城市与乡村发展

北方农牧交错区乡村人地系统脆弱性演变机制与发展策略——以内蒙古达尔罕茂明安联合旗为例

  • 李文龙 , 1, 2, 3 ,
  • 徐芮 1 ,
  • 侯梦晨 1 ,
  • 林海英 , 1
展开
  • 1.内蒙古财经大学资源与经济学院,内蒙古 呼和浩特 010070
  • 2.蒙古高原生态安全与绿色发展重点实验室,内蒙古 呼和浩特 010070
  • 3.中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101
林海英。E-mail:

李文龙(1986—),男,内蒙古赤峰人,博士,教授,博导,主要从事农村牧区现代化、生态经济研究。E-mail:

收稿日期: 2024-12-01

  网络出版日期: 2025-12-15

基金资助

内蒙古社会科学联合会重点项目(2025DK01)

国家重点研发计划项目(2024YFE0113800)

国家重点研发计划项目(2023YFE0111300)

内蒙古教育厅基金项目(STAQZX202322)

版权

版权所有,未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。

Evolution mechanism and development of rural human-land system vulnerability in agro-pastoral ecotone of North China

  • Li Wenlong , 1, 2, 3 ,
  • Xu Rui 1 ,
  • Hou Mengchen 1 ,
  • Lin Haiying , 1
Expand
  • 1. School of Resources and Environmental Economics, Inner Mongolia University of Finance and Economics, Hohhot 010070, Inner Mongolia, China
  • 2. Key Laboratory of Ecological Security and Green Development for the Mongolian Plateau, Hohhot 010070, Inner Mongolia, China
  • 3. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academic of Sciences, Beijing 100101, China

Received date: 2024-12-01

  Online published: 2025-12-15

Supported by

Key Project of Social Science Federation of Inner Mongolia(2025DK01)

National Key R&D Program Projects(2024YFE0113800)

National Key R&D Program Projects(2023YFE0111300)

Foundation of Education Department of Inner Mongolia(STAQZX202322)

Copyright

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摘要

社会–生态系统脆弱性强调系统承受多重扰动冲击与通过社会经济与生态环境协调发展从而适应冲击能力的综合评估,为综合分析不确定条件下人类社会的可持续发展奠定基础。本研究将社会–生态系统脆弱性理论框架引入农牧复合型乡村人地系统多重扰动效应评估中,在明晰农牧复合型乡村人地系统脆弱性内涵的基础上,从压力程度、敏感状态和响应能力3个维度建立受多重扰动的系统评估体系,选取中国北方农牧交错区内蒙古达尔罕茂明安联合旗乡村为案例区,基于1990—2022年达茂旗乡村社会经济发展数据、气象数据、遥感影像解译数据,运用熵值法、变异系数法与障碍度模型对受多重扰动的乡村人地系统脆弱性演变过程、影响因素及作用路径进行总结。研究表明:①农牧复合型乡村人地系统对多重扰动的脆弱性出现急速下降、缓慢上升、缓慢下降的变化特征,脆弱性由高到低排序为:农业乡村、畜牧业乡村、旅游乡村、综合性乡村;②30 a来脆弱性差异度呈现小幅度增高、大幅度降低的波动式循环发展特征,农业乡村脆弱性低幅度变化,畜牧业乡村脆弱性变异幅度随纬度提高而降低,旅游与综合型乡村脆弱性高幅度变化;③脆弱性变化主要影响因素是农牧民人均收入、人均耕地面积、人均牲畜头数、年降水量,不同乡村脆弱性主要影响因素存在显著差异;④农牧复合型乡村人地系统的多重扰动源于气候暖干化与生态工程实施,系统状态深受多重扰动后其结构与功能变化的制约,系统响应变化主要受乡村社会、经济、生态发展方式与农牧户生计影响。最后从乡村经济、社会、管理、环境层面提出降低系统脆弱性的对策建议。

本文引用格式

李文龙 , 徐芮 , 侯梦晨 , 林海英 . 北方农牧交错区乡村人地系统脆弱性演变机制与发展策略——以内蒙古达尔罕茂明安联合旗为例[J]. 地理科学, 2025 , 45(11) : 2481 -2494 . DOI: 10.13249/j.cnki.sgs.20240692

Abstract

Social ecosystem vulnerability emphasizes the comprehensive evaluation of the system’s ability to withstand multiple disturbance shocks and adapt to shocks through the coordinated development of social economy and ecological environment, which lays the foundation for the comprehensive analysis of the sustainable development of human society under uncertain conditions. In this study, the theoretical framework of social ecosystem vulnerability is introduced into the evaluation of multiple disturbance effects of man land system in agricultural and animal husbandry complex rural areas. On the basis of clarifying the connotation of vulnerability of man land system in agricultural and animal husbandry complex rural areas, an evaluation system for multiple disturbance of the system is established from the 3 dimensions of pressure degree, sensitive state and response ability. Based on the rural socio-economic development data, meteorological data and remote sensing image interpretation data of Darhan Muminggan Joint Banner from 1990 to 2020, entropy method, coefficient of variation method and obstacle model are used to summarize the vulnerability evolution process, influencing factors and action path of rural human land system facing multiple disturbances. The results show that: 1) the vulnerability of agricultural and animal husbandry complex rural man-land system to multiple disturbances shows the characteristics of rapid decline, slow rise and slow decline. The order of vulnerability from high to low is: agricultural countryside, animal husbandry countryside, tourism countryside and comprehensive countryside; 2) In the past 30 years, the vulnerability difference has shown the characteristics of fluctuating circular development with small increase and large decrease. The vulnerability of agricultural and rural areas has changed in a low range, the vulnerability variation of animal husbandry and rural areas has decreased with the increase of latitude, and the vulnerability of tourism and comprehensive rural areas has changed in a high range; 3) The main influencing factors of vulnerability change are per capita income of farmers and herdsmen, per capita cultivated land area, per capita number of livestock and annual precipitation. There are significant differences in the main influencing factors of vulnerability in different villages; 4) The multiple disturbances of farming pastoral complex rural man land system come from climate warming and drying and the implementation of ecological engineering. The system state is restricted by the changes of its structure and function after multiple disturbances. The change of system response is mainly affected by rural social, economic and ecological development mode and the livelihood of farmers and herdsmen. Finally, it puts forward countermeasures and suggestions to reduce system vulnerability from the aspects of rural economy, society, management and environment.

“区域可持续发展”已被列为中国18个重要领域科技发展路线之一[1]。脆弱性相关研究则为区域可持续发展研究提供了新视角[2-5]。脆弱性被定义为灾难性危险对人类和社会的潜在不利影响[6-9],其不仅关注扰动的强弱,更加关注个人和社会应对扰动不利影响的适应能力和适应管理策略的制定,从而评估扰动和社会组织变化的综合效果[10-13]
当前,国内外学者将脆弱性应用于自然灾害[14]、气候变化[15]、生态环境[16]、土地利用[17]、社会经济[18]等研究领域,围绕脆弱性概念界定、评价测度、时空格局、动力机制、调控途径等方面开展了大量研究[19-21]。在理论框架研究上,脆弱性域图框架(Vulnerability Scoping Diagram,VSD)和压力、状态、响应模型(Pressure-State-Response,PSR)已经得到广泛应用,其中,VSD模型广泛应用在宏观尺度人地系统脆弱性评估中,框架将脆弱性分解为暴露度、敏感性和适应能力3个维度,评价流程涵盖从数据整理到结果应用8个步骤,具有较强的规范性,但暴露度指标偏重于表征扰动因素的空间、物理属性,更适用于县域以上空间尺度及自然环境领域[22];PSR模型则基于系统面临的压力输入、状态变化、主体响应这一动态传导机制揭示人类与环境之间的相互作用,与脆弱性的诱发因素、根本原因、应对措施相契合,因果关系清晰且符合当前人地关系的内涵,因此应用领域不断拓展,已从资源、环境领域延伸至经济、社会、文化领域[23]。综合指数[20]、函数模型[24]、神经网络模型[25]、集对法[26]等分析方法在脆弱性评价中已得到有效应用;在研究对象上,集中于宏观尺度,且多基于单一扰动下对同一研究对象不同时间节点或同一时间节点不同区域的脆弱性评价[27-29],而对于小尺度社会–生态系统暴露在多重扰动下的脆弱性时空演变过程研究缺乏关注[30],尤其对农牧交错区乡村社区所遭受气候、城镇化、生态工程等多重扰动这一长期且渐变的人为扰动因素鲜有关注[31]
北方农牧交错区是中国典型的生态脆弱区和阻止“西沙东进”的重要生态安全屏障[32-33]。改革开放以来,乡村在气候变化、城镇化和土地利用政策等多重扰动下,经历了农牧业经济快速发展,生态环境恶化,退耕还林还草、草畜双承包、禁牧、休牧等人地关系演变过程[34]。科学评估和揭示农牧复合型乡村地域系统对气候变化、城镇化以及生态工程等多重扰动下的脆弱性及其演变过程,提出针对性对策与建议,对于降低多重扰动对乡村不利影响,提升乡村应对、承受以及适应多重扰动的能力,以及筑牢中国北方生态安全屏障具有重要的理论和现实意义。
因此,研究在界定农牧复合型乡村人地系统脆弱性内涵基础上,构建系统面对多重扰动的脆弱性评估体系,以内蒙古达尔罕茂明安联合旗(简称“达茂旗”)乡村为研究对象,分析1990—2022年农牧复合型乡村人地系统面对多重扰动的脆弱性动态变化、变异过程与特征,总结30 a来系统脆弱性主要影响因素变化特征,揭示农牧复合型乡村地域系统对多重扰动的脆弱性作用路径,据此提出降低系统对多重扰动脆弱性的管理对策。

1 研究区域与数据来源

1.1 研究区及概况

达茂旗位于中国北方农牧交错区中段(41°20′N~42°40′N,109°16′E~111°25′E),隶属内蒙古自治区包头市,东与四子王旗相接,西与乌拉特中旗毗邻,南与固阳县、武川县相邻,北与蒙古国接壤,国境线长88.6 km[35]图1)。辖区以荒漠草原为主,年均气温3.4℃(近10 a年均气温4.2℃),年降水量190.2 mm,年蒸发量高达2 526.4 mm,气候暖干化趋势显著[35]。1952—2005年达茂旗设17个乡镇、苏木,计82个行政村;2006—2010年乡镇、苏木合并为7个镇1个苏木,计85个行政村;2011年乡镇、苏木又拆分为7个镇2个乡3个苏木,计107个行政村,并延续至今,截至2023年末,全旗户籍人口107 782人,与2022年比减少了6 530人,乡村人口流失严重[36]。根据研究需要,本文以2006—2010年行政区划为标准,将1952—2005年与2011—2022年数据按2006—2010年行政区划进行整合,以保证研究数据的连续性与科学性。
图1 内蒙古达尔罕茂明安联合旗(达茂旗)

Fig. 1 Darhan Muminggan Joint Banner, Inner Mongolia

1.2 数据来源

研究数据主要包括自然基础数据与社会经济发展数据。其中,自然基础数据主要包括1990年、1996年、2002年、2008年、2014年、2022年土地利用/覆盖数据,归一化植被指数(NDVI)、气象数据。土地利用/覆盖数据源于中国科学院全国土地利用数据库(https://www.resdc.cn,数据下载日期:2023-09-10),是1 km×1 km分辨率数据,数据综合精度达91.2%;NDVI数据则从NASA(https://ecocast.arc.nasa.gov,2023-09-10)获取1990—2023年GIMMS3g和MODIS-NDVI数据集,采用通用“像元二分模型”获取年、月植被覆盖度数据集;气象数据主要源于中国气象科学数据共享服务网(http://cdc.cma.gov.cn,2023-09-10),数据经过质量检查和控制处理,消除奇异值等非气候因素造成的影响,对缺失数据采用临近站点数值进行插补,将整理后的数据通过ANUSPLIN软件插值,获取1990—2023年各乡村、苏木年平均气温与年降水数据[37]。社会经济发展统计数据主要源于达茂旗农牧业局、水文局、政府办、各乡村政府社会经济统计站。

2 研究方法

2.1 脆弱性评估指标体系的构建

参考乡村人地系统脆弱性相关研究成果与农牧交错带乡村生产方式多样的现状特征[30],选取普遍适用性指标,以PSR(压力、状态、响应)脆弱性评估模型[18-19]为理论基础,建立压力、状态和响应3个维度15个指标的评估体系(表1),其中,压力为农牧复合型乡村人地系统在气候暖干化与生态治理政策引导等多方面影响下,不同生产方式乡村受干扰的强度不同,但共同干扰主要来源于干旱、城镇化以及生态治理政策影响[7];状态为由于生产方式不同,不同类型的乡村人地系统面对扰动的状态存在显著差异,在系统内外部干扰下,不同乡村人地系统状态不同[30];响应为受多重扰动时不同乡村人地系统也在通过改变系统结构与功能适应内外部环境变化[32]
表1 农牧交错区乡村人地关系地域系统脆弱性评价指标体系

Table 1 Index of rural human-land relationship regional system in farming-pastoral ecotone

准则层 指标因素 指标权重 指标性质 指标含义
压力 年降水量E1 0.100 系统受干旱扰动程度
年平均温度E2 0.030 + 系统受干旱扰动程度
城镇用地占比E3 0.118 + 系统受城镇化活动扰动程度
土地荒漠化指数E4 0.089 + 表征系统内部生态环境压力
状态 水资源费支出S1 0.098 + 系统中社会经济敏感性状态
粮食产量S2 0.108 + 系统中农牧业敏感性状态
出售牲畜数量S3 0.080 + 系统中农牧业敏感性状态
植被覆盖度S4 0.044 系统中生态环境敏感性状态
响应 有效灌溉面积A1 0.032 系统中农牧业适应能力
人均耕地面积A2 0.025 系统中农牧业适应能力
人均牲畜头数A3 0.040 系统中农牧业适应能力
农牧业人均机械总动力A4 0.035 系统中社会经济适应能力
农牧民人均收入A5 0.108 系统中社会经济适应能力
造林面积A6 0.026 系统中生态环境适应能力
生态服务价值A7 0.067 系统中生态环境适应能力

2.2 数据处理与确定权重

本文采用极差法对原始数据进行标准化处理[38],以消除不同指标量纲的影响,使数据具有可比性。该方法能够保留原始数据的相对关系,适用于多指标综合评价研究。熵值法利用指标自身信息客观反映其效能与贡献度,减少人为因素的干扰,在指标权重赋值方面,得到广泛应用[39],因此,本文选择熵值法确定指标权重大小。

2.3 变异系数分析法

为测度 1990—2022 年达茂旗各乡村在压力、状态、响应维度及脆弱性方面的变化幅度,并进行空间可视化分析,本文采用变异系数分析法[40]。该方法能够有效反映数据的离散程度和变化趋势,适用于长时间序列的区域差异研究。

2.4 因子贡献度模型

本文引入因子贡献度[32]、指标偏离度和障碍度概念,构建障碍度模型,对不同类型乡村6个时期障碍因子进行识别,从而分析农牧复合型乡村人地系统脆弱性主导因素变化特征[26],为乡村人地系统脆弱性变化路径的总结奠定基础。

3 结果与分析

3.1 乡村人地系统脆弱性区域差异分析

3.1.1 压力维度评估结果分析

从压力维度来看(图2),系统压力呈现“南部高压、中部低压、北部中压”特征。南部农区土地利用强度高,土壤流失、沙化最严重;北部地区暖干化最明显,干旱灾害频发;中部地区乡村受退耕还林还草、全面禁牧等生态治理影响,土地沙漠化得到有效抑制,中心城镇功能优势显著,其压力最小。从时间来看,1990—2022 年乡村人地系统压力呈现倒“U”型发展趋势。原因是在干旱灾害频发背景下,1990—2000年乡村耕地面积不断扩张、牲畜数量不断攀升,导致土地沙化等生态环境问题最严重,进入2000年以后,随着退耕还林还草、全面禁牧等生态治理工程的实施,生态环境得到改善,沙漠化面积得到遏制,压力呈现下降态势。
图2 1990—2022年内蒙古达尔罕茂明安联合旗乡镇压力指数空间格局变化

Fig. 2 Township pressure index in Darhan Muminggan Joint Banner of Inner Mongolia in 1990—2022

3.1.2 状态维度评估结果分析

从状态维度来看(图3),系统对多重扰动的敏感状态程度由南向北逐步升高。从时间来看,1990—2022 年乡村人地系统敏感状态以2005年为分界先降低后增加呈现“U”字形发展趋势。原因是2005年以前受退耕还林还草、全面禁牧等因素影响,乡村人口数量不断降低,乡村粮食产量、牲畜数量逐年降低,农牧业生产功能不断下降,乡村人地系统敏感状态呈现大幅度降低趋势,2005年以后受农牧户非农牧化生计转型困难影响,返乡从事农牧业生产的农牧户数量逐年增加,牲畜数量、粮食产量呈现上升趋势,面对干旱、禁牧等扰动乡村人地系统敏感状态逐年升高。
图3 1990—2022 年内蒙古达尔罕茂明安联合旗乡镇状态指数空间格局变化

Fig. 3 Township state index in Darhan Muminggan Joint Banner of Inner Mongolia in 1990—2022

3.1.3 响应维度评估结果分析

从响应维度来看(图4),1990—2002年系统响应呈现南部低响应,中北部高响应空间分布特征,2008—2022年系统响应能力总体呈现东南高、西北低的空间分布特征,东南地区乡村多为城镇化水平较高或是受城镇化辐射最强区域,如综合型乡村、旅游型乡村、农业型乡村城镇化水平均较高,基础设施相对畜牧业型乡村完善,人均农牧业机械总动力大,农牧民人均收入相对高,响应能力强。从时间来看,1990—2022 年系统响应能力呈现逐年增高的发展态势。原因是,一方面随着乡村社会经济发展水平的整体提高,系统积极响应能力逐年增大;另一方面,受退耕还林还草、全面禁牧等生态工程影响,系统功能由只注重社会、经济发展转变为社会、经济、生态环境协调发展功能,系统综合功能提升以及系统产业结构的优化也是系统积极响应的重要原因。
图4 1990—2022年内蒙古达尔罕茂明安联合旗乡镇响应指数空间格局变化

Fig. 4 Township response index in Darhan Muminggan Joint Banner of Inner Mongolia in 1990—2022

3.1.4 脆弱性评估结果分析

1990—1996年脆弱性平均指数由0.216降低到0.132(表2),该阶段系统受压力低、敏感状态低影响,系统脆弱性大幅度降低;1996—2002年,脆弱性指数由0.132增长到0.158,该阶段耕地面积、大小牲畜数量急剧增长,系统敏感状态大幅度提升;2002—2008年,系统脆弱性指数由0.158增长到峰值0.241,期间系统在气候暖干化显著和土地利用强度不断增大背景下,乡村生态环境遭到破坏,草原荒漠化面积达到极大值;2008—2022年,脆弱性指数由0.241下降到0.142,原因是,乡村社会经济发展较快,系统积极响应能力得到提高,同时退耕还林还草、全面禁牧等一系列生态工程的实施,改善了生态环境,提高了系统生态服务功能。
表2 1990—2022 年内蒙古达尔罕茂明安联合旗乡镇脆弱性指数

Table 2 Township vulnerability index in Darhan Muminggan Joint Banner of Inner Mongolia in 1990—2022

乡镇名称 1990年 1996年 2002年 2008年 2014年 2022年
百灵庙镇 0.176 0.084 0.110 0.181 0.111 0.121
乌克忽洞镇 0.257 0.225 0.176 0.313 0.198 0.204
石宝镇 0.257 0.170 0.198 0.263 0.203 0.103
希拉穆仁镇 0.172 0.090 0.119 0.203 0.122 0.111
达尔罕苏木 0.206 0.105 0.148 0.231 0.233 0.129
明安镇 0.210 0.100 0.144 0.210 0.162 0.141
巴音花镇 0.216 0.132 0.185 0.262 0.218 0.188
满都拉镇 0.236 0.153 0.186 0.263 0.165 0.136
平均值 0.216 0.132 0.158 0.241 0.177 0.142
运用ArcGIS10.5,采用自然断点法将1990年、1996年、2002年、2008年、2014年、2022年达茂旗各乡村脆弱性指数划分“高脆弱”“较高脆弱”“一般脆弱”“较低脆弱”“低脆弱”5个类型,显示达茂旗脆弱性空间分异特征(图5)。1990年乌克忽洞镇与石宝镇乡村为“高脆弱”,满都拉镇乡村“较高脆弱”,巴音花镇乡村“一般脆弱”,达尔罕苏木与明安镇乡村“较低脆弱”,百灵庙镇与希拉穆仁镇乡村“低脆弱”。与1990年相比,1996—2002年各乡村脆弱性空间差异性减小,2008—2014年,脆弱性空间差异显著增大。与2014年相比,2022年各乡村脆弱性空间格局差异性减小,但脆弱性指数变化较大,其中,达尔罕苏木乡村由“高脆弱”转变为“较低脆弱”,百灵庙镇乡村由“低脆弱”转变为“较低脆弱”,乌克忽洞镇乡村由“较高脆弱”转变为“高脆弱”,总体呈现脆弱性分异程度减小趋势。
图5 1990—2022 年内蒙古达尔罕茂明安联合旗乡镇脆弱性指数空间格局变化

Fig. 5 Township vulnerability index in Darhan Muminggan Joint Banner of Inner Mongolia in 1990—2022

3.2 乡村人地系统脆弱性变异特征分析

3.2.1 乡村人地系统脆弱性变异总体特征

依据变异系数模型计算1990—2022年乡村人地系统脆弱性差异度、压力差异度、状态差异度、响应差异度(表3)。
表3 1990—2022年内蒙古达尔罕茂明安联合旗脆弱性及维度差异度

Table 3 Difference in vulnerability and its dimensional indices in Darhan Muminggan Joint Banner of Inner Mongolia in 1990—2022

年份 压力差
异度
状态差
异度
响应差
异度
脆弱性
差异度
1990 0.770 0.490 1.807 0.411
1996 0.864 0.553 0.312 0.602
2002 1.373 0.364 1.07 0.284
2008 1.181 0.195 3.290 0.381
2014 1.560 0.333 0.870 0.396
2022 1.664 0.310 0.280 0.353
乡村人地系统压力差异在1990—2022 年呈现增大态势,原因是系统受气候暖干化凸显的影响日趋严重,同时人类活动对系统扰动强度增大,多重扰动驱动机制日趋复杂。状态差异呈现逐年减小发展过程,主要受系统社会、经济、生态功能日益协调的影响逐渐提高。响应能力差异性在1990—1996年大幅度降低,但到2008年呈现上升趋势,但2022年呈现逐渐下降趋势。脆弱性差异性在1990—1996年脆弱性差异性增大,1996—2002年系统脆弱性差异性大幅度减小,2002—2008年系统脆弱性差异性逐渐增大,2008—2014年脆弱性差异性微度上升,2014—2022年脆弱性差异性显著降低。

3.2.2 不同产业主导乡村人地系统脆弱性变异特征

对1990—2022 年农业、畜牧业、旅游、综合型乡村脆弱性指数、压力指数、状态指数、响应指数差异度进行分析(表4)。
表4 1990—2022年内蒙古达尔罕茂明安联合旗乡村压力、状态、响应及脆弱性差异度

Table 4 Rural pressure, state, response and vulnerability in Darhan Muminggan Joint Banner of Inner Mongolia in 1990—2022

乡镇
名称
压力差
异度
状态差
异度
响应差
异度
脆弱性
差异度
百灵庙镇 0.694 0.153 0.195 0.347
乌克忽洞镇 0.153 0.374 0.663 0.397
石宝镇 0.148 0.413 0.644 0.402
希拉穆仁镇 0.497 0.098 0.368 0.321
达尔罕苏木 0.418 0.239 0.371 0.343
明安镇 0.632 0.114 0.348 0.365
巴音花镇 0.321 0.163 0.376 0.287
满都拉镇 0.272 0.082 0.454 0.269
农业乡村人地系统在压力低幅度变化作用下,脆弱性呈现低幅度变化趋势(图6a);畜牧业乡村人地系统在压力高幅度变化,敏感状态低幅度变化、响应能力一般幅度变化的综合作用下,脆弱性变化幅度呈现随着纬度提高而减小的趋势(图6b);旅游乡村人地系统在压力高幅度变化,敏感状态低幅度变化、响应能力一般幅度变化的综合作用下,脆弱性呈现高幅度变化态势(图6c);综合型乡村人地系统在压力高幅度变化、敏感状态一般幅度变化、响应能力低幅度变化的作用下,脆弱性变化幅度呈现高幅度变化态势(图6d)。
图6 1990—2022年内蒙古达尔罕茂明安联合旗乡镇3个维度脆弱性差异度

Fig. 6 Variation in 3 dimension vulnerability of townships in Darhan Muminggan Joint Banner of Inner Mongolia in 1990—2022

3.3 乡村人地系统脆弱性演化主导因素识别

3.3.1 乡村人地系统指标层障碍因子

依据贡献度模型对指标层15个指标贡献度进行计算,得出1990年、1996年、2002年、2008年、2014年、2022年15个指标贡献度,并列出前6位贡献因子(表5)。其中,筛选出的公共因子,分别为降水量、人均耕地面积、人均牲畜头数、农牧民人均收入。
表5 1990—2022年内蒙古达尔罕茂明安联合旗乡村人地系统指标层因子贡献度指数

Table 5 Contribution index of factor at indicator layer for rural human-land system in Darhan Muminggan Joint Banner of Inner Mongolia in 1990—2022

年份 指标层因子贡献度排序
1 2 3 4 5 6
1990 人均耕地面积 农牧业机械总动力 年降水量 人均牲畜头数 出售牲畜数量 农牧民人均收入
1996 粮食产量 人均牲畜头数 农牧民人均收入 年降水量 水资源费用支出 人均耕地面积
2002 人均牲畜头数 人均耕地面积 年降水量 农牧民人均收入 有效灌溉面积 水资源费用支出
2008 人均耕地面积 植被覆盖度 人均牲畜头数 农牧民人均收入 年降水量 出售牲畜数量
2014 人均耕地面积 农牧民人均收入 人均牲畜头数 出售牲畜数量 年降水量 水资源费用支出
2022 农牧民人均收入 人均牲畜头数 植被覆盖度 年降水量 人均耕地面积 粮食产量
1990—2002年,压力维度贡献度最大指标是年降水量,状态维度贡献度最大指标是水资源费用支出、出售牲畜数量,响应维度贡献度最大指标是人均耕地面积、人均牲畜头数、农牧业机械总动力;1996年粮食产量贡献度指数最大,成为脆弱性重要影响因素,该段时间内乡村农区粮食产量大幅度增长;2002年人均牲畜数量贡献度指数最大,成为脆弱性重要的贡献因素,该段时间牧区牲畜数量大幅度增长。2002—2014年,人均耕地面积与植被覆盖度作用凸显,人均牲畜头数作用被削弱,原因是该时期在退耕还林、还草等众多政策的实施下,牲畜数量大幅度减少;同时,植被覆盖度不断提高成为乡村人地系统脆弱性演化的影响因素。2014—2022年,乡村人地系统脆弱性主要影响因素转变为农牧民人均收入、出售牲畜数量,表明该段时间内系统演化中系统适应能力大幅度提高,同时经济系统与生态环境系统发展进一步协调。

3.3.2 不同类型乡村人地系统指标层障碍因子

选取乌克忽洞镇、达尔罕苏木、希拉穆仁镇、百灵庙镇,分别作为农业、畜牧业、旅游业、综合型乡村人地系统的典型乡村,通过贡献度模型分别计算其乡村人地系统1990年、1996年、2002年、2008年、2014年、2022年脆弱性主要影响因素,由于指标较多,只列出每个类型乡镇6个时期排名前10位中的5个公共因子进行分析(表6)。
表6 1990—2022 年内蒙古达尔罕茂明安联合旗各产业主导类型乡村人地系统脆弱性时空演变主导因子

Table 6 Dominant factors of spatiotemporal evolution of vulnerability in rural human-land systems with different industry-dominated types in Dalian Kuomintang United Banner of Inner Mongolia in 1990—2022

乡村类型 指标层因子障碍度排序
1 2 3 4 5
农业型 粮食产量 年降水量 人均牲畜头数 植被覆盖度 农牧民人均收入
畜牧业型 人均牲畜头数 农牧民人均收入 农牧业机械总动力 水资源支出费用 出售牲畜数量
旅游业型 农牧民人均收入 年降水量 水资源费用支出 农牧业机械总动力 植被覆盖度
综合型 植被覆盖度 水资源费用支出 农牧业机械总动力 农牧民人均收入 有效灌溉面积
农业乡村人地系统脆弱性时空演化主要受状态维度粮食产量与压力维度年降水量因子影响,在气候暖干化与政策实施下该类型乡村人地系统经历了人口数量、耕地面积、经济水平急剧增长,生态环境加速恶化,尔后,受退耕还林还草等政策影响,人口数量缓慢下降,耕地数量逐步减少,生态环境质量显著提高等发展过程。畜牧业乡村人地系统脆弱性时空演化主要受响应维度中人均牲畜数量、农牧民人均收入因子影响;政策实施是该类型乡村人地系统演化重要的驱动力;在政策引导下系统经历了人口、牲畜数量急剧增长,生态环境加速恶化。受“全面禁牧”等政策影响,人口数量缓慢下降,牲畜数量波动较大,生态环境质量转好等过程;
旅游乡村人地系统脆弱性时空演化主要受响应维度中农牧民人均收入与压力维度中年降水量因子影响;政策引导下该类型乡村系统经历了由畜牧业主导型发展方式转变为旅游主导型发展方式,系统要素发生快速变化,主要表现为社会系统中文化变迁较快,经济系统发展迅速、生态环境系统遭到不同程度破坏。综合型乡村人地系统脆弱性时空演化主要受状态维度中植被覆盖度和水资源费用支出因子影响,中心地(旗政府所在地)功能贯穿该类型乡村人地系统脆弱性演化全过程,完整呈现出政策引导下的乡村人地系统发展过程。

3.4 乡村人地系统多重扰动的脆弱性作用路径

3.4.1 外部环境变化与政策实施是系统压力变化的重要驱动力

乡村人地系统压力演变的驱动力主要包括外部环境变化与政策实施,构成了乡村人地系统脆弱性演变的重要动力;外部环境主要包括气候暖干化与生态工程政策,其中,气候暖干化对系统结构与功能协调度降低具有加速作用,而对于系统结构与功能协调度提高具有阻碍作用;社会经济发展加快了乡村人地系统与外部环境之间的要素流动,使系统压力演化速率加快;众多生态工程、旅游发展等政策的实施以干预土地利用的方式,直接作用于乡村人地系统,是系统压力演化的直接推动力。

3.4.2 乡村人地系统结构与功能协调度变化影响着系统状态

在可持续发展目标的引领下,在外部环境压力与政策实施作用下,乡村人地系统结构与功能不断变化,且始终处于“协调–不协调–协调……”循环往复的波动发展态势中,在系统结构与功能变化过程中,系统面对气候暖干化与政策实施等扰动的敏感状态不断变化,系统结构与功能协调度增强,系统敏感状态降低,系统结构与功能协调性降低,系统敏感状态升高,乡村人地系统结构与功能协调度变化主要受系统内部要素之间、系统与环境之间的相互作用强度变化的影响。

3.4.3 农牧户生计变化深刻影响着乡村人地系统积极响应能力

在气候暖干化与政策实施驱动下,农牧户与乡村社区相互联系作用构成了乡村人地系统响应演化层级结构,尺度间的关联作用影响着不同尺度主体适应行为(图7)。在退耕还林还草、全面禁牧等政策驱动下乡村不断调整社会、经济发展方式来适应乡村可持续发展目标,但受生产方式差异影响,乡村社区适应能力演化异质性特征凸显,多样化乡村适应成为自上而下的农牧户适应行为分异的前提与驱动力。农牧户家庭作为乡村人地系统的重要组成单元,为适应气候、政策变化与乡村系统功能变化,基于自身家庭生计资本特征与偏好选择适应行为,从而形成不同的适应结果;农牧户适应行为分异演化对于农牧复合型乡村转型发展具有自下而上的推动作用。因此,发挥小尺度农牧户生计转型的积极性,对于提高系统积极响应能力,降低系统脆弱性具有重要意义。
图7 乡村人地系统脆弱性演变机制

Fig. 7 Evolution mechanism of rural human-land system vulnerability

4 结论与启示

4.1 结论

乡村人地系统脆弱性时间上呈现出急速下降、缓慢上升、缓慢下降演变进程,区域上呈现“南部高脆弱、中部低脆弱、北部一般脆弱”的特征,但空间碎片化趋势显著,脆弱性由高到低排序为:农业乡村、畜牧业乡村、旅游乡村、综合性乡村。乡村人地系统脆弱性差异度经历了缓慢增高(1990—1996年),急剧降低(1996—2002年),缓慢提升(2002—2014年),显著下降(2014—2022年)的波动式循环变异发展过程。其中,农业乡村脆弱性变异呈现低幅度变化,畜牧业乡村脆弱性变化幅度随纬度提高而降低,旅游与综合性乡村脆弱性呈现高幅度变化。乡村人地系统脆弱性主要影响因子分别是农牧民人均收入、人均耕地面积、人均牲畜头数、年降水量,其中,农业乡村是粮食产量与年降水量,畜牧业乡村是人均牲畜数量与农牧民人均收入,旅游乡村是农牧民人均收入与年降水量因子,综合型乡村是植被覆盖度和水资源费用支出。外部环境变化与政策实施是系统面临多维扰动的主要内容,乡村人地系统结构与功能协调度演化对系统状态具有深远影响,乡村人地系统响应能力变化主要受社会、经济发展方式改变,生态环境保护措施调整,以及农牧户生计适应性调整的影响。

4.2 讨论

人地系统多暴露于多重扰动下,但现阶段脆弱性研究多基于单一扰动下对同一研究对象不同时间节点或同一时间节点不同区域的脆弱性评价研究,缺乏对多重扰动下人地关系脆弱性演变机理的深入探究;研究基于乡村尺度建立农牧复合型人地系统脆弱性评估体系,对系统面对气候暖干化与生态工程实施等多重扰动下的脆弱性进行评估,有助于丰富人地系统脆弱性研究内容。研究中发现乡村人地系统脆弱性的响应维度中,宏观尺度的社会、经济发展方式以及生态保护措施与微观尺度农牧户生计适应行为分异具有较强的互馈作用,该作用机理的揭示对于乡村人地系统脆弱性演化机理具有重要作用,是本研究下一步需要研究的重点内容;同时,研究结果显示不同类型乡村人地系统脆弱性演化存在差异,但其脆弱性演化机制的差异及成因尚不明确,因此,在总结不同类型乡村人地系统演化机制,分析演化机制差异成因等方面还有待进一步研究。北方农牧交错区是中国水土保持的重点地区,也是国民经济发展和人民生活的重要生态安全屏障区,需要统筹规划,因地制宜,分类施策。一是,科学确定农牧交错区乡村可持续发展定位[41],明确开发方向,完善开发政策,控制开发强度,规范开发秩序,形成资源利用、生态环境保护与社会经济可持续发展相协调的北方农牧交错区乡村发展基本格局;二是,重视乡村异质性特征,建立多层次主体适应性动态管理体系,实现差异化管理;三是,在农牧交错区东部乡村探索建立跨区域农业与畜牧业互补的生态经济发展模式,在中部县域严格控制建设用地规模,在西部县域加大对水域的恢复与保护;四是,加快转变土地修复工作方向,实现由量的恢复转变为质的提升。
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