第1章 引言
“生态屏障”是具有某些特殊防护功能的生态系统。学术界对“生态屏障”较多地解释为“特定区域的生态系统”，其结构与功能符合人类生存发展的生态要求，且在生态屏障区对周边存在一定的保护作用域，为周边及当地提供稳定、持续的生态系统服务(贺帅兵等，2023)。巩固筑牢我国生态屏障是我国生态文明和生态安全的重要内容。随着长期的土地开发、人口增长、快速城镇化等人类活动扰动，以及全球气候变化等影响，全球生态屏障地区的生态系统面临挑战(孙东琪等，2012；Walther et al.，2002)。
为应对环境恶化带来的生态危机，缓解生态因素对经济高质量发展的制约，助力生态安全与国家可持续发展，“十一五”期间，我国提出构建“两屏三带”国家生态屏障这一国家基本生态安全主题架构。“十二五”期间，明确加强“两屏三带”国家生态屏障区建设与生态系统管理，增强生态系统服务能力，实现国家高效可持续发展。
“十三五”期间提出构建我国北方地区防沙带建设，助力构建北方生态安全屏障，重点针对我国植被修复及水土保持建设。“十四五”期间是我国绿色生态屏障建设的关键时期，提出要持续、规范、科学、高质量地推进绿色生态屏障建设，持续推进生态修复与生态惠民工程。同时，我国提出自2021年至2035年将以“三区”“四带”为核心，开展全国范围内重要生态系统的保护工程及修复工程建设。“三区”包括青藏高原生态屏障区、黄河重点生态区、长江重点生态区；“四带”包括东北森林带、北方防沙带、南方丘陵山地带、海岸带。在这些生态区域中，北方防沙带是我国北方的重要屏障，涉及蒙古高原的跨境区域，具有特殊的生态安全意义。
蒙古高原是当今北半球*主要的干旱区之一，也是气候变化研究的热点区域之一，在我国北方乃至整个亚洲生态安全屏障建设中发挥着重要作用。蒙古高原生态屏障区不仅对中华民族的生存发展至关重要，也是影响亚洲文明和地缘格局的重要区域。习近平总书记近年多次考察内蒙古，强调指出筑牢北方重要的生态安全屏障。2022年上合峰会上，中、蒙、俄三国元*表示将中蒙俄经济走廊发展规划建设延长五年。2023年蒙古国总理访华期间指出，近年来蒙中两国沙尘暴频发，有必要加大对戈壁地区的保护力度。蒙古国总统2021年宣布发起“十亿棵树计划”，将此生态工程作为该国应对气候变化的行动之一。2023年“一带一路”十周年峰会期间，中蒙元*共同倡议履行
《联合国防治荒漠化公约》，积极参与全球荒漠化环境治理，重点加强同周边国家的合作，支持共建“一带一路”国家荒漠化防治，引领各国开展政策对话和信息共享，共同应对沙尘灾害天气。
然而由于历史原因，蒙古高原区域长期未受重视，且高时空分辨的科学数据积累严重匮乏；由此，也带来了不同学者围绕蒙古高原区域土地退化与恢复的认识各异。随着蒙古高原气候变化和人类活动的加剧，人口数量不断增长，牲畜数量不断增加，局部资源富集区域的草地载畜压力持续增大，草原生态系统与畜牧业发展间的矛盾日趋尖锐。借助于大数据时代的红利，充分利用大数据和人工智能技术支持蒙古高原生态屏障的建设和可持续发展，已成为发展的必然。
1.1 蒙古高原地理环境概况
1.1.1 蒙古高原的地理范围
蒙古高原位于西伯利亚针叶林到亚洲中部荒漠草原的过渡带上，其物理边界尚不统一。不同学者根据其应用研究场景的需要，提出有不同的范围。总体上包括以下三个常用的边界(见图1.1、图1.2和图1.3)。
图1.1反映的是一个跨越中蒙俄、覆盖较完整流域尺度单元、由不同政区组成的蒙古高原范围。该范围辐射蒙古国全部，俄罗斯南部的图瓦共和国、布里亚特共和国、外贝加尔边疆区和伊尔库茨克州部分地区，中国的内蒙古自治区与新疆维吾尔自治区部分地区。经度范围85.75°～129°E，纬度范围36°～59.75°N；覆盖面积约382万km2。
图1.1 蒙古高原空间范围一
图1.2给出了蒙古高原空间位置和数字高程模型(digitalelevationmodel，DEM)空间分布，范围包括蒙古全境、俄罗斯的图瓦共和国、阿尔泰边疆区和中国内蒙古。总面积约301万km2，位于37°～53°N、84°～126°E之间。
图1.2 蒙古高原空间范围二
图1.3展示了较多学者普遍采用的、传统意义上的蒙古高原范围，主体在蒙古国和中国内蒙古自治区。在地理单元上，东起大兴安岭，西至阿尔泰山，北界为萨彦岭、雅布洛诺夫山脉，南界为阴山山脉。位于37°～53°N、88°～120°E之间，面积274.95万km2。现有的蒙古高原研究多在此区域开展。
图1.3 蒙古高原空间范围三
1.1.2 蒙古高原的自然条件
1.地形
蒙古高原经过长期的地质构造运动与格局演变，地形地貌以山地和高平原为主，总体上呈现西北高、东南低的态势，平均海拔为1580m，几乎80%的区域都位于海拔1000m或更高海拔上。蒙古高原主要山脉包括阿尔泰山、杭爱山和肯特山，其中阿尔泰山和杭爱山分别位于蒙古国西部地区和中部地区，平均海拔均为3000m，且两大山脉均呈西北-东南走势；其海拔*高点位于阿尔泰山脉杭爱山顶点，*高海拔超过4000m。被蒙古人尊称为“蒙古圣山”的肯特山处于蒙古东部地区，平均海拔比其他两个山脉低1000m，呈东北-西南的走势。
蒙古国基本呈高原状，整体地势呈由西向东逐渐降低，其南部区域主要以戈壁荒漠为主，东部则是草原平原地带。我国内蒙古的海拔高度差异较大，其东部是大兴安岭林海，南部贺兰山主峰海拔*高可达3556m。地形方面，内蒙古地貌形态多样，区域内包含锡林郭勒盟、呼伦贝尔及阿拉善等多个高原，整体高原面积占50%，也有河套、西辽河等平原分布在大兴安岭南侧，同时也有大兴安岭、阴山等山脉。
2.气候
蒙古高原的气候类型是大陆性温带草原气候，季节变化显著。气候特征表现为冬季(11月至次年4月)寒冷而漫长，*低气温可达.50℃，冬天冰冻雪灾频发，是引起亚洲季风气候区冬季“寒潮”的原因之一；春季(5～6月)和秋季(9～10月)短促，并易发生沙尘暴等突发性气候灾害；夏季短促而酷热(7～8月)，昼夜温差大，光照充足，紫外线强，白天*高气温可达40℃，*低温度10℃。蒙古高原年均降水量约120～250mm，且70%的降水多发生在7、8月份，其中典型草原年均降水量约为150～250mm，荒漠草原年均降水量约为100～150mm，而南部戈壁地区年均降水量约为50～100mm。由于蒙古高原整体纬度较高，日照充足，光能丰富，年日照时数达3000小时以上。蒙古国的土壤种类主要为盐碱土与栗钙土，土壤较为贫瘠，不适合种植业发展；而内蒙古土壤种类繁多，有黑土、棕壤等自然肥力较高的土壤，十分适宜农林业发展。
3.水文
在水资源方面，蒙古国河流主要为内流河，主要水系是色楞格河、鄂尔浑河与克鲁伦河等河流，而湖泊主要有乌布苏湖、库苏古尔湖、吉尔吉斯湖。其中色楞格河是蒙古国内*大的河流，源自杭爱山北坡，经由贝加尔湖后注入北冰洋，流域面积高达95万km2。我国内蒙古主要包括内流河与外流河，包含黑龙江水系、辽河水系等多个水系，流域面积占总面积近60%。同时还有以呼伦湖、贝尔湖、乌梁素海、岱海四大湖泊为主的上千个大小湖泊。在降水量方面，两个区域整体状况相似，降水分布极其不均，西南部年均降水量100～200mm；而东北部降水丰富，年均可达近400mm，且呈现由东北向西南逐渐递减趋势。
4.土地覆被
根据海拔、气温、降水量、土壤类型等的不同，蒙古高原的土地覆被类型分布具有较强的地带性，由北向南呈现森林、典型草地、荒漠草地和裸地的地物演替特征。森林资源主要分布在山地，该地带包括湖泊、河流、针叶林、落叶松等，且该地区生长着蒙古扁桃和雪莲等珍稀植物；蒙古高原主要土地覆盖类型为草地，草地区域大约共有2800多种植物组成，该区域主要包括草甸草地、典型草地和荒漠草地3个子区域。典型草地区域分布着各种针茅植物，荒漠草地区域主要生长着蒙古茅草、戈尔嘎诺夫旋花等植物。戈壁地区气候干燥，降水量稀少，土地覆被较薄弱，大部分区域为裸地，少部分区域(与草原地区过渡的边界)主要生长着胡杨、沙枣、看卖娘等植物。
从遥感解译结果看，裸地和草地是面积*大的两种类型，其中裸地的面积约占蒙古国土地面积的47.83%，是面积*多的土地覆盖类型；草地的面积次之，约占总面积的42.85%。蒙古国的土地覆盖分布呈现明显的南北差异，南部以裸地为主，地表植被和草地覆盖较少；北部地表水资源相对丰富，草地覆盖较多。裸地和草地具有明显的分界线，其中，裸地分布比较集中连片，主要分布在蒙古南部和西部；草地分布广泛，具有明显的地域性，并在中部地区形成一条明显的荒漠草地条带。
5.动植物资源
由于气候和地形的多样性，蒙古高原的动植物资源丰富多样，分布也因区域差异呈现出明显的分区特征。蒙古高原的大部分地区为典型的温带草原，主要植被由草本植物和少量灌木组成，具有较强的抗旱和耐寒能力。常见的草原植物包括羊草(Stipa)、针茅(Artemisia)、冰草(Agropyron)等，这些植物构成了大面积的草地，是草食性动物的主要食物来源。在这个区域，蒙古野驴(Equus hemionus)、蒙古瞪羚(Procapra gutturosa)、草原狼(Canis lupus chanco)等大型哺乳动物以及蒙古百灵(Melanocorypha mongolica)、草原雕(Aquila nipalensis)等鸟类广泛分布。草原区是蒙古高原生物多样性*为丰富的区域之一，面临的主要威胁是过度放牧和草原退化。
蒙古高原的西部和南部为干旱的荒漠和半荒漠地区，这里气候极端，植被稀少，但适应干旱环境的植物依然生存繁茂，如骆驼刺(Alhagi)、梭梭(Haloxylon)、沙冬青(Ammopiptanthus)等。这些植物不仅适应了严酷的自然条件，还在防风固沙中发挥重要作用。动物方面，荒漠区分布着戈壁熊(Ursusarctos gobiensis)、戈壁马鹿(Cervus elaphus)等稀有物种。此外，骆驼(Camelus bactrianus)等耐旱性强的动物也广泛分布于此。这个区域的生态系统脆弱，主要面临气候变化和人为开发的威胁。
蒙古高原的北部和东部为高山和丘陵地带，这里海拔较高，气候寒冷，植被以针叶林和高山草甸为主。常见的树种有落叶松(Larix)、云杉(Picea)、冷杉(Abies)等。山地森林区也是许多珍稀野生动物的栖息地，包括雪豹(Panthera uncia)、盘羊(Ovis ammon)、北山羊(Capra sibirica)等，这些动物擅长在崎岖的山地环境中活动，具有很强的生存能力。随着气候变暖和人类活动的扩大，山地森林区的生态系统也面临一定的压力。
蒙古高原的湿地主要分布在湖泊和河流沿岸，这些湿地不仅是高原地区重要的水源地，还为许多鸟类提供了理想的繁殖和栖息地。黑颈鹤(Grus nigricollis)、丹顶鹤(Grus japonensis)等珍稀鸟类在这里筑巢繁衍。湿地周边的植物资源也十分丰富，包括芦苇、莎草等耐水湿植物。然而，由于气候变化和水资源过度利用，湿地生态系统的面积正在缩小，许多依赖湿地生存的动植物面临生存压力。蒙古高原野生动物资源比较丰富，其中野驴、野马、戈壁熊、野骆驼、羚羊等是世界濒临绝迹的一级保护动物。
6.矿产资源
蒙古高原拥有丰富的矿产资源，是该地区经济的重要支柱之一。高原的地质构造复杂，金属矿产、能源矿产和非金属矿产广泛分布，种类繁多。金属矿产方面，蒙古高原以铜、金、铁、钼为主，其中蒙古国的奥尤陶勒盖(Oyu Tolgoi)铜矿是世界上*大的铜金矿床之一；我国内蒙古自治区的白云鄂博矿床则以铁矿和稀土资源闻名。高原的煤炭资源极为丰富，尤其是内蒙古的鄂尔多斯盆地和蒙
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