王 聰,伍 星, 傅伯杰,2,*,韓興國,陳亞寧,王克林,周華坤,馮曉明,李宗善

1 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室,北京 100085 2 北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部,地表過程與資源生態(tài)國家重點實驗室,北京 100875 3 中國科學(xué)院植物研究所,植被與環(huán)境變化國家重點實驗室,北京 100093 4 中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所,荒漠與綠洲生態(tài)國家重點實驗室,烏魯木齊 830011 5 中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站,長沙 410125 6 中國科學(xué)院西北高原生物研究所,青海省寒區(qū)恢復(fù)生態(tài)學(xué)重點實驗室, 西寧 810008

生態(tài)退化是受到全球關(guān)注的重大經(jīng)濟、社會和環(huán)境問題,防治生態(tài)退化已成為可持續(xù)發(fā)展的重要議題。1978年,聯(lián)合國荒漠化會議通過了《防治荒漠化行動計劃》[1],1994年,《聯(lián)合國防治荒漠化公約》將荒漠化定義為干旱、半干旱和干旱半濕潤地區(qū)由于各種因素,包括氣候變化和人類活動造成的土地退化[2]。2019年,聯(lián)合國啟動了生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)十年計劃(2021年—2030年),旨在大規(guī)模恢復(fù)退化和破壞的生態(tài)系統(tǒng),作為應(yīng)對氣候危機、供水和糧食安全以及生物多樣性的有效措施。此外,根據(jù)聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估報告,處于退化與不可持續(xù)狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)約占全球面積的60%[3]。因此,控制和恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)對滿足日益增長的人口對糧食、飼料、生物量能源、纖維和木材的需要以及維持全球變化背景下生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性至關(guān)重要[4],也是實現(xiàn)17項可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[5]。

我國是世界上脆弱生態(tài)區(qū)分布最廣泛的國家,脆弱生態(tài)類型多樣、生態(tài)脆弱性嚴(yán)重,其中,荒漠化、水土流失、石漠化等多集中在西北和西南地區(qū),占國土面積的22%左右[6],鑒于此,我國開展了一系列的生態(tài)恢復(fù)工程措施[7-8],如植樹造林、退耕還林還草、天然林保護工程、流域綜合治理、水土保持工程、自然保護區(qū)建設(shè)等,取得了重要成效。在生態(tài)恢復(fù)工程實踐中,我國也積累一系列的生態(tài)恢復(fù)技術(shù),據(jù)統(tǒng)計自“十五”以來,共研發(fā)214項核心技術(shù),其中的造林技術(shù)、生物籬技術(shù)、節(jié)水保土技術(shù)等均已得到廣泛應(yīng)用[9-10],生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的研發(fā)也逐漸從單一目標(biāo)轉(zhuǎn)化為兼顧生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益的復(fù)合模式[9],綜合治理技術(shù)和模式集成已成為當(dāng)前生態(tài)恢復(fù)的主要措施。在區(qū)域尺度上,生態(tài)恢復(fù)效益的評估已有不少積累[11-12],但多集中于生態(tài)效益的評估,多以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估為主,對社會經(jīng)濟效益的考慮相對較少,且針對生態(tài)恢復(fù)模式的評估也相對缺乏。本文旨在梳理我國重點脆弱生態(tài)區(qū)(喀斯特地區(qū)、青藏高寒區(qū)、干旱荒漠區(qū)、黃土高原區(qū)、北方風(fēng)沙區(qū))的基本情況與生態(tài)問題,針對生態(tài)恢復(fù)模式建立評價指標(biāo)體系,基于實地調(diào)研和數(shù)據(jù)收集,總結(jié)了部分生態(tài)恢復(fù)模式效益,提出了今后生態(tài)恢復(fù)發(fā)展的方向,為優(yōu)化和篩選生態(tài)恢復(fù)模式提供依據(jù)。

1 重點脆弱生態(tài)區(qū)現(xiàn)狀與問題

中國是世界上脆弱生態(tài)類型最多樣的國家之一,同時面臨著凍融侵蝕、水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、土地沙漠化、鹽漬化、石漠化、水土資源匱乏等生態(tài)問題,脆弱生態(tài)類型呈現(xiàn)一定的時空異質(zhì)性。中國脆弱生態(tài)區(qū)的形成是自然屬性和人類活動共同作用的結(jié)果,而區(qū)域自然屬性的差異及區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展的不平衡也導(dǎo)致不同重點脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化的差異,不同區(qū)域生態(tài)恢復(fù)的重點也不盡相同。本文著重對喀斯特地區(qū)、青藏高寒區(qū)、干旱荒漠區(qū)、黃土高原區(qū)和北方風(fēng)沙區(qū)進行現(xiàn)狀與問題梳理與總結(jié)(圖1)。

圖1 中國重點脆弱生態(tài)區(qū)及亞區(qū)范圍Fig.1 Scope of key ecologically vulnerable regions and their sub-regions in China

本文梳理總結(jié)了重點脆弱區(qū)的生態(tài)退化現(xiàn)狀和成因(表1),重點脆弱區(qū)內(nèi)生態(tài)退化主要是由人類活動導(dǎo)致,對水土資源的過度消耗和不合理利用是根本原因,農(nóng)田開墾和草場放牧是其中的重要形式,各重點脆弱區(qū)內(nèi)自然條件及人類活動的差異也使得區(qū)域內(nèi)不同生態(tài)分區(qū)呈現(xiàn)不同的生態(tài)環(huán)境問題。

2 重點脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)模式現(xiàn)狀及效益評估

針對不同脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)問題,我國開展了一系列大規(guī)模的生態(tài)恢復(fù)項目和工程,有效遏制住了水土流失、石漠化、沙漠化等的擴張趨勢。根據(jù)甄霖等[9]的評估結(jié)果,截至2014年,中國退化區(qū)面積的22.1%發(fā)生退化逆轉(zhuǎn),同時11.5%的退化區(qū)發(fā)生退化加重的現(xiàn)象,其余區(qū)域呈退化持衡的趨勢。在生態(tài)恢復(fù)項目和工程實施過程中已積累了大量的生態(tài)恢復(fù)技術(shù),且生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用也發(fā)展成為兼顧生態(tài)、經(jīng)濟、社會等多目標(biāo)的復(fù)合模式。當(dāng)前,不同對脆弱生態(tài)區(qū)的社會-生態(tài)系統(tǒng)不同,面臨的自然因素和人類活動的干擾也不一樣。由此,有必要梳理不同脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)模式的發(fā)展程度,評價其綜合效益及適用性,為進一步生態(tài)恢復(fù)技術(shù)模式優(yōu)化、構(gòu)建綜合治理技術(shù)體系提供依據(jù),而構(gòu)建生態(tài)恢復(fù)模式評價指標(biāo)體系,評估不同脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)模式的綜合效益是其中的重要環(huán)節(jié)。

本文梳理了重點脆弱生態(tài)區(qū)內(nèi)不同亞區(qū)主要面臨的生態(tài)環(huán)境問題,并根據(jù)實地調(diào)查與專家咨詢匯總了不同亞區(qū)主要的生態(tài)恢復(fù)模式(圖1,表1),針對不同脆弱生態(tài)區(qū)及亞區(qū)的獨特的生態(tài)環(huán)境問題,各亞區(qū)尺度上已發(fā)展形成2—3套成熟的生態(tài)恢復(fù)模式(生態(tài)恢復(fù)過程中所使用的相匹配的一種或者多種生態(tài)恢復(fù)技術(shù)而形成的模式)。在區(qū)域尺度上的生態(tài)恢復(fù)效益評估的研究較多,多以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的指標(biāo)體現(xiàn),對于單項生態(tài)恢復(fù)技術(shù)和模式評價研究較少,本文根據(jù)科學(xué)性、獨立性、相對穩(wěn)定性、針對性、可操作性等原則設(shè)計了評估指標(biāo)體系(表2),指標(biāo)分類主要為生態(tài)效益和社會-經(jīng)濟效益指標(biāo),要素層中生態(tài)效益主要為生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)功能,社會經(jīng)濟效益主要為經(jīng)濟收入、社會影響等。根據(jù)各脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)示范區(qū)實地調(diào)查及數(shù)據(jù)收集情況,篩選了幾個示范區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)較為完備的生態(tài)恢復(fù)模式以展示其生態(tài)恢復(fù)效果(表2),發(fā)現(xiàn)不同脆弱生態(tài)區(qū)內(nèi)的生態(tài)恢復(fù)模式在生態(tài)效益和社會經(jīng)濟效益均取得良好效果,但部分脆弱生態(tài)區(qū)亞區(qū)的恢復(fù)模式在生態(tài)效益和社會-經(jīng)濟效益之間存在權(quán)衡關(guān)系,在下一步的生態(tài)恢復(fù)模式篩選和推廣中,應(yīng)根據(jù)脆弱生態(tài)區(qū)的自然和社會條件選擇適宜該地區(qū)的恢復(fù)模式。此外,當(dāng)前生態(tài)恢復(fù)的效益監(jiān)測結(jié)果中,生態(tài)效益的監(jiān)測數(shù)據(jù)較為全面,而社會-經(jīng)濟效益的監(jiān)測數(shù)據(jù)相對缺乏,今后應(yīng)加強對于生態(tài)恢復(fù)模式的綜合監(jiān)測,為生態(tài)恢復(fù)模式評價提供定量基礎(chǔ)。

表1 不同脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀與生態(tài)恢復(fù)模式匯總*

* 喀斯特地區(qū)生態(tài)亞區(qū)分區(qū)僅介紹了峰叢洼地亞區(qū)和高原亞區(qū)

表2 生態(tài)恢復(fù)模式效益評估*

*生態(tài)恢復(fù)模式實施后指標(biāo)增長的百分比：“+”表示0—30%,“++”表示30%—100%,“+++”表示>100%

3 重點脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)發(fā)展方向

(1)將生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)納入生態(tài)恢復(fù)實踐中。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉直接相關(guān),生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能直接影響了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的水平和能力,而通過生態(tài)恢復(fù)改善生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)能力,增進人類福祉是生態(tài)恢復(fù)實踐的重要目標(biāo)。此外,生物多樣性會對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)起到促進作用,雖然這種促進關(guān)系存在一定的爭議[28],但在生態(tài)恢復(fù)實踐中應(yīng)考慮生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系,將生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)納為生態(tài)恢復(fù)效益的重要指標(biāo),并進行切實監(jiān)測,增加生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性管理手段來確保生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有所增強,確保生態(tài)恢復(fù)中利益相關(guān)者的需求能得到滿足,設(shè)計將生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)增加的惠益向本地居民、農(nóng)民等流動的機制。

(2)將成本效益分析納入生態(tài)恢復(fù)實踐中。生態(tài)恢復(fù)可以視為社會系統(tǒng)中的重要投資行為[29],會產(chǎn)生重大效益,因此,分析生態(tài)恢復(fù)過程中經(jīng)濟因素有助于理解景觀尺度生態(tài)恢復(fù)管理機制[28]。不同恢復(fù)方式在成本效益上存在顯著差異,需從社會生態(tài)系統(tǒng)的角度考慮生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力及外界和人類干擾狀況,結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展水平來選擇生態(tài)恢復(fù)方式。比較不同恢復(fù)方式的經(jīng)濟可行性,可以為生態(tài)恢復(fù)決策中的資源分配及目標(biāo)制定提供依據(jù),并且防止在生態(tài)恢復(fù)效益沒有得到投資補償?shù)那闆r下浪費資源,篩選出具備“性價比”的生態(tài)恢復(fù)方式[28]。

(3)加強生態(tài)恢復(fù)管理制度設(shè)計。以往生態(tài)恢復(fù)的開展多單純的以生態(tài)問題為出發(fā)點進行生態(tài)恢復(fù)技術(shù)模式的篩選與實施,出現(xiàn)了因一些生態(tài)過程發(fā)生變化而導(dǎo)致新的生態(tài)問題的現(xiàn)象[8],另外,對不同時間尺度上利益相關(guān)者的生態(tài)和社會經(jīng)濟效益考慮的不足,也導(dǎo)致部分生態(tài)恢復(fù)實踐效果維持與推進受到一定影響。因此,亟待加強生態(tài)恢復(fù)整體管理制度設(shè)計,首先,建立綜合全面的生態(tài)恢復(fù)效果評價指標(biāo)體系,根據(jù)不同脆弱區(qū)的自然和社會條件,制定綜合反映生態(tài)效益和社會經(jīng)濟效益的指標(biāo)體系,引導(dǎo)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)模式的篩選與實施；其次,加強生態(tài)恢復(fù)效果指標(biāo)監(jiān)測,以生態(tài)恢復(fù)效果評價指標(biāo)體系為參照制定生態(tài)恢復(fù)監(jiān)測方案,建立生態(tài)恢復(fù)效果長期監(jiān)測機制；最后,完善生態(tài)補貼長效機制,鞏固生態(tài)恢復(fù)成果,根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評估監(jiān)測結(jié)果,厘清不同空間尺度上的利益相關(guān)者對各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)收益的權(quán)衡關(guān)系,采用生態(tài)補貼的方式協(xié)調(diào)不同尺度利益沖突,并根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值化評估成果制定補貼標(biāo)準(zhǔn)[30]。

(4)搭建生態(tài)恢復(fù)信息平臺,促進生態(tài)恢復(fù)實踐的信息流動。在以往的生態(tài)恢復(fù)過程中,不同利益相關(guān)者之間的信息并不能夠有效傳遞。如關(guān)于生態(tài)恢復(fù)科學(xué)研究中的最新成果并不能夠有效傳達到生態(tài)恢復(fù)實踐者和參與者,生態(tài)恢復(fù)的生態(tài)效益評估指標(biāo)也很難準(zhǔn)確傳遞給當(dāng)?shù)鼐用?管理部門和當(dāng)?shù)鼐用駥τ诔杀拘б鏅?quán)衡和生態(tài)-社會經(jīng)濟效益權(quán)衡也無法及時反饋給科學(xué)技術(shù)人員,因此,有必要開發(fā)針對重點脆弱區(qū)不同類型成果數(shù)據(jù)管理平臺和模擬演示系統(tǒng),將各重點脆弱區(qū)生態(tài)恢復(fù)區(qū)生態(tài)恢復(fù)的技術(shù)、模式、推廣應(yīng)用等成果進行綜合集成和模擬演示(圖 2),加強科學(xué)家群體與其他利益相關(guān)者之間的聯(lián)系,加強公共協(xié)商。需建立生態(tài)恢復(fù)技術(shù)模式的模擬展示平臺,連接科學(xué)技術(shù)人員、當(dāng)?shù)鼐用?、管理部門及生態(tài)恢復(fù)實踐者等不同群體,通過展示生態(tài)恢復(fù)模式的技術(shù)原理和方案、實施成本及社會、生態(tài)和經(jīng)濟效益,可以使得不同區(qū)域不同群體對于恢復(fù)模式選擇進行充分討論及篩選權(quán)衡,有利于生態(tài)恢復(fù)實踐的穩(wěn)定性。

圖2 生態(tài)恢復(fù)展示平臺設(shè)計框架Fig.2 Framework for ecological restoration display platform

當(dāng)前我國重點脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)實踐已進入綜合集成和優(yōu)化提升的階段,而建立多尺度生態(tài)恢復(fù)模式效果的監(jiān)測數(shù)據(jù)是生態(tài)恢復(fù)模式評價的重要前提,尤其應(yīng)加強針對社會、經(jīng)濟效益的監(jiān)測,在進行模式集成及優(yōu)化時應(yīng)考慮不同利益相關(guān)者的生態(tài)-社會經(jīng)濟效益權(quán)衡,著重考慮當(dāng)?shù)鼐用駞⑴c生態(tài)恢復(fù)實踐的綜合收益,以確保生態(tài)恢復(fù)的長期穩(wěn)定性。