帶半干旱氣候下延河以北黃土粱峁丘陵區(qū)，植被類型單一，主要為旱生草本植物，以本氏針茅(StipacapillataLinn.)、白羊草為建群種；在覆沙地段以冰草(Agropyroncristatum(Linn.)Gaertn.)為建群種并與其他旱生草本結(jié)合。稀疏草地主要分布于長(zhǎng)城沿線毛烏素沙區(qū)，以沙蒿(ArtemisiadesertorumSpreng.)為建群種，局部地區(qū)存在以寸草苔(CarexduriusculaC.A.Mey.)為建群種的平原草甸類以及沼澤化草甸草場(chǎng)[10]。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

草地生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持功能和產(chǎn)水功能通過InVEST模型中相應(yīng)功能模塊進(jìn)行評(píng)估，各功能模塊具體的計(jì)算公式原理參見InVEST 2.5.3版本用戶指南[12]。

2.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本文主要數(shù)據(jù)來源于全國生態(tài)環(huán)境11年變化(2000—2010年)遙感調(diào)查與評(píng)估項(xiàng)目專題數(shù)據(jù)集；其中2000、2005、2010年3期土地覆蓋分類數(shù)據(jù)分別以2000和2005年LandsatTM以及2010年HJ-1 CCD為遙感數(shù)據(jù)源，采用面向?qū)ο蟮淖詣?dòng)分類技術(shù)，通過高分影像和野外核查點(diǎn)開展遙感解譯數(shù)據(jù)的修正與驗(yàn)證；2000—2010年生長(zhǎng)季草地植被覆蓋度、葉面積指數(shù)、潛在蒸散量等生態(tài)參量數(shù)據(jù)，主要基于時(shí)間分辨率為16 d的MODIS-NDVI產(chǎn)品數(shù)據(jù)并結(jié)合陜西省2個(gè)典型小樣區(qū)、6個(gè)樣地、54個(gè)樣方的草地生態(tài)系統(tǒng)野外觀測(cè)數(shù)據(jù)及氣象數(shù)據(jù)反演獲得；該數(shù)據(jù)均經(jīng)過了嚴(yán)格的精度和質(zhì)量控制，數(shù)據(jù)可靠[6,8,11]。30 m分辨率DEM和2000—2010年56個(gè)氣象站降水量數(shù)據(jù)分別來源于中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心-地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn)以及中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng) (http:∥cdc.cma.gov.cn)。

InVEST模型中土壤保持、產(chǎn)水量模塊運(yùn)算參數(shù)及參數(shù)圖層構(gòu)建詳見表1，柵格數(shù)據(jù)圖層大小均統(tǒng)一為30 m×30 m，坐標(biāo)系統(tǒng)為WGS_1984_Albers。

表1 草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合評(píng)估模型參數(shù)表Tab.1 Parameters for integrated valuation of grassland ecosystem services

3 結(jié)果與分析

3.1 不同類型草地面積及其轉(zhuǎn)變特征

2000—2010年間陜北3期草地生態(tài)系統(tǒng)面積組成如表2所示。研究時(shí)段內(nèi)，草地生態(tài)系統(tǒng)面積增加顯著，所占面積比由49.89%提高到53.84%。草原為陜北地區(qū)所占面積最大的覆蓋類型，面積增加較為顯著，2000—2005年是其恢復(fù)的主要階段；草叢和稀疏草地所占面積比較小，草叢面積也有增加趨勢(shì)，而稀疏草地面積略有減少。

表2 2000—2010年各類型草地生態(tài)系統(tǒng)面積統(tǒng)計(jì)Tab.2 Area statistics of different grassland types from 2000 to 2010

從草地生態(tài)系統(tǒng)整體的轉(zhuǎn)變過程來看(表3)，前6年草地面積增加2 775.10 km2，其中99.31%由農(nóng)田轉(zhuǎn)變而來，其他用地轉(zhuǎn)入僅占0.69%；后5年草地面積增加僅為712.37 km2，較2000—2005年期間有大幅度減少，但97.40%的增加面積仍由農(nóng)田轉(zhuǎn)變而來，其他用地轉(zhuǎn)入不足3%。從草地?fù)p失去向分析，2005年前與2005年后兩個(gè)時(shí)期草地?fù)p失面積分別為100.86、189.70 km2，其中前一時(shí)期81.43 km2的草地轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)用地，后一時(shí)期增加到139.98 km2；可見隨著城鎮(zhèn)用地逐年擴(kuò)展，草地?fù)p失面積進(jìn)一步增加。從不同草地類型來看，2000—2005年草原面積增加最大為2 679.63 km2，占到草地增加總面積的96.56%；而2005—2010年期間草原增加的面積占比(94.60%)依然最大，且2個(gè)時(shí)期各類型草地生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入增加面積均主要來源于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。草地整體損失去向主要是轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)用地，其中稀疏草地和草原這一特征表現(xiàn)明顯，而草叢與草地生態(tài)系統(tǒng)整體損失特征不同。

表3 不同時(shí)段草地面積轉(zhuǎn)入來源及損失去向Tab.3 Area statistics of different grassland types in different periods km2

3.2 草地生態(tài)系統(tǒng)植被覆蓋度空間分布及其變化特征

將草地植被覆蓋度分為低(0～20%)、較低(20%～40%)、中(40%～60%)、較高(60%～80%)、高等(80%～100%)5級(jí)[22]，從植被覆蓋度各等級(jí)面積統(tǒng)計(jì)變化可以看出(圖2)，2000—2010年草地生態(tài)系統(tǒng)由低和較低覆蓋度等級(jí)為主逐漸轉(zhuǎn)為以中度和較低覆蓋等級(jí)為主。11年間，中度和較高覆蓋度等級(jí)的草地面積呈緩慢增加趨勢(shì)；低和較低覆蓋度等級(jí)的草地面積前5年具有波動(dòng)性特征，尤其是2002年低覆蓋度草地明顯較小，2006年以后低覆蓋等級(jí)的草地進(jìn)一步減小，較低覆蓋等級(jí)的草地則在波動(dòng)變化后于2006年基本恢復(fù)至2000年水平；高覆蓋度草地面積基本未變化。

從不同覆蓋類型草地來看(圖3)，11年間，稀疏草地年均植被覆蓋度介于11.02%～20.11%之間，多年平均覆蓋度最低為16.26%，絕大部分稀疏草地處于低覆蓋等級(jí)水平。草原年均植被覆蓋度介于20.44%～37.70%，大部分處于較低覆蓋等級(jí)水平，但整體覆蓋度有明顯提升。草叢年均植被覆蓋度介于52.83%～66.11%，2005年前草叢主要處于中覆蓋等級(jí)水平，2006年以后覆蓋度整體升高，大部分處于較高覆蓋度等級(jí)水平。從3個(gè)時(shí)期空間分布來看(圖4a～4c)，陜北草地年均植被覆蓋度整體呈南高北低的特征，榆林市低覆蓋度的草地從2000年到2010年有大面積的減少，中度和較高覆蓋度的草地在延安市北部和榆林市南部丘陵溝壑區(qū)有大范圍的增加。

圖2 2000—2010年不同等級(jí)植被覆蓋度面積變化Fig.2 Area and vegetation changes of different levels from 2000 to 2010

圖3 2000—2010年各類草地年均覆蓋度變化趨勢(shì)Fig.3 Changing trend of annual average vegetation coverage of different grassland types from 2000 to 2010

圖4 2000—2010年陜北草地年均植被覆蓋度分級(jí)、土壤保持、產(chǎn)水功能空間分布特征Fig.4 Spatial distributions of annual average vegetation coverage, spatial pattern of soil conservation and water supply of grassland in Northern Shaanxi Province from 2000 to 2010

3.3 草地土壤保持功能時(shí)空變化

草地土壤保持功能評(píng)估結(jié)果表明，2000、2005和2010年草地生態(tài)系統(tǒng)土壤保持總量分別為2.588×108、4.111×108、5.112×108t。單位面積平均土壤保持量為47.02、77.01、93.34 t/hm2。從各類型草地土壤保持功能來看，2000年,草叢、草原和稀疏草地平均土壤保持量分別為62.67、214.63、4.39 t/hm2，土壤保持總量分別為4.81×107、2.089×108、1.8×106t。2005年,草叢平均土壤保持量增長(zhǎng)到99.00 t/hm2，草原和稀疏草地分別增長(zhǎng)到230.12、4.88 t/hm2，土壤保持總量分別為5.35×107、3.556×108、2.0×106t。2010年，草地平均土壤保持量進(jìn)一步提高，草叢、草原和稀疏草地平均土壤保持量分別為120.91、286.57、7.92 t/hm2，土壤保持總量分別高達(dá)6.72×107、4.408×108、3.2×106t。3個(gè)時(shí)期，草原是草地土壤保持服務(wù)功能的主要貢獻(xiàn)者，各草地類型平均土壤保持能力逐年增加，由大到小呈現(xiàn)草原、草叢、稀疏草地的一致特征。從空間分布可知(圖4d～4f)，草地土壤保持功能呈現(xiàn)南高北低的特征，3個(gè)時(shí)期土壤保持功能高值區(qū)主要在延安市境內(nèi)。11年間，土壤保持功能增加的區(qū)域主要分布于榆林市南部和延安市北部的丘陵溝壑區(qū)。

3.4 草地產(chǎn)水功能時(shí)空變化

從草地產(chǎn)水量功能評(píng)估結(jié)果來看，2000、2005和2010年草地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)水總量分別為1.864×108、1.781×108、1.942×108m3。2000年草叢、草原和稀疏草地單位面積平均產(chǎn)水量分別為44.99、46.88、53.09 m3/hm2，產(chǎn)水總量分別為9.9×106、1.551×108、2.14×107m3。2005年草叢單位面積平均產(chǎn)水量降低到42.77 m3/hm2，草原和稀疏草地分別降低到41.47、51.12 m3/hm2，產(chǎn)水總量分別為9.9×106、1.479×108、2.04×107m3。2010年，草地單位面積平均產(chǎn)水能力得到一定提高，草叢、草原和稀疏草地單位面積平均產(chǎn)水量分別為44.29、45.03、53.25 m3/hm2，產(chǎn)水總量分別為1.02×107、1.629×108、2.11×107m3。11年間，各類型草地產(chǎn)水功能均表現(xiàn)出先減小后增加的規(guī)律，與SU等[23]和包玉斌等[7]對(duì)陜北黃土高原產(chǎn)水功能的變化規(guī)律的評(píng)估結(jié)果一致。大規(guī)模退耕還林(草)生態(tài)建設(shè)工程初期(2000—2005年)，區(qū)域內(nèi)25%以上坡耕地被林灌草地取代，但造林植被的生長(zhǎng)對(duì)水分消耗量大。隨著退耕還林(草)工程進(jìn)入鞏固期，以“封山育林”為政策指導(dǎo)，草地生態(tài)系統(tǒng)逐漸趨于穩(wěn)定，水文調(diào)節(jié)服務(wù)得到提升增強(qiáng)[24-25]。此外，3個(gè)時(shí)期稀疏草地單位面積產(chǎn)水量均為最高,草原產(chǎn)水總量最大，這主要與草原面積增加有關(guān)。從空間分布可見(圖4g～4i)，長(zhǎng)城沿線以南黃土溝壑區(qū)草地產(chǎn)水功能整體上呈現(xiàn)出由西北向東南遞增的分布格局，長(zhǎng)城沿線以北風(fēng)沙灘地區(qū)草地產(chǎn)水功能空間分布規(guī)律不明顯。

4 討論

本研究顯示，2000—2010年陜北草地生態(tài)系統(tǒng)面積占比增加3.94%，其中2000—2005年期間增加明顯大于2006—2010年期間。由于1999年延安市和榆林市作為退耕還林還草工程試點(diǎn)啟動(dòng)實(shí)施以來，大規(guī)模生態(tài)建設(shè)活動(dòng)引起區(qū)域土地利用覆被發(fā)生強(qiáng)烈變化，陜北地區(qū)草地面積明顯增加。隨著國家退耕還林還草工程結(jié)構(gòu)性調(diào)整進(jìn)入鞏固成果階段后，農(nóng)田退耕為草地面積從2000—2005年期間的2 756.03 km2減小到2005—2010期間的693.86 km2，這一期間草原是受人類退耕活動(dòng)影響最大類型，草原增加面積占到變化總面積的96.71%。但伴隨陜北能源經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)園區(qū)、交通路網(wǎng)、城鎮(zhèn)發(fā)展擴(kuò)建速度加快[26]，草地生態(tài)系統(tǒng)面積流向城鎮(zhèn)用地的面積占比達(dá)73.79%以上,其中草原和稀疏草地二者損失占到71.47%。分析結(jié)果表明(表3)，2000—2005年和2005—2010年期間草原面積增加和損失變化特征最為明顯。退耕還林還草工程推進(jìn)的同時(shí)，當(dāng)?shù)卣e極采取封山禁牧、舍飼圈養(yǎng)等保護(hù)林草的措施，減少人為活動(dòng)干擾[27]，陜北草地覆蓋度整體呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，草地整體植被覆蓋度等級(jí)由低覆蓋向中覆蓋等級(jí)轉(zhuǎn)變。

土壤保持功能和產(chǎn)水功能主要受氣候和人類活動(dòng)的雙重影響，F(xiàn)ENG等[28]研究表明，過去10年黃土高原及其各個(gè)生物-氣候區(qū)多年平均降水和溫度均未發(fā)生顯著變化。本文主導(dǎo)服務(wù)功能的計(jì)算時(shí)降雨量亦采用多年平均值，故土壤保持和產(chǎn)水量變化的波動(dòng)主要受人類活動(dòng)影響。植被恢復(fù)等水土保持工程的實(shí)施，增加了這一區(qū)域蒸發(fā)和蒸騰作用,降低了徑流的可再生性[29]；主導(dǎo)服務(wù)功能的計(jì)算因子及評(píng)估結(jié)果顯示，2000—2010年草地年均植被覆蓋度提高16.15%，年均潛在蒸散量升高82.04 mm,其中2000—2005年期間升高達(dá)60.39 mm，草原單位面積平均產(chǎn)水量這一時(shí)期下降最大,達(dá)5.41 m3/hm2。從不同區(qū)域的人類活動(dòng)來看，黃土溝壑區(qū)受退耕還林政策和快速城鎮(zhèn)化的驅(qū)動(dòng)影響[26]，大量的坡耕地退耕轉(zhuǎn)變?yōu)椴菰治鲲@示(表3)2000—2010年，草原面積增加3 336.59 km2，年均植被覆蓋度增加17.26%，草原土壤保持總量增加1.11倍，從空間上看(圖4)，草原覆蓋度升高的區(qū)域與土壤保持功能增加的區(qū)域分布一致，呈現(xiàn)出南高北低分布規(guī)律。11年間，土壤保持能力明顯提高的區(qū)域主要位于延安市北部和榆林市南部的草原分布區(qū)，且2000—2005年該區(qū)域草地土壤保持能力改善較2005—2010年期間明顯。表明植被恢復(fù)顯著增強(qiáng)了生態(tài)系統(tǒng)土壤侵蝕控制能力[5，7，30]，并提高了植被固碳釋氧效益[31]。

稀疏草地生長(zhǎng)于榆林市長(zhǎng)城沿線以北風(fēng)沙灘地區(qū)，主要處于榆溪河、禿尾河的中上游區(qū)，區(qū)內(nèi)地形平坦，第四系砂層結(jié)構(gòu)疏松，孔隙發(fā)育，儲(chǔ)水空間大，透水性、導(dǎo)水性好，常有地下水出漏形成海子或小湖泊；但該區(qū)域隨著陜北能源化工基地快速發(fā)展，工業(yè)用水急劇增加，煤礦開采等人為活動(dòng)造成地面塌陷，進(jìn)一步破壞含水層及地下水運(yùn)移環(huán)境，造成稀疏草地面積有所減少，分析結(jié)果表明(表3)，2000—2005年期間稀疏草地72.73%的損失面積由于人為活動(dòng)引起，2005—2010年期間這一比例增長(zhǎng)到87.43%。但該區(qū)域稀疏草地植被覆蓋度隨著退耕還林還草工程、三北防護(hù)林工程等生態(tài)恢復(fù)建設(shè)整體有所提高，退化程度得到一定緩解和改善，植被覆蓋度趨勢(shì)斜率為0.23，草地蒸發(fā)和蒸騰作用有一定增強(qiáng)，同樣引起河川徑流減少；根據(jù)劉曉燕等[32]的研究，沙生植物根系較黃土溝壑區(qū)深，風(fēng)沙灘區(qū)改善植被的耗水量更大，高家堡以上禿尾河流域林草植被覆蓋率每增加1個(gè)百分點(diǎn)，徑流系數(shù)將下降0.010 4，而窟野河中游徑流系數(shù)則將下降0.009 6。稀疏草地分布的主要河流上游壓蓋豐富的煤炭資源，下游為榆橫煤化工業(yè)園區(qū)、榆神煤電化工業(yè)區(qū)，隨著工業(yè)化進(jìn)程加快，工業(yè)需水量將日趨加大。2000—2010年間窟野河流域煤炭大規(guī)模開發(fā)，煤炭開采量的平均值是20世紀(jì)末期的30多倍，工業(yè)用水增加了近10倍，煤炭開發(fā)引起的減水量由一開始幾乎沒有增加到2010年的1.60×108t。這一時(shí)期由生態(tài)工程實(shí)施造成減水量的占比為47%，煤炭開采影響占到19%[33]。所以尚未進(jìn)行大規(guī)模煤炭開發(fā)的稀疏草地核心分布區(qū)區(qū)域應(yīng)在繼續(xù)保護(hù)治沙成果和治理裸露沙地的同時(shí)[22]，注重限制不合理的煤炭開采活動(dòng)，防止地下水滲漏疏干引起的大面積草地退化，保護(hù)稀疏草地核心區(qū)的產(chǎn)水功能對(duì)陜北能源化基地建設(shè)及該區(qū)域城市生態(tài)安全、農(nóng)牧業(yè)發(fā)展具有不可忽視的重要作用。草地生態(tài)系統(tǒng)主導(dǎo)服務(wù)功能受氣候因子、人文和政策的人為活動(dòng)影響復(fù)雜，未來需要加強(qiáng)量化評(píng)估和驅(qū)動(dòng)因素分析，繼續(xù)探索新的生態(tài)參數(shù)組合納入草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評(píng)價(jià)中，使評(píng)估結(jié)果更精確和完整。

5 結(jié)論

(1)2000—2010年，陜北草地生態(tài)系統(tǒng)面積逐年增加，其中草原面積增加最大，其次是草叢和稀疏草地；增加的區(qū)域主要位于延安市和榆林市的黃土丘陵區(qū)，草地生態(tài)系統(tǒng)損失轉(zhuǎn)出方向主要為工業(yè)、交通、居住等城鎮(zhèn)用地，轉(zhuǎn)入增加面積主要來源為農(nóng)田。草地生態(tài)系統(tǒng)整體由低和較低覆蓋度等級(jí)為主逐漸轉(zhuǎn)為以中度和較低覆蓋度等級(jí)為主,年均植被覆蓋度2005—2010年增長(zhǎng)明顯。

(2) 陜北重大生態(tài)恢復(fù)工程實(shí)施關(guān)鍵11年內(nèi)，草原是草地土壤保持服務(wù)功能增加的主要貢獻(xiàn)者，各草地類型平均土壤保持能力逐年增加，由大到小呈現(xiàn)草原、草叢、稀疏草地的一致特征。空間上，土壤保持功能高值區(qū)主要在延安市境內(nèi)，土壤保持功能增加的區(qū)域主要分布于榆林市南部和延安市北部的丘陵溝壑區(qū)。

(3)各類型草地產(chǎn)水功能變化表現(xiàn)為先減少后增加；人類活動(dòng)干預(yù)重要時(shí)段內(nèi)稀疏草地單位面積產(chǎn)水量均為最高,稀疏草地分布區(qū)產(chǎn)水功能對(duì)陜北風(fēng)沙灘區(qū)能源化工基地建設(shè)、城市生態(tài)安全維護(hù)以及農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展意義重大；空間上，長(zhǎng)城沿線以南黃土溝壑區(qū)草地產(chǎn)水功能整體上呈現(xiàn)出由西北向東南遞增的分布格局，長(zhǎng)城沿線以北風(fēng)沙灘地區(qū)草地產(chǎn)水功能空間分布規(guī)律不明顯。

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