关于生态系统服务中土地整治的影响研究
郝波
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郝波,. 关于生态系统服务中土地整治的影响研究[J]. 电力研究,2024.12. DOI:10.12721/ccn.2024.157510.
摘要:
生态系统服务是人类直接或间接从生态系统获得的各种惠益,构建了人类与自然的桥梁和纽带,将科学与管理决策紧密相连。全面认识和深入理解人类活动对生态环境的影响,对实现区域协调和可持续发展具有重要意义。通过分析土地平整和农田水利等工程措施对生态系统供给、调节、支持和文化等服务功能的直接影响,指出其既有正向影响,又有负向影响。论述了土地整治对不同生态系统服务之间关系的影响,认为土地整治能影响其间的协同或者权衡关系。概括了土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,指出土地整治对生态系统服务的影响具有较强的尺度依赖性。深入研究土地整治在不同时空尺度上影响生态系统服务的耦合机制。期望完善土地整治对生态系统服务影响的研究,为将生态系统服务评价纳入土地整治的管理决策提供科学依据。
关键词: 土地整治;生态系统服务;协同/权衡关系;尺度效应
DOI:10.12721/ccn.2024.157510
基金资助:

0引言

生态系统服务是人类直接或间接从生态系统获得的各种惠益。近代以来,人类活动对地球的影响范围和强度不断增大,已经成为地球生态系统的主导者,人类对生态系统的直接和间接作用显著增强,强烈干预生态系统的结构和功能,消费生态系统服务。土地整治指为满足人类生产、生活和生态功能的需要,对未利用、低效利用以及闲置、损毁和退化土地进行综合治理的活动[1]。近年来,中国的专家学者开始关注土地整治与生态系统服务的关系、机制和评价等研究,但尚处于研究的初级阶段。笔者在阐述土地整治与生态系统服务关系的基础上,总结了土地整治对不同生态系统服务及其相互关系的影响,分析了土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,提出了土地整治对生态系统服务影响的研究展望,以期对中国土地整治中生态系统服务评价有所借鉴和参考,促进区域的可持续发展[2]

1土地整治与生态系统服务

中国土地资源总量多,但是人均耕地少,耕地后备资源严重不足,土地利用粗放。土地整治的大规模实施深刻地影响着区域乃至全国的景观格局与生态结构和功能,同时也会对生态系统服务造成显著影响。生态系统服务可满足人类的需求,对人类社会的福祉产生重要影响,是人类生存和发展的基础。最早提出了生态系统服务的概念,认为生态系统服务是指“自然生态系统及其物种所提供的能满足和维持人类生活所需要的条件和过程”。为维护地球的生态安全和促进区域协调发展,联合国通过并支持了多项涉及生态系统服务的国际重大研究计划,主要有政府间气候变化专门委员会的全球气候变化研究、国际生物多样性计划、未来地球、国际长期生态监测研究网络、生物多样性和生态系统服务政府间科学-政策平台等[3]

2土地整治对生态系统服务的影响

2.1土地整治对生态系统供给服务的影响

生态系统供给服务指生态系统通过初级和次级生产产生的能为人类带来直接利益的产品,包括食品、木材、淡水等。土地整治是在耕地数量锐减和粮食安全受到威胁的情况下提出的,其核心任务就是要提升粮食生产能力,这已经在近年来的众多研究中得到证实。张正峰等认为增加耕地面积确实是通过土地整治满足人类对粮食需求的重要措施,但可能会引起一些生态问题;研究了俄罗斯、法国、西班牙和阿拉伯地区的土地整治项目,指出采取改善农田生态环境等手段和措施,可以提高粮食抵御自然灾害的能力,从而保证耕地的粮食供给能力等等[4]

2.2土地整治对生态系统调节服务的影响

相比于土地整治对生态系统供给服务的积极影响,其对调节服务的影响具有双重性。耕地是CO2、CH4和N2O等多种温室气体的排放源之一,因而农业对气候调节服务的影响是负面的。针对丘陵地区土地整治项目建立坡面土壤侵蚀模型,结果表明,梯田建设对于土壤保持和产沙量都具有明显影响,随着坡度增加,梯田工程对于土壤保持的作用减弱,但有助于减少总产沙量。农田灌溉排水系统的重新规划设计、灌溉方法与技术的更新等都会影响区域水资源的配置[5]

2.3土地整治对生态系统支持服务的影响

土地整治对生态系统支持服务的影响主要体现在土壤生境的形成、养分储存和循环等方面。认为土地整治能促进项目区生物多样性的恢复;在多米尼加矿区的研究认为实施土地复垦能促进土壤理化性质的改善,提高土壤的支持服务能力;对中国平朔煤矿的研究表明,土地整治中表土覆盖和配合施肥能起到加速复垦地区土壤熟化的作用;排土场空间优化、土壤生境再造以及植被重建和景观优化等一系列整治恢复技术的实施,能有效地改善大型露天煤矿的土壤理化性质,促进土壤微生物生境和生态系统恢复。

3土地整治对生态系统服务之间关系的影响

土地整治对某一种生态因子的评价难以全面客观地评价其对生态系统服务的影响,各项生态系统服务之间存在协同、独立、权衡3种可能的相互关系。在生态系统供给服务中,一种服务的提升常常以牺牲其他种类的供给服务或其他类型的生态系统服务为代价,对生态系统服务权衡关系的忽视可能会导致某些生态系统服务下降,以至威胁整个生态系统的稳定和安全。研究表明,同为供给服务的农业生产和渔业养殖之间存在权衡关系;生态系统的供给服务和调节服务之间的权衡关系最为明显。

对不同土地利用模式下区域的多种生态系统服务价值进行比较研究,结果表明自然生态系统的农作物生产价值较低,但其他生态系统服务价值都很高;在集约农业生态系统中,只有农作物生产的生态系统服务价值较高,其他生态系统服务价值均较低;基于对土地整治会影响不同类型生态系统服务间关系的认识,近年来,在相应的研究中开始关注和综合考虑多种生态系统服务,探讨不同类型生态系统服务之间的关系。在土地整治情景下未来土地生态系统服务的权衡关系。

4土地整治对生态系统服务影响研究的尺度效应

尺度效应分析主要是评价和理解尺度变化对研究结果的影响,生态系统服务也会随着研究尺度的变化而变化。在市域和区域尺度上,土地整治能提升生态系统服务总价值,认为人类对土地进行的开发复垦等整治活动降低了研究区生态系统服务总价值。即使是对于同一研究区,有学者通过多尺度对比分析发现,不同尺度上土地整治对生态系统服务的影响也并不一致,而此类综合的多尺度研究不多。已有的众多特定尺度上土地整治对生态系统服务影响的研究,提供了针对单一尺度的有益见解,但未能清晰评价土地整治对生态系统服务影响在不同尺度的效应,缺乏尺度效应的作用机制探讨,使得尺度之间无法耦合,不利于建立普适性的指标体系或模型。

5结语

中国的生态系统服务研究已成为影响国际相关领域研究的重要力量。中国地域辽阔,地形复杂多样,整治规模之大和类型之丰富是世界上其他国家所没有的,为土地整治的生态系统服务影响研究提供了丰富多样的区域案例。加强土地整治对生态系统结构和过程影响的研究。重视土地整治对生态系统服务影响的尺度效应。土地整治影响下的生态系统服务具有空间异质性和时间动态性,且随着时空尺度的推移发生改变,这样的尺度依赖性源于生态系统服务与生态过程中的尺度关联。因此,针对土地整治实施和研究的特点,探讨对于短时期和长时期的项目区、局地、区域等不同时空尺度上生态系统服务的耦合机制,构建多尺度耦合模型,对实现多尺度土地整治的综合管理与调控具有重要的科学意义和实用价值。

参考文献:

[1] 李双成,张才玉,刘金龙,等.生态系统服务权衡与协同研究进展及地理学研究议题[J]. 地理研究,2013,32(8):1379-1390.

[2] 郧文聚.关于加快土地整治创新的思考[J]. 华中农业大学学报(社会科学版),2011(6):1-5.

[3] 刘彦随,朱琳,李玉恒.转型期农村土地整治的基础理论与模式探析[J]. 地理科学进展,2012,31(6):777-782.

[4] 王军,钟莉娜.中国土地整治文献分析与研究进展[J]. 中国土地科学,2016,30(4):88-97.

[5] 谢苗苗,李超,刘喜韬,等.喀斯特地区土地整理中的生物多样性保护[J]. 农业工程学报,2011,27(5):313-319.

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