以疏勒河流域为例的“山水林田湖草”生态修复多尺度耦合框架及方法

赵金羽,萨 娜,付 晓,郑拴宁,吴 钢,何霄嘉,陆兆华,桑卫国

1 中央民族大学生命与环境科学学院,北京 100081

2 中国科学院生态环境研究中心,北京 100085

3 中国科学院城市环境研究所,厦门 361021

4 中国21世纪议程管理中心,北京 100038

5 中国矿业大学(北京),北京 100083

1 生态学视角下耦合的概念

“耦合”是来源于物理学的名词,指两个(或两个以上)性质相近的系统或运动形式通过各种相互作用而产生互相亲和趋势的现象[1]。随着地球进入到由人类活动驱动的世代—人类世[2],人类活动与临近及远程环境相互作用,物理学中“耦合”概念也从而被引入到人与自然关系的研究中,如生态学、地理学、气象学、水文学等。在不同的学科领域中,耦合的概念具有一个共同点,即研究系统的两个或多个部分在其过程上具有相互依赖性。因此生态学中的耦合总是与能量流动及物质交换等生态过程密不可分,且已有研究指出生态系统内部要素耦合关系越密切,生态系统捕获、转移和储存能量和物质的功能越强大[3]。可见,小尺度下要素间的耦合关系变化会对大尺度下的生态系统功能产生影响,导致不同生态系统间的功能联系发生改变,而生态系统间功能耦合的变化反过来又能影响要素间的耦合关系。因此,对耦合的研究必须将“多尺度”纳入考虑,目前生态学领域的耦合研究涉及三个尺度:生态系统尺度、景观尺度和区域尺度,研究内容依次为生态系统内部各要素之间的耦合,如旱地生态系统中植物与土壤养分元素的相互响应机制[4];自然景观中不同生态系统之间的耦合,如阿勒泰地区绿洲与荒漠生态系统通过能量与物质的流动与交换彼此联系[5];自然系统与社会系统的耦合,如实施“退耕还林”政策后,自然生态系统功能与服务的变化及其对社会系统的反馈机制[6]等。可见,“耦合”正成为生态学中探究多主体关系及互作的重要思路和方法。

2 不同尺度下的耦合研究方法与工具

2.1 生态系统尺度下要素间的耦合

生态学中的耦合研究方法包括直接观测和模型模拟与分析。通常,生态要素间的耦合属于小尺度研究,可以通过直接观测的方法进行耦合分析。具体方法如对所研究要素(如碳、氮、水、土壤、植被等)间动态变化过程进行监测;在某种要素变化的条件下,监测其他要素的响应,建立耦合要素间的逻辑或定量关系。要素间的耦合是“山水工程”生态修复规划中场地尺度的研究重点,明确要素间的耦合机制不仅有利于借助要素间的协同、拮抗等相互作用关系来实现关键要素保护和修复,还是开展更大尺度下保护修复工作的基础。目前已有许多关于要素耦合的研究:如陆生生态系统中植被-土壤-水的关系[7]、农田生态系统中土壤碳-氮的联系[8]、植被覆盖率的变化对土壤碳的影响[9]等。直接观测的耦合分析方法在小尺度上的可行性较强,往往能够明确定义要素间的耦合关系[10]。

另一个研究要素间耦合关系的方法为模型模拟与分析。模型能够克服观测实验在数据可获取性、重复性和连续性等方面的缺陷,并能有效提炼内在机制及诊断研究薄弱环节,成为系统性模拟与分析的重要手段[11]。目前,大多数耦合模型都以“模块化”的方式建模,这种方式能够让研究者运用先前耦合模型所提供的基础模型库模块,经过重新组合、补充与改进,建立新的、适用性更强的耦合模型。如水分供需计算-碳模型(WaSSI-C模型),该模型具有较好的水文模拟能力,是较为可靠的系统内部水-碳资源管理和平衡评价的工具。刘宁等人曾利用该模型,通过水文过程的中间变量推导碳循环过程变量,并在原有模型的基础上分别对模型蒸散和融雪计算模块进行了补充改进,提高了模型在杂古脑河上游流域的适用性,之后基于气象中降水、温度等多个数据集成功模拟了上游流域内水-碳循环过程间的耦合关系,为区域水碳资源综合管理提供了科学支持[12]。随着该领域研究的不断推进,能够获取各要素通量与循环过程基础数据的观测平台越来越多,如中国陆地生态系统通量观测研究网络(China FLUX)、站点—样带—区域生态系统通量多尺度综合观测技术体系 (site-transect-region complex multi-scale flux observation system,FTR)、生态系统水—碳—氮通量与同位素通量综合观测系统 (ecological-meteorological-isotopic measurement system,EMI)、亚洲通量网络(Asia FLUX)、全球通量观测研究网络(FLUXNET)去除GFTCO等[13],可获数据集的质量也明显提高。因此,运用模型方法来分析、预测要素间的耦合关系前景十分广阔。具有代表性的几种要素耦合研究的模型及工具如表1所示。

表1 要素间耦合模型Table 1 Coupling models of ecological elements on ecosystem scale

2.2 景观尺度下不同自然系统间的耦合

生态学中的景观指在一定空间内由不同生态系统类型构成的异质性地理单元,而反映气候、地理、生物、经济、文化等综合特征的景观复合体则构成区域[24]。在科学研究中,不同自然生态系统间的耦合分析应从景观尺度着手,而在“山水工程”中,不同自然系统间的耦合则属于生态系统尺度的生态修复规划所应考虑的。在生态保护修复工作中,恢复面积、恢复手段、流域规模、气候等人为与自然因素都会对生态系统间的耦合关系产生影响,而生态系统间的耦合关系变化同样能够反映出保护修复工作的优劣。因此,明晰自然生态系统间的耦合关系对“山水工程”的规划、设计、实施、效益评估等阶段都具有重要意义。不同自然系统间的耦合研究多结合模型等工具,通过定量模拟与分析单个或多个生态要素的变化对生态系统过程(结构与功能)与景观格局的改变,来明确构成景观单元(各类生态系统)间的耦合关系,应注意合理选择模型,通过识别系统间的分异特征,最终实现大尺度、多因素的系统耦合模拟分析,为保护恢复工作提供科学支撑。具体研究如热力-水力-机械-生化过程(THMB)模型能够反映河道周围生态系统中不同土壤类型、植被覆盖、土地利用方式等对河流生态系统水分、养分动态的影响,利用该模型,定量模拟森林和草地变化对水文过程的影响。结果得出研究河段周围森林皆伐后,径流比由0.15增加至0.44,年径流量增加35%—65%,移除草地后年径流量增加33%—91%。采伐面积和过度放牧面积与径流量间呈非线性且存在阈值效应[25]。此类研究能够为优化不同生态系统的空间配置、提升整体景观功能提供科学依据。再如利用陆地生态系统生物地球化学循环模型(CENTURY),对50年间中国西北干旱区主体景观单元(绿洲、荒漠、农田生态系统)的土壤有机碳动态进行模拟,结果表明免耕种植、秸秆还田、科学施肥等保护性耕作措施能有效提高农田生态系统土壤固碳能力及作物产量,这对抑制农业用地扩张、荒漠绿洲化,进而改善研究区整体景观功能都有促进作用[26]。再如对植被变化与径流动态关系研究发现森林覆盖度增加导致的河流径流变化存在统计上的不一致,且年径流量对森林覆盖变化的响应存在着尺度效应,即响应随流域规模的增大而减弱。此外,植被增加导致的径流减少在全球干旱、半干旱、半湿润区较为明显,但在湿润区可以忽略不计[27]。上述的研究结果对“山水工程”具体保护与修复措施及工程建设具有重要意义。表2所列举的是目前较多使用的几种自然生态系统间耦合模型。

表2 自然生态系统间耦合模型Table 2 Coupling models of ecosystems on landscape scale

2.3 区域尺度下社会系统与自然系统间的耦合

第三个耦合尺度为区域(流域)尺度,是“山水工程”总体保护修复目标制定时所考虑的单元。“山水工程”的实施范围不仅限于重点生态系统所在的生态空间,还包括与之密切关联的农业及城镇空间,是其与以往生态保护修复工程的重要不同点。因此研究社会系统与自然系统的耦合关系对如何综合运用科学、法律、政策、经济及公众手段,统筹自然生态系统结构功能稳定与社会经济可持续发展具有重要指导意义。该尺度下的耦合分析主要目的包括:维持或增加生态系统产品供应能力、通过社会、经济政策的制定改善退化生态系统、量化人类生活生产活动对区域生态环境的影响等。研究需要将自然及社会系统中多个因素如自然系统中大气、水、土壤、植被及社会系统中经济、人口、生产方式、文化、人类活动影响指数、社会发展指数等同时纳入考虑。目前,关于人与自然间的互馈关系及耦合机制的研究已有很多,如Liu等人提出的“远程耦合综合框架”[43]已经用于多系统、多尺度、全方位的人地耦合研究分析,如水供应、粮食贸易、土地利用变化[44—46]等。该框架由代理、原因、影响、流、发送系统、接收系统、外溢系统八个部分构成,其中的“流”可以是单向或双向流动的物质、信息、能量等,是系统间能否耦合的重要条件,同时也是人地耦合研究的重点。对“流”的研究可以推进社会、经济、生态三个系统的相关决策者们从整体视角出发,联合执行跨地域的环境政策,如基于“流”的耦合研究发现以减轻北京等城市的环境污染为目的的工厂搬迁会导致欠发达地区(接收地区)污染增加,总污染也随之增加,原因在于接收地区环境政策的缺失[47]。常见的跨系统尺度耦合分析模型、框架、方法等如表3所示。

表3 自然-社会系统间耦合模型及方法Table 3 Coupling models and methods of social-ecological systems on region scale

3 耦合研究方法及工具在山水工程中的应用

3.1 “山水工程”中 “耦合理念”的发展历程

自2013年11月习近平总书记提出“山水林田湖生命共同体”理念[5],人们便意识到保护修复需要同时对不同要素、不同系统进行综合考虑,打破以往不同部门、不同治理项目“各自为战”的局面,即 “生态耦合”的概念构架初步形成。因此2013—2016年可被视为耦合治理研究的第一阶段。但这一时期的相关研究多是停留在理念层面,实际的治理仍面临着很多问题,如不少利用人工灌溉刻意拼盘,营造园艺性景观的工程,尚未明确水土耦合机理,无法长期维持系统活力,造成人力、物力和财力的浪费。2016年我国发布了《关于推进山水林田湖生态保护修复工作的通知》并陆续开展了四批共25个山水林田湖草生态修复工程试点工作,相关研究文献也在以爆发式增长[60],耦合治理开始全面进入实践阶段,即2017—2020为耦合治理研究的第二阶段。随着2020年《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035年)》与《山水林田湖草生态保护修复工程指南(试行)》的发布,“山水”生态修复工程的实施有了系统的规划,相关的方案制定、监管、验收、效果评价、技术指导也在逐步成熟,研究重点从理论的探讨转向对耦合机制的研究,为“山水工程”提供有力的科学技术支持是当下以及未来的研究重点,即2021年至今可视为耦合治理研究的第三阶段。由此可见,深刻理解 “生态耦合”的内在含义、构建多尺度下的耦合框架、总结以区域内的一般性修复模式,对进一步理解复合生态系统功能、“山水工程”的科学合理推进、保持修复后生态系统的稳定性具有重要意义。

3.2 山水工程治理中的系统耦合分析——以疏勒河流域为例

由于山水工程是以区域(流域)为单元来制定保护修复方案的,要素间及自然系统间的耦合是工程应重点进行考虑与分析的。本研究以疏勒河流域为例,尝试将本文所总结的耦合研究方法及工具应用于分析流域中各要素间、系统间的耦合关系。

疏勒河地处我国西北内陆干旱区和青藏高原区的交汇地带,是黄河和青海湖的重要水源补给区,还是我国生物多样性保护的优先区[61]。然而,流域内生态系统敏感而脆弱,面临的问题包括:水源涵养能力下降、草地退化、山区森林覆盖率降低、生物多样性下降[62]。因此,对疏勒河流域实施系统性保护修复工作对维护区域整体生态平衡及西北地区水源涵养功能具有重要意义。

3.2.1要素间的耦合分析

首先,应根据保护修复目标确定纳入分析的各类生态系统及关键要素。据上文所述,可以确定应将森林、草地、河流及湖泊生态系统这四类自然系统作为系统性治理的主体。选择植物、土壤和水作为耦合分析的关键要素,原因在于:(1)土壤是联系水生生态系统与陆地生态系统的重要纽带,而植物的蒸腾、呼吸、光合等生理过程及各种水文过程则能够调节生态系统内部及系统间物质循环与能量流动。(2)人类的生产生活离不开土壤、水以及植物资源,基于三种要素实施保护修复意义十分重大。(3)土壤、植被和水在不同的时空尺度上都是耦合在一起的[63],一个要素发生变化往往会引起另外两者的变化,如在北方地区实行不合理的人工植被建设会导致严重的土壤干化、河流径流减少等问题[64]。因此,对植物、土壤和水的耦合机制进行研究能够为理解更大尺度上生态系统的耦合关系提供可靠的科学基础。对要素进行耦合分析时,应考虑它们在物质循环或能量流动方面的联系:如将碳循环和水循环作为分析切入点,本文借鉴黄土高原土壤水分-有机碳-微生物耦合模型[23],基于疏勒河流域三个关键要素的耦合机制(图1),构建水-植被-土壤耦合模型框架,具体如图2所示。

图1 水-植被-土壤耦合机制框架图;关键要素由水循环与碳循环实现耦合Fig.1 Frame diagram of the coupling mechanism of water-vegetation-soil;The key elements are coupled by water cycle and carbon cycle

图2 水-植被-土壤耦合模型框架Fig.2 Framework of coupling model of water-vegetation-soilHydrus-2D模型:水文过程模型;ORCHIDEE模型:动态生态系统碳—水模型

疏勒河流域的水循环主要涉及降水(降雪和降雨)、蒸发和土壤水三部分,其中植被覆盖能改变降水分配 (如冠层截流、根系吸收等);蒸发包括植物蒸腾作用、土壤水分的物理蒸发等;土壤水影响植物生长、土壤碳循环及微生物代谢等重要生态过程[23]。由此可见,水-植被-土壤间存在着密切的作用与反馈关系,有研究表明,植被密度与土壤入渗能力呈正相关关系,即植被增加能够加速雨水入渗,导致土壤含水量增加,进而实现植物自身生物量的增加、土壤微生物代谢活动增强等,形成生态系统内的正反馈;而裸地则易形成土壤结皮、下渗减少、径流增加,土壤水分匮乏,形成系统内的负反馈[65]。这种要素间的正、负反馈不仅影响着生态系统的结构与功能,还能够影响更大尺度下的景观格局的形成。

碳循环也是实现关键要素耦合的重要生态过程,且碳循环与水循环紧密联系:研究表明土壤含水量过低时会严重限制土壤微生物及植物的固碳过程,含水量过高则会由于阻塞土壤孔隙而减少土壤中的二氧化碳,进而降低土壤微生物固碳量[66]。碳循环过程包括碳输入:如植物光合作用、土壤微生物固碳;碳输出:生物呼吸作用、土壤微生物对有机碳的分解作用等,根据项目区环境条件,实施退耕还林、退牧还草、矿山修复等治理手段,改善水-植被-土壤间的耦合关系,实现碳输入与输出过程的平衡对生态系统稳定性维持、整体流域的可持续发展、减缓全球气候变化等都具有积极作用。

耦合模型框架中的水文过程(Hydrus-2D)模型用于模拟河湖径流与土壤水间的平衡过程[23],动态生态系统碳-水(ORCHIDEE)模型则以碳为耦合节点,将土壤与植被进行耦合。框架中的水分模块包括了降水、蒸散和土壤水三部分,疏勒河流域的降水包括降雪和降雨,其中的植被覆盖会改变降水分配(如冠层截流、根系吸收等)土壤及植被模块中的碳动态包括植被、凋落物和土壤碳库、碳库间的碳通量和生态系统与大气之间的碳通量。借助耦合模型,能够实现疏勒河流域水-植被-土壤界面的物质交换与能量流动的调控过程的模拟,从而进一步明晰三大要素间的耦合关系,这为更大尺度下多生态系统的统筹治理提供了坚实的基础。除上述的基于碳、水循环过程构建水-植被-土壤耦合模型外,还可以尝试构建多要素、多过程的耦合模型,丰富疏勒河流域要素耦合的相关研究。

3.2.2自然生态系统间的耦合分析

明确三个关键要素的耦合机制后,需要从景观尺度探究治理区域内不同自然生态系统间的耦合机制,推进保护修复单元的科学划分与工程子项目的合理布局。如基于疏勒河流域内自然系统要素的耦合、系统时空演变规律及环境分异特征,建立生态系统演化规律动态模型(DLEM),定量模拟分析耦合自然生态系统间的相互作用与反馈机制。

如图3所示,选取DLEM模型中的生物物理、植物生理、土壤生物地球化学过程及植被动态四个核心模块用于疏勒河流域主体生态系统间耦合关系的分析。生物物理模块可用于模拟主体生态系统间以及各生态系统与区域大气系统间的物质通量(主要为气体与水分)和能量流动的过程,如微气候影响下的森林-草地生态系统间水分转移与能量分配过程;土壤生物地球化学过程模块能够模拟土壤养分动态、微生物分解能力、土壤理化性质变化等过程,如修复退化森林生态系统过程中对系统内部及治理区内草地生态系统土壤碳、氮的影响;植物生理模块用于模拟光合作用、呼吸作用、碳、氮等的同化与分配等;植被动态模块模拟自然及人为影响导致景观格局变化后陆地生态系统中植被群落的恢复和演替过程[31]。由此,借助DLEM模型,从景观尺度上明晰疏勒河流域自然生态系统间耦合机制、景观格局与生态过程间的相互作用,基于森林-草地-河流-湖泊生态系统间的耦合关系,采取多要素关联、多过程耦合的系统治理措施,实施通水、增绿、护土、保湖等一体化保护和修复工程,系统提升疏勒河流域生物多样性保育、碳固持和水源涵养等主体生态功能。

图3 陆地生态系统动态模型(DLEM)主要组成部分及疏勒河流域主体生态系统耦合关系Fig.3 The main components of the Dynamic Land Ecosystem Model (DLEM) and the coupling relationships of the main ecosystems in Shule River Basin

3.3 山水工程中的耦合治理框架及方法

以“整体保护”、“系统修复”、“综合治理”为核心的“山水林田湖草”生态修复工程尤其强调将系统内要素及系统间的耦合关系进行统筹考虑,其原因在于“山水林田湖草生命共同体”可被视为一定空间上由各类生态系统耦合而成的复合生态系统,具有多要素、多尺度等特点。然而,随着山水工程的开展,一些问题也逐渐显露出来[67]。其中,缺乏对生态耦合机制的理解,导致“多要素简单加和就是综合治理”成为制约治理成效的一大难题。为解决“山水工程”生态修复面临的问题,已有许多相关框架及方法被提出,如社会-生态系统(SES)框架在钱塘江源头区的应用,在SES框架下,可对研究区进行关键问题识别、因素分析、治理情景预测及评价体系构建,进而为钱塘江源头区“山水工程”生态修复面临的问题提供系统的解决方案[68]。再如基于广东粤北南岭山区矿山开采、植被退化、水质下降等生态问题所构建的粤北南岭废土堆立体生态修复模式,该修复模式兼顾了水流疏导、地形重塑与边坡稳固,对研究区及类似区域的多要素系统共治具有重要指导意义[69]。此外,针对西北干旱区广泛分布的山地-绿洲-荒漠耦合生态系统,有研究以塔里木河重要流源区为例,提出“一核心、两源头、三阶梯”系统保护修复模式,该模式对于推进我国西北干旱区山水林田湖草沙系统治理具有重要意义[70]。但从总体上看,目前的模型及方法对“多尺度”关注较少,对此,本节基于前文对疏勒河多尺度下的耦合关系分析及耦合机制研究,提出具有“多尺度”特点的“山水工程”一般性耦合治理框架及方法。

3.3.1构建保护修复多尺度耦合分析框架

从疏勒河流域自然生态系统的耦合分析中可以看出,由于时滞效应、生态系统复杂性、要素间、系统间存在普遍联系与互馈等特点,亟须构建一套以生态要素与功能耦合机制与模式为基础,以景观格局-生态过程关系及其稳定性维持为目标的多尺度耦合分析框架(图4),为识别“山水工程”保护修复区的内在耦合机制和模式分析提供整体思路,并为一体化保护和修复模式提供科学支持。

图4 保护修复多尺度耦合分析框架Fig.4 Multi-scale coupling analysis framework for ecological protection and restoration

耦合分析应首先考虑区域中的关键生态问题与主体生态功能,结合定位观测、遥感观测等方法确定保护修复的关键生态要素。借助模型模拟等方法,明确山水要素演变及其驱动机制,随后基于要素耦合,探究景观尺度下各类自然生态系统的耦合关系,构建出能够定量模拟分析特定修复区系统间耦合机制的模型(如生态系统演化规律动态模型),最终探究区域尺度下社会-经济系统与自然生态系统间的耦合程度及发展趋势。基于上述各尺度下的耦合关系实施一体化保护和修复工程,实现经济、社会、自然系统同步发展,具体保护修复模式见下节。

3.3.2耦合视角下的“升尺度”保护修复模式

结合耦合原理,系统性修复治理要求将小尺度下生态系统中的各种要素、中尺度下的各类生态系统(景观内的自然生态系统)、大尺度下的自然-经济-社会系统统筹考虑。因此在规划试点区域治理方案时,要尤其注意尺度的选择,明确不同尺度下的保护修复重点。建议从源头实施治理,即从小尺度的要素间耦合着手,生态保护修复区面临的生态问题可能包括流域“水质下降”、“植被覆盖率降低”、“土地沙化”等,借助小尺度的耦合工具对“水”、“林”、“土”子要素耦合机制进行研究,在明晰要素间的能量交换和物质循环机理后,进一步扩大研究尺度,即基于生态介质的扩展,借助中尺度耦合模型及方法,进行空间、时间升尺度,基于物质循环与能量流动等过程将流域中各类生态系统有机耦合,统筹实施通水、育林、护土、保湖等相关工程,并根据生态系统退化程度科学选择保护保育、自然恢复、辅助再生、生态重建等修复模式提升区域自然生态系统服务和生态屏障功能。最后,进一步扩大尺度,将社会、经济系统纳入治理范畴,合理制定生态补偿政策,改进当地居民生产生活方式,倡导绿色农业、无废工业、生态旅游等,促进整个区域内自然、经济、社会的可持续发展。利用大尺度耦合工具与模型,如耦合协调度模型,明确自然-经济-社会系统间的耦合程度,预测未来发展趋势。此外还应建立合理的评价体系,对保护修复工作既有成果进行评估,对治理方案实行动态调整。具体保护修复模式制定流程图如图5所示。

图5 “升尺度”生态修复模式制定流程图Fig.5 Flow chart of “up-scale”conservation and restoration pattern

4 结论与建议

本文对生态学中耦合的概念、不同尺度下的耦合研究内容、方法及工具进行介绍,同时以山水工程保护修复区——疏勒河流域为例,对如何借助模型等方法分析自然系统内部及系统之间的耦合关系进行了总结。最后,基于对实例的研究,文章提出了耦合视角下的“升尺度”保护修复模式与保护修复多尺度耦合分析框架,以期为疏勒河流域以及类似区域的多要素、多尺度、多过程统筹治理提供科学支持。地球已经进入人类世,科学技术的发展也使人地联系愈发紧密,彼此的相互作用关系愈发复杂。在这种大背景下,如何处理好社会经济发展与生态环境保护的关系成为当今各国的首要议题。“山水林田湖草修复工程”具有综合性、系统性、整体性三大特点,要求各个部门的利益相关者多方参与、共同保护、联合治理。各部门需要在生态系统理论和方法的指导下来进行综合治理,兼顾山水林田湖草多个系统,最终做到生态系统各要素完整,系统健康、抵抗力、恢复力与自组织能力达到良性状态。结合生态耦合原理,未来有关“山水工程”研究的相关建议如下:

(1)考虑多尺度耦合关系。借助合适的耦合模型及工具,明确山水林田湖草系统各要素间的耦合机制,进而明确不同自然系统间的联系,最后分析自然系统与社会系统中各要素的交互耦合关系,尤其关注多系统间的反馈。

(2)以区域或流域(即以自然地理单元)作为保护修复单元,跨越行政边界实施治理。其中流域是联系水陆生态系统的重要单元,且我国有七大流域,基于“水流”逐步进行“升尺度”研究,对整个河流流域,包括河流的支流系统、“季节性”河流、周围湿地、农田、森林等实施保护修复。该方法对我国的粮食安全、水安全、整体生态保护与社会经济发展具有重要意义。基于研究单元的自然-经济-社会基本状况构建指标体系,建立相应的人地耦合模型,发现能够促进社会与自然协调发展的保护修复模式。

(3)对保护修复过程进行监测评估。权衡修复子工程的相关举措对于社会经济与自然环境的影响,如建立自然保护区对生物多样性的保护与当地经济的影响,可设立基于影响性质(消极、中性或积极)的评价体系,对工作进行监测预警,及时调整不合理的保护修复政策,从宏观角度做到自然-经济-社会的协调、可持续发展。

(4)对保护修复成果构建综合评价体系。如统筹兼顾自然系统的结构、功能、格局、提供的服务价值以及社会系统中社会发展指数、人类活动影响指数等,构建评价方法和评价体系,对保护修复成果进行评估。同时,将评价体系纳入当地政府的绩效考核中,有助于提高保护修复工作的可持续性,保证修复工作的质量。

今后,我国的生态保护修复工作还需要结合中国基本国情,处理好自然资源利用增加和城乡生态保护问题,化解人类生产活动与自然保护修复间的矛盾。未来需要重点结合耦合原理与方法,深入研究山水林田湖草生态修复理论、方法、技术、标准和模式,最终构建一体化保护修复理论体系。此外,还应开展对人类活动密集区的城市生态系统修复工作,加强自然-经济-社会理论的指导作用,最终实现山、水、林、田、湖、草等自然要素与城、村、矿等社会要素的和谐发展与有机统一。