社论
2022-11-27孙从建,王圣杰
黄河流域是我国重要的生态屏障和重要的经济地带,是打赢脱贫攻坚战的重要区域,在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位。2019年9月18日,习近平总书记主持召开了黄河流域生态保护和高质量发展座谈会,提出了黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略。这是黄河流域生态保护和发展的重大战略布局,也是黄河治理史上的一个里程碑。然而,脆弱的生态环境和高强度的资源环境承载,使黄河流域长期处于巨大的压力状态中,当前流域仍面临着水土流失严重、水资源短缺、人地关系复杂、生态系统结构-功能局部退化、区域发展质量有待提升等系列问题。因此,需要开展多学科紧密合作共同推进黄河流域生态保护和高质量发展。本期《地球环境学报》刊登的13篇论文,从黄河流域生态保护和高质量发展中面临的不同问题出发,深入剖析问题的现状、时空变化及驱动因素,为黄河流域的生态保护和可持续发展提供了理论依据和科学支撑。
淤地坝是黄河中游黄土高原区水土流失防治的有效工程措施之一,在建设农田、巩固退耕还林(草)、改善生态环境等方面发挥了重要作用。张齐飞等基于多源遥感影像对晋西南地区淤地坝的坝地资源现状进行了评估,发现截至2021年,晋西南地区56.58%的淤地坝已经处于服务超限状态,平均超限4.35 a。其中,隰县、大宁县、汾西县、吉县和乡宁县地区淤地坝超限较为严重,60%以上的淤地坝已处于淤满状态,其生态和经济服务功能明显下降。
水资源作为区域发展的重要战略性资源,其变化对区域的可持续、高质量发展具有重要的影响。水资源利用是否具有可持续性是保障粮食安全的重要因素。刘显等采用水资源负载指数及水足迹方法对陕甘宁青地区水资源与粮食安全的耦合特征进行了研究,发现陕甘宁青地区已处于高水资源压力水平,农业水资源被挤占现象日益突出,特别是区域居民膳食结构由口粮向动物性产品转变,进一步加剧了区域粮食和水资源的负担。受到生态补给水量减少、流域生态环境退化及煤矿产业布局的影响,黄河中游的水质状况明显劣于上游和下游,水污染造成的水质性缺水严重阻碍了区域经济社会的可持续发展。李皎等评估了汾河下游地表水水环境特征及其变化的主要控制因素,结果表明营养盐和耗氧有机污染物等典型污染物主要来自城市生活污水、农业废水,霍州市和洪洞县的水质恶化受工业废水排放的影响最大。污染程度具有从北向南、从上游向下游逐渐减弱的特征,汾河下游水环境污染严重,汾河干流道美桥 — 尧都段和涝洰河应当作为区域水环境治理的重点。对于黄河流域的降水,杨尕红等基于纬度和海拔构建回归模型得到了黄土高原大气降水中氧稳定同位素景观图谱,发现黄土高原降水δ18O春夏季相对富集,秋冬季较为贫化,且δ18O的高值区多出现在南部的渭河谷地一带,低值区则主要出现在西部高原山地和北部边缘,同时还发现黄土高原北部与西部降水δ18O温度效应更为明显。
在“双碳”目标以及黄河流域生态保护和高质量发展国家战略下,黄河流域承受了巨大的减排压力。土壤呼吸是区域碳收支及全球变化的热点问题之一,植物作为碳循环重要的生物库对土壤呼吸有着深远的影响。马笑丹等对黄河三角洲柽柳灌丛周边土壤的CO2通量变化时空特征进行了研究,发现以柽柳灌丛中心为起点由近及远,呈现出随着距离的增加土壤呼吸速率逐渐降低的趋势,这种趋势在低盐生境的灌丛周边尤为明显。陈锋等采用LMDI模型计算了2003 — 2019年黄河流域能源消费产生的碳排放量,发现黄河流域的年碳排放量整体呈增长趋势,但增长幅度逐年收缩,上、中、下游的碳排放量呈西低东高的区域格局,能源消费强度效应与经济增长效应分别是减缓和促进区域碳排放量增长的关键性因素。
由于社会经济发展与自然水文过程、生态系统过程严重失调,黄河流域是我国人地矛盾最为突出和复杂的区域之一。科学认识黄河植被覆盖的空间格局和时间规律,揭示气候变化与人类活动对植被覆盖率空间演化的影响与机理,对于提出科学的生态保护措施、进行生态安全评价有着重大的理论意义与应用价值。李雪银等研究了黄河流域1982 — 2021年植被覆盖时空变化特征及其影响因素,发现黄河流域77.35%的区域植被覆盖呈增加趋势,植被覆盖以气候变化和人类活动共同作用为主要影响因素,其中人类活动促进作用较为明显,约占46.13%,表明人类活动对植被恢复有重要作用。灌丛沙堆是一种典型的风积地貌,在我国北方河套地区广泛分布于库布齐沙漠和毛乌素沙地边缘,其发展与区域农业活动联系紧密。李怡静等发现灌丛沙堆的发育规模和数量变化在很大程度上受到区域农业活动的影响,当地农民的垦荒行为是区域灌丛沙堆消亡现象发生的主要原因,还发现农民利用灌丛沙堆进行土壤改良,可在一定程度上缓解河套平原黄河灌溉区存在的土地盐渍化问题。
有效推进黄河流域产业结构转型升级,促进区域生态环境和经济建设协调发展,是现阶段区域发展的首要任务,探讨经济发展与生态环境间的关系具有重要的现实价值。李玲慧等分析了黄河上游地区生产-生活-生态功能状态、趋势以及耦合协调性的演变规律,发现在1998 — 2017年黄河上游地区三生功能均显著上升,其相互作用随着时间从极低水平缓慢发展,先后经历了低水平和中等水平,最终发展到高等水平,耦合协调水平由低水平向中等水平波浪式发展,其中陕西省耦合协调水平相对较高。王红阳等对黄土残塬区不同种植类型下耕地土壤肥力与经济效益耦合关系进行了研究,发现马铃薯种植对肥力改善具有重要意义,而以经济创收为目的的优势种植类型为棉花,同时发现马铃薯是晋西南黄土残塬区兼顾经济增长和农业环境保护的最佳种植类型,应积极推广种植。任娟等对黄河中游地区生态系统服务的时空演变及权衡与协同关系的研究表明:黄河中游地区土壤保持、水源涵养和生境质量服务总体呈上升趋势,而固碳服务呈波动下降趋势。生境质量与水源涵养、土壤保持服务的权衡区面积比例呈上升趋势,而水源涵养和土壤保持服务的协同区面积比例呈上升趋势,固碳与其他服务在大部分区域无相关关系。秦明星等以黄河流域9省区为研究单元,揭示了黄河流域生态系统服务价值时空演化特征及其与经济协调发展的关系,结果表明2000 — 2020年黄河流域全域生态服务价值持续增长,黄河流域经济与生态协调发展存在显著空间相关性,且人类活动及土地利用方式对生态系统服务价值影响较大,高度冲突区逐渐集中于上游青海省、四川省、甘肃省等经济欠发达地区和下游河南省、山东省等人类干扰密度较高的地区。王肖惠等人分析了黄河流域城市生态化建设水平空间格局与障碍因子,发现黄河流域城市生态化建设总体上呈现“多中心”的空间分异格局,具有显著的“中心 — 外围”逐渐递减的空间分布态势,黄河流域城市生态化建设的障碍因子主要是人均水资源总量、单位GDP能源消费量、研发投入占财政支出比重、每万人公共图书馆藏书量及土地利用效率等。
希望本期专辑的出版,能让更多读者了解我国黄河流域生态保护和高质量发展中的相关问题,吸引更多学者为未来黄河流域制定经济发展政策及实施生态环境保护建言献策。最后,衷心感谢本期文章的所有作者和审稿专家,有你们的热情付出才有本期的出版!