西雙版納生物多樣性廊道區氣候變化脆弱性評價研究

張曉旭，馬 杏，朱 翔，譚志衛

(云南省環境科學研究院，云南 昆明 650034)

西雙版納獨特的地理與氣候特征，為植物的生長提供了良好的條件，其生物多樣性豐富，有植物王國和動物王國之稱。受全球氣候變化的影響，近年來西雙版納氣候變化對生物多樣性產生了影響，生態系統氣候變化脆弱性問題引起人們極大的關注。

目前，國內外已有大量氣候變化脆弱性的研究，本文是在現有研究的基礎上，以IPCC(政府間氣候變化專業委員會)對生態系統氣候脆弱性定義［1］為理論基礎，以西雙版納勐臘－尚勇保護區廊道為研究區域，通過選擇生態系統對氣候變化影響響應敏感因子、表征適應能力的社會經濟、生態環境條件因子進行綜合評價分析，找到生態系統對氣候變化的脆弱性特征。

1 廊道區概況

西雙版納勐臘－尚勇保護區廊道位于云南省西雙版納傣族自治州勐臘縣境內，呈南北走向，面積約2486 hm2，最高海拔1992m。該區域地處北回歸線以南，屬北熱帶濕潤季風氣候，其特點是熱量豐富，夏無酷熱，冬無嚴寒，降水充沛。年平均溫度21℃，年降雨量1700mm以上，區域屬于較好的熱帶林區，目前各村寨周圍種植了大量的橡膠及水果樹。境內河流縱橫，水源豐富，但橡膠的種植使得水資源逐漸枯竭，局部區域出現飲水困難。

廊道主要為少數民族居住區，農業人口占99.88%，農業是該區域的經濟主體，農村經濟主要以種植業和林業收入為主，林業收入占到56.31%，主要是橡膠種植。

2 研究方法

氣候變化脆弱性評價方法分為定性分析法和定量分析法。

定性的研究方法主要是根據區域的自然、氣候狀況，分別分析其社會經濟、水資源等多方面對氣候變化的脆弱性，在研究中多采用已有的氣候變化模擬結果和前期的影響研究成果，通過比較得出各地在哪些方面對怎樣的氣候變化的可能危害是脆弱的，并進一步給出具體的政策和適宜措施建議，如Downing、Watson、蔡運龍等均定性地討論局地對氣候變化的脆弱性。

定量評價方法主要有統計分析法、綜合指標分析法和綜合模型法。

統計分析法是通過對生態系統指標與氣候變量歷史記錄進行統計分析得出生態系統對氣候變化的敏感性和脆弱性，并對照歷史統計數據對每個脆弱性指標設定抗衡區間，在進行脆弱性評估時，如果觀測指標介于抗衡區間內，則認為系統是穩定的或脆弱性程度較低，如果高于或低于抗衡區間，結果則反之。常規的統計分析一次只能對一個指標進行分析，生態系統是一個復雜的系統，需運用多指標來表征其氣候脆弱性，所以需要建立多指標間的統計關系［2］。

綜合指標分析法多用于全面考慮生態系統脆弱性研究。該方法通過選取多種影響敏感因子、適應性因子，確定不同因子的權重，通過綜合指數法計算脆弱度［3］。此類方法的關鍵在于選擇合理的綜合指標體系并賦予合理的權重，該方法是目前最常用的評價方法。

綜合模型方法是運用多個綜合模式進行區域尺度的氣候變化脆弱性研究，如荷蘭MAGE模型、日本的AM模型，但多和相關的GCM模式、區域水文平衡模式、海平面上升模式、經濟影響模式等相互嵌套，結合定性與定量分析，以預測和評估氣候變化的潛在影響和脆弱地區。該方法較為復雜，其結果可信度有賴于各個模式的發展［4］。

通過比選，定性方法難以對氣候脆弱性作為一個“綜合影響度量”的概念進行評估研究;統計分析法要求有長時間序列的歷史數據做對比研究，且需要建立多指標間的統計關系，研究基礎數據的獲取將限制該方法的運用，而綜合模型法較為復雜，且嵌套技術不夠成熟，因此本研究采用綜合指標的分析方法，了解研究區的自然環境概況 (包括地形地貌、氣候、植被變化)、水系水資源概況、社會經濟概況 (包括人口、經濟、文化、土地利用狀況變化)，并結合研究區近50a的氣候變化數據進行綜合分析，初步識別廊道生態系統對氣候變化響應敏感因子、適應性因子后，通過專家打分進行指標篩選，采用AHP結合聚類分析組合賦權法進行指標權重［5］確定，最終通過對指標的量化，得出氣候變化脆弱度后完成綜合評價分析。

3 廊道區生態系統氣候脆弱性評價

3.1 廊道生態系統氣候脆弱性評價指標體系構建

經過廊道生態系統氣候脆弱性初步識別分析，根據本研究指標選取可得性、科學性、實用性三原則，在由目標層、準則層、指標層構成的指標體系框架指導下，采用德爾菲法，即專家咨詢法，項目組咨詢了有關生態、氣象、環境科學等方面的專家，通過專家打分法對初選指標進行了反復篩選，最終選出20項指標組成廊道生態系統氣候脆弱性評價指標體系，如表1。

表1 廊道生態系統氣候脆弱性評價指標體系

3.2 指標權重確定

AHP結合聚類分析組合賦權法，是對專家意見進行聚類分析的層次分析法，主旨在于利用聚類分析，對各專家打分結果進行加權平均，提高專家共識，是多準則群體決策模型思想的體現。本研究就專家對指標體系的判斷打分，得出廊道生態系統氣候脆弱性評價指標體系目標層、準則層、指標層的權重值，見表2。

表2 廊道生態系統氣候脆弱性評價指標體系權重系數表

3.3 氣候脆弱度的計算和分級

氣候脆弱度是敏感度和適應性的綜合函數，敏感度和適應性分別用V1、V2表示。

式中:Xi為第i種指標的得分值;Wi為第i種指標所占的權重。

式中:Xi為第i種指標的得分值;Wi為第i種指標所占的權重。

生態系統氣候脆弱度用V表示:

生態系統的氣候脆弱性等級劃分分級標準參考國內目前已有的研究成果，見表3［1］。

表3 生態系統的氣候脆弱性等級劃分標準

3.4 指標值的處理

多指標綜合評價時必須對指標進行一致化處理和無量綱處理，本研究通過查閱相關文獻和已有的研究成果，評價指標的無量化處理采用標準化結合均值化處理的方法，即有相關研究成果的采用標準化法，其他采用均值化處理，均值化后能夠保留指標變異程度的信息，適用于客觀評價，經過處理后的指標值得分為0～100，逆向指標取倒數使指標一致化。

敏感性及適應性指標已有成果的相關評判標準和等級劃分，見表4，其余指標采取均值統計法。

表4 敏感性、適應性指標評判標準及分級表 (%)

3.5 評價結果及分析

根據敏感度、適應性和脆弱度計算公式 (1)、(2)、(3)，計算結果見表6。

從表6可以看出，西雙版納勐臘－尚勇廊道區20世紀70年代到20世紀90年代生態系統氣候脆弱度為較為脆弱，近10a為中等脆弱，未來10a發展為較為脆弱。從敏感性和適應性兩方面分析，20世紀70年代氣候敏感性不突出，但適應性較差，主要表現為該區域是以農業經濟為主導的區域，基礎設施薄弱，基本為靠天耕種的傳統農業，當地居民的經濟收入單一，生活文化水平不高，應對氣候變化適應能力低下，20世紀70年代期間政府對提高應對能力從意識到實施都有所缺乏;20世紀90年代廊道區氣候敏感度明顯增強，主要表現為廊道區氣候呈現逐漸變暖趨勢，氣溫升高，年水面蒸發增加，濕度減少，年降雨波動變化大，極端降雨發生頻次和幅度增加，氣候水熱不均衡加劇了生態系統的脆弱性;近10a在大的氣候趨勢影響下，由于廊道的適應能力有了大幅度提升，特別是基礎設施水平有了一定的改善，加上政府自然災害救濟投入的增加，本時期的生態系統氣候脆弱度有所改善;未來10a氣候變化繼續發展，廊道區域原有適應能力體系表現出與氣候變化的不均衡，特別是經濟林面積的大幅度增長，生態系統生物多樣性遭到破壞，生態系統本身抵御氣候變化的能力降低。經過資料查證，2008年春云南西雙版納較往年氣溫偏低，雨量增多，降雨頻繁。雨日多，橡膠樹嫩葉物候期延長，導致橡膠樹白粉病大面積嚴重流行［6］。這一事件的發生是自然發出的信號，生態系統對氣候變化的適應能力通過人為干擾強化的尺度是非常有限的。面對未來氣候變化適應能力的增強，除加強基礎設施的建設，更大程度上需要在尊重自然規律的情況下約束人類的社會經濟活動，協調好人與自然的關系。

表5 敏感性、適應性指標均質統計表

表6 勐臘－尚勇廊道生態系統氣候脆弱度計算結果表

4 結論及討論

通過西雙版納勐臘－尚勇保護區廊道生態系統氣候脆弱性評價指標體系的建立和運用，得出了廊道區20世紀70年代至今的生態系統氣候脆弱性狀況，并對未來10a氣候脆弱性進行了預測。廊道區60a的氣候脆弱性基本處于較為脆弱狀態，但在不同歷史時期氣候脆弱性特征不同:20世紀70年代主要表現為區域適應能力不足;20世紀90年代主要表現為氣候變化敏感性較強;近10a及未來10a主要表現為原有的適應能力體系已不能應對現在的氣候變化趨勢。

根據以上總結與分析，提出以下應對氣候變化的對策措施及建議:

(1)加強氣候變化的監測預測，建立區域的氣候變化應急預警系統建設，制定應急預案;

(2)研究區為農業經濟區，應加強農業基礎設施建設，因地適宜地引進農業先進技術，防御氣候變化可能帶來的不利影響，降低農業生產環境對氣候變化影響的敏感性;

(3)合理有效利用資源，科學制定農業發展規劃，有計劃有步驟地種植橡膠，保護生物多樣性，促進自然生態系統的自我恢復能力，實現經濟發展與自然生態系統的相互協調，實現可持續發展;

(4)提高當地居民的科學文化水平，提高思想意識，建立農村氣候變化適應性能力建設科技推廣服務體系［7］。

本文在進行廊道生態系統氣候脆弱性評價指標體系構建過程中，由于受資料數據的限制，指示性較強的指標由于數據缺乏，只能用近似指標來替代，評價結果在一定程度上還不能完全客觀真實地反映實際結果，今后在生物多樣性監測、物候學上加強基礎研究，可以為評價提供更多的數據支撐。此外在評價標準制定上，缺乏生態系統氣候脆弱型指標基礎閥值研究支撐，本文只選擇了背景或可參考的平均值作為標準，通過評價我們可以看到多年間氣候脆弱性變化趨勢，結合各時期的變化特點，可以初步找出導致脆弱性的自然、社會等方面的因素。今后應加強基礎性研究，隨著數據的積累，可以進一步優化指標體系，并吸收模型研究成果，通過情景設計深入研究，更好地為管理部門提供科學技術支持。

［1］孫蘭東，張富．黑河流域生態系統的氣候脆弱性分析 ［J］．人民黃河，2006，28(3):10－12．

［2］鄭有飛，李海濤．我國農業的氣候脆弱性研究及其評價［J］．農業環境科學學報，2009，28(12):2445－2452．

［3］劉文泉．農業生產對氣候變化的脆弱性研究方法初探 ［J］．南京氣象學院學報，2002，25(2):214－220．

［4］劉文泉，雷向杰．農業生產的氣候脆弱性指標及權重的確定［J］．陜西氣象，2002，(3):32－35．

［5］環境保護部污染防治司，北京大學．全國重點湖泊水庫生態安全綜合評估研究報告 ［R］．2008，1－12．

［6］陳瑤，王偉，李堅．2008年春云南西雙版納氣候異常導致橡膠樹白粉病特重流行 ［J］．2008，31(4):14－18．

［7］王馥棠，劉文泉．黃土高原農業生產氣候脆弱性的初步研究［J］．氣候與環境研究，2003，8(1):91－100．