西辽河平原区生态系统服务权衡与协同及可持续管理

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生态系统服务是人类从生态系统中获得的福利,即人类直接或间接的从保障其生存和生活质量的生态系统中获得的利益。一直以来,可商品化和可市场化的生态系统服务(供给服务)研究受到更多关注。但随着研究工作的不断深入,无法市场化、有公共服务性质的生态系统服务(调节服务)正在成为新的研究热点。供给服务为人类和其他生物提供生存所需的食物和原材料,调节服务则能保障人类和其他生物的生存环境。调节服务和供给服务对人类社会经济发展同样重要。实现区域可持续发展离不开多种生态系统服务的支持。因此,研究区域内部生态系统调节与供给服务之间的作用关系(权衡关系、协同关系、无权衡或协同关系等),以及这种关系的时空演变特点和机理,指导和服务区域生态系统服务可持续管理,是具有重要理论意义和实践价值的科学命题。西辽河平原区位于我国北方生态安全屏障带,主要以草地生态系统和农业生态系统为主,具有很高的生态系统调节服务和供给服务价值,其防风固沙和水源涵养服务价值尤为突出。本文基于生态系统服务理论和生态系统可持续管理理论,采用文献分析法、野外调研法、空间统计分析、相关分析等研究方法,系统评估西辽河平原区生态系统调节服务和供给服务,科学识别各生态系统调节服务和供给服务间的权衡与协同关系,研究其时空演化趋势与规律,进而探讨西辽河平原区生态系统服务可持续分区管理问题。主要研究内容和结论如下:(1)西辽河平原区生态系统调节服务变化趋势。防风固沙和水源涵养是西辽河平原区主要的两大调节服务。水源涵养作为关键调节服务,呈现持续下降特点。西辽河平原区地处半干旱区,可利用水资源主要来源于地下水资源。水源涵养下降主要原因是自然环境条件变化影响地下水资源的补给量,而社会经济发展增加了用水压力,导致代表水源涵养服务的地下水资源入不敷出,出现水源涵养持续下降情况。防风固沙的调节服务整体增加。通过大面积建设防护林草等生态工程、实施轮牧休牧禁牧政策人为增加植被覆盖度,西辽河平原区实际土壤风蚀模数有显著下降趋势,防风固沙服务有整体提高趋势。(2)西辽河平原区生态系统供给服务变化趋势。西辽河平原区产业结构总体上保持南部牧业、中部农业、北部农牧交错的布局。农业和牧业供给服务保持稳步增长趋势,源于农业技术的提高和草地的植被覆盖度增加,以及有部分草地转化为耕地等方面原因;林业供给、人口居住和开发建设等供给服务变化并不显著。(3)西辽河平原区生态系统服务两两间权衡与协同关系。西辽河平原区生态系统服务两两间权衡与协同关系在整体上和不同梯度维度上呈现出一定程度的多样性,但总体来看具有一定趋同性。各生态系统服务指标时空变化呈增强、减弱、无显著变化和无明显趋势等特征。整体型33组关系中,权衡、协同关系各占57.58%和27.27%,权衡与协同互相转换关系各占总6.06%,无权衡或协同关系仅占3.03%。水源涵养服务指标与牧业服务、人口居住、农业供给呈递减权衡关系,与林业供给呈中等权衡关系。防风固沙服务2个指标与各供给服务呈弱权衡、弱协同关系。水源涵养服务2个指标与防风固沙服务2个指标呈递减权衡关系,与另1个指标呈弱协同关系。梯度水平型关系中,3个低梯度水平上的调节服务指标间关系与整体型关系较一致,调节服务与供给服务基本与整体型关系一致。高梯度水平内各服务指标间关系多样。(4)西辽河平原区生态系统服务可持续分区管理。以生态系统服务簇可持续管理为目标,重点考虑可利用水资源及其分布特点这一关键因素,将西辽河平原区划分为3种级别的可持续管理区。1级可持续分区分布于西辽河平原区南部和北部,是以沙地、盐碱地和草地及部分耕地为主,农牧业为主要产业,可持续利用水资源条件较好,生态系统服务的质与量可完全满足当代人、后代人和其他物种的生存、生活和生产的需求;2级可持续分区分布于中部及西北部分地区,以草地、耕地和沙地为主,可持续利用水资源条件有下降趋势,可满足当代人和其他物种的基本生存、生活和生产活动所需的生态系统服务,应该适当调整产业结构和提高用水效率,制定生存、生活优先于生产的生态系统服务管理政策;3级可持续分区分布于科尔沁区主城区及其周围,地下水枯竭导致水源涵养服务短缺。实现可持续管理的首要任务是保障足够的生态空间,不过度追求供给服务,避免供给服务与调节服务、支持服务产生权衡作用,加快修复和恢复生态系统服务功能,实现可持续发展目标。
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