黄土高原生态系统服务功能的重要性与恢复对策探讨

高旺盛,陈源泉,董孝斌(中国农业大学农学与生物技术学院区域农业研究中心,北京100094)

摘要:黄土高原在环境脆弱与经济发展低下的双重胁迫下,如何探索既适合环境保护又适应当地经济发展需求的战略对策至关重要。以黄土高原生态系统服务价值分析为基础,提出了该地区以农户单元、流域单元和区域尺度的生态系统服务恢复与重建对策。研究表明,尽管长期以来被人们所忽视,在生态环境脆弱区的生态系统服务价值依然是客观存在的,但是这些服务功能远不足以维持系统的自我循环,导致生态环境恶化趋势日趋严重。为此,必须科学分析该地区生态系统服务的现状与不足,并采取科学合理可行的生态系统恢复对策,为生态—经济系统的协调可持续发展提供生态保障。

关键词:黄土高原;　生态系统服务;　生态系统功能;　生态恢复;中图分类号:S181　　　文献标识码:A　　　文章编号:1009-2242(2003)02-0059-03

1         生态系统服务功能恢复与重建对黄土高原地区的重要性

自Holdren和Ehrlich首次提出“生态系统服务”的概念以来,引起了人们的广泛关注[1]。随后许多生态学者和经济学家开始对全球或区域生态系统的服务功能和价值进行了评价研究[2,3],使人们对生态系统的服务功能有了从定性到定量的认识。大多数学者认为,生态系统服务(ecosystemservice)是指由生态系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质生产及其所维持的良好生活环境对人类的各种服务性能的总称。生态系统不仅为人类提供了食品、医药及其他生产生活原料,更重要的是维持了人类赖以生存的生命支持系统,维持了生命物质的生物地化循环与水文循环,维持了生物物种与遗传多样性以及净化环境[4]。生态系统服务理论观点突破了常规经济学的不足,实现对无法赋值的自然资源和生态系统进行量化评价,它赋予人们一种新的思维方式来重新审视人与自然的关系,并且提供了一个新的认识生态系统的方法。

黄土高原在人口和经济发展的胁迫下,生态环境退化的趋势总体上趋于恶化。因此,运用生态系统服务的观念,阐明本区生态环境恢复的生态—经济意义,更加有助于唤起人们对其保护的动力,同时也为国家加大本区的投入提供科学依据。根据我们按照CostanzaRC的概算模型测算(表1),安塞县生态系统每年提供的总服务价值为3151364.80万元,是其产品价值的170倍,相当于170万元服务价值产出1万元的产品生产力或经济生产力。这说明在生态环境脆弱区生态系统服务价值是客观存在的。但长期以来,人类只注重农业的产品生产功能,而忽视了对农业生态系统的维持和保护,许多农业生态系统服务功能正日益退化或消失,所存的服务价值远远不足以维持系统的自我循环,生态环境继续恶化。为此,如何制定本区生态系统服务功能的恢复与重建对策,使黄土高原生态系统服务功能能够得到恢复和体现,实现系统的自我循环,为生态—经济系统的可持续发展提供保障具有重大的意义。

2　黄土高原生态系统服务功能恢复与重建的对策

2.1建立可持续的农户生态经济系统黄土高原农民传统的广种博收、粗放耕作技术方式对生态环境影响极为激烈,这种经济活动产生的外部不经济[5],反映了农民的经济理性与环境理性的相矛盾。据调查,大部分农民愿意进行水土保持的目的是改善农业生产条件,这与国家希望改变生态环境的目标有很大的差异。因此,树立生态环境保护意识是首要任务。根据实地调查,该地区的部分农民正被动的“享受”国家退耕还林还草的补贴,不求发展。这种“等、靠”的思想将不利于生态环境建设和经济发展。另外,市场的不完善、农民的素质低下将会影响生态系统服务功能的发展空间,在一定程度上反映了生态建设与经济建设不是协调发展,而是分离式的发展。在粮食需求、经济发展需求与生态保护需求的多重条件下,本区农户必须认识到生态系统服务的功益,自觉保护生态环境,积极发展各类适合于农户生态经济系统的持续发展模式(图1),使生态系统服务价值更多转化为经济价值。

2.2　以流域为单元进行生态系统服务恢复与重建

  (1)采取工程手段,改善生产条件。黄土高原地形复杂,千沟万壑,水土流失严重,60%以上的区域侵蚀模数在5000t/(km2·a)以上,入黄河泥沙量占黄河总泥沙量的90%,水土流失严重影响了生态系统产品生产的服务功能。因此,治理水土流失,改善生产条件是本区的重点,它不仅具有很好的生态价值,而且具有经济价值。例如坡改梯后增产效益明显,旱坡地产量一般在375～750kg/hm2,旱作水平梯田为1500～2250kg/hm2[6]。卢宗凡等的研究表明水土保持复合耕作体系具有良好的保持水土功能,而且增加了产量,增加了收入[7]。据我们对安塞县测算,每保住1t土壤,其生态服务价值平均为5.47元;各类生态系统保持土壤价值平均为1062.24元/(hm2·a)。

  (2)以草地为主,恢复植被,改善生态环境。黄土高原生态退化主要以植被退化为主。植被作为一性生产者,不仅具有食品及原材料生产功能,而且还具有调节大气、净化环境、水土保持、生物多样性维持、栖息地提供等生态系统间接服务功能。要想从根本上扭转黄土高原的生态环境,必须进一步加强林草植被建设,这是黄土高原生态建设的核心。但是,在恢复什么样的植被上一定要慎重考虑,遵循自然规律,不能盲目,而且要注意植被的多样性。黄土高原年平均降雨量多数为300～600mm,大面积种树尤其是乔木是否可行?我们以土壤保持价值和大气调节价值来估算各类生态系统的服务价值(表2),从表2可以看出草地生态系统间接服务价值明显比防护林、灌木林、经济林、农田高;用材林价值与草地差不多,这是由于用材林多为乔木,单位面积生物量比草地大,所以在大气调节上占了优势,但是在黄土高原造林成本比草地高,而且林地耗水比草地厉害,因此,在黄土高原这一水资源极为宝贵的地区,草地建设是生态服务恢复和重建的主要途径。　

  (3)提高降水资源的生态效率。黄土高原水资源严重缺乏,人畜饮水、工农业用水、林草植被生态用水都是用水大户。本区不仅降雨量少,分布不均,而且暴雨强度大,加上黄土结构疏松,容易形成土壤侵蚀。缺乏水分是黄土高原植被难以恢复的首要条件,土壤水分亏缺,形成干土层,致使人工林草难以成活。黄土高原小流域雨水资源化是解决水问题的一大措施。根据中国科学院的研究,黄土高原11个试区小流域的需水量与理论供水量之比发现,目前制定的计划用水量与流域的雨水资源理论总量相比已经达到相当高的比例(80%)。但实际上就目前的社会技术水平,要将雨水资源80%的理论潜力值开发出来还不太可能。因此研究开发提高水资源的利用率对本区至关重要。

2.3区域尺度的生态系统服务恢复与重建对策(

  (1)发展区域生态旅游,提高生态系统服务价值。生态系统具有美学、教育等间接服务价值。发展区域特色的生态旅游是把生态系统这一服务价值转化为市场价值的途径之一。黄土高原地处我国旅游大省——陕西省,是一个旅游热点区域。黄土高原整个地势西北高东南低,高原上有脉络清晰的山脉,宛如石质岛屿点缀在黄土海洋中,具有一定的生态旅游开发价值。另外,黄土高原孕育的文化吸引了全国乃至世界的眼光,开发民俗文化旅游也具有很好的潜力。把开发生态旅游产品和生态文化的融合提到重要的位置,增强生态旅游的文化魅力,促进生态旅游产业的发展。只有地方经济发展了,居民才会注意生态环境的保护。将黄土高原旅游开发与扶贫有机结合起来,有利于生态与经济相协调,促进旅游业的可持续发展。

  (2)建立区域生态补偿机制。黄土高原生态环境建设,投入了大量的财力、人力、物力,为生态环境的恢复创造了基础。但是,生态环境建设与当地的经济发展、农民的生活需要存在一定的矛盾。每造1hm2的林草地,其生态服务价值至少在7000～10000元/a,让当地农民牺牲农业生产进行生态环境建设,不给一定的补偿,生态环境建设是很难持续的。所以,应该探索建立适合的生态补偿机制,使本区的生态环境建设得以持续发展。

    (3)探索生态系统服务市场转化与决策纳入机制。生态系统服务为人类提供巨大的服务,但是目前人们对之的利用只是局限在对食品及原材料的索取,并且由于措施不当而造成“利用的少,损失的多”的局面。良好的市场环境,使生态系统服务价值向市场转化、实现增值,也是未来生态系统服务恢复、保持与经济发展相协调的重要方向。一方面,提高农产品及原材料的加工,实现农产品的经济价值;另一方面,可以探索生态系统服务的水资源、大气调节、环境净化等的价值转化机制。将生态系统服务的经济价值融入到市场经济的运行中去,将会使人们更加意识到保护生态系统服务功能的重要性,对生态环境的维护与保持也有促进作用。