氣候變化對家庭牧場復合系統的影響及其牧民適應

李西良，侯向陽＊，Leonid Ubugunov，丁勇，丁文強，3，尹燕亭，3，運向軍，張勇

（1.中國農業科學院草原研究所，內蒙古 呼和浩特010010；2.俄羅斯科學院西伯利亞分院生物公共實驗研究所，俄羅斯聯邦布里亞特共和國 烏蘭烏德670047；3.蘭州大學草地農業科技學院，甘肅 蘭州730020）

氣候變化是當前全球性的熱點議題［1］，日益受到學界、政府及公眾的普遍關注［2，3］，在適應成為繼阻止、減緩后的最新應對方式之際［4，5］，氣候變化適應性研究應運而生，社會經濟視角的研究尺度主要有區域與家庭2種［6］。在內蒙古地區，“雙權一制”的實施催生家庭牧場成為草地農業生產、應對氣候變化的基本單元［7］，由于北方草原降水稀少，空間異質性、時間變異性、生態系統非平衡性特征突出［8，9］，氣候變化下它成為首當其沖的響應者［10］，這同時為研究牧區氣候變化適應性提供了背景條件。故以北方草原家庭牧場為研究尺度，剖析其氣候變化適應性，對揭示人類對氣候變化適應機制［11］、提出草原適應性管理的新模式［12］具有重要意義。

國內外對家庭尺度氣候變化適應性研究多從脆弱性評價、適應行為［13］及“感知－適應”關系［14］入手，通過對農牧民經營受氣候趨勢性變動及極端氣候影響的辨識，探究響應的策略［15］。Seres［16］研究認為，不同農戶對干旱的適應措施的不同與感知強度有關，但在南非、中國等地深入研究發現二者并非簡單的決定關系［17－19］，通過模型研究，Deressa等［20］認為教育水平、性別、年齡、戶主健康狀況、氣候信息、社會資本等均會影響農民對氣候變化適應措施的選取，缺乏適應信息、資金限制是造成適應困難的2個主要障礙，且農牧戶對氣候變化的適應方式因具體環境而異，可通過調整農時、節水灌溉、改變作物品種、外出打工等方式來應對氣候的暖旱化趨勢及極端氣候事件［21，22］。通覽國內外研究，對牧區的研究鮮有報道［23］，特別在國內，尚未見對家庭牧場尺度氣候變化適應行為的專題研究。

本研究以北方溫性草原為研究區域，在內蒙古不同草原類型區選擇10個典型旗縣，通過對599個家庭牧場調查研究，擬回答以下問題：1）家庭牧場草料供給途徑的區域分異格局及其受氣候變化的何種關鍵因子的影響；2）氣候變化作用于家庭牧場經營過程的主要介質及影響方式；3）家庭牧場響應關鍵氣候因子變化的行為策略。通過研究，以期為揭示人類適應氣候變化機制提供牧區案例及工作基礎，從而為構建北方草原氣候變化適應性管理模式提供依據。

1 材料與方法

1.1 研究地區概況

研究地位于內蒙古自治區中西部地區，選擇10個典型旗縣（圖1），分屬不同的草原類型，阿拉善左旗（AZ）、阿拉善右旗（AY）為草原化荒漠區，鄂托克旗（ET）、杭錦旗（HJ）、烏審旗（WS）為沙地，蘇尼特左旗（SZ）、蘇尼特右旗（SY）、四子王旗（SW）為荒漠草原區，錫林浩特市（XL）、鑲黃旗（XH）為典型草原。研究區自西向東年降水量從100mm至300mm間逐漸增多，幾十年來，該區氣候變化顯著，溫度顯著升高，春季降水量呈增加趨勢，但夏季、全年降水量下降，加之受溫度影響蒸發量加大，整體而言，研究區暖旱化趨勢明顯［24］，極端氣候事件增多［25］，為該區家庭牧場經營帶來了影響。

圖1 研究地區分布示意圖Fig.1 Distribution of 10counties for research

1.2 數據獲取

1.2.1 樣本確定 采用分層隨機抽樣方法，按可行性、代表性等原則遵照抽樣原理在每個旗縣一般抽取2個樣本蘇木（鄉），每個蘇木（鄉）抽取3個樣本嘎查（村），在樣本嘎查內根據牧民名冊抽取約10個家庭牧場進行調查。對10個旗縣的調查，共獲取599個有效樣本。

1.2.2 調查內容 牧戶調查于2010年4－10月進行，課題組成員分赴樣本點實地入戶問卷調研，內容涉及以下幾項：1）家庭牧場基本經營情況，包括放牧地、打草場、飼料地面積，牲畜基本情況，飼草料支出，家庭牧場經營年收支；2）牧民對氣候變化趨勢及極端氣候事件的認識，調查牧民對當地最嚴重的極端氣候類型的判斷；3）牧民對土、草、畜、人、基礎設施等家庭牧場復合系統組成要素如何受氣候變化影響的判斷；4）家庭牧場經營對氣候變化的響應策略，并從政策措施、技術手段、合作方式3個角度調查牧民對外界干預適應措施的評價。

1.3 數據處理方法

以SAS 8.1軟件進行統計分析，利用 ArcGIS 9.3、SAS 8.1、Microsoft Office Excel 2003等軟件繪圖。

通過描述性統計方法分析家庭牧場單元放牧地、打草場、飼料地的面積，以及購草支出占總支出的百分比，研究草料供給格局的基本特征；對草料供給區域分異格局采用Complete linkage clustering方法進行聚類分析；采用雙變量Pearson相關分析法，對家庭牧場飼料地面積與購草支出占總支出的比例之間的替代效應進行分析。

對影響家庭牧場主要氣候因子辨識、氣候變化作用于家庭牧場的影響方式、牧戶響應氣候變化的行為策略、外力適應手段等的考察，以受訪牧戶的選擇比率表征，計算公式：

式中，x為考察對象受牧戶選擇的比率，m為選擇某項考察對象的樣本數，n為總樣本數；上述指標在內蒙古草原的區域分異程度采用各地牧戶選擇比率x的變異系數CV表征，計算公式：

式中，S為各地區考察對象牧戶選擇比率的方差，為牧戶選擇比率的平均值。

2 結果與分析

2.1 氣候變化對家庭牧場經營的影響

2.1.1 家庭牧場草料供給特征的區域格局 家庭牧場作為社會－經濟－生態復合系統，物流、能流是其得以存續、運轉的動力基礎，氣候變化的干預效應從家庭牧場的物質供給與能量流動中得以體現。表1從放牧地、打草場、飼料地面積及購買草料金額占總支出比例等4個方面分析了10個旗縣草料供給特征，通過聚類分析可見（圖2），各地草料供給呈現明顯的區域分異格局，AZ、AY、SZ、SY、SW 為一類，XL、XH 為一類，ET、HJ、WS為一類。戶均放牧地面積以AZ、AY及SZ、SY、SW 為大，在1 000.00hm2左右，而ET、HJ、WS及XL、XH戶均面積較小，在200.00hm2左右；打草場主要存在于XL、XH 2地，其余地區僅少量存在；飼料地主要存在于ET、HJ、WS 3地，戶均面積為3.00hm2左右，其他地區面積較小；購買草料是牧民家庭重要的支出項目之一，約占總支出的30.00%左右，不同地區分異明顯，ET、HJ、WS 3地比例較低，僅約為5.00%，遠低于其他地區。采用Pearson相關方法分析顯示，飼料地面積與購草支出間呈現極顯著負相關關系（r＝－0.80，P＜0.01），二者在家庭牧場草料供給中具有替代效應。

表1 研究地區2009年家庭牧場草料供給Table 1 Households’forage supply of research areas in 2009

2.1.2 影響家庭牧場的關鍵氣候因子及其區域分異 氣候因子趨勢性變化與極端氣候事件增多是氣候變化的2個核心內容，本課題組對內蒙古草原區濕潤度指數、降水距平百分比等的已有分析表明［24］，本研究所在的中西部地區呈現暖旱化趨勢，近40年來氣象干旱不斷加劇，由于極端氣候對家庭牧場社會－經濟－生態復合系統物質供給、能量流動的干預強度大于氣候因子趨勢性變化，故氣候變化對家庭牧場的影響主要表現為極端氣候事件。各地最嚴重的極端氣候呈現區域分異，絕大多數牧民均認為是旱災，而對大風、沙塵暴、雪災認識則不盡一致（圖3）。分析各地對4種極端氣候認知的牧民比例的變異性，變異系數分別為10.99%，98.69%，49.28%，111.87%，后三者的區域分異性更加明顯。

綜合10地599戶牧民的調查結果（圖3），平均有87.26%的受訪戶認為干旱是最嚴重的極端氣候類型，僅SZ、SY 2地比例相對較低（71.67%）；沙塵暴、大風、雪災依次被列為第二、三、四嚴重的極端氣候類型，分別平均有49.67%，24.48%，10.78%的牧民作出此選擇，與前面分析極端氣候認知的區域分異程度比較可知，各類型極端氣候的嚴重程度與其區域分異程度呈反向關系。具體而言，各極端氣候類型區域分異特征為，沙塵暴在草原化荒漠區 AZ（60.00%）、AY（86.67%）及荒漠草原區SZ（80.00%）、SY（63.33%）較為嚴重，大風在荒漠草原區SZ（53.33%）、SY（78.33%）較為嚴重，雪災在典型草原 XL（26.67%）、XH（16.67%）及 ET（14.29%）、AY（35.00%）較為嚴重，其他地區認知度相對較低，不同草原類型植被、降水、溫度、地理等自然本底的差異可能造成了氣候變化背景下極端氣候類型的區域分異。

2.1.3 對家庭牧場經營影響的作用方式 家庭牧場是由土、草、畜、人、基礎設施等要素構成的社會－經濟－生態復合系統，氣候變化對其作用的方式是通過影響這些要素來體現。表2分析了旱災、雪災2種極端氣候類型對家庭牧場“土－草－畜－人”系統組成要素的影響，受訪牧戶對旱災、雪災脅迫致使侵蝕土壤、不利牧草生長、影響牲畜健康、人類患病、破壞圍欄等方面進行了判斷，綜合分析發現牧民對旱災影響的關注度均為牲畜（96.82%）＞牧草（92.53%）＞土壤（21.83%）＞人群（16.17%）＞圍欄（3.99%）；牧民對雪災影響的關注度明顯低于旱災，除對牲畜關注度較高外（77.00%），對土壤、牧草、人類、基礎設施等其余要素的關注度均低于10.00%。因此，牲畜、牧草是氣候變化作用于家庭牧場經營的主要介質。

分析不同地區牧民對同一極端氣候類型、同一家庭牧場系統組成要素認知的區域分異程度（表2），其中旱災對牲畜（CV＝4.90%）、牧草（CV＝6.11%），雪災對牲畜（CV＝21.24%）影響的分異度較低，相對趨于一致；其余，旱災、雪災對土壤、人群、圍欄產生影響的判斷具有較大的區域分異性（CV＞100.00%），但規律不明顯，與前面對主要極端氣候類型區域分異的結果未能產生吻合，且被關注度較低，表明土壤、人類、基礎設施等系統要素不是氣候變化對家庭牧場經營過程影響的主要作用方式。

圖2 家庭牧場草料供給區域分異格局Fig.2 Regional differentiation pattern in households’forage supply

圖3 研究地區各種極端氣候類型嚴重程度排序Fig.3 Extreme climate events of research areas

表2 極端氣候事件對家庭牧場“土－草－畜－人”系統的影響方式Table 2 Impacts of extreme climate events on soil－grass－livestock－people system %

2.2 牧民對氣候變化的適應行為

2.2.1 對極端氣候事件的響應策略 表3描述的是研究地區牧戶對當地極端氣候的響應策略，主要表現為賣畜、購草、走場、打工、圈養等5種類型，其中走場是牧戶在遭遇強災時帶牲畜到輕災或無災地區暫時避災的適應行為。表3綜合分析了具有某類型適應行為的牧戶占總受訪戶的比例，可知牧戶對旱災響應的主次順序為購草（90.26%）＞賣畜（85.56%）＞走場（57.77%）＞圈養（46.26%）＞打工（11.49%）；而對雪災響應不同于旱災，其主次順序為圈養（89.37%）＞購草（88.66%）＞賣畜（42.93%）＞走場（23.35%）＞打工（18.23%）。對比來看，購草均是牧民適應旱災、雪災的最主要的適應行為，但比之于旱災，牧戶響應雪災時以賣畜、走場2種策略的牧戶比例僅為旱災的50%，且雪災時比旱災更傾向于圈養牲畜，外出打工策略被采用的比例不高。

2種極端氣候類型的不同響應策略呈現出區域分異格局。采用率較高的購買草料（旱災、雪災）、出售牲畜（旱災）、圈養牲畜（雪災）策略分異性不明顯（表3），對10地分析的變異系數在10.00%左右。而其他策略則呈現一定的區域分異格局（CV＞50.00%），雪災下出售牲畜策略在沙地草原的ET、HJ、WS更為常見；旱災下的走場行為主要在研究區東部XL、XH、SZ、SY、SW較普遍；外出打工少被采用，且主要集中在沙地草原區HJ、WS 2地；旱災下圈養策略西部地區AZ、AY、ET、HJ、WS 5地明顯比研究區東部5地SZ、SY、SW、XL、XH更易被牧戶采用。

表3 牧民對極端氣候事件的響應策略Table 3 Herders’response strategies to extreme climate events %

2.2.2 牧民對政策層面適應措施的評價 家庭尺度的氣候變化適應包括牧戶自適應和外力適應2種主要方式，為探究政策等外界因子對牧民適應氣候變化有效干預的可能方面，從政策措施、技術手段、合作方式3個角度調查牧民對外界干預適應措施的評價（圖4）。從對599個家庭牧場的分析可以看出，在政策措施方面草原承包（45.06%）最受歡迎，它促使形成以家庭牧場為尺度的能動適應氣候變化的積極單元，其他有效政策依次為草畜平衡（37.31%）＞劃區輪牧（36.30%）＞全年禁牧（29.22%）＞春季休牧（23.68%）；在技術手段方面，牧民認為畜種改良（58.23%）、氣候信息（51.63%）對適應氣候變化最有效果，畜種改良可提高牲畜適應新的氣候狀況的能力，掌握氣候信息可增強應對的主動性，而舍飼技術及傳統本地知識等并未引起牧民注意；從應對氣候變化的牧民合作方式來看，傳統的鄰里互助（37.41%）與新型的專業協會（32.63%）被牧民認為是極端氣候事件下最主要的互助方式，故積極推進牧區專業協會發展，并與傳統協作方式有效結合，是草原區家庭牧場適應氣候變化的手段之一。

圖4 政策層面適應措施受認可的牧民比例Fig.4 Herders’evaluation on adaptation measures at policy level

3 討論

3.1 氣候變化影響家庭牧場經營過程的作用機理

近30年來，“雙權一制”在內蒙古草原的實施催生了家庭牧場的產生，使其成為草原利用與保護的基本單元［7］，亦是北方草原應對氣候變化的積極單元。家庭牧場是由土、草、畜、人、基礎設施等要素組成的社會－經濟－生態復合系統［7］，通過界面進行逐層耦合而完成草業系統的發育［26，27］，物質供給、能量流動提供了家庭牧場“土－草－畜－人”系統發育、運轉的基本維持機理。本研究對內蒙古中西部不同草原類型10個典型旗縣599個家庭牧場草料供給情況分析發現，放牧地、打草場、飼料地、購買草料是家庭牧場物質供給的4個主要途徑，但呈現明顯的區域分異格局。由于天然草原放牧地是系統運轉所需物質的基本來源，區域分異的產生機制可能在于打草場、飼料地、購買草料等其他物質供給途徑上的差別，ET、HJ、WS受政府推廣家庭牧場優化模式之故飼料地面積較大，由于其與購買草料之間的替代效應，使得購草支出占總支出比例明顯偏低（＜10.00%），XL、XH處在降水豐富、草質較好的典型草原，打草場面積較大，而其他5地則缺乏這些條件，因此分異格局分別受政府政策、自然因素的驅動。

有研究表明，近40年來內蒙古氣候變化顯著，溫度升高，氣象干旱程度不斷加劇［24］，影響植被演替敏感性及草地生產能力［28，29］，西部地區1987年以來極端降水事件頻次增多［25］，由于極端事件比氣候趨勢性變化對家庭牧場等社會經濟主體的影響更清晰可辨［5］，導致氣候變化對家庭牧場影響主要以極端氣候的方式進行，王子平［30］研究認為人的需要的滿足是一個連續過程，災害是人的需要過程的非正常中斷，這很好地說明了北方草原家庭牧場受氣候變化的影響機理，家庭牧場飼草供給渠道的差異可能會導致極端氣候下的物質供給、能量流動呈現不同的脆弱性。本調查更進一步研究發現，牲畜、草場是極端氣候作用于家庭牧場經營過程最主要的介質，通過影響牲畜健康、牧草生長來降低家庭牧場系統的物質供應及能級水平，進而干預原有草業系統的耦合效應，而土壤、人類、基礎設施則不是氣候變化影響家庭牧場的主要介質，這在已有對青藏高原的有關研究中也得到了體現［31］。但本研究尚未觸及家庭牧場“土－草－畜－人”復合系統物質供給、能量流動受氣候變化干預效應的定量描述，是未來值得重視的研究問題。

3.2 家庭牧場適應氣候變化的策略選擇

人類適應是一古老命題［11］，比之動植物的基因適應，人類存在社會－文化適應機制，方興未艾的環境心理學、人類生態學、生態人類學等已對之展開探討［32，33］，氣候變化適應歸根結底是人類環境適應機制的個例。本研究認為，家庭牧場經營中對氣候變化適應存在牧戶能動適應與外界干預適應2種主要方式，分析發現能動響應以購買草料為最主要的適應行為，其次為走場、處理牲畜。因氣候變化作用于家庭牧場使得物流、能流過程非正常中斷［30］，通過牧草、牲畜等作用介質降低家庭牧場復合系統的能級水平，打破草、畜間原有物流、能流的平衡關系，牧民的適應行為即為圍繞維持系統能流、物流的平衡出發，本研究發現可通過2種方式來實現，其一是購草、走場的保畜策略，目的是在于在畜量一定時通過增加草量來維持能流暢通，其二是處理牲畜的減畜策略，它在旱災（85.56%）、雪災（42.93%）時也很常見，目的在草量一定時通過減少畜量來維持平衡。保畜與減畜策略分別從不同角度來達到草與畜間物質、能量的平衡關系，這在有關對牧民響應草地退化的研究結果［34，35］在機理上可得相互驗證，但2種策略對家庭牧場當下及未來經營的意義顯然不同，丁勇等［36］基于可持續發展評價研究認為家庭牧場生產經營決策差異是造成牧戶生產收益、生活水平、可持續發展力明顯分異的關鍵動因，故深刻研究保畜、減畜策略的選擇機制及其效應對揭示家庭牧場適應氣候變化的機理具重要意義，尚需更深入的具體研究。

3.3 家庭牧場尺度適應性研究的意義與方法

家庭是社會視角氣候變化適應性研究的2個最主要的尺度之一［6］，但其研究尚顯不足［5］，草原牧區尤甚［12］。2011年IPCC特別評估報告更加強調人類適應的迫切［4］，鑒于北方草原具重要的生態系統服務及草地農業生產功能［26，37］，在氣候暖干化趨勢下面臨著比全球更強烈的反應［38］，對畜牧生產構成沖擊，且在北方草原，家庭牧場尚為新生事物，為伴隨“雙權一制”、替代游牧制度而形成，目前研究較為薄弱［7，36］，因此氣候變化下家庭牧場復合系統的適應性研究是擺在研究人員面前的重要課題，方法構建亦成關鍵。本研究即以草業系統為框架，剝離家庭牧場復合系統土、草、畜、人、設施等要素，從氣候變化對系統要素的影響，來切入家庭牧場適應性的研究，發現草、畜2因子是氣候變化影響及家庭牧場反饋的關鍵節點，此過程主要發生于草畜－經營界面。由于草業系統是通過界面逐級耦合而完成系統發育［26，27］，故從家庭牧場草業系統的角度構建氣候變化適應性的研究方法，是可取的視角，與農區的同類研究不盡相同［17－19，39］，這由研究對象及內容的差異所致。家庭牧場草業系統具有復合性［7］，既有經濟、社會屬性，又是草地農業生態系統的基本構件［26］，畜牧經營行為包含對草原區降水高度時空異質性［8］的適應機制，這亦是開展家庭牧場尺度氣候變化適應性研究，并構建其研究方法的依據所在。

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