区域减压增效生态调控修复模式研究

高吉喜，邹长新，吴 丹，王 燕

(环境保护部南京环境科学研究所，江苏 南京 210042)

区域减压增效生态调控修复模式研究

高吉喜，邹长新①，吴 丹，王 燕

(环境保护部南京环境科学研究所，江苏 南京 210042)

近年来，生态环境形势严峻，生态系统功能退化问题突出，已经威胁到区域生态安全，并在一定程度上制约经济社会可持续发展。为此，生态修复受到高度重视，但目前生态修复过程中存在重植被、轻功能，重手段、轻效益，重局部、轻区域的特点。鉴于此，基于当前生态修复存在的主要问题，以缓解资源环境压力、提升生态系统功能为核心，提出区域生态修复手段不应仅依靠生态工程，而应采用工程与经济社会调控相结合的手段；生态修复的重点不应只局限于解决眼前生态问题及遭受破坏的区域，而应着眼于受到潜在压力的更大范围区域；生态修复的目的不应只满足于植被的恢复，而应采取多种措施全面减轻生态系统压力，提升区域生态功能，兼顾生态、经济和社会效益。在此基础上，构建了区域减压增效生态调控修复框架模型，提出应从问题识别、诊断分析、模式构建、效益分析和示范应用5个方面建立区域生态调控修复技术流程，以期实现生态修复的区域化、永久化和最大效益化。

生态退化；调控修复；减压增效；模式

20世纪80年代起,生态修复开始受到重视,并成为生态学的一个研究分支。如今,生态修复已成为生态学和环境科学领域研究的热点。传统的生态修复主要利用生态系统的自我恢复能力,辅以人工措施,从而遏制生态系统退化,加速恢复地表植被覆盖,使其向良性有序方向发展[1-2]。但从国内外生态修复的理论和实践来看,总体存在点上治理、面上破坏的状态,局部好转、整体恶化的态势尚未得到根本遏制,生态修复表现出重植被、轻功能,重手段、轻效益,重局部、轻区域的特点,生态保护与修复的理念和方式仍需进一步完善[3-6]。为此,笔者提出了区域减压增效生态修复模式,以期为系统、实效和大范围开展生态修复提供科学依据。

1 区域减压增效生态调控修复概念及内涵

区域生态退化的后果不仅表现为自然生态系统结构的破坏和功能的丧失,还包括生态系统为人类提供物质与服务的能力下降,使区域经济社会的健康发展受阻。因此,区域生态修复应包含对自然系统、经济系统和社会系统3个层面的修复,其目的在于恢复社会-经济-自然复合生态系统合理的结构、高效的功能和协调的关系[7-8]。

自2000年以来,我国各级政府投入大量资金开展生态保护与修复工作,先后实施了一批重大生态保护与建设工程,如退耕还林(草)、退牧还草、天然林保护和防护林体系建设、京津风沙源治理、三江源生态建设和西南石漠化综合治理等,生态恢复工程显现出明显成效[9-11],修复理论亦日臻完善和充实[12-17],但仍存在一些突出问题:(1)大多生态修复工程重视小范围、局地尺度或单一群落与植被类型的恢复,缺乏大区域、整体或系统水平尺度的综合治理;(2)生态修复工程多以生态问题为导向,忽视生态问题产生的根本原因,治标不治本,缺乏以改善区域生态功能为导向的顶层设计;(3)生态修复工程大多仅注重单一的生态效益,而对经济和社会效益的综合评价与支撑作用研究不足。

因此,区域生态修复手段不应仅依靠生态工程,而应采用工程与经济社会调控相结合的手段;生态修复的重点不应只局限于解决眼前生态问题及遭受破坏的区域,而应着眼于受到潜在压力的更大区域范围;生态修复的目的不应只满足于植被的恢复,而应采取多种措施全面减轻生态系统压力,提升区域生态功能,兼顾生态、经济和社会效益。

为此,笔者提出区域减压增效生态调控修复模式,具体可定义为:在区域范围内,以减轻生态系统压力、提升区域生态功能为导向,在识别生态问题与退化诊断的基础上,采取生态工程与经济社会调控相结合的手段,通过构建合理、可行的修复模式实现生态效益与经济社会效益的统一。传统生态修复与区域调控修复的区别见表1。

表1 传统生态修复与区域调控修复的区别

Table 1 Differences between traditional ecological restoration and regionalized regulation and restoration

生态修复类别目标范围措施传统生态修复植被恢复遭受生态破坏的局部地段生态工程区域调控修复功能恢复与提升，兼顾生态、经济和社会效益承受潜在压力的所有区域生态工程与经济社会调控相结合

2 区域减压增效生态调控修复概念模型

基于区域生态调控修复的概念,提出相应的概念模型(图1)。实施生态调控修复的关键在于变被动修复为积极修复,以提高区域生态服务功能、保障生态与经济协调发展为核心,采取科学合理的修复技术,并建立高效稳定的运行模式,从而实现减压增效的目的,在缓解资源环境压力、提升生态系统功能的同时更好地发挥经济社会效益。

3 区域减压增效生态调控修复的技术流程

根据图1所示模型,针对目前我国生态修复面临的主要问题,围绕生态功能提升、修复模式构建和综合效益提升3大目标,构建区域生态调控修复的技术流程，主要包括问题识别、诊断分析、模式构建、效益评价和示范应用5个方面(图2)。

3.1 问题识别

识别生态问题是开展区域生态修复的基础,减压增效是生态修复的主要目标。通常情况下,生态退化问题呈现多样化、复合性和区域性特征,突出的综合表象特征有水土流失、土地荒漠化、草地退化和生物多样性减少等;从生态系统类型来看,生态问题涉及的类型有森林、草地、湿地、灌丛和荒漠等;从生态系统功能状况来看,生态问题包括水源涵养、水土保持、防风固沙、洪水调蓄、固碳释氧和生物多样性维护等功能的下降。因此,应从系统分析的角度识别生态问题,可采用主成分分析等方法量化确定研究区生态问题的主要表现形式和基本特征,为针对性地开展生态修复奠定基础。

图1 基于减压增效的区域生态调控修复概念模型Fig.1 Conceptual model of regionalized ecological regulation and restoration based on “Decreasing Pressure, Increasing Efficiency”

图2 区域生态调控修复技术流程图Fig.2 Technical flowchart of regionalized ecological regulation and restoration

3.2 诊断分析

诊断分析是科学实施生态修复的关键,其目的在于识别生态退化发生的空间区域、退化程度、驱动因素等。首先,根据研究区生态问题,确定区域生态退化的关键指标,建立基于生态服务功能的退化生态系统评价指标体系、退化等级判别标准及相应的技术方法,并识别出退化程度的具体空间分布,即进行生态修复的重点区;其次,分析导致生态退化的原因,定量分析人类活动、气候变化与生态退化的关系,明确区域生态退化与生态服务功能下降的主要驱动因素,为优化选取生态修复技术与调控模式提供重要依据。总之,要深刻诊断生态退化的原因,必须从退化的形成机理来分析,除自然因素外,人类不合理的资源开发活动、城镇化和工业化建设以及环境污染等导致生态问题形成的主要诱因必须加以明确。

3.3 模式构建

构建适宜的生态修复模式是维持生态修复工作高效稳定运行的重要保障。良好的生态修复模式是集目标导向、技术应用、常态管护、政策引导和综合决策于一体的系统工程,涉及生态、经济、工程、管理、社会和文化等多学科多领域。首先,模式构建应进行总体目标设计,围绕减压增效制定具体细化的生态修复目标和指标;其次,在资源环境承载能力评价的基础上,对修复区进行合理分区,根据退化程度、修复难易和技术可行性统筹、有序安排生态修复的时间进度和空间布局,形成生态修复治理实施方案;第三,综合考虑技术、管理和政策等因素,通过调整产业结构与布局[18-20]、改变土地利用格局[21-22]、寻找替代生计[23-24]、开展生态移民[25-26]以及气象驱动修复[27]等手段,构建适宜不同生态修复分区的生态调控修复模式。

产业结构与布局调整即在明确地域特色和产业优势的基础上,提出有利于区域生态环境改善的产业结构调整措施,科学谋划产业空间布局。国家及地方政府对产业的导向和规划成为影响区域产业结构与布局调整的主要因素。改造传统产业,发展生态经济,优化产业布局,是生态文明视角下区域产业结构与布局调整的必然选择。

土地利用结构调整即在对区域生态系统退化诊断的基础上,评价土地利用类型、格局变化对生态功能退化的影响,针对土地利用不合理的地区,因地制宜地调整与其功能相适宜的土地利用方式,如退耕还林还草是土地利用结构调整的主要方式之一,是加强生态环境保护和建设的重要举措,也是贫困山区农民脱贫致富的有效途径。

生计是人们对其所处生存环境的一种选择。随着经济发展、政策引导、市场驱动、技术推广以及城市化进程的加速推进,农户生计方式逐步多样化。根据区域资源禀赋与生态承载力正向改变农户生计,有利于减轻土地利用强度,从而为退化生态系统恢复提供保障,如贫困山区适宜种植经济作物,重点生态功能区适宜发展生态旅游业。

生态移民是实现生态环境脆弱区环境-经济-社会可持续发展的重要举措。一方面可以缓解人口对资源环境的压力,使生态系统得以恢复和重建,从根本上解决部分地区的生态环境问题;另一方面可以通过异地开发,减少贫困地区的人口压力,缓解人地矛盾,改善贫困人口的生存状态。

气象驱动修复即通过人工方式调控区域气象气候条件,使之利于退化生态系统修复。具体措施包括通过人工增雨增加水资源供给；通过合理灌溉提高水资源利用效率;通过分析气候数值模拟结果,研判区域气候条件,以采取相应措施有效增加降水、土壤湿度和空气湿度,使退化的湿地生态系统和干旱区草地生态系统得以加快恢复。

3.4 效益评价

效益评价是衡量生态调控修复模式实施成效的必要手段。以最小成本实现生态、经济、社会效益的最大化是生态修复的终极目标,实现此目标必然要对不同修复模式所产生的单一和综合效益进行科学评价。针对研究区的自然、经济、社会条件及修复手段,选用生态效益指标、经济效益指标和社会效益指标等评价生态修复模式的综合效益,从而确定所构建模式的科学性和可行性。

3.5 示范应用

不同生态调控修复模式均具有自身的适用地域或适用条件,在运行方式上,应首先在试点地区开展生态问题识别,退化机理诊断,构建生态调控修复模式,分析模式的生态与经济社会效益,验证模式的可行性,并通过长期的定位观测与动态评价,确切把握模式的实施效果与存在问题,从而不断优化模式;对一些成功的修复模式在同类适用地区进行推广应用,从而开展大规模、系统和全面的生态调控修复。同类适用地区根据合理可行的经验模式进行理念引进和创新，建立健全的管理运行机制，提供资金与政策保障,也是生态调控修复模式不断发挥效益的重要环节,这需要政府、企业和公众等多方面的共同参与。

4 结论

区域生态调控修复是一项结构复杂、功能综合、因素众多的系统工程,它不仅是纯粹的技术与管理问题,更是直接关系到区域可持续发展的重大而复杂的社会经济问题。围绕提升区域生态功能的总体目标,根据不同气候、水文、植被、土壤条件和土地利用状况进行科学规划,提出适宜的生态修复分区及模式方法,因地制宜,通过人为适度干预,优化人口、土地和产业等生产要素配置,加速促进区域生态调控修复的进程,形成人口、经济与资源环境相协调的空间保护与开发格局,使经济效益、社会效益和生态效益得到同步发展。

从区域生态修复的出发点和落脚点来看,生态修复绝不是简单的恢复植被,而应以减缓生态压力、提升生态功能为基本目标,按照“问题识别、诊断分析、模式构建、效益评价、示范应用”的技术流程,采用生态工程与经济社会相结合的手段全方位推进,兼顾生态修复产生的经济效益和社会进步,力求实现生态修复的效益最大化和长期可持续性。

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(责任编辑： 许 素)

Regional Ecosystem Restoration by Ecological Regulation Approaches (ERA).

GAO Ji-xi, ZOU Chang-xin, WU Dan, WANG Yan

(Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection, Nanjing 210042, China)

In recent years, the eco-environmental situations in the country are getting severer, with the degradation of ecosystem functions posing a prominent problem, which is threatening ecological security and restraining economic and social development of relevant regions to a certain degree. Therefore, ecological restoration has become an issue attracting high attention. However, the current restoration pays too much attention to revegetation rather than function, to means rather than effects, and to parts rather than whole regions in processes. In view of the problems, the following concept and connotation of regional ecological regulation and restoration centered on “Decreasing Pressures on Environmental Resources and Increasing Efficiency of Ecosystem Functions” are put forward. The restoration of regional ecosystems should combine ecological projects with eco-societal regulation, instead of depending on ecological projects as its means; focus on large-scaled regions exposed to potential pressure, not just on local areas suffering severe ecological problems or damage; adopt a variety of means to reduce overall ecosystem pressure, improve regional ecological functions, and aim at ecological, economic and social benefits holistically, rather than satisfaction with revegetation. On such a basis, framework of approaches of regional ecological regulation and restoration was built up, and a technical flowchart plotted, encompassing the following five technical processes, i.e. problem recognition, diagnostic analysis, model construction, efficiency analysis and demonstration application, in an attempt to realize regionalization, perpetuation and benefit-maximization of ecological restoration.

ecological degradation; regulation and restoration; decreasing pressure and increasing efficiency; approaches

2016-12-19

环保公益性行业科研专项(201409055)

X321

A

1673-4831(2017)01-0001-06

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.01.001

高吉喜(1964—),男,内蒙古呼和浩特人,研究员,博士,主要从事区域生态学研究。E-mail: gjx@nies.org

① 通信作者E-mail： zcxnies@163.com

编者按: 环保公益性行业科研专项“重要生态功能区退化生态系统修复模式研究与应用示范”由环境保护部南京环境科学研究所主持。该项目针对当前生态修复中重植被轻功能、重手段轻效益、重局部轻区域等问题，以重要生态功能区生态系统退化现状评估为基础，通过建立区域调控与局地修复技术相结合、区域生态功能提升与经济发展相协调的修复模式，探寻不同类型重要生态功能区的适宜修复模式并开展应用示范，以此优化生态修复理念与调控对策，切实提升退化生态系统管理水平，为增强生态产品供给能力、保障区域生态安全提供技术支撑。该项目自2014年启动实施以来，完成了重要生态功能区退化生态系统诊断报告，开展了水源涵养、水土保持、防风固沙和生物多样性保护等类型生态功能区生态修复治理技术示范，形成了多个适用于不同类型区域的生态修复调控模式，并提出重要生态功能区修复模式推广建议。本刊将集中刊载该项研究产出的多篇优秀论文。