绿化过程中隐藏的风险：揭示裸地变化对中国干旱和半干旱地区景观生态风险的影响

《Environmental Impact Assessment Review》：Hidden risks in greening: Unveiling the impact of bare land changes on landscape ecological risks in arid and semi-arid regions of China

荒地变化与景观生态风险关联机制及分区策略研究：基于1990-2023年遥感数据，构建冲突-干扰-功能框架量化荒地变化对生态风险的非线性影响，揭示空间异质性规律，提出荒地治理与生态风险协同分区的科学方法。

　　中国干旱半干旱地区（CASAR）长期以来一直面临着严重的沙漠化问题，而近年来通过大规模生态工程的实施，这些地区的“绿化”成效显著，成为全球范围内最突出的生态恢复案例之一。然而，尽管这一绿化过程带来了积极的生态效益，其背后也存在潜在的生态风险。为了深入理解这一现象，研究者们从裸地变化（BLC）的角度出发，探讨其对景观生态风险（LER）的影响，并尝试构建科学的评估与管理框架。本文通过分析时间序列遥感数据，揭示了CASAR地区过去30年裸地变化的时空动态及其对生态风险的多维度影响，提出了基于裸地变化强度和生态风险聚类模式的综合分区策略，为实现沙漠化控制与生态安全提供了理论支持和实践指导。

研究发现，虽然在大规模生态干预下，CASAR地区的裸地面积和生态风险整体呈现先上升后下降的趋势，但强烈的裸地变化仍然持续存在。这种由工程驱动的恢复虽然在长期来看可能对生态系统有益，但短期内却可能引发景观碎片化和生态风险的增加。其中，从裸地向草地的转变对生态风险的影响最为显著，表现出明显的非线性特征和空间异质性。进一步推进生态演替，使生态系统向更成熟的方向发展，是稳定裸地变化动态、降低生态风险的关键所在。同时，将裸地变化与生态风险趋势相结合的分区策略，能够实现裸地减少与生态风险降低的双重目标。

在实际应用中，研究者们发现，尽管裸地变化对生态风险的影响已有一定认识，但相关的研究仍然存在明显的不足。首先，裸地变化作为生态工程驱动下的土地利用变化的一种典型形式，虽然在一定程度上提供了理解其对生态风险影响的方法和理论依据，但其本身往往未成为分析的重点。其次，当前的生态风险评估方法多依赖于景观破碎度、优势度和脆弱性等指标，强调整体景观结构，却忽视了生态风险的多维性，包括空间冲突、区域扰动和生态服务退化等因素。因此，建立一个更加全面的评估框架，能够更准确地识别潜在风险并揭示生态风险的复杂性，成为研究的迫切需求。

此外，研究还指出，现有的研究多集中于整体区域的土地利用变化对生态风险的影响，而对具体土地类型的变化关注较少。例如，虽然某些研究强调了裸地变化对景观连通性、生态系统稳定性等方面的积极影响，但这些研究往往缺乏对具体变化过程的深入探讨。因此，为了更全面地理解裸地变化对生态风险的影响，有必要结合具体的土地类型和区域特征，分析其在不同时间和空间尺度下的变化规律。这不仅有助于识别生态风险的来源和传播路径，还能为制定针对性的生态管理措施提供科学依据。

在研究方法上，本文采用时间序列遥感数据和可解释的机器学习模型，构建了一个三维的“冲突–扰动–功能”（CDF）评估框架，用于量化生态风险并分析裸地变化对生态风险的非线性与空间异质性影响。这一框架不仅能够更全面地反映景观变化带来的生态风险，还能通过分析不同土地类型的变化趋势，揭示其在生态风险传播中的作用。研究还发现，通过联合分析裸地变化和生态风险，可以更有效地制定分区策略，实现生态恢复与风险控制的平衡。这种综合性的研究方法不仅提高了生态风险评估的科学性，也为未来的生态管理提供了新的思路。

研究区域CASAR位于欧亚大陆的腹地，覆盖面积达473万平方公里，占中国总陆地面积的49.32%。该地区主要受温带大陆性气候影响，具有植被稀疏、沙漠广布的自然特征，如塔克拉玛干、古尔班通古特和巴丹吉林等沙漠，是全球沙漠化最为严重的区域之一。自2000年代初以来，中国在这些地区实施了一系列大规模的生态工程，如植树造林、退耕还林、天然林保护和生态修复等，取得了显著的生态恢复成效。然而，这些工程的实施也带来了复杂的生态影响，包括土地利用的快速变化和生态风险的不确定性。

在分析过程中，研究者们发现，CASAR地区的裸地面积变化呈现出明显的非平稳性和重复性，反映了沙漠化与生态恢复过程的动态特征。尽管裸地总面积呈现出一定的变化趋势，但其空间分布却经历了显著的波动。例如，裸地的重心首先向西南方向移动，随后转向东北方向，而标准差椭圆（SDE）的主要轴和次要轴也经历了明显的变动。这种空间异质性表明，不同区域的生态恢复效果和生态风险变化存在显著差异，需要结合具体的区域特征进行分析。

研究还发现，裸地变化对生态风险的影响具有多维性，包括强度、非线性和空间异质性等方面。例如，从裸地向草地的转变对生态风险的影响最为显著，表现出强烈的非线性特征。这种非线性可能源于生态系统内部的复杂反馈机制，例如植被覆盖的增加可能改变水文循环和能量流动，进而影响生态风险的传播路径。此外，裸地变化还可能引发景观结构的重组，例如通过改变土地利用类型，影响景观连通性和生态系统稳定性。这些变化可能对生态风险的传播产生显著影响，需要通过多维度的分析进行识别。

在研究结论中，本文指出，通过分析过去30年CASAR地区的裸地变化和生态风险，可以更清晰地理解其之间的关系。研究构建的“冲突–扰动–功能”评估框架不仅能够量化生态风险，还能揭示裸地变化对生态风险的多维影响。此外，提出的综合分区策略能够支持针对性的沙漠化控制和土地资源优化。研究结果表明，尽管在2000年之前，裸地面积有所增加，但自2000年起，随着生态工程的实施，裸地面积逐渐减少，生态风险也有所下降。然而，这种下降并不意味着生态风险的完全消除，而是生态风险的转移和变化。

在生态管理实践中，研究者们发现，虽然中国在CASAR地区的生态恢复取得了显著成效，但沙漠化控制仍然面临诸多挑战。例如，尽管裸地面积有所减少，但部分已经恢复的区域仍存在再次退化的风险。此外，由于地理、气候和开发因素的影响，不同区域的生态恢复效果存在显著差异，需要结合具体区域特征制定相应的管理措施。因此，未来的生态管理应更加注重裸地变化与生态风险之间的动态关系，以实现生态恢复与风险控制的平衡。

本文的研究成果不仅丰富了裸地变化与生态风险相互作用的理论框架，还为应对干旱半干旱地区的沙漠化问题提供了科学依据。通过构建“冲突–扰动–功能”评估框架，研究者们能够更全面地识别生态风险的来源和传播路径，从而为制定科学的生态管理措施提供支持。此外，提出的综合分区策略能够帮助管理者在不同区域之间协调生态恢复与风险控制，识别关键管理单元，并进行针对性的优化。这种综合性的研究方法不仅提高了生态风险评估的科学性，也为未来的生态管理提供了新的思路。

在实际应用中，研究者们发现，生态恢复措施的实施往往伴随着生态风险的转移和变化。例如，通过改变土地利用类型，生态恢复可能在一定程度上降低生态风险，但同时也可能引发新的生态问题。因此，未来的生态管理应更加注重生态恢复与风险控制之间的平衡，以实现可持续的生态发展目标。此外，由于生态恢复过程的复杂性，需要结合多维度的分析方法，例如通过可解释的机器学习模型，揭示生态恢复措施对生态风险的具体影响路径。

本文的研究不仅为CASAR地区的生态恢复提供了科学支持，也为全球干旱半干旱地区的生态管理提供了借鉴。通过分析裸地变化与生态风险之间的关系，研究者们能够更准确地识别生态风险的来源和传播路径，从而为制定科学的生态管理措施提供依据。此外，提出的综合分区策略能够帮助管理者在不同区域之间协调生态恢复与风险控制，实现生态恢复与风险控制的双重目标。这种综合性的研究方法不仅提高了生态风险评估的科学性，也为未来的生态管理提供了新的思路。

在生态恢复过程中，研究者们发现，生态工程的实施虽然在一定程度上能够降低生态风险，但同时也可能引发新的生态问题。例如，通过改变土地利用类型，生态恢复可能在短期内降低生态风险，但长期来看，这种变化可能对生态系统的稳定性产生影响。因此，未来的生态管理应更加注重生态恢复与风险控制之间的动态关系，以实现可持续的生态发展目标。此外，由于生态恢复过程的复杂性，需要结合多维度的分析方法，例如通过可解释的机器学习模型，揭示生态恢复措施对生态风险的具体影响路径。

研究还指出，生态恢复措施的实施往往伴随着生态风险的转移和变化。例如，通过改变土地利用类型，生态恢复可能在一定程度上降低生态风险，但同时也可能引发新的生态问题。因此，未来的生态管理应更加注重生态恢复与风险控制之间的动态关系，以实现可持续的生态发展目标。此外，由于生态恢复过程的复杂性，需要结合多维度的分析方法，例如通过可解释的机器学习模型，揭示生态恢复措施对生态风险的具体影响路径。

总之，本文通过系统分析CASAR地区过去30年的裸地变化与生态风险之间的关系，构建了一个科学的评估框架，并提出了综合的分区策略。研究结果表明，生态恢复措施虽然在一定程度上能够降低生态风险，但同时也可能引发新的生态问题，需要在生态恢复与风险控制之间找到平衡。这种综合性的研究方法不仅提高了生态风险评估的科学性，也为未来的生态管理提供了新的思路。