三峡库区重庆段全域生态系统保护修复工程的生态效益多尺度评估方法创新与应用

针对中国"山水工程"生态效益量化评估的尺度依赖难题，重庆三峡库区研究团队构建了"场地-单元-区域"多尺度评估框架，集成遥感与InVEST/RUSLE模型，揭示2021-2023年间森林持续流失(-3.24 km2 )与土壤固持量增加(6.01×108 t)等差异化生态响应，为亿级生态修复投资提供首个可操作的跨尺度效益验证工具。

　　

随着中国"美丽中国"战略的深入推进，"山水林田湖草沙"系统治理的"山水工程"已成为生态保护修复的标志性实践。然而，这类大规模系统性修复工程面临生态效益评估的尺度困境——传统单指标方法难以捕捉从微观工程措施到宏观区域效应的级联响应。特别是在三峡库区这样的国家生态安全屏障区域，快速城市化与生态保护的矛盾日益突出，亟需建立科学的效益评估体系来指导数十亿元级别的生态投资决策。

为此，来自重庆的研究团队在《Ecological Frontiers》发表研究，首次将场地尺度（工程实施区与对照区对比）、单元尺度（8个功能分区）和区域尺度（15000 km²
全域）评估进行系统整合。通过Landsat 8遥感数据（30 m分辨率）、InVEST模型（生态系统服务评估）和RUSLE模型（土壤侵蚀估算）三大技术支柱，结合国家青藏高原科学数据中心的气象数据，构建了贯穿"格局-服务-功能"的评估链条。研究特别关注了三峡库区特有的紫色土母质区（占库区63%）对磷释放的潜在影响，以及2021年极端降雨事件（月降水311 mm）对评估结果的干扰。

【生态系统格局变化】
对比2021-2023年数据，研究发现工程实施区呈现"三增三减"特征：城市面积扩张3.28%、草地增长1.85%、湿地微增0.05%，而森林、灌木等生态用地持续减少，其中森林净损失3.24 km²
。空间上，建设用地主要侵占长江沿岸耕地（13.44 km²
转化），印证了重庆66.8%城市化率对生态空间的挤压效应。值得注意的是，这与《重庆国土空间生态保护修复规划》指出的"近半数森林为低抗性马尾松纯林"现状相吻合，说明短期工程措施难以逆转自然生态系统的退化趋势。

【单元尺度服务功能】
在8个保护修复单元中，龙河流域水源涵养单元表现出最高的水涵养量（6.90×10⁸
m³
），而万州-云阳段水土流失治理单元的土壤保持量达7.07×10⁸
t，与单元主导功能高度契合。但甘井河-汝溪流域面源污染控制单元却出现植被碳储量异质性增长，揭示不同类型工程措施的协同效应。特别发现磷输出控制效果（-6.54×10³
kg）优于氮控制（+2.42×10³
kg），反映紫色土母质对污染物迁移的差异化影响。

【区域尺度服务变化】
2023年全域评估显示：土壤保持量达43.53×10⁸
t（是洞庭湖流域的25倍），但植被碳储量0.77 Tg C/yr低于全球亚热带森林平均水平（2.8-3.5 Tg C/yr）。水涵养量因降水减少下降2.28×10⁹
m³
，印证气象因素对短期评估的干扰。磷去除率58.9%虽低于欧盟LIFE项目标准（82.3%），但氮去除率68.2%接近美国切萨皮克湾项目水平（71.5%）。

讨论部分指出三个关键发现：① 自然恢复主导的工程需要5-8年才能显现遥感可检测的变化（"森林恢复延迟"理论）；② 2021年极端降雨可能突破生态系统调节阈值，导致碳储量与水涵养服务的非线性下降；③ >25°陡坡地形会延缓植被恢复速度。这些发现推动形成了"概率归因法"的气候干扰校正思路，并为《长江经济带生态修复技术指南》提供了差异化治理方案设计依据。

该研究的创新价值在于：首次实现山水工程"设计阶段自上而下，评估阶段自下而上"的全周期尺度衔接，建立的"单元-服务"对应关系模型已被纳入《生态保护修复工程成效评估技术规范（试行）》。未来需结合生物多样性地面监测数据，发展更长时序的"气候-人为"双驱动归因分析，以应对全球变化背景下生态修复的复杂性挑战。