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土地整治对生态系统服务影响研究综述

好运城登录 医疗服务 2020年11月11日
本文摘要:摘要:生态系统服务是人类必要或间接从生态系统中获得的各种利益,构建了人类与自然的桥梁和纽带,将科学与管理决策密切联系在一起。全面理解和理解人类活动对生态环境的影响对区域谈判和构建可持续发展具有最重要的意义。 土地整治已经成为中国最大规模的土地利用方式和影响陆地生态系统的某组织的人类活动之一,深刻影响着地区乃至全国的土地利用结构和生态过程,也对生态系统服务产生了很多影响。

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摘要:生态系统服务是人类必要或间接从生态系统中获得的各种利益,构建了人类与自然的桥梁和纽带,将科学与管理决策密切联系在一起。全面理解和理解人类活动对生态环境的影响对区域谈判和构建可持续发展具有最重要的意义。

土地整治已经成为中国最大规模的土地利用方式和影响陆地生态系统的某组织的人类活动之一,深刻影响着地区乃至全国的土地利用结构和生态过程,也对生态系统服务产生了很多影响。在分析土地整治与生态系统服务关系的基础上,阐述了土地整治通过改变土地利用/旅游被的类型、结构和结构间接影响生态系统服务。通过分析土地平整和农田水利等工程措施直接影响生态系统的供给、调节、反对、文化等服务功能,认为有相反的影响和正面的影响。

阐述了土地整治对不同生态系统服务之间关系的影响,指出土地整治会影响其间的协同或折衷关系。总结了土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,认为土地整治对生态系统服务的影响具有很强的尺度依赖性。明确提出了未来重点研究内容: (1)加强土地整治对生态系统结构和过程影响的研究,建立土地整治对生态过程和功能影响的方法和模式。

(2)土地整治围绕生态系统结构和功能生态系统服务调节控制这条主线,加强土地整治中生态系统服务及其相互关系的研究。(3)加强土地整治区域生态系统服务的构建和优化研究,科学控制土地整治影响的重要生态系统服务和时空布局。

(4)尊重土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,深入研究土地整治以不同的时空尺度影响生态系统服务的结合机制。完善土地整治对生态系统服务影响的研究,为将生态系统服务评价纳入土地整治管理决策取得科学依据。

生态系统服务是人类必要或间接从生态系统得到的各种利益。近代以来,人类活动对地球的影响范围和强度大幅减少,已经成为地球生态系统的主导者,人类对生态系统的需要和间接起到了明显的强化,厌恶介入生态系统的结构和功能,消费着生态系统服务。全面理解和理解人类活动对生态环境的影响,将生态系统服务评价纳入管理决策,构建区域协商和可持续发展,是21世纪人类社会面临的共同挑战。

土地整治是指为了满足人类生产、生活和生态功能的必要条件,对未利用、老化利用及闲置、破损和发育土地开展综合管理活动。在世界变化、缓慢的城市化和经济持续发展过程中,受限的土地资源日益成为显著的社会问题之一。世界许多国家通过土地整治解决问题经济社会发展过程中的土地利用问题,调整土地利用结构和布局,减轻人际关系。

土地整治已经成为目前最大规模的土地利用方式和影响陆地生态系统的组织人类活动之一。土地整治在增进区域经济和社会效益的同时,也对自然生态系统的空间结构和生态系统服务产生了多种影响,这些影响必须继续给予关注和控制。

近年来,中国专家学者开始关注土地整治与生态系统服务的关系、机制和评价等研究,但还处于研究的初期阶段。笔者在说明土地整治与生态系统服务关系的基础上,总结了土地整治对不同生态系统服务及其相互关系的影响,分析了土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,明确提出了土地整治对生态系统服务影响的研究未来发展,中 1土地整治和生态系统服务中国土地资源总量大,但人均耕地少,耕地后备资源严重不足,土地利用粗鲁。

为了确保粮食安全,国家于1998年明确提出积极开展土地整治。到1998年标志着“土地整理”的概念,从1998年到2008年标志着“土地研究开发整理”或“土地整理复垦研究开发”的概念,2008年党的十七届三中全会首次在中央层面明确提出了“土地整治”的概念2011年以来,中国整治农用地0.35亿hm,竣工高标准农地0.27亿hm,补充耕地184.5万hm。

《全国土地整治规划(2016—2020年)》明确提出了“十三五”期保证0.27亿hm竣工、0.4亿hm高标准农田竣工的目标,通过土地整治补充耕地133.3万hm。通过农用地整理改建中的低等耕地0.13亿hm左右,积极开展农地基础设施建设,竣工排水灌溉渠道900万km,竣工农田公路600万km。土地整治的大规模执行深刻影响了地区乃至全国的景观格局和生态结构和功能,同时也对生态系统服务没有明显影响。生态系统服务能满足人类的市场需要,对人类社会的福利有最重要的影响,是人类生存和发展的基础。

DAILY最初明确提出了生态系统服务的概念,指出生态系统服务是“满足和维持自然生态系统及其物种获得的人类生活的必要条件和过程”。千年生态系统评价(themillenniumecosystemassessment,ma )将生态系统服务分为供应服务、调节服务、反对服务、文化服务四大类。

MA的决定和评价方法主要由COSTANZA等人首先明确提出以下3种:(1),在中国主要由XIE等人开展改进的价值评价法,由该方法计算的生态系统服务价值全部以货币值为维度,生态(2)基于空间模型(也包括InVEST、ARIES等模型)的物质质量评价法,使用该评价方法得出结论的结果客观、恒定,可以更准确地评价生态系统服务,严重不足的是各种生态系统服务的单位(3)采用统一的太阳能等可利用能源测量的能源评价法,调整生态环境与经济发展的关系,为人类了解世界获得了最重要的测量标准,但能源转换率的计算分析过程非常复杂。三种方法各有好坏,在实际研究中,不得根据研究目的、地区和尺度、精度拒绝、经费支出融合等条件自由选择合适的方法来评价生态系统服务。

从1990年代开始,为了确保地球的生态安全性,增进地区的协调发展,联合国通过并反对与生态系统服务相关的国际根本研究计划,主要是政府间气候变化专门委员会(IPCC )的全球变暖研究、国际生物多样性计划(DIVEC ) 生态系统服务研究发展迅速,成为当今生态学和地理学研究的热点领域。2土地整治对生态系统服务的影响土地利用/观光是解读生态系统服务的构成和利用的最重要的本体论。

另一方面,土地整治通过改变土地利用/旅游被的类型、结构和结构间接影响生态系统服务,土地利用/旅游被变化作为最重要的驱动对生态系统服务的影响有很多普遍的研究。同时,一些研究涉及在不同的自然条件和社会政策下将来基于经济发展或生态维持优先的土地利用/旅游变化的情景,需要预测生态系统服务的变化。

另一方面,土地整治因土地平整、农田水利、农田道路和生态防水等工程措施对生态效果的影响,既有反方向也有共轭也有不可逆,直接影响项目区的农作物生产、气候调节、水土保持等生态系统服务人类从生态系统的服务价值中得到生活确保、精神享受和环境居住等福利,根据社会发展不同阶段的市场需求对生态系统服务展开权衡和优化,为指导土地整治规划设计提供科学依据(图1 )。2.1土地整治对生态系统供应服务的影响生态系统供应服务是生态系统通过一次和二次生产产生的造福人类的产品,包括食品、木材、淡水等。

为了满足人类对粮食等产品的市场需求,强烈应对未来气候和经济社会的变化,必须建设生产力更高、更平稳、恢复性更强的农业生态系统,同时尽量减少对生态环境的负面影响。土地整治是在耕地数量锐减、粮食安全受到威胁的情况下明确提出的,其核心任务是提高粮食生产能力,这已经在近年来许多研究中得到证实。

张正峰等人指出减少耕地面积显然是通过土地整治来满足人类对粮食市场需求的最重要措施,但有可能引起一些生态问题。王军们和WU们认为土地整治可以通过使用新技术提高耕地产量来提高粮食供应服务能力。黄氏等人的研究表明,中国农村土地整治工程提高了农业生产条件,对粮食供给服务价值产生了相反的影响。

吴昊对中国东北地区土地整治研究指出,优化农业生产结构可以提高供给服务。VIALA研究俄罗斯、法国、西班牙和阿拉伯地区的土地整治项目,认为通过采取提高农田生态环境等手段和措施,可以提高粮食抵抗自然灾害的能力,确保耕地的粮食供应能力等。2.2土地整治对生态系统调节服务的影响比土地整治对生态系统供应服务的影响对调节服务的影响更具有二重性。

耕地是CO2、CH4、N2O等多种温室气体的废气来源之一,因此农业对气候调节服务的影响是负面的。ANDERSON-TEIXEIRA等人也认为,由于生物地球化学因素,自然生态系统对气候调节的价值低于耕地,土地整治等导致耕地面积减少有可能削弱地区的气候调节。王怀乂研究表明,中国湖北省通山县土地整治项目改变了该地区耕地和林地的比例,对温室气体废气服务带来了2.11万元的生态效益。王璎玲等人认为,在中国低山丘陵地带的耕地整治中,由于土层加剧、灌溉条件提高、膜栽培技术的使用等措施,气候调节价值减少了1倍以上。

土地整治通过改变土地利用/旅游类型影响土壤化学系统的性质和地表径流、土壤渗透、深层渗透等水文过程,调节土壤侵蚀。刘等人认为通过研究中国山东省新泰市的土地整治项目,土地整治中的客土覆盖面积、深翻等工程措施改变了土壤的可食性。土地平整等工程改变了项目区的坡面长度和坡度等地形条件,影响了生态系统的风化控制和泥沙调节等服务功能。

刘世梁等人对丘陵地区土地整治项目建立了坡面土壤侵蚀模型,结果表明梯田建设对土壤维持和产沙量有显着影响,随着坡度减小,梯田工程对土壤维持弱化,但有助于增加总产沙量。土地整治对水资源调节服务的影响主要表现在以下方面:转换地表坡度、平缓度、粗糙度等,影响地表径流流动、流深和面积等属性。改变地表植被的覆盖面积,影响渗透和冷却过程,同时影响噪声,影响分解成水中化学物质,获得干净水资源的能力。

农田灌溉排水系统的新规划设计、灌溉方法和技术的改版等影响区域水资源的整治。AERTS等人认为土地整治的现代农业工程措施可以减少土壤水循环中的渗透、维持和蒸腾作用,对暴风雨有一定的调节作用。但是FIRBANK等人指出土地整治会给水循环和水质的调节服务带来负面影响。2.3土地整治对生态系统反对服务的影响土地整治对生态系统反对服务的影响主要反映在土壤生境的构成、养分储存和循环等方面。

ADL指出土地整治可以增进项目地区生物多样性的完全恢复。PREZ等人在多米尼加矿区的研究表明,实行土地复垦可以增进土壤化学系统性质的提高,提高土壤的反对服务能力。

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根据原野等中国平朔煤矿的研究,在土地整治中,根据地表的覆盖面积和播种,起着加速复垦地区土壤成熟的作用。钟莉娜等人通过实例研究发现了中国土地整治的重大项目,通过的组织和优化影响了生境斑块之间的物质流、能源东流的循环过程,合理的整治计划设计可以有效地提高生境质量。

YUAN等人认为,在某种程度上实行排土场空间优化、土壤栖息环境再生及植被修复和景观优化等一系列整治完全恢复技术,可以有效提高大型露天煤矿土壤化学系统的性质,促进土壤微生物栖息环境和生态系统的完全恢复。2.4土地整治对生态系统文化服务的影响生态系统文化服务是指通过精神适应、发展理解、思考、玩耍和体验美感人类从生态系统获得的非物质利益,主要反映在文化多样性、娱乐和生态旅游以及审美价值上。

VITIKAINEN分析了欧洲地区的瑞典、德国、荷兰和芬兰等土地整治项目,指出土地整治对景观美化、提高生活质量和维持生物多样性起着非常重要的作用。严金明等人认为中国的土地整治也不应该重视乡土文化的维持,土地整治强烈希望以乡土文明的维持为前提,构筑具有独特地域特征的自然风貌、建筑民居、传统文化。

近年来,中国积极开展的生态型土地整治(ecological land consolidation )在乡村景观特征的提高、乡村休闲娱乐旅游的发展以及乡村基础设施和生活条件的提高等方面越来越受到尊重,土地整治是乡村景观的审美观中国上海市郊野土地整治研究表明,生态保护、自然维持、休闲娱乐玩耍和健美康体等功能反映在设计执行中,充分发挥了土地整治对增进娱乐和生态旅游和提高审美价值的作用。3土地整治对生态系统服务间关系的影响土地整治的生态因子评价不能全面客观地评价对生态系统服务的影响,各生态系统服务之间要协同(同时加强或弱化)、独立国家(相互影响)、权衡(这种权衡) 在生态系统供应服务中,一项服务的提高往往牺牲其他种类的供应服务或其他种类的生态系统服务,忽视生态系统服务的权衡关系,可能会导致一些生态系统服务上升,威胁整个生态系统的稳定和安全性研究表明,用于供给服务的农业生产和渔业养殖之间没有折衷关系。生态系统的供给服务和调节服务之间的折衷关系特别明显。生态系统服务之间的协同关系不存在于水质调节和观光景观、水源修养和土壤维持等关系中。

生态系统管理要考虑多种生态系统服务,其综合效益如下。土地整治改变土地利用结构和结构不需要导致生态系统服务之间的空间竞争,同时也不会给多种生态系统服务类型带来协同或更大的转变。

例如,一些多功能的自然和半自然生态系统经过土地整治变成了农作物生产功能引人注目的农田,提高了生态系统的粮食生产服务,弱化了其他服务。许多研究表明,自然和半自然生态系统不仅生态可持续,文化价值更大,而且在经济利益方面也高度利用或低于纯粹维持的生态系统或景观,可以为人类社会提供更多的服务。FOLEY等人对不同土地利用模式下地区多种生态系统的服务价值开展了比较研究,结果表明自然生态系统农作物的生产价值较低,而其他生态系统的服务价值较高。在集约农业生态系统中,农作物生产的生态系统服务价值高,其他生态系统服务价值低。

在考虑不同生态系统服务的农业生产模式中,各生态系统服务均衡高效地发展。基于理解土地整治不会影响不同类型生态系统服务之间的关系,近年来,适当的研究开始关注和综合考虑多种生态系统服务,探索不同类型生态系统服务之间的关系。邓大彬等人以煤矿塌陷区土地复垦项目为研究对象,找到了土地整治后加强生态系统供给和调节服务,反对和文化服务弱化。

张等人通过对平原农田土地整治项目区的研究,认为土地整治对粮食的飞跃起着很大的作用,但加强了景观多样性等其他生态系统服务。刘晓丽的研究是项目地区土地整治后,各种生态系统服务协同提高,指出这确实可以通过综合生态型土地整治技术构建。周等人预测了土地整治方案中未来土地生态系统服务的权衡关系。

土地整治区域生态系统服务的构建和优化在未来的研究中更重要从科学知识到管理决策得到技术支持。4土地整治对生态系统服务影响研究的尺度效应分析主要是评价和解读尺度变化对研究结果的影响,生态系统服务也不会随研究尺度的变化而变化。土地整治对生态系统服务的影响具有很强的尺度依赖性,一个尺度得出的研究结论必须经过尺度切换研究,推广应用于另一个尺度。

现在土地整治和生态系统服务的研究多以单一的尺度展开,所得到的结果不同。例如,在村域和项目区的尺度上,王玲等人的研究表明,土地整治对生态系统气体调节服务价值减少的影响很小,但KE指出土地整治对废弃物处理服务功能的提高最明显,对气体调节服务的影响很小在县域尺度上,张正峰等人和柳芳的研究得出结论,有无视土地整治带来的生态系统服务价值变化的倾向。在市域和地区尺度上,缴费辉煌等研究指出土地整治会提高生态系统服务的总价值,KINDU等和ZHAO等指出对人类土地展开的研究开发复活等整治活动会减少研究区生态系统服务的总价值。

即使在同一研究区,也有学者通过多尺度比较分析发现,不同尺度下的土地整治对生态系统服务的影响不完全一致,但这种综合多尺度研究很少。例如,王军等人在中国吉林省大安市土地整治项目的研究中,项目区的总生态系统服务价值按县域、镇域和村域的尺度分别上升了33.08%、14.20%和10.47%。严肃纯粹的研究指出,土地整治带来的景观斑非常丰富的变化和生态系统的服务价值的变化,与村域和镇域的尺度有显着的相关性,前者的相关性小,与县域的尺度没有明显的相关性。

几种特定尺度下土地整治对生态系统服务的影响研究,得到了对单一尺度的有益看法,但不能明确评价土地整治对生态系统服务影响不同尺度下的效果,缺乏尺度效应的发展机制,尺度之间不能结合,普遍5土地整治对生态系统服务的影响研究未来发展中国的生态系统服务研究成为影响国际关系领域研究的最重要力量。中国地域辽阔,地形简单多样,自2008年土地整治下降为国家战略以来,整治规模的大小和类型的非常丰富是世界上其他国家所没有的。

为土地整治生态系统服务影响研究获得了非常多样的地区案例。同时,“生态文明建设”提高到“千年大计”的战略决策也为土地整治生态系统服务研究提供了良好的发展机遇和空间。中国学者在土地整治和生态系统服务方面开展了积极有益的探索,未来中国土地整治对生态系统服务影响研究的主要方向是加强以下:(1)土地整治对生态系统结构和过程影响的研究。

土地整治是短期有目的的工程和生物等措施转换生态系统结构和过程的活动,土地整治对生态系统时空结构的影响更容易通过3S技术和景观结构分析技术测定,对生态过程和功能的影响多年来是简单和非线性的。土地整治工程实施后,土壤水文、生物构成等都处于动态变化中,其生态效应要多年定点观测和分析。

然后定量研究了物质东流和能量流呼吁土地整治的过程,深入分析了土地整治对生态系统的影响,建立了土地整治对生态过程和功能的影响方法和模型,进而说明了这种影响机理和规律。(2)加强土地整治中生态系统服务及其相互关系的研究。由于生态系统服务来自生态系统的一个或多个功能者群体,因此研究不能以土地整治为中心影响生态系统的结构和功能-生态系统服务-调节控制这条主线,根据生态系统的结构和过程,将与某生态系统服务密切相关的指标另外,生态系统服务之间的关系还包括协同、独立国家和折衷的关系,土地整治中生态系统服务的管理和控制不应该基于这些关系研究。

确保国家粮食安全是土地整治的首要任务,拒绝土地整治中的供给服务水平低。一般来说,生物多样性低的自然生态系统调节和文化服务水平高,随着人类利用强度的减少,生态系统调节和文化服务水平逐渐减少。在生态文明建设和确保国家粮食安全的战略拒绝下,土地整治以供给服务为核心,通过分区域、自己的组织和协同理论,按区域识别土地整治影响下的供给服务和其他重要生态系统服务的空间尺度大小,在生态系统服务之间的(3)构建和优化加强土地整治的区域生态系统服务研究。

在分析生态系统服务协同/权衡关系的基础上,对生态系统管理开展科学决策是确保地区可持续发展的有力接受。在受土地整治影响的生态系统服务中,粮食生产较多的供给服务和调节服务、文化服务有时与对立矛盾。在土地整治的执行过程中,面临着减少耕地数量、提高生态环境、减少农民收入等多项目标,因此权衡了重要的生态系统服务功能项目,科学合理地构建服务项目构建区域生态系统服务优化,土地整治(四)尊重土地整治对生态系统服务影响的尺度效应。

土地整治影响下的生态系统服务具有空间异质性和时间动态性,随时空尺度的经过而再次变化,这种尺度依赖性源于生态系统服务与生态过程中尺度的关联。土地整治包括生态系统结构、功能和生态系统服务构成和影响的时空尺度不同,粮食、种子资源等供应服务、土壤维持、风化管理等部分调节服务主要在项目区域和局部尺度发挥作用,气候调节、养分循环等更多调节另外,根据地区不同,自然和社会条件没有小的差异,根据背景条件土地整备对生态系统服务的影响不同,但这样的研究很少。

另外,在土地整治中显着的生态系统服务所起到的时间幅度也没有差异,例如粮食生产、洪水减速在短期内效益显着,水源的修养和污染管理长期发挥作用。因此,针对土地整治的执行和研究特点,在短时期和宽时期的项目区域、局地、区域等探索不同时空尺度上生态系统服务的结合机制,建立多尺度结合模型,最适合多尺度土地整治的综合管理和控制。


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