基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能權(quán)衡視域的長(zhǎng)白山發(fā)展探究

馮明銘++崔瑩++朱洪波

摘 要：基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能權(quán)衡視域的長(zhǎng)白山發(fā)展探究，通過(guò)實(shí)地考察認(rèn)識(shí)問(wèn)題，全景拍攝技術(shù)記錄問(wèn)題，取樣實(shí)驗(yàn)分析問(wèn)題，ENVI和地理系統(tǒng)軟件ArcGIS 10.3處理數(shù)據(jù)。得出植被破壞情況，進(jìn)行趨勢(shì)分析，其中水土流失，土壤結(jié)構(gòu)破壞等環(huán)境問(wèn)題突出的反應(yīng)了長(zhǎng)白山地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能權(quán)衡的缺失。為實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部各服務(wù)功能的權(quán)衡，本研究最后了提出經(jīng)濟(jì)作物帶的可行性方案。

關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能權(quán)衡 可持續(xù)發(fā)展 經(jīng)濟(jì)作物帶

中圖分類號(hào)：X171 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）09（b）-0098-02

長(zhǎng)白山地區(qū)作為我國(guó)自然保護(hù)區(qū)，多年來(lái)一直是各領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的研究重點(diǎn)，但研究方向多為森林土壤，地貌形態(tài)，旅游規(guī)劃等。由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)增速較快，帶來(lái)一定生態(tài)問(wèn)題，而這該問(wèn)題并未收到廣泛關(guān)注。在長(zhǎng)白山南坡與西坡地區(qū)，人類過(guò)分強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)利益服務(wù)功能，導(dǎo)致其他服務(wù)功能下降。其根本原因是人類缺乏多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能權(quán)衡的過(guò)程。因此，權(quán)衡生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部各服務(wù)功能，是當(dāng)今時(shí)代社會(huì)發(fā)展所面臨的至關(guān)重要的議題。本文旨在通過(guò)探究分析，引導(dǎo)人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的權(quán)衡，推動(dòng)該地區(qū)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

選取吉林省延邊朝鮮族自治州撫松縣林場(chǎng)為研究地，收集2005—2015年《吉林省年鑒》和2010年9月到2016年8月隔年Google Earth數(shù)據(jù)。

1.2 自然概況

長(zhǎng)白山地區(qū)位于吉林省渾江市的撫松縣和安圖縣，延邊朝鮮族自治州長(zhǎng)白縣交界，與朝鮮為鄰。長(zhǎng)白山東臨日本海，該地受長(zhǎng)白山阻擋作用，形成了季風(fēng)影響下的溫帶大陸性山地氣候，垂直氣候結(jié)構(gòu)顯著。長(zhǎng)白山地區(qū)森林覆蓋面積大，降水豐沛，各月徑流量分配有顯著的垂直地帶性。白河流域在地形因子的作用下，降水量大，徑流各月內(nèi)分配較為均勻。

該地區(qū)的土壤分布存在明顯的垂直地帶性，海拔由高到低依次是山地暗棕色森林土、山地棕色針葉林土、山地森草土和苔原土。植被在氣候和土壤等要素的共同作用下，具有典型的垂直地帶性，其中，落葉闊葉林帶和針闊混交林帶處于低海拔區(qū)，臨近居民點(diǎn)，受人類活動(dòng)影響較大。

1.3 研究方法

本文選取的研究方法有野外調(diào)查法、取樣分析法以及遙感數(shù)據(jù)分析法。

1.3.1 全景野外調(diào)查法

筆者對(duì)長(zhǎng)白山北坡的紅石林場(chǎng)，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)一號(hào)樣地，白河林業(yè)局園池濕地保護(hù)區(qū)，以及長(zhǎng)白山北坡主體進(jìn)行實(shí)地野外調(diào)查。

野外實(shí)地考察的同時(shí)采集了全景影像。全景影像能夠最直觀，最全面的對(duì)長(zhǎng)白山實(shí)地進(jìn)行計(jì)算機(jī)重建。具有以下三個(gè)鮮明的特點(diǎn)：一是高度的真實(shí)感；二是有一定的交互性，三是觀看的靈活便捷性。

1.3.2 遙感數(shù)據(jù)分析法

對(duì)于選取的遙感數(shù)據(jù)，DEM數(shù)據(jù)，首先通過(guò)ENVI對(duì)其進(jìn)行大氣矯正，幾何校正，消除因?yàn)榇髿馍⑸湓斐傻妮椛湔`差。幾何校正是逐個(gè)像元的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行矯正衛(wèi)星傳感器視角，地表曲率造成的誤差，地表矯正中選取的是WGS84投影，CGC2000投影，以126°E為中央經(jīng)線。采用地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS 10.3通過(guò)Spatial Analysis中的太陽(yáng)輻射模塊以DEM為基礎(chǔ)進(jìn)行模擬。

1.3.3 取樣分析法

本次探究中，在安圖縣紅石林場(chǎng)、紅豐村和撫松縣開(kāi)荒地選取天然林、人工針葉林、荒草坡、陡坡耕地四處植被覆蓋不同的土壤進(jìn)行取樣，利用土壤養(yǎng)分分析儀對(duì)樣土進(jìn)行養(yǎng)分測(cè)試分析，得出促進(jìn)植物生長(zhǎng)的微量元素含量表。

2 長(zhǎng)白山生態(tài)破壞分析

2.1 南坡與西坡自然帶破壞程度分析

研究通過(guò)Google Earth隔年選取2010—2013年白山市撫松縣石龍崗以南，長(zhǎng)白山機(jī)場(chǎng)以西，黑河以北，省道302線以東地區(qū)的歷史影像，面積約31000000m2的地區(qū)為林地開(kāi)荒破壞研究地區(qū)。經(jīng)過(guò)歷史影像進(jìn)行疊加分析，得出結(jié)論：第一，從2010—2013年，開(kāi)荒地面積持續(xù)增加，且增速加大；第二，從2013年10月Google衛(wèi)星影像發(fā)現(xiàn)開(kāi)荒地中一塊已廢棄。

通過(guò)對(duì)長(zhǎng)白山土壤研究，長(zhǎng)白山西坡植被破壞后受淋溶作用，土壤腐殖質(zhì)層不斷變薄，土壤肥力持續(xù)下降。在無(wú)化肥情況下，開(kāi)荒地經(jīng)5～7年肥力耗盡，遭到廢棄。而頂級(jí)群落闊葉-紅松林的生長(zhǎng)周期漫長(zhǎng)，從廢棄開(kāi)荒地的一年生，多年生草本植物發(fā)育到頂級(jí)群落需要數(shù)十年的時(shí)間。由此可見(jiàn)，長(zhǎng)白山山麓地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)收益矛盾突出。

2.2 植被破壞的環(huán)境響應(yīng)分析

2.2.1 植被破壞與水土流失

大量研究顯示，植被是衡量土壤侵蝕程度的重要影響因子，主體涵蓋了植被的類型、植被的覆蓋度、植被的枯枝落葉層和植被根系的生長(zhǎng)特性。

首先，植被覆蓋度的增加會(huì)攔截降雨，降低降雨能量，同等雨強(qiáng)時(shí)，植被覆蓋率高其降雨侵蝕力小。再則，只有植被在一定高度下，植被蓋度才能有效減少降雨能量。接著，植被腐殖質(zhì)層是影響土壤侵蝕的重要因素。它有效的攔截地表徑流，減緩流速，減少流水侵。最后，植物的根系可有效地含蓄水分，保持水土。根系的穩(wěn)固性，含蓄水源能力對(duì)保持水土起到至關(guān)重要的作用。

長(zhǎng)白山南坡地區(qū)原始森林中大量喬木和灌木遭到砍伐，農(nóng)民種植玉米。土地覆被變化，減小了植被覆蓋度，枯枝落葉層幾乎為零。玉米這種農(nóng)作物根系短，生長(zhǎng)期短，因此對(duì)水分的涵蓄能力弱。由此可見(jiàn)，在過(guò)分強(qiáng)調(diào)一種生態(tài)系統(tǒng)中的服務(wù)使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，整體服務(wù)功能降低。

2.2.2 植被破壞與土壤結(jié)構(gòu)

植被生長(zhǎng)可改善表土的土壤結(jié)構(gòu)、物理、化學(xué)和水文性質(zhì)，甚至小地形。這些性質(zhì)發(fā)生改變，將進(jìn)一步影響水土流失量以及土壤生產(chǎn)力。據(jù)Bochet等人研究，植被對(duì)表土物理化學(xué)性質(zhì)的影響由植株底部向外到裸地部分逐漸減弱，顯著的改變了植株底部的土壤性質(zhì)。endprint

長(zhǎng)白山南坡和西坡的植被破壞，對(duì)其土壤結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重影響。研究通過(guò)土壤養(yǎng)分分析儀得出如下結(jié)論：坡地耕地的有機(jī)質(zhì)含量較天然林少了7.8倍，堿解氮含量較天然林少了5.04倍，速效鉀含量較天然林少了1.53倍，含水量較天然林少了7.90倍，土壤生產(chǎn)力大幅下降。林地到耕地的土地覆被的變化，破壞了土壤結(jié)構(gòu)。以謀求經(jīng)濟(jì)利益的植被破壞，作用下的結(jié)果是土壤質(zhì)量的下降，水土流失加劇。

3 解決措施——經(jīng)濟(jì)作物帶

根據(jù)調(diào)研區(qū)的實(shí)際破壞情況及自然特征，提出構(gòu)建經(jīng)濟(jì)作物帶以達(dá)到保護(hù)森林，保持水土，增加經(jīng)濟(jì)收入的目的。經(jīng)濟(jì)作物帶是在不損害開(kāi)荒者既得利益的前提下，用在當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件下適宜生長(zhǎng)的喬木，灌木經(jīng)濟(jì)作物代替玉米等傳統(tǒng)農(nóng)作物。達(dá)到既能提高開(kāi)荒者的經(jīng)濟(jì)收益又能保護(hù)水土進(jìn)而保護(hù)當(dāng)?shù)刂脖惶岣弋?dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)效益的目的。于是，筆者選取了山核桃、榛子和山楂這3種經(jīng)濟(jì)作物。該區(qū)大部分山麓地區(qū)具有這3種作物適宜的生長(zhǎng)條件。

山核桃是胡桃科山核桃屬的一種落葉喬木，樹(shù)皮較為平滑，大多生長(zhǎng)在海拔較低腐殖質(zhì)層豐富的山麓，海拔可達(dá)400～1200m。因它的果實(shí)擁有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和獨(dú)特的風(fēng)味，受到了消費(fèi)者青睞。同樣，長(zhǎng)白山地區(qū)的自然條件適宜山核桃生長(zhǎng)，加之如今東北地區(qū)的核桃產(chǎn)區(qū)較小，市場(chǎng)前景較廣。

榛子，為樺木科榛屬落葉的灌木或小喬木，高2～7m。榛子耐寒，喜濕潤(rùn)的氣候，喜光；對(duì)土壤的適應(yīng)性強(qiáng)；對(duì)地勢(shì)要求不高。在我國(guó)，海拔750m以下地勢(shì)較緩的北方坡地更適合榛子的生長(zhǎng)。榛子經(jīng)濟(jì)用途廣泛，可作為多種食品加工原料，同時(shí)還具有較高的養(yǎng)生價(jià)值。在榛林下伴生的榛蘑，是營(yíng)養(yǎng)豐富健康綠色的山珍，采摘山珍，將成為當(dāng)?shù)鼐用褚豁?xiàng)致富的重要來(lái)源。廣泛的經(jīng)濟(jì)用途，拉動(dòng)廣闊的市場(chǎng)需求，加之當(dāng)?shù)剡m宜的自然條件，榛子的種植會(huì)為當(dāng)?shù)鼐用駧?lái)可觀的收益。

長(zhǎng)白山山楂，屬薔薇科落葉喬木，是長(zhǎng)白山盛產(chǎn)的原生態(tài)經(jīng)濟(jì)野果之一。小樹(shù)外皮為暗灰色，與淺黃色皮孔相伴，小枝呈紫褐色，適合生長(zhǎng)在海拔400～1000m間的陽(yáng)山坡，常與其他雜木相伴生長(zhǎng)，在長(zhǎng)白山各縣區(qū)廣泛分布。山楂由于其成本低廉，適宜生長(zhǎng)，用途廣泛，需求眾多，筆者將其設(shè)計(jì)為經(jīng)濟(jì)作物帶的主要作物。

果實(shí)成熟之際，銷售到附近中小城鎮(zhèn)，可在網(wǎng)絡(luò)電商銷售，多種銷售手段并行。輔以宣傳手段，以增強(qiáng)其影響力。為提高農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，建議農(nóng)戶們成立合作體，形成規(guī)模效益。愿為當(dāng)?shù)卮迕衩赓M(fèi)錄制全景視頻作為經(jīng)濟(jì)作物的宣傳片，一起銷售一起宣傳，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上述分析，長(zhǎng)白山山區(qū)單一追求生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)服務(wù)，村民破壞植被毀林開(kāi)荒的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，開(kāi)荒地面積逐年增加且增速漸快。由此破壞了生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，損壞了其他服務(wù)功能。當(dāng)?shù)赝寥澜亓羲帜芰ο陆担亮魇Ъ又?，土壤養(yǎng)分流失，生產(chǎn)力下降，以至于出現(xiàn)普遍的棄荒現(xiàn)象。形成該現(xiàn)象最主要的原因是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的權(quán)衡不足。生態(tài)系統(tǒng)為人類提供了生存與發(fā)展的資源與環(huán)境，人們需在生態(tài)系統(tǒng)提供的各種服務(wù)間權(quán)衡以達(dá)到最大的最優(yōu)的滿足。加深對(duì)服務(wù)功能權(quán)衡的認(rèn)識(shí)與理解是實(shí)現(xiàn)多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可持續(xù)管理的首要條件。因此，人們應(yīng)權(quán)衡空間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，讓管理落腳于全局，謀求區(qū)域整體協(xié)同發(fā)展。

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