NSR | 中国面向可持续发展的生态修复

2023-05-31

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题目:Ecological restoration for sustainable development in China

期刊:National Science Review

发表日期:2023年2月

一作&通讯:傅伯杰

摘要

对于过去那些为促进可持续发展而实施的区域/国家修复工程的影响进行重新评估。以中国为例,讨论了3个基本问题:生态修复——on what?for whom?to what purpose?

提出了 "景观格局-生态系统服务-可持续发展 "协同演化框架,描述了景观尺度的生态修复对3方面的影响——景观格局与生态过程、生态系统服务与人类福祉、可持续生计与社会经济发展。

● 从国家生态安全的战略格局到国家重大生态系统保护与修复的重大工程格局,中国生态修复的空间格局更具有地理上的整体性

● 从主要功能导向区划到系统的生态保护和修复,再到实现美丽中国倡议的目的,生态系统服务管理有3个阶段:区划、级联、协同演化

● 应考虑地理过程的差异,加深对不同地理背景下人与自然关系的理解是支持生态修复相关政策制定的科学前提。

4个重要的研究方向:

● 了解关键组成部分之间的耦合过程

● 确定生态系统服务流

● 评估社会生态效益

● 支持区域可持续发展的适应性管理。

1 引言

生态修复是指协助恢复已经退化、损坏或破坏的生态系统的过程,旨在恢复生态系统的完整性,包括个人、文化、社会经济和生态价值,以提高社会生态的复原力。

(1)理想情况下,生态修复要实现所有可持续发展目标,但实际上还要考虑到不同目标之间的权衡。

(2)由于国家和地区间的差异,还存在以下问题:在不同的地理背景下,生态修复如何系统地促进可持续发展?社会生态系统是可持续性科学的核心,为在生态修复中整合生态、经济和社会过程,“社会-生态系统”方法已被广泛采用,但仍缺乏一个综合的概念框架,需要包含从景观格局到可持续发展的协同演化,并将适应性决策纳入生态修复中

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图1 生态修复与可持续发展的概念联系

2 生态修复与可持续发展的关系

“social-ecological”强调了人类与自然密不可分,社会与环境的划分是人为的、任意的。要从生态修复中实现可持续发展,须采取3个步骤:

① 量化景观格局与生态过程的耦合;

② 确定各种生态系统功能中的生态系统服务,并承认生态系统服务对人类福祉的相应贡献;

③ 应利用调节自然条件的适应和行动来促进可持续发展。虽然生态恢复正是这种调节作用的体现,但并非所有的修复方法都有能力促进可持续发展。

(1)将景观格局和生态过程结合起来,可以给出更具建设性的、基于过程的指导。例如,土壤侵蚀的动态变化、碳和水文循环过程;响应景观格局变化的流沙关系,应被视为监测修复工作的生物物理影响的关键。

(2)为生态系统服务与人类福祉进行生态修复。例如,在中国的黄土高原上,耕地向林地和草地的大量转换导致了土壤保护和碳固存的加强。研究难点在于理解生态修复后生态系统服务和人类福祉之间的空间差异和跨尺度关系。

(3)通过适应性管理的周期性决策,实现可持续生计和社会经济发展。在适应性管理与社会经济发展相结合的情况下,生态修复可以鼓励当地投资并带来就业机会;在生态修复项目中,改善生态系统服务交付的成本也可以作为当地可持续生计的杠杆。

需要注意的是,生态保护修复与可持续发展不是单向的因果级联关系,可持续生计和社会经济发展中的问题也会反过来影响生态修复决策,因此应强调协同演化的途径。

3 中国生态修复的进展

生态修复对景观格局的影响

中国已实施了十几个跨省的生态保护修复工程,已有许多研究证实了中国大规模生态保护修复工程所带来的景观格局和相关生态过程的变化。

此外,建立生态红线可以保障中国庞大的生物多样性、环境资源和生态系统服务。生态红线可以定义为需要最严格保护的最小空间,以改善生态功能,确保生态产品和服务的可持续供应。到2022年,中国25%以上的国土面积被生态红线区域覆盖,相信这将有力地缓解或扭转生态重要和敏感景观的生态系统退化。

中国生态修复格局更具地域性(图2)。相比于过去的"两关三带","三区四带 "的国家格局更多考虑了地理单元的完整性。基于跨国家-省-市-县的分级生态修复规划,中国的景观格局在2035年前将继续通过生态修复来优化,主要是在青藏高原生态屏障、黄河重点生态区、长江重点生态区、北方防沙带、东北林带和海岸带。

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图2 从国家生态安全战略格局到全国重要生态系统保护和修复重大工程

然而,这些项目的规划和实施过程中,通常没有采用社会生态系统方法,因此,这些项目不能被视为中国对生态修复所做贡献的最终定论,中国的生态修复工作仍在进行中。

生态修复促进生态系统服务

中国的生态修复计划极大影响了生态系统服务,特别是碳固存、土壤保持和产水量,以及它们之间的相互作用,因而需要考虑一些时空的权衡关系。例如,中国的生态修复使碳汇增加。但同时,与生态修复有关的耗水量增加也是一个问题,尤其是在干旱区。

从生态系统服务管理的角度,生态保护修复支撑可持续发展具有阶段性,可以划分为区划视角、级联视角和协同演化视角3个阶段。

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图3 从主体功能区划到一体化生态保护和修复,再到实现美丽中国的三阶段

第一阶段:主体功能区划,可以为地理区域的分类提供依据,从而理解生态系统供给服务和调节服务在地理空间中的不同主导作用。optimized-oriented zone是需要优化生态系统服务供需关系以维持人类福祉的城市化地区。prioritizedoriented zone是在适当利用生态系统服务的情况下具有高发展潜力的城市化区域。restrictedoriented zone是提供服务和调节服务的来源区。prohibited-oriented zone是资源开发损害地方生态系统服务的脆弱区域。然而,这一阶段在自然和人类之间的分类中只使用了分区的观点,没有充分考虑权衡关系和流动。

第二阶段:实施中国《国家重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021-2035年)》,在景观尺度上推进系统的生态保护和修复。强调国土空间的整体性,有助于在加强生态系统服务的协同作用。在这一阶段,构建了从自然到人类流动的级联视角。

第三阶段:在2035年实现美丽中国建设,届时可以实现生态系统服务供给、需求和流动的协同效益的整合。生态系统服务的整合不是消除权衡关系,而是在地理区域内综合优化所有生态系统服务,以获得涉及人类福祉的共同利益有必要从社会-生态系统的协同演化角度来理解生态系统服务流所提供的惠益如何转化为社会、经济和政策的激励措施,使利益相关者可以从生态保护修复中受益,从而自发支持生态系统的适应性管理。

生态修复的目标是可持续发展

一些局地案例研究表明,在生态系统健康与可持续生计/社会经济发展之间存在“双赢”的发展路径。但是考虑到地理时空异质性,目前很难在国家和区域尺度将其归纳为面向可持续发展的生态修复通用模式。为此,有必要加强针对重点地域单元的区域尺度生态修复研究,明确主要生态系统服务流的空间传递,及其对区域可持续发展相关战略的贡献。

以5个国家区域可持续发展战略为例,生态保护修复支撑可持续发展需要考虑地理时空异质性(图4)。黄河流域强调上游保水、中游保土、下游保湿;长江经济带强调水生态系统和环境修复,如十年禁渔期(2021-2030);京津冀地区强调污染联防联控;长江三角洲强调建设生态友好型发展示范区;粤港澳大湾区强调绿色低碳发展。

研究展望

研究提出生态系统一体化保护与系统修复的4个地理学研究议题:解读系统关键要素之间的耦合过程;识别生态系统服务流;评估社会-生态效益;支持适应性管理、服务区域可持续发展(图5)。

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图5 基于地理环境的生态保护修复研究需求

关键要素之间的耦合过程

在建立耦合过程中,选择最相关的成分对于最大限度地减少社会-生态系统中可能的测量误差来说至关重要。需要设定明确的假设,建立一个监测和学习机制,随着时间的推移测试和跟踪这些假设,并利用这些假设来推动(和约束)适应性管理(和政策)方法。

(1)如何初步确定哪些是参与耦合的关键要素。例如,哪些要素构成了生态健康指数的一部分——如何/为什么选择它们

(2)在监测和学习机制中,如何确定与生物地球化学循环或社会行为等有关的生态修复的关键反馈生态系统属性的修复行动之间的关系,如水资源或碳封存?

(3)生态和社会过程如何影响生态修复后的景观格局?例如,干扰,如变暖、灌溉和放牧,进一步影响修复后的景观,从而影响生态系统的稳定性。

识别生态系统服务流

中国关于生态系统服务对生态修复响应的研究主要集中在它们如何被景观变化所影响。但人类的福祉仍未得到充分研究。为揭示修复项目对人类福祉的真实贡献,建立生态系统服务流的细节是一个重要的研究目标。

(1)必须从社会生态网络的角度来识别生态系统服务流。这涉及到测量与传播有关的流动,如动物授粉和迁移,或物质流动(如建筑材料的沙子的获取和运输),而且还需要考虑测量生态系统服务对家庭的潜在流动。

(2)根据生态系统服务流,在不同的空间尺度确定潜在的生态系统服务权衡。可以根据空间尺度的不同将生态系统服务的供应和需求联系起来,然后用于确定生态修复项目中的生态系统服务成本。

评估社会-生态效益

提倡建立一个包括社会-生态系统中所有基本要素的一体化模型。

(1)特定环境的参数规则,包括家庭信息中的社区级参数和地理特征中的景观级参数。

2)阐释效益的主要和次要关系。参与模型开发的生态学家和社会科学家应了解效益的主要关系,并逐步完善多目标生态修复的标准分析过程,这不应忽视与决策者和从业者的充分沟通。

区域可持续发展的适应性管理

许多关于生态修复政策对当地可持续生计和社会经济发展影响的评估还没有充分进行。

(1)需要对生态修复政策的有效性进行高质量、可靠和有科学依据的评估。关键是对修复项目在不同地理背景下对环境和社会的影响。

(2)适应性规划战略应基于以往可持续发展的经验教训。除了生态学家和社会科学家之间的合作,还需要与政策制定者、管理者和从业者进行良好的沟通,以便进行有效的生态系统管理,在更广泛的范围内促进可持续性。地理上可行的政策制定应满足相关领域的从业者和决策者的需求,如自然资源管理、环境保护、畜牧业和农村发展。



来源:雏鹰起飞微信公众号

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