基于不同生態(tài)恢復(fù)力評價方法的國土空間生態(tài)修復(fù)策略研究

摘 要：通過比值法、趨勢法和指標(biāo)體系評估法三種評價方法，對陜西省定邊縣全域生態(tài)恢復(fù)力水平進行了計算分析。比值法分析結(jié)果顯示張崾先鎮(zhèn)南部、姬塬鎮(zhèn)和學(xué)莊鄉(xiāng)的可承受干擾強度較大，干擾消除后的恢復(fù)幅度也較高；趨勢法分析顯示姬塬鎮(zhèn)、馮地坑鎮(zhèn)、張崾先鎮(zhèn)、學(xué)莊鄉(xiāng)以及定邊街道東部的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)周期較短；指標(biāo)分析評估法分析結(jié)果顯示南部大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)恢復(fù)力水平絕大部在優(yōu)良以上，定邊街道東部與磚井鎮(zhèn)北部區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)力水平也比較高。綜合三種方法的分析結(jié)果顯示：2001—2020年，定邊縣生態(tài)恢復(fù)力呈現(xiàn)增長優(yōu)化趨勢，但本底生態(tài)恢復(fù)力水平仍然較低，對人工干預(yù)型生態(tài)修復(fù)措施的需求較高；從生態(tài)恢復(fù)力的空間分布分析，南部白于山區(qū)的恢復(fù)力強度明顯較高，適用保育保護型修復(fù)措施，西北部鹽湖濕地區(qū)則是人工生態(tài)修復(fù)工程布設(shè)的重點。全縣19個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（含街道辦事處）中，適用自然封育保護策略鄉(xiāng)鎮(zhèn)4個，適用工程輔助自然恢復(fù)策略鄉(xiāng)鎮(zhèn)5個，適用工程生態(tài)修復(fù)策略鄉(xiāng)鎮(zhèn)8個，適用工程生態(tài)重建策略鄉(xiāng)鎮(zhèn)2個。研究結(jié)果表明不同分析方法的結(jié)果存在差異，綜合多種恢復(fù)力判斷依據(jù)能為選擇合適的生態(tài)修復(fù)策略提供支撐。

關(guān)鍵詞：生態(tài)恢復(fù)力；生態(tài)修復(fù)策略；評價方法；生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量；定邊縣

中圖分類號：X826 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-9655（2024）06-00-07

0 引言

生態(tài)修復(fù)是指針對已受到干擾或損害的生態(tài)系統(tǒng)，遵循生態(tài)學(xué)原理和規(guī)律，主要依靠生態(tài)系統(tǒng)的自組織、自調(diào)節(jié)能力以及進行適當(dāng)?shù)娜藶橐龑?dǎo)，以遏制生態(tài)系統(tǒng)的進一步退化[1]。從廣義上來說，所有對現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生有助于其正向自然演替——即符合無人為干擾情況下的生態(tài)系統(tǒng)演替方向、并能增加生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和穩(wěn)定性的活動，均可以納入生態(tài)修復(fù)的范疇[2]。通過自然或者人為的生態(tài)修復(fù)活動，有意識地引導(dǎo)和助力區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)，提高自然生產(chǎn)力水平，可有效提高區(qū)域生態(tài)環(huán)境承載能力，更好的助力可持續(xù)發(fā)展[3]。

選擇適宜的生態(tài)修復(fù)策略是區(qū)域生態(tài)修復(fù)工作開展的必要前提。影響區(qū)域生態(tài)修復(fù)策略選擇的因素眾多，生態(tài)功能定位、區(qū)域發(fā)展方向、生態(tài)本底質(zhì)量與恢復(fù)潛力等均可作為生態(tài)修復(fù)策略的選擇依據(jù)。目前，學(xué)界內(nèi)相關(guān)研究多見于以生態(tài)功能定位[4， 5]和區(qū)域發(fā)展方向[6， 7]等決定區(qū)域生態(tài)修復(fù)策略。這種理論的優(yōu)勢在于重點突出功能性定位，對生態(tài)本底條件的評價依賴性較低，數(shù)據(jù)需求較少；缺點是忽略了生態(tài)系統(tǒng)自然恢復(fù)能力即生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的差異，對自然生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)、自我完善功能缺乏重視。

生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力是指生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾，偏離平衡狀態(tài)后所表現(xiàn)出的自我維持、自我調(diào)節(jié)及抵抗外界各種壓力和擾動的能力，包括維持其重要特征，如生物組成、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能[8]。生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力水平表征著區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)自然恢復(fù)與演替的能力、強度與效率，決定著研究區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)需要人為干預(yù)的程度[9]。通過對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力及其主要影響因素的分析評價，可以指導(dǎo)一定空間尺度的國土空間生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)策略，科學(xué)部署生態(tài)修復(fù)工程，更好的體現(xiàn)國土空間生態(tài)修復(fù)“自然恢復(fù)為主，人工修復(fù)為輔”的總體方針[10]。目前國內(nèi)外學(xué)者已對生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的定性定量方法開展了大量研究，主要的分析方法包括閾值法、替代指標(biāo)法、實驗方法等。然而，目前的恢復(fù)力測量方法均存在諸多限制，不同評價方法的側(cè)重點和評價結(jié)果存在差異。單一評價方法的局限性限制了在實際修復(fù)工程實施策略選擇中的推廣和應(yīng)用。從國內(nèi)外研究對生態(tài)恢復(fù)力的評價方法分類來看，恢復(fù)力的測量評價方法大體分為閾值法、替代指標(biāo)法和實驗實測法三種[11]。其中實驗實測法需要進行生態(tài)系統(tǒng)外界干擾因素人為控制下的野外實驗[11]，評價周期較長，實現(xiàn)難度較大。閾值法是通過計算測定生態(tài)系統(tǒng)受干擾狀況下可恢復(fù)正常的損害閾值和時間閾值來衡量其恢復(fù)力

強弱[12]，本研究所采用的比值法和趨勢法分別側(cè)重于損害閾值和時間閾值的恢復(fù)力評價閾值法。替代指標(biāo)法以相關(guān)因子表征生態(tài)恢復(fù)力的各項影響元素，通過因子之間的分層加權(quán)，綜合計算區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)力大小，本研究所采用的指標(biāo)體系評估法正是典型的替代指標(biāo)評價方法，也是目前區(qū)域生態(tài)恢復(fù)力相關(guān)研究中應(yīng)用最為廣泛的評價方法之一[13]。

定邊縣位于陜西省西北部，地處東部農(nóng)耕區(qū)與西部草原牧區(qū)相連接的半干旱生態(tài)帶，自然氣候條件較為惡劣，生態(tài)系統(tǒng)脆弱[14]?？h域內(nèi)地形復(fù)雜多樣、梁峁起伏、溝壑縱橫[15]，生態(tài)問題顯著，生態(tài)修復(fù)需求強烈。本研究擬采用三種不同分析方法對定邊縣縣域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)自然恢復(fù)力進行計算評價分析，通過結(jié)果對比，分析不同類型生態(tài)恢復(fù)力分析評價方法的側(cè)重點和適用性，科學(xué)評價定邊縣國土空間生態(tài)恢復(fù)潛力分布，合理布局國土空間生態(tài)修復(fù)方式策略，充分發(fā)揮自然生態(tài)系統(tǒng)自身抵抗不良干擾能力，減少人為干預(yù)和二次破壞，為定邊縣遵循生態(tài)系統(tǒng)自然演替規(guī)律合理安排生態(tài)修復(fù)工程項目提供參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

在本研究中，為增加評價結(jié)果的可信度，比照不同分析方法下研究區(qū)域生態(tài)恢復(fù)力分布的異同，根據(jù)獲取數(shù)據(jù)的時間尺度（年度數(shù)據(jù)），擬基于生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評價結(jié)果，通過比值法、趨勢法和指標(biāo)體系評估法三種方法分別進行區(qū)域生態(tài)恢復(fù)力評價。使用到的數(shù)據(jù)包括植被覆蓋度、總初級生產(chǎn)力（GPP）、降水、氣溫、蒸散發(fā)、土壤、地形、土地利用、凈初級生產(chǎn)力（NPP）等數(shù)據(jù)。

本研究中，生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評價、比值法和趨勢法分析使用數(shù)據(jù)為多年長期持續(xù)數(shù)據(jù)，其中植被覆蓋度以歸一化植被指數(shù)（NDVI）表示[16]，數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云（https：//www.gscloud.cn/）

下載的2001—2020年landsat遙感數(shù)據(jù)，時間選擇植被覆蓋度較高的7—8月，云量要求小于20%[17]。總初級生產(chǎn)力（GPP）和凈初級生產(chǎn)力（NPP）原始數(shù)據(jù)采用MODIS17A2H1000m精度中國2001—2020年GPP數(shù)據(jù)。定邊縣域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)分區(qū)數(shù)據(jù)以5年為分類周期，2000、2005、2010、2015年四個周期分別采用中科院地理所資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心提供的當(dāng)年度中國陸地生態(tài)系統(tǒng)類型柵格，2020年采用定邊縣自然資源局提供的2020年度土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫地類圖斑數(shù)據(jù)進行分類處理后的生態(tài)系統(tǒng)分類數(shù)據(jù)。

指標(biāo)體系評估法所使用數(shù)據(jù)為區(qū)域多年平均數(shù)據(jù)。其中，土壤數(shù)據(jù)采用HWSD全球土壤數(shù)據(jù)庫，精度1000 m。降水?dāng)?shù)據(jù)采用WFSR全球氣象數(shù)據(jù)庫多年平均數(shù)據(jù)，氣溫數(shù)據(jù)來源于世界天氣網(wǎng)站（https：//rp5.ru/），蒸騰蒸散數(shù)據(jù)采用《1981—2015年中國陸地生態(tài)系統(tǒng)蒸騰蒸散比數(shù)據(jù)集》。

1.2 生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評價方法

1.2.1 生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評價

生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量是評估其恢復(fù)能力的重要參考依據(jù)，本研究以《HJ 1172-2021全國生態(tài)狀況調(diào)查評估技術(shù)規(guī)范生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評估》（以下簡稱《生態(tài)調(diào)查規(guī)范》）中的生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)[18]作為區(qū)域生態(tài)狀況優(yōu)劣的衡量指標(biāo)，采取分區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)類型選取參照值的方法以植被覆蓋度（FVC）、葉面積指數(shù)（LAI）、總初級生產(chǎn)力（GPP）構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)綜合質(zhì)量指數(shù)，其中葉面積指數(shù)（LAI）以NDVI柵格作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采用ARCGIS柵格計算器分段計算得到。計算公式如下：

（1）

分區(qū)參照《全國生態(tài)功能區(qū)劃》的242個生態(tài)功能區(qū)邊界，生態(tài)系統(tǒng)類型參照中科院地理所對中國陸地生態(tài)系統(tǒng)類型的7大類分類[19]。以每個分區(qū)內(nèi)不同類型生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)參數(shù)最大值作為參照值，依次計算分區(qū)內(nèi)每個生態(tài)系統(tǒng)參數(shù)值與參照值的比值，得到該分區(qū)內(nèi)該生態(tài)參數(shù)的相對密度。分別對植被覆蓋度、葉面積指數(shù)、總初級生產(chǎn)力分區(qū)分類型計算相對密度，結(jié)果進行歸一化。

生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量計算公式如下：

EQIi， j=（LAIi， j+FVCi， j+GPPi， j）/3*100（2）

式中：EQIi， j—第i年第j分區(qū)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量；

LAIi， j—第i年第j分區(qū)葉面積指數(shù)相對密度；

FVCi， j—第i年第j分區(qū)植被覆蓋度相對密度；

GPPi， j—第i年第j分區(qū)總初級生產(chǎn)力相對密度。

1.2.2 基于特征狀態(tài)比值的生態(tài)恢復(fù)力評價方法

比值法以受干擾年份的區(qū)域生態(tài)質(zhì)量與干擾結(jié)束年份的生態(tài)質(zhì)量進行對比，以比值大小表征區(qū)域生態(tài)恢復(fù)力的強弱。計算公式：

（3）

式中：Δ—生態(tài)恢復(fù)力；Yn—無異常干擾的正常年份區(qū)域生態(tài)質(zhì)量或功能重要性（即區(qū)域生態(tài)狀態(tài)）多年平均表征值；Ye—所選取異常干擾年份的區(qū)域生態(tài)狀態(tài)表征值；Ye+1—所選取異常干擾結(jié)束后年份的區(qū)域生態(tài)狀態(tài)表征值。本研究篩選了2001—2020年20年間定邊縣縣域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力（NPP）總值較高的年份，以篩選年份的生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量多年平均作為基準(zhǔn)年生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量[20]。

1.2.3 基于變化趨勢的生態(tài)恢復(fù)力評價方法

趨勢法以區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)的變化趨勢來反映區(qū)域生態(tài)總體的恢復(fù)力強度。計算公式為：

Yt=a*t+k（4）

式中：Yt—第t個周期區(qū)域生態(tài)狀態(tài)表征值；a—生態(tài)狀態(tài)隨時間的變化程度；t—時間序列標(biāo)識，一般以年計；k—回歸常數(shù)。套用線性回歸斜率計算公式，可得：

，k=-a* （5）

按照5年周期進行評估，選擇2000、2005、2010、2015、2020共計5年作為特征年。將2000年設(shè)置為t=1，其他各特征年度的t值分別為t2005=6，t2010=11，t2015=16，t2020=21。

—所選特征年時間序列平均值，在本次計算中為11；—特征年生態(tài)質(zhì)量分布柵格平均值，由所選特征年年度生態(tài)質(zhì)量分布柵格疊加計算得到[21]。

1.2.4 基于綜合指標(biāo)體系的生態(tài)恢復(fù)力評價方法

前兩種生態(tài)恢復(fù)力評價方法，均是以生態(tài)質(zhì)量的時間周期變化來表征區(qū)域生態(tài)恢復(fù)力的動態(tài)變化，其特點是指標(biāo)存在時間序列，能有效體現(xiàn)一定時間段內(nèi)的區(qū)域生態(tài)變化趨勢，缺點在于數(shù)據(jù)需求量較大，尤其是年代較為久遠的數(shù)據(jù)，往往不夠齊全和完整，難以支持完整的計算評價體系。指標(biāo)體系評估法，利用已有的多年數(shù)據(jù)平均作為參數(shù)指標(biāo)，以多年平均數(shù)據(jù)反映動態(tài)差異特征，可以基于數(shù)據(jù)收集情況，合理配置指標(biāo)評價體系，合理評價區(qū)域生態(tài)恢復(fù)力。按照目標(biāo)分層法的理論框架，參照相關(guān)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中單因子評價的計算要求，結(jié)合定邊縣生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀特點，構(gòu)建指標(biāo)層-準(zhǔn)則層-目標(biāo)層三級評價體系。選擇準(zhǔn)則層參數(shù)包括：生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量、生物多樣性維護功能、水土保持功能、水源涵養(yǎng)功能、防風(fēng)固沙功能、人為干擾強度[22]。各準(zhǔn)則層參數(shù)柵格進行歸一化處理后，對同一準(zhǔn)則層參數(shù)對應(yīng)的指標(biāo)層?xùn)鸥駪?yīng)用柵格主成分分析工具[23]進行疊加分析，計算得到各指標(biāo)層?xùn)鸥駥?yīng)權(quán)重如表1所示。

在指標(biāo)層參數(shù)中，降雨侵蝕力、土壤可蝕性、地形起伏度、土壤粗糙度、土壤結(jié)皮因子主要參照相關(guān)行業(yè)技術(shù)指南的推薦算法。將土地利用類型和與干擾源距離遠近按照所承載的人類活動強度分級劃分，將高強度干擾用地類型如工礦用地、公路用地等賦低級別，低干擾強度用地類型如林地、湖泊水面等賦值高級別，以表征區(qū)域人為活動干擾程度的強弱。根據(jù)定邊縣自然生態(tài)特征分布，分別進行6個準(zhǔn)則層參數(shù)即生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量、水土保持功能、水源涵養(yǎng)功能、防風(fēng)固沙功能、生境維持功能和人為干擾強度的相應(yīng)權(quán)重的加權(quán)計算，得到全縣生態(tài)恢復(fù)力分布[24]。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于比值法的生態(tài)恢復(fù)力空間格局

結(jié)果分析表明定邊縣近20年生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)總體呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)趨勢，系統(tǒng)質(zhì)量和功能峰值出現(xiàn)在2016—2019年，2001、2011和2015年出現(xiàn)了明顯的下降。因此，生態(tài)質(zhì)量評估基準(zhǔn)年數(shù)據(jù)選擇2016—2019年四年均值，選擇2001、2011和2015年作為受干擾年份代表，以2002、2012和2016年作為干擾結(jié)束年份。同組對照年度的生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量數(shù)據(jù)（圖2（a）～（f）），2001和2002年主要表現(xiàn)出南部白于山區(qū)恢復(fù)力高值區(qū)范圍的擴大，以張崾先鎮(zhèn)、新安邊鎮(zhèn)和學(xué)莊鄉(xiāng)最為明顯；2011和2012年、

2015年和2016年主要表現(xiàn)為中部和西北部恢復(fù)力低值區(qū)范圍的縮小，主要涉及紅柳溝鎮(zhèn)、鹽場堡鎮(zhèn)、白泥井鎮(zhèn)、磚井鎮(zhèn)和安邊鎮(zhèn)。不同年份的主要變化趨勢顯示，定邊縣近20年來區(qū)域生態(tài)質(zhì)量的年際恢復(fù)變化首先出現(xiàn)在生態(tài)本底條件較好的南部山區(qū)，逐步向中北部擴展。

生態(tài)恢復(fù)力分布結(jié)果（圖2（h））顯示，定邊縣整體生態(tài)恢復(fù)力比值區(qū)間位于0～12，表明定邊縣域內(nèi)受干擾后生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的最大波動倍率為

12倍。從空間分布規(guī)律來看，定邊縣大部分區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)力水平仍處在較低值，現(xiàn)階段完全依靠生態(tài)系統(tǒng)的自然演替實現(xiàn)國土空間生態(tài)恢復(fù)的可實現(xiàn)性較低。適用自然恢復(fù)策略的封育保護區(qū)主要分布在南部白于山區(qū)涇河流域的張崾先鎮(zhèn)、姬塬鎮(zhèn)以及東南部無定河流域的學(xué)莊鄉(xiāng)、郝灘鎮(zhèn)，洛河流域?qū)W莊鄉(xiāng)、新安邊鎮(zhèn)、楊井鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)則生態(tài)恢復(fù)潛力最小，適用人為生態(tài)修復(fù)工程和生態(tài)重建工程。

2.2 基于趨勢法的生態(tài)恢復(fù)力空間格局

趨勢法利用5個特征年生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量計算了定邊縣2000—2020年生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)隨時間變化程度

a（可表征生態(tài)恢復(fù)潛力強度）和回歸常數(shù)k（可表征生態(tài)本底質(zhì)量）的變化分布結(jié)果（圖3）。

圖3 基于趨勢法的定邊縣生態(tài)恢復(fù)力評價結(jié)果

趨勢法評價結(jié)果恢復(fù)力水平整體優(yōu)于比值法，說明在20年時間尺度上，定邊縣整體生態(tài)恢復(fù)力水平呈現(xiàn)優(yōu)化趨勢。生態(tài)恢復(fù)力優(yōu)-良-中-低-差級別分區(qū)面積占比分別為12.30%、41.95%、40.71%、4.95%、0.09%。中級和良級區(qū)域面積占比最大，總面積超過5600 km2，表明定邊縣的大部分區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量隨時間變化的趨勢不明顯，自然生態(tài)恢復(fù)力絕對值較低，人工輔助型生態(tài)修復(fù)工程的需求較大。適用自然恢復(fù)型修復(fù)策略（優(yōu)級區(qū)域）區(qū)總面積約839 km2，主要集中分布在學(xué)莊鄉(xiāng)、姬塬鎮(zhèn)、馮地坑鎮(zhèn)、白灣子鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，基本上位于白于山區(qū)涇河和無定河流域。值得一提的是，定邊街道東部馬蓮灘國家沙漠公園區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)潛力分級已達到優(yōu)良級，表明沙漠公園生態(tài)治理已現(xiàn)成效。生態(tài)恢復(fù)力的最低值區(qū)出現(xiàn)在紅柳溝鎮(zhèn)和賀圈鎮(zhèn)，這也是定邊縣人為生產(chǎn)生活活動較為密集的區(qū)域，對生態(tài)系統(tǒng)的干擾程度較大，造成了生態(tài)恢復(fù)潛力較為低下；低值和差值區(qū)集中分布區(qū)位于定邊縣中部，以定邊縣城、安邊鎮(zhèn)和磚井鎮(zhèn)為主。

2.3 基于指標(biāo)體系評估法的生態(tài)恢復(fù)力空間格局

根據(jù)自然地理地貌、氣候水文與生態(tài)系統(tǒng)分布，可將定邊縣自北向南分為鹽堿地生態(tài)區(qū)、風(fēng)沙草灘生態(tài)區(qū)、黃土高原梁塬生態(tài)區(qū)和白于山河源梁生態(tài)區(qū)四個生態(tài)分區(qū)。根據(jù)四個生態(tài)分區(qū)主要生態(tài)功能和面臨的主要現(xiàn)狀生態(tài)問題，設(shè)定準(zhǔn)則層參數(shù)權(quán)重（表2）。

表2 定邊縣生態(tài)恢復(fù)力指標(biāo)評估體系準(zhǔn)則層參數(shù)權(quán)重

準(zhǔn)則層參數(shù) 鹽堿地生態(tài)區(qū) 風(fēng)沙草灘生態(tài)區(qū) 黃土高原梁塬生態(tài)區(qū) 白于山河源梁生態(tài)區(qū)

生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量 0.2 0.2 0.1 0.1

水土保持功能 0.05 0.05 0.3 0.2

水源涵養(yǎng)功能 0.15 0.1 0.3 0.4

防風(fēng)固沙功能 0.15 0.4 0.1 0.05

生境維持功能 0.25 0.1 0.1 0.2

人為干擾強度 0.2 0.15 0.1 0.05

以分區(qū)準(zhǔn)則層權(quán)重對6個準(zhǔn)則層參數(shù)加權(quán)進行計算。對計算結(jié)果按照自然斷點法進行5級分類，自高到低分別對應(yīng)生態(tài)恢復(fù)力優(yōu)-良-中-低-差

級別。五個級別分區(qū)面積占比分別為29.94%、28.51%、22.21%、14.87%、4.47%，優(yōu)級區(qū)面積超過2000 km2，明顯大于比值法和趨勢法的分析結(jié)果。生態(tài)系統(tǒng)自然恢復(fù)力強度的空間分布呈現(xiàn)較為明顯的自南向北逐漸降低的趨勢，高值區(qū)集中在南部白于山區(qū)，低值區(qū)則以中部區(qū)域和西北部鹽湖區(qū)域為主（圖3）。南部白于山區(qū)，尤其是西南部張崾先鎮(zhèn)、姬塬鎮(zhèn)和東南部新安邊鎮(zhèn)、學(xué)莊鄉(xiāng)的生態(tài)恢復(fù)力評價大部分均達到了優(yōu)級，區(qū)域自然恢復(fù)力高，生態(tài)系統(tǒng)受異常干擾后的自我抵抗、自我調(diào)整和自我恢復(fù)能力強，適用保護保育型自然恢復(fù)措施，避免人為工程措施；中南部白于山區(qū)生態(tài)恢復(fù)力水平較東西兩側(cè)較低一些，大部分區(qū)域生態(tài)恢復(fù)力評級為良，適合小規(guī)模的人為干預(yù)程度較小的生態(tài)型修復(fù)措施，盡可能減少生態(tài)修復(fù)項目中的硬質(zhì)和干擾性工程。

圖4 基于綜合評價指標(biāo)體系的定邊縣生態(tài)恢復(fù)力評價結(jié)果

2.4 不同生態(tài)恢復(fù)力評價結(jié)果對比

本研究所采用的三種生態(tài)恢復(fù)力評價方法側(cè)重點不同（表3）。比值法和趨勢法為閾值評價方法。比值法側(cè)重生態(tài)系統(tǒng)損害閾值承受能力的評價，高值區(qū)域的可承受干擾強度較大，干擾消除后的恢復(fù)幅度也較高。趨勢法側(cè)重長時間序列的生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)變化，可表征在生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的時間閾值，其值越高，表征時間閾值越小，則生態(tài)系統(tǒng)受干擾破壞后恢復(fù)所需的時間越短[25]。相較兩種閾值評價方法，指標(biāo)體系評估法的參考指標(biāo)更多，能夠較為全面的表征生態(tài)恢復(fù)力的約束和影響因素，綜合性更強[26]?；诒戎捣ǚ治鼋Y(jié)果，張崾先鎮(zhèn)南部、姬塬鎮(zhèn)和學(xué)莊鄉(xiāng)的損害閾值承受能力明顯高于其他區(qū)域，承受干擾能力即恢復(fù)力形變量較高；基于趨勢法分析結(jié)果，姬塬鎮(zhèn)、馮地坑鎮(zhèn)、張崾先鎮(zhèn)、學(xué)莊鄉(xiāng)以及定邊街道東部（該處區(qū)域為定邊馬蓮灘國家沙漠公園）呈現(xiàn)較為明顯的高恢復(fù)速度，表明以上區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)周期較短；相較于閾值評價方法，指標(biāo)體系評價的結(jié)論對定邊縣區(qū)域生態(tài)恢復(fù)力的分布趨勢明顯更為樂觀，南部大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)恢復(fù)力水平絕大部在優(yōu)良以上，定邊街道東部與磚井鎮(zhèn)北部區(qū)域（馬蓮灘國家沙漠公園）的生態(tài)恢復(fù)力水平也比較高。

表3 不同生態(tài)恢復(fù)力評價方法指標(biāo)表征程度

恢復(fù)力評價方法

指標(biāo)表征程度 干擾承受強度 干擾后恢復(fù)速度 指標(biāo)綜合性

比值法 高 低 低

趨勢法 低 高 低

指標(biāo)體系評估法 中 中 高

綜合三種生態(tài)恢復(fù)力評價方法的分析結(jié)果，定邊縣整體生態(tài)恢復(fù)潛力偏低，大部分區(qū)域不適用自然恢復(fù)策略，對人為干預(yù)的生態(tài)修復(fù)工程類措施有較多的需求。時間尺度上，2001—2020年

20年間，定邊縣整體生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)趨勢，生態(tài)恢復(fù)力水平也在逐步提升；在空間尺度上，定邊縣生態(tài)恢復(fù)力分布規(guī)律較為明顯，呈現(xiàn)明顯的南部-北部-中部從高到低的生態(tài)恢復(fù)力水平分布趨勢。根據(jù)評價結(jié)果，對定邊縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)按照其適宜的生態(tài)修復(fù)措施策略進行劃分，分為自然封育保護、工程輔助自然恢復(fù)、工程生態(tài)修復(fù)和工程生態(tài)重建四大類。南部白于山區(qū)系統(tǒng)生產(chǎn)力和穩(wěn)定性較高，對干擾的抵抗力和干擾后的恢復(fù)力水平均比較高，適用自然恢復(fù)策略，建議姬塬鎮(zhèn)、張崾先鎮(zhèn)、新安邊鎮(zhèn)和學(xué)莊鄉(xiāng)的生態(tài)修復(fù)措施以自然封育保護為主；西北部鹽湖濕地區(qū)植被結(jié)構(gòu)單一，生態(tài)脆弱性高，恢復(fù)力差，同時又是留候鳥類的重要棲息地，在物種多樣性保護和生境維持方面極為重要，鹽場堡鎮(zhèn)、白泥井鎮(zhèn)應(yīng)當(dāng)作為定邊縣生態(tài)修復(fù)工程項目重點策劃實施的區(qū)域；中部區(qū)域受人為活動干擾和破壞嚴(yán)重，是生態(tài)質(zhì)量和恢復(fù)力的低值集中區(qū)，紅柳溝鎮(zhèn)和賀圈鎮(zhèn)為生態(tài)重建的核心鄉(xiāng)鎮(zhèn)，亟需人工干預(yù)實施生態(tài)修復(fù)和重建工程；北部的定邊馬蓮灘國家沙漠公園區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)潛力較高，可在周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)磚井鎮(zhèn)、安邊鎮(zhèn)、石洞溝鎮(zhèn)推廣復(fù)制。

3 結(jié)論

綜合比較三種生態(tài)恢復(fù)力評價方法，比值法側(cè)重評價生態(tài)系統(tǒng)損害閾值承受能力，趨勢法反映了評估生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)變化和恢復(fù)時間閾值，而指標(biāo)體系評估法參考指標(biāo)更多，綜合性更強?；陂撝档脑u價結(jié)果顯示張崾先鎮(zhèn)、姬塬鎮(zhèn)和學(xué)莊鄉(xiāng)的損害閾值承受能力較高，表明這些區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)對干擾具有較強的抵抗能力；姬塬鎮(zhèn)、馮地坑鎮(zhèn)、張崾先鎮(zhèn)、學(xué)莊鄉(xiāng)以及定邊街道東部呈現(xiàn)較高的恢復(fù)速度，說明這些區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)所需的時間相對較短。指標(biāo)體系評估法的結(jié)論對定邊縣生態(tài)恢復(fù)力的分布趨勢更樂觀，南部大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)恢復(fù)力水平優(yōu)良以上，定邊街道東部與磚井鎮(zhèn)北部區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)力水平較高。綜合三類評價結(jié)果，定邊縣整體生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和恢復(fù)力水平在2001—2020年20年間呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)趨勢，但生態(tài)恢復(fù)潛力相對較低，需要采取人為干預(yù)的生態(tài)修復(fù)工程類措施。綜合三種分析方法的結(jié)果表明，應(yīng)當(dāng)從恢復(fù)幅度（比值法）、恢復(fù)速度（趨勢法）和綜合指標(biāo)（指標(biāo)體系評估法）等多個方面對區(qū)域自然生態(tài)恢復(fù)能力進行評價分析，結(jié)合區(qū)域生態(tài)本底條件和發(fā)展規(guī)劃進行適宜的國土空間生態(tài)修復(fù)策略選擇。

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Research on Ecological Restoration Strategies of Territorial Space based on Different Ecological Resilience Evaluation Methods—by Taking Dingbian County of Shaanxi Province as an Example

LI Yuan-fan1， Fu Qin'an2， Fu Jiale1， Wang Chenchen3

（1. Shaanxi Ruihai Land Planning and Evaluation Engineering Co. Ltd.， Xi'an Shaanxi 710000，China）

Abstract： In this study， the level of ecological restorative capacity of Dingbian County， Shaanxi Province was calculated and analyzed by three evaluation methods， namely， ratio method， trend method， and index system assessment method. The results of the ratio method analysis showed that the southern part of Zhangyaoxian Town， Jiyuan Town and Xuezhuang Township had a higher tolerable disturbance intensity and a higher recovery amplitude after disturbance elimination. The trend method analysis showed that the ecosystem of Jiyuan Town， Fengdikeng Town， Zhangyaoxian Town， Xuezhuang Township， and the eastern part of Dingbian Street had a shorter time period for restoration. The results of the indicator assessment method showed that the ecological resilience levels of most townships in the south were above excellent， and the ecological resilience levels of the eastern part of Dingbian Street and the northern part of Zhuanjing Town were relatively higher. The analysis results of the three methods show that during 2001—2020， the ecological resilience of Dingbian County showed a trend of growth and optimization， however its overall level was relatively low， and it was highly depended on artificial intervention measures; in terms of the spatial distribution of the ecological resilience， the southern Baiyu Mountain area had significantly higher resilience intensity and is suitable for the use of conservation-based restoration measures， while the northwestern salt-lake wetland area should be the focus of artificial ecological restoration project deployment. Among the 19 townships （including street offices） in the county， 4 townships are suitable for adopting the natural sealing and protection strategy， 5 townships are suitable for adopting the engineering-assisted natural restoration strategy， 8 townships are suitable for adopting the engineering ecological restoration strategy， and 2 townships are suitable for adopting the engineering ecological reconstruction strategy. The results of the study showed that there were differences in the results of different analytical methods， and comprehensive assessments can provide support for the selection of appropriate ecological restoration strategies.

Key words： ecological resilience; ecological remediation strategies; evaluation method; ecosystem quality; Dingbian County

收稿日期：2024-01-15

作者簡介：李遠帆（1991-），男，碩士研究生，主要研究方向為國土空間生態(tài)修復(fù)和流域治理。

通信作者：王塵辰。