基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)研究
——以南太行地區(qū)鶴山區(qū)為例

李 瀟,吳克寧,2,*,劉亞男,馮 喆,謝家麟

1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院,北京 100083 2 自然資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100035

我國(guó)生態(tài)環(huán)境脆弱敏感,經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和巨大的人口壓力帶來(lái)的高強(qiáng)度資源開(kāi)發(fā),導(dǎo)致一系列嚴(yán)重的生態(tài)問(wèn)題[1],生態(tài)文明建設(shè)的重要性日益突顯。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào),“山水林田湖草是一個(gè)生命共同體”。開(kāi)展山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容,關(guān)系國(guó)家生態(tài)安全和中華民族永續(xù)發(fā)展。自山水林田湖草生命共同體理念提出以來(lái),相關(guān)理論[2- 3]和實(shí)踐[4- 5]工作持續(xù)開(kāi)展,并取得了一定的工作成效,但仍有許多關(guān)鍵問(wèn)題需要探究。比如,如何識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)問(wèn)題,找出優(yōu)先保護(hù)和重點(diǎn)治理區(qū)域[6],是山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程的關(guān)鍵。

在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)修復(fù)關(guān)系的研究中,國(guó)外有研究認(rèn)為,人類活動(dòng)引起的變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)特性以及生態(tài)系統(tǒng)功能和人類社會(huì)從中獲得的服務(wù)產(chǎn)生了重大影響。生態(tài)恢復(fù)被認(rèn)為是增加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給水平以及逆轉(zhuǎn)生物多樣性喪失的一個(gè)重要戰(zhàn)略[7]。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究表明,生態(tài)修復(fù)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有密切的關(guān)系,生態(tài)修復(fù)是生態(tài)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)力,生態(tài)服務(wù)的最優(yōu)化是生態(tài)修復(fù)的導(dǎo)向[8- 10]。

國(guó)內(nèi)外相關(guān)生態(tài)學(xué)的文獻(xiàn)中,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)一詞的內(nèi)涵存在著不同的解釋[11]。本文理解的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(Ecosystem Services)即人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的效益[12-14]。聯(lián)合國(guó)千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估(Millennium Ecosystem Assessment)提出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)主要有供給服務(wù)、支持服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)等[15]。近年來(lái),我國(guó)有關(guān)生態(tài)服務(wù)的研究層出不窮,既有不同生態(tài)要素的研究[16-20],又有不同尺度的研究[21-24],但是通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值識(shí)別生態(tài)修復(fù)重點(diǎn),評(píng)價(jià)生態(tài)修復(fù)成果的研究尚不充分。

本文以國(guó)家第三批山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)試點(diǎn)—河南省南太行地區(qū)鶴山區(qū)為例,探究了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)在區(qū)域生態(tài)保護(hù)修復(fù)中的應(yīng)用研究,主要包括在生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的識(shí)別和生態(tài)修復(fù)成效評(píng)價(jià)兩個(gè)方面的應(yīng)用。

1 研究區(qū)域概況

鶴山區(qū),隸屬于河南省鶴壁市,位于河南省北部太行山東麓,地理坐標(biāo)為東經(jīng)114°0′—114°09′,北緯35°55′—36°0′,總面積139 km2。鶴山區(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候,夏季炎熱多雨,冬季寒冷干燥,雨量稀少。區(qū)內(nèi)地勢(shì)西北高、東南低,由中低山、丘陵崗地和平原地貌類型組成。鶴山區(qū)范圍內(nèi)河流屬海河水系,流經(jīng)區(qū)內(nèi)的主要有湯河、羑河、金線河、新莊河、洹河、鶴渠等水系,多為季節(jié)性河流,水系連通性差。2016年,鶴山區(qū)總?cè)丝?2.9萬(wàn),鄉(xiāng)村人口1.9萬(wàn)人,人口自然增長(zhǎng)率5.27‰,全年實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值94.2億元。全區(qū)土地利用包括8個(gè)一級(jí)地類、25個(gè)二級(jí)地類,研究區(qū)示意圖見(jiàn)圖1。

鶴山區(qū)是一個(gè)典型的資源型區(qū)域,煤炭資源的開(kāi)采主要分布在西北部山區(qū)和平原交界地帶,長(zhǎng)時(shí)間、大面積、高強(qiáng)度的露天、井工采煤導(dǎo)致大面積植被破壞,水源污染、塌陷區(qū)面積不斷擴(kuò)大,生態(tài)系統(tǒng)退化和生態(tài)毀損嚴(yán)重。

圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 Schematic map of research area

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

研究數(shù)據(jù)來(lái)源于2014—2017年鶴山區(qū)土地利用現(xiàn)狀、土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)、《鶴壁市統(tǒng)計(jì)年鑒》以及山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),采用土地利用現(xiàn)狀分類(GB/T21010—2007),并結(jié)合《第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查工作分類》,考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際情況及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的簡(jiǎn)便計(jì)算,將地類歸并為耕地、園地、林地、草地、濕地、工礦用地、交通運(yùn)輸用地、水域及水利設(shè)施用地、其他土地9類。

本文采用千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估的方法,將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)4大類,并進(jìn)一步細(xì)分11種服務(wù)功能[15]。在我國(guó)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值量表[25]和謝高地2015年改進(jìn)后的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表[26]的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際情況選擇與歸并地類,計(jì)算得到鶴山區(qū)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,見(jiàn)表1。其中,1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為3406.5元/hm2 [26]且耕地對(duì)應(yīng)農(nóng)田,園地和林地對(duì)應(yīng)森林,工礦用地、交通運(yùn)輸用地和其他土地對(duì)應(yīng)于荒漠,水域及水利設(shè)施用地對(duì)應(yīng)于水域。

表1 鶴山區(qū)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值表/(元/hm2)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)方法,采用謝高地[25- 27]單位面積當(dāng)量法進(jìn)行評(píng)價(jià),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算公式如下：

(1)

式中,Mj為j類生態(tài)系統(tǒng)面積(hm2) ;Nrj為j種生態(tài)系統(tǒng)r種生態(tài)服務(wù)功能單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)在生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用包括,通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)識(shí)別生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,確定生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)以及利用修復(fù)前后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化,判斷生態(tài)修復(fù)的成效。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)與生態(tài)修復(fù)的關(guān)系,見(jiàn)圖2。

圖2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)與生態(tài)修復(fù)關(guān)系圖Fig.2 Relationship between ecosystem service evaluation and ecological restoration

3 生態(tài)問(wèn)題的識(shí)別

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究

利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值識(shí)別生態(tài)問(wèn)題和修復(fù)的方向。根據(jù)公式(1)和鶴山區(qū)2014—2017年土地利用現(xiàn)狀和變更調(diào)查數(shù)據(jù),計(jì)算出鶴山區(qū)二級(jí)生態(tài)功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值其年均變化率,見(jiàn)表2。

為提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分異分析精度和效果,將研究區(qū)劃分為250m×250m大小網(wǎng)格單元[28],計(jì)算4年間各網(wǎng)格單元生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的平均值,并將其賦值到網(wǎng)格矢量文件,建立生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值平均分布格局圖,見(jiàn)圖3。

表2 鶴山區(qū)二級(jí)生態(tài)功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值及其年均變化率

圖3 鶴山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值平均分布格局Fig.3 Average distribution pattern of ESV in Heshan District

從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量變化來(lái)看,2014—2017年鶴山區(qū)各土地類型二級(jí)生態(tài)功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值總體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì),由28969.94萬(wàn)元減少到28665.99萬(wàn)元,減少了303.95萬(wàn)元。在此期間,水資源供給、氣體調(diào)節(jié)功能、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、水文調(diào)節(jié)、土壤保持、生物多樣性和美學(xué)景觀等8項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值都出現(xiàn)不同程度的下降,其中,4年間生態(tài)環(huán)境服務(wù)價(jià)值變化率絕對(duì)值最大的是凈化環(huán)境功能,為4.07%。表明鶴山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)整體出現(xiàn)惡化的趨勢(shì)且生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。

由生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值年際變化量分析,2014—2015年生態(tài)服務(wù)價(jià)值年均變化量絕對(duì)值最大量是2.24,為土壤保持功能,其次為氣候調(diào)節(jié)和氣體調(diào)節(jié)功能,其變化量分別為-1.99和-1.55。2015—2016年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化量前三的分別為水文調(diào)節(jié)功能、生物多樣性功能和氣候調(diào)節(jié)功能,生態(tài)服務(wù)價(jià)值較上年相比分別減少了69.26萬(wàn)元、42.75萬(wàn)元和41.94萬(wàn)元,主要是因?yàn)辁Q山區(qū)生態(tài)建設(shè)重?cái)?shù)量、輕質(zhì)量,以至草地、濕地生態(tài)系統(tǒng)面積萎縮、功能喪失,工礦用地增加。2016—2017年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少相對(duì)明顯的生態(tài)系統(tǒng)功能為凈化環(huán)境、水文調(diào)節(jié)和土壤保持,生態(tài)服務(wù)價(jià)值與上一年相比分別減少63.99萬(wàn)元、24.81萬(wàn)元和15.75萬(wàn)元。研究表明,近年來(lái)鶴山區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)需要重點(diǎn)關(guān)注水文調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境和土壤保持這3大的生態(tài)系統(tǒng)功能。

從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值年際變化率看,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量年際變化率最高的為2015—2016年,變化率絕對(duì)值為0.56%。2014—2015年的各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能均在0.1%以下,說(shuō)明這1年間生態(tài)系統(tǒng)變化不大。2015—2016年間,除氣體調(diào)節(jié)變化率較小,其他各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能的變化率均大于0.1%,其中變化率絕對(duì)值最大的為生物多樣性,減少2%,因?yàn)樯锒鄻有允菍?duì)生態(tài)系統(tǒng)功能和可持續(xù)性影響最大的因素之一[29],在以后的山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作中要重點(diǎn)關(guān)注生物多樣性的保護(hù)問(wèn)題。2016—2017年凈化環(huán)境這一生態(tài)服務(wù)功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值下降最快,變化率為3.13%。

從圖3生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的平均分布格局上看,鶴山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與土地利用類型有密切聯(lián)系,高值區(qū)主要分布在西南部,主要是由于該區(qū)域林地面積較大；西部裸地區(qū)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值低值區(qū)。

綜上研究表明,近年來(lái)鶴山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)且生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重,開(kāi)展山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作是發(fā)展的趨勢(shì)。在生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作中需要重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)的水文調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、土壤保持和生物多樣性等服務(wù)功能。

3.2 生態(tài)環(huán)境問(wèn)題

山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程要以生態(tài)功能和環(huán)境問(wèn)題為導(dǎo)向,剖析生態(tài)系統(tǒng)狀況與變化趨勢(shì),比照自身生態(tài)功能目標(biāo),梳理各生態(tài)環(huán)境要素方面存在的突出問(wèn)題,摸清家底,為生態(tài)保護(hù)修復(fù)和管理打下基礎(chǔ)[6]。通過(guò)鶴山區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的定量化計(jì)算及定性分析,得到鶴山區(qū)的水文調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、土壤保持和生物多樣性等生態(tài)服務(wù)功能的價(jià)值變化較大。結(jié)合區(qū)域情況,總結(jié)鶴山區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)的關(guān)鍵問(wèn)題。其中,水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題分布在湯河、羑河、金線河等河流周圍；礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題分布在北部礦區(qū)周圍；森林及生物多樣性破壞問(wèn)題主要分布在鶴山的中西部地區(qū)。

3.2.1水源涵養(yǎng)與水生態(tài)保護(hù)修復(fù)形勢(shì)嚴(yán)峻

由生態(tài)服務(wù)價(jià)值分析可以發(fā)現(xiàn),近年來(lái)鶴山區(qū)水文調(diào)節(jié)功能下降較大,需要重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域水文及濕地狀況。

湯河、羑河、金線河為鶴山區(qū)城市主要河流,河流系統(tǒng)遭到了不同程度的破壞,水系連通性下降,大多數(shù)季節(jié)性河流非汛期生態(tài)徑流難以保障,長(zhǎng)期干涸造成了部分河道河床裸露,水生態(tài)環(huán)境狀況總體較差。在地表水水質(zhì)方面,受工礦企業(yè)及居民生產(chǎn)生活污染物的排放影響,水體嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化,河流水質(zhì)較差。湯河、衛(wèi)河全部斷面均為劣V類水質(zhì)。地下水水質(zhì)多數(shù)符合III類水標(biāo)準(zhǔn),部分為V類標(biāo)準(zhǔn)與IV類標(biāo)準(zhǔn)。地下水嚴(yán)重超采,部分區(qū)域已形成一定規(guī)模的降落漏斗。水質(zhì)型缺水問(wèn)題突出,飲用水源單一,飲用水安全缺乏有效保障。

鶴山區(qū)濕地面積約26.67hm2,因沿岸居民圈占及工業(yè)廢渣廢水的排放,濕地范圍逐漸縮小、淤塞嚴(yán)重,水質(zhì)類別為劣V類。濕地蓄水和植被改善生態(tài)環(huán)境功能嚴(yán)重弱化,對(duì)水生態(tài)環(huán)境影響較大的水生植物分布面積小,對(duì)改善周邊生態(tài)環(huán)境的功效降低。

3.2.2礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重

通過(guò)生態(tài)服務(wù)價(jià)值計(jì)算及變化分析發(fā)現(xiàn),近年來(lái)鶴山區(qū)凈化環(huán)境和土壤保持功能下降較大,需要重點(diǎn)關(guān)注礦區(qū)污染及植被破壞和水土流失等問(wèn)題。

鶴山區(qū)內(nèi)礦業(yè)開(kāi)發(fā)主要有地下煤礦資源開(kāi)發(fā)和露天開(kāi)采石灰?guī)r礦。長(zhǎng)時(shí)間、大面積、高強(qiáng)度采礦導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境損毀嚴(yán)重,礦區(qū)植被破壞及環(huán)境污染、占?jí)浩茐暮蛽p毀土地資源等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。

(1)植被破壞及環(huán)境污染問(wèn)題

采煤塌陷對(duì)地面建筑、植被的破壞。采煤塌陷區(qū)使地表建筑開(kāi)裂,植物生長(zhǎng)環(huán)境被破壞,植物根系斷裂,枯萎死亡。石灰?guī)r開(kāi)采區(qū)露天采場(chǎng)邊坡崩塌、滑坡,區(qū)域地貌景觀及植被破壞嚴(yán)重。

煤礦開(kāi)采對(duì)大氣環(huán)境的影響。煤炭開(kāi)采運(yùn)輸中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵污染,長(zhǎng)期積累對(duì)大氣成分產(chǎn)生改變,出現(xiàn)酸雨、霧霾等惡劣天氣,對(duì)礦區(qū)人民健康產(chǎn)生危害。

(2)占?jí)浩茐暮蛽p毀土地資源問(wèn)題

鶴山區(qū)東部丘陵區(qū)大部分為煤礦開(kāi)采塌陷區(qū),工礦沉陷區(qū)面積較大。存在的主要問(wèn)題為地裂縫、地面塌陷,礦渣破壞和壓占土地、污染農(nóng)耕地問(wèn)題等；區(qū)內(nèi)責(zé)任滅失礦山關(guān)閉時(shí)間較長(zhǎng),部分地段已經(jīng)自然恢復(fù),需要重點(diǎn)治理的均為老礦井遺留的工業(yè)廣場(chǎng)和渣堆存放點(diǎn)。

采煤塌陷對(duì)水土資源的影響。煤炭開(kāi)采中大量煤矸石堆存及煤炭露天堆放,占用土地資源且雨季淋濾下滲,對(duì)流域內(nèi)土壤和地下水環(huán)境造成污染。地表張口裂縫,塌陷漏斗,塌陷盆地造成地面大量土層松散,加劇水土流失,破壞植物生長(zhǎng)環(huán)境,加劇風(fēng)蝕,破壞原來(lái)生態(tài)環(huán)境。

3.2.3生物多樣性保護(hù)刻不容緩

通過(guò)生態(tài)服務(wù)價(jià)值計(jì)算及變化分析發(fā)現(xiàn),近年來(lái)鶴山區(qū)生態(tài)多樣性功能下降較大,需要重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域森林破壞和生物多樣性減少等問(wèn)題。

由于長(zhǎng)期以來(lái)人類對(duì)南太行地區(qū)自然資源的大規(guī)模、無(wú)序開(kāi)發(fā)利用,森林生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化,加之保護(hù)區(qū)及其周邊礦產(chǎn)資源的開(kāi)采、人造工程等破壞了原始生態(tài),使得生態(tài)系統(tǒng)抵抗外來(lái)物種入侵能力減弱。區(qū)內(nèi)森林結(jié)構(gòu)單一,天然林中低效林多,森林質(zhì)量不高。淺山區(qū)土壤稀薄、降雨量少及植被覆蓋率不高,基巖裸露,植被恢復(fù)困難,林木生長(zhǎng)緩慢,生物多樣性減少[30]。

4 生態(tài)保護(hù)修復(fù)的布局與安排

4.1 生態(tài)保護(hù)修復(fù)方向與目標(biāo)

在分析區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值狀況及生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的基礎(chǔ)上,根據(jù)《河南省南太行地區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程實(shí)施方案》下達(dá)的指標(biāo),有針對(duì)性地提出鶴山區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程的目標(biāo),包括生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)得到有效防范,歷史遺留礦山地質(zhì)環(huán)境得到有效整治,礦山生態(tài)環(huán)境得到修復(fù)；礦山資源開(kāi)發(fā)擠占生態(tài)空間、農(nóng)業(yè)空間問(wèn)題得到全面解決,耕地質(zhì)量得到改善；水環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善,主要水體環(huán)境明顯改善,優(yōu)良水體比例達(dá)到60%,飲用水水源地得到全面保護(hù),水生態(tài)功能得到有效恢復(fù)；森林蓄積增加,森林質(zhì)量明顯改善,重要野生動(dòng)植物資源得到有效保護(hù)；濕地生態(tài)功能恢復(fù),水土流失得到有效治理。生態(tài)產(chǎn)品供給能力得到提升,水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性維護(hù)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)明顯提升,最終實(shí)現(xiàn)鶴山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)格局優(yōu)化,穩(wěn)定性增強(qiáng)和功能提升。

(1)鶴山區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境綜合整治26處,整治面積約2171hm2,到2020年底鶴山區(qū)歷史遺留礦山環(huán)境治理率將達(dá)到75%以上,基本完成“三區(qū)兩線”內(nèi)歷史遺留礦山環(huán)境治理工作。

(2)鶴山區(qū)水源涵養(yǎng)與水生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程,湯河、羑河、洹河、金線河及其支流支溝生態(tài)修復(fù)整治長(zhǎng)度約26.9km2。項(xiàng)目完成后,地表水水質(zhì)達(dá)到或Ⅲ水體的比例預(yù)期達(dá)到50%,集中式飲用水源水質(zhì)達(dá)標(biāo)率預(yù)期為90%,河道得到疏浚,污染源得到有效控制,湯河、羑河及其支流支溝作為鶴山區(qū)生態(tài)廊道的服務(wù)功能進(jìn)一步提高。

(3)鶴山區(qū)恢復(fù)新增濕地面積約32hm2,項(xiàng)目完成后,濕地污染源得到有效控制,通過(guò)生物工程的實(shí)施,濕地生態(tài)環(huán)境將有效的改善,濕地的水源涵養(yǎng)、水土保持、生態(tài)保護(hù)服務(wù)功能將大幅提升。

(4)鶴山區(qū)森林與生物多樣性保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目,將完成約3000hm2的低質(zhì)低效林地改造,改造區(qū)森林生態(tài)結(jié)構(gòu)得到一定改善,森林的含蓄水源,保持水土能力和生物多樣性得到進(jìn)一步提高。

(5)土地整治建設(shè)項(xiàng)目約48.47hm2,通過(guò)土地整治、灌溉鑿井、配套水利設(shè)施建設(shè)、防護(hù)林建設(shè)等措施的實(shí)施,項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境將得到大幅度的提升。

4.2 總體布局

鶴山區(qū)是南太行生態(tài)屏障的重要組成部分,在系統(tǒng)識(shí)別生態(tài)問(wèn)題基礎(chǔ)上,按照整體設(shè)計(jì)、片區(qū)謀劃、全要素融合、創(chuàng)新管理制度的思路,力爭(zhēng)打造全國(guó)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)先行區(qū)和樣板區(qū)[3]。以“山水林田湖草是一個(gè)生命共同體”的重要理念為指導(dǎo),以鶴山區(qū)生態(tài)功能定位與生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的差距為出發(fā)點(diǎn),系統(tǒng)解決區(qū)內(nèi)礦山生態(tài)破壞,河流濕地功能受損,森林資源質(zhì)量下降,生物多樣性降低等主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。按照優(yōu)化生態(tài)空間管控,提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的思路,根據(jù)鶴山區(qū)山脈、礦區(qū)、河流等的地理位置,參照“中部地區(qū)重要生態(tài)屏障”的戰(zhàn)略定位,結(jié)合鶴山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)平均服務(wù)價(jià)值格局圖(圖3),構(gòu)建“一廊、一片區(qū)”生態(tài)保護(hù)修復(fù)格局,見(jiàn)圖4。通過(guò)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)鶴山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)“格局優(yōu)化、系統(tǒng)穩(wěn)定、功能提升”的目標(biāo)。

圖4 總體布局圖Fig.4 Overall layoutHS：鶴山

一廊：指西部太行山生態(tài)保護(hù)區(qū)。鶴山區(qū)生態(tài)防護(hù)的重心,應(yīng)充分發(fā)揮林地的生態(tài)服務(wù)功能,積極開(kāi)展丘陵區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù),推進(jìn)森林資源保護(hù),大力發(fā)展水土保持林和水源涵養(yǎng)林,實(shí)施荒山綠化工程,建立林木和自然風(fēng)景保護(hù)區(qū),促進(jìn)區(qū)域土地生態(tài)安全格局的形成。

一區(qū)：鶴壁集鎮(zhèn)水土涵養(yǎng)片區(qū)。重點(diǎn)實(shí)施湯河、羑河、金線河等的河道生態(tài)修復(fù)治理、礦山生態(tài)環(huán)境治理與土地綜合整治。改善水環(huán)境、修復(fù)水生態(tài),治理遺留工礦用地,規(guī)模建設(shè)旱澇保收農(nóng)田,改善鶴壁集鎮(zhèn)整體生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀,調(diào)整優(yōu)化土地利用格局。

4.3 項(xiàng)目統(tǒng)籌安排

根據(jù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)和總體布局,確定鶴山區(qū)山水林田湖草生態(tài)修復(fù)的項(xiàng)目安排。

4.3.1河道生態(tài)修復(fù)與濕地保護(hù)

鶴山區(qū)境內(nèi)主要有湯河、羑河、金線河等河流,多為季節(jié)性河流,河流水系連通性差。根據(jù)河流現(xiàn)狀情況,采取河道基底修復(fù)為基礎(chǔ),結(jié)合河流水質(zhì)提升、水生態(tài)修復(fù)的“三重修復(fù)”理念。對(duì)于農(nóng)田侵占、河道內(nèi)垃圾堆積、河道退化,河道變的窄、小、淺的現(xiàn)象,根據(jù)鶴山區(qū)河道流域范圍內(nèi)用地規(guī)劃,制定河道防洪標(biāo)準(zhǔn),清理河道垃圾、對(duì)河道進(jìn)行清淤疏浚以恢復(fù)河道過(guò)洪斷面,修建河道生態(tài)堤岸等措施對(duì)河道基底進(jìn)行修復(fù),保障河道水安全,恢復(fù)河流基本功能。對(duì)于年內(nèi)經(jīng)常基流不保,大部分時(shí)間為斷流狀態(tài),水質(zhì)污染嚴(yán)重以及局部黑臭河段,構(gòu)建原位生態(tài)凈化系統(tǒng),治理河流水污染,提升水質(zhì),修復(fù)河流水生態(tài)。

對(duì)于羑河濕地,采用自然恢復(fù)和人工修復(fù)相結(jié)合的方法進(jìn)行濕地保護(hù)和修復(fù),通過(guò)濕地恢復(fù)工程、濕地景觀提升工程和濕地基礎(chǔ)設(shè)施工程。

4.3.2礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)與土地整治

根據(jù)治理區(qū)內(nèi)存在的主要環(huán)境問(wèn)題、危害程度及環(huán)境地質(zhì)條件,通過(guò)對(duì)工作區(qū)內(nèi)遺留的廢棄建筑物進(jìn)行拆除,棄渣清理、回填整平,消除安全隱患,恢復(fù)治理區(qū)地形地貌。采用修建護(hù)坡、修建地表排水系統(tǒng)、修建道路及覆土綠化,從而最大限度的改善治理區(qū)的生態(tài)環(huán)境,使人類工程與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。結(jié)合鶴山區(qū)相關(guān)規(guī)劃,根據(jù)治理區(qū)地形條件,采取場(chǎng)區(qū)生物綠化植樹種草、建造高效綠色農(nóng)田等工程手段,結(jié)合《鶴壁市鶴山區(qū)分區(qū)規(guī)劃(2009—2020)暨重要地段城市設(shè)計(jì)》將礦山占?jí)汉推茐牡耐恋刭Y源恢復(fù)為耕地、草地、林地以及建設(shè)用地,恢復(fù)治理區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境。

4.3.3森林及生物多樣性保護(hù)修復(fù)

鶴山區(qū)的森林及生物多樣性保護(hù)修復(fù)分為3個(gè)區(qū)域,保護(hù)區(qū)、修復(fù)區(qū)和自然恢復(fù)區(qū)。森林的保護(hù)修復(fù)堅(jiān)持因地制宜、因林施策、適地適法,在保護(hù)的基礎(chǔ)上,自然修復(fù)和人工促進(jìn)相結(jié)合。其中,保護(hù)區(qū)通過(guò)封山育林、撫育等措施,減少人為擾動(dòng),加強(qiáng)現(xiàn)有林分管護(hù)水平,維持現(xiàn)有林分穩(wěn)定性。保護(hù)區(qū)改造以封育措施為主、結(jié)合撫育進(jìn)行,維持并提高區(qū)域內(nèi)喬木及灌木固土及含蓄水源的功能,以維持生態(tài)脆弱區(qū)域森林系統(tǒng)的穩(wěn)定性；修復(fù)區(qū)通過(guò)荒山荒地造林、封育撫育、補(bǔ)植改造等措施,增加森林覆蓋率、恢復(fù)及提升森林功能、調(diào)整林分結(jié)構(gòu)、增加林分季相變化,保護(hù)生物多樣性；自然恢復(fù)區(qū)內(nèi)不做林分改造及撫育措施,以自然修復(fù)為主。

5 修復(fù)成效

5.1 修復(fù)保障措施

鶴山區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程的實(shí)施效果通過(guò)組織管理、技術(shù)支撐以及思維強(qiáng)化等一系列措施來(lái)保障。包括,明確組織領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任,強(qiáng)化分工協(xié)作機(jī)制；嚴(yán)格試點(diǎn)資金管理,建立長(zhǎng)效資金保障；加強(qiáng)技術(shù)支撐,保障科學(xué)實(shí)施；加強(qiáng)宣傳引導(dǎo),提高公眾參與度；運(yùn)用系統(tǒng)思維強(qiáng)化監(jiān)督管理等。

5.2 修復(fù)成效評(píng)價(jià)

根據(jù)生態(tài)保護(hù)修復(fù)考核目標(biāo)確定的各類用地面積,利用上文相同的研究方法計(jì)算修復(fù)后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,見(jiàn)表3。以修復(fù)工程前后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化,來(lái)評(píng)價(jià)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程的成效。

由表3看出,鶴山區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程實(shí)施后,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量預(yù)計(jì)能達(dá)到36407.95萬(wàn)元,比2017年增加7741.96萬(wàn)元,增長(zhǎng)率為27%,各項(xiàng)生態(tài)功能的服務(wù)價(jià)值均有提升。其中,水文調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、土壤保持和生物多樣性等上文提到的需要重點(diǎn)關(guān)注的生態(tài)功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值分別為10523.72萬(wàn)元、2585.37萬(wàn)元、4287.67萬(wàn)元和2921.67萬(wàn)元,與2017年相比增長(zhǎng)率分別為13.50%、30.60%、31.16%、39.23%,增長(zhǎng)率都大于10%,增長(zhǎng)比較明顯。

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化量及變化率看出,鶴山區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程能夠提升區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值。

表3 修復(fù)后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值表/萬(wàn)元

6 結(jié)論與討論

6.1 結(jié)論

本文以鶴山區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程為例探究了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)成果在區(qū)域山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)中的應(yīng)用,期望為其他區(qū)域生態(tài)保護(hù)修復(fù)提供參考。

(1)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

本研究用改進(jìn)后的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表計(jì)算了2014—2017年鶴山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及變化。結(jié)果表明,近年來(lái)鶴山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)且生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重,開(kāi)展山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作是發(fā)展的趨勢(shì)。

(2)根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行的修復(fù)重點(diǎn)問(wèn)題的識(shí)別

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)變化的響應(yīng),能夠反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況和生態(tài)問(wèn)題。在區(qū)域生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作中需要重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)的水文調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、土壤保持和生物多樣性等服務(wù),鶴山區(qū)的生態(tài)修復(fù)工程應(yīng)集中在河道生態(tài)修復(fù)與濕地保護(hù)、礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)與土地整治、森林及生物多樣性保護(hù)修復(fù)。

(3)依據(jù)修復(fù)后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)預(yù)期修復(fù)成效

根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)的目標(biāo),鶴山區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程實(shí)施后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量預(yù)計(jì)能達(dá)到36407.95萬(wàn)元,比2017年增加7741.96萬(wàn)元,增長(zhǎng)率為27%,各項(xiàng)生態(tài)功能的服務(wù)價(jià)值均有提升。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化量及變化率看出,鶴山區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程能夠提升區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值。

6.2 討論

本文將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)成果與山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程相結(jié)合,研究生態(tài)服務(wù)價(jià)值在生態(tài)問(wèn)題的提出和生態(tài)修復(fù)效益評(píng)價(jià)方面的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)理論的實(shí)踐價(jià)值,具有一定的創(chuàng)新性。但是數(shù)據(jù)量較少可能導(dǎo)致結(jié)果具有一定的局限性；修復(fù)成效評(píng)價(jià)為規(guī)劃設(shè)計(jì)預(yù)期效果評(píng)價(jià),不能代表實(shí)際情況。

參考相關(guān)文獻(xiàn)[31-32],未來(lái)相關(guān)研究可以關(guān)注：生態(tài)系統(tǒng)變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的關(guān)系；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估的指標(biāo)與模型方法在生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化程度與生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)方式及工程技術(shù)的選擇；生態(tài)修復(fù)效益大小的界定；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值應(yīng)用方向等。