Analysis of driving factors that influence the pattern and quality of the ecosystem in Xilingol League

doi:10.11686/cyxb2020309

Abstract

Abstract:

The pattern and quality of ecosystems would change due to the coupling effects of natural and human activities， and their changes would directly affect ecosystem services and human well-being. Located in the central region of Inner Mongolia， Xilingol League is an important ecological security barrier for the Beijing-Tianjin-Hebei region and is also a major source of livestock products. It is of great significance to study the evolution and driving factors of the ecological pattern of the Xilingol League to build an ecological security barrier in northern Inner Mongolia. In this study， the remote sensing image was used to analyze the changes in ecosystem types and quality of 2000 and 2015 and analyzed the effects of multiple factors included resource development， urbanization development， and policy implementation on the evolution of the ecosystem in Xilingol League. Results showed that the overall quality of the ecosystem in the Xilingol League was improved in 2000-2015， and the quality of grassland ecosystems improved most in the middle and eastern regions. The area of grasslands， shrubs， towns， bare land， wetlands， forests， and mining areas showed an increasing trend， but the area of farmland， sand， and water showed a decreasing trend. The pattern and quality of the ecosystem in the Xilingol League were affected by the interaction of human and natural factors， which had a positive relationship with precipitation while correlated negatively with temperature. There was a positive correlation between the GDP and mining area ecosystem， and the policy of returning farmland to grassland had prompted the transfer of farmland to grassland.

Key words: Xilingol League, ecosystem pattern, ecosystem quality, driving factor

Ya-hong LIU, Lei SHI, Hong CHANG, Yu XIE, La WEI, Hai-lian SUN, Xiu ZHAI. Analysis of driving factors that influence the pattern and quality of the ecosystem in Xilingol League[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2021, 30(12): 17-26.

Figures/Tables 9

References 21

1	Lu H T， Huang Q Z， Zhu J Y. Ecosystem type and quality changes in Lhasa river basin and their effects on ecosystem services. Acta Ecologica Sinica， 2018， 38（24）： 8911-8918.
	卢慧婷，黄琼中，朱捷缘. 拉萨河流域生态系统类型和质量变化及其对生态系统服务的影响. 生态学报， 2018， 38（24）： 8911-8918.
2	Xiao Y， Ouyang Z Y， Wang L Y. Spatial patterns of ecosystem quality in Inner Mongolia and its driving forces analysis. Acta Ecologica Sinica， 2016， 36（19）： 6019-6030.
	肖洋，欧阳志云，王莉雁. 内蒙古生态系统质量空间特征及其驱动力. 生态学报， 2016， 36（19）： 6019-6030．
3	Siteur K， Siero E， Eppinga M B. Beyond turing： The response of patterned ecosystems to environmental change. Ecological Complexity， 2014， 20： 81-96 .
4	Li H Z， Liu H Q， Research on change of environment in Ordos by remote sensing. Agriculture and Technology， 2005， 25（5）： 68-70.
	李增慧，刘惠清. 基于遥感的鄂尔多斯农牧交错区生态环境变化研究. 农业与技术， 2005， 25（5）： 68-70.
5	Zolch T， Wamsler C， Pauleit S. Integrating the ecosystem-based approach into municipal climate adaptation strategies： The case of Germany. Journal of Cleaner Production， 2018， 170： 966-977.
6	Fu B J. Ecosystem service and ecological security. Beijing： Higher Education Press， 2013.
	傅伯杰. 生态系统服务与生态安全. 北京：高等教育出版社， 2013.
7	Batunacun， Hu Y F， Yan Y. The variation sand its spatial pattern of grassland changes in Xilingol from 1970. Resources Science， 2012， 34（6）： 1017-1023.
	巴图娜存，胡云锋，艳燕. 1970年代以来锡林郭勒盟草地资源空间分布格局的变化. 资源科学， 2012， 34（6）： 1017-1023.
8	Liu J W， Jin T T， Liu G H， et al. Changes in land use and soil and water conservation of the upper and middle reaches of Heihe river basin during 2000-2010. Acta Ecologica Sinica， 2014， 34（23）： 7013-7025.
	刘金巍，靳甜甜，刘国华，等. 黑河中上游地区2000-2010 年土地利用变化及水土保持服务功能. 生态学报， 2014， 34（23）： 7013-7025.
9	Daily G， Postel S， Bawa K S， et al. Nature’s services： Societal dependence on natural ecosystems. Washington DC： Island Press， 1997．
10	Ouyang Z Y， Zhang L， Wu B F， et al. An ecosystem classification system based on remote sensor information in China. Acta Ecologica Sinica， 2015， 35（2）： 219-226.
	欧阳志云，张路，吴炳方，等. 基于遥感技术的全国生态系统分类体系. 生态学报， 2015， 35（2）： 219-226.
11	Lu L B. Investigation and evaluation of land ecological status in Ordos City. Hohhot： Inner Mongolia Normal University， 2013.
	鲁丽波. 鄂尔多斯市土地生态状况调查与评估分析. 呼和浩特：内蒙古师范大学， 2013.
12	Xiao Y. China ecosystem assessment and ecological security database. （2014-11-19）［2017-11-27］. http：//www.ecosystem.csdb.cn/.
	肖燚. 中国生态系统评估与生态安全数据库. （2014-11-19）［2017-11-27］. http：//www.ecosystem.csdb.cn/.
13	Ouyang Z Y， Xu W H， Xiao Y. Ecosystem pattern， quality， services and evolution in China. Beijing： Science Press， 2016.
	欧阳志云，徐卫华，肖燚. 中国生态系统格局、质量、服务与演变. 北京：科学出版社， 2016.
14	Yang T R， Kuang W H， Liu W D， et al. Optimized layout of ecological spatial structure of Guanzhong urban agglomeration based on ecological security pattern. Geographical Research， 2017， 36（3）： 441-452.
	杨天荣，匡文慧，刘卫东，等. 基于生态安全格局的关中城市群生态空间结构优化布局. 地理研究， 2017， 36（3）： 441-452.
15	Li W H. Ecosystem service research is the core of ecosystem assessment. Resources Science， 2006， 28（4）： 4.
	李文华. 生态系统服务研究是生态系统评估的核心. 资源科学， 2006， 28（4）： 4.
16	Dong T， Xiao Y， Zhang L. Changes and driving forces of ecosystem pattern and quality in Ordos City. Acta Ecologica Sinica， 2019， 39（2）： 660-671.
	董天，肖洋，张路. 鄂尔多斯市生态系统格局和质量变化及驱动力. 生态学报， 2019， 39（2）： 660-671.
17	Jia B Q， Wang G Z， Ci L J. Regional difference analysis of landscape pattern distribution characteristics： A case study of Ejin Horo Banner in Ordos Plateau. Arid Zone Research， 2003， 20（3）： 168-174.
	贾宝全，王国柱，慈龙骏. 景观格局分布特征的区域差异分析——以鄂尔多斯高原伊金霍洛旗为例. 干旱区研究， 2003， 20（3）： 168-174.
18	Wang J， Li B L， Yu W L. Analysis of vegetation change trend and influencing factors in Inner Mongolia Autonomous Region in recent 30 years. Journal of Arid Land Resources and Environment， 2012， 26（2）： 132-138.
	王娟，李宝林，余万里. 近30年内蒙古自治区植被变化趋势及影响因素分析. 干旱区资源与环境， 2012， 26（2）： 132-138.
19	Liu Y Q， Liao L W， Long H L， et al. Effect of land use transition on ecosystem service value： A case study of Hunan Province. Geographical Research， 2015， 34（4）： 691-700.
	刘永强，廖柳文，龙花楼，等. 土地利用转型的生态系统服务价值效应分析：以湖南省为例. 地理研究， 2015， 34（4）： 691-700.
20	Hu C X， Guo X D， Lian G， et al. Impact of land use change on ecosystem service value in the rapidly urbanizing area of Yangtze River Delta： A case study of Jiaxing City. Resources and Environment in the Yangtze Basin， 2017， 26（3）： 333-340.
	虎陈霞，郭旭东，连纲，等. 长三角快速城市化地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响：以嘉兴市为例. 长江流域资源与环境， 2017， 26（3）： 333-340．
21	Yu G M， Liu Y， Yan Y， et al. Assessment of soil wind erosion risk in central Inner Mongolia from 2000 to 2008. Geographical Science， 2011， 31（12）： 1493-1499.
	于国茂，刘越，艳燕，等. 2000-2008年内蒙古中部地区土壤风蚀危险度评价. 地理科学， 2011， 31（12）： 1493-1499.

生态系统类型 Ecosystem classification	面积 Area （hm²）	比例 Ratio （%）	二级分类 Classification Ⅱ	面积 Area （hm²）	比例 Ratio （%）
草地生态系统Grassland ecosystem	17287607.71	86.15	草丛Thick growth of grass	20.25	0.00
			温性草甸Temperate meadow-steppe type rangeland	389507.93	1.94
			温性草原Temperate steppe type rangeland	16186899.83	80.67
			温性荒漠Temperate steppe-desert type rangeland	711179.70	3.54
农田生态系统Cultivated ecosystem	430828.71	2.15	旱地Dry land	428602.13	2.14
农田生态系统Cultivated ecosystem	430828.71	2.15	园地Garden plot	2226.58	0.01
灌丛生态系统Shrub ecosystem	447754.68	2.23	灌木林Shrubbery	447754.68	2.23
城镇生态系统Urban ecosystem	145519.73	0.73	建设用地Land for construction	52206.71	0.26
城镇生态系统Urban ecosystem	145519.73	0.73	交通用地Land for transportation	93313.03	0.47
沙漠生态系统Desert ecosystem	507363.79	2.53	沙漠Desert	507363.79	2.53
湿地生态系统Wetland ecosystem	433867.33	2.16	湿地Wetland	433867.33	2.16
水域生态系统Aquatic ecosystem	64839.49	0.32	河流River	247.10	0.00
			湖泊Lakes	60918.23	0.30
			水库Reservoir	3674.16	0.02
森林生态系统Forest ecosystem	133567.01	0.67	混交林Mingled forest	8.10	0.00
			阔叶林Broad-leaved forest	110358.06	0.55
			疏林地Opening	296.42	0.00
			针叶林Coniferous forest	22904.43	0.11
采矿用地Mining lease	28195.14	0.14	采矿用地Mining	28195.14	0.14
裸地Bare land	161834.85	0.81	裸地Bare land	161834.85	0.81
其他Others	424059.54	2.11	其他Other	58216.63	0.29
			草本绿地Herbaceous land	347.49	0.00
			盐碱地Saline-alkali soil	365495.42	1.82
合计Total	20065437.99			20065437.99

生态系统类型 Ecosystem classification	面积 Area （hm²）	比例 Ratio （%）	二级分类 Classification Ⅱ	面积 Area （hm²）	比例 Ratio （%）
草地生态系统Grassland ecosystem	17287607.71	86.15	草丛Thick growth of grass	20.25	0.00
			温性草甸Temperate meadow-steppe type rangeland	389507.93	1.94
			温性草原Temperate steppe type rangeland	16186899.83	80.67
			温性荒漠Temperate steppe-desert type rangeland	711179.70	3.54
农田生态系统Cultivated ecosystem	430828.71	2.15	旱地Dry land	428602.13	2.14
农田生态系统Cultivated ecosystem	430828.71	2.15	园地Garden plot	2226.58	0.01
灌丛生态系统Shrub ecosystem	447754.68	2.23	灌木林Shrubbery	447754.68	2.23
城镇生态系统Urban ecosystem	145519.73	0.73	建设用地Land for construction	52206.71	0.26
城镇生态系统Urban ecosystem	145519.73	0.73	交通用地Land for transportation	93313.03	0.47
沙漠生态系统Desert ecosystem	507363.79	2.53	沙漠Desert	507363.79	2.53
湿地生态系统Wetland ecosystem	433867.33	2.16	湿地Wetland	433867.33	2.16
水域生态系统Aquatic ecosystem	64839.49	0.32	河流River	247.10	0.00
			湖泊Lakes	60918.23	0.30
			水库Reservoir	3674.16	0.02
森林生态系统Forest ecosystem	133567.01	0.67	混交林Mingled forest	8.10	0.00
			阔叶林Broad-leaved forest	110358.06	0.55
			疏林地Opening	296.42	0.00
			针叶林Coniferous forest	22904.43	0.11
采矿用地Mining lease	28195.14	0.14	采矿用地Mining	28195.14	0.14
裸地Bare land	161834.85	0.81	裸地Bare land	161834.85	0.81
其他Others	424059.54	2.11	其他Other	58216.63	0.29
			草本绿地Herbaceous land	347.49	0.00
			盐碱地Saline-alkali soil	365495.42	1.82
合计Total	20065437.99			20065437.99

生态系统类型 Ecosystem classification	面积 Area （hm²）	占比 Ratio （%）	变化量 Change amount （hm²）	变化率 Rate of change （%）
草地生态系统Grass ecosystem	17261610.71	86.03	25997.00	0.15
农田生态系统Cultivated ecosystem	475613.98	2.37	-44785.27	-10.40
灌丛生态系统Shrub ecosystem	439888.29	2.19	7866.40	1.76
城镇生态系统Urban ecosystem	117785.99	0.59	27733.75	19.06
沙漠生态系统Desert ecosystem	520264.10	2.59	-12900.31	-2.54
湿地生态系统Wetland ecosystem	429465.50	2.14	4401.83	1.01
水域生态系统Aquatic ecosystem	128033.08	0.64	-63193.59	-97.46
森林生态系统Forest ecosystem	132301.91	0.66	1265.10	0.95
采矿用地Mining lease	8487.32	0.04	19707.82	69.90
裸地Bare land	161280.00	0.80	554.85	0.34
其他Others	390707.12	1.95	33352.42	7.87

生态系统类型 Ecosystem classification	面积 Area （hm²）	占比 Ratio （%）	变化量 Change amount （hm²）	变化率 Rate of change （%）
草地生态系统Grass ecosystem	17261610.71	86.03	25997.00	0.15
农田生态系统Cultivated ecosystem	475613.98	2.37	-44785.27	-10.40
灌丛生态系统Shrub ecosystem	439888.29	2.19	7866.40	1.76
城镇生态系统Urban ecosystem	117785.99	0.59	27733.75	19.06
沙漠生态系统Desert ecosystem	520264.10	2.59	-12900.31	-2.54
湿地生态系统Wetland ecosystem	429465.50	2.14	4401.83	1.01
水域生态系统Aquatic ecosystem	128033.08	0.64	-63193.59	-97.46
森林生态系统Forest ecosystem	132301.91	0.66	1265.10	0.95
采矿用地Mining lease	8487.32	0.04	19707.82	69.90
裸地Bare land	161280.00	0.80	554.85	0.34
其他Others	390707.12	1.95	33352.42	7.87

生态系统类型 Ecosystem classification	草地 Grass	农田 Cultivated	灌丛 Shrub	城镇 Urban	沙漠 Desert	湿地 Wetland
草地Grass	17187841.62	11435.75	5748.25	23735.17	617.22	3339.25
农田Cultivated	51180.79	417434.38	2988.09	2511.42		182.25
灌丛Shrub	456.84	369.36	437509.32	787.32	135.27	110.16
城镇Urbans	107.73	25.92	4.86	117628.85
沙漠Deserts	12949.72		392.04	11.34	506418.52	57.51
湿地Wetland	7067.40	1399.68	731.43	300.51	25.11	411312.45
水域Aquatic	11118.68	21.87	217.08	147.42	144.18	12110.31
森林Forest	749.30	62.37	3.24	98.01	11.34
采矿用地Mining lease	28.35		23.49
裸地Bare land	2296.35	79.38	38.88	90.72		349.11
其他Others	13810.93		98.01	208.98	12.15	6406.29
总计Total （2015）	17287607.71	430828.71	447754.68	145519.73	507363.79	433867.33
生态系统类型 Ecosystem classification	水域 Aquatic	森林 Forest	采矿用地 Mining lease	裸地 Bare land	其他 Others	总计 Total （2000）
草地Grass	2008.80	1216.55	17309.70	2623.59	5734.80	17261610.71
农田Cultivated	10.53	949.32	273.78	83.43		475613.98
灌丛Shrub	46.98	4.86	413.10	30.78	24.30	439888.29
城镇Urbans	0.81				17.82	117785.99
沙漠Deserts	4.86	18.63	370.17	15.39	25.92	520264.10
湿地Wetland	3961.70	4.05	601.02	493.29	3568.86	429465.50
水域Aquatic	51699.68	5.67	171.72	643.14	51753.33	128033.08
森林Forest		131366.31	11.34			132301.91
采矿用地Mining lease	1.62	0.81	8433.05			8487.32
裸地Bare land	347.49	0.81	166.05	157855.32	55.89	161280.00
其他Others	6757.02		445.21	89.91	362878.62	390707.12
总计Total （2015）	64839.49	133567.01	28195.14	161834.85	424059.54	20065437.99