山水林田湖草生态保护修复技术框架研究

面对当前严峻的资源环境与生态压力,习近平总书记提出了山水林田湖草生命共同体的理念,截至2019年底全国共开展了25个山水林田湖草生态保护修复工程试点。虽然已有工作取得了一定成效,但也存在保护修复目标不明确、整体性与系统性不足、人工干预的工程措施过度、缺乏动态监测评价、难以实现人与自然和谐共生等诸多问题。鉴此,本研究在梳理景观生态学、恢复生态学相关理论,基于自然的解决方案、适应性管理、社会-经济-自然复合生态系统以及生态系统服务等相关理念的基础上,构建了包含有区域(省)、景观、生态系统以及子项目4个层次的山水林田湖草生态保护修复技术框架,并提出了项目实施全程监测管理的技术要求,以期为推进山水林田湖草生命共同体的整体保护、系统修复、综合治理提供理论与技术支撑。     

川西北山水林田湖草生态保护技术研究

山水林田湖草生命共同体是现代生态保护思想的重要部分。以川西北阿坝生态示范区为研究对象,调查了该地区生态环境现状及其受人类活动的影响。采用综合调查等手段,重点研究了水环境、草原及矿山环境生态保护措施及恢复技术。结果表明：川西北阿坝州主要面临生态环境退化、水土流失和森林破坏等生态问题,人类工程活动是影响生态环境的主要因素;严格的水资源管理措施以及增加水污染相关政策是水环境生态保护的基础;通过建设处理湿地、生态漂浮浮岛,以及使用再生水进行补给等手段能够有效恢复草原水质;提出了矿山采空区土地处理措施和植被恢复措施,复垦监测是评价矿山环境恢复效果重要手段。本研究成果为推进山水林田湖草生命共同体的整体保护、系统修复、综合治理提供理论与技术支撑。     

甘南大夏河流域生态环境问题识别与修复措施研究

本文对甘南大夏河流域现存的生态环境问题进行了识别与诊断,对其生态问题成因进行了剖析,提出了相应的修复措施。研究显示,矿山环境破坏、草地退化沙化、水土流失、湿地萎缩和生物多样性减少是甘南大夏河流域目前主要的生态环境问题。针对这些主要问题,基于山水林田湖草沙一体化生态修复理念,划分了三个生态修复单元,确立了自然恢复、保护保育、辅助再生、生态重塑四种生态修复模式,提出了以水源涵养为核心的区域生态保护与修复策略,重点布设与实施矿山生态修复、草原生态保护修复、小流域生态保护修复、湿地和生物多样性保护修复、生态环境监测预警与评价系统等五大生态保护与修复工程。该研究可为甘南大夏河流域生态保护与修复提供借鉴与参考。     

基于NbS的山水林田湖草生态保护修复实践探索

为应对我国生态领域的诸多问题,探索山水林田湖草一体化保护和修复路径,2016—2018年我国实施了25个山水林田湖草生态保护修复工程试点。工程实施对维护国家生态安全起到了积极作用,但仍然存在对生态系统内在机理和规律认识不足、过度依赖工程措施、配套管理政策措施不健全等突出问题。近年来,基于自然的解决方案(Nature-based Solutions, NbS)受到国际社会的广泛认可与关注。本文对NbS的定义、核心理念与准则、实施方法和典型案例进行了梳理,并从NbS的视角对我国山水林田湖草生态保护修复工程在时空尺度、目标设置、技术措施、实施管理制度机制等方面存在的问题进行了剖析。最后,提出吸收借鉴NbS理念与方法以完善我国山水林田湖草生态保护修复工程的建议,包括跨尺度开展设计、建立多元化目标、构建科学的工程技术模式与标准,以及完善多方参与、跨区域合作、可持续资金保障、适应性管理等制度机制。     

山水林田湖草系统治理之水土保持要义

山水林田湖草是一个生命共同体,山水林田湖草的系统治理观是水土流失治理与生态修复的重要指导思想。水土流失的发生、发展和变化是一个复杂的系统,有其自身规律,水土保持是一门多学科交叉学科,有其科学性与不可替代性,防治水土流失应坚持系统思维,整体施策,系统和综合是水土保持学科建立和事业发展的生命力所在。水土流失在中国广泛分布并长期存在,而且治理程度及年治理进度较低,极不适应生态文明时代人民对美好生活的需求。要充分发挥大自然的自我修复能力,辅助于重点治理,以小促大,大面积、快速恢复植被,降低水土流失强度。将水资源保护、水环境整治、面源污染防治、农村污水及垃圾处理、村容村貌人居环境整治等融为一体,以系统治理观大力推进生态清洁小流域建设。采取系统、全面的措施,重视山地经果林开发土地的水土流失治理与生态保护。对工业化、城镇化、农业现代化过程中的人为扰动破坏区,全过程、全方位落实水土保持措施,促进经济社会的高质量发展。     

吴起县山水林田湖生态保护修复浅析

吴起县山水林田湖生态保护修复项目是涉及多行业的大型综合性项目。项目区开展了水土流失综合治理与区域生态保护修复工程、农田生态功能提升工程、水资源保护与综合利用工程,区域生态系统服务与保障功能显著增强,相关机制日趋健全,资源环境承载能力显著提高。本文结合陕西省吴起县山水林田湖生态保护修复项目,旨在探究行之有效的生态修复综合治理模式,对黄土高原水土流失治理及生态保护修复工作提供借鉴。     

生态地质研究进展与展望

生态地质学是研究生态系统与地质环境之间关系的一门交叉学科,对国土空间生态保护修复工作有重要理论支撑作用。我国生态地质研究工作虽然经过了多年的发展与积淀,但时至今日生态地质学仍然处于研究和探索阶段。鉴于此,基于前人的大量研究,总结了国内外生态地质研究进展: 国际上,俄罗斯建立了生态地质学研究体系,美国发起的地球关键带研究是与生态地质研究十分契合的主题; 在国内,生态地质研究主要着眼于”生态-地质”相互作用过程与机理以及地质环境影响下的系统性生态修复研究。在此基础上,提出了生态地质学涵义及其研究内容、方法技术创新及学科体系构建思路,以期为服务山水林田湖草沙整体保护、系统修复、综合治理和生态地质系统深化研究提供借鉴。     

基于自然解决方案的黄河中游国土空间生态修复——以陕西榆林国土空间生态修复为例

黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略,要推进黄河流域大保护、大治理,保障黄河长治久安,让黄河成为造福人民的幸福河,在生态保护修复过程中加强对自然生态系统本身恢复能力的利用,突出水资源保护与优化配置,已成为黄河流域及黄土高原地区生态修复中亟需解决的重要科学问题。在分析陕西省榆林市生态特征与生态功能定位的基础上,运用现状调查、综合评判等方法识别当前存在的主要生态问题,比如水土流失、矿山生态破坏、黄河沿岸生态系统脆弱、局部地区地下水位下降趋势明显等。针对性地提出“保持水土资源,恢复自然生态”理念、以保水为主线的基于自然(NbS)的生态修复方案,构建了“一廊两带三区多点”的生态修复格局,形成了4种基于水和NbS的黄土高原地区生态修复模式,布置了16项生态修复工程。通过优化榆林地区生态修复理论与模式,增强对水资源的保护和利用,发展基于自然的生态修复模式,提高了黄河中游生态安全格局,进而促进了黄河流域高质量发展。研究成果为黄河中游国土空间生态修复提供了理论支持。     

密西西比河流域监测、修复管理经验对我国流域生态保护修复的启示

美国流域保护修复的研究与实践开始较早,并在密西西比河的修复与治理上取得了良好成效,对我国流域生态保护修复工作具有一定借鉴意义。介绍了密西西比河的管理模式,并对美国在密西西比河开展的具有代表性的长期生态监测及修复管理工作进行了总结,总结了对我国流域生态保护修复工作的7点启示: ①建立和完善流域生态系统监测与评价指标体系; ②建立流域综合监测网络,进行全流域持续监测; ③建设流域生态信息平台,加强数据共享; ④以流域为单元开展生态状况调查和评估; ⑤建立和完善监测、评估、规划、实施循环体系; ⑥提升对流域生态系统的科学认知; ⑦加强流域协调治理,创新我国流域生态保护修复管理体系。旨在为我国广泛开展流域保护修复工作提供一个覆盖河源头至河口的流域监测与修复管理案例。     

特约主编致读者

特邀主编致读者 白中科 国土空间生态修复是实现美丽中国、“关系中华民族永续发展的根本大计”。本专缉是39家高等院校、科研院所、79名师生近年来研究的24篇最新成果。研究区域覆盖了青藏高原、黄土高原、内蒙古草原、长江流域、黑河流域（黄河上游）、华北平原等;研究尺度涵盖了区域尺度（流域尺度）、大中地貌尺度（景观尺度）和场地尺度。 理论方法研究论文8篇。梳理了国土空间生态修复脉络,阐明了生态修复研究方法论,辨析了生态修复若干“伪生态”和“假技术”,指出了生态修复发展战略框架、重大科学问题和研究热点。分析了我国实施的25个山水林田湖草生态保护修复工程试点存在对生态系统内在机理和规律认识不足、过度依赖工程措施、配套管理政策措施不健全等问题。对备受国际社会广泛认可与关注的基于自然的解决方案（NbS）和典型案例进行了梳理,提出了完善我国山水林田湖草生态保护修复工程建议。以我国农牧交错区——内蒙古科尔沁沙地为例,根据大陆性半干旱气候特征、坨甸相间地貌分异和沙性土壤雨水渗漏迅速的特性,提出了基于遥感数据的一体化土地调查、评价与利用布局方法和最小地形干扰、雨养农业的土地整治工程模式。针对广泛分布并长期存在水土流失的基本国情,提出了将水资源保护、水环境整治、面源污染防治、农村污水及垃圾处理、村容村貌人居环境整治等融为一体的系统修复思想。总结了欧盟农业景观生物多样性保护的经验和方法,提出了生态空间“生态修复和管护生态补偿民生改善”、农业空间“生态基础设施生态系统服务提升绿色发展”、城乡生活空间“多功能景观绿色宜居空间营造”、国土全域“生物多样性保护网络”策略。以“生命共同体理论”“三生协调理论”“适宜性管理”等为指导,将江西省国土空间生态修复划为5大生态修复区,以及24个亚区、70个修复小区。基于文献检索和荟萃分析,系统梳理了青藏高原植被与环境因子相互关系,发现对土壤理化性质产生的不利影响,由高覆盖度向中覆盖度转变强于由中覆盖度向低覆盖度转变的重要结论。 矿区生态修复研究论文9篇。遥感监测查明了全国在建生产矿山、废弃矿山损毁土地面积、恢复治理面积,服务于“源头严控、过程严管、后果严惩”全链条管理的全国矿山遥感监测技术体系基本形成。借鉴IUCN（世界自然保护联盟）发布的《矿山生物多样性管理系列指南》,提出了大宝山矿生物多样性管理的保护修复框架和技术方案。以内蒙古自治区乌海市为研究区,得出了将工矿用地占比控制在5%以内可达到控制总体景观生态风险的重要结论;采用流动监测法等,发现粗颗粒粉尘主要来源工矿用地而细颗粒粉尘主要来源城镇。基于长时间序列遥感数据,发现宁东矿区采矿活动对周围植被生长扰动效应敏感范围可达7~8 km。以长江经济带新桥硫铁矿山集中分布群为研究区,通过构建的20个评价指标综合评判了矿山地质环境。以西北荒漠区7座典型露天煤矿为研究对象,得出以工程措施为主的砾幕层重构是控制风蚀的有效措施。以平朔矿区为例,采用固定监测样地方法,验证了人工支持引导生态系统自然修复效果;构建了适用于黄土高原矿区土地复垦美学视觉评价体系。 水生态、草地生态、污染土壤生态修复研究论文7篇。对长江下游重要的铜铁资源基地——铜陵矿区46个河段水质进行了检测评价,发现主要污染源为矿山酸性废水。研究发现黑河中游盆地地下水主要来源于祁连山区大气降水补给且干流区地下水氘氧同位素比丰乐河流域更为富集;在丰乐河流域排泄区发现了非现代气候条件下形成的古水。采集柴达木盆地大柴旦地区28个代表性水样,运用反向水文地球化学模拟等方法,发现地下水水化学特征主要受水岩作用和蒸发结晶作用控制。通过对138组石家庄地区浅层地下水水样分析,确定了地下水中铁锰空间分布特征及影响因素。以内蒙古草原露天煤矿为例,得到了利用光学和雷达遥感融合可有效提高复垦植被生物量估算精度的重要结论。以青海三江源称多县为例,运用基于数据挖掘的提升度算法确定了高寒草地退化驱动因素。以雄安新区西南部表层土壤和大宗农作物小麦、玉米为研究对象, 分析评价了As、Ni、Cu、Cr、Pb、Hg、Cd、Zn 等8种重金属元素污染特征和生态风险。 国土空间生态修复极具挑战,值得献身。新时期,希望得到国内外更多专家学者的专注和参与。 值此《国土空间生态修复》专辑付梓之际,谨向各位作者和评审专家为本专辑做出的贡献,以及《地学前缘》编辑部的精心把关表示衷心感谢！     

从无人机遥感、数据融合、生态价值谈自然资源要素综合观测体系构建

自然资源要素综合观测体系建设是自然资源部全面贯彻习近平生态文明思想、践行山水林田湖草是生命共同体发展理念、实施自然资源"两统一"管理的重要举措.这项基础性、公益性、紧迫性的建设工程对于解决我国自然资源长期且连续定位观测研究不够、预判资源环境数据支撑不足、实现以自然资源综合区划为管理单元、评价资源综合承载力、研究资源间耦...     

1980-2010年石羊河流域生态服务类型变化与分析

根据石羊河流域1980年、1990年和2010年三期遥感影像数据,基于GIS技术方法,分析了石羊河流域各县市的土地利用方式变化情况。评估了流域主要生态系统生态服务价值量,分析了30 a来流域生态系统服务价值在时间和空间上的变化。结果表明：过去30 a来,石羊河流域的土地利用变化主要以耕地、草地、未利用土地的变化为主。石羊河流域生态系统服务的总价值呈减少趋势,生态服务价值在空间分布上表现为下游呈增加趋势、中上游表现为减少趋势。流域下游生态服务价值增加的主要原因是流域生态保护与恢复措施取得了显著成效。     

生态地质调查工程进展与主要成果

为全面支撑山水林田湖草整体保护、系统修复和综合治理,中国地质调查局部署了“生态地质调查工程”。该工程自2019年以来,以地球系统科学理论为指导,重点开展了我国北方林草湿分布区1∶50万生态地质调查以及黄河源区、大凉山区等重点生态功能区1∶5万生态地质调查,采用“空-天-地”一体化调查技术,获取了不同尺度森林、草原、湿地等生态类型分布与变化,成土母岩、水文地质要素、土壤、地形地貌等生态地质条件,以及荒漠化、湖泊萎缩等生态问题分布数据,分析了生态-地质之间相互制约影响关系,剖析了主要生态问题的成因机理,划分了生态地质单元,建立了生态地质图谱,提出了基于地球系统科学的国土空间生态保护修复对策建议,为我国北方地区生态保护与系统修复工作提供了基础数据与技术支撑。     

基于主导生态功能的江西省国土空间生态修复分区研究

以地域分异特征、主导生态功能、典型生态问题为基础依据,探讨江西省国土空间生态修复分区,为江西省编制和实施生态修复规划、实现国土空间管控提供科技支撑。在研究方法上,以“生命共同体理论”“三生协调理论”“适宜性管理”等理论为指导,基于主体功能区划和生态功能区划,综合“三生”空间实际生态问题及综合整治需求,采用多因素综合空间分析法,“自上而下”和“自下而上”相结合,实现国土空间生态修复三级分区。研究结果表明,可将江西省国土空间生态修复区域划为赣北平原湖泊生态修复区、赣中丘陵盆地生态修复区、赣西山地丘陵生态修复区、赣南山地丘陵生态修复区、赣东丘陵山地生态修复区5个大区及24个亚区和42个修复小区。通过江西省国土空间生态修复三级分区,摸清国土空间地域特征,明确生态主导功能,确定生态修复重点区域,承上启下,为实施生态修复工程和国土空间管治提供决策依据,为实现国土空间整体保护、系统修复、综合治理提供科技途径。     

汾河流域生态环境治理修复与保护管理信息系统建设

针对汾河流域存在的生态问题,探讨了基于GIS技术的汾河流域生态环境治理修复与保护管理信息系统使用的开发平台、技术路线、数据库结构和实现的功能。在详细分析了用户的需求后,结合山西省政府实施"汾河流域生态环境治理修复与保护工程"中的要求,以ArcGIS为开发平台,VB与ArcObjects组件相结合,研制了实用的汾河流域生态环境治理修复与保护管理信息系统。该系统可实现汾河流域的规划管理及水利、环保、林业、国土、农牧等专题数据的统计、查询、分析,同时可提供相应的图文资料。     

某露天含水矿坑回填方案研究

湖南省是著名的"有色金属之乡",境内矿山众多,全省现存废弃矿山及历史遗留民采点约5300处,土地资源占损和植被景观破坏约1.9万hm2.湖南省近年来陆续实施了山水林田湖草砂生态保护试点工程、废弃露天矿山生态修复工程,未来湖南省将积极开展全省废弃矿山生态保护修复工程,逐步解决历史遗留的矿山生态问题.在这些废弃矿山中以露天...     

花岗岩露天关闭矿山生态修复技术应用北大核心CSCD

矿山生态修复是贯彻落实“绿水青山就是金山银山”理念、实施“山水林田湖草沙”生态保护修复工程的重要举措,其中坚硬岩石高陡边坡生态修复是矿山环境修复的难点与热点问题。以苏州市金山浜花岗岩露天关闭矿山生态修复项目为例,调查分析矿山地质环境问题,针对矿山植被覆盖度低、地貌景观破损造成视觉污染及地质灾害现状,采用削坡清坡、浆砌片石格构植被护坡、客土喷播、锚固铁丝网砼筑围堰、废弃地平整覆土、截排水及植被养护等技术对矿山进行生态修复。实践表明:采取的技术方案使花岗岩边坡安全稳定,坡面植被覆盖率达85%以上,废弃地得到整理利用,改善了矿山生态环境和景观面貌,提升了环太湖风景区的生态环境品质。     

清水河流域上游水土流失及其治理措施探讨

由于自然因素和人为因素的影响,流域内自然地貌和植被遭到不同程度破坏,加剧了水土流失的进程,水生态环境日趋恶化。所以,防治水土流失已刻不容缓,针对水土流失现状,因地制宜,综合规划,提出依法防治水土流失,实施生态修复,加大投入等五项综合防治水土流失的治理措施及建议。     

日本国土空间污染防治的启示

阅读提示 继生态文明建设被党的十八大纳入“五位一体”科学发展战略之后,党的十八届三中全会再次提出,使之提升到加快生态文明制度建设层面。山、水、林、田、湖是国土空间里的生命共同体,借鉴国际经验并汲取教训对国土空间进行统一保护和修复对于生态文明建设来说十分必要。     

生态地质调查工程进展与主要成果

为全面支撑山水林田湖草整体保护、系统修复和综合治理,中国地质调查局部署了"生态地质调查工程".该工程自2019年以来,以地球系统科学理论为指导,重点开展了我国北方林草湿分布区1:50万生态地质调查以及黄河源区、大凉山区等重点生态功能区1:5万生态地质调查,采用"空-天-地"一体化调查技术,获取了不同尺度森林、草原、湿地...