山水林田湖草生态保护修复的理论支撑体系研究

山水林田湖草生态保护修复关系到我国生态文明建设和美丽中国建设进程,关系到国家生态安全和中华民族永续发展。开展山水林田湖草生态保护修复是生态文明建设的重要内容,是贯彻绿色发展理念的有力举措,也是破解当前生态环境与经济发展之间难题的必然要求。通过总结梳理当前我国山水林田湖草生态保护修复工作的进展与概况,立足于“山水林田湖草是生命共同体”的理论核心,详细阐释了山水林田湖草生态保护修复的内涵及理论体系。山水林田湖草生命共同体的基础理论是以生态系统生态学为支撑,基于流域生态学、恢复生态学和景观生态学的理论诠释山水林田湖草生命共同体的时空区域尺度及流域内部各生态系统之间的耦合机制,通过复合生态系统理论构建山水林田湖草生命共同体的社会、经济、自然生态系统的“架构”体系,明确了流域可持续发展是山水林田湖草生命共同体的最终发展目标。在构建山水林田湖草生态保护修复理论支撑体系的基础上,进一步总结凝练了山水林田湖草生态保护修复的技术体系,包括生态保护、修复与恢复技术、生态建设技术、生态功能提升技术、生态服务优化技术与监督管理技术等,为我国山水林田湖草生态保护修复工作提供坚实的理论和技术支撑体系。     

青藏高原山水林田湖草生态保护修复模式——以拉萨河流域为例

山水林田湖草生态保护与修复是推进生态文明建设的必然要求。青藏高原是我国生态屏障区、水源涵养区和生态脆弱区,生态地位独特、生态保护责任重大。为此,中央及地方政府高度重视青藏高原生态文明建设,积极开展山水林田湖草生态保护修复试点工程。从青藏高原山水林田湖草生态保护与修复试点的特殊性出发,以拉萨河流域为例梳理了其主要的生态保护修复工程项目,提炼了青藏高原山水林田湖草生态保护与修复的技术路线,从参与主体、整合要素、运行保障、实施目标等方面总结了青藏高原多部门跨区、多要素综合、多渠道协作、多目标耦合的山水林田湖草联动治理模式,从山、水、林、田、湖、草六大生态要素出发归纳了青藏高原生态保护修复的分类指导-精准施策的实践框架,以期对青藏高原山水林田湖草生态建设情况有一个清晰的认识,并为全国其他地区系统开展山水林田湖草生态保护修复工作提供借鉴。     

统一山水林田湖草生态保护修复标准体系研究

加强山水林田湖草生态保护修复标准体系建设,是统一行使国土空间生态保护修复的基础性工作。我国现行山水林田湖草生态保护修复有关标准多达350多项,存在标准体系不统一、内容交叉重复、协调性差、发布时间长、关键标准缺少等问题。在梳理相关领域标准的基础上,结合我国山水林田湖草生态保护修复试点工程实践,提出以矿山、水环境、森林、农田、湖泊、草原、湿地、海洋、农村、城市等为对象,以生态问题和修复工程为重点,围绕生态目标控制、调查监测评价、规划设计、工程技术、生态维护管理等功能需求,研究提出建立统一的山水林田湖草生态保护修复标准体系,指导当前我国山水林田湖草生态保护修复工程建设和国土空间生态修复。     

湖北省三峡地区山水林田湖草系统原理及生态保护修复研究

“统筹山水林田湖草系统治理”是习近平生态文明思想的重要组成部分,对于山水林田湖草生态保护修复工作具有重要指导意义。在阐述山水林田湖草系统原理的基础上,以湖北省三峡地区为例,针对该区域主要的生态环境问题,从生态系统整体性和流域系统性着眼,探讨了试点区山水林田湖草生态保护修复的总体思路及目标,并提出应从水环境、水土流失综合治理,长江岸线、污染土地、废弃矿山、江河湖库生态修复,三峡地区濒危动植物保护,江河沿线生态农业示范区建设,机制体制创新等方面入手实施具体修复措施,探索构建“整体保护、系统修复、综合治理、区域联动、部门协同”的生态保护修复体系。研究结果可为试点地区山水林田湖草生态保护修复实践提供科学依据,对其他区域的相关工作也具有借鉴和示范意义。     

青藏高原高寒地区生态草牧业可持续发展:原理、技术与实践

青藏高原在保障国家生态安全、发展高寒生态草牧业和改善当地民生等方面具有重要战略意义。实现高寒地区生态草牧业可持续发展,对推动青藏高原生态保护和区域高质量发展具有重要推动作用。由于高寒草地承载力低、草畜供需时空失衡和畜牧业经营方式粗放等原因,导致草地畜牧业生产效率低,牧民经营效益差,高寒草地退化严重。为了协调推动高原生态保护、国家公园建设和区域民生改善,传统草地畜牧业亟待转型升级。近年来在国家和地方科技项目支持下,针对高寒草地畜牧业系统效率低、资源消耗大和经营效益差的瓶颈,我们在位于青藏高原东缘农牧交错区的青海省贵南县系统开展了生态草牧业关键技术研发、应用和示范,集成了以“高寒草地适度利用—优质高产人工草地建植—优良牧草青贮—系列草产品加工—饲草料精准配置—家畜营养均衡饲养—高原特色畜产品精深加工—一二三产业融合—区域功能耦合”等为一体的高寒地区生态草牧业提质增效技术体系,积极推动了传统草地畜牧业向生态草牧业发展转变,促进了高寒地区生态—生产—生活协调发展。上述工作将为青藏高原生态保护、草牧业可持续发展和高寒地区牧民持续增收提供重要科技支撑,同时对我国西部典型生态脆弱区适应性管理,黄河上游生态保护和高质量发展具有一定的启示作用。     

富平石川河的生态修复

自国家提出构建山水林田湖草生命共同体以来,已启动第三批山水林田湖草生态保护修复工程试点申报,但一些工程设计缺乏整体性,造成“真破坏”和“伪生态”的现象时有发生.本研究以石川河综合整治项目为例,针对石川河乱采乱挖河道砂石,工业污染,附近村民焚烧垃圾造成气、水和土污染极其严重,生态、人居环境持续恶化,鱼虾绝迹,污水横流,垃圾成堆等问题,采用重建生态河道、恢复生态、景观重塑、土地平整、PE复合土工膜、土壤修复等技术构建山水林田湖草生命共同体,并分析了生态、经济和社会效益,通过项目实施,为石川河流域提供了洁净的土壤环境、稳定的土体结构,有效改善了生态环境,提高了生活质量,实现生产发展、生态良好,不断满足社会发展建设美丽乡村的需要,同时为构建流域山水林田湖草生命共同体提供理论依据和实践支撑.     

外来种米草的生态功能评价与控制

米草是禾本科米草属多年生植物 ,对高盐淤泥质滩涂具有高度生态适应性。本文综述了米草作为外来入侵种对一些国家和地区的环境影响及其生态控制措施。一方面 ,米草的种群爆发严重威胁当地生物多样性 ,阻碍社会、经济的可持续发展 ;另一方面 ,米草的抵御海岸侵蚀和促淤造陆功能在全球变化引起未来海平面上升的背景下具有重要意义。米草的生态控制以化学措施最为快速有效 ,但可能污染环境。物理措施工程量大 ,适合于小面积米草控制。生物防治最有发展前景 ,但目前应用不理想 ,且容易引起次生生物入侵。 3S技术、种群扩散和增长模型以及长期监测系统等已经被应用于米草生态控制。最后就加强米草生态控制的基础研究和如何提高米草生态控制水平提出了若干建议     

基于生态系统服务的山水林田湖草生态保护修复研究——以南太行地区鹤山区为例

开展山水林田湖草生态保护修复是生态文明建设的重要内容,将生态系统服务评价成果与山水林田湖草生态保护修复工程相结合,以国家第三批山水林田湖草生态保护修复试点-河南省南太行地区鹤山区为例,探究生态系统服务评价成果在区域山水林田湖草生态保护修复中的应用。结果表明,近年来鹤山区生态系统服务价值整体呈下降趋势且生态环境破坏严重。其中,2014-2017年鹤山区各土地类型二级服务ESV减少了303.95万元。研究期内,水资源供给、气体调节功能、气候调节、净化环境、水文调节、土壤保持、生物多样性和美学景观等8项生态服务价值都出现不同程度的下降;在鹤山区生态保护修复工作中需要重点关注生态系统的水文调节、净化环境、土壤保持和生物多样性等服务功能,相应的生态保护修复工程应集中在河道生态修复与湿地保护、矿山生态环境修复与土地整治、森林及生物多样性保护修复;鹤山区山水林田湖草生态保护修复工程能够提升区域生态服务价值。其中,工程实施后的生态系统服务价值总量预计能达到36407.95万元,比2017年增加7741.96万元,增长率为27%且各项生态服务价值均有提升。研究结果对鹤山区山水林田湖草生态保护修复工程的实施有一定的指导性作用。     

黄河三角洲滨海草带建设的饲草基础生物学问题

根据滨海盐碱地区土壤盐渍化程度开展人工种草,建设滨海草带,发展盐碱地生态草牧业,可解决草粮争地的矛盾,服务国家大粮食安全。该文综述了黄河三角洲地区饲草轮作、稻麦轮作及林草间作等盐碱地滨海草带示范栽培模式,讨论了滨海草带耐盐机制、耦合高产优异生产性状分子模块育种及饲草高附加值产业发展等方面的基础生物学问题,并给出解决策略和实现路径。     

祁连山山水林田湖草生态保护与修复的探索与实践

遵循“山水林田湖草是一个生命共同体”的先进理念,实施生态系统的整体保护、系统修复、综合治理,是加强生态文明建设的新举措。现阶段生态保护与修复的研究主要集中在内涵、机制及启示等方面,为“山水林田湖草”生态保护修复提供了理论与技术支撑,但缺乏系统性的梳理与总结。以中国重要生态功能区祁连山为例,以生态地位、退化现象及成因为切入点,结合已开展的生态保护修复工程,总结了典型生态保护修复措施,提出了有针对性的策略与建议,旨在为山水林田湖草生态修复提供模式示范。祁连山生态退化的原因主要为：全球气候变暖、人类活动干预、传统发展理念制约及环境保护投入不足等。典型生态保护与修复措施已涵盖了“山水林田湖草”各个方面,但在工程实践中如何有机整合各项措施,使生态系统成为“生命共同体”仍是未来探索的科学问题。生态保护修复的理论与实践还需完善以下内容：加强基础调研与科技创新;加强统一规划与协同管理;积极完善生态补偿机制;建立由“开刀治病”工程治理向“健康管理”自然恢复逐步引导的生态修复理念。     

平行岭谷生态区生态保护修复的思路、模式及配套措施研究——基于重庆市“两江四山”山水林田湖草生态保护修复工程试点

山水林田湖草生态保护修复是新时代生态文明建设和国土空间综合整治的重要内容。基于重庆市“两江四山”山水林田湖草生态保护修复工程试点,探索平行岭谷区山水林田湖草整体保护、系统修复、综合治理的科学思路以及“山岭”“谷地”“江河”差异化的生态保护修复模式与措施。研究发现：平行岭谷区特殊的地形地貌条件决定了生态系统各要素具有纵向差异大、层次性强的特点,其山水林田湖草生态保护修复宜按照“山为骨、水为脉、林田湖草为肌体”的脉络进行布局,并依据海拔高程自上而下,在“山岭”“谷地”“江河”分区分层采用差异化生态保护修复与治理模式：“山岭”区域采用“保育恢复”模式,以矿山地质环境治理、森林抚育和生物多样性保护为主,“谷地”区域采用“综合整治”模式,以土地综合整治与土壤污染修复为主,“江河”区域采用“防治结合”模式,以两江沿线地质灾害防治、水环境保护和岛屿生态系统治理为主;未来应从拓展重庆地票生态功能、实施自然资源确权制度、全面试行生态环境损害赔偿制度、健全生态保护补偿机制、建立激励引导机制等方面进行制度创新和机制创新,形成山水林田湖草生态保护修复的长效机制。     

三种嵩草群落中若干植物种的生态位宽度与重叠分析

本文利用Levins和Pianka公式,在多维生态因子梯度上测定了海北地区高寒草甸三种嵩草(Kobresia)群落中若干植物种的生态位宽度和生态位重叠。结果表明：三种嵩草群落中优势种群的生态位宽度都较大,其中小嵩草(K,pygmaea)在土壤水势、光照强度和坡向等三维因子上的生态位宽度分别是0.918、0.896和0.910;矮嵩草(K．humilis)和藏嵩草(K．tibetica)在土壤水势维上的生态位宽度分别是0.875和0.866;植物种如具有较大的生态位,则种间的生态位重叠亦较高;植物种对间若有相似的生物学—生态学特征,生态位重叠有降低的趋势;小嵩草和矮嵩草在三维上的重叠值分别是0.671、0.719和0.686;某些杂类草与优质牧草之间存有较大的重叠,这主要与长期过度放牧、优良牧草受到抑制以及生境退化有关。     

黄土高原典型流域生态问题诊断与系统修复实践探讨——以山西汾河中上游试点项目为例

流域生态系统涵盖山、水、林、田、湖、草等自然生态各要素,对流域生态系统进行总体保护、系统修复和综合治理,是践行习近平总书记生态文明建设理念的重要抓手。黄土高原地处半干旱半湿润气候带,水土流失严重,生态环境脆弱,探索黄土高原典型流域生态保护修复的理论与实践,对于实现国家生态文明建设具有重要作用。从黄土高原典型流域生态系统特征及存在的生态问题出发,提出流域生态系统修复治理的四大核心理念：（1）宏观规划调控与局地修复调整相结合理念;（2）区域生态功能提升与社会经济发展相协调理念;（3）由“头痛治头、脚痛治脚”转向“整体把脉,系统治疗”理念;（4）由“开刀治病”工程治理向“健康管理”自然恢复逐步引导理念。以山西省汾河中上游为例,在梳理山水林田湖草生态保护修复工程项目实践设计思路的基础上,详细介绍了汾河中上游五大生态保护修复分区（管涔山汾河源头水源涵养及生物多样性保护区、汾河干流中上游水生态保护修复区、水土保持生态保护修复区、汾河上游水源涵养生态保护修复区和矿山生态环境治理修复区）及其修复任务。总结山水林田湖草生态保护修复基本经验,并对完善黄土高原典型流域生态保护修复体制建设与技术服务进行展望,以期为黄土高原乃至全国区域开展流域生态保护修复工作提供借鉴和参考。     

基于生态系统服务能力提升的干旱区生态保护与修复研究——以额尔齐斯河流域生态保护与修复试点工程区为例

科学实施山水林田湖草生态保护与修复工程是我国态文明建设的必经之路,也是解决生态环境问题的重要举措之一。从额尔齐斯河流域山水林田湖草的生态特征与功能出发,对生态系统服务价值、生态系统质量和生态功能稳定性进行了分析。依据研究区的生态特点和地形地貌特征,基于最小阻力模型构建生态网络,结合识别出的退化生态源,构建了整个流域的生态格局。结果显示：（1）流域生态系统服务价值及生态质量的降低主要是人为活动导致的林草植被覆盖度下降造成的。（2）流域内有20.67%的地区生态质量严重恶化,亟需进行生态修复。（3）流域生态源呈现“西北到东南带状延伸,东北向西南交替出现”的空间格局,结合构建的21条各级生态廊道和9个重点生态节点,构成了全流域生态格局。（4）在流域生态保护与修复过程中,应按照以北部山区涵养生态功能、中部区域维护生态安全、南部荒漠保育生态环境的方式施行。（5）生态保护与修复应遵循自然规律,注重“山水林田湖草-人”生命共同体的整体保护与系统修复,坚持科学管理,推动生态系统的良性发展。     

高速公路弃土场堆积边坡的生态防护试验

高速公路弃土场边坡的生态恢复与水土保持是公路建设环境保护的重要内容.在京珠高速公路粤境南段3号弃土场开展试验,探讨弃土场堆积边坡的生态防护技术及其应用效果.结果表明:弃土场采用香根草(Vetiveria zizaniodes)生态护坡技术,香根草在无养护措施的情况下能够快速生长形成密集草带,并具先锋植物的优势,1年后坡面植被覆盖率达100%,乡土植物种类增加到16种以上;而对照坡面植被自然恢复缓慢,仅生长少量本地杂草,植被覆盖率只有15%.香根草护坡效果显著,坡面土壤流失量比对照小区减少95.41%,边坡稳定,在一定程度上可代替浆砌片石骨架植草护坡措施.因此,高速公路弃土场边坡可大力推广应用香根草生态护坡技术.     

生态系统服务理论与山水林田湖草生态保护修复的应用

科学有效的理论基础是推进山水林田湖草生态保护修复工程顺利实施的保障。探讨了生态系统服务理论在山水林田湖草生态保护修复中的应用,以“压力-状态-响应”为主线构建了不同时空尺度上山水林田湖草与生态系统服务之间的关系认知框架,分析了山水林田湖草系统修复工程中生态系统服务研究的关键问题：（1）山水林田湖草系统修复工程区主要生态系统服务的时空演变规律与驱动机制;（2）山水林田湖草系统修复工程区多种生态系统服务之间的权衡与协同关系;（3）山水林田湖草系统修复工程区生态系统服务集成与生态系统管理策略;（4）山水林田湖草系统修复工程调控及其尺度效应;（5）探索优质生态产品价值实现机制,阐述了生态系统服务理论在山水林田湖草系统修复中的现实意义,以期有效推动山水林田湖草生态保护修复工程从科学到实践的深入。     

不同群落结构风景游憩林生态保健效应——以北京西山国家森林公园为例

风景游憩林是城市森林的重要组成部分,具有减菌、降噪、滞尘、释氧及调节人体舒适度等生态保健效应,探索具有良好综合生态保健效应的景观模式对游憩林的建设和管理尤显重要。以北京西山国家森林公园乔-灌-草、乔-草和灌-草等9种不同群落结构风景游憩林为研究对象,通过野外监测和室内分析相结合等方法,研究了空气负离子浓度、PM_2.5浓度及消减率、噪音消减率、减菌率及人体舒适度的动态变化,分析了温度、湿度、风速等环境因子对生态保健效应的影响,运用综合指数法对生态保健效应进行定量评价。结果表明：（1）空气负离子浓度年变化范围为296.67-1090.00个/cm³,乔-灌-草结构年均最高,为（755.62±110.11）个/cm³,灌-草结构最低为（637.53±121.90）个/cm³;（2） PM_2.5浓度年变化范围为6.83-63.04 μg/m³,且夏季 < 秋季 < 春季 < 冬季,乔-灌-草结构对PM_2.5消减率最大（10.95%）,灌-草结构最低（1.17%）;（3）噪音消减率随着距离的增加均有一个最佳消减场,不同群落结构平均减噪率表现为乔-灌-草 > 乔-草 > 灌-草;（4）减菌率变化范围为11.65%-44.60%,且乔-灌-草 > 乔-草 > 灌-草;（5）乔-草结构人体舒适度最好,灌-草结构最弱;（6） PM_2.5浓度和温度呈负相关,与湿度和风速呈正相关,细菌数量与温度、湿度、风速均呈正相关,噪音与温度、风速呈正相关,与湿度呈负相关,空气负离子浓度与湿度和风速呈负相关;（7）生态保健效应综合指数范围为1.6565-9.1387,总体排序乔-灌-草>乔-草>灌-草。北京风景游憩林的建设,在群落结构上以乔-灌-草为宜,在树种选择上优先考虑油松、刺槐、侧柏等具有生态保健效应的乡土树种。     

沉水植物菹草对富营养化水体中TN 生态效应及模型研究

通过室内模拟构建水体营养盐和菹草生物量正交试验, 研究菹草从石芽萌发至菹草植株衰亡腐烂整个生命周期中, 对水体中TN 的生态效应, 并以此为依据建立菹草对富营养化水体生态效应模型。研究表明: 在不同生物量菹草作用下, 富营养化水体中TN 含量是先下降后上升的一个周期式过程; 在相同营养水平条件下, 菹草对TN 的吸收量随菹草生物量的增大而依次递增, 而在相同生物量的前提下, 菹草对TN 的修复力存在一个最佳营养水平范围, 即13.95-20.56 mg·L–1 之间; 菹草对富营养化水体生态效应模型分两部分: 菹草对富营养化水体中TN 与时间关系模型以及菹草生态修复水体TN 限度理论模型, 通过这两个模型的构建可以为生产实践中菹草在生态修复富营养化水体的投放量和菹草的最佳收割时间提供有力依据, 为工程实践提供有效保障。     

基于生态系统评价的山水林田湖草生态保护与修复体系构建研究——以乌梁素海流域为例

山水林田湖草系统保护与修复工程实施的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。从乌梁素海流域山水林田湖草的生态现状与功能出发,对乌梁素海流域水土流失、土地沙化等生态敏感性及土壤保持、水源涵养、生物多样性等生态功能重要性进行系统评价,形成基于生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果。以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,以乌梁素海流域生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果为基础,制定了“一中心、二重点、六要素、七工程”的乌梁素海山水林田湖草生态保护与修复体系,并基于此将乌梁素海流域生态保护修复分为6个主要治理区域,形成“四区、一带、一网”的生态安全格局,通过具体工程实施,流域生态环境质量和生态服务能力将取得明显提升,防风固沙能力有效增强,生物多样性持续改善,水环境质量稳定达标,生态系统的稳定性明显加强。通过乌梁素海流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复关键区域的识别提供了定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。     

基于本土最优模型模拟入侵物种水盾草在中国的潜在分布

生态位模型预测存在不确定性, 不同模型预测结果差别较大。在生态位保守的前提下, 在本土区域构建经典生态位模型, 利用入侵地独立样本数据检验并选择最优模型, 具有独特优势, 可为入侵物种风险分析提供可靠参考。水盾草(Cabomba caroliniana)是一种恶性水生入侵杂草, 原产于南美洲, 已在我国多个省市建立种群, 本文基于本土最优模型预测其在我国的潜在分布, 以期为其风险分析和综合治理提供依据, 并通过水盾草案例探讨如何提高生态位模型预测准确性的方法。本文按时间顺序梳理了水盾草在我国的分布记录, 然后根据水盾草已有分布记录和其所关联的环境因子比较了不同地理种群所占有的气候生态空间, 测试水盾草在世界入侵过程中的现实生态位保守性。采用两组环境变量和5种算法在南美洲本土地区构建10种生态位模型, 并将其转移至我国, 基于最小遗漏率和记账错率, 利用我国(入侵地)的样本数据选择最优模型预测水盾草在我国的适宜生态空间和潜在分布。研究发现当前水盾草在我国的分布集中在东部水域充沛地区, 沿京杭运河和南水北调工程等向北扩散。生态空间比对中发现水盾草在亚洲与其他大洲所占有的生态空间具有一定的重叠, 其在我国的入侵过程中生态位是保守的。与本土空间相比, 水盾草在我国所占有的生态空间存在较大的生态位空缺, 表明水盾草在我国的潜在分布范围较大。生态位模型预测显示水盾草的适生区主要分布于我国的北京、上海、山东、浙江、江苏、安徽、湖北和湖南等省(市)。水盾草的潜在分布区多聚集在我国东南部, 该地区河流、湖泊、运河和渠道较为密集, 人类活动及自然天敌的缺乏容易助长其入侵趋势, 应在这些适宜地区开展调查, 及时发现疫情并采取相应措施。