葡萄牙半干旱牧场系统引入多功能土地利用管理以提升生态系统服务:生态与经济双赢策略

【字体: 时间:2025年09月29日 来源:Total Environment Advances

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  本研究针对地中海半干旱区牧场系统因传统单一管理导致的生态系统服务退化问题,开展了多功能土地利用(MFU)管理的实践与评估。通过对比传统管理(CM)与MFU模式,发现MFU显著改善土壤侵蚀(减少75%)、提升土壤有机碳(118.71%)和水资源调控能力,并实现总经济价值(TEV)增长116%。该研究为干旱区生态恢复与可持续农业提供了关键理论与实践依据。

  
在地中海半干旱地区,尤其是葡萄牙南部的阿尔entejo区域,传统的农牧管理系统(Conventional Management, CM)长期依赖单一经济目标,导致土壤退化、水源短缺和生物多样性丧失等严重问题。这类系统过度强调短期生产收益,忽视了生态系统服务(Ecosystem Services, ES)的维持,从而加速了土地荒漠化进程,威胁区域生态安全与农业可持续性。面对气候变化加剧的挑战,如何通过创新土地管理策略实现生态与经济效益的双重提升,已成为学术界和政策制定者关注的焦点。
为此,研究人员在葡萄牙一处面临荒漠化风险的农场开展了为期五年的对比研究,比较了传统管理(CM)与2018年引入的多功能土地利用(Multifunctional Land Use, MFU)模式的效果。该研究通过综合生态系统服务评估框架(Integrated Ecosystem Services Assessment Framework)和总经济价值(Total Economic Value, TEV)方法,从生物物理和货币价值两个维度全面评估了两种管理方式的优劣。研究成果发表在《Total Environment Advances》,为半干旱地区生态适应性管理提供了重要科学依据。
本研究采用了多种关键技术方法:首先,通过野外调查与实验室分析获取土壤理化数据,包括土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和有效磷(P)的测定;其次,利用土壤与水评估工具(SWAT)模型结合地理信息系统(ArcGIS)模拟土壤侵蚀与径流过程;此外,通过农户访谈和市场调研收集经济数据,并运用影子定价法和替代成本法对非市场服务进行货币化评估。样本来源于葡萄牙Beja省一个320公顷的农场,包含120公顷耕地和200公顷牧场。
研究结果主要包括以下几个方面:
  • 供给服务:MFU系统通过作物多样化(如引入坚果、水果、芳香植物等)和优化畜牧业(减少牲畜数量,实行轮牧),在维持生产力的同时降低了对外部输入的依赖。具体表现为饲料产量调整和畜产品结构优化,羊毛和 manure 产量虽略有下降,但整体经济收益提升。
  • 调节与维护服务:MFU显著改善了土壤侵蚀控制、水分调节和碳固存能力。土壤侵蚀量从CM的4.42吨/公顷/年降至1.11吨/公顷/年,降幅达75%;土壤有机碳储量增加118.71%,年均固碳量达494吨碳;水分储存能力提升16-24%,径流减少约50%。这些变化直接增强了土壤肥力和抗旱能力。
  • 栖息地与文化服务:MFU通过设立生物多样性保护区(1.43公顷)增强了物种栖息功能,并为教育、科研提供了实地平台,促进了知识传播与生态意识提升。
  • 经济价值评估:MFU系统的总经济价值(TEV)达到463,271.4欧元/年,较CM系统(214,043.2欧元/年)增长116.4%。其中,碳固存贡献了大部分间接市场价值,而调节服务的成本(如侵蚀治理、肥料投入)显著降低。
研究结论表明,MFU管理不仅有效逆转了土地退化趋势,而且提升了生态系统的综合服务能力与经济韧性。通过减少土壤侵蚀、增强碳汇功能、优化水循环和提升生物多样性,MFU为半干旱地区提供了一条可持续的土地利用路径。该研究的现实意义在于证实了生态恢复与农业生产可协同发展,为政策制定者、土地管理者和农户提供了实践范例。然而,MFU的广泛推广仍面临市场机制不完善、政策支持不足等挑战,未来需建立更完善的生态补偿机制和跨部门协作框架,以促进其大规模应用。
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