祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性時空演化及障礙因子識別

劉玒玒， 劉書芳

（西安財經(jīng)大學(xué)管理學(xué)院，陜西 西安 710100）

祁連山地區(qū)是中國重要的生態(tài)功能區(qū)，是中國西北地區(qū)重要水源涵養(yǎng)地和生態(tài)安全屏障，亦是生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)［1-2］，其生態(tài)環(huán)境保護(hù)對西部地區(qū)的生態(tài)穩(wěn)定至關(guān)重要。祁連山地區(qū)因礦藏、水資源富集，近年來，局部生態(tài)遭到人為破壞十分嚴(yán)重。黨的十八大以來，習(xí)近平總書記高度關(guān)注祁連山地區(qū)的生態(tài)環(huán)境破壞問題，多次對祁連山地區(qū)生態(tài)修復(fù)工作作出重要批示，要求盡快解決環(huán)境保護(hù)與修復(fù)存在的突出問題。因此，測算祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性［3-4］，并分析其時空演變特征［5-6］，揭示其背后的障礙因子［7-8］，有助于為祁連山地區(qū)生態(tài)保護(hù)與修復(fù)治理提供客觀依據(jù)，對科學(xué)保護(hù)祁連山生態(tài)環(huán)境有重要意義。

生態(tài)環(huán)境破壞對社會發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生難以預(yù)料的影響，可以引入“生態(tài)韌性”概念進(jìn)行研究［9-10］。生態(tài)韌性凸顯了自組織、學(xué)習(xí)和適應(yīng)的先天潛力，同時可以吸收干擾并經(jīng)歷變化的能力［11］，有助于保持系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)和特性［12］。有學(xué)者認(rèn)為生態(tài)韌性的重點(diǎn)應(yīng)在解決生態(tài)問題而不是技術(shù)的韌性［13-14］。通過梳理國內(nèi)外已有文獻(xiàn)可知，國外學(xué)者對生態(tài)韌性的研究側(cè)重于內(nèi)涵、評價體系、測度等方面［15-16］。國內(nèi)針對生態(tài)韌性的理論研究和實(shí)證研究均處于起步階段，相關(guān)研究主要集中于2 個方面：一是理論研究方面，圍繞生態(tài)韌性的概念界定和理論解析等方面展開［17-18］；二是實(shí)證研究方面，通過建立指標(biāo)體系和評價模型測度生態(tài)韌性［19-20］，并揭示其背后的驅(qū)動因子［21］和障礙因子［22］。目前，生態(tài)韌性的研究視角主要以省域和市域?yàn)橹鳎?3-24］，很少從生態(tài)功能區(qū)和生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)開展研究，祁連山地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，作為我國重要的生態(tài)功能區(qū)，生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，關(guān)于其生態(tài)韌性的研究較少。

生態(tài)韌性評價指標(biāo)體系中反映社會和經(jīng)濟(jì)狀況的指標(biāo)相對較少［25-26］，致使難以準(zhǔn)確描述復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性的內(nèi)涵［27］。因此，構(gòu)建自然-經(jīng)濟(jì)-社會復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性評價體系，利用三維空間矢量模型、耦合協(xié)調(diào)模型和障礙度模型測度祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性和子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性，并分析其時空演變特征，揭示影響復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性提升的障礙因子，可以拓展生態(tài)韌性研究的理論視野，為祁連山地區(qū)提升生態(tài)韌性提供理論支撐。

1 研究區(qū)概況

祁連山位于我國甘肅西部和青海東北部，是我國西部干旱、半干旱區(qū)重要的生態(tài)屏障，也是我國生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)之一。祁連山地區(qū)草原面積廣大，水力資源豐富，畜牧業(yè)是主要產(chǎn)業(yè)。祁連山地區(qū)煤、鐵、石油礦藏資源豐富，隨著工業(yè)發(fā)展，采礦業(yè)逐漸成為祁連山地區(qū)的主要產(chǎn)業(yè)，由此造成了多種生態(tài)破壞問題。國家高度關(guān)注祁連山地區(qū)生態(tài)環(huán)境問題，大量學(xué)者開展相關(guān)研究，由于研究角度和重點(diǎn)不同，致使不同學(xué)者關(guān)于祁連山地區(qū)邊界的確定不盡相同。

本文是從宏觀層面研究祁連山地區(qū)整個區(qū)域的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性，將其劃分為自然、經(jīng)濟(jì)、社會3 個子系統(tǒng)。因此，將祁連山脈所輻射的30 個縣（區(qū)）[甘肅省的10個縣（區(qū)）、青海省的20個縣（區(qū)）]作為本文的研究區(qū)域（圖1）。

圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 Overview of the study area

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究方法

2.1.1 復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性含義及評價指標(biāo)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)是自然、經(jīng)濟(jì)和社會3 個子系統(tǒng)組合而成的統(tǒng)一體，其韌性是指受到內(nèi)部和外部多重因素干擾后表現(xiàn)出的抵抗性，以及恢復(fù)原有狀態(tài)和適應(yīng)變化的能力。自然子系統(tǒng)韌性是在生態(tài)環(huán)境遭受外界干擾后表現(xiàn)出的抵抗性；經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)韌性是恢復(fù)遭受干擾的生態(tài)環(huán)境應(yīng)具備的經(jīng)濟(jì)條件；社會子系統(tǒng)韌性是人類活動過程中利用自然資源，以及對生態(tài)環(huán)境的改造和保護(hù)，即對變化的適應(yīng)能力。本文研究祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性，其中3 個子系統(tǒng)的關(guān)系和韌性含義表征如圖2所示。

圖2 復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的關(guān)系和韌性含義表征圖Fig.2 Diagram of the relationships between the subsystems of a complex ecosystem and the implications of resilience

本文在選取自然子系統(tǒng)指標(biāo)時，鑒于祁連山地區(qū)山脈連綿起伏、縱橫交錯，選取了山區(qū)生態(tài)環(huán)境評價的常用指標(biāo)，同時考慮到祁連山地區(qū)當(dāng)前面臨的植被減少、林地退化、水土流失和沙化等主要生態(tài)問題。本文選取荒漠化指數(shù)（C1）、水土流失指數(shù)（C2）、土地鹽堿指數(shù)（C3）、水源涵養(yǎng)指數(shù)（C4）、生物豐度指數(shù)（C5）、林草覆蓋率（C6）作為自然子系統(tǒng)指標(biāo)。在選取經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)指標(biāo)時，考慮到農(nóng)牧區(qū)在祁連山地區(qū)占比較大，并且畜牧業(yè)是自古以來的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，選取了偏重于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)評價的常用指標(biāo)。本文選取農(nóng)林牧業(yè)總產(chǎn)值增長率（C7）、農(nóng)村居民人均純收入（C8）、國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）增長率（C9）、二產(chǎn)占比（C10）、公共財政支出占比（C11）作為經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)指標(biāo)。其中GDP 增長率反映宏觀經(jīng)濟(jì)總體狀況；農(nóng)村居民人均純收入反映農(nóng)村居民生活水平狀況；農(nóng)林牧業(yè)總產(chǎn)值增長率反映當(dāng)?shù)刂饕a(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r；二產(chǎn)占比反映當(dāng)?shù)毓I(yè)化進(jìn)程；公共財政支出占比反映政府經(jīng)濟(jì)投入情況。在選取社會子系統(tǒng)指標(biāo)時，將人口數(shù)量和民生改善作為主要方面，同時考慮反映地區(qū)競爭力的科學(xué)技術(shù)和教育發(fā)展程度。本文選取人口密度（C12）、人口增長率（C13）、人均耕地面積（C14）、城鎮(zhèn)化率（C15）、科技投入強(qiáng)度（C16）和教育投入強(qiáng)度（C17）作為社會子系統(tǒng)指標(biāo)。其中人口密度和人口增長率反映人口數(shù)量和變化情況；人均耕地面積反映民生改善情況；城鎮(zhèn)化率反映當(dāng)?shù)爻墙ㄇ闆r；科技投入強(qiáng)度和教育投入強(qiáng)度反映科學(xué)技術(shù)和教育發(fā)展程度。參考已有相關(guān)研究成果，制定了祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性評估的指標(biāo)體系，用C 表示，其中+表示正向指標(biāo)，-表示負(fù)向指標(biāo)，如圖3所示。

圖3 復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性評價指標(biāo)體系Fig.3 Index system of resilience evaluation of complex ecosystem

2.1.2 熵權(quán)法本文將時間序列與指標(biāo)熵相結(jié)合，更加準(zhǔn)確地確定各指標(biāo)的權(quán)重，指標(biāo)權(quán)重越大表示該指標(biāo)在評價體系作用越大，反之成立。

式中：ωj為指標(biāo)j的權(quán)重；n為指標(biāo)總數(shù)；Hj為指標(biāo)j的信息熵；t為研究時段；fαij為第α年，第i個縣（區(qū)）的第j個指標(biāo)占比（%）；Rij為標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)值。

2.1.3 三維空間矢量模型復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展過程中，自然、經(jīng)濟(jì)和社會3個子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能各不相同，且彼此間相互聯(lián)系和制約，存在著復(fù)雜的非線性關(guān)系［28］。因此，本文從三維復(fù)合系統(tǒng)出發(fā)，構(gòu)建祁連山地區(qū)自然-經(jīng)濟(jì)-社會復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)三維空間矢量模型（圖4）。向量OS 表示復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性的最優(yōu)發(fā)展軌跡，自然、經(jīng)濟(jì)、社會子系統(tǒng)的韌性發(fā)展軌跡向量OP 不能完全與其重合。基于此，本文定義了復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性的發(fā)展度、協(xié)調(diào)度和發(fā)展指數(shù)的概念。計(jì)算步驟如下：

圖4 韌性三維空間矢量模型Fig.4 Three-dimensional space vector model of resilience

（1）各子系統(tǒng)韌性發(fā)展指數(shù)

式中：Xt、Yt、Zt分別為自然、經(jīng)濟(jì)、社會子系統(tǒng)韌性發(fā)展指數(shù)；R1ij、R2ij、R3αij分別為自然、經(jīng)濟(jì)、社會子系統(tǒng)韌性的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)值。

（2）韌性發(fā)展度

式中：OP為復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性發(fā)展度。

（3）韌性協(xié)調(diào)度

韌性協(xié)調(diào)度是指祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性的實(shí)際發(fā)展軌跡與最優(yōu)發(fā)展軌跡的擬合度，將偏離角度θ定義為復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性協(xié)調(diào)度，θ值與韌性協(xié)調(diào)度負(fù)相關(guān)，即θ值越大，則3 個子系統(tǒng)發(fā)展的協(xié)調(diào)度越差。

式中：SP為目前復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性狀態(tài)與最優(yōu)狀態(tài)的差距；OS為復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性的最優(yōu)發(fā)展軌跡。

（4）韌性發(fā)展指數(shù)

韌性發(fā)展指數(shù)是對祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性水平的真實(shí)反應(yīng)，將沿最優(yōu)發(fā)展軌跡的實(shí)際長度定義為復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性發(fā)展能力，在三維空間矢量模型示意圖中即為向量OP′的長度，向量OP′與韌性水平正相關(guān)，OP′的值越接近OP，說明祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性發(fā)展水平越接近于最優(yōu)發(fā)展水平。

式中：OP′為韌性發(fā)展指數(shù)。

2.1.4 耦合協(xié)調(diào)度模型利用耦合協(xié)調(diào)度模型測算自然、經(jīng)濟(jì)、社會3 個子系統(tǒng)相互作用的程度，并進(jìn)一步分析3 個子系統(tǒng)在耦合度基礎(chǔ)上的良性程度，反映協(xié)調(diào)狀況的好壞，從而揭示3 個子系統(tǒng)之間的協(xié)同水平，步驟如下［29］：

（1）耦合度（C）

耦合度C∈[0,1]，C值越大，說明3個子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)度越大。

式中：T為3個子系統(tǒng)的綜合評價值；U1、U2、U3分別為自然子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、社會子系統(tǒng)；γ1、γ2和γ3均為待定系數(shù)，且γ1+γ2++γ3=1，認(rèn)為3 個子系統(tǒng)同等重要，所以γ1=γ2=γ3=1/3。

（2）耦合協(xié)調(diào)度（D）

耦合協(xié)調(diào)度是反映3個子系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系中良性耦合程度的指標(biāo)。D∈[0,1]，D值越大，說明3個子系統(tǒng)的協(xié)同水平越高。

2.1.5 障礙診斷模型通過構(gòu)建障礙診斷模型，識別影響祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性提升的障礙因子，障礙度值越大，說明對韌性提升的制約程度越高。

式中：Oj為單項(xiàng)指標(biāo)j的障礙度；ωj為指標(biāo)j的權(quán)重；Rαij為標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)值。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本文分析數(shù)據(jù)資料源于《甘肅省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2008—2022年）和《青海省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2008—2022年），以及甘肅省和青海省的部分縣（市、區(qū)）統(tǒng)計(jì)年鑒和公報。矢量數(shù)據(jù)來源于DEM數(shù)據(jù)下載自全國地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)（http://www.webmap.cn），研究區(qū)邊界范圍數(shù)據(jù)源于國家冰川凍土沙漠科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.ncdc.ac.cn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性時空特征分析

根據(jù)自然斷點(diǎn)法將自然子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、社會子系統(tǒng)和復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的韌性水平劃分為5級，分別為低韌性、較低韌性、中等韌性、較高韌性和高韌性。根據(jù)2007—2021 年祁連山地區(qū)30 個縣（區(qū)）的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性計(jì)算結(jié)果，借助ArcGIS 10.2呈現(xiàn)祁連山地區(qū)2007年和2021年的韌性等級（圖5）。

圖5 2007、2021年祁連山地區(qū)韌性等級空間分布Fig.5 Spatial distribution of resilience classes in the Qilian Mountain area in 2007 and 2021

2007—2021 年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性呈上升趨勢。根據(jù)圖5，2007年和2021年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性在空間上均表現(xiàn)為東部等級高，西部等級低，且呈現(xiàn)從東部逐漸向西部降低的趨勢。自然子系統(tǒng)韌性呈下降趨勢，韌性等級高的地區(qū)明顯減少，在空間上表現(xiàn)為從中東部向西北部逐漸降低的規(guī)律。經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)韌性呈上升趨勢，且增速較快，尤其以東部和北部提升明顯，韌性等級低的地區(qū)大幅減少，在空間上表現(xiàn)為中等韌性及以上等級主要集中于東部和北部，中等韌性以下等級主要集中于中部和西部。社會子系統(tǒng)韌性呈上升趨勢，但仍以中等韌性等級以下為主，在空間上表現(xiàn)為中等韌性及以下等級主要集中于中部和西部，中等韌性以上等級主要集中于東部。究其原因，祁連山地東部地形平坦、海拔較低、林草植被覆蓋度高、氣候較適宜、水源涵養(yǎng)能力好，較少存在水土流失、土地沙化和鹽堿化等生態(tài)問題；西部地區(qū)山脈眾多、戈壁荒漠面積大、水土流失嚴(yán)重，加之長期不合理灌溉，導(dǎo)致土地鹽堿化、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。因此，相較于西部地區(qū)，東部地區(qū)自然子系統(tǒng)恢復(fù)能力更強(qiáng)。祁連山地區(qū)東部臨近大城市，科教投入占比較大，人口、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展水平相對更高；西部地區(qū)由于自然環(huán)境惡劣，距大城市較遠(yuǎn)，人口較少且物質(zhì)生活水平低，科研和教育投入不足，農(nóng)牧業(yè)為主要產(chǎn)業(yè)，因此，面對經(jīng)濟(jì)和社會環(huán)境擾動，東部比西部恢復(fù)原有狀態(tài)的速度更快。綜合上述自然、經(jīng)濟(jì)和社會現(xiàn)狀，使得祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性等級東部地區(qū)高于西部地區(qū)，且提升幅度大，并且當(dāng)任一子系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，其他子系統(tǒng)能快速做出調(diào)整以適應(yīng)各種破壞并恢復(fù)原有狀態(tài)。通過對比復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)和自然、經(jīng)濟(jì)、社會子系統(tǒng)韌性等級分布圖發(fā)現(xiàn)，復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性等級上升的縣（區(qū)）是由于經(jīng)濟(jì)和社會子系統(tǒng)韌性等級上升，下降的縣（區(qū)）是由于自然子系統(tǒng)韌性等級下降，由此可見，祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性等級的變化，自然子系統(tǒng)韌性起到至關(guān)重要的作用。

根據(jù)2007—2021年祁連山地區(qū)30個縣（區(qū)）的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性計(jì)算結(jié)果，對比分析2007年和2021年不同韌性等級數(shù)量在空間上的分布變化（圖6）。根據(jù)圖6，對比2007年和2021年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性值各等級的縣（區(qū)）數(shù)量及其占比變化情況，其中韌性等級數(shù)量變化最明顯的為低韌性等級、中等韌性等級、高韌性等級。低韌性等級從2007 年占比41.38%降至2021 年占比34.48%，中等韌性等級和高韌性等級分別從2007 年占比17.24%和3.45%上升至2021 年占比24.14%和10.35%。除此之外，較低韌性等級和較高韌性等級也有明顯變化，較低韌性等級從2007 年占比20.69%降至2021年占比17.24%，較高韌性等級從2007 年占比17.24%升至2021 年占比20.69%。整體而言，祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性等級有所提升，表明受到外界干擾后的恢復(fù)能力有所增強(qiáng)，尤其是祁連山東部地區(qū)高韌性等級提升幅度較大，在面對系統(tǒng)內(nèi)、外部干擾時能更好地維持各子系統(tǒng)間的穩(wěn)定性。

圖6 2007—2021年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性各等級縣（區(qū)）數(shù)量及其所占比重Fig.6 Number and proportion of counties(districts)in each level of complex ecosystem resilience in the Qilian Mountain area from 2007 to 2021

3.2 復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性耦合協(xié)調(diào)分析

根據(jù)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)耦合度和耦合協(xié)調(diào)度的計(jì)算結(jié)果，分析2007—2021年祁連山地區(qū)自然、經(jīng)濟(jì)、社會3 個子系統(tǒng)相互作用的程度，以及三者的耦合協(xié)調(diào)水平。基于相關(guān)學(xué)者的研究成果，本文耦合度分級標(biāo)準(zhǔn)見表1，耦合協(xié)調(diào)度分級標(biāo)準(zhǔn)見表2。根據(jù)2007—2021 年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的耦合度和耦合協(xié)調(diào)度計(jì)算結(jié)果（圖7），耦合度和耦合協(xié)調(diào)度等級如表3 所示，分析2007—2021 年3 個子系統(tǒng)相互作用的程度，以及三者的耦合協(xié)調(diào)水平。

表1 耦合度分級標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Coupling degree grading standard

表2 耦合協(xié)調(diào)度分級標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Coupling coordination degree grading standard

表3 2007—2021年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)耦合度和耦合協(xié)調(diào)度等級Tab.3 Coupling degree level and coupling coordination degree level of complex ecosystem in the Qilian Mountain area from 2007 to 2021

圖7 2007—2021年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)耦合度和耦合協(xié)調(diào)度Fig.7 Coupling degree and coupling coordination degree of complex ecosystem in the Qilian Mountain area from 2007 to 2021

根據(jù)圖7 可以看出，2007—2012 年耦合度提升明顯，此后保持在較高水平。2007—2011年耦合度處于磨合狀態(tài)，3個子系統(tǒng)的相互作用不顯著，表明當(dāng)?shù)孛癖姷纳a(chǎn)和生活對自然環(huán)境的影響有限。直至2012年，耦合度變?yōu)楦咚今詈希?個子系統(tǒng)的相互作用程度增強(qiáng)，關(guān)聯(lián)性升高，表明任一子系統(tǒng)的變化必然引起其他2個子系統(tǒng)的連鎖反應(yīng)。

根據(jù)圖7 可以看出，2007—2021 年3 個子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)狀況呈波動上升趨勢，2007年耦合協(xié)調(diào)度僅為0.491，處于瀕臨失衡等級，表明自然、經(jīng)濟(jì)、社會3 個子系統(tǒng)的發(fā)展是不協(xié)調(diào)的，此階段當(dāng)?shù)孛癖娨誀奚鷳B(tài)環(huán)境為代價換取經(jīng)濟(jì)增長，該種增長方式無法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定。2012 年耦合協(xié)調(diào)度增至0.637，協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r升至初級協(xié)調(diào)等級，此后耦合協(xié)調(diào)水平逐漸優(yōu)化。黨的十八大報告把生態(tài)文明建設(shè)納入中國特色，成為黨的行動綱領(lǐng)，各級政府開始重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作密切相關(guān)。2015 年協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r升至中級協(xié)調(diào)等級。2016 年協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r出現(xiàn)波動，耦合協(xié)調(diào)度等級倒退至初級協(xié)調(diào)等級，原因在于祁連山部分地區(qū)出現(xiàn)了違規(guī)采礦、超載放牧等一系列破環(huán)生態(tài)環(huán)境的問題。中央和地方政府對祁連山地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理工作非常重視，采取了一系列行之有效的措施，直至2020年，協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r恢復(fù)至中級協(xié)調(diào)等級。

3.3 復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性障礙因子分析

根據(jù)障礙診斷模型，計(jì)算2007—2021年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性17個指標(biāo)的障礙度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)制約祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性的因子主要來自于自然子系統(tǒng)，根據(jù)各縣（區(qū)）障礙因子出現(xiàn)頻次統(tǒng)計(jì)，出現(xiàn)頻次高的障礙因子為：C4、C5、C6、C7、C8、C10、C12，可將上述障礙因子作為制約祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性的主要影響指標(biāo)。障礙度排名前5的指標(biāo)（表4）分別在30個縣（區(qū)）出現(xiàn)頻次見圖8。

表4 祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性主要障礙因子和障礙度Tab.4 Main obstacle factors and obstacle degree of complex ecosystem resilience in the Qilian Mountain area/%

圖8 祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性主要障礙因子頻次統(tǒng)計(jì)Fig.8 Frequency statistics of main obstacle factors of complex ecosystem resilience in the Qilian Mountain area

根據(jù)表4和圖8，C4、C6、C7、C8 4個指標(biāo)的障礙度排序在2007、2012、2017 年和2021 年均位列前5。自然子系統(tǒng)的C6 障礙度排名始終第一，且出現(xiàn)頻次最多，對祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性影響較大，要深入推進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理，持續(xù)抓好國家林草資源保護(hù)工作。2007 年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性主要障礙因子大部分來自于自然和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)，且障礙度較高。2012年主要障礙因子大部分依然來自于自然和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)，且障礙度有所升高，來自社會子系統(tǒng)的障礙因子障礙度在降低。2017 年來自自然子系統(tǒng)的障礙因子障礙度持續(xù)升高，部分縣（區(qū)）來自經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的障礙因子障礙度有所升高，來自社會子系統(tǒng)的障礙因子障礙度在降低。2021 年來自經(jīng)濟(jì)和社會子系統(tǒng)的障礙因子障礙度均不斷升高，自然和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)是影響復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性水平提升的主要障礙因素。

祁連山地區(qū)各縣（區(qū)）復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性障礙因子的空間差異顯著。以2021年為例，祁連山地區(qū)各縣（區(qū)）復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性指標(biāo)障礙度排名前3的障礙因子如圖9 所示：C6 排名第1 的縣（區(qū)）有17個，主要分布在祁連山地區(qū)的東部和中部，C6 來自于自然子系統(tǒng)，說明2021年祁連山地區(qū)東部復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性提升受自然因素干擾大，這與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會子系統(tǒng)發(fā)展較好有關(guān)，并且經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展會對自然生態(tài)環(huán)境帶來不利影響。來自經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的C7、C8 和來自自然子系統(tǒng)的C4 排名也比較靠前，C7和C4主要分布于祁連山地區(qū)的西部，說明祁連山地區(qū)西部復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性提升受自然因素和經(jīng)濟(jì)因素干擾大，這與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境惡劣，經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后有關(guān)。

圖9 2021年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性障礙度排名前3的障礙因子Fig.9 Top 3 obstacle factors of complex ecosystem resilience in the Qilian Mountain area in 2021

4 討論

祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性水平空間差異較大，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注西部地區(qū)的環(huán)境保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)，并積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加大經(jīng)濟(jì)發(fā)展力度，提升復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性水平，同時保護(hù)好東部地區(qū)的優(yōu)勢。首先，對于祁連山地區(qū)，自然子系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)和社會子系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)條件，對祁連山地區(qū)的高質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展起到?jīng)Q定性作用。其次，經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)支撐社會子系統(tǒng)的發(fā)展，同時作用于自然子系統(tǒng)，只有強(qiáng)有力的經(jīng)濟(jì)支撐才能采取有效措施，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境。再次，社會子系統(tǒng)中，民生發(fā)展?fàn)顩r、城鎮(zhèn)化水平和科教投入直接影響人民的生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識，應(yīng)關(guān)注當(dāng)?shù)孛裆纳坪统墙ㄇ闆r，加大科技和教育投入，提高當(dāng)?shù)鼐用竦沫h(huán)保意識。因此，祁連山地區(qū)應(yīng)針對不同區(qū)域3 個子系統(tǒng)的韌性水平情況，三管齊下采取針對性措施，以期有效治理祁連山地區(qū)生態(tài)環(huán)境問題，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展。

祁連山地區(qū)的自然、經(jīng)濟(jì)、社會子系統(tǒng)發(fā)展相互作用程度高、關(guān)聯(lián)性大，且發(fā)展?fàn)顟B(tài)逐年向好，經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展對生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面效應(yīng)逐步減弱，逐漸實(shí)現(xiàn)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展。然而，根據(jù)協(xié)調(diào)度的發(fā)展曲線發(fā)現(xiàn)其發(fā)展緩慢，為提升3 個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，需要進(jìn)一步完善和創(chuàng)新現(xiàn)有政策和措施，尋找新的增長點(diǎn)，為祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性提升提供源源不斷的動力，以期達(dá)到最佳狀態(tài)。

自然和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)是制約祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性提升的主要障礙因素。東部地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性提升受自然因素干擾大，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平整體較好，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時做好生態(tài)環(huán)境保護(hù)，踐行“優(yōu)先生態(tài)環(huán)境保護(hù)，兼顧社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展”的區(qū)域發(fā)展目標(biāo)。西部地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性提升受自然因素和經(jīng)濟(jì)因素干擾大，當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境惡劣，經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后，西部地區(qū)應(yīng)在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的前提下，多途徑提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，增加科技和教育投入，提高人民生活水平。

5 結(jié)論

（1）2007—2021年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性呈上升趨勢，低韌性等級和中等韌性等級數(shù)量減少明顯，高韌性等級數(shù)量增加明顯，其中東部地區(qū)高韌性等級提升幅度較大，空間上呈現(xiàn)從東部逐漸向西部降低的趨勢；自然子系統(tǒng)韌性呈下降趨勢，空間上呈現(xiàn)中東部向西北部逐漸降低的趨勢；經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)韌性呈上升趨勢，且增速較快，高經(jīng)濟(jì)韌性集中分布于東部和北部；社會子系統(tǒng)韌性上升幅度不大，高社會韌性集中分布于東部。

（2）2007—2021年祁連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性耦合度提升明顯，已達(dá)到高水平耦合；耦合協(xié)調(diào)度呈波動上升趨勢，已達(dá)到中級協(xié)調(diào)等級。

（3）2007—2021年影響連山地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性提升的主要障礙因子為：水源涵養(yǎng)指數(shù)、生物豐度指數(shù)、林草地覆蓋率、農(nóng)林牧業(yè)總產(chǎn)值增長率、農(nóng)村居民人均純收入、二產(chǎn)占比、人口密度。自然子系統(tǒng)對復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性提升影響較大，來自經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的指標(biāo)障礙度提升明顯。