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基于生态系统服务功能权衡视域的长白山发展探究
发布时间:2018-12-03        浏览次数:15        返回列表

冯明铭++崔莹++朱洪波

摘 要:基于生态系统服务功能权衡视域的长白山发展探究,通过实地考察认识问题,全景拍摄技术记录问题,取样实验分析问题,ENVI和地理系统软件ArcGIS 10.3处理数据。得出植被破坏情况,进行趋势分析,其中水土流失,土壤结构破坏等环境问题突出的反应了长白山地区生态系统服务功能权衡的缺失。为实现生态系统内部各服务功能的权衡,本研究最后了提出经济作物带的可行性方案。

关键词:生态系统服务功能权衡 可持续发展 经济作物带

中图分类号:X171 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)09(b)-0098-02

长白山地区作为我国自然保护区,多年来一直是各领域专家学者的研究重点,但研究方向多为森林土壤,地貌形态,旅游规划等。由于地区经济增速较快,带来一定生态问题,而这该问题并未收到广泛关注。在长白山南坡与西坡地区,人类过分强调生态系统的经济利益服务功能,导致其他服务功能下降。其根本原因是人类缺乏多种生态系统服务功能权衡的过程。因此,权衡生态系统内部各服务功能,是当今时代社会发展所面临的至关重要的议题。本文旨在通过探究分析,引导人们对生态系统服务功能的权衡,推动该地区的生态可持续发展。

1 材料与方法

1.1 数据来源

选取吉林省延边朝鲜族自治州抚松县林场为研究地,收集2005—2015年《吉林省年鉴》和2010年9月到2016年8月隔年Google Earth数据。

1.2 自然概况

长白山地区位于吉林省浑江市的抚松县和安图县,延边朝鲜族自治州长白县交界,与朝鲜为邻。长白山东临日本海,该地受长白山阻挡作用,形成了季风影响下的温带大陆性山地气候,垂直气候结构显著。长白山地区森林覆盖面积大,降水丰沛,各月径流量分配有显著的垂直地带性。白河流域在地形因子的作用下,降水量大,径流各月内分配较为均匀。

该地区的土壤分布存在明显的垂直地带性,海拔由高到低依次是山地暗棕色森林土、山地棕色针叶林土、山地森草土和苔原土。植被在气候和土壤等要素的共同作用下,具有典型的垂直地带性,其中,落叶阔叶林带和针阔混交林带处于低海拔区,临近居民点,受人类活动影响较大。

1.3 研究方法

本文选取的研究方法有野外调查法、取样分析法以及遥感数据分析法。

1.3.1 全景野外调查法

笔者对长白山北坡的红石林场,中国科学院长白山自然保护区一号样地,白河林业局园池湿地保护区,以及长白山北坡主体进行实地野外调查。

野外实地考察的同时采集了全景影像。全景影像能夠最直观,最全面的对长白山实地进行计算机重建。具有以下三个鲜明的特点:一是高度的真实感;二是有一定的交互性,三是观看的灵活便捷性。

1.3.2 遥感数据分析法

对于选取的遥感数据,DEM数据,首先通过ENVI对其进行大气矫正,几何校正,消除因为大气散射造成的辐射误差。几何校正是逐个像元的对数据进行矫正卫星传感器视角,地表曲率造成的误差,地表矫正中选取的是WGS84投影,CGC2000投影,以126°E为中央经线。采用地理信息系统软件ArcGIS 10.3通过Spatial Analysis中的太阳辐射模块以DEM为基础进行模拟。

1.3.3 取样分析法

本次探究中,在安图县红石林场、红丰村和抚松县开荒地选取天然林、人工针叶林、荒草坡、陡坡耕地四处植被覆盖不同的土壤进行取样,利用土壤养分分析仪对样土进行养分测试分析,得出促进植物生长的微量元素含量表。

2 长白山生态破坏分析

2.1 南坡与西坡自然带破坏程度分析

研究通过Google Earth隔年选取2010—2013年白山市抚松县石龙岗以南,长白山机场以西,黑河以北,省道302线以东地区的历史影像,面积约31000000m2的地区为林地开荒破坏研究地区。经过历史影像进行叠加分析,得出结论:第一,从2010—2013年,开荒地面积持续增加,且增速加大;第二,从2013年10月Google卫星影像发现开荒地中一块已废弃。

通过对长白山土壤研究,长白山西坡植被破坏后受淋溶作用,土壤腐殖质层不断变薄,土壤肥力持续下降。在无化肥情况下,开荒地经5~7年肥力耗尽,遭到废弃。而顶级群落阔叶-红松林的生长周期漫长,从废弃开荒地的一年生,多年生草本植物发育到顶级群落需要数十年的时间。由此可见,长白山山麓地区生态系统保护与经济收益矛盾突出。

2.2 植被破坏的环境响应分析

2.2.1 植被破坏与水土流失

大量研究显示,植被是衡量土壤侵蚀程度的重要影响因子,主体涵盖了植被的类型、植被的覆盖度、植被的枯枝落叶层和植被根系的生长特性。

首先,植被覆盖度的增加会拦截降雨,降低降雨能量,同等雨强时,植被覆盖率高其降雨侵蚀力小。再则,只有植被在一定高度下,植被盖度才能有效减少降雨能量。接着,植被腐殖质层是影响土壤侵蚀的重要因素。它有效的拦截地表径流,减缓流速,减少流水侵。最后,植物的根系可有效地含蓄水分,保持水土。根系的稳固性,含蓄水源能力对保持水土起到至关重要的作用。

长白山南坡地区原始森林中大量乔木和灌木遭到砍伐,农民种植玉米。土地覆被变化,减小了植被覆盖度,枯枝落叶层几乎为零。玉米这种农作物根系短,生长期短,因此对水分的涵蓄能力弱。由此可见,在过分强调一种生态系统中的服务使得生态系统服务的内部结构遭到破坏,整体服务功能降低。

2.2.2 植被破坏与土壤结构

植被生长可改善表土的土壤结构、物理、化学和水文性质,甚至小地形。这些性质发生改变,将进一步影响水土流失量以及土壤生产力。据Bochet等人研究,植被对表土物理化学性质的影响由植株底部向外到裸地部分逐渐减弱,显著的改变了植株底部的土壤性质。endprint

长白山南坡和西坡的植被破坏,对其土壤结构造成严重影响。研究通过土壤养分分析仪得出如下结论:坡地耕地的有机质含量较天然林少了7.8倍,碱解氮含量较天然林少了5.04倍,速效钾含量较天然林少了1.53倍,含水量较天然林少了7.90倍,土壤生产力大幅下降。林地到耕地的土地覆被的变化,破坏了土壤结构。以谋求经济利益的植被破坏,作用下的结果是土壤质量的下降,水土流失加剧。

3 解决措施——经济作物带

根据调研区的实际破坏情况及自然特征,提出构建经济作物带以达到保护森林,保持水土,增加经济收入的目的。经济作物带是在不损害开荒者既得利益的前提下,用在当地的自然条件下适宜生长的乔木,灌木经济作物代替玉米等传统农作物。达到既能提高开荒者的经济收益又能保护水土进而保护当地植被提高当地的生态效益的目的。于是,笔者选取了山核桃、榛子和山楂这3种经济作物。该区大部分山麓地区具有这3种作物适宜的生长条件。

山核桃是胡桃科山核桃属的一种落叶乔木,树皮较为平滑,大多生长在海拔较低腐殖质层丰富的山麓,海拔可达400~1200m。因它的果实拥有丰富的营养成分和独特的风味,受到了消费者青睐。同样,长白山地区的自然条件适宜山核桃生长,加之如今东北地区的核桃产区较小,市场前景较广。

榛子,为桦木科榛属落叶的灌木或小乔木,高2~7m。榛子耐寒,喜湿润的气候,喜光;对土壤的适应性强;对地势要求不高。在我国,海拔750m以下地势较缓的北方坡地更适合榛子的生长。榛子经济用途广泛,可作为多种食品加工原料,同时还具有较高的养生價值。在榛林下伴生的榛蘑,是营养丰富健康绿色的山珍,采摘山珍,将成为当地居民一项致富的重要来源。广泛的经济用途,拉动广阔的市场需求,加之当地适宜的自然条件,榛子的种植会为当地居民带来可观的收益。

长白山山楂,属蔷薇科落叶乔木,是长白山盛产的原生态经济野果之一。小树外皮为暗灰色,与浅黄色皮孔相伴,小枝呈紫褐色,适合生长在海拔400~1000m间的阳山坡,常与其他杂木相伴生长,在长白山各县区广泛分布。山楂由于其成本低廉,适宜生长,用途广泛,需求众多,笔者将其设计为经济作物带的主要作物。

果实成熟之际,销售到附近中小城镇,可在网络电商销售,多种销售手段并行。辅以宣传手段,以增强其影响力。为提高农产品的市场竞争力,建议农户们成立合作体,形成规模效益。愿为当地村民免费录制全景视频作为经济作物的宣传片,一起销售一起宣传,提高经济效益。

4 结语

根据上述分析,长白山山区单一追求生态系统的经济服务,村民破坏植被毁林开荒的现象日趋严重,开荒地面积逐年增加且增速渐快。由此破坏了生态系统的内部结构,损坏了其他服务功能。当地土壤截留水分能力下降,水土流失加重,土壤养分流失,生产力下降,以至于出现普遍的弃荒现象。形成该现象最主要的原因是对生态系统服务功能的权衡不足。生态系统为人类提供了生存与发展的资源与环境,人们需在生态系统提供的各种服务间权衡以达到最大的最优的满足。加深对服务功能权衡的认识与理解是实现多种生态系统服务可持续管理的首要条件。因此,人们应权衡空间生态系统服务功能,让管理落脚于全局,谋求区域整体协同发展。

参考文献

[1] 郑华,李屹峰,欧阳志云,等.生态系统服务功能管理研究进展[J].生态学报,2013,33(3):702-710.

[2] 李俊枝,张滨,吕洁华.基于适应性管理视域的森林生态系统服务主导因子研究[J].林业经济问题,2015,35 (2):109-117.endprint