《Regional Studies in Marine Science》:Participatory scenarios and spatial modelling to explore mangrove ecosystem services futures in Lamu, Kenya.
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本研究针对肯尼亚拉穆县红树林生态系统面临的土地利用/覆被变化(LULCC)压力,结合参与式情景构建与空间建模,模拟了至2063年的四种发展情景,并评估了其对红树林生态系统服务价值的影响。研究发现,仅考虑土地覆被变化时,所有情景下生态系统服务价值均小幅下降;但纳入情景特定的单位价值调整后,年价值出现显著分化,在“新黎明”情景下升至105亿美元,而在“增长陷阱”情景下降至76亿美元。该研究为拉穆县乃至全球红树林富集区的可持续海岸带规划提供了重要的决策支持工具。
在沿海地区,红树林生态系统如同一道天然的绿色屏障,为数以百万计的人们提供着食物、建筑材料、海岸防护和气候调节等至关重要的生态系统服务。然而,这片生机勃勃的绿色防线正面临着前所未有的压力。全球环境变化与地方经济发展的双重挤压,正悄然改变着海岸线的面貌,威胁着红树林的生存,进而动摇着沿海社区赖以生存的根基。肯尼亚的拉穆县,拥有该国最广袤的红树林,是生物多样性的热点区域,也是斯瓦希里文化瑰宝拉穆老城的所在地。但这里也成为了发展与环境博弈的缩影,大型基础设施项目拉穆港-南苏丹-埃塞俄比亚运输走廊的建设,以及随之而来的人口增长和资源竞争,使得红树林的保护与可持续发展面临严峻挑战。为了预见未来,帮助决策者权衡利弊,一项发表在《Regional Studies in Marine Science》上的研究,巧妙地融合了当地人的智慧与科学的空间模型,描绘了拉穆县红树林至2063年的四种可能未来。
为了回答拉穆县红树林未来的命运将如何被当前的发展决策所塑造,以及这些变化将如何影响其提供的生态系统服务价值等关键问题,研究人员开展了一项综合性研究。他们首先通过参与式研讨会,与当地32位利益相关者共同构建了四种面向2063年的发展情景叙事。随后,利用Landsat卫星影像解译的2000年、2010年和2020年土地覆被数据,基于土地变化模型器,结合多层感知器神经网络和马尔可夫链,将情景叙事转化为2063年空间明晰的土地利用/覆被变化图。最后,采用效益转移法,在考虑土地覆被变化和利益相关者评估的情景特异性单位价值调整的基础上,估算了每种情景下红树林供给、调节和文化服务的年价值。
3.1. 塑造拉穆红树林格局过去和现在的关键事件
利益相关者回顾了影响土地利用/覆被变化的关键历史事件。这些事件可分为政府政策与立法、社会经济因素、保护努力和气候相关因素。从1932年红树林被指定为政府保护区,到2005年《森林法》允许社区森林协会参与共管,政策法规深刻影响了红树林的管理和利用。红树林资源的长期依赖、旅游业波动、人口增长带来的资源需求增加以及污染,是主要的社会经济驱动因素。而拉穆老城被列为联合国教科文组织世界遗产以及多方合作的红树林修复努力,则代表了保护力量。1997/1998年厄尔尼诺引发的洪水沉积以及干旱事件,也显著影响了红树林健康和社区生计。
3.2. 过去土地利用和土地覆被变化的趋势
过去二十年间,拉穆县的土地覆发生了显著变化。从2000年至2020年,耕地和建设用地持续扩张,面积分别增加了335.8 km2和52.6 km2。与此相反,灌木林地、乔木林地和水体面积分别减少了223.3 km2、136.6 km2和18.4 km2。红树林面积在2000年至2020年间净减少了18.4 km2,且在2010-2020年间损失速率(14.7 km2)高于2000-2010年间,表明退化压力在加剧。
3.3. 未来的变化驱动因素
利益相关者认为海岸带发展、人口增长、政府政策和保护行动是未来土地利用/覆被变化的主要驱动因素。其中,海岸带发展(与LAPSSET项目相关)和环境健康(受人口、政策、保护行动影响)被选为构建情景矩阵的两个关键不确定性轴,分别定义了“发达与发展中”和“健康与不健康”两种极端状态。
3.4. 情景叙事与未来土地利用/覆被变化的空间趋势
研究共产生了四种未来情景的空间模拟结果:
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情景1:新黎明:代表协调发展与保护的成功路径,通过协同治理和社区驱动实现。在此情景下,耕地和建设用地显著扩张(分别+96%和+91%),但自然生态系统损失相对较小(红树林-1%,乔木林-9%)。
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情景2:挣扎的未来:发展意愿良好但受限于社会经济挑战,可持续发展受阻。耕地和建设用地扩张幅度较小(分别+43%和+34%),自然生态系统损失也相对温和(红树林-0%,乔木林-4%)。
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情景3:生态系统处于围困之中:治理薄弱,环境意识缺乏,导致资源不可持续利用和环境退化。耕地和建设用地急剧扩张(分别+135%和+150%),自然生态系统损失严重(红树林-2%,乔木林-14%)。
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情景4:增长陷阱:经济快速增长和基础设施快速发展,但采取自上而下的治理方式,忽视环境可持续性。这是对自然生态系统压力最大的情景,建设用地和耕地扩张达到顶峰(分别+213%和+164%),红树林、乔木林和稀疏植被损失最大(分别-2%、-18%和-56%)。
3.5. 当前和未来情景下红树林生态系统服务的价值
生态系统服务价值评估揭示了关键发现。如果仅基于土地覆被变化(即红树林面积变化)并使用全球单位价值进行计算,所有四种情景下的红树林生态系统服务年价值相较于2020年的96.5亿美元均呈现小幅下降,其中“增长陷阱”情景下降至94.5亿美元,降幅最大。然而,当纳入利益相关者根据各情景预期的红树林状况、管理和开发水平对单位价值进行的调整后(“新黎明”和“挣扎的未来”单位价值上调10%,“生态系统处于围困之中”下调10%,“增长陷阱”下调20%),结果发生显著分化。“新黎明”和“挣扎的未来”情景的年价值分别上升至105亿美元和105.7亿美元,而“生态系统处于围困之中”和“增长陷阱”情景的年价值则分别下降至85.5亿美元和75.6亿美元。这表明,治理质量和生态系统健康状况对服务价值的长期影响,可能比红树林面积本身的变化更为重要。
研究的讨论部分深入解读了这些发现。拉穆县的土地利用/覆被变化驱动因素复杂,政策、社会经济、保护努力和气候事件交织作用。情景分析表明,“新黎明”所代表的协同治理和可持续发展路径最符合非洲联盟《2063年议程》的愿景,能够在发展压力下最大限度地维持生态系统服务价值。而“增长陷阱”和“生态系统处于围困之中”情景则警示了弱治理和不可持续发展模式将导致的生态与经济社会风险。研究强调,保障未来红树林生态系统服务的关键在于实施能够同时保护红树林面积和生态条件的治理措施。
该研究首次在拉穆县应用参与式情景评估方法,为理解发展路径如何塑造红树林生态系统及其服务提供了具有政策参考价值的见解。研究所采用的Kesho工具,将地方性知识与空间建模相结合,增强了情景的可信度、合法性和地方认同感,为数据相对匮乏但社会生态复杂性高的沿海地区进行可持续规划提供了可复制的框架。研究结果明确指出,将基于情景的工具纳入空间规划,评估大型发展项目对生态系统的长期影响,并加强社区共管和明确社区在监测执法中的作用,对于协调短期发展压力与长期海岸带韧性至关重要。最终,使地方规划与《2063年议程》和“昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架”等大区域和全球可持续发展目标相对接,将有助于引导资源投向修复、适应和治理改革,从而实现海岸带社区福祉与生态保护的共赢。