南方紅壤丘陵區(qū)水土保持生態(tài)服務(wù)功能提升研究進(jìn)展
——以江西省興國(guó)縣塘背河小流域?yàn)槔?/h1>

2019-06-14 09:19:00肖勝生郭利平宋月君湯崇軍

水土保持通報(bào)訂閱 2019年6期 收藏

關(guān)鍵詞：紅壤水土保持流域

肖勝生, 王 聰, 郭利平, 宋月君, 湯崇軍

(1.江西省土壤侵蝕與防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江西 南昌 330029; 2.江西省水土保持科學(xué)研究院，江西 南昌 330029; 3.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心 城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100085)

南方紅壤丘陵是中國(guó)“兩屏三帶”生態(tài)安全屏障的重要組成部分。由于自然和人為因素的雙重影響，導(dǎo)致其生態(tài)屏障作用得不到有效發(fā)揮，區(qū)域生態(tài)安全難以維持。 ①自然因素。區(qū)域降雨量是全國(guó)年均水平的2～3倍，且季節(jié)分布不均衡，降雨集中在4—6月，容易誘發(fā)嚴(yán)重的水土流失；區(qū)域內(nèi)低山丘陵交錯(cuò)，地形破碎(如崩崗地貌發(fā)育，且分布廣泛)，為土壤侵蝕提供了較為便利的地形條件。 ②人為因素。主要是區(qū)域人口稠密，人地矛盾突出。例如，不規(guī)范地規(guī)模化經(jīng)果林開發(fā)等強(qiáng)度大的活動(dòng)進(jìn)一步加劇了水土流失。南方紅壤丘陵實(shí)施了系列生態(tài)工程治理后(如飛播造林、退耕還林和水土流失重點(diǎn)治理工程等)，對(duì)區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的提升具有一定的促進(jìn)作用[1-2]，水土流失面積也得到了有效遏制，但區(qū)域內(nèi)廣泛分布的殘次林存在生物多樣性低，固碳增匯效率差，水土保持與水源涵養(yǎng)功能低下等生態(tài)服務(wù)功能問(wèn)題依然存在，治理技術(shù)及模式的生態(tài)功能仍有待提升?？傮w來(lái)說(shuō)目前區(qū)域的水土保持工作處于一種瓶頸狀態(tài)，亟需開展相關(guān)基礎(chǔ)理論研究，研發(fā)集成相關(guān)技術(shù)，建立示范樣板，將水土流失治理的生態(tài)服務(wù)功能與民生改善有機(jī)結(jié)合，從側(cè)重遏制水土流失面積的擴(kuò)張轉(zhuǎn)向注重生態(tài)系統(tǒng)功能的整體提升。

江西省興國(guó)縣塘背河小流域?yàn)橹袊?guó)1980年首批開展小流域綜合治理試點(diǎn)的小流域之一，是南方花崗巖侵蝕區(qū)具有典型性和代表性的水土保持綜合治理試點(diǎn)的樣板。經(jīng)過(guò)幾十年的水土保持綜合治理，興國(guó)縣2012年被評(píng)為“國(guó)家水土保持生態(tài)文明縣”，但由于地處贛南革命老區(qū)腹地，脫貧攻堅(jiān)任務(wù)依然嚴(yán)峻。因此，如何由“綠起來(lái)”向“富起來(lái)”轉(zhuǎn)變、新時(shí)期水土保持工作如何轉(zhuǎn)型升級(jí)、如何保持“塘背”這張靚麗名片不褪色是我們需要考慮的問(wèn)題。為此，本文以塘背河小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，在考慮糧食/果品生產(chǎn)、水土保持、生物多樣性、水源涵養(yǎng)和固碳增匯等不同生態(tài)服務(wù)功能之間權(quán)衡和協(xié)同關(guān)系的基礎(chǔ)上，開展以水土保持服務(wù)功能提升為核心的關(guān)鍵技術(shù)研究，構(gòu)建兼顧生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生態(tài)服務(wù)功能提升優(yōu)化模式，打造塘背河小流域“升級(jí)版”和“擴(kuò)展板”，旨在為小流域水土保持重點(diǎn)建設(shè)工程效益評(píng)價(jià)提供參考，進(jìn)而為南方紅壤丘陵山區(qū)的水土保持與生態(tài)建設(shè)，脫貧致富，和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展提供借鑒。

1 塘背河小流域水土流失治理成效及存在問(wèn)題

1.1 水土流失治理成效研究進(jìn)展

塘背河小流域位于江西省興國(guó)縣境內(nèi)(圖1)，跨龍口、永豐兩個(gè)鄉(xiāng)，屬長(zhǎng)江流域鄱陽(yáng)湖水系，為贛江上游貢水的二級(jí)支流，流域面積16.38 km2[3]。氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均溫度19.5 ℃，無(wú)霜期289 d，年平均降雨量為1 593 mm。地貌類型以山地丘陵為主，其中40%為低山，主要分布在上游，50%為丘陵；流域海拔高度131～469 m[3]，土壤類型為花崗巖發(fā)育成的紅壤，地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林。由于過(guò)去不合理地采伐利用，該區(qū)原生植物遭到毀滅性破壞，引發(fā)了嚴(yán)重的水土流失，使得塘背河小流域成為南方紅壤區(qū)重度侵蝕區(qū)。20世紀(jì)80年代初，小流域境內(nèi)山地面積1 155 hm2，而劇烈和強(qiáng)度流失面積合計(jì)951 hm2，占山地面積的82.4%，山地植被覆蓋率僅為10%，被稱為“江南紅色沙漠”[4]。塘背河小流域于1983年成為全國(guó)首批開展小流域綜合治理試點(diǎn)的小流域之一。經(jīng)過(guò)約30 a的綜合治理，取得了顯著的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，昔日“江南紅色沙漠”腹地變成了美麗的綠色山川。2000年，塘背河小流域被國(guó)家水利部、財(cái)政部命名為“全國(guó)水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)示范小流域”，其所在的興國(guó)縣于2012年被評(píng)為“國(guó)家水土保持生態(tài)文明縣”，且其所在的贛州市于2014年被水利部列為全國(guó)首個(gè)水土保持改革試驗(yàn)區(qū)。塘背河小流域治理的成功經(jīng)驗(yàn)為贛南乃至南方紅壤丘陵區(qū)的水土保持治理工作奠定了基礎(chǔ)。之后以小流域?yàn)閱卧乃亮魇ЬC合治理在南方紅壤丘陵區(qū)全面鋪開，并在減少江河湖庫(kù)泥沙淤積，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展等方面成效顯著。塘背河小流域的成功經(jīng)驗(yàn)也越來(lái)越受到相關(guān)學(xué)者的重視。如宋月君和張金生[5]采用中國(guó)土壤流失方程(CSLE)對(duì)1975—2008年塘背河小流域土壤侵蝕時(shí)空變化特征進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，土壤侵蝕面積已由1975年的12.20 km2減少為2008年的3.40 km2，治理度達(dá)72.13%，尤其是強(qiáng)烈和劇烈流失面積下降了98.5%，并且以流域中游的來(lái)溪村和下游的都田村變化最為顯著，在空間格局上已由治理前的集中連片式轉(zhuǎn)變?yōu)?008年的零星分散式。小流域植被覆蓋度也由1975年的22.91%提升到2014年的86.87%。40 a間塘背河小流域新增植被面積高達(dá)7.25 km2，超過(guò)整個(gè)流域總面積的50%[3]。另外，蘇春麗等[6]建立了“小流域治理度”的概念，并認(rèn)為塘背河小流域經(jīng)過(guò)多年治理恢復(fù)，其治理度由治理前的0.252提高到0.683，生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)入了初步的良性循環(huán)。孫昕等[7]也認(rèn)為，塘背河小流域基本上已進(jìn)入良性發(fā)展?fàn)顟B(tài)，不需再進(jìn)行大規(guī)模的治理活動(dòng)，因此其今后水保工作的重點(diǎn)是強(qiáng)化維護(hù)工作以持續(xù)發(fā)揮水土保持措施的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 興國(guó)縣塘背河小流域地形圖(DEM)

1.2 水土保持工作存在問(wèn)題

盡管塘背河小流域水土保持工作取得了階段性成效，但依然存在明顯不足。如小流域內(nèi)以馬尾松小老頭林為代表的低效林廣泛分布，導(dǎo)致了嚴(yán)重的林下水土流失問(wèn)題?！斑h(yuǎn)看青山在，近看水土流”是對(duì)該區(qū)域的真實(shí)寫照；以針葉林為主的林分結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致森林生態(tài)功能低下；崩崗侵蝕在小流域內(nèi)還有零星分布，主要集中在小流域中游腹地，個(gè)別區(qū)域水土流失嚴(yán)重。例如，永豐鄉(xiāng)凌源村一處崩崗侵蝕群，侵蝕面積達(dá)到3.00×104m2[3]。特別是規(guī)模山地林果開發(fā)(主要是臍橙和油茶)等人為活動(dòng)劇烈導(dǎo)致新增水土流失等問(wèn)題。如與2001年相比，由于流域下游文院村果園開發(fā)導(dǎo)致小流域植被覆蓋減少了0.86 km2，并且新開發(fā)果園2～3 a內(nèi)地表植被尚未完全覆蓋，從而造成一定程度的水土流失[3]。宋月君和張金生[5]指出，塘背河小流域仍然存在著少量的水土流失強(qiáng)烈侵蝕區(qū)，主要與新果園開發(fā)初期有關(guān)，特別是山頂以及個(gè)別區(qū)域存在林下水土流失和崩崗侵蝕。這些問(wèn)題導(dǎo)致流域生物多樣性維持、碳匯功能、水土保持與水源涵養(yǎng)等生態(tài)服務(wù)功能嚴(yán)重退化，生態(tài)屏障作用不斷被削弱，對(duì)區(qū)域生態(tài)安全造成一定的威脅。另外，塘背河小流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)滯后，如下游所在的都田村共計(jì)465戶2 217人，至2018年底仍有貧困戶40戶和貧困人口204人，脫貧攻堅(jiān)任務(wù)較重?？傮w而言，將來(lái)一段時(shí)期內(nèi)塘背河小流域水土保持工作需要結(jié)合民生改善，將水土流失治理與生態(tài)服務(wù)功能提升有機(jī)結(jié)合，在進(jìn)一步有效消減現(xiàn)有水土流失面積和遏制新增人為水土流失的基礎(chǔ)上，逐步提升生態(tài)服務(wù)功能，培育生態(tài)產(chǎn)業(yè)[8]，以有效推動(dòng)當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

在到整個(gè)南方紅壤丘陵區(qū)，由于其特殊的自然地理?xiàng)l件和生態(tài)恢復(fù)的復(fù)雜性，截至2013年第一次全國(guó)水利普查時(shí)區(qū)域內(nèi)仍有水土流失面積1.60×105km2，特別是崩崗侵蝕達(dá)到23.9萬(wàn)個(gè)[9]。史志華等[8]認(rèn)為，南方紅壤區(qū)治理模式缺乏區(qū)域針對(duì)性；廣泛分布的低效林林分結(jié)構(gòu)亟需調(diào)整；崩崗與林下水土流失治理、生態(tài)與生產(chǎn)協(xié)調(diào)發(fā)展是難點(diǎn)。針對(duì)上述問(wèn)題，建議研發(fā)以下關(guān)鍵技術(shù)： ①多用途抗逆鄉(xiāng)土植物篩選及規(guī)?；ㄖ布夹g(shù)； ②有機(jī)物資源利用與侵蝕退化土壤肥力提升技術(shù)； ③水土保持措施空間布局與系統(tǒng)功能提升技術(shù)； ④區(qū)域水土流失治理與特色生態(tài)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展技術(shù)[8]。

2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究進(jìn)展

新時(shí)期，水土保持工作面臨著從初步治理到質(zhì)量提升的轉(zhuǎn)型階段。在這種轉(zhuǎn)型過(guò)程中，需要從單一治理措施到綜合技術(shù)集成，從增加植被覆蓋率為目的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)改善和功能提升，從蓄水減沙為主到小流域綜合治理，再到區(qū)域尺度上的生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)同、持續(xù)和高質(zhì)量發(fā)展與優(yōu)化布局，并注重資源—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)的空間分異及其功能分區(qū)[8,10-11]。因此，區(qū)域尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展與優(yōu)化布局就需要從整體和系統(tǒng)性的角度出發(fā)，以提升生態(tài)服務(wù)功能為切入點(diǎn)是關(guān)鍵，利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究方法，綜合權(quán)衡和協(xié)同不同生態(tài)服務(wù)功能之間的關(guān)系。

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其權(quán)衡和協(xié)同研究

自Costanza[12]對(duì)全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估以來(lái)，國(guó)際上生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究逐漸興起。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念的一般性共識(shí)是生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的各種惠益，包括供給服務(wù)(如提供食物和淡水)、調(diào)節(jié)服務(wù)(如水土保持)、文化服務(wù)(如精神、娛樂和文化收益)以及支持服務(wù)(如維持地球生命生存環(huán)境的養(yǎng)分循環(huán))，是人類與環(huán)境可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外開展了一系列針對(duì)不同地區(qū)、生態(tài)系統(tǒng)類型下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估，得到了一系列不同尺度下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間格局結(jié)果[13-16]。并且認(rèn)為，自中國(guó)改革開放30 a余以來(lái)，盡管經(jīng)濟(jì)社會(huì)資產(chǎn)快速增長(zhǎng)，但生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)負(fù)債呈現(xiàn)出累積性高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)[17]。

不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型之間權(quán)衡/協(xié)同的相互作用關(guān)系成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[18-19]。不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間主要包括權(quán)衡關(guān)系(trade-off)和協(xié)同關(guān)系(synergy)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理主要是對(duì)這兩種關(guān)系進(jìn)行平衡協(xié)調(diào)。所謂權(quán)衡，即生態(tài)系統(tǒng)在增加某種服務(wù)供給時(shí)，相應(yīng)地削弱其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供能力的現(xiàn)象。協(xié)同就是生態(tài)系統(tǒng)在增加某種服務(wù)供給時(shí)也會(huì)同時(shí)增加對(duì)其他服務(wù)的供給。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡產(chǎn)生于人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求偏好。當(dāng)人們消費(fèi)某一種或某幾種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時(shí)，就會(huì)有意或無(wú)意地對(duì)其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的提供產(chǎn)生影響，隨即產(chǎn)生生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡與協(xié)同問(wèn)題[20]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系中，許多服務(wù)之間是矛盾的(特別是供給服務(wù)和調(diào)節(jié)服務(wù))。大部分的生態(tài)脆弱地區(qū)同時(shí)也是貧困相對(duì)集中地區(qū)，由于對(duì)某項(xiàng)服務(wù)需求的增加(如糧食或果品生產(chǎn)等)，人們常常通過(guò)改造生態(tài)系統(tǒng)來(lái)增加其提供能力。例如，山地開墾和經(jīng)濟(jì)果木林開發(fā)等來(lái)轉(zhuǎn)換生態(tài)系統(tǒng)類型，減少自然生態(tài)系統(tǒng)面積或向生態(tài)系統(tǒng)投入更多的人為輔助能量等，其結(jié)果往往是犧牲一些服務(wù)來(lái)使另外一些服務(wù)的供給能力得以提高[21]。例如，在山地開墾坡地種植農(nóng)作物，糧食產(chǎn)量的提高常常會(huì)以土壤侵蝕的加劇為代價(jià)。同理，侵蝕劣地的治理和生態(tài)恢復(fù)在總體上能夠提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力，特別是調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)的水平，但可能降低產(chǎn)品供給服務(wù)的能力。如黃土高原的研究表明，土地利用變化(植被覆蓋的增加)與土壤保持、碳固定具有正效應(yīng)，與產(chǎn)水量間存在負(fù)效應(yīng)[22]。但若想同時(shí)提升供給服務(wù)的水平，需要同時(shí)增加投入，為營(yíng)造供給服務(wù)提供更多外在條件[22]。因此，必須通過(guò)權(quán)衡不同服務(wù)功能項(xiàng)，科學(xué)地集成服務(wù)項(xiàng)以實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的優(yōu)化，以期為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)的管理決策提供科學(xué)依據(jù)[23]。

2.2 南方紅壤丘陵區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升途徑研究

國(guó)際上關(guān)于退化地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升的研究主要集中于熱帶森林，嘗試通過(guò)恢復(fù)和適應(yīng)性管理的途徑加速退化森林的自然恢復(fù)，提高其生物多樣性和生態(tài)服務(wù)功能[24]，并特別強(qiáng)調(diào)農(nóng)村生計(jì)可持續(xù)發(fā)展和社區(qū)參與在實(shí)現(xiàn)恢復(fù)目標(biāo)方面的重要性[25-26]。南方紅壤丘陵區(qū)作為中國(guó)水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與功能的正確認(rèn)知，是開展多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可持續(xù)管理決策的基礎(chǔ)[27]?；诖?，國(guó)內(nèi)部分學(xué)者也開展了相關(guān)研究。如陳美球等[1]認(rèn)為得益于退耕還林，1990—2005年貢江源頭的石城縣及章江源頭的上猶縣和崇義縣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增量最多。劉海等[2]也得出類似結(jié)果。他認(rèn)為由于水土保持和退耕還林等工作的相繼開展，與1990年相比，2008年鄱陽(yáng)湖流域單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均有所提升，特別是鄱陽(yáng)湖流域南部的紅壤山地丘陵區(qū)(同時(shí)也是水土流失主要分布區(qū))，并建議以林地為主的子流域中應(yīng)加大對(duì)生態(tài)環(huán)境的維護(hù)，發(fā)展林業(yè)經(jīng)濟(jì)。另外，基于江西省廣豐縣2009年森林資源二類清查數(shù)據(jù)，王兵和王丹[28]研究得到混交林的單位面積生態(tài)效益價(jià)值最大，硬闊類、竹林和灌木林也較大，而馬尾松和軟闊類則具備較低的單位面積生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值。賈芳芳[29]的研究進(jìn)一步指出，贛江流域各森林類型的不同生態(tài)服務(wù)功能能力存在差異。例如，土壤保持能力表現(xiàn)為：杉木林>灌木林>闊葉林>松林>經(jīng)濟(jì)林>竹林；水源供給能力表現(xiàn)為：竹林>杉木林>經(jīng)濟(jì)林>闊葉林>松林>灌木林；總碳密度大小順序?yàn)椋洪熑~林>竹林>經(jīng)濟(jì)林>杉木林>灌木林>松林。上述結(jié)論可為南方紅壤丘陵區(qū)廣泛分布的馬尾松林低效林改造提供借鑒。例如，馬尾松林針改闊時(shí)建議采取硬闊類樹種，而非軟闊類樹種；杉木林可作為改造的目標(biāo)樹種之一，它不僅具備最高的保持土壤能力，也具備較強(qiáng)的水源涵養(yǎng)能力，同時(shí)還屬于速生用材樹種，經(jīng)濟(jì)效益巨大。

總體而言，前期相關(guān)研究多集中于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能理論和方法，對(duì)生態(tài)屏障帶生態(tài)系統(tǒng)或侵蝕劣地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升的深入研究較為缺乏，尤其是對(duì)于南方紅壤丘陵侵蝕劣地生態(tài)服務(wù)功能提升的理論、技術(shù)集成與示范方面關(guān)注較少。例如，關(guān)于不同生態(tài)服務(wù)功能之間的權(quán)衡關(guān)系及理論依據(jù)、生態(tài)服務(wù)功能提升的途徑及關(guān)鍵技術(shù)、生態(tài)服務(wù)功能提升綜合優(yōu)化模式的構(gòu)建與示范以及大面積推廣的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素與關(guān)鍵限制性因素等方面的理論和技術(shù)方法的研究薄弱。

3 研究展望

經(jīng)過(guò)30 a的水土流失綜合治理，塘背河小流域和整個(gè)南方紅壤丘陵區(qū)水土保持工作成效顯著。學(xué)術(shù)界基于此實(shí)踐成果，在理論認(rèn)識(shí)和技術(shù)模式等方面都取得了豐富的研究成果。但同時(shí)也清醒地認(rèn)識(shí)到，南方紅壤丘陵區(qū)水土保持工作還存在不少薄弱環(huán)節(jié)。新時(shí)期該區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)亟需轉(zhuǎn)型和升級(jí)。參考生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究體系，建議從基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和綜合模式構(gòu)建與示范等三個(gè)方面開展進(jìn)一步研究工作。

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡與區(qū)域集成基礎(chǔ)研究

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡與區(qū)域集成是生態(tài)學(xué)的研究前沿[23]。收集小流域氣候因子、影像資料、土地利用等數(shù)據(jù)，以水土保持服務(wù)為核心，綜合評(píng)估小流域水源涵養(yǎng)、生物多樣性維持和碳固持等關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，分析水土保持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的時(shí)空分異規(guī)律，揭示水土保持在自然因素和人為因素作用下與其他關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的協(xié)同關(guān)系，明確該尺度下主要是以哪種服務(wù)為主，哪種服務(wù)為輔，從而為明確土地利用格局和國(guó)土空間規(guī)劃提供關(guān)鍵科學(xué)支撐。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)GIS熱點(diǎn)分析工具對(duì)水土保持服務(wù)進(jìn)行分等定級(jí)，劃定小流域水土保持服務(wù)的供給區(qū)與受益區(qū)，以水土保持生態(tài)服務(wù)功能為指標(biāo)，借助水文、物理模型分析水土保持服務(wù)功能流動(dòng)的空間范圍，探究其空間流動(dòng)特征。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

在對(duì)小流域及其典型區(qū)進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，明確區(qū)域目前水土保持服務(wù)功能存在的問(wèn)題，有針對(duì)性地研究水土保持服務(wù)功能提升的關(guān)鍵技術(shù)，并進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)(包括技術(shù)的提升效應(yīng)、適宜性和推廣性)；從關(guān)鍵技術(shù)出發(fā)，融合其他措施手段，對(duì)區(qū)域典型生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行改造，并對(duì)其生物多樣性、碳匯和水源涵養(yǎng)等功能進(jìn)行分析。對(duì)塘背河小流域而言，主要是需要針對(duì)馬尾松林下流、崩崗侵蝕和規(guī)模經(jīng)濟(jì)果木林開發(fā)人為水土流失等類型，研發(fā)集成相關(guān)水土保持技術(shù)手段并提升生態(tài)服務(wù)功能。

3.2.1 馬尾松低效林林下水土流失 傳統(tǒng)的低效林改造技術(shù)(如間伐、撫育等)更多注重生產(chǎn)力和生物量等單方面的效益，而忽略了水土保持、水源涵養(yǎng)、生物多樣性和碳匯等生態(tài)服務(wù)功能的其他方面及其之間的權(quán)衡關(guān)系。本文所研發(fā)的技術(shù)需要具備基本的土壤保持功能，同時(shí)在水源涵養(yǎng)、生物多樣性和碳吸存等方面也需具備較強(qiáng)的水平；所研究的技術(shù)除了具備基本的水土保持效益之外，還能創(chuàng)造較大的社會(huì)效益或經(jīng)濟(jì)效益。如通過(guò)小老頭松精準(zhǔn)施肥、竹節(jié)水平溝加密放淺、灌草植被帶營(yíng)造和林下多種經(jīng)營(yíng)技術(shù)(林—藥復(fù)合)等加速群落正向演替，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能的恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的協(xié)同提升。

3.2.2 崩崗侵蝕 針對(duì)崩崗侵蝕區(qū)劣地土壤缺乏草灌植被覆蓋，徑流侵蝕十分嚴(yán)重，固碳能力下降，生物多樣性顯著減少的問(wèn)題，研發(fā)多種優(yōu)勢(shì)草灌植物種類復(fù)合配置的種植、撫育和管理技術(shù)；將單個(gè)崩崗(將溝頭集水區(qū)、崩壁、溝道、沖積扇整體施策)或崩崗侵蝕群作為一個(gè)系統(tǒng)對(duì)待，根據(jù)其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，結(jié)合崩崗的發(fā)育程度、規(guī)模、位置、開發(fā)條件等，分別按照大封禁+小治理生態(tài)恢復(fù)模式、治坡降坡和穩(wěn)坡“三位一體”生態(tài)恢復(fù)模式、先期有效攔擋+后續(xù)開發(fā)利用模式、反坡臺(tái)地規(guī)模開發(fā)+經(jīng)果林種植模式和建設(shè)用地規(guī)模整理模式等實(shí)施，加強(qiáng)技術(shù)模式的針對(duì)性，同時(shí)加強(qiáng)新技術(shù)、新方法的引入，將工程措施、植物措施以及耕作措施進(jìn)行有效集成，空間對(duì)位，實(shí)現(xiàn)基于“人為干預(yù)+自然修復(fù)”為一體的生態(tài)修復(fù)服務(wù)功能提升體系。

3.2.3 規(guī)模經(jīng)果林開發(fā) 廣泛存在的向侵蝕劣地“要地”、經(jīng)濟(jì)果木林規(guī)模開發(fā)活動(dòng)是塘背河小流域及整個(gè)南方紅壤丘陵區(qū)提高土地資源利用率，增加生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)的主要手段。但開發(fā)過(guò)程中特別是開發(fā)初期需要控制水土流失和土壤肥力損失，后續(xù)需要維持土壤結(jié)構(gòu)和地力，實(shí)現(xiàn)幼齡林果地退化土壤肥力快速恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)林果地紅壤生態(tài)服務(wù)功能和經(jīng)濟(jì)效益的顯著提高。需要研發(fā)以耕代撫的保土蓄水技術(shù)和有機(jī)資源就地利用改善土壤結(jié)構(gòu)(如果園生草刈割覆蓋、芒萁刈割覆蓋+微生物促腐技術(shù))；研發(fā)林下綠肥和開發(fā)初期作物套種技術(shù)，在保水保土的同時(shí)增加生物多樣性；研發(fā)經(jīng)果林下多功能水土保持植物篩選與種植技術(shù)(如蜜源植物等)，提升經(jīng)果林生態(tài)服務(wù)功能。

3.3 綜合模式構(gòu)建與示范

將生態(tài)服務(wù)功能提升與民生改善有機(jī)結(jié)合，按照“點(diǎn)面調(diào)查與評(píng)估—技術(shù)模式集成—生態(tài)服務(wù)功能提升—系統(tǒng)性解決方案構(gòu)建”的思路，以單位面積生態(tài)服務(wù)功能提升為主線，集成適應(yīng)性水—土—植被—產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，建立典型小流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升的綜合模式集成方案，建立提升技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化平臺(tái)，形成可持續(xù)的生態(tài)產(chǎn)業(yè)—服務(wù)功能提升價(jià)值鏈及適應(yīng)性管理機(jī)制，為該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升提供系統(tǒng)性解決方案。在此過(guò)程中，堅(jiān)持治山治水治窮致富結(jié)合，工程生物耕作措施相協(xié)調(diào)；堅(jiān)持治理開發(fā)保護(hù)相結(jié)合，生態(tài)經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益相協(xié)調(diào)。建議以塘背河小流域?yàn)槌叨冉ㄔO(shè)示范點(diǎn)，依托興國(guó)縣水土保持重點(diǎn)建設(shè)工程和興國(guó)縣水土保持科技示范園建設(shè)，集成已有提升技術(shù)，有針對(duì)性地開展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升的示范點(diǎn)建設(shè)，為南方紅壤丘陵區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展提供借鑒。

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