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文檔簡介
附件3
《區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)指南
(征求意見稿)》編制說明
《區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)指南》編制組
二〇二四年六月
1項(xiàng)目背景
1.1任務(wù)來源
近年來,中共中央、國務(wù)院對提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性作出一系列決策部署,《關(guān)于全面加
強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展
第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》《關(guān)于全面推進(jìn)美麗中國建設(shè)的意見》等均對提
升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性提出了具體要求。開展生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價,是落實(shí)中共中央、國務(wù)院決
策部署的重要支撐和具體體現(xiàn)。
2021年,中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《國家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要》,提出要完善綠色發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)
化保障,持續(xù)優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)和保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。2022年,為貫徹實(shí)施《國家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要》,
更好發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化在推進(jìn)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化中的基礎(chǔ)性、引領(lǐng)性作用,市場監(jiān)管
總局等16個部門聯(lián)合印發(fā)《貫徹實(shí)施〈國家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要〉行動計劃》(國市監(jiān)標(biāo)技發(fā)〔2022〕
64號),在生態(tài)領(lǐng)域提出要完善生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)體系,明確指出要開展生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)
定性評價標(biāo)準(zhǔn)制定。同年5月,生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關(guān)于開展2022年度第二批國家生態(tài)環(huán)境標(biāo)
準(zhǔn)項(xiàng)目實(shí)施工作的通知》(環(huán)辦法規(guī)函〔2022〕205號),將《生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)指
南》列入2022年第二批國家生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。項(xiàng)目由中國環(huán)境科學(xué)研究院牽頭起草完成,
協(xié)作單位為生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所。
1.2主要工作過程
2022年6-7月,開展廣泛的文獻(xiàn)和資料查閱,梳理新時期制定生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)
指南的客觀要求和必要性,對比目前法律法規(guī)有關(guān)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2022年8-10月,對國內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念、內(nèi)涵、研究歷史、現(xiàn)狀、存在的問題
等進(jìn)行綜合研究,明確生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價的相關(guān)技術(shù)方法,編制形成《生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評
價技術(shù)指南(草案初稿)》和開題論證報告。
2022年11-12月,編制組邀請生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心、
中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所、北京師范大學(xué)、湖南省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院等單位相關(guān)
領(lǐng)域?qū)<医M織開展專家研討會,與會專家就《生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)指南(草案初稿)》
進(jìn)行討論并形成了意見。編制組根據(jù)專家意見進(jìn)行修改,形成了《生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)
指南(草案)》和開題論證報告。
2023年2月,生態(tài)環(huán)境部環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)研究所組織召開《生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)指南》國
家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)開題論證會,經(jīng)專家討論評審,項(xiàng)目通過專家開題論證。
2023年3-7月,編制組多次開展內(nèi)部討論會,圍繞《生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)指南(草
案)》中生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價的評價范圍、評價目的、評價指標(biāo)和評價方法等展開討論,結(jié)
合開題專家意見,對《生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)指南(草案)》進(jìn)行修改和完善。
2023年8月,編制組組織收集和處理相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù),對全國縣級行政單元開展生態(tài)系統(tǒng)
穩(wěn)定性試評價,基于指標(biāo)數(shù)據(jù)和評價結(jié)果,確定本標(biāo)準(zhǔn)文件的關(guān)鍵參數(shù),形成《生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)
定性評價技術(shù)指南(征求意見稿)》和編制說明。
2023年9-10月,生態(tài)環(huán)境部環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)研究所組織召開《生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)指南(征
1
求意見稿)》國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)審查會,原則上通過了標(biāo)準(zhǔn)文件征求意見稿。會后編制組開
展內(nèi)部技術(shù)研討,根據(jù)專家意見,針對本標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿中評價流程、評價指標(biāo)、評價方法
等關(guān)鍵部分進(jìn)行了修改完善,形成《區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)指南(征求意見稿)》和
編制說明。
2標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性分析
(1)全面落實(shí)中共中央、國務(wù)院關(guān)于生態(tài)保護(hù)決策部署的具體體現(xiàn)
中共中央、國務(wù)院高度重視生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性。2018年,中共中央、國務(wù)院印發(fā)的
《關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》提出了“堅持自然恢復(fù)為
主,統(tǒng)籌開展全國生態(tài)保護(hù)與修復(fù),全面劃定并嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線,提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)
定性”的戰(zhàn)略部署。2021年,《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035
年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確了“提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性”的具體任務(wù),要求“堅持山水林田
湖草系統(tǒng)治理,著力提高生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力和穩(wěn)定性,守住自然生態(tài)安全邊界,促進(jìn)自
然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量整體改善”。2022年10月,黨的二十大報告中將提升生態(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定
性、持續(xù)性確定為推動綠色發(fā)展,促進(jìn)人與自然和諧共生的重要內(nèi)容,明確要求“提升生態(tài)
系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性、持續(xù)性,加快實(shí)施重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程,實(shí)施生物多樣
性保護(hù)重大工程,推行草原森林河流湖泊濕地休養(yǎng)生息,實(shí)施好長江十年禁漁,健全耕地休
耕輪作制度,防治外來物種侵害”。同年,市場監(jiān)管總局等16個部門聯(lián)合印發(fā)的《貫徹實(shí)施
〈國家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要〉行動計劃》中,提出要完善生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)體系,開展生
態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)制定。2023年,習(xí)近平總書記在全國生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會上發(fā)表重要講
話,指出要著力提升生態(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性、持續(xù)性,加大生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)力度,切實(shí)加強(qiáng)
生態(tài)保護(hù)修復(fù)監(jiān)管,拓寬綠水青山轉(zhuǎn)化金山銀山的路徑,為子孫后代留下山清水秀的生態(tài)空
間。2024年,中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于全面推進(jìn)美麗中國建設(shè)的意見》,部署了提升
生態(tài)系統(tǒng)多樣性穩(wěn)定性持續(xù)性的重點(diǎn)任務(wù),并提出了到2035年實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)多樣性穩(wěn)定性持
續(xù)性顯著提升的主要目標(biāo)。
(2)維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的客觀需要
穩(wěn)定性是生態(tài)系統(tǒng)的基本特征之一。近年來,雖然我國生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)工作持續(xù)推進(jìn),
生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有所改善,但我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)結(jié)構(gòu)性、根源性、趨勢性壓力尚未根本緩解,
生態(tài)系統(tǒng)整體質(zhì)量和穩(wěn)定性狀況不容樂觀,比如人多地少水缺,河流、湖泊、森林、草原、
濕地等資源分布不均,加之歷史上長期過度開發(fā)索取,生態(tài)系統(tǒng)總體比較脆弱;河道斷流、
湖泊萎縮、水質(zhì)污染等問題仍然存在;全國森林覆蓋率遠(yuǎn)低于全球平均水平,草原中度和重
度退化面積占1/3以上;生物多樣性指數(shù)下降,一些珍稀特有物種極度瀕危。這些問題已成
為我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和滿足人民美好生活需要的突出制約因素,全面掌握生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定
性,對維護(hù)生態(tài)安全和實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。
(3)建立健全生態(tài)保護(hù)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系的必然要求
生態(tài)環(huán)境部負(fù)有指導(dǎo)協(xié)調(diào)和監(jiān)督生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作的職責(zé),開展生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價是
生態(tài)保護(hù)監(jiān)管工作的重要任務(wù)。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)監(jiān)管工作的意見》
《“十四五”生態(tài)保護(hù)監(jiān)管規(guī)劃》都將生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性進(jìn)一步提升列為主要工作目標(biāo)。
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價作為生態(tài)保護(hù)監(jiān)管的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作,是聯(lián)系生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與管理決策
2
的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。建立生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)可避免或減少管理中的決策失誤,引導(dǎo)各地加強(qiáng)
生態(tài)保護(hù)監(jiān)管,提升生態(tài)保護(hù)監(jiān)管能力。目前,針對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范尚未
制定,亟需開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究制定工作,指導(dǎo)推進(jìn)生態(tài)保護(hù)監(jiān)管工作,提高生態(tài)保護(hù)監(jiān)
管效率。
3生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價研究進(jìn)展與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
3.1生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念內(nèi)涵
系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念來自于系統(tǒng)控制論,由于內(nèi)涵和外延的不同,
不同學(xué)者對穩(wěn)定性的概念也有不同的理解,具體的包括恒定性、持久性、慣性、彈性、恢復(fù)
性、局部穩(wěn)定性、全局穩(wěn)定性等。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是理論生態(tài)學(xué)的焦點(diǎn)問題之一,也是生態(tài)
研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。針對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的產(chǎn)生機(jī)制,國內(nèi)外眾多專家提出了不同的觀點(diǎn)。
以模型研究為起點(diǎn)的復(fù)雜性理論派認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與其自身的物種多樣性有著或多
或少的聯(lián)系;一些學(xué)者以自動控制系統(tǒng)可靠性為基礎(chǔ)提出了冗余理論,經(jīng)過大量的研究得出
結(jié)論——自然界大到一個生態(tài)系統(tǒng)、小到植物的某個器官的穩(wěn)定性都與相應(yīng)水平的冗余密切
相關(guān)。
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究的發(fā)展歷程。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性理論自20世紀(jì)50年代由現(xiàn)代生態(tài)學(xué)之
父Odum(1953)、植物生態(tài)學(xué)家MacArthur(1955)和動物生態(tài)學(xué)家Elton(1958)提出后,
便成為理論生態(tài)學(xué)的焦點(diǎn)問題之一(柳新偉等,2004)。從此之后各國生態(tài)學(xué)家針對生物多
樣性關(guān)系與穩(wěn)定性理論等問題開展了激烈的爭論,并從不同角度對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性概念化,
但由于問題比較復(fù)雜,一直未能達(dá)成一致。由于涉及群落平衡狀態(tài)、生態(tài)系統(tǒng)的功能與組成
和其他干擾因素,一般認(rèn)為,穩(wěn)定性的定義僅有在基于非平衡范式的初始態(tài)水平上的穩(wěn)定才
具有研究意義(鄔建國,1996)。盡管如此,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究始終是生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)
問題,學(xué)者們對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究最初集中在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上,包括物種的空間格局
和組成等,逐漸深入到20世紀(jì)70年代以來的以生態(tài)系統(tǒng)功能為主導(dǎo)的研究(姚秀粉,
2013)。直到20世紀(jì)90年代,生態(tài)學(xué)家開始通過觀察和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地探索多樣性與穩(wěn)定性之
間的關(guān)系。
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性反饋機(jī)制。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要通過反饋調(diào)節(jié)來完成。生態(tài)系統(tǒng)反饋
條件又分為正反饋和負(fù)反饋兩種。負(fù)反饋對生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持平衡是必不可少的。正負(fù)反
饋的相互作用和轉(zhuǎn)化,保證了生態(tài)系統(tǒng)可以達(dá)到一定的穩(wěn)態(tài)。例如,如果草原上的食草動物
因?yàn)檫w入而增加,植物就會因?yàn)槭艿竭^度啃食而減少;而植物數(shù)量減少以后,反過來就會抑
制動物的數(shù)量,從而保證了草原生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的平衡。自然生態(tài)系統(tǒng)中
正反饋的例子不多,但也客觀存在著。例如,有一個湖泊受到了水生植物入侵,大量枯落物
加速湖泊富營養(yǎng)化,增加的營養(yǎng)讓陸地植物更容易生長,最終喬木物種進(jìn)入,原來的湖泊變
成了森林。
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義。經(jīng)典的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性定義,包括生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾后,
抵抗離開初始狀態(tài)的能力,即抵抗力;和干擾去除后生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)的能力,即
恢復(fù)力(黃建輝等,1995)。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性及其相關(guān)概念的定義如下表所示(韓博平,
1994)。
3
表1生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性及其相關(guān)概念的定義
相關(guān)概念概念定義
抵抗干擾作用下,系統(tǒng)抵抗離開初態(tài)的能力。
抵抗力相關(guān)概念不變性系統(tǒng)某些性質(zhì)的變化。
持久性系統(tǒng)及其組分的生存時間。
恢復(fù)力干擾消除后,系統(tǒng)恢復(fù)到初態(tài)的能力。
恢復(fù)力相關(guān)概念幅度系統(tǒng)可以恢復(fù)到初態(tài)的范圍。
滯變性恢復(fù)路徑不同于退化路徑的程度。
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的相關(guān)概念,也可以從不同的內(nèi)涵和外延進(jìn)行解釋(劉增文等,1997):
表2不同內(nèi)涵和外延的穩(wěn)定性概念
類型指標(biāo)定義
指生態(tài)系統(tǒng)的物種數(shù)量、群落生活型或環(huán)境的物理特征等參數(shù)不
恒定性發(fā)生變化。這是一種絕對穩(wěn)定的概念,這種穩(wěn)定在自然界幾乎是
不可能的。
指生態(tài)系統(tǒng)在一定邊界范圍內(nèi)保持恒定或維持某一特定狀態(tài)的歷
持久性時長度。這是一種相對穩(wěn)定概念,且根據(jù)研究對象不同,穩(wěn)定水
平也不同。
不同內(nèi)涵生態(tài)系統(tǒng)在風(fēng)、火、病蟲害以及食草動物數(shù)量劇增等擾動因子出
慣性
的穩(wěn)定性現(xiàn)時保持恒定或持久的能力。
概念
彈性指生態(tài)系統(tǒng)緩沖干擾并仍保持在一定閥限之內(nèi)的能力,即對干擾
(回復(fù)性)的緩沖能力。
抗性描述系統(tǒng)在給予擾動后產(chǎn)生變化的大小,即衡量其對干擾的敏感性。
變異性描述系統(tǒng)在給予擾動后種群密度隨時間變化的大小。
生態(tài)系統(tǒng)可被改變并能迅速恢復(fù)原來狀態(tài)的程度,即強(qiáng)調(diào)其可恢
變幅
復(fù)的受擾范圍。
系統(tǒng)受較小的擾動后仍能回復(fù)到原來的平衡點(diǎn),而受到較大的擾
局部穩(wěn)定性動后則無法回復(fù)到原來的平衡點(diǎn),則稱該平衡點(diǎn)的穩(wěn)定為局部穩(wěn)
定,或鄰域穩(wěn)定。
系統(tǒng)受到較大的擾動后遠(yuǎn)離平衡點(diǎn),但最終仍能回復(fù)到原來的平
全局穩(wěn)定性
衡點(diǎn),則該系統(tǒng)具有全局穩(wěn)定性。處于演替末期的群落常常如此。
不同外延在系統(tǒng)狀態(tài)方程里,參數(shù)的變化(擾動引起)可通過轉(zhuǎn)移矩陣的
的穩(wěn)定性傳遞,在解空間里反映出來,當(dāng)數(shù)學(xué)解在空間的變化小到可以忽
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定
概念略時,便說明該系統(tǒng)的傳遞矩陣性能較好,因而稱該系統(tǒng)為結(jié)構(gòu)
穩(wěn)定。
生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)過一系列變化后仍能恢復(fù)原來的狀態(tài)的特性,是具循
循環(huán)穩(wěn)定性
環(huán)演替的生態(tài)系統(tǒng)的另一種穩(wěn)定形式。
生態(tài)系統(tǒng)在其原有狀態(tài)被擾動并改變成各種不同的新狀態(tài)后復(fù)歸
軌道穩(wěn)定性
至某一最終狀態(tài)的傾向,是具遞行演替的生態(tài)系統(tǒng)的特殊穩(wěn)定形式。
4
目前,生態(tài)學(xué)界公認(rèn)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)保持正常動態(tài)的能力,主要包括抵
抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。長期以來,人們認(rèn)為抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性是相關(guān)的,
抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng),其恢復(fù)力穩(wěn)定性低。例如,熱帶雨林大都具有很強(qiáng)的抵抗力穩(wěn)
定性,因?yàn)樗鼈兊奈锓N組成十分豐富,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜;在熱帶雨林受到一定強(qiáng)度的破壞后,
恢復(fù)時間會十分漫長。相反,對于極地苔原(凍原),由于其物種組分單一、結(jié)構(gòu)簡單,它
的抵抗力穩(wěn)定性很低,在遭到過度放牧、火災(zāi)等干擾后,很快就會恢復(fù)。
通過對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性相關(guān)概念、發(fā)展歷程、反饋機(jī)制等進(jìn)行研究,本標(biāo)準(zhǔn)文件認(rèn)為,
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力,是能夠
反映生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)特征的靜態(tài)屬性,其概念內(nèi)涵包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。
3.2生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性主要決定因素
(1)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性決定因素
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響因素的復(fù)雜性。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不僅與生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和
進(jìn)化特征相關(guān),同時與外界干擾的強(qiáng)度和特征也存在較大的關(guān)聯(lián)性。從生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部來看,
穩(wěn)定性可以通過生態(tài)系統(tǒng)的總體特征或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成特征來衡量;從生態(tài)系統(tǒng)外部來看,
穩(wěn)定性可以用影響生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和動態(tài)的生物和非生物環(huán)境改變來理解。對于一個真實(shí)的生
態(tài)系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)以及外界干擾的多樣性是穩(wěn)定性研究中復(fù)雜的根源。穩(wěn)定性研究的一個巨大
挑戰(zhàn)是它包括許多方面,諸如漸近穩(wěn)定性、恢復(fù)力、抵抗力、持久性和可變性等。因此,穩(wěn)
定性被認(rèn)為是一個具有多因子的復(fù)雜概念,穩(wěn)定性定義之間的差距影響了不同研究之間的可
比性,并進(jìn)一步阻礙了該領(lǐng)域的發(fā)展。
生物多樣性在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。來自理論、觀測和實(shí)驗(yàn)研究的證據(jù)表
明,面對不斷變化的環(huán)境,較高的生物多樣性傾向于促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性(Craven
etal.,2018;Garcia-Palaciosetal.,2018;Gilbertetal.,2020;Hautieretal.,2015;Oehrietal.,
2017;Tilmanetal.,2006),且越來越多的研究證據(jù)表明了多樣性與穩(wěn)定性的正向關(guān)系(Ives
AR&Carpenter,2007),生物多樣性的增加提升了生態(tài)系統(tǒng)過程和特性在時間、空間或兩
者上的穩(wěn)定性(Wangetal.,2019)。
物種多樣性有兩個主要組成部分,即物種豐富度(當(dāng)?shù)厝郝渲形锓N的數(shù)量)和物種組成
(群落中物種的特性)。雖然大多數(shù)關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)多樣性與穩(wěn)定性之間關(guān)系的研究都集中在
物種豐富度上,但物種組成的變化才是解釋物種豐富度與生態(tài)系統(tǒng)功能之間關(guān)系的機(jī)理基礎(chǔ)。
物種之間在資源利用、環(huán)境耐受性以及與其他物種的相互作用方面存在差異,因此物種組成
對生態(tài)系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性有著重大影響。當(dāng)來自不同功能類群的物種同時出現(xiàn)時,它們會
表現(xiàn)出資源利用的互補(bǔ)性,這意味著它們會利用不同的資源或在不同的時間利用相同的資源。
例如,對動物而言,兩種動物捕食者可能會捕食不同的獵物,因此它們不太可能相互競爭,
從而使系統(tǒng)中捕食者的總生物量增加;對植物而言,所有物種都可能利用同一套資源(空間、
光照、水分、土壤養(yǎng)分等),但可以因植物生長季節(jié)的不同而在不同時間利用資源,例如草
原上的早熟禾和晚熟禾。因此增加物種多樣性可以提高物種利用互補(bǔ)資源的可能性,從而影
響生態(tài)系統(tǒng)的功能,提高生態(tài)系統(tǒng)總生產(chǎn)率,還可以提高群落中出現(xiàn)高產(chǎn)或高效物種的可能
性(Cleland,2011)。
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相關(guān)實(shí)證研究表明(McGrady-Steedetal.,1997;Naeem&Li,1997),物種多樣性賦予
了若干生態(tài)系統(tǒng)功能在空間和時間上的穩(wěn)定性。在功能群內(nèi)部和功能群之間,物種豐富度都
會帶來穩(wěn)定性(Wardleetal.,2000)。當(dāng)一個系統(tǒng)中具有多種類似生態(tài)功能的物種時,它們
有時會被認(rèn)為是“功能冗余”。但實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)單個物種因氣候變化等環(huán)境變化而消失時,
功能冗余物種在確保生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性方面可能發(fā)揮重要作用。如Tilman等(2006)建立了168
個樣方地塊并開展了長時間序列的觀測研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)物種多樣性更高的地塊的生產(chǎn)力更穩(wěn)
定,即物種多樣性的增加與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的增加呈正相關(guān)。Bai等(2004)對內(nèi)蒙古草原
植被的自然組合進(jìn)行了長達(dá)24年的研究,一種物種豐度的降低會得到另一種物種豐度增加的
補(bǔ)償,這種補(bǔ)償穩(wěn)定了整個群落在波動環(huán)境中的生物量生產(chǎn)力。因此,不同空間尺度和時間
尺度的研究證明,在自然形成的群落中,當(dāng)?shù)匚锓N的豐富度(包括功能群內(nèi)部和功能群之間
的豐富度)賦予生態(tài)系統(tǒng)過程以穩(wěn)定性。
人們普遍認(rèn)為,資源供給對于控制土壤生物多樣性和地下生物相互作用至關(guān)重要。土壤
生物多樣性在促進(jìn)分解和養(yǎng)分循環(huán)的生態(tài)過程、促進(jìn)植物養(yǎng)分獲取及其對脅迫因子的耐受性
方面發(fā)揮著重要作用,從而影響植物的表現(xiàn)和陸地生態(tài)系統(tǒng)的功能(Bardgett&vanderPutten
2014;Delgado-Baquerizoetal.,2020;Jingetal.,2015;Waggetal.,2014a,2019b),土壤生
物多樣性通過植物-土壤反饋?zhàn)饔贸蔀橹参锓N群和群落特性的主要驅(qū)動力之一(Bardgett&
vanderPutten2014;Bradfordetal.,2002;DeDeynetal.,2003;Tedersooetal.,2020;Testeet
al.,2017;vanderHeijdenetal.,1998),土壤生物多樣性通過土壤養(yǎng)分供應(yīng)或植物物種豐富
度等多種直接或間接途徑影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性?;谕寥郎锒鄻有砸约巴寥郎镞^程對
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,相關(guān)研究提出了土壤生物多樣性影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的潛在機(jī)制途
徑(Powell&Rillig,2018;vanderHeijdenetal.,2008;Yangetal.,2018),例如土壤生物區(qū)
系可能通過直接或間接調(diào)節(jié)植物多樣性和群落組成、以植物水分和養(yǎng)分吸收為媒介的地上凈
初級生產(chǎn)力、土壤養(yǎng)分供應(yīng)以及物種在時間變化的環(huán)境條件下的補(bǔ)償動態(tài)來影響生態(tài)系統(tǒng)的
穩(wěn)定性(Yangetal.,2018);Zhu等(2023)利用連續(xù)耕作超過25年的5個典型農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)
站采集了土壤樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn),評估密集型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)土壤潛在功能穩(wěn)定性的大小,
研究表明,資源可獲得性通過地下生物多樣性和潛在的多營養(yǎng)體相互作用來控制土壤功能性
狀的穩(wěn)定性。當(dāng)資源可獲得性較低時,潛在的營養(yǎng)體內(nèi)部相互作用和土壤生物多樣性共同決
定了功能性狀的穩(wěn)定性。高資源可獲得性增加了潛在的跨營養(yǎng)體相互作用,從而極大地支持
了功能特征的穩(wěn)定性。Chen等(2021)在青藏高原54個高原草地生態(tài)系統(tǒng)開展長時間序列
生物多樣性調(diào)查與生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的關(guān)系研究,發(fā)現(xiàn)地上和地下生物多樣性均與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)
定性呈正相關(guān)。因此,地下生物多樣性不僅直接影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,而且通過植物多樣性
和土壤肥力間接影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。
(2)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性干擾因素
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的干擾因素。從系統(tǒng)外部來看,擾動或干擾是指影響生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和動
態(tài)的生物和非生物環(huán)境改變,不同擾動方式可以從強(qiáng)度、時序特征、空間分布、作用方式、
來源等方面理解。在不同干擾模式下生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)模式也不同,因此要理解某一穩(wěn)定性指
標(biāo)需要理解其背后的干擾模式。從系統(tǒng)內(nèi)部講,生態(tài)系統(tǒng)對干擾的響應(yīng)是一個多層次、多尺
度的過程,度量生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性在實(shí)際操作中反映為量化特定層次和尺度的響應(yīng)方式。具體
6
來說,度量生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標(biāo)既可以是生態(tài)系統(tǒng)總體的特征,例如物種豐富度、生產(chǎn)力
等群落層面的指標(biāo),也可以是更精細(xì)的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成特征,例如均勻度、種群大小等
物種層面的指標(biāo)(李周園,2021)。
(3)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性尺度依賴性
目前,在樣點(diǎn)、區(qū)域和全球范圍內(nèi)有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性對氣候變化和物種變化的響應(yīng)機(jī)
制已經(jīng)涌現(xiàn)了大量研究。大多數(shù)樣地及站點(diǎn)尺度的研究表明,生物因素是影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定
性的主要因素,目前已逐漸拓展到植被-土壤-微生物生態(tài)系統(tǒng)不同組分的穩(wěn)定性研究,而土
壤性質(zhì)等其它非生物因素通過影響生物因素進(jìn)而改變生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,屬于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性
的直接影響因素。例如,Carroll(2022)等通過對34個草地進(jìn)行7年以上的實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)
氮、磷等土壤養(yǎng)分的添加可以影響群落生產(chǎn)力的穩(wěn)定性和年際變率。在區(qū)域甚至更大尺度的
研究表明,大空間尺度上降水、輻射和溫度等氣候因素對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用更大,區(qū)域
尺度上生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力主要由氣候變量驅(qū)動(陳集景等,2021)。相較于局地尺度物種豐
富度的變化,在景觀尺度上氣候因素的變化對于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響更顯著,因此,在景
觀尺度上采取綜合的生態(tài)系統(tǒng)管理方法更能提升區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性(Whiteetal.,2022)。
但目前相關(guān)研究并未證實(shí)氣候因素與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)聯(lián)性,即使針對同一研究區(qū)域,關(guān)
于氣候因素對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的影響結(jié)論也曾出現(xiàn)相悖的情況。
有研究表明,從局地尺度到區(qū)域尺度,生態(tài)系統(tǒng)的變動性逐漸降低,生物多樣性在各個
尺度都會影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,生物多樣性和生物棲息地的喪失都會削弱區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)
定性(Wangetal.,2014)。目前國內(nèi)外對于宏觀尺度生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究才剛剛起步,
大多是從景觀格局的角度進(jìn)行研究,但由于景觀格局本質(zhì)是對幾何形態(tài)、狀態(tài)以及復(fù)雜程度
的特征的描述,無法從系統(tǒng)機(jī)制的角度揭示生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性(馮海波,2021)。
3.3生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價指標(biāo)與方法
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價研究一般結(jié)合野外采樣調(diào)查數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù),通過關(guān)鍵指標(biāo)對區(qū)域
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行衡量和判別。針對各種類別的生態(tài)系統(tǒng),不同的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價指
標(biāo)體系相繼被提出。整體上,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價指標(biāo)體系是定性分析和定量研究的結(jié)合。
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價中有些指標(biāo)非常重要且難以被替代,又無法直接通過實(shí)驗(yàn)等方法獲得,
只能做定性分析研究,但定性分析缺乏明確的測度方法,沒有明確且一致的量化模式或公式,
一般采用專家咨詢法將其量化。定量研究是通過一系列實(shí)驗(yàn)及檢驗(yàn),使指標(biāo)體系更加科學(xué)和
合理的過程。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的定量評價方法可細(xì)分為綜合評價方法(包括層次分析法、模
糊數(shù)學(xué)法、熵權(quán)法、加權(quán)綜合平均法、綜合指數(shù)評估方法等)、灰色信息分析(包括灰色關(guān)
聯(lián)度分析、灰色系統(tǒng)評價法等)、生態(tài)模型(包括生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、生物多樣性指標(biāo)等)、
景觀生態(tài)學(xué)方法(如NDVI等)及其他方法(包括壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型、能值方法等)。根
據(jù)指標(biāo)數(shù)量的不同,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價方法可分為綜合指標(biāo)評價法和單一指標(biāo)評價法。
(1)綜合指標(biāo)評價法
綜合指標(biāo)評價法通?;谘芯繉ο筇卣鬟x取關(guān)鍵指標(biāo)構(gòu)建評價指標(biāo)體系,通過綜合指數(shù)
反映生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,并將生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性劃分為若干等級。在評價生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性時,首
先要選取具有代表性且能夠表征生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性特征的典型參數(shù);其次要在對選取的這些典
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型特征參數(shù)歸類區(qū)分的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析各個特征參數(shù)的生態(tài)意義;再次要對這些典型特
征因子進(jìn)行度量,確定每個典型特征因子在評價中的權(quán)重系數(shù);最后確定生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評
價方法,建立具有代表性且容易取值的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價指標(biāo)體系。綜合指標(biāo)評價法多用
于針對單一生態(tài)要素或單一生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價。
早期的森林群落穩(wěn)定性評價指標(biāo)主要包括生物量或生產(chǎn)力等功能指標(biāo)和群落組成、多樣
性等結(jié)構(gòu)指標(biāo),近年來,土壤、地形等環(huán)境因子和人類活動等也逐步被納入生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性
評價指標(biāo)體系(見表3)。森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響因素主要有物種多樣性、群落結(jié)構(gòu)、
物種組成、土壤肥力、年齡結(jié)構(gòu)、撫育間伐、森林病蟲害、林火干擾等。森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定
性評價方法應(yīng)用較多的主要有改進(jìn)的層次分析法、主成分分析法、模糊綜合評價以及綜合指
數(shù)法等,研究者通常運(yùn)用一種或結(jié)合多種方法對森林群落或生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性作出評價(宋文
璐等,2022)。如張夢弢等(2015)等選擇反映群落基本特征的種群更新潛力、土壤肥力(土
壤水分和土壤養(yǎng)分)、林地生產(chǎn)力、物種多樣性5項(xiàng)共22個因子,運(yùn)用模糊綜合評價中隸屬
函數(shù)法對長白山云冷杉林不同演替階段森林群落的穩(wěn)定性進(jìn)行評價;張明霞等(2015)選擇
物種豐富度、Shannon-Wiener指數(shù)、郁閉度、林分密度、土壤容重等28項(xiàng)表征群落結(jié)構(gòu)和環(huán)境特
征的森林群落調(diào)查指標(biāo),采用主成分分析法對秦嶺不同典型森林群落的穩(wěn)定性進(jìn)行了評價。
表3森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價常用指標(biāo)
序號常用指標(biāo)參考文獻(xiàn)
土壤質(zhì)地、土壤厚度、枯落物厚度、坡位、坡度、海拔、郁閉
度、群落蓄積量、群落多樣性、群落更新、凈化大氣、涵養(yǎng)水
1(羅恒春等,2017)
源、保持水土、固碳釋氧、群落結(jié)構(gòu)、砍伐采挖、林區(qū)道路、
野營游憩、土壤侵蝕、病蟲害侵襲、林火危險。
群落樹種組成、徑級結(jié)構(gòu)、物種多樣性、群落結(jié)構(gòu)、生物多樣
2性、植物多樣性、物種組成、林地生產(chǎn)力、土壤肥力、種間聯(lián)(宋文璐等,2022)
結(jié)、年齡結(jié)構(gòu)、撫育間伐、森林病蟲害、林火干擾。
立地因子、人為干擾、自然干擾、極端氣候、病蟲害、外來物
3種、生物多樣性、目標(biāo)樹種的穩(wěn)定性、生物量、病蟲害狀況、(梁燕等,2018)
自我更新能力、系統(tǒng)生產(chǎn)力、郁閉度、土壤恢復(fù)程度等。
幼苗比例、土壤容重、飽和持水量、毛管持水量、非毛管持水
量、自然含水量、土壤通氣度、堿解氮、速效磷、速效鉀、全
氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)含量、喬木蓄積量、灌木生物量、草
4(張夢弢等,2015)
本生物量、Gleason物種豐富度指數(shù)、物種多樣性指數(shù)(Shannon
指數(shù)和Simpson指數(shù))和均勻性指數(shù)(Pielou指數(shù)和Alatado
指數(shù))。
喬木層、灌木層、草本層物種豐富度、Shannon-Wiener指數(shù)、S
impson指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、郁閉度、更新幼苗數(shù)量、林
5分密度、優(yōu)勢樹種平均胸徑和樹高、立木蓄積量、林齡、海拔、(張明霞等,2015)
坡度、坡向、土壤容重、最大水量、最小持水量、毛管持水量、
毛管孔隙度、非毛管孔隙度等。
8
序號常用指標(biāo)參考文獻(xiàn)
角尺度、混交度、大小比數(shù)、郁閉度、林分密度、蓄積量、草
本層物種豐富度、草本Shannon-Wiener指數(shù)、灌木層物種豐富
6度、灌木Shannon-Wiener指數(shù)、土壤動物豐富度、土壤動物S(張磊等,2020)
hannon-Wiener指數(shù)、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤速效氮含量、土壤
速效磷含量、土壤速效鉀含量、凋落物重量、土壤容重。
對草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究,早期大多集中于植物特征方面,即降水、土壤理化性質(zhì)
等對物種多樣性和生物量變化的影響(高江平,2021)。草地植物因采食時間、部位和次數(shù)
等因素的不同,對草原造成的危害也不同,因此放牧方式和強(qiáng)度也是影響草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定
性的重要因素(王忠武,2009)。在近些年的研究中,地上凈初級生產(chǎn)力/地上生物量常被作
為草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價的關(guān)鍵指標(biāo)(見表4)。如莫莉(2019)通過對同一生態(tài)系統(tǒng)中
經(jīng)過不同時期干擾后恢復(fù)的樣地與原生樣地進(jìn)行生物多樣性與穩(wěn)定性的差異分析,來探究草
原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與生物多樣性的關(guān)系。
表4草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價常用指標(biāo)
序號常用指標(biāo)參考文獻(xiàn)
滯塵量、土壤含水量、容重、滲透率、物種豐富度、生
1(莫莉,2019)
物量、株高變異系數(shù)。
2地上凈初級生產(chǎn)力。(高貝,2022)
3群落地上生物量。(高江平,2021)
4地上生物量、植株高度、葉面積、葉片長度等。(康薩如拉等,2020)
對濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價的指標(biāo)主要分為濕地結(jié)構(gòu)指標(biāo)、濕地功能指標(biāo)、外部環(huán)境指
標(biāo)、人為影響指標(biāo)等(見表5)。如Zhang等(2013)采用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型,基于濕地的
功能價值、環(huán)境約束和社會經(jīng)濟(jì)方面選取11個評價指標(biāo)構(gòu)建了濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價指標(biāo)
體系,并結(jié)合層次分析法評價了中國銀川平原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。姚曉寒(2021)基于層次分
析法,選取物種豐富度、Shannon-Wiener指數(shù)、NDVI指數(shù)、年降水量變化等20個指標(biāo),構(gòu)
建了金川泥炭沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價指標(biāo)體系;張型東(2016)通過濕地功能指標(biāo)、
自然因素指標(biāo)、人為因素指標(biāo)3方面分析,遴選水質(zhì)凈化功能、水文條件、景觀多樣性、人
口密度等14項(xiàng)指標(biāo),基于層次分析法構(gòu)建了鄱陽湖濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價指標(biāo)體系,將鄱
陽湖濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性劃分為穩(wěn)定、較穩(wěn)定、一般穩(wěn)定、較不穩(wěn)定、不穩(wěn)定5個等級層次。
表5濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價常用指標(biāo)
序號常用指標(biāo)參考文獻(xiàn)
灘涂濕地退化、外來物種入侵、區(qū)域開發(fā)強(qiáng)度、化肥施用強(qiáng)度、
城鎮(zhèn)化率、工業(yè)廢水排放量、漁業(yè)養(yǎng)殖規(guī)模、人口密度、公路
1(田鵬,2020)
密度、有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀、pH值、優(yōu)勢種覆蓋度、生
物多樣性、景觀破碎度、景觀干擾度等。
9
序號常用指標(biāo)參考文獻(xiàn)
濕地調(diào)蓄功能、水質(zhì)凈化功能、氣候調(diào)節(jié)功能、景觀多樣性、
2森林覆蓋率、城鎮(zhèn)化水平、人口密度、農(nóng)藥施用量、化肥施用(張型東,2016)
量等。
降水量、蒸發(fā)量、景觀多樣性變化、景觀均勻度指數(shù)、濕地蓄
3水功能、濕地凈化功能、物質(zhì)生產(chǎn)功能、人口密度、人口自然(廖玉靜,2009)
增長率、農(nóng)藥施用強(qiáng)度等。
物種數(shù)、生物多樣性指數(shù)、土壤微生物群落、土壤酶、生物量、
4(姚秀粉,2013)
土壤容重、總孔隙度、土壤有機(jī)質(zhì)、人口活動強(qiáng)度等。
物種豐富度、Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、Pielou指
5數(shù)、植被覆蓋度、土壤容重、有機(jī)碳、碳氮比、NDVI指數(shù)、(姚曉寒,2021)
年降水量等。
(2)單一指標(biāo)評價法
相較于綜合指標(biāo)評價法,單一指標(biāo)評價法通常以單一指標(biāo)的時間穩(wěn)定性來表征生態(tài)系統(tǒng)
穩(wěn)定性。多數(shù)研究表明,植物豐富度或土壤生物多樣性可以解釋長期生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,因
此,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價通常選取能夠表征地表生產(chǎn)力或生物量的指標(biāo),并通過指標(biāo)值的變
異系數(shù),即一定時間尺度內(nèi)歸一化指標(biāo)的時間平均值與其時間標(biāo)準(zhǔn)差的比率進(jìn)行評價(Wuet
al.,2023),這種生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性測量方法是無量綱的,評價結(jié)果可直接在不同研究和不同
生產(chǎn)力水平的群落之間進(jìn)行比較(Isbelletal.,2015)。而在大空間尺度范圍內(nèi),難以獲得連
續(xù)時間序列植物生產(chǎn)力數(shù)據(jù),遙感技術(shù)則為大時空尺度的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價提供了一種潛
在的方法支持。在區(qū)域或全球尺度上,相關(guān)研究中通常選取歸一化植被指數(shù)(Normalized
DifferenceVegetationIndex,NDVI)、增強(qiáng)植被指數(shù)(EnhancedVegetationIndex,EVI)、
總初級生產(chǎn)力(GrossPrimaryProductivity,GPP)、凈初級生產(chǎn)力(NetPrimaryProduction,
NPP)等作為表征生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)。
研究表明,生物多樣性的恢復(fù)主要通過改變生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力對氣候事件的抵抗力來提高
生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(Isbell,2015),因此生產(chǎn)力是衡量生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的常用指標(biāo)。Zhang
等(2022)通過構(gòu)建指標(biāo)體系評估了1990-2015年中國各縣和國家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系
統(tǒng)質(zhì)量改善狀況,其中生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性作為衡量國家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵指
標(biāo)之一,作者選取待評價時間點(diǎn)前10年去除時間趨勢后的NPP的時間穩(wěn)定指數(shù)表征區(qū)域生態(tài)
系統(tǒng)穩(wěn)定性。Liu等(2022)選取NPP作為衡量農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的替代指標(biāo),利用趨勢
分析法在像元尺度上建立線性回歸模型,進(jìn)而計算每個像元的NPP變化趨勢。
同時NDVI與生物量或年地上凈初級生產(chǎn)力(AbovegroundNetPrimaryProduction,ANPP)
之間存在正相關(guān)關(guān)系(Paruelo,1997;Jobbágy,2002),如Wu等(2023)通過實(shí)地調(diào)查研究,
驗(yàn)證NDVI作為ANPP替代指標(biāo)的可靠性,證明了兩者之間存在極高的相關(guān)性,認(rèn)為每年的
年生長季NDVI值可以作為ANPP的替代指標(biāo),因此也有學(xué)者選擇NDVI作為地上植物生物量
的替代值來評估區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性(Liuetal.,2022;Wuetal.,2023)。如Niu等(2018)
基于研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境特征,使用植被覆蓋度的時間穩(wěn)定性對群落總覆蓋率和單個物種覆蓋
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度的時間穩(wěn)定性進(jìn)行評估,分別計算了研究區(qū)域的植物群落穩(wěn)定性和種群穩(wěn)定性。Chen等
(2021)選擇了與NDVI相似的EVI作為地上凈初級生產(chǎn)力的替代指標(biāo),通過使用MOD13Q1
產(chǎn)品數(shù)據(jù)獲取每個調(diào)查樣例區(qū)域的EVI值,通過EVI的變異系數(shù)評價了2001-2016年青藏高原
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)植物物種豐富度可促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。
3.4法律法規(guī)及政策制度相關(guān)要求
(1)相關(guān)制度要求
在《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》的
第十一篇“推動綠色發(fā)展促進(jìn)人與自然和諧共生”中以一個章節(jié)的內(nèi)容對我國“十四五”
期間生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性提出了新的要求,即“堅持山水林田湖草系統(tǒng)治理,著力提高生
態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力和穩(wěn)定性,守住自然生態(tài)安全邊界,促進(jìn)自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量整體改善?!?/p>
在2022年10月16日召開的中國共產(chǎn)黨第二十次全國代表大會上,習(xí)近平總書記對提升生態(tài)系
統(tǒng)穩(wěn)定性做了進(jìn)一步闡述,強(qiáng)調(diào)必須牢固樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念,站
在人與自然和諧共生的高度謀劃發(fā)展。要加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型,深入推進(jìn)環(huán)境污染防治,
提升生態(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性、持續(xù)性,積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和。
近年來,生態(tài)保護(hù)紅線、耕地草原河湖休養(yǎng)生息、天然林保護(hù)、以國家公園為主體的自
然保護(hù)地體系等一系列制度得到建立健全,新一輪退耕還林還草、重點(diǎn)防護(hù)林體系建設(shè)、青
海三江源、祁連山等重點(diǎn)區(qū)域綜合治理等一系列重點(diǎn)生態(tài)工程持續(xù)推進(jìn),基本遏制了我國自
然生態(tài)系統(tǒng)惡化趨勢,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)好轉(zhuǎn),但成效并不穩(wěn)固。各類相關(guān)制度要求對持續(xù)
提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性具有良好的支撐作用,為鞏固生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)提供了堅實(shí)有力的制
度保障。如《生態(tài)環(huán)境部關(guān)于實(shí)施“三線一單”生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控的指導(dǎo)意見(試行)》通
過劃定落實(shí)生態(tài)保護(hù)紅線、永久基本農(nóng)田和城鎮(zhèn)開發(fā)邊界以及各類海域保護(hù)線,強(qiáng)化了國土
空間規(guī)劃和用途管制,維持了區(qū)域空間格局的基本穩(wěn)定。中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印
發(fā)的《關(guān)于全面推行林長制的意見》,通過全面推行林長制,堅持生態(tài)優(yōu)先、保護(hù)為主,全
面落實(shí)森林法、草原法等法律法規(guī),建立健全最嚴(yán)格的森林草原資源保護(hù)制度,加強(qiáng)生態(tài)保
護(hù)修復(fù),保護(hù)生物多樣性,增強(qiáng)森林和草原等生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。中共中央辦公廳、國務(wù)院辦
公廳印發(fā)的《黨政領(lǐng)導(dǎo)干部生態(tài)環(huán)境損害責(zé)任追究辦法(試行)》將資源消耗、環(huán)境保護(hù)、
生態(tài)效益等情況作為黨委及其組織部門在地方黨政領(lǐng)導(dǎo)班子成員選拔任用考核評價的重要
內(nèi)容,通過強(qiáng)化領(lǐng)導(dǎo)干部生態(tài)環(huán)境和資源保護(hù)的主要責(zé)任維護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境。中共中央辦公
廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《領(lǐng)導(dǎo)干部自然資源資產(chǎn)離任審計規(guī)定(試行)》規(guī)定了領(lǐng)導(dǎo)干部
在自然資源管理開發(fā)利用、環(huán)境保護(hù)與改善、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)等方面的主要責(zé)任,推動
領(lǐng)導(dǎo)干部切實(shí)履行自然資源資產(chǎn)管理和生態(tài)環(huán)境保護(hù)責(zé)任。
國家法律法規(guī)和地方性法規(guī)條例對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性也有相應(yīng)要求,為維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定
性提供了法律保障。2017年修訂的《中華人民共和國森林法》中提出,縣級以上人民政府應(yīng)
當(dāng)落實(shí)國土空間開發(fā)保護(hù)要求,合理規(guī)劃森林資源保護(hù)利用結(jié)構(gòu)和布局,制定森林資源保護(hù)
發(fā)展目標(biāo),提高森林覆蓋率、森林蓄積量,提升森林生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性。地方性法規(guī)條
例則在生態(tài)文明建設(shè)、區(qū)域資源開發(fā)、濕地與天然林保護(hù)、旅游景區(qū)開發(fā)與保護(hù)、美麗鄉(xiāng)村
建設(shè)等領(lǐng)域提出了增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的具體要求。其中北京市、鄂溫克族自治旗、海口市、
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鄭州市等多地的濕地保護(hù)條例中均提出,在濕地保護(hù)范圍劃定時,應(yīng)當(dāng)維護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的
整體性、連通性、穩(wěn)定性;在《徐州市山林資源保護(hù)條例》《內(nèi)蒙古自治區(qū)額濟(jì)納胡楊林保
護(hù)條例》中則更注重強(qiáng)調(diào)提升天然林、胡楊林等森林生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。《南陽市生
態(tài)文明建設(shè)促進(jìn)條例》《云南省創(chuàng)建生態(tài)文明建設(shè)排頭兵促進(jìn)條例》等地方生態(tài)文明建設(shè)促
進(jìn)條例則在國家法律法規(guī)和區(qū)域?qū)m?xiàng)保護(hù)條例的基礎(chǔ)上對提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行了進(jìn)一
步的強(qiáng)調(diào),如《東莞市生態(tài)文明建設(shè)促進(jìn)與保障條例》要求健全耕地濕地森林河流湖泊休養(yǎng)
生息制度,優(yōu)化生態(tài)安全屏障體系,構(gòu)建生態(tài)廊道和生物多樣性保護(hù)網(wǎng)格,提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)
量和穩(wěn)定性。安徽省、南京市、臨汾市等地以及山東泰山、長春蓮花山等風(fēng)景名勝區(qū)、生態(tài)
旅游度假區(qū)發(fā)布施行的相關(guān)旅游條例和保護(hù)管理?xiàng)l例則從保護(hù)和合理利用旅游資源的角度
提出了相關(guān)要求,以維護(hù)當(dāng)?shù)刈匀毁Y源的區(qū)域整體性,保護(hù)生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。
為了建設(shè)美麗鄉(xiāng)村,推動鄉(xiāng)村全面振興,臨沂市發(fā)布實(shí)施《臨沂市美麗鄉(xiāng)村條例》,其中第
二十三條提出各級人民政府應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)野生動植物保護(hù),采取植被修復(fù)、水源涵養(yǎng)和改善動植
物棲息地等措施,構(gòu)建生態(tài)廊道和生物多樣性保護(hù)網(wǎng)絡(luò),防止外來有害生物入侵,提升生態(tài)
系統(tǒng)穩(wěn)定性,維護(hù)生態(tài)安全。
(2)各相關(guān)部門工作部署安排
國家發(fā)展改革委和自然資源部印發(fā)的《全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃
(2021-2035年)》指出要科學(xué)布局和組織實(shí)施重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程,著力提
高生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力,切實(shí)增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,顯著提升生態(tài)系統(tǒng)功能。提出到2035
年,通過大力實(shí)施重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程,全面加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工作,全國
森林、草原、荒漠、河湖、濕地、海洋等自然生態(tài)系統(tǒng)狀況實(shí)現(xiàn)根本好轉(zhuǎn),生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量明
顯改善,生態(tài)服務(wù)功能顯著提高,生態(tài)穩(wěn)定性明顯增強(qiáng),自然生態(tài)系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)良性循環(huán),
國家生態(tài)安全屏障體系基本建成,優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品供給能力基本滿足人民群眾需求,人與自然
和諧共生的美麗畫卷基本繪就。在“三區(qū)四帶”的主攻方向中,進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了要提升各地區(qū)
不同生態(tài)系統(tǒng)類型的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性和功能穩(wěn)定性。
提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性是相關(guān)規(guī)劃的基本出發(fā)點(diǎn)、基本原則和主要目標(biāo)?!秶鴦?wù)院
辦公廳關(guān)于加強(qiáng)草原保護(hù)修復(fù)的若干意見》《國務(wù)院辦公廳關(guān)于科學(xué)綠化的指導(dǎo)意見》《關(guān)
于全面推行林長制的意見》等政策文件在工作原則部分均提出要堅持尊重自然、保護(hù)優(yōu)先,
遵循順應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)演替規(guī)律和內(nèi)在機(jī)理,維護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。中共中央、國務(wù)院
印發(fā)的《關(guān)于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》提出到2025年實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性持
續(xù)提升,生態(tài)環(huán)境治理體系更加完善,生態(tài)文明建設(shè)實(shí)現(xiàn)新進(jìn)步的主要目標(biāo)。中共中央辦公
廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于建立以國家公園為主體的自然保護(hù)地體系的指導(dǎo)意見》,通
過建成中國特色的以國家公園為主體的自然保護(hù)地體系,推動各類自然保護(hù)地科學(xué)設(shè)置,建
立自然生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的新體制新機(jī)制新模式,建設(shè)健康穩(wěn)定高效的自然生態(tài)系統(tǒng)。2021年國
務(wù)院發(fā)布的《中國生物多樣性保護(hù)》白皮書則總結(jié)提煉了中國生物多樣性保護(hù)的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn),
其中提到加大生態(tài)保護(hù)修復(fù)力度,提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性,對維護(hù)國家生態(tài)安全具有基
礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性作用,并指出我國以恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)、增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和提升生態(tài)系統(tǒng)
質(zhì)量為目標(biāo),持續(xù)開展多項(xiàng)生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程,有效改善和恢復(fù)了重點(diǎn)區(qū)域野生動植物生境。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)、草原保護(hù)修復(fù)、長江水生生物保護(hù)、新型城鎮(zhèn)化建設(shè)及黃河流域
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生態(tài)保護(hù)等專項(xiàng)規(guī)劃均結(jié)合其規(guī)劃內(nèi)容對提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性提出了具體要求和工作部署,
將維護(hù)和提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性作為相關(guān)規(guī)劃實(shí)施的落腳點(diǎn)。國務(wù)院印發(fā)的《“十四五”推進(jìn)
農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化規(guī)劃》中提出要加強(qiáng)農(nóng)村生態(tài)文明建設(shè),建設(shè)綠色美麗鄉(xiāng)村,以綠色發(fā)展引
領(lǐng)鄉(xiāng)村振興,推進(jìn)農(nóng)村生產(chǎn)生活方式綠色低碳轉(zhuǎn)型,實(shí)現(xiàn)資源利用更加高效、產(chǎn)地環(huán)境更加
清潔、生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定,促進(jìn)人與自然和諧共生。國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)草原保
護(hù)修復(fù)的若干意見》中提出統(tǒng)籌推進(jìn)林草生態(tài)治理,在干旱半干旱地區(qū),堅持以水定綠,采
取以草灌為主、林草結(jié)合方式恢復(fù)植被,增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于
加強(qiáng)長江水生生物保護(hù)工作的意見》提出在重要水生生物產(chǎn)卵場、索餌場、越冬場和洄游通
道等關(guān)鍵生境實(shí)施一批重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程,構(gòu)建生態(tài)廊道和生物多樣性保護(hù)
網(wǎng)絡(luò),優(yōu)化生態(tài)安全屏障體系,消除已有不利影響,恢復(fù)原有生態(tài)功能,提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量
和穩(wěn)定性,確保生態(tài)安全。國家發(fā)展改革委印發(fā)的《“十四五”新型城鎮(zhèn)化實(shí)施方案》中提
出加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)和環(huán)境保護(hù),堅持山水林田湖草沙一體化保護(hù)和系統(tǒng)治理,落實(shí)生態(tài)保護(hù)紅
線、環(huán)境質(zhì)量底線、資源利用上線和生態(tài)環(huán)境準(zhǔn)入清單要求,提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性。
在生態(tài)環(huán)境部等四部門聯(lián)合印發(fā)的《黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》中,提出要完善流域水生
態(tài)保護(hù)格局,建設(shè)黃河流域清水廊道,提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,同時堅持山水林田湖草沙系統(tǒng)
保護(hù)和修復(fù),構(gòu)建黃河流域生態(tài)保護(hù)格局,修復(fù)重要生態(tài)系統(tǒng),治理生態(tài)脆弱區(qū)域,強(qiáng)化生
態(tài)保護(hù)監(jiān)管,提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性。全國綠化委員會、國家林業(yè)和草原局印發(fā)的《關(guān)
于積極推進(jìn)大規(guī)模國土綠化行動的意見》中提出要加快建設(shè)國家森林城市和森林城市群,穩(wěn)
步增加人均綠地面積,著力提升城市綠地總量,構(gòu)建穩(wěn)定的城市森林生態(tài)系統(tǒng),并要求切實(shí)
轉(zhuǎn)變森林經(jīng)營利用方式,推動采伐利用由輪伐、皆伐等向漸伐、擇伐等轉(zhuǎn)變,確保森林恒續(xù)
覆蓋,提升森林生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性,需要以強(qiáng)有力的監(jiān)管為保障。在生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的《“十
四五”生態(tài)保護(hù)監(jiān)管規(guī)劃》中,提出加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)監(jiān)管是提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性、守住
自然生態(tài)安全邊界、促進(jìn)人與自然和諧共生的重要基礎(chǔ)和保障,也是推進(jìn)生態(tài)環(huán)境治理體系
和治理能力現(xiàn)代化的重要任務(wù),基于我國局部區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量不高、穩(wěn)定性弱等問題突出
的現(xiàn)狀,提出要推進(jìn)重點(diǎn)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)格局、生態(tài)功能、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性變化情況監(jiān)
測,同時加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)監(jiān)管平臺的生態(tài)監(jiān)測評估業(yè)務(wù)應(yīng)用,完善森林、灌叢、草地、濕地和
海洋等生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量及變化監(jiān)測、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評估等功能,以達(dá)到提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和
穩(wěn)定性的主要目標(biāo)。
(3)已有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
近年來我國圍繞生態(tài)環(huán)境狀況、生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管等開展了相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
的研究和制定,其中部分標(biāo)準(zhǔn)中將生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性作為評判相關(guān)生態(tài)指標(biāo)等級水平的重要內(nèi)
容。2015年3月,生態(tài)環(huán)境部印發(fā)實(shí)施的《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》(HJ192—2015)
規(guī)定了生態(tài)環(huán)境狀況評價指標(biāo)體系和各指標(biāo)計算方法,用于評價我國縣域、省域和生態(tài)區(qū)的
生態(tài)環(huán)境狀況及變化趨勢。該標(biāo)準(zhǔn)通過利用生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、
土地脅迫指數(shù)、污染負(fù)荷指數(shù)五個分指數(shù)和一個環(huán)境限制指數(shù)等指標(biāo)構(gòu)建的生態(tài)環(huán)境狀況指
數(shù)(EI)來反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境的整體狀態(tài)。根據(jù)生態(tài)環(huán)境指數(shù)與基準(zhǔn)值的變化情況,該標(biāo)準(zhǔn)
將生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化幅度分為了無明顯變化、略有變化、明顯變化和顯著變化四個等級。如
13
果生態(tài)環(huán)境狀況呈現(xiàn)波動變化的特征,則該區(qū)域生態(tài)環(huán)境敏感,根據(jù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量波動變化
幅度將生態(tài)環(huán)境變化狀況分為了穩(wěn)定、波動、較大波動和劇烈波動四個等級(見表6)。
表6生態(tài)環(huán)境狀況變化度及波動變化分級
變化值ΔEI<11≤ΔEI<33≤ΔEI<8ΔEI≥8
EI變化度分級無明顯變化略微變化明顯變化顯著變化
如果3≤ΔEI<8,則生
如果1≤ΔEI<3,態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯變
如果ΔEI≥8,則生
則生態(tài)環(huán)境質(zhì)量好;如果-3≥ΔE>-8,
態(tài)環(huán)境質(zhì)量顯著
生態(tài)環(huán)境質(zhì)量無略微變好;如果-則生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯
描述變好;如果ΔEI≤-
明顯變化。1≥ΔE>-3,則生變差;如果生態(tài)環(huán)境
8,則生態(tài)環(huán)境質(zhì)
態(tài)環(huán)境質(zhì)量略微狀況類型發(fā)生改變,
量顯著變差。
變差。則生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯
變化。
EI波動變化分級穩(wěn)定波動較大波動劇烈波動
如果ΔEI≥1,并如果ΔEI≥8,并且
如果ΔEI≥3,并且ΔE
且ΔEI在3和-3ΔEI變化呈現(xiàn)正
生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀I(lǐng)在8和-8之間波動變
描述之間波動變化,負(fù)波動特征,則生
況穩(wěn)定。化,則生態(tài)環(huán)境狀況
則生態(tài)環(huán)境狀況態(tài)環(huán)境狀況劇烈
呈現(xiàn)較大波動特征。
呈現(xiàn)波動特征。波動。
為貫徹落實(shí)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》《關(guān)于劃定并嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線的若干意見》,
嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線,維護(hù)國家生態(tài)安全,指導(dǎo)和規(guī)范生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管工作,生態(tài)環(huán)境部于
2020年印發(fā)了《生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)調(diào)查(試行)》等7項(xiàng)國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。
其中《生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管技術(shù)規(guī)范生態(tài)狀況監(jiān)測(試行)》(HJ1141—2020)給出了生態(tài)
環(huán)境敏感脆弱區(qū)的定義,即生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差,容易受到外界活動影響而產(chǎn)生生態(tài)退化且難
以自我修復(fù)的區(qū)域,包括土地沙化、水土流失、石漠化等敏感脆弱類型;《生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)
管技術(shù)規(guī)范保護(hù)成效評估(試行)》(HJ1143—2020)則按照“面積不減少、性質(zhì)不改變、
功能不降低”和嚴(yán)格監(jiān)督管理的要求,通過構(gòu)建評價指標(biāo)體系,采用定性與定量相結(jié)合的方
式評估縣級及以上行政區(qū)生態(tài)保護(hù)紅線成效,該標(biāo)準(zhǔn)基于保護(hù)面積指數(shù)、用地性質(zhì)指數(shù)、生
態(tài)功能指數(shù)、管理能力指數(shù)、特色指標(biāo)指數(shù)和生態(tài)破壞與環(huán)境污染事件扣減分值,通過綜合
指數(shù)法計算生態(tài)保護(hù)紅線保護(hù)成效指數(shù)(EPEI)。根據(jù)EPEI計算結(jié)果,以64分上下浮動4分
作為分界值,將EPEI分為下降、穩(wěn)定和好轉(zhuǎn)3個等級(表7),反映生態(tài)保護(hù)紅線保護(hù)成效
情況。
表7生態(tài)保護(hù)紅線保護(hù)成效分析
狀態(tài)分值范圍分級含義
0≤EPEI<40嚴(yán)重下降
表明生態(tài)保護(hù)紅線內(nèi)保護(hù)成效處于下
下降0≤EPEI<6040≤EPEI<50中度下降降狀態(tài),或增量上生態(tài)保護(hù)小于生態(tài)退
化。
50≤EPEI<60輕度下降
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狀態(tài)分值范圍分級含義
表明生態(tài)保護(hù)紅線內(nèi)保護(hù)成效處于相
穩(wěn)定60≤EPEI≤6860≤EPEI≤68維持穩(wěn)定對穩(wěn)定狀態(tài),或處于生態(tài)保護(hù)與生態(tài)退
化均衡對峙期。
68<EPEI≤80輕度好轉(zhuǎn)
表明生態(tài)保護(hù)紅線內(nèi)保護(hù)成效處于好
好轉(zhuǎn)68<EPEI≤10080<EPEI≤90中度好轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)狀態(tài),或增量上生態(tài)保護(hù)大于生態(tài)退
化。
90<EPEI≤100顯著好轉(zhuǎn)
2021年11月15日生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的《自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)成效評估標(biāo)準(zhǔn)(試行)》
(HJ1203—2021)規(guī)定了自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)成效評估的原則、周期、方法、流程、
指標(biāo)體系、評分標(biāo)準(zhǔn)。自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況采用定量評估與定性評估相結(jié)合的方法,通
過主要保護(hù)對象變化、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化、水環(huán)境質(zhì)量變化、主要威脅
因素變化和違法違規(guī)情況等六類指標(biāo)評分值加和得到的生態(tài)環(huán)境變化評分(EC)用于自然
保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境變化評估,根據(jù)計算結(jié)果,將生態(tài)環(huán)境變化分為了明顯變好、變好、穩(wěn)定、
變差和明顯變差共五個等級,其中穩(wěn)定等級的EC值取值區(qū)間為50至65。
2022年生態(tài)環(huán)境部印發(fā)實(shí)施的《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則生態(tài)影響》(HJ19—2022)規(guī)
定了生態(tài)影響評價的一般性原則、工作程序、內(nèi)容、方法及技術(shù)要求,在工程分析的基礎(chǔ)上
篩選評價因子識別生態(tài)影響。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)受影響對象(物種、生境、生物群落等)的不同給
出了對應(yīng)可考慮的評價因子及其影響性質(zhì)和影響程度,其中生態(tài)影響因子的影響程度被分為
了強(qiáng)、中、弱、無四個等級,并從生境破壞程度、水系連通度、生物多樣性不同的角度給出
了相應(yīng)的判斷原則,其中“強(qiáng)”指生物多樣性顯著下降,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能受到嚴(yán)重?fù)p害,
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性難以維持;“中”指生物多樣性有所下降,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能受到一定程
度破壞,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受到一定程度干擾;“弱”指生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能以
及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性基本維持現(xiàn)狀;“無”指生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能以及生態(tài)系統(tǒng)
穩(wěn)定性維持現(xiàn)狀。
(4)相似定義辨析
在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件中,生態(tài)環(huán)境敏感性是與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性較為相似的概念,在2017
年原環(huán)境保護(hù)部、國家發(fā)展改革委印發(fā)的《生態(tài)保護(hù)紅線劃定指南》中,將生態(tài)保護(hù)紅線定
義為“在生態(tài)空間范圍內(nèi)具有特殊重要生態(tài)功能、必須強(qiáng)制性嚴(yán)格保護(hù)的區(qū)域,是保障和維
護(hù)國家生態(tài)安全的底線和生命線,通常包括具有重要水源涵養(yǎng)、生物多樣性維護(hù)、水土保持、
防風(fēng)固沙、海岸生態(tài)穩(wěn)定等功能的生態(tài)功能重要區(qū)域,以及水土流失、土地沙化、石漠化、
鹽漬化等生態(tài)環(huán)境敏感脆弱區(qū)域”,其中“生態(tài)環(huán)境敏感脆弱區(qū)”則被定義為是指生態(tài)系統(tǒng)
穩(wěn)定性差,容易受到外界活動影響而產(chǎn)生生態(tài)退化且難以自我修復(fù)的區(qū)域,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性
是生態(tài)環(huán)境敏感脆弱區(qū)的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)??梢钥闯?,生態(tài)環(huán)境敏感脆弱性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性
的概念極為相似,是人們針對同一內(nèi)容從不同方向給予生態(tài)系統(tǒng)的定義或?qū)傩?。但由于?dāng)時
國內(nèi)尚無關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件支撐,可能存在定義交叉、使用混亂的情況。
從定義和決定因素上來看,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性主要指面對內(nèi)部和外部壓力或脅迫作用后,生態(tài)
系統(tǒng)維持結(jié)構(gòu)和功能的能力,其主要與區(qū)域生物多樣性呈正相關(guān)關(guān)系,是衡量生態(tài)系統(tǒng)的正
15
向指標(biāo);生態(tài)環(huán)境敏感脆弱性是指生態(tài)系統(tǒng)對外部干擾的敏感程度,是自然因素和人為因素
共同造成的結(jié)果,是衡量生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)向指標(biāo)。即生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性更加強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)自身保
持和恢復(fù)原有水平的能力(抵抗力與恢復(fù)力),是生態(tài)系統(tǒng)在受到干擾后恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功
能穩(wěn)定的能力,是能夠體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)特征的靜態(tài)屬性;而生態(tài)環(huán)境敏感脆弱性則強(qiáng)調(diào)生
態(tài)系統(tǒng)對外部壓力的敏感程度,它是生態(tài)系統(tǒng)自身屬性在外界干擾后的具體表現(xiàn)(張學(xué)玲等,
2018)。
綜上可以看出,已經(jīng)發(fā)布實(shí)施的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要通過生態(tài)系統(tǒng)是否穩(wěn)定對相關(guān)指標(biāo)評
級進(jìn)行描述,目前缺乏統(tǒng)一的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價方法和分級的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),而如何定義和評
價生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性尚無定論,因此建立生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)是迫切需要解決的科學(xué)問題。
目前生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的缺失導(dǎo)致已有的相關(guān)評價標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果定義模糊,也難
以滿足我國新時期推動綠色發(fā)展、促進(jìn)人與自然和諧共生、開展系統(tǒng)生態(tài)保護(hù)修復(fù)的戰(zhàn)略要
求。
4基本原則和技術(shù)路線
4.1制定目的
2021年,中共中央、國務(wù)院印發(fā)《國家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要》,提出持續(xù)優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)
和保護(hù)標(biāo)準(zhǔn);同年生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)監(jiān)管工作的意見》,提出要“守住自
然生態(tài)安全邊界,持續(xù)提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性,生態(tài)安全屏障更加牢固,生態(tài)文明建設(shè)
實(shí)現(xiàn)新進(jìn)步”。生態(tài)環(huán)境部具有組織擬訂生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、制定生態(tài)環(huán)境基準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的重
要職責(zé),針對當(dāng)前生態(tài)領(lǐng)域缺少生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件的現(xiàn)狀,生態(tài)環(huán)境部組織
編制《區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價技術(shù)指南》,為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價提供統(tǒng)一的評價方
法和分級標(biāo)準(zhǔn),用以彌補(bǔ)生態(tài)領(lǐng)域中生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)的缺失,并為相關(guān)法律法規(guī)中
關(guān)于提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的相關(guān)條例及其應(yīng)用提供方法支撐,使“提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”的
相關(guān)要求和目標(biāo)的落實(shí)有據(jù)可依;同時滿足“提升生態(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性、持續(xù)性”的管
理需求,為新時期生態(tài)保護(hù)監(jiān)管工作提供重要支撐。
4.2基本原則
本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定符合以下原則:
(1)科學(xué)性原則
以管理需求為導(dǎo)向,以準(zhǔn)確評價生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性為目標(biāo),遵循生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的基本原
理,在對評價主體充分認(rèn)識的基礎(chǔ)上,深入分析生態(tài)系統(tǒng)的尺度特征、類型特征,科學(xué)確定
生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價內(nèi)容和指標(biāo)體系,客觀反映生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性水平。同時,所選評價指標(biāo)
必須具有可查性、可比性和定量性,能夠完整地反映和描述生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性所處的現(xiàn)
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