土地利用变化对生态系统服务的影响研究综述论文_杜高中

土地利用变化对生态系统服务的影响研究综述论文_杜高中

山东省临沂市国土局兰山分局 山东 临沂 276000

摘要:近年来,土地利用变化对生态系统服务的影响得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述,分析了土地利用变化对流域生态系统水质净化功能的影响,以及生态系统产品生产与环境维持服务的权衡,并结合相关实践经验,分别从多个角度与方面就流域河岸缓冲带及其生态服务功能展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。

关键词:土地利用变化;生态系统;服务;影响

1前言

作为对于生态系统服务有着重要影响的因素之一,土地利用变化的特殊性不言而喻。该项课题的研究,将会更好地提升对土地利用变化的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化生态系统服务相关工作的最终整体效果。

2土地利用变化对流域生态系统水质净化功能的影响

生态系统的水质净化功能,可由陆地生态系统通过植物吸收、土壤拦截与固持等生态过程减少地表污染物的流失。然而,不同的生态系统类型对地表径流中污染物的持留效率不同,且不同类型生态系统的污染物输出强度也不一样。

土地利用变化对水质的影响越来越受到重视,非点源污染的程度紧密联系着土地利用变化。已有研究表明:不同土地利用类型对水质变化的作用不同,总氮和总磷的浓度在林地径流中最高,农田中次之,城市中最少,但二者的总量林地中最少。土地利用变化对土壤侵蚀有重要影响,进而影响水体中悬浮物和沉积物的含量。

我国各大城市现有的城市面源污染严重,对区域水环境构成严重威胁。SS、CODCr和BOD5平均含量在4种不同径流类型中的大小规律为天然雨水<屋面径流<排污口径流<道路径流。而TN和TP平均含量在4种不同径流类型中的大小规律为天然雨水<屋面径流<道路径流<排污口径流。合流制排污口径流中的CODCr、BOD5、TN、TP等指标均高于分流制。地表沉积物是屋面径流、排污口径流和道路径流污染物的主要来源。与其他国家相比,我国城市道路和屋面雨水径流污染物浓度偏高,且南方特大规模城市道路雨水径流污染情况最严重,北方特大规模城市中的沥青屋面径流污染情况最严重。道路径流、屋面径流和排污口径流中大部分指标超出地表水环境质量V类标准,如果直接排放到受纳水体,将会对环境产生危害。可见,建设用地扩张对生态系统水质净化功能及水环境的影响严重,不容忽视。

3生态系统产品生产与环境维持服务的权衡

人类社会的可持续发展归根到底是生态系统的管理问题。人们从生态系统获取某一类生态系统服务的同时,必将影响生态系统提供其他服务的能力。通常,生态系统管理是以提高某种生态系统服务为主要目标。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆近年来,生态系统管理强调多目标管理,通过可持续的管理活动,在重点提高某一类生态系统服务的同时,兼顾其他生态系统服务,使总的生态系统服务最大化。

生态系统综合评价不仅仅关注如粮食产量等单个生态系统的产品和环境服务,而且要对整个生态系统所能提供的产品和环境服务进行评价。生态系统综合评价的优点是为审视产品与生命支持服务之间的联系与平衡提供了一个框架。因为从这些产品和环境服务中所获得的利益往往会被单独隔离开来,生态系统对于生产特定产品或服务可能处于较好状态,却对于提供其他功能表现不佳。例如农田生态系统的管理目标或许是对产品提供功能十分适合,但可能破坏生态系统的其他服务功能。DelPlata流域结论表明该流域的生物群落提供的经济与生态服务之间有巨大的区别,新土地的耕作对于某些生物群落的影响,既不能补偿也未能平衡所造成的生态系统服务的破坏。农业用地的迅速扩张,可能剧烈地影响到某些生物群落所提供的生态系统服务功能,并且对各项服务功能的影响程度不相同。生态系统综合评价的方法,是先分别评价系统提供各种产品及其服务的能力,再在这些产品和环境服务之间做出权衡。其具备2个基本特征,即地域性与多维性。地域性表现在被评价的生态系统处在某个特定的地点,具有其独特的自然环境与社会影响因子,有可能是该系统内部的土地利用类型变化,也可能是该系统以外的大气CO2浓度变化。生态系统评价包含其一系列的指标因子体现其多维性,如木材、农业、生物多样性等单个产品及其功能,或者是物种入侵、气候变化等单因子对生态系统的影响。

4流域河岸缓冲带及其生态服务功能

4.1河岸缓冲带的定义

河岸植被缓冲带指水陆交界处的两边,直至河水影响消失位置的地带,是河流生态系统和陆地生态系统之间进行物质、能量和信息交换的生态过渡带,具有明显的边缘效应和独特的生态过程,具有独特的生态系统结构和服务功能,是地球生物圈最复杂的生态系统之一,也是近年来生态学和环境科学研究的热点之一。河岸植被缓冲带具有四维的空间结构特征,即具有纵向空间(上游-下游)的镶嵌性、横向空间(河床-泛滥平原)的过渡性、垂直空间(河川径流-地下水)的成层性、时间分布的动态性等边缘特征,具有明显的边缘效应。

4.2河岸缓冲带的生态系统服务功能

河岸带主要的生态服务功能有防治河流水体对河岸土壤的侵蚀、截留转化来自附近农业用地的径流泥沙和养分、调节洪水、净化河流水质、调节区域小气候、维持碳氮磷等物质循环、地下水补给、休闲旅游、维护生物多样性和保持生态系统完整性等多个方面。河岸植被缓冲带可以通过地表径流氮素的渗透和沉积、植物的吸收和存储、微生物固定为有机氮存储在土壤中、反硝化作用将亚硝酸盐转变成大气氮等过程实现氮素的截留转化,其中植物吸收和反硝化作用是河岸带净化非点源氮素污染的主要机制。但在不同研究区域环境条件下,其研究结果也有较大的不确定性,不同的植物群落与地形坡度对截污纳流的作用不同。

4.3河岸缓冲带的设置

在河岸带地区建设植被缓冲带是进行河岸带生态系统管理时最常用的一种管理模式,已被美国农业部推荐为控制非点源污染的最佳管理措施之一。一些国家已经将河岸缓冲区的创建管理列入全国性的环境保护行动计划。

由于区域环境特征如污染物来源多少等因子的异质性,缓冲区的功能效益和最佳宽度随区域变化和管理目标变化,并受地形、水文、植被、土壤及湿地和洪泛区等多因素影响,因此固定宽度的单一缓冲区并不能满足实际多目标管理需求,对于适宜的河岸带宽度范围存在不确定性。多数研究表明,缓冲区拦蓄地表径流中沉积物的效果与缓冲区的宽度成正相关而与缓冲区坡度成负相关。但也有一些研究认为缓冲区宽度并不重要。然而,以上这些研究都是短期的。研究结果表明:长期拦蓄沉积物功能的发挥需要比短期功能发挥更宽的缓冲区,一般需要30~100m。Johnson等也总结推荐了实现单区缓冲区某一功能所需宽度。Welsch建议:农业流域采用3个由内而外的宽度固定的缓冲区系统(46m+22.9m+6.1m)。然而缓冲区的有效宽度随区域而变化,是缓冲区条件、管理目标与河流特征的函数。缓冲区的确定,不仅要认识到缓冲区的宽度自然可变,且必须考虑影响缓冲区功能发挥的主要变量。

5结束语

综上所述,加强对土地利用变化对生态系统服务影响的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的土地利用变化过程中,应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献:

[1]刘永强,廖柳文.土地利用转型的生态系统服务价值效应分析——以湖南省为例[J].地理研究.2017(11):60-62.

[2]刘桂林.长三角地区土地利用时空变化对生态系统服务价值的影响[J].生态学报.2017(01):115-116.

论文作者:杜高中

论文发表刊物:《防护工程》2018年第3期

论文发表时间:2018/6/5

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