2005-2009年三江源自然保护区生态保护和建设工程生态成效综合评估

本文评价了三江源自然保护区生态系统宏观结构及涵养水源、保持水土、保护生物多样等主要生态服务功能,分析了自然保护区生态保护与建设工程的生态成效及其原因。结果显示,工程实施后,各自然保护区的土地覆被转类指数明显增加,生态系统宏观状况好转;保护区内草地生产力皆呈增加趋势,水域面积增加,食物供给能力提高,栖息地生境好转。森林类保护区的森林面积减少趋势得到遏制;湿地类保护区的湿地面积多呈增加趋势;草地类保护区的草地减少趋势缓解,荒漠化明显遏制,草地植被覆盖度有所增加;冰川类保护区多条冰川出现明显退缩导致冰川融水增多,有利于雪线以下草地净初级生产力的增加。     

天然林资源保护一期工程生态成效评估——以甘肃小陇山地区为例

天然林资源保护工程是在中国广泛开展的一项重要生态建设工程。本文在构建生态多元评估指标体系的基础上,评估工程实施的生态成效,对于其进一步决策与管理具有重要的科学意义。通过遥感、生态系统质量等多源数据融合,采用生态系统宏观格局、生态系统质量、生态系统服务等方面指标的现状和时空变化特征,评估小陇山地区天然林保护一期工程(2000-2010年)实施成效。结果表明：①工程实施后,小陇山地区落叶阔叶林、落叶阔叶灌木林、草地等生态系统类型的面积大幅度增加,生态系统宏观状况转好,其中黄河流域生态系统宏观状况转好趋势明显好于长江流域。②研究区叶面积指数(LAI)和最大植被覆盖度(FC)在2000-2010年期间的多年变化斜率分别为0.022和0.510,生态系统质量上升趋势明显。其中黄河流域改善程度高于长江流域。③2010年研究区固碳量为700.20 t/hm²,相比工程初期的2000年增加了4.69%;工程实施之后的10年间,研究区水源涵养量呈增长趋势,土壤保持量亦呈增长趋势;就流域而言,黄河流域的生态系统服务的提升程度均更为明显。     

三江源区域增水增草增收

国家于2005年起在青海三江源区域实施的三江源生态保护和建设工程,现已取得明显的阶段性成效。区域内水源涵养功能得到初步恢复,草地恶化趋势减缓,农牧民生活条件明显改善。通过实施退牧还草、封山育林、退耕还林、人工增雨、鼠害防治和水土保持等项目,这几年,该区域水源涵养功能初步恢复,“增水”效果明显,长江、黄河、澜沧江在青海的出境水量逐年上升。该区域沼泽、湖泊面积也不同程度扩大,曾经有“千湖之县”之称的玛多县又开始呈现出湖泊星罗棋布、波光粼粼的千湖美景。据遥感监测,三江源区的鄂陵湖、扎陵湖、冬给措纳湖等大型湖泊面积均有所增大。     

西部地区生态状况变化及生态系统服务权衡与协同

西部大开发战略实施20年以来,一系列重大生态建设工程使得西部地区的生态状况和生态服务发生了重要变化,本文分析西部地区生态状况变化及其生态服务时空变化特征,并运用相关分析法研究其服务功能权衡协同关系。研究发现西部地区2000—2019年间：① 聚落和湿地生态系统面积显著增加,草地有逐年下降趋势。② 植被覆盖度呈波动上升趋势,存在年际差异且空间差异较大。③ 水源涵养服务有轻微下降趋势,下降区域主要分布在藏东南地区、三江源西部地区、喀斯特石漠化地区等;土壤保持服务波动中呈上升趋势,上升区域主要黄土高原地区、川滇西部地区、藏西北地区、藏东南地区等;防风固沙服务呈下降趋势,大幅下降区域主要位于内蒙古中西部地区、西藏和北疆部分地区。④ 生态系统供给与水源涵养、土壤保持主要为协同关系,与防风固沙主要为权衡关系且分布在农牧交错带地区。⑤ 生态工程区内生态系统服务协同程度大于非工程区。定量评估生态系统服务变化及其权衡协同关系有助于进行科学化生态管理,最大化生态效益。     

2013—2020年塔里木河流域胡杨林生态恢复成效评估

生态输水是塔里木河流域退化胡杨林生态恢复的主要措施,及时监测和准确评估其恢复成效是优化输水策略、完善胡杨林修复体系的关键。以2013年以来8个胡杨林区为研究对象,基于中高分辨率遥感数据监测不同胡杨林区生态输水前后植被面积、长势及植被覆盖度的时序变化,探讨胡杨林恢复与生态输水的关系。结果表明：（1） 2016年以来整个流域累计漫溢水面为2172.96 km²,占林区总面积的4.39%,主要分布在输水通道两侧及末端10 km范围内。（2） 输水前后林区植被整体呈现由退化到恢复的转变,林区生态恢复水平与年最大漫溢面积显著正相关。（3） 生态恢复成效评估表明,生态恢复最显著的区域是塔里木河中上游和叶尔羌河下游的夏马勒林场,但整个流域远离输水通道的胡杨林仍有退化趋势。合理规划输水通道建设,扩大胡杨林区的受水范围是退化胡杨林生态恢复的关键。     

长江上游地区生态恢复程度及植被恢复潜力空间差异分析北大核心CSCD

长江上游地区是长江流域生态安全屏障关键区,是长江流域土壤保持和水源涵养的重要功能区,对中国西部地区和长江经济带的发展起着重要作用,定量分析长江上游地区生态恢复程度及植被恢复潜力,对于保障国家生态安全具有重要意义。本文基于气象、土壤、遥感等多源数据,结合模型模拟从生态系统质量和生态系统服务两方面量化了2000—2019年长江上游地区生态恢复程度及空间差异,厘定了气候要素与人类活动对长江上游地区生态系统变化的贡献程度,并探究了植被恢复潜力,结果表明:①长江上游地区生态系统质量整体向好发展,植被覆盖度和植被净初级生产力均呈稳定增加态势,增速分别为0.15%/a、3.77 gC/(m^(2)·a);生态系统服务增减有所差异,土壤保持量呈逐年增加趋势,增速为2.72 t/(hm^(2)·a),水源涵养量呈逐年下降趋势,年均减少2.37万m^(3)/km^(2)。②生态系统整体呈恢复转好态势,但仍存在面积占9.76%的区域生态系统状况变差。生态恢复程度较高的区域主要分布在长江上游地区的东部和南部金沙江流域与乌江流域交界区域。较明显转差区域主要分布在西部的金沙江流域。③气候要素是影响长江上游地区生态系统变化的主要因素,气候要素和人类活动对生态系统变化的贡献率分别为78.78%和21.22%。④长江上游地区森林、草地、荒漠生态系统仍有8.73%的恢复潜力,位于金沙江流域和岷-沱江流域的青藏高原部分区域恢复潜力较大。本研究通过定量化评估生态恢复状况及植被恢复潜力,可为长江上游地区的生态环境建设和管理提供决策参考。     

国家重点生态功能区生态系统服务时空格局及其变化特征

基于遥感数据及地理信息系统平台,利用生态模型,定量分析中国国家重点生态功能区在实施转移支付前（2000~2010年）、后（2010~2015年）生态系统宏观格局及关键生态系统服务的时空分布格局及其变化特征。研究结果表明：在气候变化与转移支付政策的共同影响下,中国国家重点生态功能区生态系统宏观结构总体好转,荒漠化得到有效控制,水体与湿地得到有效恢复,但森林及草地生态系统发生退化,农田与聚落生态系统面积进一步扩大;水土流失及土壤风蚀得到有效遏制,水源涵养及土壤保持服务得到大幅提升,但防风固沙服务整体有所下降,同时人类活动对生物多样性维护功能的威胁程度基本持衡。     

西南山地滑坡灾害生态风险评价——以大理白族自治州为例

本文以云南省大理白族自治州为例,综合考量生态风险源、受体、暴露响应过程及生态终点,采用信息量模型评估滑坡灾害危险性,基于景观格局指数表征生态脆弱性,并将生态系统服务纳入风险损失的定量表征,定量评估流域滑坡灾害生态风险。结果表明：① 低于1800 m高程、15°~25°坡度、小于0.31植被覆盖指数等10方面因素构成了诱发大理州滑坡灾害的最佳信息量组合,全州普遍处于滑坡灾害危险性中高水平,且西北低、东南高;② 生态脆弱性高值区主要集中在红河流域南部、金沙江流域东南部、澜沧江流域中部;③ 低生态损失流域的水源涵养、粮食供给服务相对较差,生态损失中等流域的净初级生产、土壤保持服务优势明显,高生态损失流域则具有较强的粮食供给和水源涵养服务;④ 基于高中低3种生态风险等级和“高危险—低脆弱—低损失”等8种风险结构,全州367个小流域可划分出避让监测预警区、生态保护恢复区、避让保护兼顾区、自然适应调控区等4种风险防范类型区。     

生态保护红线成效评估框架与指标方法

生态保护红线是在自然保护区、重点生态功能区、风景名胜区、森林公园等诸多区域生态管理制度不断实践基础上,面对中国国土开发和生态保护的复杂关系,继承和创新提出的一种新型区域生态管控制度,已经成为推动国家生态文明建设的重大战略。如何科学评估生态保护红线保护成效,服务于生态保护红线综合管理和保障区域生态安全,成为普遍关注的热点问题之一。针对已有的区域生态保护成效评估案例的不足,基于划定生态保护红线是为保障国家和区域生态安全的基本认知,围绕着生态保护红线“生态功能不降低、面积不减少、性质不改变”的管控目标,以生态保护红线对区域生态系统保护作用为主要出发点,提出生态保护成效评估框架和指标方法。生态保护成效评估以生态系统类型构成和生态系统服务功能为内容主线,通过多维度时空尺度拓展,耦合分析生态保护红线内外、实施前后的生态状况变化,综合评估生态保护红线对保障区域生态安全的贡献和改善区域生态状况的作用。进而,可以关联分析可能引起生态保护红线生态状况变化的管控政策、制度和其他间接驱动因素,评估政策实施成效评估。实证上选择海南省生态保护红线和广东省严格控制区为案例进行了讨论。     

最小数据方法在生态补偿中的应用——以甘南黄河水源补给区为例

甘南黄河水源补给区蓄水、补水功能对整个黄河流域水资源调节起了关键作用,亟需建立生态补偿机制保护生态环境。采用最小数据方法模拟出了草地水源涵养服务供给曲线,根据不同的生态恢复目标,确定补偿标准,估算新增水源涵养量。研究结果显示:(1) 通过生态补偿提高甘南黄河水源补给区水源涵养能力是可行的; (2)当合作、夏河、玛曲、碌曲、卓尼、临潭的补偿额分别达1 024.3、999.79、861.74、1 008.54、585.54、983.22元/hm²时,该区退化草地将全部禁牧,将新增水源涵养量2.253×10⁹m³;(3) 草地提供的水源涵养服务和农户经济行为存在空间异质性,因此应建立差别化、动态化补偿标准。     

Effects of an ecological conservation and restoration project in the Three-River Source Region,China

The first-stage of an ecological conservation and restoration project in the Three-River Source Region (TRSR), China, has been in progress for eight years. However, because the ecological effects of this project remain unknown, decision making for future project implementation is hindered. Thus, in this study, we developed an index system to evaluate the effects of the ecological restoration project, by integrating field observations, remote sensing, and process-based models. Effects were assessed using trend analyses of ecosystem structures and services. Results showed positive trends in the TRSR since the beginning of the project, but not yet a return to the optima of the 1970s. Specifically, while continued degradation in grassland has been initially contained, results are still far from the desired objective, ‘grassland coverage increasing by an average of 20%–40%’. In contrast, wetlands and water bodies have generally been restored, while the water conservation and water supply capacity of watersheds have increased. Indeed, the volume of water conservation achieved in the project meets the objective of a 1.32 billion m³ increase. The effects of ecological restoration inside project regions was more significant than outside, and, in addition to climate change projects, we concluded that the implementation of ecological conservation and restoration projects has substantially contributed to vegetation restoration. Nevertheless, the degradation of grasslands has not been fundamentally reversed, and to date the project has not prevented increasing soil erosion. In sum, the effects and challenges of this first-stage project highlight the necessity of continuous and long-term ecosystem conservation efforts in this region.     

基于土地利用数据集的三江源地区生态系统服务价值变化

本文采用千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment, MA)的理论框架, 结合市场价值法、影子工程法、机会成本法等方法, 以土地利用变化数据、社会经济调查资料为数据源, 对三江源地区1985、1996、2000、2008 年生态系统服务价值进行了评估, 评估的生态系统服务类型包括食物生产、调节气候、净化空气、水源涵养、控制侵蚀、废弃物降解、营养物质循环7 项。结果表明:三江源地区1985、1996、2000、2008 年生态系统服务总价值分别达到602.94 亿元、601.58 亿元、603.60 亿元、669.90 亿元, 整体呈现先降低后增加的趋势。其中, 调节气候、涵养水源的价值占据较大比例。三江源地区的生态系统服务所蕴含的巨大经济价值将对维持该地区生态平衡、保障区域可持续发展发挥重要作用。     

近35年三北防护林体系建设工程的防风固沙效应

通过分析三北工程区生态系统防风固沙服务量变化,进而评价工程的防风固沙效应。结果表明：① 近35 a,三北工程区林地面积持续增加、草地面积持续减少,特别是半干旱风沙区和黄土高原区。植被覆盖度在前20 a持续增加,近15 a则呈现先下降而后略微增加趋势。②土壤风蚀模数持续减少,近15 a减幅远高于前20 a,沙地、草地、其它类型转林地或转草地区域的减幅尤为明显。生态系统防风固沙服务保有率呈上升态势,干旱荒漠区增幅显著。草地和沙地为工程区生态系统防风固沙服务总量贡献了71%,且转草地区域的贡献高于转林地区域。③ 考虑到植被好转同时受气候变化和人类活动的影响,以风场减弱为主的气候变化导致土壤风蚀力减弱与三北防护林等生态工程对生态系统防风固沙服务变化的贡献率分别介于85%~89%和11%~15%之间。     

Ecological changes and the tradeoff and synergy of ecosystem services in western China

Since the implementation of the Development of Western Regions in 2000, a series of major ecological construction projects have been implemented, leading to a series of changes in the ecological conditions and ecological services of western China. This study calculated the amount of ecosystem services in total in the western region from 2000 to 2019, and analyzed ecological changes and the characteristics of spatio-temporal variations in ecological services. A relevant analysis method was applied to explore the tradeoff and synergy of service. It was found that the area of settlements and wetland ecosystems in the western region increased significantly from 2000 to 2015, whereas grassland showed a downward trend year by year. The vegetation fraction showed a decreasing belt-like distribution from south to north. It showed a fluctuating increase during 2000 to 2019, with inter-annual and large spatial differences. The water conservation service (WCS) had a slight downward trend from 2000 to 2019, and the main decreasing areas were distributed in southeastern Tibet, the western part of the Three Rivers Source region, and the karst rocky desertification area. The soil conservation service (SCS) showed an increasing but fluctuating trend, with the greatest increases observed in the Loess Plateau region, western Sichuan and Yunnan, northwest Tibet, and southeast Tibet. The windbreak and sand fixation service (SFS) showed a downward trend, and the sharp decline was mainly in the central and western parts of Inner Mongolia, Tibet and parts of northern Xinjiang. Ecosystem supply and WCS, and SCS were mainly synergistic, which were found in areas north of the Qinling Mountains-Huaihe River (QM-HR) line, especially in Ningxia and Inner Mongolia. Ecosystem supply was mainly tradeoffs with SFS, and it was found in the agriculture-pastoral transition zone. The synergistic degree of ecosystem services in areas subjected to ecological engineering policy was greater than that in non-engineering areas. Quantitative assessment of ecosystem service changes and their tradeoffs is helpful for scientific ecological management and maximizing ecological benefits.     

The conservation patterns of grassland ecosystem in response to the forage-livestock balance in North China

Being a key ecological security barrier and production base for grassland animal husbandry in China,the balance between grassland forage supply and livestock-carrying pressure in North China directly affects grassland degradation and restoration,thereby impacting grassland ecosystem services.This paper analyzes the spatiotemporal variation in grassland vegetation coverage,forage supply,and the balance between grassland forage supply and livestock-carrying pressure from 2000 to 2015 in North China.We then discuss the spatial pattern of grassland ecological conservation under the impacts of grassland degradation and restoration,and livestock-carrying pressure.Over the last 16 years,the total grassland area in North China decreased by about 16,000 km2,with vegetation coverage degraded by 6.7％ of the grasslands but significantly restored by another 5.4％ of grasslands.The provisioning of forage by natural grassland mainly increased over time,with an annual growth rate of approximately 0.3 kg/ha,but livestock-carrying pressure also increased continuously.The livestock-carrying pressure index without any supplementary feeding reached as high as 3.8.Apart from the potential livestock-carrying capacity in northeastern Inner Mongolia and the central Tibetan Plateau,most regions in North China are currently overloaded.Considering the actual supplementary feeding during the cold season,the livestock-carrying pressure index is about 3.1,with the livestock-carrying pressure mitigated in central and eastern Inner Mongolia.Assuming full supplementary feeding in the cold season,livestock-carrying pressure index will fall to 1.9,with the livestock-carrying pressure alleviated significantly in Inner Mongolia and on the Tibetan Plateau.Finally,we propose different conservation and development strategies to balance grassland ecological conservation and animal husbandry production in different regions of protected areas,pastoral areas,farming-pastoral ecotone,and farming areas,according to the grassland ecological protection patterns.     

2000—2019年中国重大生态工程生态效益遥感评估

本文提出了重大生态工程实施生态效益评估理论框架,在选取生态系统宏观结构、生态系统质量和生态系统服务3大类、6个一级指标和9个二级指标的基础上,利用地面和遥感数据,结合模型模拟,生成了2000—2019年长时间序列评估指标参数数据集,定量评估了中国重大生态工程实施20年后的生态效益。结果表明：生态恢复程度中等、较高和高的区域面积分别占全国国土面积的24.1%、11.9%和1.7%,生态工程实施数量越多的地区,生态恢复程度越高,生态恢复程度较高和高的区域主要集中在黄土高原、北方农牧交错带、东北平原、川滇黔渝湘结合部等地区;气候因素和生态工程对植被净初级生产力变化的贡献率分别为85.4%和14.6%,对水蚀模数变化的贡献率分别为69.5%和30.5%;中国植被覆盖度有20%的恢复潜力,森林植被覆盖度恢复潜力为6.4%,草地植被覆盖度恢复潜力为23%;气候条件是生态恢复的重要限制因素,生态恢复程度较高和高的区域主要分布在年均温大于0 ℃和年降水量大于300 mm的地区。因此,重大生态工程的部署,应充分考虑气候条件的限制性,避免实施单一生态工程或单一生态恢复措施,充分发挥生态工程组合措施的综合效应,提高生态投入资金的最大效益。