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干旱区地理 >

2024 , Vol. 47 >Issue 9: 1577 - 1586

DOI: https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2023.602

区域发展

2000—2020年蒙古高原生态系统服务及其对气候因子的响应

  • 超宝 , 1 ,
  • 赵媛媛 , 1, 2 ,
  • 武海岩 1 ,
  • 李媛 3 ,
  • 苏宁 4
展开
  • 1.北京林业大学水土保持学院，水土保持国家林业局重点实验室，北京 100083
  • 2.北京林业大学水土保持学院，宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站，宁夏 盐池 751500
  • 3.内蒙古达拉特旗水利局，内蒙古 达拉特旗 014300
  • 4.北京师范大学地理科学学部，北京 100875
赵媛媛（1985-），女，博士，副教授，主要从事荒漠化防治研究. E-mail:

超宝（1997-），女，硕士研究生，主要从事荒漠化防治研究. E-mail:

收稿日期: 2023-10-25

  修回日期: 2023-12-18

  网络出版日期: 2026-03-11

基金资助

国家自然科学基金面上项目(41971130)

中央高校基本科研业务费专项资金(PTYX202324)

中央高校基本科研业务费专项资金(PTYX202325)

收起

Ecosystem services and its response to climate factors in the Mongolian Plateau from 2000 to 2020

  • Bao CHAO , 1 ,
  • Yuanyuan ZHAO , 1, 2 ,
  • Haiyan WU 1 ,
  • Yuan LI 3 ,
  • Ning SU 4
Expand
  • 1. Key Laboratory of State Forestry Administration on Soil and Water Conservation, School of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China
  • 2. Yanchi Ecological Research Station in the Mu Us Desert, School of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Yanchi 751500, Ningxia, China
  • 3. Inner Mongolia Autonomous Region Dalad Banner Water Conservancy Bureau, Dalad Banner 014300, Inner Mongolia, China
  • 4. Faculty of Geographical Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China

Received date: 2023-10-25

  Revised date: 2023-12-18

  Online published: 2026-03-11

Fold

摘要

客观理解蒙古高原生态系统服务及其对气候因子的响应对于气候变化背景下制定科学的生态系统保护和利用策略具有重要意义。基于土地利用/覆盖和气象观测等数据，综合运用模型模拟、空间分析和统计分析等方法，探究蒙古高原主要生态系统服务的时空格局及其与气候因子的关系。结果表明：（1） 蒙古高原生态系统生境质量、产水量、碳储量、绿地休闲服务均呈现出东高西低、北高南低的分布格局，空气净化服务呈现西高东低、中部高四周低的空间分布格局。（2） 2000—2020年，除空气净化服务总体呈降低趋势外，生境质量、产水量、碳储量、绿地休闲服务表现出不同程度的增加趋势，增长率分别为9.76%、36.02%、7.96%、7.37%，各类生态系统服务的变化幅度具有明显的空间异质性。（3） 年均降水量、温度和风速等气候因子与不同生态系统服务均呈现出显著相关性，总体上来看，降水量对生境质量、产水量、碳储量、绿地休闲等服务变化的影响贡献最大，风速对空气净化服务变化产生的贡献最大；不同亚区内，各类因子的贡献也存在一定差异。研究从生态系统服务的角度较全面地评估了蒙古高原生态系统状况，结果能够为中蒙合作开展适应气候变化的生态系统管理提供科学参考。

关键词： 生态系统服务; 时空格局; 气候变化; InVEST模型; 蒙古高原

本文引用格式

超宝 , 赵媛媛 , 武海岩 , 李媛 , 苏宁 . 2000—2020年蒙古高原生态系统服务及其对气候因子的响应[J]. 干旱区地理, 2024 , 47(9) : 1577 -1586 . DOI: 10.12118/j.issn.1000-6060.2023.602

Abstract

Objectively understanding the ecosystem services of the Mongolian Plateau and their response to climate factors is of great significance for formulating scientific strategies for ecosystem protection and utilization under the climate change. Based on the data of land use/cover and meteorological observation, this study combined model simulation, spatial analysis and statistical analysis to explore the spatiotemporal patterns of main ecosystem services and theirs relationships with climate factors in the Mongolian Plateau. The results showed that: (1) The habitat quality, water production, carbon storage, and green leisure services of the Mongolian Plateau were high in the east and low in the west, high in the north and low in the south. The air purification service was high in the west and low in the east, high in the middle and low in the surrounding areas. (2) From 2000 to 2020, habitat quality, water yield, carbon storage and green leisure services showed increasing trends with the increase rate of 9.76%, 36.02%, 7.96% and 7.37%, respectively, and the variation of ecosystem services showed an obvious spatial heterogeneity. (3) Climate factors including annual average precipitation, temperature and wind speed are significantly correlated with different ecosystem services. For the whole region of Mongolian Plateau, precipitation contributed most to changes of habitat quality, water yield, carbon storage and green space leisure; wind speed contributed most to the changes of air purification. The contribution of various factors also varied in different subregions. The study comprehensively evaluated the ecosystem status of Mongolian Plateau from the perspective of ecosystem services. The findings could provide scientific reference for China-Mongolia cooperation in ecosystem management to adapt the climate change.

Key words： ecosystem services; spatiotemporal patterns; climate change; InVEST model; the Mongolian Plateau

蒙古高原地处亚欧大陆内部，是我国北方重要的生态屏障[1]。近几十年来，全球气候变暖，叠加不合理的土地开垦、过度放牧等行为，蒙古高原出现土地退化、沙尘天气加剧、生物多样性减少等问题，致使原本就脆弱的高原生态环境更加不堪重负，直接影响到社会经济发展的可持续性[2-3]。生态系统服务作为表征生态系统区域可持续发展的一个重要指标，是连接自然资本和人类需求的重要桥梁[4]。在区域乃至全球等较大尺度上，气候变化既会影响生态系统的结构，又可以直接驱动生态系统服务的变化[5]。因此，研究蒙古高原生态系统服务对气候因子的响应对于气候变化背景下制定科学的生态系统保护和利用策略具有重要意义。
生态系统服务与气候要素的关系是当前研究的一个热点。不同气候因子对生态系统的影响形式和程度不同，应用较为广泛的研究方法包括相关分析[6]、地理探测器[7]、多元回归分析[8]和随机森林[9]等，各类方法侧重点有所不同。其中，多元回归分析可以考虑到多个自变量对因变量的影响，并且可以通过标准化系数来量化自变量的影响程度，从而更全面地解释因变量的变化，在不同区域得到了成功的应用。例如，Li等[10]利用该方法揭示了青藏高原降水、温度、风速、坡度等对产水量、固碳、防风固沙等生态系统服务的驱动作用；Shen等[11]采用该方法定量探索了京津冀地区土壤保持、碳固存等生态系统服务与归一化植被指数（NDVI）、温度、降水等因素之间的相关关系，这些都为本文在蒙古高原的研究奠定了方法基础。
蒙古高原相关研究主要聚焦在土地利用/覆盖变化特征[12-13]、植被覆盖变化对气候变化和人类活动的响应[14-15]、土壤水分对气候和植被的响应[16-17]等方面。研究发现，在蒙古高原干旱-半干旱的气候环境下，降水是区域生态系统、生态多样性、生态系统质量等的主要影响因子[18⇓-20]。然而，现有研究多集中在中国内蒙古地区，且受研究时段和评价指标不统一等因素的影响，对蒙古高原生态系统现状的认知还比较片面；对于全区碳存储、空气净化和产水量等重要的生态系统服务及其对气候因子的响应研究还鲜见报道。
因此，本文基于土地利用/覆盖和气象观测等数据，综合运用模型模拟、空间分析和统计分析等方法，对2000—2020年蒙古高原生态系统服务时空分布特征进行分析，并探讨其对气候因子的响应。研究结果有助于深入了解区域生态状况，为开展适应气候变化的高原生态环境保护和利用管理提供科学参考，以促进高原发展的可持续性。

1 数据与方法

1.1 研究区概况

蒙古高原主体（37°22′~53°20′N，87°43′~126°04′E）包括中国内蒙古自治区和蒙古国两部分，总面积约为274×104 km2（图1）。蒙古高原北部以萨彦岭和肯特山为主，南端至阴山山脉，西部分布有蒙古阿尔泰山和戈壁阿尔泰山，东部边缘分布着大兴安岭，整体地势自西向东逐渐降低，平均海拔1200 m左右。区域为典型温带大陆性气候，夏季短而干燥炎热，冬季漫长且寒冷，年内温度-45~30 ℃。蒙古高压和海暖湿气流随着季节交替不断影响气候变化，使得蒙古高原形成了从东向西由半干旱区向干旱区过渡的气候分布，年降雨量30~600 mm左右。受地形和降雨影响，植被类型复杂多样，主要分布有针叶林、落叶林、森林草原、典型草原、荒漠草原、沙漠、戈壁和草甸草原[21]。
图1 研究区示意图

注：基于自然资源部标准地图服务网站审图号为GS(2019)1822号的标准地图制作，底图边界无修改。下同。

Fig. 1 Schematic diagram of the study area

1.2 数据来源

（1） 2000、2010年和2020年蒙古高原土地利用/覆盖栅格数据来源于GLOBELAND30全球地表覆盖数据集，空间分辨率为30 m[22]。（2） 数字高程数据来源于美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）数据网站上公布的ASTER GDEM数据，空间分辨率为30 m。（3） 降雨量、温度、蒸散发等月度数据来源于Climate Research Unit（CRU）气候数据集，空间分辨率为0.5°；风速数据来源于欧洲中期天气预报中心（ECMWF）公开的ERA5全球气候再分析平台（https://cds.climate.copernicus.eu/），空间分辨率为0.25°。（4） 土壤数据来源于世界土壤数据库（Hamonized World Soil Database version 1.1，HWSD）的蒙古国和中国土壤数据集，比例尺为1:1000000。（5） 沙尘天气数据来源于美国国家气候数据中心（National Climatic Data Center，NCDC）公开的ISH数据库（ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/noaa），主要采用SYNOP数据中的沙尘天气数据，该数据用于世界各地的天气服务，全球共有20000多个观测站点，每3 h或者6 h观测一次，根据天气代码提取有关沙尘暴天气的信息[23]。本文在计算过程中，统一将地理数据空间分辨率重采样或插值为1 km。

1.3 研究方法

1.3.1 生态系统服务评估

蒙古高原以草地生态系统为主，其次是荒漠生态系统，两者面积分别占总区域面积的51.72%和27.81%。综合考虑区域生态系统结构以及人类对蒙古高原生态系统服务的需求特征，本文重点关注生境质量、产水量、碳储量、空气净化和绿地休闲服务等5类生态系统服务。生境质量、产水量和碳储量服务采用InVEST模型进行评估，该模型包含多种生态系统服务评估模块，可广泛应用于各种尺度上的定量评估[24]；空气净化和绿地休闲服务采用空间统计方法进行评估，以此实现不同生态系统服务结果的可视化表达。
（1） 生境质量
采用InVEST模型生境质量模块，利用土地利用/覆盖类型对威胁因子的敏感性和威胁因子的影响强度，计算研究区生境质量。计算方法[24]如下：
Q x j = H j 1 - D x j z D x j z + K z
式中： Q x j为土地利用类型j中栅格x的生境质量，介于0~1之间； H j为土地利用类型j的生境适宜度； D x j为土地利用类型j中栅格x所受的胁迫程度，参考相关研究[25]，将耕地、建设用地和未利用地的土地利用类型分别设定为威胁源； K为半饱和常数，默认为0.5； z为模型默认参数，值为2.5。
（2） 产水量
InVEST模型基于水量平衡原理[26]，结合土地利用/覆盖、降水量、蒸散发和植被可利用水分等数据，计算研究区内的产水量。计算方法[24]如下：
Y x j = 1 - A E T x j P x j × P x j
式中： Y x j为土地利用类型j在栅格x的年产水量（mm）； A E T x j为土地利用类型j在栅格x上的年蒸发量（mm）； P x j为土地利用类型j在栅格x上的年降水量（mm）。
（3） 碳储量
InVEST模型基于研究区土地利用/覆盖类型数据与其对应的4个碳库（地上生物量、地下生物量、土壤有机质和死亡有机物）的储存量加和来估算研究区的碳储量。计算方法[24]如下：
C t o t = C a b o v e + C b e l o w + C d e a d + C s o i l
式中： C t o t为总碳储量（t·hm-2）； C a b o v e 为地上碳储量（t·hm-2）； C b e l o w为地下碳储量（t·hm-2）； C d e a d为死亡有机质碳（t·hm-2）； C s o i l为土壤碳储量（t·hm-2）。
气候因子中，由于年均降水量会对地上生物量碳密度和土壤碳密度产生明显的影响，呈现正相关关系，因此本文仅用降水量对碳密度进行修正，所借鉴碳密度修正公式[27]如下：
C B P = 6.789 × e 0.0054 × M A P   （ R 2 = 0.70 ）
C S P = 3.3968 × M A P + 3996.1 （ R 2 = 0.11 ）
K B P = C B P 1 / C B P 2
K S P = C S P 1 / C S P 2
式中： C B P为根据年降水量计算得到的地上生物量碳密度（kg·m-2）； C S P为根据年降水量计算得到的土壤碳密度（kg·m-2）； M A P为年均降水量（mm）； K B P为地上生物量碳密度修正系数； K S P为土壤碳密度修正系数； C B P 1和 C S P 1分别为基于蒙古高原降水量计算得到的蒙古高原地上生物量碳密度和土壤碳密度（kg·m-2）； C B P 2和 C S P 2分别为基于全国和蒙古国降水量计算得到的全国和蒙古国地上生物量碳密度和土壤碳密度（kg·m-2）。
（4） 空气净化
本文选择以沙尘暴日数作为定量表征指标，统计分析了蒙古高原地区气象站点沙尘频率的时空分布特征及其发生频率变化。为了精确数据结果，首先对数据进行了整合，其次统计了研究区每个气象站点的沙尘暴日数，若某1 d内某站点沙尘暴天气出现2次或2次以上时，按1个出现日算，则记该站点出现沙尘暴1次，最后排除一年内缺失值超过10%的站点[23]。利用反距离权重插值法（IDW）将提取出来的沙尘暴频次数据插值为1 km分辨率栅格的数据，分区统计分析蒙古高原沙尘暴天气时空变化特征。
（5） 绿地休闲
绿地是可以为人类活动提供休闲娱乐和身心健康的场所，被广泛用作区域范围内户外休闲的代表[28]。因此，本文以区域的绿地面积，包括林地、草地和湿地来表示绿地休闲的能力。
本文在蒙古高原和亚区2个尺度上开展分析，参考相关研究[29-30]，将蒙古高原分为5个亚区，分别为蒙古国北部（乌布苏省、后杭爱省、乌兰巴托市、苏赫巴托尔省、东方省等）；蒙古国南部（科布多省、戈壁阿尔泰省、前杭爱省，东戈壁省、中戈壁省等）；内蒙古东部（呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市、赤峰市）；内蒙古中部（乌兰察布市、锡林郭勒盟）和内蒙古西部（呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市、乌海市、巴彦淖尔市、阿拉善盟）。

1.3.2 多元线性回归模型

采用多元线性回归模型分析各项生态系统服务与气候因子的相关性。在蒙古高原范围内随机生成5000个样点，提取2000、2010、2020年均降水量、温度和风速数值作为自变量，分别以对应时期的生境质量、产水量、碳储量、空气净化和绿地休闲服务等为因变量构建模型。通过标准化回归系数和显著性来探索各项气候因子对生态系统服务时空格局影响的重要程度。标准回归系数越大，所对应变量的贡献越大，因此每个因子的贡献用其绝对值表示[31]。所有分析均使用SPSS在2个空间尺度上进行，即蒙古高原全区及其亚区。

2 结果与分析

2.1 蒙古高原生态系统服务时空格局

蒙古高原生境质量、碳储量、产水量等生态系统服务及其变化具有空间异质特征，2000—2020年，除空气净化服务外，其他服务均表现出不同程度的增加趋势，增长率分别为9.76%、36.02%、7.96%、7.37%。
蒙古高原生境质量呈现东部高、西部低的空间格局，过去20 a总体呈现改善趋势（图2a）。2020年，区域平均生境质量指数为0.45，约51.71%的区域生境质量指数在0.4~0.6之间，主要分布在蒙古国北部和内蒙古的中部、东部，3个亚区生境质量指数均在0.6左右；约28.40%的区域生境质量指数低于0.2，主要分布在蒙古国南部和内蒙古西部。2000—2020年，蒙古高原全区平均生境质量呈持续改善趋势（图3a）。内蒙古西部和蒙古国南部生境质量指数增长更为明显，分别从2000年的0.23和0.16增长到2020年的0.31和0.22，增长率分别为37.11%和33.78%；而内蒙古东部生境质量指数略有下降。
图2 2020年蒙古高原主要生态系统服务空间格局

Fig. 2 Spatial patterns of main ecosystem services in the Mongolian Plateau in 2020

图3 2000—2020年蒙古高原各亚区主要生态系统服务变化

Fig. 3 Changes of main ecosystem services in each subregion of the Mongolian Plateau from 2000 to 2020

蒙古高原产水量呈现东北部多、西南部少的空间格局，过去20 a总体呈现增加趋势（图2b）。2020年，区域平均产水量可达300.05 mm，约26.36%的区域产水量不足150 mm，主要分布在蒙古国南部和内蒙古西部；产水量大于750 mm的地区范围最小，主要分布在蒙古国北部和内蒙古东部，约占区域的0.03%。2000—2020年，蒙古高原全区平均产水量呈持续增加趋势（图3b）。内蒙古西部、中部和东部产水量增长较为明显，从2000年的123.11 mm、253.76 mm和335.10 mm增长至2020年的190.97 mm、369.57 mm和481.93 mm，增长率分别为55.12%、45.64%和43.81%。
蒙古高原碳储量呈现东高西低、北高南低的空间格局，过去20 a总体呈现上升趋势（图2c）。2020年，蒙古高原碳储量均值为135.57 t·hm-2，约59.93%的区域碳储量在120~200 t·hm-2之间，主要分布在蒙古国北部和内蒙古的中部和东部；约26.27%的区域碳储量为20~60 t·hm-2，主要分布在蒙古国南部和内蒙古西部；碳储量为60~120 t·hm-2的地区最少，约占区域的0.55%。2000—2020年，蒙古高原平均碳储量呈持续上升趋势（图3c）。内蒙古西部和蒙古国南部碳储量增长最为明显，分别从2000年的83.76 t·hm-2和65.69 t·hm-2增长到2020年105.90 t·hm-2和79.90 t·hm-2，增长率分别为26.44%和21.63%；碳储量增长幅度最小的为内蒙古东部地区，仅增长了2.19 t·hm-2。
蒙古高原沙尘暴日数呈现西高东低、中部高四周低的空间格局，过去20 a总体呈现降低趋势（图2d）。2020年，区域平均沙尘暴日数为6.96 d，沙尘暴发生日数小于1 d的地区范围最大，约占区域总面积的33.20%，主要分布在内蒙古东部和中部；沙尘暴发生日数大于16 d的地区约占区域总面积的9.63%，主要分布在蒙古国南部。2000—2020年，蒙古高原平均沙尘暴日数呈增加趋势（图3d）。蒙古国南部沙尘暴发生日数增长最为明显，从2000年的9.42 d增长至2020年的17.47 d，增长率为85.35%；内蒙古中部和西部呈降低趋势，从2000年的3.56 d和6.07 d减少至2020年的1.93 d和3.87 d，减少率分别为45.80%和36.16%。
蒙古高原绿地分布总体呈现东多西少的空间格局，过去20 a总体呈现改善趋势（图2e）。区域平均绿地面积为169.41×104 km2，2020年区域绿地面积可达174.65×104 km2，占区域总面积的64.44%。2000—2020年，区域平均绿地面积呈持续增长趋势（图3e）。绿地面积增长最明显的为内蒙古东部，2020年相较于2000年，绿地面积增加了50.14×104 km2，增长率为39.96%；蒙古国北部20 a间绿地面积呈先增加后减小趋势，但绿地面积增加了0.78×104 km2。

2.2 生态系统服务变化与气候因子的关系

2000—2020年，蒙古高原降水量总体呈波动增长趋势，多年平均降水量为253.11 mm，最大值出现在2012年，达到306.06 mm；同时段年平均温度呈现先升高，然后在2013年降至最低，近年来又呈现出升高的趋势；年平均风速呈现显著上升的趋势，在2018年达到最大值3.10 m·s-1（图4）。上述气候因子均对蒙古高原生态系统服务的变化存在不同程度的贡献（图5）。降水量对生境质量、产水量、碳储量、绿地休闲服务的贡献最大，其标准化回归系数分别为0.545、0.996、0.539和0.418；风速对空气净化服务的贡献最大，标准化回归系数为0.463。
图4 2000—2020年蒙古高原主要气候因子变化趋势

Fig. 4 Change trends of main meteorological factors in the Mongolian Plateau from 2000 to 2020

图5 蒙古高原各亚区不同生态系统服务与气候因子回归关系的标准化回归系数

Fig. 5 Standardized regression coefficient of different ecosystem services and meteorological factors in each subregion of the Mongolian Plateau

从各亚区来看，各气候因子对于生态系统服务变化的贡献具有空间异质性（图5）。内蒙古东部和中部特征表现较类似，温度对生境质量、空气净化和绿地休闲服务贡献最大，降水量对产水量贡献最大；在内蒙古西部，5种生态系统服务均主要受到降水量的影响；在蒙古国南部，温度对生境质量、碳储量和绿地休闲服务贡献最大，其标准化系数远高于其他因子，降水量对产水量贡献最大，风速对空气净化服务贡献最大；在蒙古国北部地区而言，降水量对生境质量、产水量和碳储量服务贡献最大，风速对空气净化贡献最大。

3 讨论

土地利用/覆盖格局在一定程度上决定了生态系统类型和生态系统服务的空间分布。蒙古高原主要呈现中部为草地和西南部为未利用地的土地利用格局[32]。高原东北部林地和草地的覆盖率较高，受人类活动的干扰较少，生产能力、承载能力及生态系统稳定性水平较高，使其具有更高的生境质量、产水量和碳储量，对于沙尘源的控制也具有更好的作用[20,33-34]；高原西南部大部分为未利用地，植被退化面积大且覆盖度低、土壤疏松易沙化且可蚀性较高，因此相关生态系统服务相对较低，也成为中国北部沙尘天气的主要尘源地[35-36]。
气候因子是决定生物群落类型和生态系统结构的重要因素之一，从而影响生态系统服务。温度较高时，地表水分蒸散加快，影响土壤微生物的数量和组成，进而影响植被生产力；风速较大时，风力侵蚀作用增强，导致可利用土地资源减少和土地生产力降低；降雨量增多时，也会加剧产生水力侵蚀，导致水土流失、降低土壤肥力等[37]。本文表明，蒙古高原生态系统服务对降水量的敏感性更高，在不同亚区也受到其他因素的影响。内蒙古东部和中部地区降水量与温度起主导作用，当温度和降水量适当的升高时，植物代谢能力增强，光合作用加快，可以促进植物的生长，从而促进植物的固碳能力并提高区域的生态环境[38-39]。蒙古国北部和南部降水量和风速同时起主导作用，降水量通过影响亚区土壤湿度和植被覆盖度，进而间接地影响风蚀。降水量适当增加也对地表风蚀起到一定的抑制作用，减少了风力侵蚀对蒙古高原生态环境的影响[34,40]。由于蒙古高原植被类型及地势分布等各有不同，因此对气候因子的响应同时也具有差异性。
内蒙古地区5种生态系统服务普遍高于蒙古地区，这与中国内蒙古近年来大规模的生态建设和暖干趋势具有密不可分的关系[41-42]。通过退耕还林还草、天然林保护等国家工程的治理以及“碳中和”“碳达峰”发展理念的推进，各亚区生境质量、碳储量、产水量等生态系统服务均有所提高，部分亚区沙尘暴发生频率有所下降。因此，建议进一步抓好区域天然林草植被的封育封禁保护，并加强退化林和退化草原的修复，以降低沙源的扩散，促进区域生态状况持续改善。研究显示，蒙古国沙尘暴日数呈增加趋势，也是当前中国北方沙尘暴的起沙源地之一[43]。中国与蒙古国针对荒漠化问题已开展国际合作，制定和实施了“种植十亿棵树”、设立荒漠化防治合作中心、建设沙尘监测站等多个项目和计划[44]。在蒙古国南部、北部地区和内蒙古西部地区，进一步加强生态工程建设，对于蒙古高原适应气候变化的区域生态系统可持续性是十分必要的。

4 结论

（1） 蒙古高原生态系统生境质量、产水量、碳储量、绿地休闲和空气净化服务及其变化呈现明显的空间异质特征，2000—2020年，除空气净化服务外，其他服务均表现出不同程度的增加趋势。
（2） 降水量、温度和风速等气候因子与生态系统服务之间具有极显著的相关性，但各气候因子的贡献具有空间异质性。内蒙古东部和中部，降水量和温度是生境质量、产水量、绿地休闲等生态系统服务时空格局的主要影响因子；在内蒙古西部，降水量对本文涉及的所有生态系统服务均产生更大的贡献；在蒙古国，降水量和风速对各项生态系统服务产生更大的贡献。
本文建议，中国内蒙古应进一步抓好区域天然林草植被的封育封禁保护工作，同时加强退化林草的修复工作，促进生态保护和修复的高质量发展。蒙古国在开展国际合作的基础上，高效推进沙化土地的治理工作，并通过适应气候变化的规律，因地制宜地开展植被建设，防止沙化土地进一步的扩大，尽可能减少沙尘暴的起沙源地。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
Li G S, Yu L X, Liu T X, et al. Spatial and temporal variations of grassland vegetation on the Mongolian Plateau and its response to climate change[J]. Frontiers in Ecology and Evolution, 2023, 11: 1067209, doi: 10.3389/FEVO.2023.1067209.

[2]
秦福莹, 贾根锁, 杨劼, 等. 基于TRMM卫星数据的蒙古高原降水精度评估与季节分布特征[J]. 干旱区研究, 2018, 35(2): 395-403.

[Qin Fuying, Jia Gensuo, Yang Jie, et al. Accuracy evaluation and seasonal distribution of precipitation over the Mongolian Plateau based on TRMM data[J]. Arid Zone Research, 2018, 35(2): 395-403.]

[3]
李生宇, 范敬龙, 王海峰, 等. 蒙古高原交通干线风沙(雪)危害防治技术方案[J]. 干旱区研究, 2021, 38(6): 1760-1770.

DOI

[Li Shengyu, Fan Jinglong, Wang Haifeng, et al. Ecological restoration and control technology schemes for hazards of windblown sand and snow along primary communication lines in the Mongolian Plateau[J]. Arid Zone Research, 2021, 38(6): 1760-1770.]

DOI

[4]
Millennium Ecosystem Assessment (MEA). Ecosystems and human well-being[M]. Washington DC: Island Press, 2005.

[5]
冯晓玙, 黄斌斌, 李若男, 等. 三江源区生态系统和土壤保持服务对未来气候变化的响应特征[J]. 生态学报, 2020, 40(18): 6351-6361.

[Feng Xiaoyu, Huang Binbin, Li Ruonan, et al. Response characteristics of ecosystems and soil conservation services to future climate change in the Three-Rivers region[J]. Acta Ecologica Sinica, 2020, 40(18): 6351-6361.]

[6]
陈田田, 王钰茜, 曾兴兰, 等. 西南地区生态系统服务关系特征及其与植被覆盖的约束效应[J]. 生态学报, 2023, 43(6): 2253-2270.

[Chen Tiantian, Wang Yuxi, Zeng Xinglan, et al. Characteristics and the constraint relationship between ecosystem services and vegetation coverage in the southwest China[J]. Acta Ecologica Sinica, 2023, 43(6): 2253-2270.]

[7]
陈睿, 杨灿, 杨艳, 等. 洞庭湖生态经济区生态系统服务价值的时空演绎及其驱动因素[J]. 应用生态学报, 2022, 33(1): 169-179.

DOI

[Chen Rui, Yang Can, Yang Yan, et al. Spatial-temporal evolution and drivers of ecosystem service value in the Dongting Lake eco-economic zone[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2022, 33(1): 169-179.]

[8]
邱嘉琦, 于德永. 中国北方农牧交错带生态系统服务的空间格局及影响因子分析——以内蒙古中西部地区为例[J]. 生态学报, 2023, 43(18): 1-12.

[Qiu Jiaqi, Yu Deyong. Spatial patterns and influence factors of ecosystem services in the agro-pastoral ecotone of northern China: Taking the central and western regions of the Inner Mongolia as an example[J]. Acta Ecologica Sinica, 2023, 43(18): 1-12.]

[9]
乐荣武, 李巍, 周思杨, 等. 呼包鄂榆城市群生态系统服务价值驱动因素及其交互效应研究[J]. 生态学报, 2023, 43(23): 9967-9980.

[Yue Rongwu, Li Wei, Zhou Siyang, et al. Driving factors and their interaction effects of ecosystem service value in the Hohhot-Baotou-Ordos-Yulin urban agglomeration[J]. Acta Ecologica Sinica, 2023, 43(23): 9967-9980.]

[10]
Li G Y, Jiang C H, Gao Y, et al. Natural driving mechanism and trade-off and synergy analysis of the spatiotemporal dynamics of multiple typical ecosystem services in northeast Qinghai-Tibet Plateau[J]. Journal of Cleaner Production, 2022, 374: 134075, doi: 10.1016/j.jclepro.2022.134075.

[11]
Shen J S, Li S C, Liu L B, et al. Uncovering the relationships between ecosystem services and social-ecological drivers at different spatial scales in the Beijing-Tianjin-Hebei region[J]. Journal of Cleaner Production, 2020, 290: 125193, doi: 10.1016/j.jclepro.2020.125193.

[12]
姜康, 包刚, 乌兰图雅, 等. 基于MODIS数据的蒙古高原积雪时空变化研究[J]. 干旱区地理, 2019, 42(4): 782-789.

[Jiang Kang, Bao Gang, Wulan Tuya, et al. Spatiotemporal changes of snow cover in Mongolian Plateau based on MODIS data[J]. Arid Land Geography, 2019, 42(4): 782-789.]

[13]
高彦哲, 阿拉腾图娅, 昙娜, 等. 2000—2020年蒙古高原湖泊变化及其影响因素分析[J]. 干旱区地理, 2023, 46(2): 191-200.

DOI

[Gao Yanzhe, Alatengtuya, Tan Na, et al. Lake changes and their influence factors in the Mongolian Plateau from 2000 to 2020[J]. Arid Land Geography, 2023, 46(2): 191-200.]

DOI

[14]
缪丽娟, 蒋冲, 何斌, 等. 近10年来蒙古高原植被覆盖变化对气候的响应[J]. 生态学报, 2014, 34(5): 1295-1301.

[Miao Lijuan, Jiang Chong, He Bin, et al. Response of vegetation coverage to climate change in Mongolian Plateau during recent years[J]. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(5): 1295-1301.]

[15]
Yin C H, Luo M, Meng F H, et al. Contributions of climatic and anthropogenic drivers to net primary productivity of vegetation in the Mongolian Plateau[J]. Remote Sensing, 2022, 14(14): 3383, doi: 10.3390/RS14143383.

[16]
Lu Z H, Peng S S, Slette I, et al. Soil moisture seasonality alters vegetation response to drought in the Mongolian Plateau[J]. Environmental Research Letters, 2021, 16(1): 014050, doi: 10.1088/1748-9326/ABD1A2.

[17]
Meng F H, Luo M, Sa C L, et al. Quantitative assessment of the effects of climate, vegetation, soil and groundwater on soil moisture spatiotemporal variability in the Mongolian Plateau[J]. Science of the Total Environment, 2022, 809(13): 152198, doi: 10.1016/J.SCITOTENV.2021.152198.

[18]
Hu G Z, Davies J, Gao Q Z, et al. Response of ecosystem functions to climate change and implications for sustainable development on the Inner Mongolian Plateau[J]. The Rangeland Journal, 2018, 40(2): 191-203.

[19]
肖洋, 欧阳志云, 王莉雁, 等. 内蒙古生态系统质量空间特征及其驱动力[J]. 生态学报, 2016, 36(19): 6019-6030.

[Xiao Yang, Ouyang Zhiyun, Wang Liyan, et al. Spatial patterns of ecosystem quality in Inner Mongolia and its driving forces analysis[J]. Acta Ecologica Sinica, 2016, 36(19): 6019-6030.]

[20]
张惠婷, 孟凡浩, 萨楚拉, 等. 2001—2019年蒙古高原生态系统质量时空格局变化及归因分析[J]. 生态学杂志, 2023, 42(2): 425-435.

[Zhang Huiting, Meng Fanhao, Sa Chula, et al. Spatiotemporal change and cause analysis of ecosystem quality in Mongolian Plateau during 2001 to 2019[J]. Chinese Journal of Ecology, 2023, 42(2): 425-435.]

[21]
Luo M, Meng F H, Sa C L, et al. Response of vegetation phenology to soil moisture dynamics in the Mongolian Plateau[J]. Catena, 2021, 206(11): 105505, doi: 10.1016/J.CATENA.2021.105505.

[22]
陈军, 陈晋, 廖安平, 等. 全球地表覆盖遥感制图[M]. 北京: 科学出版社, 2016.

[Chen Jun, Chen Jin, Liao Anping, et al. Remote sensing mapping of global land cover[M]. Beijing: Science Press, 2016.]

[23]
包春玲, 咏梅, 金额尔德木吐, 等. 东亚沙尘区域时空变化特征分析[J]. 地理研究, 2021, 40(11): 3002-3015.

DOI

[Bao Chunling, Yong Mei, Jin Eerdemutu, et al. Regional spatial and temporal variation characteristics of dust in East Asia[J]. Geographical research, 2021, 40(11): 3002-3015.]

[24]
Tallis H T, Ricketts T, Guerry A, et al. InVEST 2.5.6 user’s guide[M]. Palo Alto, CA: Natural Capital Project Stanford, 2013.

[25]
褚琳, 张欣然, 王天巍, 等. 基于CA-Markov和InVEST模型的城市景观格局与生境质量时空演变及预测[J]. 应用生态学报, 2018, 29(12): 4106-4118.

DOI

[Chu Lin, Zhang Xinran, Wang Tianwei, et al. Spatial-temporal evolution and prediction of urban landscape pattern and habitat quality based on CA-Markov and InVEST model[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2018, 29(12): 4106-4118.]

DOI

[26]
Zhang L, Hickel K, Dawes W R, et al. A rational function approach for estimating mean annual evapotranspiration[J]. Water Resources Research, 2004, 40(2): W02502, doi: 10.1029/2003WR002710.

[27]
Alam S A, Starr M, Clark B J F. Tree biomass and soil organic carbon densities across the Sudanese woodland savannah: A regional carbon sequestration study[J]. Journal of Arid Environments, 2013, 89: 67-76.

[28]
Gonzalez-Garcia S, Rama M, Cortes A, et al. Embedding environmental, economic and social indicators in the evaluation of the sustainability of the municipalities of Galicia (northwest of Spain)[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 234: 27-42.

DOI

[29]
李宽, 熊鑫, 王海兵, 等. 内蒙古西部高频沙尘活动空间分布及其成因[J]. 干旱区研究, 2019, 36(3): 657-663.

[Li Kuan, Xiong Xin, Wang Haibing, et al. Spatial distribution and formation causes of frequent dust weather in west Inner Mongolia[J]. Arid Zone Research, 2019, 36(3): 657-663.]

[30]
欧阳玲, 马会瑶, 王宗明, 等. 气候变化与人类活动对内蒙古东部草地净初级生产力的影响[J]. 生态学报, 2020, 40(19): 6912-6924.

[Ouyang Ling, Ma Huiyao, Wang Zongming, et al. Impacts of climate change and human activities on net primary productivity of grassland in the eastern Inner Mongolia[J]. Acta Ecologica Sinica, 2020, 40(19): 6912-6924.]

[31]
Zhao Y Y, Xin Z B, Ding G D. Spatiotemporal variation in the occurrence of sand-dust events and its influencing factors in the Beijing-Tianjin sand source region, China, 1982—2013[J]. Regional Environmental Change, 2018, 18: 2433-2444.

[32]
师华定, 周锡饮, 孟凡浩, 等. 30年来蒙古国和内蒙古的LUCC区域分异[J]. 地球信息科学学报, 2013, 15(5): 719-725.

DOI

[Shi Huading, Zhou Xiyin, Meng Fanhao, et al. Mongolia and Inner Mongolia LUCC regional differentiation over the past 30 years[J]. Journal of Geo-information Science, 2013, 15(5): 719-725.]

[33]
童荣鑫, 梁迅, 关庆锋, 等. 2000—2020年中国陆地土壤碳储量及土地管理碳汇核算[J]. 地理学报, 2023, 78(9): 2209-2222.

DOI

[Tong Rongxin, Liang Xun, Guan Qingfeng, et al. Estimation of soil carbon storage change from land use and management at a high spatial resolution in China during 2000—2020[J]. Acta Geographica Sinica, 2023, 78(9): 2209-2222.]

DOI

[34]
董祝雷, 姜学恭, 衣娜娜, 等. 风速和植被对内蒙古地区沙尘天气影响的数值模拟[J]. 中国沙漠, 2023, 43(6): 29-39.

DOI

[Dong Zhulei, Jiang Xuegong, Yi Nana, et al. Numerical simulation of the influence of wind speed and vegetation on dust weather in Inner Mongolia, China[J]. Journal of Desert Research, 2023, 43(6): 29-39.]

DOI

[35]
Cheng S Y, Zhao D, Huang J P, et al. Mongolia contributed more than 42% of the dust concentrations in northern China in march and April 2023[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2023, 40(9): 1549-1557.

[36]
郭茵, 雷加强, 范敬龙, 等. 近20 a蒙古国土壤风蚀变化特征及主要影响因素分析[J]. 干旱区研究, 2022, 39(4): 1200-1211.

DOI

[Guo Yin, Lei Jiaqiang, Fan Jinglong, et al. Soil wind erosion characteristics and main influencing factors in Mongolia in recent 20 years[J]. Arid Zone Research, 2022, 39(4): 1200-1211.]

DOI

[37]
潘梅, 陈天伟, 黄麟, 等. 京津冀地区生态系统服务时空变化及驱动因素[J]. 生态学报, 2020, 40(15): 5151-5167.

[Pan Mei, Chen Tianwei, Huang Lin, et al. Spatial and temporal variations in ecosystem services and its driving factors analysis in Jing-Jin-Ji region[J]. Acta Ecologica Sinica, 2020, 40(15): 5151-5167.]

[38]
Chuai X W, Qi X X, Zhang X Y, et al. Land degradation monitoring using terrestrial ecosystem carbon sinks/sources and their response to climate change in China[J]. Land Degradation & Development, 2018, 29: 3489-3502.

[39]
尹超华, 罗敏, 孟凡浩, 等. 蒙古高原植被碳水利用效率时空变化特征及其影响因素[J]. 生态学杂志, 2022, 41(6): 1079-1089.

[Yin Chaohua, Luo Min, Meng Fanhao, et al. The spatiotemporal variation and influencing factors of vegetation carbon and water use efficiency in the Mongolian Plateau[J]. Chinese Journal of Ecology, 2022, 41(6): 1079-1089.]

DOI

[40]
王佳新, 萨楚拉, 毛克彪, 等. 蒙古高原土壤湿度时空变化格局及其对气候变化的响应[J]. 国土资源遥感, 2021, 33(1): 231-239.

[Wang Jiaxin, Sa Chula, Mao Kebiao, et al. Temporal and spatial variation of soil moisture in the Mongolian Plateau and its response to climate change[J]. Remote Sensing for Land and Resources, 2021, 33(1): 231-239.]

[41]
李伊彤, 荣丽华, 李文龙, 等. 生态重要性视角下东北林区县域生态安全格局研究——以呼伦贝尔市阿荣旗为例[J]. 干旱区地理, 2022, 45(5): 1615-1625.

DOI

[Li Yitong, Rong Lihua, Li Wenlong, et al. Ecological security pattern at county level in northeast forest area of China from the perspective of ecological importance: A case of Arun Banner in Hulun Buir City[J]. Arid Land Geography, 2022, 45(5): 1615-1625.]

DOI

[42]
陈阳, 马龙, 刘廷玺, 等. 中国北方地区季节降水与气温关系及其时空变异性[J]. 干旱区地理, 2021, 44(6): 1545-1558.

DOI

[Chen Yang, Ma Long, Liu Tingxi, et al. Relationship between seasonal precipitation and temperature and its spatiotemporal variability in northern China[J]. Arid Land Geography, 2021, 44(6): 1545-1558.]

DOI

[43]
吴进, 李琛, 朱晓婉, 等. 2021年和2022年春季中国北方地区沙尘气象因素和沙源地条件异同[J]. 大气科学学报, 2023, 46(6): 950-960.

[Wu Jin, Li Chen, Zhu Xiaowan, et al. Comparative analysis of meteorological factors and sand source conditions in sand and dust weather events in northern China during the spring of 2021 and 2022[J]. Transactions of Atmospheric Sciences, 2023, 46(6): 950-960.]

[44]
Han J, Dai H, Gu Z. Sandstorms and desertification in Mongolia, an example of future climate events: A review[J]. Environmental Chemistry Letters, 2021, 19: 4063-4073.

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