我國西南喀斯特生態(tài)修復(fù)的十大問題與對(duì)策
中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 中國西南喀斯特地區(qū)是世界上喀斯特連續(xù)分布面積最大、發(fā)育類型最齊全的片區(qū),面積高達(dá)450000 km2,其中石漠化土地總面積超過100000 km2,占喀斯特面積的22.3%。受地上地下二元三維結(jié)構(gòu)的巖溶背景控制,以及水土資源分布不均、水文變化迅速等問題的影響,喀斯特區(qū)域成土速率緩慢,水源涵養(yǎng)能力差,生態(tài)可恢復(fù)性低。同時(shí),廣泛的石漠化和復(fù)雜的地質(zhì)背景作為一種負(fù)反饋,進(jìn)一步限制了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展,凸顯了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和自然生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的緊迫性。該區(qū)域處于長江和珠江兩大水系的上游,其生態(tài)建設(shè)決定著中下游地區(qū)的生態(tài)安全,在美麗中國建設(shè)和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略中占有重要地位。
經(jīng)過多年努力,目前西南喀斯特地區(qū)植被覆蓋度顯著提升,但是石漠化過程是一個(gè)多圈層交互作用的復(fù)雜過程,經(jīng)濟(jì)發(fā)展、解決貧困和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)三者之間平衡的問題仍沒有得到系統(tǒng)有效解決。根據(jù)習(xí)近平總書記對(duì)中國喀斯特分布面積最大的省份(貴州)工作作出重要指示,即牢牢守住發(fā)展和生態(tài)兩條底線的要求。喀斯特生態(tài)修復(fù)既有老問題又有新挑戰(zhàn),二者交織在一起,使得喀斯特石漠化治理面臨著生態(tài)建設(shè)超前、基礎(chǔ)研究落后的殘酷現(xiàn)實(shí);如果不扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)生態(tài)治理的慣性模式,可能會(huì)影響喀斯特生態(tài)建設(shè)甚至美麗中國整體戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。深入推進(jìn)西南喀斯特地區(qū)生態(tài)修復(fù)必須從單一要素片面治理走向系統(tǒng)全面調(diào)控,需要精準(zhǔn)把控該地區(qū)巖石圈、土壤圈、水圈、生物圈、智慧圈等多圈層交互作用的關(guān)系(圖1),從10個(gè)方面發(fā)力,以提升生態(tài)修復(fù)水平和能力。
中國喀斯特生態(tài)修復(fù)需關(guān)注的十大問題
忽視了土壤侵蝕標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)過高而不適用于喀斯特地區(qū)的問題
喀斯特生態(tài)系統(tǒng)退化的核心問題之一是成土速率遠(yuǎn)低于土壤侵蝕速率的問題。在許多喀斯特地區(qū),土壤侵蝕和退化已被確認(rèn)為嚴(yán)重的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害。然而,現(xiàn)行土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)存在區(qū)域適應(yīng)性問題,地方政府和學(xué)者提出的標(biāo)準(zhǔn)并不完全適用于碳酸鹽巖地區(qū)。
目前,國內(nèi)一般將土壤容許流失量作為水土流失危害評(píng)價(jià)的判別指標(biāo),按照現(xiàn)行的SL 190—2007《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》,喀斯特地區(qū)的土壤容許流失量為500 t·km–2·a–1,小于土壤容許流失量的區(qū)域都屬于水土流失安全區(qū)。但前期研究發(fā)現(xiàn),中國喀斯特地區(qū)成土速率介于10—134.93 t·km-2·a-1,平均值為18.59 t·km-2·a-1,僅相當(dāng)于土壤容許流失量500 t·km-2·a-1的4%;按照SL 461—2009《巖溶地區(qū)水土流失綜合治理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,喀斯特地區(qū)的土壤容許流失量為50 t·km-2·a-1,該值仍然比目前研究的成土速率均值高了近2.5倍。上述標(biāo)準(zhǔn)適用于碳酸鹽巖與碎屑巖互層區(qū),但不適用于巖性較純的碳酸鹽巖地區(qū)和碳酸鹽巖夾碎屑巖區(qū)(每1000年形成4—17 mm土壤),其中連續(xù)性碳酸鹽巖區(qū)僅為SL 461—2009中要求的1/10,碳酸鹽巖夾碎屑巖區(qū)為SL 461—2009中要求的50%(表1)。盡管以往土壤侵蝕標(biāo)準(zhǔn)已從500 t·km-2·a-1降到了50 t·km-2·a-1,然而,根據(jù)目前成土速率的研究結(jié)果,降低后的標(biāo)準(zhǔn)仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于喀斯特地區(qū)的成土速率。這意味著前期制定的土壤侵蝕標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)均過高,從而導(dǎo)致了長期忽視喀斯特地區(qū)土壤侵蝕的風(fēng)險(xiǎn);這也可能是引起喀斯特地區(qū)土壤退化和石漠化發(fā)生發(fā)展的原因。
忽視了喀斯特地區(qū)坡耕地比例過高而導(dǎo)致耕地保有量及基本農(nóng)田保護(hù)任務(wù)偏重的問題
喀斯特山區(qū)地塊破碎,人地矛盾尖銳,使農(nóng)業(yè)向斜坡擴(kuò)張,導(dǎo)致耕地以坡耕地為主(54.38%)。以貴州為例,該省山地丘陵占92.5%,是唯一沒有平原支撐的省份。第三次全國國土調(diào)查結(jié)果顯示,貴州耕地347.26×104 hm2,坡耕地295.37×104 hm2,占全省耕地面積的85.06%,其中19.8%的坡耕地坡度大于25°,面積為58.47×104 hm2,占全國同級(jí)坡耕地(420×104 hm2)的14%。并且貴州省土地墾殖率為25.73%,遠(yuǎn)高于同為生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)的江西(18.5%)和福建(10.8%),約為全國平均水平的2倍。從耕地保有量來看,貴州省為23.81%,高于四川(12.95%)、云南(14.83%)、廣西(18.43%)、湖南(18.74%)等周邊省份。由此看出,中國喀斯特地區(qū)耕地保有量及基本農(nóng)田保護(hù)任務(wù)偏重,不符合喀斯特地區(qū)的實(shí)際情況。中國喀斯特地區(qū)耕地生產(chǎn)條件相對(duì)較弱,農(nóng)業(yè)耕地資源不匹配會(huì)產(chǎn)生水土流失,山地災(zāi)害等威脅。
忽略了地表水與地下水轉(zhuǎn)化頻繁而導(dǎo)致水污染治理難以取得持續(xù)性成效的問題
我國喀斯特區(qū)域地下水資源量約為2034×108 m3·a-1,地下河達(dá)3000多條,占全國地下水資源的23%。地下水環(huán)境對(duì)外界環(huán)境干擾極度敏感,容易受到人類活動(dòng)的影響。喀斯特區(qū)域由于其地表水與地下水劇烈交互,交互頻率遠(yuǎn)高于非喀斯特地區(qū),污染物質(zhì)易遷移和擴(kuò)散。《2014中國環(huán)境狀況公報(bào)》顯示,全國地下水嚴(yán)重污染的比例從2000年的37%增加到2010年的60%,呈現(xiàn)增長趨勢(shì),僅西南巖溶區(qū)地下水污染點(diǎn)就達(dá)1012處。同時(shí),喀斯特人工深水“湖”泊的水體分層結(jié)構(gòu)及污染規(guī)律與天然淺水湖泊存在差異,其對(duì)外入污染物的自凈能力差,且存在易滲漏的問題。因此,在喀斯特生態(tài)修復(fù)中,水污染治理相當(dāng)重要。但目前,人們更多關(guān)注對(duì)外來污染源的防治,忽略了喀斯特地區(qū)地表水與地下水轉(zhuǎn)化頻繁的問題,這將導(dǎo)致區(qū)域水污染治理難以取得持續(xù)性成效。
忽視了土壤干化及其對(duì)喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的影響問題
土壤水僅占水圈總水量的1/100000、淡水總儲(chǔ)量的0.05%,容易被忽略,但是會(huì)影響到整個(gè)喀斯特地區(qū)生命的演化。近年來喀斯特工程性缺水問題頻發(fā),工程性缺水問題帶來的干旱脅迫將會(huì)限制喀斯特生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和穩(wěn)定發(fā)展,但這一嚴(yán)重問題卻缺乏足夠的關(guān)注。
植被降溫效應(yīng)可以作為衡量生態(tài)平衡的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn),但是喀斯特地區(qū)綠化的緩沖能力有限,特別是二氧化碳(CO2)施肥對(duì)植被光合作用的影響受到氮、磷及水分有效性的限制。基于站點(diǎn)實(shí)測(cè)和再分析資料研究發(fā)現(xiàn),喀斯特區(qū)土壤干化面積占64%以上;南方喀斯特和北方喀斯特的干化速率為-0.327×10-3—-0.157×10-3 m3·m-3·a-1,其中南方喀斯特干化速度最快的地區(qū)是整個(gè)喀斯特地區(qū)的1.26倍。因此,低土壤水分供應(yīng)和高大氣飽和氣壓差被認(rèn)為是中國喀斯特區(qū)域植被綠化脅迫的2個(gè)主要驅(qū)動(dòng)因素,其會(huì)對(duì)生態(tài)平衡造成威脅。喀斯特地區(qū)工程性缺水會(huì)制約植被生長,其降溫效應(yīng)可持續(xù)性喪失,能量失衡,最終帶來一系列極端氣候。這將使得喀斯特地區(qū)本就脆弱的生態(tài)系統(tǒng)遭受打擊,威脅人類的生存發(fā)展。
忽視了喀斯特生態(tài)修復(fù)受控于碳酸鹽巖本底屬性與氣候變化影響的問題
喀斯特地區(qū)地質(zhì)背景復(fù)雜,內(nèi)部差異巨大,不同的區(qū)域的研究基礎(chǔ)、重點(diǎn)問題、生態(tài)恢復(fù)措施顯著不同。例如,熱帶和夏季濕潤的溫帶巖溶區(qū),其鈣基底更利于地下蓄水,使其生態(tài)系統(tǒng)總初級(jí)生產(chǎn)力(GPP)比富硅區(qū)高約32%和13%;相反,在干旱草原和冬季干旱的溫帶巖溶區(qū),富硅區(qū)的降水供水模式往往更能維持植被生長所需要的水分,使其GPP比富鈣區(qū)高12%和7%。說明了植被生長受不同巖性控制。又如,喀斯特槽谷區(qū)易發(fā)生高位水資源泄露、干旱頻發(fā),而地勢(shì)相對(duì)較低的洼地和盆地則是水的聚集區(qū)導(dǎo)致澇情,均會(huì)抑制植被生長。最后,基于凈初級(jí)生產(chǎn)力,采用偏導(dǎo)數(shù)方法,設(shè)計(jì)了8種不同情景,分析了氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)植被生產(chǎn)力變化的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在人類活動(dòng)多的南方喀斯特,由于太陽輻射的下降,氣候變化導(dǎo)致的負(fù)貢獻(xiàn)高達(dá)70.72%,抵消生態(tài)工程59.07%的積極作用,使植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)損失更大。生態(tài)修復(fù)忽略了喀斯特本底屬性與氣候變化影響,未考慮植被生長特點(diǎn),片面追求林草面積的擴(kuò)張,影響了生態(tài)修復(fù)成效,并對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞,威脅人類的生存發(fā)展。
忽視了巖石風(fēng)化碳匯及成土過程對(duì)植被光合碳匯的支撐作用的生態(tài)補(bǔ)償問題
喀斯特生態(tài)系統(tǒng)退化的核心問題之一是忽視了巖石風(fēng)化碳匯及成土過程對(duì)植被光合碳匯的支撐作用的生態(tài)補(bǔ)償問題。喀斯特巖石吸收空氣中的CO2形成風(fēng)化碳匯及風(fēng)化成土,后者又作為植被生長的必需營養(yǎng)物質(zhì)和水分的主要載體,支撐了植被光合碳匯潛力。然而,現(xiàn)行核算標(biāo)準(zhǔn)難以精準(zhǔn)量化巖石風(fēng)化碳匯和植被光合碳匯潛力,導(dǎo)致巖石風(fēng)化碳匯及成土過程對(duì)植被光合碳匯的支撐作用的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制欠缺。
中國喀斯特巖石風(fēng)化碳匯(CO2)總量57.7937—64.5157 Mt,中國陸地生態(tài)系統(tǒng)的植被光合碳匯(CO2)0.70—0.95 Mt·a–1,巖石風(fēng)化碳匯及成土過程支撐的植被光合碳匯為我國乃至全球?qū)崿F(xiàn)碳中和發(fā)揮了不可替代的作用。但是,忽視了巖石風(fēng)化碳匯及成土過程對(duì)植被光合碳匯的支撐作用的生態(tài)補(bǔ)償問題,導(dǎo)致喀斯特地區(qū)巨大的碳匯能力沒有得到應(yīng)有的生態(tài)補(bǔ)償。因此,各種不合理的土地資源開發(fā)利用仍然是喀斯特生態(tài)系統(tǒng)退化的最大威脅。
忽視了城市化進(jìn)程可加速生態(tài)環(huán)境改善的問題
城市化意味著人口從農(nóng)村向城市轉(zhuǎn)移、城市擴(kuò)張、土地利用變化和植被破壞。研究發(fā)現(xiàn)城市環(huán)境中植被生長普遍增強(qiáng),增長了1.8倍,高度城市化地區(qū)植被增強(qiáng)指數(shù)趨近于0.22。然而,目前關(guān)于喀斯特地區(qū)城市化對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的研究缺乏量化。此外,隨著城市化進(jìn)程加快,農(nóng)村人口減少和農(nóng)村耕地遺棄促進(jìn)了植被恢復(fù),已成為影響喀斯特地區(qū)人地矛盾的關(guān)鍵因素,并對(duì)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)生巨大影響。Chang等發(fā)現(xiàn)南地區(qū)農(nóng)村人口減少了480萬人,農(nóng)村遷移地區(qū)地上生物量(C)最高(0.015 Mt·km–2·a–1)。在喀斯特生態(tài)修復(fù)中,城市化及其帶來的農(nóng)村人口減少導(dǎo)致人口壓力降低,從而有效促進(jìn)了喀斯特地區(qū)生態(tài)改善,影響著喀斯特生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),其帶來的生態(tài)碳匯相當(dāng)重要。但現(xiàn)有研究沒有意識(shí)到喀斯特地區(qū)城市化及農(nóng)村人口減少對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的積極作用,這將阻礙生態(tài)治理和鄉(xiāng)村振興的推動(dòng)并制約地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,導(dǎo)致喀斯特地區(qū)的生態(tài)修復(fù)難以取得持續(xù)性成效。
忽視了植被覆蓋度作為石漠化治理成效評(píng)估指標(biāo)的片面性和短視性問題
21世紀(jì)以來,喀斯特地區(qū)退耕還林和石漠化綜合治理等生態(tài)修復(fù)工程很大程度上促進(jìn)了植被覆蓋度的提升,為緩解和治理石漠化作出了重要貢獻(xiàn)。然而,植被覆蓋度提高對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的響應(yīng)仍然不清。已有研究表明,喀斯特地區(qū)植被覆蓋度提高的同時(shí)植被群落正在退化,嚴(yán)重威脅了生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。以往將植被覆蓋度作為評(píng)價(jià)生態(tài)恢復(fù)成效的關(guān)鍵指標(biāo),忽略了喀斯特地區(qū)緩慢的成土速率、獨(dú)特的地表-地下水文結(jié)構(gòu)等特征對(duì)植被恢復(fù)的不利影響,造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能下降、供需關(guān)系惡化、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差、生物多樣性銳減等一系列生態(tài)環(huán)境問題。因此,在促進(jìn)植被覆蓋度提升的同時(shí)如何協(xié)同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升,以及維持生態(tài)系統(tǒng)健康已成為喀斯特地區(qū)生態(tài)恢復(fù)過程中的關(guān)鍵問題。若不加以正視,將導(dǎo)致生態(tài)修復(fù)成效下降,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升滯后,供需關(guān)系失衡,以及生態(tài)服務(wù)不可持續(xù)等問題。
忽視了生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)域與生態(tài)保護(hù)區(qū)不匹配及保護(hù)體系不健全的問題
中國西南喀斯特山區(qū)是全球36個(gè)生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)域之一,擁有全國50%的鳥類和哺乳動(dòng)物及30%以上高等植物,是地球上最大的生物多樣性庫之一。目前,中國受威脅的植物物種約占總物種10.8%;受威脅的脊椎動(dòng)物物種(932種)占總數(shù)的21.4%,其中兩棲動(dòng)物占脊椎動(dòng)物比例最高(43.1%)。從以上數(shù)據(jù)表明,中國物種都在面臨著嚴(yán)重威脅,進(jìn)而也說明了中國喀斯特山區(qū)大量物種數(shù)量也會(huì)受到相應(yīng)的挑戰(zhàn)。建立保護(hù)區(qū)是保護(hù)生物多樣性的重要途徑,然而中國的自然保護(hù)區(qū)僅占國土面積的15.1%,受威脅哺乳動(dòng)物棲息地總面積占其中的17.9%,鳥類占6.4%,植物占13.1%,兩棲動(dòng)物占10.0%,爬行動(dòng)物占8.5%。說明目前自然保護(hù)區(qū)在規(guī)劃中僅考慮物種與環(huán)境之間的單一關(guān)系,是片面的;長此以往,會(huì)導(dǎo)致水資源危機(jī)、自然災(zāi)害加劇等生態(tài)健康問題。
忽視了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)的問題
如何堅(jiān)守發(fā)展和生態(tài)兩條底線已成為當(dāng)今研究焦點(diǎn),但目前這方面的研究較為匱乏,導(dǎo)致自然資產(chǎn)評(píng)估和生態(tài)補(bǔ)償?shù)恼`判。Hu等基于土地利用數(shù)據(jù)、價(jià)值當(dāng)量系數(shù)和價(jià)值轉(zhuǎn)移法,估算了中國喀斯特生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ESV),發(fā)現(xiàn)中國喀斯特ESV總體呈收益狀態(tài),少部分地區(qū)呈損失狀態(tài)。由于傳統(tǒng)的國民核算系統(tǒng)的局限性,國際綠色經(jīng)濟(jì)核算體系和國內(nèi)綠色國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)核算體系都只降低了經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)增長的資源和環(huán)境成本,而不考慮生態(tài)系統(tǒng)提供的生態(tài)效益的缺點(diǎn),可能導(dǎo)致過度追求經(jīng)濟(jì)增長而破壞生態(tài)環(huán)境。Wu等依據(jù)修改真實(shí)的進(jìn)度指標(biāo)(GPI),發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)于推進(jìn)和穩(wěn)定人類福祉的貢獻(xiàn)為20.54%,但環(huán)境和資源的損耗大幅度降低了GPI。因此,如果忽視生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在生態(tài)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的重要作用,將生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、民生改善剝離開來,作為優(yōu)勢(shì)資源本底的ESV可能會(huì)因不合理的人類活動(dòng)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的損耗,進(jìn)而制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,甚至導(dǎo)致對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展進(jìn)步狀況的誤判。
推進(jìn)喀斯特生態(tài)修復(fù)的對(duì)策建議
針對(duì)上述問題與挑戰(zhàn),喀斯特生態(tài)修復(fù)需要從單一要素片面治理走到系統(tǒng)的全面調(diào)控,就土壤侵蝕、坡耕地比例、水資源污染、巖溶干旱、生態(tài)修復(fù)、協(xié)同碳匯、城市化生態(tài)效應(yīng)、石漠化治理指標(biāo)、生物多樣性及可持續(xù)性評(píng)估等10個(gè)方面提出可行的對(duì)策建議,持續(xù)推進(jìn)喀斯特地區(qū)生態(tài)安全和建設(shè),為喀斯特地區(qū)美麗中國和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略提供重要的理論支撐。
盡快修訂基于碳酸鹽巖風(fēng)化成土速率的喀斯特地區(qū)土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
土壤侵蝕量低而土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)就低的評(píng)價(jià)依據(jù)導(dǎo)致喀斯特地區(qū)土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)日益嚴(yán)重,急需基于成土速率制定適用于該地區(qū)的土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法;而成土速率理論上是喀斯特地區(qū)土壤允許流失量的上限,可將不同巖性背景下成土速率作為土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)的最低閾值(表2)。如果理論侵蝕量大于成土速率,為危險(xiǎn)區(qū);反之,則為安全區(qū);兩者相等,則處于臨界狀態(tài)。
有序推進(jìn)生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目,適當(dāng)調(diào)減喀斯特地區(qū)耕地面積
首先,在確保我國基本農(nóng)田保護(hù)面積不減少的前提下,通過統(tǒng)籌調(diào)劑,有序降低25°以上坡耕地的占比。其次,將耕地結(jié)構(gòu)調(diào)整與生態(tài)移民、土地整治等工作有機(jī)結(jié)合,加大支持力度,切實(shí)鞏固我國生態(tài)修復(fù)成果。最后,通過制定政策法規(guī)、加強(qiáng)宣傳教育、開展科學(xué)規(guī)劃、強(qiáng)化監(jiān)督管理,完善保障制度等方法和手段。加強(qiáng)喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興。
建立適合喀斯特地區(qū)地表-地下水污染協(xié)同防控技術(shù)體系
喀斯特地區(qū)地下水資源保護(hù)的難點(diǎn)之一在于污染物在喀斯特地表-地下二元結(jié)構(gòu)中的多尺度遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理不清楚。因此,急需加強(qiáng)喀斯特地表-地下“水”復(fù)合污染機(jī)制研究,建立適合喀斯特的地表-地下“水”污染協(xié)同防控技術(shù)體系。進(jìn)一步優(yōu)化喀斯特流域水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),研發(fā)喀斯特人工湖防滲漏技術(shù),定期開展巖溶水庫滲漏定量預(yù)測(cè)和湖區(qū)滲漏性評(píng)價(jià),確保喀斯特水源地水質(zhì)安全。
重視喀斯特工程性缺水導(dǎo)致的降溫效應(yīng)不可持續(xù)問題的監(jiān)測(cè)預(yù)警及對(duì)生態(tài)修復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)防控
工程性缺水將加劇喀斯特脆弱區(qū)的生態(tài)限制,喀斯特脆弱區(qū)的生態(tài)平衡與降溫效應(yīng)密切相關(guān),急需加強(qiáng)干旱脅迫監(jiān)測(cè)預(yù)警及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)防控。①構(gòu)建不同時(shí)間空間尺度土壤水?dāng)?shù)據(jù)庫,精準(zhǔn)掌握喀斯特土壤水動(dòng)態(tài)來加強(qiáng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)把控。②揭示地表巖土比例對(duì)喀斯特地區(qū)的水文過程或土壤水資源的影響。③研究過去—未來喀斯特地區(qū)土壤水變化及喀斯特植被降溫效應(yīng),預(yù)測(cè)在氣候變暖背景下喀斯特植被降溫效應(yīng)的可持續(xù)性,以及在全球變暖背景下的極端干旱事件,進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)喀斯特生態(tài)平衡的風(fēng)險(xiǎn)防控。
選擇與巖性背景及氣候變化相適應(yīng)的植被類型與品種進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)
要因勢(shì)利導(dǎo)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)。①喀斯特區(qū)域不同地形內(nèi)部差異很大,因此分區(qū)對(duì)指導(dǎo)植被恢復(fù)的空間布局、恢復(fù)方式具有指導(dǎo)意義。建議根據(jù)峰叢洼地型、槽谷型、高原型、峽谷型喀斯特地貌,進(jìn)一步根據(jù)環(huán)境特征制定生態(tài)方案。②喀斯特地區(qū)生態(tài)修復(fù)要考慮巖性特點(diǎn)及相應(yīng)的風(fēng)化層儲(chǔ)水能力進(jìn)一步進(jìn)行分區(qū),從而選擇與巖性背景及氣候變化相適的植被。③依據(jù)上述分區(qū)停止部分生態(tài)工程的實(shí)施,減少大面積的盲目人工造林,同時(shí)保護(hù)現(xiàn)存的天然林地和耕地資源,以更好地提供人類福祉,應(yīng)兼顧生態(tài)、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益,而不是短期的綠色擴(kuò)增。
建立巖石風(fēng)化碳匯和植被光合碳匯精準(zhǔn)計(jì)量與能力提升的技術(shù)方法體系
針對(duì)巖石風(fēng)化碳匯及成土過程對(duì)植被光合碳匯的支撐作用的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制欠缺的問題,急需從大尺度的碳匯信息系統(tǒng)模擬、改進(jìn)空間采樣方法及精度等方面優(yōu)化和構(gòu)建巖石風(fēng)化碳匯和植被光合碳匯核算模型,在闡明喀斯特地區(qū)碳匯變化響應(yīng)機(jī)制的基礎(chǔ)上,制定碳匯調(diào)查與效應(yīng)評(píng)價(jià)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其次,利用土壤改良的方式提高土壤CO2濃度和優(yōu)化土壤水肥條件,并篩選和培育高效固碳樹種或水生光合植物,在加快巖石風(fēng)化速率的同時(shí)提高區(qū)域植被和草本群落的固碳潛力,從而建立巖石風(fēng)化碳匯和植被光合碳匯精準(zhǔn)計(jì)量與能力提升的技術(shù)方法體系,為喀斯特地區(qū)開展巖石風(fēng)化碳匯及成土過程對(duì)植被光合碳匯的支撐作用的生態(tài)補(bǔ)償提供數(shù)智支撐。
有序推進(jìn)城鄉(xiāng)人口遷移并加強(qiáng)生態(tài)空間的修復(fù)和管理
農(nóng)村人口減少對(duì)減輕生態(tài)系統(tǒng)壓力、改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境具有重要意義。因此,政府部門應(yīng)完善綠地網(wǎng)絡(luò)體系,依法管理綠地,加強(qiáng)生態(tài)空間的修復(fù)和管理,加大地區(qū)教育資源的投入,吸引外來勞動(dòng)力或留住高教育水平勞動(dòng)力,創(chuàng)造更多的非農(nóng)就業(yè)機(jī)會(huì),吸引更多農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移,從而促進(jìn)生態(tài)脆弱地區(qū)植被的改善、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升和喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
建立喀斯特石漠化治理成效評(píng)估的新指標(biāo)
石漠化治理成功的標(biāo)志應(yīng)該是生物多樣性、生態(tài)過程、土壤質(zhì)量、水循環(huán)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)等諸多要素的恢復(fù)和改善,而不僅以植被覆蓋度的提升作為唯一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。因此,既不能片面追求擴(kuò)大森林面積,也不能過分減少石漠化面積。應(yīng)立足于生態(tài)系統(tǒng)整體性和系統(tǒng)性,堅(jiān)持以系統(tǒng)觀念統(tǒng)籌“山水林田湖草沙”一體化治理。綜合考慮生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的平衡,多維度綜合評(píng)價(jià)石漠化治理成效,采取科學(xué)的治理措施,避免片面追求植被覆蓋和過分減少石漠化面積所帶來的潛在問題。
建立優(yōu)先生態(tài)保護(hù)區(qū)精準(zhǔn)識(shí)別和保護(hù)體系
生物多樣性的有效保護(hù)問題亟待解決。①精準(zhǔn)識(shí)別優(yōu)先生態(tài)保護(hù)區(qū),建立合理有效的保護(hù)區(qū)域,保護(hù)野生動(dòng)物棲息地,恢復(fù)其生存環(huán)境。②劃定植物保護(hù)區(qū),降低氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)植物的影響,保護(hù)野生植物棲息地的完整性,同時(shí)擴(kuò)大現(xiàn)有自然保護(hù)區(qū)域,以覆蓋更多生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)優(yōu)先區(qū)域。③通過施有機(jī)肥,實(shí)行輪作等多元化農(nóng)業(yè)模式,改善土壤環(huán)境,并協(xié)調(diào)土壤水、氣、熱為土壤生物創(chuàng)造更好更多的生存空間來減少干擾。通過地上與地下相結(jié)合,用系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)生物多樣性進(jìn)行保護(hù),實(shí)現(xiàn)人類與自然的和諧共生。
將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)或綠色GDP納入政府考核范疇
實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和人民福祉共同提升是當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)過程中重要內(nèi)容。未來急需守住發(fā)展和生態(tài)兩條底線,將生態(tài)恢復(fù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、民生改善結(jié)合起來,在生態(tài)環(huán)境承載力范圍內(nèi)合理配置農(nóng)業(yè)-工業(yè)-服務(wù)業(yè)(旅游業(yè)),完善第一產(chǎn)業(yè)種植生產(chǎn)、深化第二產(chǎn)業(yè)加工生產(chǎn)、發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)文旅融合,實(shí)現(xiàn)接“二”連“三”調(diào)控,建立喀斯特產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的新范式,從而提升生態(tài)發(fā)展的可持續(xù)性。同時(shí),開展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)過程研究,構(gòu)建綜合生態(tài)經(jīng)濟(jì)總值核算框架,將生態(tài)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展“雙輪驅(qū)動(dòng)”取代“單輪牽引”,把綠色GDP和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值指標(biāo)同時(shí)納入政府考核范疇,并融入生態(tài)環(huán)境規(guī)劃與評(píng)估中,加大對(duì)生態(tài)資源的考核力度。
(作者:白曉永,中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所 環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院、重慶大學(xué) 環(huán)境與生態(tài)學(xué)院、貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院、中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所/中國科學(xué)院第四紀(jì)與全球變化卓越研究中心;張思蕊、冉晨,中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所 環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國科學(xué)院大學(xué);吳路華,銅仁學(xué)院 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院;杜朝超、代磊、楊興藝,中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所 環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;李姿霖、薛盈盈,中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所 環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院;龍明康,中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所 環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國科學(xué)院大學(xué);李明會(huì)、楊姝、羅青、張小蕓、沈曉倩,中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所 環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院;陳飛、李琴、鄧元紅、胡澤銀、李朝君,中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所 環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;編審:黃瑋;《中國科學(xué)院院刊》供稿)