邵全琴 樊江文 劉紀(jì)遠(yuǎn) 黃 麟 曹 巍 劉璐璐
中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所 北京 100101
基于目標(biāo)的三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)一期工程生態(tài)成效評(píng)估及政策建議*
邵全琴 樊江文 劉紀(jì)遠(yuǎn)**黃 麟 曹 巍 劉璐璐
中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所 北京 100101
三江源區(qū)地處青藏高原腹地,是長江、黃河、瀾滄江的發(fā)源地,被譽(yù)為“中華水塔”。近幾十年,由于受到氣候變化與人類活動(dòng)的共同影響,三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)退化,嚴(yán)重威脅著三大江河中下游地區(qū)的生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展。為了遏制生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)惡化,我國于 2005 年開始實(shí)施三江源區(qū)生態(tài)保護(hù)和建設(shè)一期工程。文章針對(duì)三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)一期工程規(guī)劃目標(biāo),開展了三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)狀況與變化趨勢及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制的監(jiān)測評(píng)估,以及生態(tài)工程生態(tài)成效的綜合評(píng)估。結(jié)果表明:通過三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)一期工程的實(shí)施,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)總體表現(xiàn)出“初步遏制,局部好轉(zhuǎn)”的態(tài)勢,取得了顯著生態(tài)成效,預(yù)期目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)。然而,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況遠(yuǎn)未達(dá)到理想的狀態(tài),必須擴(kuò)大范圍,長期堅(jiān)持,方能實(shí)現(xiàn)“整體恢復(fù),全面好轉(zhuǎn),生態(tài)健康,功能穩(wěn)定”的最終目標(biāo)。
三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)一期工程,生態(tài)成效評(píng)估,政策建議
三江源區(qū)是我國重要江河(長江、黃河與瀾滄江)的發(fā)源地,區(qū)域內(nèi)發(fā)育了高寒濕地、冰川雪山、高寒草甸等,具有極為重要的水源涵養(yǎng)和水調(diào)節(jié)功能,長江總水量的 25%,黃河總水量的 49% 和瀾滄江總水量的 15% 都源自該區(qū)域,被稱為“中華水塔”。特殊的地理位置、豐富的自然資源、重要的生態(tài)功能使其成為我國青藏高原生態(tài)安全屏障的重要組成部分,也孕育了三江源區(qū)獨(dú)特的生物區(qū)系,成為高原生物多樣性最集中的地區(qū),被譽(yù)為高寒生物自然種質(zhì)資源庫[1]。同時(shí),三江源區(qū)也是我國藏民族重要的聚集區(qū)之一,90%以上人口為藏族,該地區(qū)貧困人口量大、面廣、程度深。為了遏制三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化,2005 年 1月 26 日,國務(wù)院批準(zhǔn)了《青海三江源自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)和建設(shè)總體規(guī)劃》(以下簡稱“《規(guī)劃》”),總投資達(dá) 75 億元,工程的實(shí)施對(duì)三江源區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了重大的影響。近幾十年來,由于全球氣候變暖和人類活動(dòng)加劇的雙重影響,三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)退化。本文著眼于工程規(guī)劃目標(biāo),在研究制定生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)估總體框架的基礎(chǔ)上,通過地面監(jiān)測、遙感反演、模型模擬等星地一體化技術(shù)手段,監(jiān)測了三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、質(zhì)量及服務(wù)的變化趨勢,評(píng)估了2005—2012 年三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)一期工程(以下簡稱“一期工程”)生態(tài)成效,探討了取得生態(tài)成效的原因及其局限性,提出了以人為本,擴(kuò)大范圍,長期堅(jiān)持,建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等政策建議,為后期大規(guī)模實(shí)施生態(tài)保護(hù)和建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。
三江源一期工程涉及區(qū)域面積達(dá) 15.23 萬平方公里,占青海省總面積的 21%,占三江源區(qū)總面積的 42%。《規(guī)劃》從生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)、保證群眾生產(chǎn)生活和促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展 3 個(gè)方面統(tǒng)籌考慮,設(shè)計(jì)了三大類、22 個(gè)子項(xiàng)目[2]。工程總體目標(biāo)是通過對(duì)自然保護(hù)區(qū)和生態(tài)功能區(qū)生態(tài)保護(hù)與建設(shè)的分步實(shí)施,基本上扭轉(zhuǎn)整個(gè)三江源地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡性循環(huán)的趨勢,保護(hù)和恢復(fù)源區(qū)林草植被,遏制草地植被退化、沙化等高原生態(tài)系統(tǒng)失衡的趨勢,增加保持水土、涵養(yǎng)水源能力,水源涵養(yǎng)量增加 13.20 億 m3,減少水土流失 1 139.48 萬 m3。人工增雨工程的實(shí)施,預(yù)計(jì)每年在作業(yè)區(qū)內(nèi)增加降水 80 億 m3,黃河徑流增加 12 億 m3。提高野生動(dòng)植物棲息地環(huán)境質(zhì)量。調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高牧民生活水平,實(shí)現(xiàn)牧民小康生活。一期工程以三江源自然保護(hù)區(qū)為重點(diǎn),主要目標(biāo)是通過開展天然草地及森林濕地保護(hù)和恢復(fù)工程,草地植被覆蓋度平均提高 20%—40%,高寒草甸草地通過 5 年封育,植被覆蓋度達(dá)到 60%—70%,高寒草原草地通過 7—10 年封育,植被覆蓋度達(dá)到 40%—50%,嚴(yán)重退化草地通過 5 年封育并輔助人工措施,植被覆蓋度達(dá)到 70%—80%。林草植被恢復(fù)后水源涵養(yǎng)能力增強(qiáng)。將天然草地 458.95 萬羊單位的超載牲畜予以縮減和轉(zhuǎn)移,使保護(hù)區(qū) 1 148.27 萬 hm2的天然草地上,保持牲畜 814.64 萬羊單位(或保持牲畜 353 萬頭只)、人口 13.37 萬人的合理承載能力范圍內(nèi)。
通過研究制定生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)估總體框架、指標(biāo)體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與服務(wù)功能綜合評(píng)估的關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測評(píng)估數(shù)據(jù)庫,開展生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、主要服務(wù)功能(水源涵養(yǎng)/水分調(diào)節(jié)、水土保持、防風(fēng)固沙等)及其變化趨勢分析,基于《規(guī)劃》目標(biāo)的完成情況,進(jìn)行三江源一期工程生態(tài)成效評(píng)估(以下簡稱“評(píng)估”),是三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)項(xiàng)目科學(xué)管理必不可少的手段,是形成今后生態(tài)保護(hù)與生態(tài)修復(fù)策略的重要前提。評(píng)估主要圍繞《規(guī)劃》目標(biāo),通過以下 9 個(gè)問題來回答《規(guī)劃》目標(biāo)制定的定量指標(biāo)的完成情況,評(píng)估一期工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)變化的作用:(1)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有無變化,沙化是否得到遏制?(2)草地退化態(tài)勢如何,是否有好轉(zhuǎn)?(3)草地生產(chǎn)力是否得到恢復(fù)與提高,草畜矛盾是否有所減輕?(4)森林、濕地生態(tài)系統(tǒng)是否得到有效保護(hù)?(5)生態(tài)系統(tǒng)水分/徑流調(diào)節(jié)功能有無提高?(6)主要流域水資源量有無增加,水質(zhì)是否保持優(yōu)良?(7)水土保持與防風(fēng)固沙狀況如何,水土流失有無減輕?(8)自然保護(hù)區(qū)(工程區(qū))是否取得明顯成效?(9)生態(tài)保護(hù)與建設(shè)工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)變化的作用如何?
評(píng)估在制定三江源自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)與建設(shè)工程生態(tài)成效綜合評(píng)估指標(biāo)體系[3]的基礎(chǔ)上,采用了基于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—服務(wù)功能動(dòng)態(tài)過程趨勢分析的重大生態(tài)工程生態(tài)成效綜合評(píng)估技術(shù)方法框架,以自下而上的野外觀測臺(tái)站、野外調(diào)查、實(shí)證調(diào)查等方法,結(jié)合自上而下的遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)和模型技術(shù),獲取三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)長時(shí)間序列信息,在建設(shè)區(qū)域生態(tài)環(huán)境綜合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)野外觀測數(shù)據(jù)、生態(tài)模型模擬數(shù)據(jù)和遙感對(duì)地觀測數(shù)據(jù)的集成分析,通過多源數(shù)據(jù)融合、尺度轉(zhuǎn)換與地面—空間數(shù)據(jù)相互驗(yàn)證,建立對(duì)三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)格局、服務(wù)功能變化規(guī)律的地面聯(lián)網(wǎng)和遙感監(jiān)測能力,實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)狀況與變化趨勢及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制的監(jiān)測評(píng)估,以及三江源一期工程的生態(tài)成效綜合評(píng)估,認(rèn)識(shí)三江源區(qū)生態(tài)環(huán)境變化規(guī)律和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的作用,支持三江源區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合決策(圖1)。
通過三江源生態(tài)保護(hù)與建設(shè)一期工程的實(shí)施,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)總體表現(xiàn)出“初步遏制,局部好轉(zhuǎn)”的態(tài)勢,取得了顯著生態(tài)成效,《規(guī)劃》預(yù)期目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)[4]。
2.1 針對(duì)“保護(hù)和恢復(fù)源區(qū)林草植被,遏制草地植被退化、沙化等高原生態(tài)系統(tǒng)失衡的趨勢”等規(guī)劃目標(biāo),評(píng)估分析認(rèn)為,自三江源一期工程實(shí)施以來,全區(qū)宏觀生態(tài)狀況趨好,草地持續(xù)退化的趨勢得到初步遏制,但尚未達(dá)到20世紀(jì)70年代比較好的生態(tài)狀況
根據(jù)遙感監(jiān)測,工程實(shí)施前近 30 年(20 世紀(jì) 70 年代中后期至 2004 年),三江源區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)總面積凈減少 1 389.9 km2,水體與濕地總面積減少 375.14 km2,荒漠面積增加 674.38 km2。草地退化面積為 9 335 321 hm2,占草地總面積的 40.1%,說明三江源區(qū)草地退化是一個(gè)在空間上影響面積大,在時(shí)間上持續(xù)時(shí)間長的連續(xù)變化過程。這一過程基本是連續(xù)的,總體上不存在 90 年代至今的急劇加強(qiáng)[5]。工程期 8 年(2005—2012年),全區(qū)草地面積凈增加123.70 km2,水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)面積凈增加 287.87 km2,荒漠生態(tài)系統(tǒng)的面積凈減少 492.61 km2。草地退化狀態(tài)不變的面積為 60 213.5 km2,占草地退化態(tài)勢面積總量的 68.52%;輕微好轉(zhuǎn)、明顯好轉(zhuǎn)類型的面積分別為 21 834.7 km2和 5 425.8 km2,占草地退化態(tài)勢面積總量的 24.85% 和 6.17%;新發(fā)生草地退化的面積僅占0.12%,而退化加劇發(fā)生類型的面積為 297.5 km2,占草地退化態(tài)勢面積總量的 0.34%[6]。
2.2 針對(duì)“草地植被覆蓋度平均提高 20%—40%,高寒草甸草地通過 5 年封育,植被覆蓋度達(dá)到 60%—70%,高寒草原草地通過 7—10 年封育,植被覆蓋度達(dá)到 40%—50%,嚴(yán)重退化草地通過 5 年封育并輔助人工措施,植被覆蓋度達(dá)到 70%—80%”的規(guī)劃目標(biāo),評(píng)估分析認(rèn)為,與工程實(shí)施前相比,三江源區(qū)植被覆蓋度明顯好轉(zhuǎn),但并未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)
據(jù)遙感監(jiān)測,與工程實(shí)施前 8 年(1997—2004 年)相比,工程期 8 年三江源地區(qū)平均植被覆蓋度明顯提高,植被覆蓋度增長地區(qū)的總面積占三江源全區(qū)總土地面積的79.18%,其中植被覆蓋度輕微好轉(zhuǎn)的面積占 43.67%,明顯好轉(zhuǎn)的面積占 35.51%,而覆蓋度變差區(qū)域的面積僅占7.76%。從空間分布看,植被覆蓋度明顯提高的地區(qū)主要集中于興??h北部和瑪多縣,增加幅度在 10% 以上。
圖1 三江源生態(tài)保護(hù)與建設(shè)一期工程生態(tài)成效綜合評(píng)估技術(shù)方法框架
地面觀測表明,工程期 8 年天然草地植被覆蓋度為69%—83%,總體上呈增加趨勢,特別是溫性草原類明顯增加(回歸斜率 1.09%/a),而高寒草原和高寒草甸類略有降低。工程期 8 年各類草地平均覆蓋度與工程實(shí)施前 8 年相比,三類草地的平均覆蓋度增加了5.6%,其中,溫性草原類草地的平均覆蓋度增加了12%,高寒草原類草地的平均覆蓋度增加了1.6%,高寒草甸類草地的平均覆蓋度降低了3.2%。這表明,生態(tài)工程實(shí)施對(duì)草地覆蓋度的提高具有較好的促進(jìn)作用,但提高幅度仍然有限(表1)。
2.3 針對(duì)“增加保持水土、涵養(yǎng)水源能力,水源涵養(yǎng)量增加 13.20 億 m3,減少水土流失 1 139.48萬 m3”規(guī)劃目標(biāo),評(píng)估分析認(rèn)為林草生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量增加 22.22億 m3,生態(tài)系統(tǒng)水土保持服務(wù)能力提升,但降雨量大幅度增加導(dǎo)致水土流失量增加了1 572.33 萬 m3
根據(jù)模型估算,工程實(shí)施前 8 年(1997—2004年)三江源區(qū)森林、草地生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務(wù)在波動(dòng)中有所提升,平均水源涵養(yǎng)量為142.49 億 m3/a,變化趨勢為1.66 億 m3/10 a。工程期 8 年林草生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量為164.71 億 m3/a,變化趨勢為 19.35 億 m3/10 a,年平均水源涵養(yǎng)量在工程期 8 年比工程實(shí)施前 8 年增加了 22.22 億 m3。長江、黃河、瀾滄江源頭流域林草生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務(wù)分布差異明顯,工程實(shí)施前8年平均水源涵養(yǎng)量分別為 61.18 億 m3/a、62.93 億m3/a 和 25.52 億m3/a,單位面積水源涵養(yǎng)量 371.59 m3/hm2、624.77 m3/hm2和 690.02 m3/hm2。與三江源全區(qū)平均水平相比,瀾滄江與黃河源流域分別高 60.22% 和 45.07%,而長江源流域則低 13.72%。工程實(shí)施后,各流域林草生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量均有所提高,分別增加了 9.23 億m3/a、10.48 億 m3/a 和 1.30 億 m3/a。據(jù)測算,三江源區(qū)水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量 2004 年為 242.39 億 m3,2012 年為 244.24 億m3,相比增加了1.85 億m3,其中,黃河源流域增加了0.60 億 m3,長江源流域和瀾滄江源流域水體與濕地的水源涵養(yǎng)量分別減少了0.27 億 m3和 0.05 億 m3。
根據(jù)水土流失方程估算,工程實(shí)施前 8 年,年均水土保持服務(wù)量為 5.46 億 t,年均土壤流失量為 3.0 億 t。工程期 8 年,年均水土保持服務(wù)量為 7.23 億 t,較工程前 8 年增加了1.77 億 t(1.39 億 m3),增長了32.5%,反映生態(tài)工程實(shí)施后因植被覆蓋度增加生態(tài)系統(tǒng)保持水土的能力增強(qiáng);年均土壤流失量為 3.2 億 t,較工程前 8 年增加了0.2 億 t(1 572.33 萬 m3),主要原因是近幾年降雨量大幅增加造成了降雨侵蝕力的明顯提高,建議今后科學(xué)部署人工增雨工程。根據(jù)三江源地區(qū)各水文站觀測得到的累計(jì)輸沙量年際變化,可以得知 2004—2012 年土壤侵蝕總體上呈增加的趨勢。
表1 《青海三江源自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)和建設(shè)總體規(guī)劃》草地覆蓋度目標(biāo)完成情況
2.4 針對(duì)“人工增雨工程的實(shí)施,預(yù)計(jì)每年在作業(yè)區(qū)內(nèi)增加降水80億m3,黃河徑流增加12億m3”的規(guī)劃目標(biāo),評(píng)估分析認(rèn)為,黃河流域河川徑流量在生態(tài)工程實(shí)施后有較快的恢復(fù),達(dá)到了黃河徑流增加12億m3的目標(biāo),但從長期趨勢看,黃河流域年徑流量下降的趨勢仍沒有得到扭轉(zhuǎn);三江源地區(qū)向下游提供的水資源水質(zhì)始終保持優(yōu)良
根據(jù)水文站徑流量數(shù)據(jù)可知(表2),黃河流域河川徑流量在生態(tài)工程實(shí)施后有較快的恢復(fù),與生態(tài)工程實(shí)施前8年平均年徑流量比較,唐乃亥站增加了 36.9 億 m3,吉邁站增加了17.1 億 m3,但從長期趨勢看,黃河流域年徑流量下降的趨勢仍沒有得到扭轉(zhuǎn)。由于氣候變暖、冰雪加速融化的原因,長江流域沱沱河水文站年徑流量一直處于增加中;長江流域直門達(dá)水文站徑流量在工程期 8 年有較快的恢復(fù),與生態(tài)工程實(shí)施前 8 年平均年徑流量比較,增加了39.2 億 m3(>表3),而且從長期趨勢看,長江流域年徑流量下降的趨勢初步得到遏制。
表2 黃河源區(qū)唐乃亥站和吉邁站供水指標(biāo)變化
表3 長江源區(qū)直門達(dá)站和沱沱河站供水指標(biāo)變化
從三江源區(qū)長江、黃河、瀾滄江三大流域主要控制斷面監(jiān)測的水質(zhì)情況看(表4),工程期,絕大部分監(jiān)測斷面的水質(zhì)屬于 Ⅰ類和Ⅱ類,只有少數(shù)斷面水質(zhì)為Ⅲ類,說明三江源地區(qū)始終在向下游提供水質(zhì)優(yōu)良的水資源。
表4 三江源區(qū)三大流域主要控制斷面水質(zhì)情況
2.5 針對(duì)“提高野生動(dòng)植物棲息地環(huán)境質(zhì)量,80%的國家重點(diǎn)保護(hù)物種得到保護(hù)”等規(guī)劃目標(biāo),評(píng)估分析得出,三江源18個(gè)自然保護(hù)區(qū)野生動(dòng)植物棲息地環(huán)境質(zhì)量均得到了不同程度的提高,除氣候影響以外,一期工程具有正面作用
(1)生態(tài)系統(tǒng)類型面積變化。工程前14 年(1990—2004 年),三江源自然保護(hù)區(qū)農(nóng)田、森林、草地、濕地和水體生態(tài)系統(tǒng)面積減少,荒漠生態(tài)系統(tǒng)和其他面積增加。工程期 8 年,森林、草地、濕地和水體生態(tài)系統(tǒng)面積增加,荒漠生態(tài)系統(tǒng)和其他面積減少。
(2)土地覆被轉(zhuǎn)類指數(shù)。三江源自然保護(hù)區(qū)土地覆被轉(zhuǎn)類指數(shù)在工程期 8 年明顯好于工程前14 年,指數(shù)類型由下降為主轉(zhuǎn)為以上升和穩(wěn)定為主,其中以星星海、扎陵—鄂陵湖、阿尼瑪卿、江西和多可河等保護(hù)區(qū)表現(xiàn)明顯,反映出宏觀生態(tài)狀況明顯好轉(zhuǎn)。
(3)植被覆蓋度。從多年平均植被覆蓋度來看,各保護(hù)區(qū)工程期 8 年均出現(xiàn)不同程度的提高,其中 14 個(gè)保護(hù)區(qū)的植被覆蓋度增幅超過了非保護(hù)區(qū),說明除氣候變化影響以外,生態(tài)工程的實(shí)施在一定程度上促進(jìn)了植被的恢復(fù)。從植被覆蓋度變化趨勢可以看出,中鐵-軍功等 9 個(gè)保護(hù)區(qū)表現(xiàn)為先減少后增加趨勢,東仲等 9 個(gè)保護(hù)區(qū)表現(xiàn)為持續(xù)增加趨勢,其中 7 個(gè)保護(hù)區(qū)的植被覆蓋度增幅高于非工程區(qū)。
(4)植被凈初級(jí)生產(chǎn)力變化。工程期 8 年平均植被凈初級(jí)生產(chǎn)力與工程實(shí)施前 14 年相比,各保護(hù)區(qū)皆表現(xiàn)為增加。與非保護(hù)區(qū)相比,部分保護(hù)區(qū)草地植被凈初級(jí)生產(chǎn)力增加趨勢更為明顯。
(5)草地產(chǎn)草量變化。工程期 8 年與工程實(shí)施前14年相比,各自然保護(hù)區(qū)草地產(chǎn)草量皆呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)態(tài)勢,增幅最大的是格拉丹東、索加-曲麻河和扎陵湖-鄂陵湖自然保護(hù)區(qū)。
2.6 針對(duì)“39%的沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)得到有效恢復(fù)”等規(guī)劃目標(biāo),評(píng)估分析認(rèn)為,三江源區(qū)水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)整體有所恢復(fù),不同區(qū)域恢復(fù)程度不同
工程期 8 年,三江源區(qū)水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)面積凈增加 280.01 km2。其中,位于治多縣的瑪日達(dá)錯(cuò)面積凈增加82.41 km2,鹽湖面積凈增加 78.71 km2,而瑪多縣的鄂陵湖面積凈增加 74.72 km2。此外,治多縣的庫賽湖和海丁諾爾以及唐古拉山鄉(xiāng)的烏蘭烏拉湖水域面積擴(kuò)張也比較明顯,水域面積分別增加 69.49 km2、62.67 km2和 62.48 km2。重點(diǎn)濕地封育保護(hù)工程主要分布在果宗木查、當(dāng)曲、約古宗列、扎陵-鄂陵湖、星星湖、年保玉則保護(hù)區(qū),規(guī)劃保護(hù)面積 160.12 萬畝,其中:核心區(qū) 89.77 萬畝、緩沖區(qū) 70.35 萬畝。工程期內(nèi),6 個(gè)保護(hù)區(qū)濕地面積新增了20.19 萬畝,說明濕地與水體的恢復(fù)同時(shí)受到氣候變化和生態(tài)工程的正面作用(表5)。
表5 重點(diǎn)濕地封育保護(hù)規(guī)劃面積與濕地新增面積(萬畝)
(1)氣候變化和主要工程措施有利于生態(tài)恢復(fù)。工程實(shí)施前 8 年,三江源區(qū)年平均溫度均值為 -0.14oC,年均降水量為 463.56 mm,而工程期站點(diǎn)年平均溫度均值為 0.48oC,年均降水量為518.66 mm,分別增加了0.62oC 和 55.10 mm;工程實(shí)施前8年年均降水量增加趨勢為 7.02 mm/10a,工程期則為 68.44 mm/10a,增加的趨勢明顯,除了降水本身存在周期性規(guī)律以外,與實(shí)施人工增雨關(guān)系很大。年均溫度和年均降水量的明顯提高,導(dǎo)致植被返青期提前,對(duì)植被生長起到了促進(jìn)作用,使植被覆蓋度和生產(chǎn)力均明顯增加,有利于植被的生態(tài)恢復(fù)。同時(shí),主要工程措施的開展也對(duì)該地區(qū)生態(tài)保護(hù)和建設(shè)工程成效產(chǎn)生了重要作用。通過生態(tài)移民和減畜措施,草地載畜壓力減輕。鼠害防治、草地圍欄、人工草地建設(shè)和天然草地改良等工程措施都對(duì)植被恢復(fù)作出了積極的貢獻(xiàn)。
(2)生態(tài)系統(tǒng)宏觀結(jié)構(gòu)局部改善,草地退化趨勢得到遏制的原因。生態(tài)工程實(shí)施以來,三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化速率明顯趨緩,并朝著更合理的方向發(fā)展,其原因與氣候變化和人類活動(dòng)調(diào)整有很大關(guān)系。溫度和降水量的增加,促使該地區(qū)的氣候特征在很大程度上趨于暖濕化,導(dǎo)致荒漠化進(jìn)程減緩,荒漠面積減少,水體面積增加。工程區(qū)人類活動(dòng)減少,生態(tài)移民、減畜等措施使得該地區(qū)的土地利用強(qiáng)度降低,人類干擾對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的作用和影響減小,促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)宏觀結(jié)構(gòu)局部改善,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化速度趨緩,草地退化趨勢在一定程度上得到遏制。
(3)草地生態(tài)系統(tǒng)壓力減輕的原因。工程實(shí)施后,三江源區(qū)的草地載畜壓力明顯減輕。其一是氣候變化和人工降雨導(dǎo)致草地生產(chǎn)力的提高,使草地的理論載畜量有所增加;其二是大幅度的減畜工作使得草地現(xiàn)實(shí)載畜量明顯下降。兩方面的原因使該地區(qū)的草畜矛盾趨緩,草地生態(tài)系統(tǒng)壓力減輕。
(4)林草生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量及濕地與水體水分調(diào)節(jié)量明顯提高的原因。由于氣候因素和工程措施的共同作用,導(dǎo)致三江源區(qū)林草生態(tài)系統(tǒng)植被覆蓋度、生產(chǎn)力明顯提高,退化生態(tài)系統(tǒng)有所恢復(fù),整體生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量明顯提高,使得林草生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量明顯提高。同時(shí),由于水體面積的增大,使得水體水量調(diào)節(jié)能力也明顯提高。
(5)生態(tài)系統(tǒng)保持水土能力有所增加,但水土流失量也略有增加的原因。植被恢復(fù)和生態(tài)環(huán)境的改善促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)保持水土能力的增強(qiáng),但近幾年降雨量大幅增加在促進(jìn)植被生長外,也造成了降雨侵蝕力的明顯提高,使得水土流失量有所增加。
(6)流域徑流調(diào)節(jié)功能有所上升的原因。近年來,三江源區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)徑流調(diào)節(jié)功能略有提高,這在一定程度上體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的成效。植被恢復(fù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)徑流調(diào)節(jié)功能的提高起到了積極作用,使生態(tài)系統(tǒng)的水分涵養(yǎng)能力增強(qiáng),蓄水功能提高,對(duì)徑流的消峰填谷作用有所加強(qiáng)。另一方面,流域融水量的增加不僅促進(jìn)了植被的恢復(fù),而且也使徑流的季節(jié)分配更趨合理。但是也應(yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)到,由于氣候變暖造成的冰川融水量增加有可能給該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)帶來長期的負(fù)面影響。
(7)重點(diǎn)工程區(qū)生態(tài)系統(tǒng)明顯好轉(zhuǎn)的原因。三江源區(qū)近期氣候趨向暖濕化,降水增加,氣溫升高,冰川融水增多,有助于生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。同時(shí),實(shí)施的重點(diǎn)生態(tài)工程,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)也發(fā)揮了重要作用,比如,退牧還草工程使得工程區(qū)家畜數(shù)量減少,草地現(xiàn)實(shí)載畜量明顯下降;黑土灘退化草地治理和鼠害防治工程,有利于已經(jīng)退化草地的恢復(fù)和防止新的草地退化發(fā)生;封山育林工程使得森林面積、郁閉度、蓄積量均有所增加;濕地封育保護(hù)避免了人類擾動(dòng)對(duì)濕地的影響;生態(tài)移民/建設(shè)養(yǎng)畜/太陽能利用等措施有利于減少自然保護(hù)區(qū)的人類干擾,降低土地利用強(qiáng)度。以黃河源工程區(qū)為主的人工增雨作業(yè),增加了土壤水分,擴(kuò)大了湖泊濕地面積;草地恢復(fù)和草地生產(chǎn)力的提高,增加了草地的理論載畜量,增加了水源涵養(yǎng)和調(diào)節(jié)能力,對(duì)下游地區(qū)的生態(tài)和生產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。
目前工程的實(shí)施僅是起步,具有局部性、初步性特點(diǎn)。目前三江源一期工程的覆蓋范圍占三江源區(qū)面積的 42%。工程實(shí)施 8 年以來,草地退化態(tài)勢明顯好轉(zhuǎn)的面積僅占原有退化草地面積 6.17%,且僅是長勢好轉(zhuǎn),群落結(jié)構(gòu)尚未明顯好轉(zhuǎn);草地退化態(tài)勢遏制(即原退化狀況不變)的面積占原有退化草地面積的 68.52%,草地退化治理的任務(wù)仍然十分艱巨。鼠害治理和水土保持治理的形勢依然嚴(yán)峻,需要繼續(xù)探索長期有效治理途徑。
4.1 提高科學(xué)認(rèn)識(shí),制定長期規(guī)劃,調(diào)整不合理的規(guī)劃指標(biāo)與措施
目前的生態(tài)建設(shè)規(guī)劃年限偏短,缺乏前瞻性的長期部署,對(duì)未來氣候變化對(duì)高原生態(tài)系統(tǒng)可能產(chǎn)生的影響也缺少針對(duì)性考慮。建議在開展短期生態(tài)建設(shè)規(guī)劃外,組織專家制定青海三江源區(qū)長期(50 年)生態(tài)保護(hù)與建設(shè)規(guī)劃綱要,用于指導(dǎo)該區(qū)生態(tài)保護(hù)與建設(shè)工作。同時(shí),對(duì)于已有生態(tài)建設(shè)規(guī)劃中存在的不合理目標(biāo),如“草地植被蓋度提高平均20%—40%”,實(shí)際上由于高寒草地的天然特性決定了提高幅度有限,不能達(dá)到該項(xiàng)目標(biāo),應(yīng)當(dāng)在科學(xué)論證的基礎(chǔ)上加以調(diào)整。
近幾年降雨量較大幅度的增加在促進(jìn)植被生長的同時(shí),也造成了降雨集中季節(jié)土壤侵蝕力的明顯提高,使水土流失量有所增加,建議今后科學(xué)部署人工增雨工程,避免天然降雨與人工降雨的高強(qiáng)度疊加。
4.2 盡快建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制,發(fā)展“減壓增效”新型草地畜牧業(yè)
青海三江源自然保護(hù)區(qū)的核心生態(tài)屏障功能是為下游提供穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的水源。建議加大國家財(cái)政支持力度,同時(shí),建立有效的流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。鼓勵(lì)補(bǔ)償資金用于草地畜牧業(yè)的改造,發(fā)展成為“現(xiàn)代”與“傳統(tǒng)”、“集約”與“分散”相結(jié)合的“減壓增效”新型畜牧業(yè),通過推廣先進(jìn)的畜牧業(yè)技術(shù)和管理方法提高草地畜牧業(yè)效率,減輕草地壓力。
4.3 以人為本,加大科技推廣與教育投入
青海三江源區(qū)屬傳統(tǒng)藏區(qū),基層農(nóng)牧業(yè)科技推廣體系薄弱,先進(jìn)的生態(tài)畜牧業(yè)科技難以普及推廣。建議學(xué)習(xí)內(nèi)蒙古自治區(qū)的成功經(jīng)驗(yàn),大力支持農(nóng)牧業(yè)科技推廣體系的建立,在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)促進(jìn)農(nóng)牧民共同富裕。
三江源區(qū)人口增長迅速,而牧區(qū)的核心生計(jì)是草地畜牧業(yè),靠行政命令生硬地削減牲畜數(shù)量的難度加大。從長遠(yuǎn)治本的角度,應(yīng)加大對(duì)牧民子女的教育投入,激勵(lì)牧民送子女上學(xué),力爭用 10—15 年的時(shí)間,通過提高就業(yè)能力轉(zhuǎn)變牧民后代的生計(jì),將部分人口移出草地,從根本上實(shí)現(xiàn)草地的減壓減負(fù)。對(duì)留在草地上的新一代牧民培訓(xùn),使其掌握現(xiàn)代化的生態(tài)畜牧業(yè)技能,實(shí)現(xiàn)科學(xué)養(yǎng)畜和保護(hù)生態(tài)的雙贏。同時(shí),引導(dǎo)當(dāng)?shù)厝嗣駨氖聦?duì)草地生態(tài)系統(tǒng)壓力較小的產(chǎn)業(yè)。
4.4 建立三江源區(qū)生態(tài)綜合監(jiān)測評(píng)估的穩(wěn)定運(yùn)行機(jī)制
雖然目前生態(tài)監(jiān)測和評(píng)估工作已取得了一定的成果,但是由于該項(xiàng)工程是在國家發(fā)改委主管下,按照生態(tài)工程建設(shè)項(xiàng)目要求執(zhí)行的一項(xiàng)為期8年的工程項(xiàng)目,其生態(tài)監(jiān)測工作僅為工程項(xiàng)目服務(wù),其主要目的是開展工程成效的評(píng)價(jià),而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)長期變化的監(jiān)測和分析缺乏戰(zhàn)略性的部署。另一方面,由于經(jīng)費(fèi)的限制以及前期設(shè)計(jì)的缺陷,目前已建立的生態(tài)監(jiān)測評(píng)價(jià)體系存在以下問題:(1)由于工程項(xiàng)目生態(tài)監(jiān)測工作的科技力量投入等限制,地面監(jiān)測和遙感監(jiān)測目前缺乏銜接,沒有真正達(dá)到空地一體化綜合監(jiān)測的目的;(2)由于工程項(xiàng)目生態(tài)監(jiān)測工作的資金與科技力量投入等限制,地面生態(tài)監(jiān)測觀測站點(diǎn)雖然已經(jīng)設(shè)置了400 多個(gè)基礎(chǔ)站和 16 個(gè)綜合站,但缺乏綜合性骨干中心站和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的安排,很難實(shí)現(xiàn)更有效的監(jiān)測和評(píng)估;(3)工程項(xiàng)目生態(tài)監(jiān)測和評(píng)估工作沒有能夠建立穩(wěn)定的運(yùn)行機(jī)制,主要表現(xiàn)在沒有連續(xù)的經(jīng)費(fèi)支持,運(yùn)行部門的職責(zé)不清,沒有固定長期的依托單位等。
基于上述情況,我們認(rèn)為,應(yīng)進(jìn)一步完善遙感與地面監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)一體化的綜合監(jiān)測體系。突破生態(tài)系統(tǒng)空地一體化監(jiān)測與評(píng)估的關(guān)鍵技術(shù)方法,以生態(tài)工程(一期)設(shè)置的觀測站為基礎(chǔ),構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)地面長期監(jiān)測體系,在生態(tài)工程(一期)構(gòu)建的生態(tài)監(jiān)測評(píng)估遙感信息平臺(tái)的基礎(chǔ)上,建立生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測評(píng)估和生態(tài)安全預(yù)警業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng),為青海三江源區(qū)生態(tài)保護(hù)二期工程以及該區(qū)域的生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。
1 邵全琴, 樊江文, 等. 三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)綜合監(jiān)測與評(píng)估. 北京: 科學(xué)出版社, 2012.
2 青海省人民政府. 青海三江源自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)和建設(shè)總體規(guī)劃. 2005.
3 青海省地方標(biāo)準(zhǔn). 三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)生態(tài)效果評(píng)估技術(shù)規(guī)范(DB63/T1342-2015). 2014.
4 邵全琴, 樊江文, 劉紀(jì)遠(yuǎn), 等. 三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)一期工程生態(tài)成效評(píng)估. 地理學(xué)報(bào), 2016, 71(1) : 3-20.
5 劉紀(jì)遠(yuǎn), 邵全琴, 徐新良. 近30年來青海三江源地區(qū)草地退化的時(shí)空特征. 地理學(xué)報(bào), 2008, 63(4): 364-376.
6 劉紀(jì)遠(yuǎn), 邵全琴, 樊江文. 三江源區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)估指標(biāo)體系. 地理研究, 2009, 28(2): 273-283.
邵全琴 中科院地理科學(xué)與資源所研究員、博士生導(dǎo)師,區(qū)域環(huán)境與生態(tài)信息研究室主任。近期主要從事陸地生態(tài)系統(tǒng)綜合監(jiān)測與評(píng)估、區(qū)域環(huán)境變化探測與模擬、國家重大生態(tài)工程效果評(píng)估、西部重點(diǎn)生態(tài)區(qū)綜合治理規(guī)劃等研究。主持國家“863”、國家科技支撐計(jì)劃、國家“973”、國家自然科學(xué)基金、中科院“西部行動(dòng)計(jì)劃”等 20 余項(xiàng)科研項(xiàng)目和課題。發(fā)表期刊論文 100 余篇,其中 SCI 文章 20 余篇;出版專著和圖集 5 部,其中 3 部為第一作者;獲軟件著作版權(quán)10余項(xiàng),其中 8 項(xiàng)為第一完成人。獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng) 2 項(xiàng)(分別為第一、四完成人),省市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng) 2項(xiàng)(分別為第二、五完成人),環(huán)保部環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)(第二完成人),2004 年獲國務(wù)院特殊津貼。
E-mail: shaoqq@igsnrr.ac.cn
Shao Quanqin Professor in Laboratory of Regional Environment and Ecological Information, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences. She is major in GIS and Cartology, and her research focus on comprehensive monitoring and assessment of terrestrial ecosystem and ecological projects, detection and simulation of regional environment change, integrated planning for the key ecological area in western China. She has been awarded several prizes, such as the second prizes for national scientific and technical progress, first prizes for scientific and technical progress of provinces, second prize of scientific and technical progress of national ministries. She has published more than 100 peer-reviewed journal papers. She authored or edited five books and atlas, and gained more than 10 software copyrights. E-mail: shaoqq@igsnrr.ac.cn.
劉紀(jì)遠(yuǎn) 男,中科院地理科學(xué)與資源所研究員、博士生導(dǎo)師。主要從事土地利用/土地覆蓋變化、資源環(huán)境信息系統(tǒng)等方面的研究。主持的成果曾先后獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng),中科院科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng),以及國家部門級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng),均排名第一。共發(fā)表研究論文和專著 200 余篇部,其中 SCI 論文 70 余篇,專著 4 部。論文與著作被國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物引用 3 000 余次,其中 SCI 論文引用 800 余次。E-mail: liujy@igsnrr.ac.cn
Liu Jiyuan Male, is a professor in Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences. His main research focus on land use and land cover change, resources and environmental remote sensing and geo-information science. He has been awarded several prizes, such as the second prize and third prize for national scientific and technical progress, first prize of scientific and technical progress of CAS, first prizes of scientific and technical progress of national ministries. He has published more than 200 journal papers and edited 5 books. His papers and books were cited by more than 3 000 times. E-mail: liujy@igsnrr.ac.cn
Target-based Assessment on Effects of First-stage Ecological Conservation and Restoration Project in Three-river Source Region, China and Policy Recommendations
Shao Quanqin Fan Jiangwen Liu Jiyuan Huang Lin Cao Wei Liu Lulu
(Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)
The three-river source region (TRSR) is located in the hinterland of the Qinghai-Tibetan Plateau. As the source region for the Yangtze, Yellow, and Lancang rivers, the TRHR is often referred to as the ‘Chinese water tower’. Nevertheless, in recent decades, owing to the impact of rapid climate change and intense human activities, the ecosystem in this area have undergone severe degradation which posed a serious threat to the ecological security of regions downstream from the TRHR. To tackle the ecological deterioration, the first-stage of an ecological conservation and restoration project in the TRSR was launched in 2005. A comprehensive scientific understanding of the ecological effects and problems of the project is critical for adjustment of the project implementation. Therefore, improving and consolidating the effects of ecological conservation and restoration was significant for the future large-scale ecological conservation and restoration. Based on the targets of ‘The general planning on ecological conservation and restoration in the TRSR nature reserve in Qinghai Province’ (abbreviated here to ‘The Plan’), we carried out the monitoring and assessment on the ecosystem condition, change trend, and driving forces in the TRSR, in addition to the comprehensive assessment of the ecological effects of the project. The results showed that since the beginning of the project, the overall trends in ecosystem degradation have been initially contained and partial improved, the ecological effects of this project are remarkable, and the objectives of ‘The Plan’ have been basically achieved. However, the situation of the regional ecosystem in the TRSR is still far from the ideal state. In order to achieve the ultimate goal of "entire recovery, overall improvement, healthy ecosystem, stable functions", we must expand the protect scope and maintain the protection for long term.
the first-stage ecological conservation and restoration project in the TRSR, assessment on ecological effects, policy recommendations
*資助項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41571504),國家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAC03B00)
**通訊作者
修改稿收到日期:2016年7月5日
DOI10.16418/j.issn.1000-3045.2017.01.005