长江经济带林业生态工程区主要生态系统服务时空变化

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JERONG971
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长江经济带横跨中国东中西三大区域,共涉及11个省和直辖市,具有独特的优势和巨大的发展潜力,是我国重要的生态安全屏障区。上个世纪长期不合理的土地利用方式导致了森林的大面积破坏,森林质量低下,水土流失严重,生态环境不断恶化。自上世纪80年代末以来,中国开展了长江流域防护林工程、长江中上游天然林保护工程和退耕还林、还草等一系列重大林业生态工程,以此来推动长江流域的绿化事业和生态修复。过去的40年,这些举世瞩目的林业生态工程为中国乃至全球生态环境做出了重大贡献。如今在新时代背景下,林业生态工程建设体系的范围越来越大,可造林地逐渐减少,工程建设成本越来越大。为探究现阶段林业生态工程对生态系统服务的作用。本文基于森林资源清查数据、遥感影像数据、气象数据、土壤数据、交通数据及历史文献资料,采用单位面积蓄积量与生物量密度的拟合方程、通用土壤流失方程(RUSLE)和In VEST模型评价长江经济带森林生物质碳储量、土壤保持服务和提供生境质量三种生态系统服务。并利用GIS空间分析方法设置林业生态工程单一驱动力情景模式,分析基于森林资源清查数据的森林面积变化情况和基于遥感影像数据的林地面积变化情况,并探究2000-2015年林业生态工程区内林地面积的增加对长江经济带生态系统服务的影响性质及强度。主要结论如下:(1)基于两种不同数据源的长江经济带森林面积变化趋势与林地面积变化趋势有较大差异,基于森林资源清查数据的森林面积2000年、2005年2010年和2015年分别为66.80×10~6hm~2、78.42×10~6hm~2、84.32×10~6hm~2和89.78×10~6hm~2,持续上升且变化幅度较大。基于遥感影像的林地面积2000年、2005年、2010年、2015年分别为89.05×10~6hm~2、89.96×10~6hm~2、89.77×10~6hm~2、和89.60×10~6hm~2,变化幅度较小且呈现先上升后下降的势态。(2)长江经济带2000年、2005年、2010年和2015年森林生物质碳储量总量分别为1990.41Tg C、2347.05Tg C、2584.52Tg C和3005.86Tg C,呈现出持续上升的趋势。2000-2015年增长幅度高达51.02%,年均固碳量为67.70Tg C·a-1。云南省与四川省是长江经济带森林生物质碳储量与固碳量最大的省份,分别占到长江经济带总森林生物质碳储量与固碳量的55.90%和44.49%。林业生态工程区内森林生物质碳储量均持续增加,但不同区域有不同的表现,非工程区与仅发生长江流域防护林工程的区域内新造林生物质碳汇能力较强,仅发生天然林保护工程的区域和两工程重叠区森林经营部分拥有较高的生物质碳汇能力。(3)长江经济带土壤侵蚀能力与土壤保持能力均表现为西高东低。2015年四川省、云南省土壤侵蚀量与土壤保持量之和分别占到全长江经济带的67.28%和61.86%。2000-2015年长江经济带土壤侵蚀量和土壤保持量均表现为先下降后上升的趋势,且2015年与2000年相比有所降低。林地是长江经济带土壤保持能力最强的地类,同时对长江经济带土壤保持总量的贡献最大,2000年、2005年、2010年和2015年林地的土壤保持总量贡献率均超过全长江经济带的60%。林业生态工程区内林地面积的增加对长江经济带土壤保持能力的提升起到了积极作用,但与降水、地形等其他因素相比影响程度较小,不是当前长江经济带实际情况下土壤保持服务能力变化的主要因素。(4)长江经济带生境质量在空间上呈现出东低西高的分布特征,低值区主要分布在长三角北部、江汉平原与四川盆地,而云南、江西和浙江的平均生境质量指数较高。林地类型与水域是长江经济带生境质量较高的地区,且灌木、混交林、常绿针叶林、常绿阔叶林和多木本草地几种林地类型在2000-2015年平均生境质量指数进一步提升,而生境质量较差的地区集中在建设用地、农田和裸地等,且2000-2015年平均生境质量指数进一步下降。长江经济带生境质量正在向两极化发展,生境质量中等水平地区逐渐向低水平和高水平转化。林业生态工程对生境质量均产生一定的提升,但主要作用于生境质量指数0.6以上的中高水平的地区,对原本生境质量较差的地区提升效果相对较小,未来应加强城市林业的建设,避免生境质量两极化趋势进一步扩大。
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