重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系

王壯壯,王 浩,*,馮曉明,王曉峰,張立偉,傅伯杰

1 陜西師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院, 西安 710119 2 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心, 北京 100085 3 長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院, 西安 710054

生態(tài)恢復(fù)是幫助退化、受損或毀壞的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)正常功能的過(guò)程[1-2],以生態(tài)恢復(fù)為目的的生態(tài)恢復(fù)工程被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)生態(tài)環(huán)境退化,改善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的有效手段[2-5]。我國(guó)脆弱生態(tài)區(qū)范圍廣、面積大、人類活動(dòng)劇烈,脆弱的生態(tài)環(huán)境加之不合理的開(kāi)發(fā)利用,導(dǎo)致其區(qū)域內(nèi)植被退化、水土流失、荒漠化等各類生態(tài)問(wèn)題突出,對(duì)生態(tài)脆弱區(qū)進(jìn)行生態(tài)保護(hù)及恢復(fù)的需求十分迫切[6]。20世紀(jì)90年代以來(lái),我國(guó)針對(duì)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)(圖1)開(kāi)展了三北防護(hù)林、退耕還林還草和天然林保護(hù)等一系列的生態(tài)恢復(fù)工程[7]。工程實(shí)施近幾十年來(lái),重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)效益如何？選取何種指標(biāo)用于生態(tài)恢復(fù)效益評(píng)估？成為眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題,也是我國(guó)開(kāi)展生態(tài)文明建設(shè)的重大迫切需求。科學(xué)合理地評(píng)估生態(tài)恢復(fù)工程實(shí)施后的生態(tài)恢復(fù)效益,及時(shí)掌握生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)前的恢復(fù)程度、演變方向、存在問(wèn)題等方面的信息,不僅能為進(jìn)一步調(diào)整和改進(jìn)恢復(fù)方案提供科學(xué)依據(jù),而且能為生態(tài)系統(tǒng)管理提供決策支持[6,8]。

近年來(lái),針對(duì)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)效益評(píng)估已經(jīng)開(kāi)展了大量研究[9- 15],研究區(qū)域已經(jīng)涵蓋了北方風(fēng)沙區(qū)、黃土高原區(qū)、西北干旱區(qū)、西南喀斯特地區(qū)和青藏高原區(qū)等關(guān)鍵區(qū)域[10- 15]。例如,劉國(guó)彬等[12]評(píng)估了20世紀(jì)80年代以來(lái)黃土高原生態(tài)工程的生態(tài)成效,結(jié)果表明黃土高原地區(qū)水土流失范圍明顯縮小、程度明顯減輕,區(qū)域生態(tài)狀況向良性發(fā)展,但局部地區(qū)水土流失依然嚴(yán)重。邵全琴等[14]評(píng)估了三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)一期工程的生態(tài)成效,結(jié)果表明工程實(shí)施8年來(lái)草地持續(xù)退化趨勢(shì)得到初步遏制,水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)有所恢復(fù),但是整體恢復(fù)效果與生態(tài)恢復(fù)的預(yù)期目標(biāo)還存在差距。這些針對(duì)我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)效益評(píng)估有利于明晰各個(gè)區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)狀況,并為生態(tài)恢復(fù)工程的進(jìn)一步實(shí)施和生態(tài)系統(tǒng)管理提供決策依據(jù)。然而,現(xiàn)有的評(píng)估研究往往針對(duì)某一個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)或區(qū)域內(nèi)的某一部分,面向我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)評(píng)估的集成研究還比較缺乏,這限制了對(duì)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)效果的整體認(rèn)識(shí),以及各脆弱生態(tài)區(qū)之間生態(tài)恢復(fù)效果的對(duì)比參照。

構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)估指標(biāo)體系是生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估成功的關(guān)鍵[16]。目前我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)效益評(píng)估已經(jīng)積累了豐富的案例和應(yīng)用指標(biāo)。綜合來(lái)看,這些指標(biāo)體系的應(yīng)用可以分為以下2個(gè)方向。①指標(biāo)直接比較法[6- 7,17- 21]。這種評(píng)估方法是指研究人員選取一種或多種指標(biāo)對(duì)生態(tài)恢復(fù)工程實(shí)施前后的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,從而分析區(qū)域內(nèi)的生態(tài)恢復(fù)成效[6,17]。常見(jiàn)的評(píng)估指標(biāo)包括土地利用變化[18]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[19]、植被覆蓋度[20]、土壤水分[21]等。例如,Lu等[7]研究了我國(guó)已啟動(dòng)的6個(gè)重點(diǎn)生態(tài)恢復(fù)工程對(duì)陸地碳固存的貢獻(xiàn),結(jié)果表明生態(tài)恢復(fù)工程顯著增加了工程區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)碳匯。指標(biāo)直接對(duì)比方法具有簡(jiǎn)單直觀的優(yōu)點(diǎn),但是這種評(píng)估方法只能進(jìn)行單指標(biāo)對(duì)比,無(wú)法形成對(duì)研究區(qū)域生態(tài)恢復(fù)效果的整體認(rèn)識(shí)[18,20- 21]。而且,由于沒(méi)有形成系統(tǒng)綜合的框架,在指標(biāo)選取的過(guò)程中容易產(chǎn)生不全面或不合理的問(wèn)題[17]。②綜合效益評(píng)估方法[6,14,22]。這種評(píng)估方法是指研究人員在一定的理論框架下設(shè)置多目標(biāo)、多層次、多指標(biāo)的綜合效益指標(biāo)體系,并賦予各指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重值,最終分析區(qū)域內(nèi)生態(tài)恢復(fù)的整體效果[6,17]。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是綜合性較強(qiáng),適合不同區(qū)域之間生態(tài)恢復(fù)效果的橫向?qū)Ρ?但是由于指標(biāo)體系過(guò)于復(fù)雜,部分指標(biāo)的數(shù)據(jù)相對(duì)難以獲取[6]。整體來(lái)看,現(xiàn)有的生態(tài)恢復(fù)效益評(píng)估以指標(biāo)直接對(duì)比方法為主,適合我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系還比較缺乏[18,20- 21]。此外,大部分研究在評(píng)估過(guò)程中沒(méi)有形成系統(tǒng)的理論框架,因此評(píng)估指標(biāo)常常側(cè)重于某一個(gè)領(lǐng)域,缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[6]。這些限制性因素阻礙了我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)綜合性和長(zhǎng)期性的生態(tài)恢復(fù)評(píng)估和監(jiān)測(cè),影響了對(duì)區(qū)域內(nèi)生態(tài)恢復(fù)效果的科學(xué)認(rèn)識(shí)和生態(tài)恢復(fù)措施的進(jìn)一步實(shí)施調(diào)整。因此,我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)亟需構(gòu)建一套系統(tǒng)、科學(xué)、全面的生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系。

本文以我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)(北方風(fēng)沙區(qū)、黃土高原區(qū)、西北干旱區(qū)、青藏高原區(qū)和喀斯特地區(qū))為研究區(qū),借鑒現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外生態(tài)恢復(fù)評(píng)估文獻(xiàn)和技術(shù)方法,在“生態(tài)恢復(fù)-生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-質(zhì)量-服務(wù)-效益”級(jí)聯(lián)式概念框架下,采用文獻(xiàn)調(diào)查法、頻次分析法和專家咨詢法,進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)的梳理和篩選,最終構(gòu)建科學(xué)化、系統(tǒng)化和規(guī)范化的重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系,研究結(jié)果能夠?yàn)槲覈?guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估與管理應(yīng)用提供理論與技術(shù)支撐。

圖1 中國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)范圍Fig.1 Scope of key ecologically vulnerable regions in China

1 重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)概況

脆弱生態(tài)區(qū)是指生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差,抵抗外在干擾和維持自身穩(wěn)定的能力較弱,易于發(fā)生生態(tài)退化且難以自我修復(fù)的區(qū)域[23]。我國(guó)脆弱生態(tài)區(qū)類型多,范圍廣,比較典型的重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)有5個(gè),分別是北方風(fēng)沙區(qū)、西北干旱區(qū)、黃土高原區(qū)、青藏高原區(qū)和西南喀斯特地區(qū)[23-24](圖1)。由于地理位置、氣候、地形和人類活動(dòng)等影響因素的差異,這5個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)存在各自獨(dú)特的區(qū)域特點(diǎn)和生態(tài)問(wèn)題(表1)。因此,構(gòu)建生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系時(shí),應(yīng)該充分考慮各個(gè)區(qū)域的特殊性和恢復(fù)需求,構(gòu)建適宜于各個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系。

表1 重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)區(qū)域概況

2 指標(biāo)體系構(gòu)建的概念框架、原則與方法

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建的概念框架

本文在參考傅伯杰等[16],邵全琴等[14]相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了“生態(tài)恢復(fù)-生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-質(zhì)量-服務(wù)-效益”級(jí)聯(lián)式概念框架,為生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建提供理論支撐(圖2)。生態(tài)恢復(fù)是指幫助退化、受損或毀壞的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)正常功能的過(guò)程[2- 5],可以分為主動(dòng)恢復(fù)和被動(dòng)恢復(fù)兩種類型。其中,主動(dòng)恢復(fù)是指人類采取積極的生態(tài)恢復(fù)政策加速和影響恢復(fù)的進(jìn)程,被動(dòng)恢復(fù)是指去除或者減少人為干擾之后利用生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力自行恢復(fù)[32-33]。Holl和Aide認(rèn)為一些退化的生態(tài)系統(tǒng)在減少或者去除人類干擾的情況下能夠迅速恢復(fù),耗費(fèi)大量資源的生態(tài)修復(fù)工程并不總是必要的,因此在選擇生態(tài)恢復(fù)方法之前應(yīng)該考慮一系列的生態(tài)和人為因素,選擇最佳的生態(tài)恢復(fù)戰(zhàn)略[33]。生態(tài)恢復(fù)的措施確定之后,在生態(tài)恢復(fù)的過(guò)程中,一些自然和人為驅(qū)動(dòng)因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量施加影響,從而改變生態(tài)系統(tǒng)的演變過(guò)程,最終影響到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的提供[19]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類直接或間接從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的各種惠益,主要包括供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)和支持服務(wù)四種類型[34- 35],它是生態(tài)恢復(fù)成效的最終體現(xiàn)。生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)價(jià)是一個(gè)多屬性和多準(zhǔn)則的問(wèn)題,可以從環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益三方面進(jìn)行衡量[6,8,17]。生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估結(jié)果與恢復(fù)目標(biāo)之間的對(duì)比,是判斷生態(tài)恢復(fù)工程成功與否與調(diào)整生態(tài)恢復(fù)戰(zhàn)略的主要依據(jù)(圖2)。

圖2 “生態(tài)恢復(fù)-生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-質(zhì)量-服務(wù)-效益”級(jí)聯(lián)式概念框架[14,16]Fig.2 A modified cascade framework of “ecological restoration-ecosystem structure-quality-services-benefits”

2.2 指標(biāo)體系構(gòu)建的原則與方法

2.2.1指標(biāo)體系構(gòu)建的原則

(1)科學(xué)性原則。生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估應(yīng)結(jié)合脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)需求,聯(lián)系區(qū)域內(nèi)業(yè)已開(kāi)展的生態(tài)工程,選取最具代表性的指標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)追求指標(biāo)體系準(zhǔn)確性的同時(shí)控制指標(biāo)數(shù)量,提高評(píng)價(jià)工作效率。同時(shí)應(yīng)避免指標(biāo)間的信息重疊而影響評(píng)估結(jié)果的客觀性與科學(xué)性[9,14]。

(2)全面性與典型性相結(jié)合原則。脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)、范圍廣、內(nèi)容豐富,為兼顧不同脆弱生態(tài)區(qū)之間的共性和特性,應(yīng)將生態(tài)恢復(fù)的總體目標(biāo)和區(qū)域目標(biāo)加以區(qū)分。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、服務(wù)和變化驅(qū)動(dòng)因素選取通用評(píng)價(jià)指標(biāo),再根據(jù)不同脆弱生態(tài)區(qū)特性及恢復(fù)措施設(shè)置區(qū)域指標(biāo)[14]。

(3)穩(wěn)定性與可持續(xù)性原則。生態(tài)恢復(fù)是生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演替的過(guò)程,生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)可能需要幾年、幾十年甚至更多的時(shí)間[8,33]。因此,選取的評(píng)估指標(biāo)內(nèi)容應(yīng)處于可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)過(guò)程中,能夠從時(shí)間和空間上體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)空演變及分布規(guī)律。同時(shí)指標(biāo)自身應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定,不易隨時(shí)空變化而發(fā)生質(zhì)變,進(jìn)而影響指標(biāo)的可比性。

(4)簡(jiǎn)便性與可操作性原則。生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)應(yīng)簡(jiǎn)單明了、意義明確[6,8,17]。需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)的指標(biāo)其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)具備較強(qiáng)的可操作性；需進(jìn)行計(jì)算推導(dǎo)的指標(biāo)其本底數(shù)據(jù)應(yīng)容易獲得,其統(tǒng)計(jì)及計(jì)算方式明確可靠。

2.2.2評(píng)估指標(biāo)篩選的方法

本文采用文獻(xiàn)調(diào)查法、頻次分析法和專家咨詢法篩選生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)[16]。首先,廣泛搜集國(guó)內(nèi)外關(guān)于生態(tài)恢復(fù)評(píng)估的文獻(xiàn)資料,并從中篩選出涉及到的生態(tài)恢復(fù)評(píng)估指標(biāo)。這些文獻(xiàn)資料主要包括關(guān)于我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)評(píng)估中英文論文和生態(tài)恢復(fù)評(píng)估報(bào)告,以及一些國(guó)際組織(例如,國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟、生態(tài)修復(fù)學(xué)會(huì)、生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)政府間科學(xué)政策平臺(tái))和各個(gè)國(guó)家(例如,美國(guó)、加拿大、澳大利亞、荷蘭、肯尼亞等)關(guān)鍵的生態(tài)恢復(fù)評(píng)估報(bào)告。其次,采用頻次分析法對(duì)使用頻率較高的指標(biāo)體系進(jìn)行初步篩選。最后,結(jié)合我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)的區(qū)域特點(diǎn)并征詢專家意見(jiàn),最終構(gòu)建生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系[16]。

3 重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系

3.1 生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系

根據(jù)上述指標(biāo)體系篩選的原則、方法,并結(jié)合我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)的區(qū)域特點(diǎn)及恢復(fù)需求(表1),構(gòu)建面向各個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系,最后綜合構(gòu)建面向整個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)的評(píng)估指標(biāo)體系(表2)。在級(jí)聯(lián)式概念框架的指導(dǎo)下,該指標(biāo)體系分為指標(biāo)類別、主題指標(biāo)和具體指標(biāo)3個(gè)層次,其中指標(biāo)類別指示生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估的4個(gè)方面,分別為生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、服務(wù)和驅(qū)動(dòng)力。這4個(gè)方面反映了生態(tài)恢復(fù)的具體過(guò)程,即目標(biāo)生態(tài)系統(tǒng)在自然和人為因素(驅(qū)動(dòng)力)的影響下改變生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量,從而影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供水平,因此該指標(biāo)體系可用于追蹤生態(tài)恢復(fù)的各個(gè)過(guò)程。指標(biāo)類別由主題指標(biāo)構(gòu)成,反映指標(biāo)類別的具體方面。具體指標(biāo)對(duì)應(yīng)于主題指標(biāo),保證其可以被直接量化和比較(表2)。

表2 重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系

Table 2 Evaluation index system of comprehensive benefits of ecological restoration in key ecologically vulnerable regions

指標(biāo)類別Type of indicator主題指標(biāo)Subject indicator具體指標(biāo)Specific indicators北方風(fēng)沙區(qū)Windy and sandy regions of northern China黃土高原區(qū)Loess Plateau西北干旱區(qū)Arid regions in Northwest China青藏高原區(qū)Tibetan Plateau喀斯特地區(qū)Karst regions in southwesternChina重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)Key ecologically vulnerable regionsI.生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與質(zhì)量I.1植被狀況1)植被覆蓋度√√√√√√I. Ecosystem structure 2)植被生物量√√√√√√and quality3)林、草地退化、恢復(fù)面積√√√4)草地載畜量√√I.2土壤狀況5)土壤有機(jī)質(zhì)√√√√√√6)土壤水分√√√√7)土壤鹽分√8)石漠化等級(jí)√I.3物種豐富度9)物種豐富度√√√√√√I.4宏觀生態(tài)狀況10)土地利用/覆被變化√√√√√√11)坡度√√I.5生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化12)恢復(fù)指數(shù)√√√√√√指數(shù)13)偏離指數(shù)√√√√√√I.6 景觀破碎化14)景觀多樣性指數(shù)√15)景觀均勻度指數(shù)√II.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)II.1碳固存16)植被凈初級(jí)生產(chǎn)力√√√√√√II. Ecosystem servicesII.2水源涵養(yǎng)17)水源涵養(yǎng)量√√√√II.3水土保持18)土壤侵蝕模數(shù)√√√√19)水土流失面積√√√√II.4生物多樣性20)生境質(zhì)量指數(shù)√√II.5產(chǎn)水服務(wù)21)徑流量√√22)湖泊面積與水量√√II.6糧食供給23)糧食產(chǎn)量√II.7防風(fēng)固沙24)土壤風(fēng)蝕模數(shù)√√III.生態(tài)系統(tǒng)變化驅(qū)動(dòng)力III.1氣候變化25)氣溫√√√√√√III. Ecosystem change drivers26)降水√√√√√√27)干旱指數(shù)√√√√28)揚(yáng)沙、浮塵天氣√III.2人類活動(dòng)29)生態(tài)工程實(shí)施面積√√√√√√III.3驅(qū)動(dòng)分析30)氣候因子貢獻(xiàn)率√√√√√√31)人為因子貢獻(xiàn)率√√√√√√32)冗余分析√√√√√√

“√”表示在進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估時(shí)選擇該指標(biāo)

在構(gòu)建各個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)的指標(biāo)體系過(guò)程中,著重考慮了各個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)特點(diǎn)。例如,北方風(fēng)沙區(qū)與西北干旱區(qū)土地沙化嚴(yán)重,沙塵暴天氣頻繁,嚴(yán)重影響周邊地區(qū)居民的生產(chǎn)生活。因此,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估中,選取防風(fēng)固沙服務(wù)作為生態(tài)恢復(fù)后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的評(píng)估指標(biāo)。此外,西北干旱區(qū)降水稀少、蒸發(fā)量大,除了土壤水分匱缺外,土壤鹽堿化問(wèn)題突出,嚴(yán)重影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。因此,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)結(jié)構(gòu)與質(zhì)量評(píng)估中,選取土壤鹽分作為生態(tài)恢復(fù)后土壤狀況的評(píng)估指標(biāo)。在黃土高原和西南喀斯特地區(qū),坡度是影響水土流失的一個(gè)重要地形因子,因此選取坡度作為水土保持措施實(shí)施后土壤侵蝕情況的評(píng)估指標(biāo)。而在青藏高原區(qū)和北方風(fēng)沙區(qū),畜牧活動(dòng)是當(dāng)?shù)厝祟惖闹饕恋乩梅绞?特別是青藏高原區(qū)高寒草地的退化與人類放牧活動(dòng)密切相關(guān),因此選取載畜量作為退牧還草等生態(tài)恢復(fù)措施實(shí)施后該區(qū)域植被狀況的評(píng)估指標(biāo)。在構(gòu)建面向整個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)的指標(biāo)體系過(guò)程中,同時(shí)兼顧了脆弱生態(tài)區(qū)之間共有的生態(tài)恢復(fù)特點(diǎn),著重考慮指標(biāo)的通用性。具體來(lái)看,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與質(zhì)量通過(guò)植被狀況、土壤狀況、物種豐富度、宏觀生態(tài)狀況、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量變化指數(shù)、景觀破碎化共6項(xiàng)主題指標(biāo)進(jìn)行衡量；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)通過(guò)碳固存、水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性、產(chǎn)水服務(wù)共5項(xiàng)主題指標(biāo)進(jìn)行衡量；生態(tài)系統(tǒng)變化驅(qū)動(dòng)通過(guò)氣候變化、人類活動(dòng)和驅(qū)動(dòng)分析3項(xiàng)主題指標(biāo)進(jìn)行衡量(表2)。

3.2 指標(biāo)解釋、數(shù)據(jù)獲取與量化方法

在選取具體指標(biāo)時(shí),著重考慮了指標(biāo)數(shù)據(jù)的易獲取性、計(jì)算方式的可靠性和易操作性。各指標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取方式以地面觀測(cè)、遙感解譯與反演相結(jié)合為主。其中,草地載畜量、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤水分、土壤鹽分、物種豐富度、徑流量等具體指標(biāo)的數(shù)據(jù)可以通過(guò)地面觀測(cè)與文獻(xiàn)搜集的方式獲取,并通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算獲取指標(biāo)結(jié)果。而植被覆蓋度、土地利用/覆被變化、水源涵養(yǎng)量、土壤侵蝕模數(shù)等具體指標(biāo)的數(shù)據(jù)可以通過(guò)遙感解譯與反演的方式獲取,并通過(guò)特定的模型計(jì)算獲取指標(biāo)結(jié)果(表3)。值得注意的是,一些指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果也可以成為其他指標(biāo)模型計(jì)算或者精度驗(yàn)證的數(shù)據(jù)來(lái)源。例如,在水源涵養(yǎng)服務(wù)的計(jì)算中需要用到降水、氣溫、土地利用等數(shù)據(jù),而水文站點(diǎn)觀測(cè)的徑流量數(shù)據(jù)可以用來(lái)對(duì)模型計(jì)算結(jié)果的精度驗(yàn)證。

表3 具體指標(biāo)解釋、數(shù)據(jù)獲取與計(jì)算方法

4 結(jié)論與討論

4.1 指標(biāo)體系的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

本文在“生態(tài)恢復(fù)-生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-質(zhì)量-服務(wù)-效益”級(jí)聯(lián)式概念框架下,綜合集成國(guó)內(nèi)外生態(tài)恢復(fù)評(píng)估研究成果,采用文獻(xiàn)調(diào)查法、頻次分析法和專家咨詢法,構(gòu)建了我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系。該指標(biāo)體系對(duì)指導(dǎo)我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)評(píng)估具有重要的理論和實(shí)踐意義,有利于明晰各個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)效果,從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)措施優(yōu)化調(diào)整和資源優(yōu)化配置。

綜合來(lái)看,本研究構(gòu)建的指標(biāo)體系具有以下優(yōu)點(diǎn)。首先,概念框架是構(gòu)建指標(biāo)體系的前提和理論基礎(chǔ)[16]。然而,目前針對(duì)我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)效益評(píng)估研究,大多沒(méi)有形成系統(tǒng)的理論框架,使得評(píng)估指標(biāo)不全面或缺乏合理性[6]。本文根據(jù)“生態(tài)恢復(fù)-生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-質(zhì)量-服務(wù)-效益”級(jí)聯(lián)式概念框架,構(gòu)建的重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系分指標(biāo)類別、主題指標(biāo)和具體指標(biāo)3個(gè)層次,生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、服務(wù)和驅(qū)動(dòng)力4個(gè)部分,使得該指標(biāo)體系更具系統(tǒng)性和科學(xué)性。其次,我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)數(shù)量多、面積大,而且各重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)之間具有明顯的區(qū)域差異性、獨(dú)特的生態(tài)問(wèn)題和恢復(fù)需求[23-24]。因此,在構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)體系時(shí)需要兼顧各個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)之間的普遍性和特殊性。然而,大多數(shù)評(píng)估研究?jī)H僅針對(duì)某個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)或區(qū)內(nèi)的某一部分[12-15]。本文不但根據(jù)各個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)的區(qū)域特點(diǎn)、生態(tài)問(wèn)題和恢復(fù)措施構(gòu)建了適用于各個(gè)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)的評(píng)估指標(biāo)體系,而且在綜合的基礎(chǔ)上構(gòu)建了面向整個(gè)脆弱生態(tài)區(qū)的綜合指標(biāo)體系,這使得本文構(gòu)建的指標(biāo)體系既有針對(duì)性又有綜合性。最后,本文在篩選評(píng)估指標(biāo)時(shí)考慮了各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的易獲取性和計(jì)算的方便性,因此該指標(biāo)體系可操作性強(qiáng)且便于對(duì)我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)效果進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤和對(duì)比。

4.2 指標(biāo)體系的局限與展望

在生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中,生態(tài)恢復(fù)綜合效益體現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量改善、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力提升等各個(gè)方面[14],并且隨著生態(tài)恢復(fù)實(shí)施區(qū)域的不同,各生態(tài)效益之間的顯著性與相對(duì)重要性也存在差異。例如,北方風(fēng)沙區(qū)對(duì)防風(fēng)固沙服務(wù)的需求高于碳固存服務(wù)。而青藏高原區(qū)作為我國(guó)的三江源區(qū),水源涵養(yǎng)服務(wù)的需求較為迫切。因此,為生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)置指標(biāo)權(quán)重對(duì)于生態(tài)恢復(fù)效益評(píng)估具有重要意義。然而,在生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估過(guò)程中,指標(biāo)數(shù)量較多,歷史本底數(shù)據(jù)難以獲取,成為指標(biāo)權(quán)重設(shè)置的主要限制性因素。此外,在具體的生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估中,可能會(huì)由于評(píng)估區(qū)域的特殊性、數(shù)據(jù)獲取難度不同以及評(píng)估目標(biāo)差異等影響因素,使得評(píng)估人員選取不同的指標(biāo)以及設(shè)置不同的權(quán)重。因此,基于以上考慮本文不再設(shè)置具體的指標(biāo)權(quán)重,研究人員可以根據(jù)實(shí)際情況采用專家打分法、層次分析法等方法,并結(jié)合其研究需求從而確定具體的指標(biāo)權(quán)重[36]。

生態(tài)恢復(fù)效益評(píng)估內(nèi)容豐富,評(píng)估指標(biāo)的選擇具有多樣性[6,8],這決定了在構(gòu)建指標(biāo)體系時(shí)必須做出取舍。同樣,根據(jù)提出的指標(biāo)篩選的原則和方法,本文構(gòu)建的指標(biāo)體系選取了其中一些具有典型性和代表性的評(píng)估指標(biāo)。在這種情況下,主題指標(biāo)可能只涵蓋了指標(biāo)類別的某個(gè)或某些方面,相對(duì)應(yīng)地具體指標(biāo)可能只涵蓋了主題指標(biāo)的某個(gè)或某些方面[16]。生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估具有較強(qiáng)的實(shí)踐性,其評(píng)估結(jié)果可以直接為生態(tài)恢復(fù)措施提供決策支持[14]。生態(tài)恢復(fù)評(píng)估指標(biāo)體系的應(yīng)用能夠提供有關(guān)指標(biāo)體系合理性和有效性的反饋信息,進(jìn)而促進(jìn)指標(biāo)體系進(jìn)一步修改、調(diào)整和完善。因此,雖然本文構(gòu)建了重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系,但評(píng)估指標(biāo)的進(jìn)一步驗(yàn)證和完善還需要結(jié)合我國(guó)重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)生態(tài)恢復(fù)綜合效益評(píng)估廣泛的案例研究,以提高評(píng)估指標(biāo)體系的適用性,進(jìn)一步為我國(guó)生態(tài)恢復(fù)措施的實(shí)施和調(diào)整提供決策支持。