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生态修复虽改善了区域生态环境,但对生态系统稳定性影响不明。研究人员以巴彦淖尔市为对象,构建 “压力 - 缓冲 - 响应(PBR)” 模型评估生态系统稳定性,用 Geo Detector 探究影响因素。结果显示稳定性呈上升趋势,降水是主因。该研究为区域生态管理提供参考。
生态系统就像地球的 “绿色卫士”,守护着我们生活的环境。然而,随着全球气候变化和人类活动的加剧,生态系统面临着诸多挑战。生态修复作为缓解生态危机的关键策略,在全球范围内广泛开展。中国自上世纪 80 年代起就积极推进生态修复项目,在污染治理和生态工程方面取得了一定成果。但由于缺乏整体和系统的考量,这些项目往往只是局部改善,生态系统服务功能未能得到有效恢复和增强。于是,“山水林田湖草是生命共同体” 的生态保护新理念应运而生,并在此理念指导下实施了 “山水林田湖草一体化保护和修复工程(IPRP)” 。
在生态修复后,了解生态系统稳定性的变化至关重要。生态系统稳定性是指生态系统维持或恢复自身结构和功能至更稳定状态的能力,它是生态系统为人类提供服务的重要基础,其变化能在一定程度上反映区域生态健康和生态质量。但现有的稳定性评估方法大多基于生产力、抗性和恢复力进行量化,没有从生态系统与外部环境相互作用的动态过程角度分析。而且,对于区域生态系统稳定性及其动态评估的研究也较少。
在此背景下,国内研究人员以巴彦淖尔市为研究区域开展了相关研究,该研究成果发表在《Ecological Frontiers》。研究人员旨在探究巴彦淖尔市在生态修复项目实施期间(2018 - 2020 年)及实施后(2021 - 2023 年)生态系统稳定性的变化趋势,考察 IPRP 的实施对区域生态系统稳定性是否有影响,以及它是否是区域生态系统稳定性变化的关键因素。同时,研究人员还研究了降水、温度和土地利用对巴彦淖尔市生态系统稳定性的影响程度。
研究人员主要运用了两种关键技术方法:一是构建基于 “压力 - 缓冲 - 响应(PBR)” 动态过程的生态系统稳定性评估模型,通过该模型计算区域生态系统稳定性;二是利用 Geo Detector(一种基于空间分析方差的统计工具)探究温度、降水和土地利用等因素对生态系统稳定性变化的影响程度及相互作用效应。研究数据主要来源于巴彦淖尔市 2018 - 2023 年相关的气候、土地利用等资料。
巴彦淖尔市 2018 - 2023 年生态系统稳定性水平变化
研究人员依据构建的公式(7)和(8),计算出巴彦淖尔市 2018 - 2023 年生态系统稳定性结果。从 2018 年到 2023 年,依据 PBR 生态系统稳定性框架,巴彦淖尔市整体生态系统稳定性呈现出上升趋势。在研究的这些年份中,2023 年稳定性最高,2018 年稳定性最低。与前一年相比,2019 年、2021 年和 2023 年的稳定性有所提升。
讨论
巴彦淖尔市生态系统稳定性的增强,体现了中国对生态环境的重视以及环境政策的有效实施,尤其是 2018 - 2020 年乌兰布和盆地 IPRP 的实施,这对区域生态系统服务和稳定性意义重大。生态修复项目是一系列旨在优化区域空间的综合活动。
结论
研究以巴彦淖尔市为研究区域,构建基于 “压力 - 缓冲 - 响应” 动态过程的生态系统稳定性模型,评估了 2018 - 2023 年巴彦淖尔市生态系统稳定性及影响稳定性变化的因素。结果表明,巴彦淖尔市生态系统稳定性总体呈上升趋势,其变化受降水、温度和土地利用这三个因素共同影响。其中,降水是 2018 - 2023 年影响生态系统稳定性的主导因素,它通过影响响应子系统中的水源涵养服务,进而导致 2019 年和 2022 年生态系统稳定性的波动。
这项研究为其他地区评估生态系统稳定性变化和分析驱动因素提供了有效参考,对于补充生态修复项目的实施效益、实现可持续发展具有重要意义。它不仅有助于深入了解区域生态系统的变化机制,还能为区域生态管理和规划提供科学依据,助力制定更加合理有效的生态保护和修复策略,推动区域生态环境朝着更加健康、稳定的方向发展。