山水林田湖草系统治理理论与方法综述

段继琪 段青松 保锐琴 黄广杰 罗鹏彪 王建文

摘 要： 针对不同区域山水林田湖草存在问题，寻求适宜的系统治理方法至关重要。国内外运用最为广泛的山水林田湖草系统治理的理论与方法主要有基于自然的解决方法（NbS）、再野化、景感生态学、生态安全格局和生态系统服务5 种，但目前对这些理论与方法的相互联系和区别尚不清晰。从定义及发展、准则、实施方法和典型案例等方面系统梳理了山水林田湖草系统治理的5 种理论与方法并进行比较，结果可知，5 种理论与方法运用生态系统的恢复力和适应性，通过自然恢复和人为干预等手段，使退化或者破坏的生态系统回归到一种稳定、健康、可持续的发展状态，但它们在人为干预程度、适用范围、与人类关系的密切程度及农业应用等方面有差异。认识到山水林田湖草系统治理不同理论与方法的特点、适用性和局限性，结合治理区域的特点和问题，针对性地选择治理方法，为山水林田湖草系统治理理论和实践提供参考。

关键词：山水林田湖草；系统治理；可持续发展；生态系统

中图分类号：X171.4 文献标识码：A 文章编号：2095-1795（2024）01-0119-08

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.01.021

0 引言

我国开展了一系列生态保护修复工作[1]。随着试点工程的全面推进，保护修复对象从单一要素转变为整体保护和系统治理，保护修复尺度由点状的场地转变为面状的景观[2]。然而现有的工程实践也存在一些不足和问题，整体性、系统性有待提升，项目在大尺度下进行规划，但子项目分布零散且缺乏有机联系；生态保护修复目标设定过高或存在一定盲目性；治理过程措施单一，未充分考虑人与自然的关系；重视前期投入，后期缺乏动态监测体系[3-5]。

研究人员开展了许多山水林田湖草系统治理的理论研究。王夏晖等[6] 阐述了山水林田湖草生态保护修复的基础理论和内涵特征。张惠远等[7] 阐述了山水林田湖生态保护修复的理论基础。邹长新等[8] 以山水林田湖草系统保护修复原理内涵为出发点，根据生态系统完整性和协同性原理总结了生态保护修复的主要内容。彭建等[3]从生态保护修复的对象、主体及耦合联系入手，阐述系统治理的必要性，进而提出系统治理的实施思路和系统性考核。这些理论研究主要聚焦于山水林田湖草生态保护修复的理论支撑和内涵研究，缺乏对山水林田湖草系统治理理论与方法的梳理。

目前国内外运用最为广泛的山水林田湖草系统治理生态修复保护的理论与方法主要有基于自然的解决方法（NbS）、再野化、景感生态学、生态安全格局和生态系统服务5 种。本研究系统梳理5 种治理理论与方法和典型案例，并进行比较，以期为山水林田湖草系统治理理论和实践提供参考。

1 治理理论与方法

1.1 基于自然的解决方法

1.1.1 定义及发展

世界银行于2008 年首次提出基于自然的解决方法（nature-based solution，以下简称NbS）这一理论，世界自然保护联盟（IUCN）将其定义为保护、可持续管理和恢复自然或改造后的生态系统的行动，有效地和适应性地应对社会挑战，同时提供人类福祉和生物多样性利益[9-11]。2013 年，欧盟将NbS 定义为受自然的启发，持续支持和利用自然设计的解决方案，以资源高效和适应性的方式解决各种社会挑战，同时提供经济、社会和环境效益[12]。这些定义虽有差异，但其内涵是运用科技力量重新了解自然生态系统并利用自然自身，尽可能少地进行人为干预，提供能够长期应对环境变化和危害的可持续解决方案。

1.1.2 准则

通过各组织不断地探究与实践，NbS 的内容得到不断完善。2020 年7 月，IUCN 发布了基于自然解决方法的全球标准第1 版，提出了NbS 的8 项准则和相关指标，明确了针对的问题与对象、时空尺度、措施及实施模式，推动NbS 的主流化及项目的规范化和可持续发展[12-13]。准则具体包括8 个方面。①NbS 应有效地应对一个或多个明确的社会挑战，并对社会产生显著影响，为人类福祉带来效益。②应根据规模、尺度和维度来进行NbS 项目设计，并考虑生态系统与其所在的更大的景观尺度间的相互影响。③应保护生物多样性，持续改善生态系统结构与功能的完整性及连通性。④项目的实施应以经济可行为前提。⑤应基于包容、透明和赋权的治理过程。确保多方参与机制，保证利益相关方能够参与NbS 干预措施的全部过程。⑥应遵循公平、透明和包容的過程，权衡首要目标和其他多种效益。⑦应基于证据进行适应性管理，要对生态系统进行观察，根据其动态变化调整管理策略，形成更好的决策。⑧在制定和实施中应具有长期可持续性，并作为主流方案推行。

1.1.3 实施方法

EGGERMONT H 等[14] 将NbS 措施分为3 个类型。一是对生态系统不干预或较少的干预，目标是在受保护的生态系统内外维持或改善生态系统提供的一系列服务。二是开发可持续和多功能生态系统和景观的管理方法的定义和实施，改进选定生态系统服务的提供。三是以侵入式的方法管理生态系统，甚至创建新的生态系统。

针对不同的领域和问题，IUCN 将NbS 视为一个涵盖所有与生态系统有关方法的伞形概念，从生态系统分类的角度把应对社会挑战的实施方法分为生态系统修复方法、与生态系统相关的具体问题的解决方法、与基础设施相关的方法、基于生态系统的管理方法和生态系统保护方法5 类[13-14]。

1.1.4 案例分析

随着对NbS 研究的深入，目前已有近30 个国家采用NbS 进行生态治理。我国自然资源部与IUCN 联合发布了标准与使用指南，并结合我国生态保护和修复重大工程与实践，选取了抚仙湖流域治理、乌梁素海流域保护修复和钱塘江源头区域保护修复等10 个NbS实践典型案例。在抚仙湖流域治理工程中，实施了修山扩林、调田节水及生境修复等5 大类47 项工程，以应对水资源安全、粮食安全、生态系统退化等挑战。在调田节水工程方案中，开展土地平整项目，发展环湖农业节水灌溉、推广滴灌、喷灌等技术，实施湖滨带外围农业灌溉用水调蓄净化工程，提高区域内农业生产条件，提升土地利用效益[15]。这些案例结合我国实际，提出针对不同生态系统类型、不同社会挑战的NbS 方法，对推进我国山水林田湖草系统治理有着较强的指导作用。

1.2 基于再野化的生态保护修复

1.2.1 定义及发展

1992 年保护生物学家Foreman 首次提出再野化[16]。自提出以来，再野化这一概念发生了很大的变化，但尚未形成统一的定义。SOUL? M 等[17] 提出“3C”模式，即再野化是基于荒野核心区（Cores）、生态廊道（Corridors）和食肉动物（Carnivores）的一种保护方法，该模式强调通过保护或再引入关键物种，从保护和修复核心荒野区扩大到更大范围的景观及其生态过程。研究提出，再野化是通过物种恢复和生态过程减少人类干扰，提高特定区域内的荒野程度，以提升生态系统韧性和维持生物多样性，使生态系统达到能够自我维持状态的方法，其重点是重引入关键物种来解决营养级联问题[18-19]。PERINO A 等[20] 提出的“TSD”模型指出营养级复杂性（Trophic complexity）、随机干扰（Stochastic disturbances） 和物种扩散（ Dispersal）是生态系统自主的动态修复过程中的3 个关键要素，再野化的核心在于修复这3 个动态要素。简单来说，再野化是以荒野为核心，通过物种引入和恢复自然过程，对受干扰的生态系统进行重建的方法。

1.2.2 原则

世界自然保护联盟提出再野化的10 项指导原则，主要对再野化的对象、尺度、利益主体、内部过程、外部影响及目标的可达性进行了框定[19-20]。①通过野生生物的重引入恢复食物链。②在景观尺度进行规划。③认识到生态系统是动态变化的。④注重生态修复的过程而非目标。⑤需要当地社区的参与和支持，具有教育和科普的功能。⑥要考虑到气候变化的影响，并在可能的情况下减缓气候变化的影响。⑦基于科学、传统生态知识与其他地方知识。⑧认识到荒野自然和所有物种的内在价值。⑨根据监测和反馈，进行适应性的管理。⑩促进人与自然和谐共生。

1.2.3 实施方法

在绝大多数生态系统中，营养复杂性、随机干扰和物種扩散3 个关键动态要素决定了其复杂性和恢复能力[21-22]。人类活动通常导致其中的一个或多个退化，再野化的核心在于修复这3 个生态过程[23]。从营养复杂性方面，人们通过建立禁猎区、物种迁移、引入生态替代品等行为来增强生态系统的营养复杂性；从随机干扰方面，再野化可以避免生态系统的随机干扰受人类持续的、不可控干扰的影响；从物种扩散方面，再野化通过种群的恢复来改善生态系统内部和生态系统之间的连通性，从而提高栖息地分散程度。3 个生态过程相互影响，当其中一个过程得到恢复，会给其他两个过程带来积极影响，进而推动生态系统的恢复。

1.2.4 案例分析

再野化对于保护生物多样性、提升生态系统服务具有重要作用，再野化为我国国家公园体制建设提供了新思路，同时也为我国现阶段农业转型提供了方法上的借鉴和启发。以再野化的方式管理部分低产和生态脆弱土地，不仅能恢复土地的生态韧性，还能在保证粮食安全的前提下提高更多的生态服务功能，提高生态服务总价值，为当地创造经济价值[24]。2002 年，国务院确定全面启动退耕还林工程。陕西省延安市是退耕还林第1 市， 截至2022 年， 共完成退耕还林71.83 万hm2，累计完成营造林173.2 万hm2，实现年生态价值总量173.10 亿元，为当地带来可观的效益[25]。

1.3 基于景感生态学的生态修复

1.3.1 定义及发展

2016 年赵景柱提出景感生态学的概念[26]。景感生态学构建了生态系统服务和可持续发展联系的桥梁。在实际应用中，设计者将愿景通过适当的表现形式赋予或融入到某一载体，让人们通过载体及其表现形式领悟到相应愿景并产生共鸣，进而让人们主地去维护愿景及其载体[27]。景感营造的目的不仅要保持、改善和增加通常意义的生态系统服务，更要注重生态系统服务的可持续发展[28]。在生态保护修复中的运用就是把人们直接受益的生态系统服务作为生态建设的目标，强调将人的物理感知、心理认知、社会经济，以及可持续发展理念融入到生态环境的规划、建设和管理中[29]。

1.3.2 原则

景感营造原则主要包括8 个方面[30]。①愿景呈现的双向性，设计者将其愿景融入到景感的同时，其他人能够通过这一景感领悟到愿景并产生共鸣。②时空组合的多尺度性，人们在不同时间、不同地点的感觉和认知可以整合到同一景感中。③方位的脉络顺应性可以根据载体和相关生态系统的特征、山水脉络、视觉呈现，特别是景感元素空间分布的需求，“主观上设置”景感元素的位置和方向。④物理感知的系统性，景感营造对人的物理感知单独研究的同时，还要将它们作为一个整体系统来研究。⑤心理认知的完整性，不仅要研究心理认知要素，还要研究要素构成的总体框架及其相互作用。⑥要综合考虑人们的物理感知和心理认知的交互性。⑦文化的差异性，应特别重视不同地区、不同群体的文化、传统和偏好的差异性。⑧过程的渐进性，由于受时间、预算和人为认知水平的限制，需要逐步完善和改造景感，并尽可能地为后期阶段预留“接口”。

1.3.3 实施方法

依据景感生态学进行系统治理需要打好自然修复与人工修复的“组合拳”，整个过程主要包括投入、自养和收益3 个阶段[27]。投入阶段是人工修复阶段，是依托景感生态学最重要的一个阶段，在此阶段，对受损退化生态系统进行实地调查，考察分析当地人文历史及其居民的物理感知和心理认知，找到生态系统服务与居民福祉关联的途径，进行景感生态修复设计，确定景感营造的具体方案。自养阶段是辅助修复阶段，随着景感营造的基本完成，总体生态系统服务价值不断增加，将产生的收益投入到后期的辅助修复。收益阶段是自然修复阶段。这个阶段只需少量甚至脱离人工养护，逐渐形成完好景感生态系统，总体生态系统服务价值达到最大。

1.3.4 案例分析

大运河香河段的生态保护修复是最早运用景感生态学的案例，运用景感生态学的原理和方法，将大运河香河段湿地恢复规划为上游湿地和下游湿地两个重点区域，构建双核结构湿地恢复格局，并分别提出其定位生态功能和生态系统服务[31]。同时，结合金门遗址，建设湿地?运河文化长廊，为游客提供湿地科普教育、休闲娱乐和文化体验。其他还有粤港澳大湾区海岸带生态修复工程等[29]。此外，乡土景观和生产性景观受到了越来越多的关注。彩色水稻作为乡土特色的载体，既有生产功能又兼顾文化、教育，通过彩色稻田展示出乡村旅游独特的风景文化，并在景观设计中融入新时代新思想，不断发挥乡村文化的优势，推动乡村振兴战略深入实施[32]。

1.4 基于生态安全格局的生态保护修复

1.4.1 定义及发展

20 世纪90 年代俞孔坚提出生态安全格局是景观中某些潜在的空间格局，由景观中的某些关键性的局部、点和空间联系所構成，能够更有效地维护或控制某种生态过程[33]。生态安全格局是指以特定生态环境问题为研究对象，以生态、经济、社会效益为目标，安排、设计、组合与布局区域内的自然和人文要素，得到由点、线、面、网组成的多目标、多层次和多类别的空间配置方案，保证生态系统的完整性和可持续利用[34]。总之，生态安全格局的研究就是通过识别对区域生态安全具有重要意义的点、线、面元素，在空间结构上进行新布局和规划设计，使其维持生态系统结构和过程的完整性，从而解决区域生态环境问题并实现可持续发展。

1.4.2 实施方法

构建生态安全格局核心要义是维护生态系统的稳定性和可持续性。当前，生态安全格局构建模式在不断的完善，识别源地?构建阻力面?提取廊道是目前国内外研究人员构建生态网络的基本模式[35]。该模式主要分为3 个步骤[35-37]。①识别源地。根据区域内生态系统服务的类型、功能大小和服务价值等，筛选和确立生境重要性评价指标，综合评价、识别和选取生态源地[38-39]。②构建阻力面。依据土地利用类型进行赋值设置基础阻力面，考虑研究区各要素间的相互作用，按照不同的生态效益进行缓冲区分析，形成综合阻力面[40]。③提取廊道。采用最小累积阻力模型定量计算物种迁移过程中所需要耗费的代价，以相邻两个生态源地之间的阻力低谷和低阻力通道作为生态廊道[41]。在生态源地识别和廊道提取的基础上，分析其结构组成和连通性并优化，从而构建生态安全格局。

1.4.3 案例分析

通过不断的实践，生态安全格局的理论与方法得到了丰富和完善，如黑龙江省克东县，以土地利用斑块为基本单元，通过识别土地生态源地、构建阻力面、建立土地生态安全区、构建土地生态廊道和识别土地生态节点5 个步骤，构建以源地?安全区?廊道?节点为框架的土地生态安全格局[42]。浙江省宁波市城六区通过构建以水体、湿地为主的生态源地，以林地、耕地为生态廊道的生态安全格局，增强原有的生态系统服务功能，有效促进物质能量流动，实现生境修复和保护生物多样性的目标[43]。山西省宁武县汾河流域从维护流域生态格局完整性入手，实施农田整理，采用水源涵养林、水土保持林、谷坊等措施涵养水源，结合大量连片坡耕地实施坡改梯工程，在河滩连片农田进行农田治理，推进农业基础设施建设，建立和发展水土保持型生态农业[44]。

1.5 基于生态系统服务的生态保护修复

1.5.1 定义及发展

生态系统服务是指生态系统直接或间接为人类提供各种产品和服务的能力，是连接生态系统与人类福祉的重要纽带，包括供给服务、调节服务、文化服务和支持服务[45-46]。在生态保护修复中，生态系统服务评价的应用主要包括两个方面[47]。一方面，通过计算生态系统关键服务价值功能及其变化，识别生态环境关键问题，找出优先保护和重点治理的区域，确定生态修复的方向及目标，这也是解决山水林田湖草生态保护修复工程的关键问题[48]。另一方面，根据考核目标确定评价指标，通过计算比较修复前后生态系统服务价值的变化，以此评价山水林田湖草生态保护修复工程的成效。

1.5.2 案例分析

运用生态系统服务价值指导生态保护修复的项目有洞庭湖流域的山水林田湖草生态保护与修复、额尔齐斯河流域生态保护与修复试点工程等。河南省南太行地区生态保护修复工程是其中的典型案例，在该试点工程从生态功能整体性和生态服务功能角度进行综合分析，识别出生态环境的关键问题，根据突出问题确定 “一山一渠两流域”的总体布局，围绕开展管控、修山、治水、护渠、复绿、整地和扩湿等工程措施[47，49]。其中整地措施从田、水、路、林、电和管等多方面实施，完成了1 938 hm2 高质量、高产能、基础设施完善、整体性功能强的高标准农田建设。

2 特点分析及相互联系

2.1 特点分析

NbS 并不是一味地利用人为力量去解决问题或实现保护修复的目标，而是主张考虑经济、社会和生态系统之间相互作用的关系，通过多学科交叉合作而设计的充分利用生态系统的服务功能去平衡各方面的利益，从气候变化、粮食安全和生态健康等角度展开分析，实行适应性管理，是实现生态保护修复和可持续管理、解决当前经济发展与环境保护矛盾的有效手段和途径[11，50-51]。多个国家针对不同的挑战提出了自己的方案集，其中在农业方面应用广泛：气候智慧型农业、碳农作、农业甲烷减排和生态型农林畜牧渔产业等。但在运用NbS 的过程当中也要认识到它的适用性和局限性，结合各个区域的特点和问题，提出符合实际情况的方案。

再野化注重生态系统的自我恢复，减少人为因素对环境的影响，能够很好地指导一些自然公园或保护区的生态保护修复。但再野化与山水林田湖草系统治理在目标上存在差异，山水林田湖草系统治理注重生态与经济并重，强调三生空间的建设，而再野化注重生态系统的建设，忽略了经济发展的重要性。再野化更加强调生态系统的自主性、动态性和不可预测性，存在若干潜在的风险因素，因此再野化的结果和影响可能是间接或出乎意料的，未来创造的景观可能不会像其他更有针对性的方法那样去维持生物多样性[23]。再野化适用于自然保护区、国家公园等的生态保护修复，对保护生物多样性和自然遗产具有重要作用及优势。不过以再野化的方式管理生态脆弱的土地也能收获意想不到的效益，既能兼顾粮食安全，又可以释放农地的生态服务价值，最终实现生态可持续和农业可持续发展。

景感生态学能够将当地居民福祉有机结合到生态系统治理中，同时促进公众积极参与生态文明建设。人的物理感知、心理认知的重视，以及对传统文化的融入能够维持生态系统及其功能的稳定性，可以从多方面提供调节服务、支持服务和文化服务，提高总体生态系统服务价值，有利于改善区域人居环境。近年来乡村旅游发展迅速，景感生态学能够很好地运用于乡村旅游景观打造，在保护基本农田的基础上，适当丰富农田景观多样性，设计出具有实用性、乡土性、传统文化和趣味性的景观，让游客产生共鸣。但是在景感营造过程中，景感易受个人偏好、教育背景、感官灵敏度等多种因素影响，不同人对同一景感会形成不同愿景[52]。所以在景感营造前要对待修复区进行详细的调查和分析，优先考虑不同地区和不同群体的传统、偏好及文化的差异性，因地适宜地进行景感营造，并根据实际变化调整和改善。

生态安全格局强调生态系统的完整性，促进生态系统要素之间的影响和融合。生态网格的构建和优化能将林地、农田、草地等生态系统有机结合在一起，提高区域景观之间的连通性。同时，生态安全格局使生态问题可视化，针对不同的问题进行分析，有目的地对生态破坏退化区域提出针对性意见和合理的措施。但是生态斑块面积的大小影响其生态系统服务的有效性和距离，生态源地的最小面积阈值是研究难点[37]。在选择生态源地时，对于数量的确定受主观因素影响较强，尺度问题也考虑不够，还需要进一步的加强研究。

生态系统服务连接了生态系统和人类福祉，生态系统为人类提供产品与服务，满足人类的福祉需求[53]。基于生态系统服务理论可以识别多尺度研究区面临的生态环境问题，分析生态环境问题产生的原因，对研究区进行分区分尺度研究并提出具有针对性的系统治理措施。在今后的综合治理过程当中，还应当注重生态系统服务的时空变化规律与驱动机制，判断不同生态系统服务在空间上的权衡与协同关系。同时基于生态系统服务的理念运用到其他治理方法中，使其發挥最大的生态系统服务功能。

2.2 相互联系

对比发现，5 种方法之间既有区别又有联系。区别主要体现在4 个方面。一是人类的干预程度不同，再野化的人为干预最弱，更加注重自然主导，致力于使生态系统达到自我维持的状态；景感生态学的人为干预较强，在生态保护修复当中融入人类的物理感知和心理认知。二是适用范围不同，NbS 从气候变化、人类健康、应对社会及全球挑战等多角度展开分析，提出了应对7 大挑战的方案集，适用范围更为广泛；再野化主要以荒野为核心区，适用范围较窄。三是与人类关系的密切程度不同，景感生态学与生态系统服务理论更加注重与人类福祉的密切联系，更能满足人们物质与精神文明的需求。四是在农业方面的应用，再野化将耕地转换为林地、草地，旨在保护生态环境，更加关注生态系统调节服务，而其他4 种方法更偏向于提高土地利用率，保证粮食产量和粮食安全，更加关注生态系统的供给服务和文化服务。

共同之处：从不同角度体现了山水林田湖草生命共同体的理念，运用生态系统的恢复力和适应性，维持生态系统的整体性和系统性，通过自然恢复和人为干预等手段，使退化或者破坏的生态系统回归到一种稳定、健康、可持续的发展状态。

3 结束语

（1）深入研究系统治理方法。对现有的治理方法进行深入的系统性总结，进一步厘清每种方法的定义、核心理念、准则、实施方法与特点，明确其针对的问题及适用范围，形成方法使用规范。

（2）研究与构建具有中国特色的治理方法体系。基于自然的解决方案、再野化等方法起源于国外，与中国的实际情况存在差异。根据山水林田湖草系统治理理念，在基于自然的解决方案、再野化等方法理念中融入“看得见山，望得见水，记得住乡愁”，为山水林田湖草的治理注入中华文化、中国情怀，丰富和完善符合中国实际、具有中国特色的系统治理体系。

（3）结合多种治理方式进行系统治理。在当前生态系统受损的地区进行全面基础调查，找准治理区的主要生态问题，抓住主要矛盾和矛盾的主要方面，兼顾社会?经济?生态系统综合效益的协调统一，结合每个区域的实际生态问题及治理目标，针对性地选择与融合多个治理方法，取长补短而达到效益最大化。

（4）数字赋能山水林田湖草系统治理。加强5G、物联网和人工智能等基础设施及配套建设，深入实施互联网+生态行动，加快构建智慧高效的生态环境信息化体系，运用数字技术推动山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，以数字技术赋能高质量生态文明建设。