梁靜靜 ,竇 明 ,夏 軍 ,左其亭
(1.鄭州大學水科學研究中心,450001,鄭州;2.中國科學院地理科學與資源研究所、陸地水循環(huán)及地表過程重點實驗室,100101,北京)
生態(tài)(系統(tǒng))服務功能,是區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化的綜合化與定量化表現(xiàn)形式,是表征區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平的一項綜合指標。在經濟社會規(guī)模較小時,生態(tài)系統(tǒng)的自我更新遠超過對其功能的利用,人們更多考慮的是如何最大限度地利用生態(tài)服務功能。如今經濟社會規(guī)模迅速擴大,對生態(tài)服務功能的依賴性和利用強度迅速加大,直至自我更新規(guī)模小于利用量,則導致生態(tài)服務功能的喪失和對經濟社會系統(tǒng)支撐能力的降低。當前,生態(tài)保護與經濟發(fā)展的矛盾普遍存在。人類對生態(tài)服務功能的利用也對其產生了強烈的影響,除少部分有利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定外,大多則導致了一系列生態(tài)退化,進而引起生態(tài)服務功能降低甚至喪失。經濟社會的發(fā)展離不開生態(tài)服務功能的支撐作用,正確認識生態(tài)服務功能是對其合理利用的基礎,也是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的保障。
現(xiàn)有研究雖從不同角度反映了生態(tài)服務功能的內涵及其與經濟社會發(fā)展的關系,同時也有學者針對河流、湖泊、濕地、河源區(qū)不同水域對象開展了專項水生態(tài)服務功能探討,但以全流域為研究對象開展的較為系統(tǒng)的水生態(tài)服務功能研究還不多,而在明確流域水生態(tài)特征與問題基礎上,確切劃分其水生態(tài)服務功能類型,并給出各自具體釋義的則更少。本文針對這一不足,以淮河流域主要河流、湖泊、水庫、濕地等水域及與之密不可分的陸域為研究對象,通過綜合分析其生態(tài)環(huán)境問題,探討其水生態(tài)服務功能,為淮河流域水資源保護與生態(tài)建設工作提供科學依據(jù)。
淮河流域地處我國腹心地帶,介于長江和黃河兩大水系之間,氣候、土地、水資源等條件較優(yōu)越,是我國主要的農產品基地之一,也是全國重要的火電能源中心和華東地區(qū)主要的煤炭供應基地,在我國國民經濟布局中占有十分重要的地位。然而,淮河流域人口密集,人類活動強烈,水資源開發(fā)歷史悠久,水污染嚴重,加上流域內降水時空分布不均,水問題突出,生態(tài)環(huán)境較脆弱。通過分析總結,淮河流域生態(tài)環(huán)境問題主要表現(xiàn)在以下幾方面:
淮河流域是我國水污染問題最突出的地區(qū)之一,流域內污染物入河量遠超出水體納污能力。經過較長期水污染綜合治理,淮河流域水質惡化勢頭雖得到有效控制,但水污染形勢仍然十分嚴峻,嚴重威脅河流生態(tài)與環(huán)境健康。隨著流域污染負荷控制、閘壩工程調度、水資源開發(fā)利用與保護之間矛盾日益突出,以及突發(fā)性水污染事件頻繁發(fā)生,淮河流域水污染已使許多河流、湖庫水源地降低或喪失了使用價值,并影響到水域及周邊水生態(tài)系統(tǒng)正常生態(tài)服務功能的發(fā)揮。
流域內桐柏山、伏牛山、大別山的森林資源均遭到不同程度的破壞,尤以淮河源桐柏山區(qū)破壞最為嚴重,森林盜伐猖獗。由于對森林資源過度開發(fā),林地面積不斷減少,林種多樣性結構改變,水源涵養(yǎng)能力日益衰退,生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞。
淮河水系的泥沙主要來自淮源與眾多支流的源頭,沂沭泗水系的泥沙主要來自沂蒙山丘陵區(qū)。沂蒙山水源區(qū)屬魯中南低山丘陵水蝕區(qū),土壤母質大都為變質巖,土壤粗細不均,結構松散,透氣性好,保水保肥能力差,加之地面坡度大,地表破碎,短歷時、高強度的降雨等條件構成了有利于水力侵蝕的自然因素。同時,淮河流域人口密集,經濟社會對水土資源壓力大,造成盲目毀林開荒、開礦建廠、亂伐亂牧等現(xiàn)象嚴重,尤其河源區(qū)的此類活動,激化和加劇了流域水土流失。
隨著人類生產活動的不斷加劇,如大面積濫伐森林、毀林開荒、圍湖造田及盲目建造水利設施等,致使生物棲息環(huán)境受到嚴重破壞和改變,部分物種豐富地區(qū)和保護區(qū)保護不力。一方面直接造成物種數(shù)量與種類減少;另一方面使得生物棲息環(huán)境破碎化,進而導致物種瀕?;驕缃^。此外,隨著生產、生活用水量不斷增加,生態(tài)用水被擠占,河道斷流、湖泊萎縮日益嚴重,大量污廢水的排放又對生態(tài)環(huán)境構成極大威脅。
淮河流域水利工程眾多,極大地破壞了河湖水系連通,阻隔了洄游魚類通道,影響水生生態(tài)系統(tǒng)能量和物質的傳遞?;春恿饔蚱皆瓘V闊,蓄排水困難,洪澇相互影響;加上歷史上黃河長期奪淮,打亂水系,堵塞河道,以及水土流失、圍墾造成沿河重要湖泊、濕地萎縮,行洪、蓄洪能力降低,更加重了流域洪澇災害。當然,在合理調度下,淮河流域不少閘壩、水庫與防洪工程在發(fā)揮巨大水利效益的同時,也形成壯麗的水利景觀。
一般認為,生態(tài)(系統(tǒng))功能是指生態(tài)系統(tǒng)本身的能量流動、物質循環(huán)和信息傳遞等三大基本功能,而生態(tài)(系統(tǒng))服務功能則是相對于人類社會來說的,強調生態(tài)系統(tǒng)提供產品和服務的能力。有人認為,生態(tài)服務功能是自然生態(tài)系統(tǒng)及其所屬物種形成與維持人類賴以生存的條件和過程,它支撐和維護了地球的生命支撐系統(tǒng)、生命物質的地化循環(huán)與水文循環(huán)、生物多樣性、大氣化學成分的平衡與穩(wěn)定等。DAILY(1997年)將生態(tài)系統(tǒng)服務功能定義為生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成與維持人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用,CAIMS(1997年)則認為生態(tài)系統(tǒng)服務功能是對人類生存及生活質量有貢獻的生態(tài)系統(tǒng)產品和生態(tài)系統(tǒng)功能。千年生態(tài)系統(tǒng)評估項目(Millennium Ecosystem Assessment,縮寫為 MA)的首個研究成果《生態(tài)系統(tǒng)與人類福利:評估框架》將生態(tài)系統(tǒng)服務功能定義為“人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的效益,包括生態(tài)對人類可以產生直接影響的供給功能、調節(jié)功能和文化功能,以及對維持生態(tài)系統(tǒng)的其他功能具有重要作用的支持功能”。2008年正式公布的《全國生態(tài)功能區(qū)劃》首次明確提出了全國范圍內三大類生態(tài)功能,即生態(tài)調節(jié)、產品提供和人居保障。其中,生態(tài)調節(jié)功能包括水源涵養(yǎng)、土壤保持、防風固沙、生物多樣性保護和洪水調蓄,產品提供功能包括農產品提供和林產品提供,人居保障功能則主要考慮對大都市群和重點城鎮(zhèn)群自然環(huán)境的維護。
歐陽志云等在生態(tài)服務功能概念的基礎上指出,水生態(tài)系統(tǒng)服務功能是指水生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過程所形成及維持人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用,并把水生態(tài)系統(tǒng)服務功能劃分為提供產品、調節(jié)功能、文化功能和生命支持功能等四大類。在此基礎上,本文結合淮河流域實際對水生態(tài)服務功能類型進行綜合、細化和拓展。
在充分辨識淮河流域水生態(tài)問題的基礎上,結合流域水生態(tài)系統(tǒng)結構及其衍化過程、生態(tài)服務功能空間分異規(guī)律,參考國內外相關研究成果,堅持既要體現(xiàn)區(qū)域特色、又能與現(xiàn)有研究成果相協(xié)調的原則,確定出淮河流域二級水生態(tài)服務功能類型體系。該體系中,一級功能包括水生態(tài)保育、水生態(tài)調控、水生態(tài)服務等三大類。水生態(tài)保育功能包括水源涵養(yǎng)、水土保持和物種保護3種二級功能,水生態(tài)調控功能包括洪水調蓄、生境維持2種二級功能,水生態(tài)服務功能包括產品提供和景觀保障2種二級功能。
淮河流域水生態(tài)服務功能類型體系如圖1所示。
圖1 淮河流域水生態(tài)服務功能類型體系
表1 各二級水生態(tài)服務功能釋義
廣義的生態(tài)保育是指保護地球上的生物單一物種群體單位,乃至數(shù)個生物所依存的棲地,還可擴展到整個生態(tài)系統(tǒng)的維護,甚至更進一步擴展到棲地原住民文化的維護。目前,全球已建立很多不同級別的生態(tài)保育區(qū)與自然保育區(qū),如北蘇拉維西西部的淡可可自然保育區(qū),緬甸西北部克欽邦濕地全球最大老虎保育區(qū),2004年香港設立的鳳園蝴蝶保育區(qū)及我國對澳供水主要水源地之一斗門區(qū)蓮洲鎮(zhèn)生態(tài)保育區(qū)等。本文考慮的淮河流域生態(tài)保育功能主要包括水源補給與供應、生物種群保護、土壤保持等方面的含義。
表2 淮河流域二級水生態(tài)服務功能描述
淮河流域洪澇災害嚴重,水利工程眾多,其水生態(tài)調控功能立足于生態(tài)系統(tǒng)與人類活動的互動關系,側重人的主觀性與能動性,旨在通過對生態(tài)資源的調節(jié)和利用,推動經濟社會發(fā)展,保障人居安全,達到趨利避害的效果。同時,限于矛盾的普遍性與事物的兩面性,調控的結果必然也包括不同程度的負面效應,這就要求人們必須遵循自然規(guī)律,并根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的反應及時調整人類活動。
淮河流域是我國重要的農業(yè)基地,其水生態(tài)服務功能從水生態(tài)系統(tǒng)的角度出發(fā),強調生態(tài)系統(tǒng)對人類社會的直接貢獻,如清潔水供應和灌區(qū)、水產基地用水保障等。此外,還包括河源、湖泊等自然水域景觀與眾多水利工程形成的人工水域景觀。
表1給出了各二級功能的具體釋義,同時反映出該劃分體系的出發(fā)點與主要考慮因素。
不同水生態(tài)服務功能類型代表了區(qū)域內的不同水生態(tài)系統(tǒng)結構和特征,也反映了水生態(tài)系統(tǒng)對當?shù)亟洕鐣呢暙I和作用。為進一步理解各種水生態(tài)服務功能,并更好地服務于生態(tài)保護工作,表2結合淮河流域具體情況,分析了各二級水生態(tài)功能的作用、表現(xiàn)形式及分布范圍。
在回顧國內外對生態(tài)服務功能概念、內涵、分類等研究成果基礎上,通過分析辨識淮河流域生態(tài)環(huán)境問題,結合流域內生態(tài)系統(tǒng)結構及其衍化過程、生態(tài)服務功能空間分異規(guī)律,從水生態(tài)保育、水生態(tài)調控、水生態(tài)服務等3個層面劃分了水源涵養(yǎng)、水土保持、物種保護、洪水調蓄、生境維持、產品提供和景觀保障等7種二級水生態(tài)服務功能。各種功能的釋義與特征描述既明確了其具體含義,又反映出淮河流域水生態(tài)服務功能體系劃分的出發(fā)點與主要考慮因素。本文可為淮河流域生態(tài)保護與建設及水資源保護提供理論基礎。
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