黃河流域生態(tài)質(zhì)量時(shí)空變化分析

計(jì) 偉， 劉海江， 高吉喜， 馬 歡， 宋 婷， 高艷妮， 馮朝陽(yáng)*

1.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院， 國(guó)家環(huán)境保護(hù)區(qū)域生態(tài)過(guò)程與功能評(píng)估重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100012

2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院， 環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100012

3.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，國(guó)家環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100012

4.生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心， 國(guó)家環(huán)境保護(hù)衛(wèi)星遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100094

黃河流域是我國(guó)北方重要的生態(tài)屏障，在國(guó)家“兩屏三帶”生態(tài)安全戰(zhàn)略格局中，是連接青藏高原、黃土高原和北方防沙帶的生態(tài)廊道；同時(shí)黃河流域也是資源豐富、人口眾多、開(kāi)發(fā)歷史悠久、具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ牡貐^(qū)，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)安全方面具有十分重要的地位. 由于獨(dú)特的地理位置和氣候條件，黃河流域生態(tài)十分脆弱[1]，上游面臨生態(tài)系統(tǒng)退化、水源涵養(yǎng)功能降低的問(wèn)題，中游黃土高原水土流失嚴(yán)重，下游生態(tài)流量偏低、濕地萎縮[2]. 因此，黃河流域一直是我國(guó)生態(tài)保護(hù)和建設(shè)的重點(diǎn)地區(qū)，針對(duì)流域突出的生態(tài)問(wèn)題我國(guó)先后開(kāi)展了退耕還林(還草)、水土保持、“三北”防護(hù)林等生態(tài)工程和三江源、黃河濕地等自然保護(hù)區(qū)的建設(shè). 2019年，我國(guó)提出黃河流域的生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展是重大國(guó)家戰(zhàn)略，而掌握流域的生態(tài)質(zhì)量狀況和變化特征是戰(zhàn)略實(shí)施的首要工作.

20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)學(xué)者在黃河流域的生態(tài)環(huán)境變化[3-4]、生態(tài)安全[5]、生態(tài)修復(fù)[6-7]等方面做了大量研究工作，但大多針對(duì)單個(gè)生態(tài)要素開(kāi)展，綜合反映流域整體生態(tài)質(zhì)量特征和變化的相關(guān)研究仍較缺乏. 當(dāng)前的生態(tài)保護(hù)策略只是針對(duì)區(qū)域存在的特定問(wèn)題，尚未在全流域形成統(tǒng)一戰(zhàn)略與布局[8]. 全面了解黃河流域的生態(tài)質(zhì)量狀況及其時(shí)空變化特征，不但能為下一階段流域的生態(tài)質(zhì)量研究提供參考，也是流域生態(tài)保護(hù)和管理工作的基礎(chǔ)，是推進(jìn)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的保障. 區(qū)域生態(tài)質(zhì)量特征是指一定時(shí)空范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)要素、結(jié)構(gòu)和功能的綜合特征，既可以反映流域生態(tài)系統(tǒng)的狀況和生產(chǎn)能力，也可以反映生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性、抗干擾和恢復(fù)能力[9]. 針對(duì)黃河流域植被退化、生態(tài)功能降低、物種減少等突出生態(tài)問(wèn)題，筆者從生態(tài)格局、植被、生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)價(jià)值、縣域生態(tài)質(zhì)量等多方面對(duì)黃河流域長(zhǎng)時(shí)間尺度的生態(tài)質(zhì)量狀況進(jìn)行了分析和總結(jié)，以更全面地反映黃河流域生態(tài)質(zhì)量的綜合特征，為黃河流域生態(tài)保護(hù)、修復(fù)和管理工作提供參考.

1 黃河流域概況

黃河發(fā)源于青藏高原巴顏喀拉山北麓的約古宗列盆地，流經(jīng)青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、山西、陜西、河南、山東九省區(qū)，干流全長(zhǎng) 5 464 km. 黃河流域面積79.5×104km2(包括內(nèi)流區(qū)面積4.2×104km2)，地勢(shì)西高東低，高差懸殊，形成自西而東、由高及低的三級(jí)階梯. 黃河上游指甘肅河口鎮(zhèn)以上地區(qū)，屬一級(jí)階梯青藏高原，流域面積42.8×104km2，海拔均在 3 000 m以上，其中龍羊峽水庫(kù)以上為黃河源區(qū)，總面積約13.2×104km2，海拔在 4 000 m以上；河口鎮(zhèn)至河南桃花峪為黃河中游，主要為二級(jí)階梯黃土高原地區(qū)，流域面積34.4×104km2，海拔一般為 1 000～2 000 m，地貌起伏不平，坡陡溝深；桃花峪以下為黃河下游，主要為三級(jí)階梯華北平原，流域面積2.3×104km2，海拔不超過(guò)100 m，地勢(shì)低平[10-11].

黃河流域的自然植被分布受海洋季風(fēng)影響，自東南向西北依次出現(xiàn)森林草原、干草原和荒漠草原3種植被類型地帶[6]. 由于復(fù)雜的地貌特征、多樣的植被類型和差異明顯的氣候特點(diǎn)，黃河流域發(fā)育出種類豐富的生態(tài)系統(tǒng)類型. 有學(xué)者按照地形、植被覆蓋、水文等特征對(duì)黃河流域進(jìn)行生態(tài)分區(qū)[12-14]，其中，上游主要為草原、灌叢、荒漠、灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，中游主要為草原、森林、灌叢、旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，下游主要為旱作農(nóng)業(yè)、濕地區(qū).

2 黃河流域生態(tài)質(zhì)量時(shí)空變化特征

黃河流域生態(tài)質(zhì)量時(shí)空變化分析數(shù)據(jù)及來(lái)源： ①生態(tài)格局分析數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心的中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)類型空間分布數(shù)據(jù)集[15](http://www.resdc.cn)，該數(shù)據(jù)集將陸地生態(tài)系統(tǒng)分為7類，即農(nóng)田、森林、草地、水體與濕地、荒漠、聚落和其他；該文中分析數(shù)據(jù)包括2000年、2005年、2010年、2015年、2018年五期，數(shù)據(jù)格式為分辨率30 m 的柵格數(shù)據(jù). ②縣域生態(tài)質(zhì)量數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》，包括2017年、2018年、2019年三期，生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)和分級(jí)方法參照《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》(HJ 192—2015). ③文獻(xiàn)資料主要來(lái)源于中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD)和中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)(CNKI)，以黃河、植被覆蓋(NDVI)、凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)、生物多樣性(物種多樣性)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和功能、生態(tài)工程等關(guān)鍵詞為主題，采用模糊匹配方式對(duì)1980—2020年間的相關(guān)論文進(jìn)行檢索并篩選，收集文獻(xiàn)共273篇.

2.1 生態(tài)格局

黃河流域生態(tài)系統(tǒng)類型以草地生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和森林生態(tài)系統(tǒng)為主，2018年三者面積占全流域面積的比例分別為48.35%、25.08%和13.46%，其中草地在中上游地區(qū)廣泛分布；農(nóng)田主要分布在上游的寧夏平原、河套平原，中游的汾渭平原和下游地區(qū)；森林主要分布在中上游的山區(qū)(見(jiàn)圖1). 2000—2018年，流域內(nèi)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積占比持續(xù)下降，森林、水域面積占比略有增加，草地面積占比先降后升；聚落面積占比持續(xù)上升，從2000年的2.20%增至2018年的3.57%(見(jiàn)圖2).

圖1 2018年黃河流域生態(tài)系統(tǒng)類型分布

圖2 2000—2018年黃河流域生態(tài)系統(tǒng)類型面積占比

黃河流域上游地區(qū)以草地生態(tài)系統(tǒng)為主，面積占比約為60%；中游地區(qū)以農(nóng)田、草地和森林生態(tài)系統(tǒng)為主；下游地區(qū)以農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為主，面積占比超過(guò)65%. 2000—2018年，上游地區(qū)農(nóng)田、荒漠生態(tài)系統(tǒng)面積略有下降，森林、草地、水域、聚落面積增加；中游地區(qū)農(nóng)田面積下降明顯，聚落面積持續(xù)增加，其他類型面積較為穩(wěn)定；下游地區(qū)農(nóng)田、草地面積持續(xù)下降，水域、聚落面積穩(wěn)定增加. 根據(jù)邵全琴等[16]提出的土地覆被轉(zhuǎn)類指數(shù)計(jì)算方法，得到黃河流域2000—2018年縣域尺度的生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)類指數(shù)，結(jié)果顯示，流域西部和中部地區(qū)轉(zhuǎn)類指數(shù)高于東部地區(qū)，青海省生態(tài)系統(tǒng)狀況轉(zhuǎn)好趨勢(shì)顯著，河南省、山西省生態(tài)系統(tǒng)狀況以轉(zhuǎn)差趨勢(shì)為主(見(jiàn)圖3).

圖3 2000—2018年黃河流域縣域生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)類指數(shù)

2.2 植被

植被是敏感的環(huán)境變化指示器，能直觀地反映生態(tài)系統(tǒng)的狀況和變化. 受日照、降水等氣象條件和地形條件影響，黃河流域植被覆蓋度表現(xiàn)出由東南向西北遞減的趨勢(shì). 20世紀(jì)80年代以來(lái)，黃河流域植被覆蓋度整體表現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì)，由于數(shù)據(jù)源、研究時(shí)段和分析手段的不同，各研究結(jié)果存在時(shí)空上的差異，但大部分研究認(rèn)為流域內(nèi)植被覆蓋度和NPP增加的區(qū)域面積大于減少的區(qū)域面積，流域整體植被狀況得到改善(見(jiàn)表1). 從時(shí)間變化上看，黃河流域植被覆蓋度變化可以分為3個(gè)階段：20世紀(jì)80年代至 90年代末總體上表現(xiàn)出增加趨勢(shì)，20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初期植被覆蓋度波動(dòng)較大，2004年后植被覆蓋度持續(xù)增長(zhǎng). 黃河流域的局部地區(qū)或個(gè)別年份也存在植被退化現(xiàn)象，例如，在一些不易開(kāi)展生態(tài)保護(hù)和建設(shè)的干旱、高寒地區(qū)，植被覆蓋受干旱氣候影響呈下降趨勢(shì)[26]，也有研究認(rèn)為2000—2010年整個(gè)流域27.7%的區(qū)域表現(xiàn)出植被退化趨勢(shì)，24.5%的區(qū)域植被持續(xù)退化，14%的區(qū)域無(wú)法確定植被的變化趨勢(shì)[27].

20世紀(jì)80年代以來(lái)，黃河流域上游地區(qū)植被覆蓋整體表現(xiàn)出改善趨勢(shì)，局部地區(qū)和個(gè)別時(shí)段存在波動(dòng)甚至減少的現(xiàn)象，例如，2000—2018年甘肅段甘南州部分地區(qū)植被覆蓋顯著減少[28]，青海省1999—2018年土地退化面積表現(xiàn)為先減少再增加，整體退化面積呈增加趨勢(shì)[29]；中游地區(qū)植被覆蓋度一方面在退耕還林還草等生態(tài)工程的影響下快速增加，另一方面城市化、工業(yè)化、能源開(kāi)采等活動(dòng)也導(dǎo)致局部地區(qū)植被退化，例如，黃土高原NPP在2000年后顯著增長(zhǎng)，黃土高原西北部、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)比較快的關(guān)中地區(qū)、省會(huì)(首府)城市及其地區(qū)中心城市植被生長(zhǎng)季NDVI顯著減少，汾渭盆地太原至西安一線的帶狀區(qū)域及一些城市的城郊區(qū)域植被退化趨勢(shì)明顯[30-31]；下游地區(qū)植被覆蓋度分析以黃河三角洲為主要研究對(duì)象，NPP均值和總量呈先下降又略微增長(zhǎng)的特征，整體仍表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，濕地植被面積縮減是NPP降低的主要原因[32].

利用遙感技術(shù)評(píng)價(jià)植被覆蓋和生長(zhǎng)狀況受到影像分辨率、陰影、水汽等因素的影響，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果可能存在誤差； 同時(shí)現(xiàn)有NDVI、NPP等數(shù)據(jù)產(chǎn)品空間分辨率較低，只能反映植被特征的大致分布規(guī)律，因此加強(qiáng)地面監(jiān)測(cè)和驗(yàn)證工作，同時(shí)提高數(shù)據(jù)產(chǎn)品及模型模擬的空間精度，才能更好地揭示黃河流域植被的時(shí)空變化特征. 除氣溫和降水的影響外，人類活動(dòng)對(duì)植被覆蓋具有建設(shè)和破壞的雙重影響，在中下游農(nóng)田比例高的地區(qū)，植被改善與農(nóng)田作物產(chǎn)量提高密切相關(guān)，但已有植被覆蓋變化研究尚未進(jìn)一步區(qū)分農(nóng)田和自然植被的變化差異，因此建議在農(nóng)耕區(qū)開(kāi)展農(nóng)田生產(chǎn)力變化及其對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響研究.

2.3 生物多樣性

黃河流域景觀類型多樣，生物資源豐富，已有生物多樣性研究以典型地區(qū)的生境變化和物種多樣性調(diào)查為主. 由于人類活動(dòng)和環(huán)境變化的影響，黃河流域的物種多樣性受到了干擾和破壞，在植被覆蓋面積整體增加的情況下，大部分地區(qū)的生物多樣性喪失問(wèn)題依然嚴(yán)重. 例如，黃河流域上游地區(qū)由于荒漠化等原因?qū)е赂吆莸槲锓N豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)均呈下降趨勢(shì)[33]；中下游河岸帶由于人為干擾造成生境破碎，進(jìn)而導(dǎo)致植物種類減少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、多樣性降低[34]；黃河干流的魚(yú)類資源調(diào)查結(jié)果顯示，魚(yú)類種群數(shù)量較小、分布不均勻、物種多樣性和資源量均呈明顯下降趨勢(shì)，特有種魚(yú)類退化尤為顯著[35-36].

黃河流域的濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)生物多樣性意義重大，不但植被群落類型繁多，而且是鳥(niǎo)類重要的棲息地和遷徙通道上的重要節(jié)點(diǎn)，物種的多樣性和珍稀性價(jià)值均較高. 但黃河源區(qū)的首曲濕地在氣候變暖的影響下，濕地水分喪失加劇，生境發(fā)生旱化，人工排水加劇了濕地向雜草型退化方向的演替[37]；下游的鄭州黃河濕地由于城鎮(zhèn)化壓力較大，植物物種數(shù)下降，已成為典型的河岸濕地生態(tài)系統(tǒng)退化區(qū)域[38-39]；黃河三角洲由于人工墾殖、土壤鹽漬化、水體富營(yíng)養(yǎng)化等影響，沼澤植被萎縮、自然生境脆弱，導(dǎo)致物種及遺傳多樣性均受到嚴(yán)重威脅[40].

整體來(lái)看，黃河流域生物多樣性研究基礎(chǔ)相對(duì)較薄弱，目前的研究以物種多樣性為主，生態(tài)系統(tǒng)多樣性和遺傳多樣性研究相對(duì)較少，且缺乏多樣性的時(shí)空變化分析；由于缺乏物種和種群的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，物種數(shù)量和規(guī)模的變化只能通過(guò)零星調(diào)查或生境狀況變化來(lái)反映. 因此亟需在國(guó)家公園、自然保護(hù)區(qū)、重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)等范圍內(nèi)優(yōu)先開(kāi)展重點(diǎn)物種的定期調(diào)查和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，并在未來(lái)推廣至全流域，為黃河流域的生物多樣性保護(hù)和恢復(fù)工作提供數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù).

2.4 生態(tài)系統(tǒng)功能與服務(wù)

黃河流域生態(tài)功能區(qū)位十分重要，在2010年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃》中，三江源草原草甸濕地、若爾蓋草原濕地、甘南黃河重要水源補(bǔ)給、黃土高原丘陵溝壑水土保持等國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)均涉及黃河流域；原環(huán)境保護(hù)部2015年發(fā)布的《全國(guó)生態(tài)功能區(qū)劃》中還將黃河流域的陰山北部、鄂爾多斯高原、黑河中下游地區(qū)劃為防風(fēng)固沙重要區(qū)，將西鄂爾多斯—賀蘭山—陰山地區(qū)和黃河三角洲濕地劃為生物多樣性保護(hù)重要區(qū).

針對(duì)黃河流域典型地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)功能評(píng)估和服務(wù)價(jià)值核算已取得了大量研究成果，由于評(píng)估的指標(biāo)體系、計(jì)算方法和時(shí)空尺度不同，導(dǎo)致研究結(jié)果存在一定差異，但整體來(lái)看黃河中上游地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的改善趨勢(shì)顯著. 例如：劉耕源等[41]對(duì)黃河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的核算結(jié)果表明，上游地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最大，中游次之，下游最小，2000—2015年流域整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值有顯著改善；上游的瑪多縣[42]、甘南藏族自治州[43]等地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值明顯增加；中游黃土高原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增速顯著提高[44]，總價(jià)值呈持續(xù)增加態(tài)勢(shì)，土壤保持、水文調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值增強(qiáng)，植被固碳服務(wù)價(jià)值提高[45-46]，特別是黃土丘陵溝壑區(qū)，植被恢復(fù)明顯，生物量(植被固碳)和糧食產(chǎn)量顯著增加[47]. 值得注意的是，下游的山東省和河南省2000—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值明顯下降[41]，在整體水域面積增加的情況下，濕地仍然面臨生境退化、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少的壓力，如黃河三角洲濱海濕地碳儲(chǔ)量減少[48]，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體下降[49].

也有研究認(rèn)為黃河流域目前生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的改善只是低水平的提升，例如，黃河源區(qū)2000年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值有所改善，但對(duì)比1977年仍有較大差距[50]；同時(shí)中上游也有局部地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能有所下降，如20世紀(jì)90年代以來(lái)黃土高原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能在整體改善的情況下，中部局部地區(qū)變差趨勢(shì)明顯[51]. 生態(tài)系統(tǒng)功能本身是極其復(fù)雜的綜合過(guò)程，已有研究大多是在生態(tài)系統(tǒng)類型面積變化的基礎(chǔ)上分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化，隨著生態(tài)保護(hù)工作的深入開(kāi)展，未來(lái)可以從改善生態(tài)結(jié)構(gòu)、維護(hù)生態(tài)過(guò)程等方面探索提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平的技術(shù)和方法，為生態(tài)保護(hù)成效評(píng)估、生態(tài)補(bǔ)償決策等工作提供支撐和依據(jù).

2.5 縣域生態(tài)質(zhì)量特征

黃河流域縣域生態(tài)質(zhì)量狀況以“一般”和“良”為主，二者在黃河流域的面積占比分別為44.3%和37.6%. 其中，黃河源區(qū)及中游地區(qū)生態(tài)質(zhì)量以“良”為主，其余大部分地區(qū)生態(tài)質(zhì)量“一般”. 黃河中游部分縣域生態(tài)質(zhì)量為“較差”和“差”，在黃河流域的面積占比分別為15.6%和0.2%. 渭河流經(jīng)部分縣域的生態(tài)質(zhì)量為“優(yōu)”，在黃河流域的面積占比為2.3%(見(jiàn)圖4).

2017—2019年，黃河流域生態(tài)質(zhì)量呈“優(yōu)“良”和“一般”的縣域個(gè)數(shù)呈增加趨勢(shì)，“優(yōu)”和“良”的面積占比呈增加趨勢(shì)，“一般”的面積占比保持穩(wěn)定，“較差”和“差”的面積占比呈下降趨勢(shì)(見(jiàn)表2).

表2 2017—2019年黃河流域縣域生態(tài)質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果

3 生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工程

為遏制黃河流域生態(tài)惡化態(tài)勢(shì)，我國(guó)先后啟動(dòng)了小流域治理、水土保持、天然林保護(hù)、退牧還草、退耕還林(還草)、坡耕地整治、濕地保護(hù)等生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工程，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的建設(shè)，工程的實(shí)施為提高區(qū)域植被覆蓋面積、提升生態(tài)系統(tǒng)功能、保護(hù)濕地生物多樣性做出了重要貢獻(xiàn)(見(jiàn)表3). 20世紀(jì)90年代黃河流域氣候相對(duì)干燥，不利于植被生長(zhǎng)，但是植被覆蓋度總體處于上升趨勢(shì)[17]，這與植樹(shù)造林、水土流失治理等生態(tài)保護(hù)和建設(shè)工作的開(kāi)展密不可分.

表3 黃河流域生態(tài)工程保護(hù)成效研究

黃河流域的生態(tài)工程已經(jīng)取得了廣泛的生態(tài)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)展工程的生態(tài)保護(hù)成效評(píng)估對(duì)于明確工程的有效性、適宜性和貢獻(xiàn)度等均具有重要意義. 生態(tài)工程對(duì)區(qū)域生態(tài)質(zhì)量的影響不僅表現(xiàn)在植被覆蓋面積增加和生產(chǎn)力提高方面，還表現(xiàn)為生態(tài)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力的提升，因此亟需開(kāi)展如工程造林的穩(wěn)定性、抗干擾和恢復(fù)能力，工程所用植物的種類和布局對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響，以及工程對(duì)區(qū)域生物多樣性的影響等研究. 另外，生態(tài)工程和氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)可能產(chǎn)生相互促進(jìn)、相互抵消或加速惡化的疊加影響[60]，因此在評(píng)估生態(tài)保護(hù)成效時(shí)需要定量劃分生態(tài)工程地區(qū)各類植被生產(chǎn)力動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)因子，科學(xué)區(qū)分氣候變化和生態(tài)工程的影響，準(zhǔn)確評(píng)估生態(tài)工程在區(qū)域生態(tài)質(zhì)量變化中的作用.

4 結(jié)論與展望

a) 黃河流域生態(tài)系統(tǒng)類型以草地、農(nóng)田和森林為主，受日照、降水等氣象條件和地形條件影響，植被覆蓋度由東南向西北遞減；上游地區(qū)草地面積最大，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最高，其中黃河源區(qū)縣域生態(tài)質(zhì)量較好；中游地區(qū)農(nóng)田面積占比最高，草地次之，南部的縣域生態(tài)質(zhì)量好于北部；下游地區(qū)農(nóng)田面積接近70%，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最低. 隨著退耕還林(還草)、水土保持、濕地保護(hù)等生態(tài)工程的實(shí)施，黃河流域農(nóng)田面積減少，森林、水體和濕地面積增加，整體植被覆蓋度和生產(chǎn)力狀況得到改善，重要生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值明顯提升，西部生態(tài)系統(tǒng)狀況轉(zhuǎn)好趨勢(shì)顯著，生態(tài)工程取得了廣泛的生態(tài)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益. 但是，流域大部分地區(qū)生態(tài)質(zhì)量狀況一般，中游部分縣域生態(tài)質(zhì)量為“較差”和“差”，且受氣候變化和人類活動(dòng)影響較大；目前的植被覆蓋增加和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值改善只是低水平的提升，局部地區(qū)仍有生態(tài)系統(tǒng)狀況退化的情況，特別是整個(gè)流域生物多樣性喪失的問(wèn)題持續(xù)存在. 同時(shí)，流域內(nèi)城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，聚落面積持續(xù)增加，人類活動(dòng)的影響不斷加深，生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)的形勢(shì)依然嚴(yán)峻.

b) 已有的黃河流域生態(tài)質(zhì)量相關(guān)研究多集中在植被覆蓋變化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)方面，對(duì)生態(tài)工程的保護(hù)和修復(fù)成效研究?jī)?nèi)容相對(duì)單一. 隨著生態(tài)保護(hù)工作的深入開(kāi)展，在提高植被覆蓋面積的基礎(chǔ)上，優(yōu)化生態(tài)結(jié)構(gòu)、維護(hù)生態(tài)過(guò)程，對(duì)于提升黃河流域生態(tài)系統(tǒng)功能和提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用. 結(jié)合黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略需求，建議未來(lái)研究從以下幾方面開(kāi)展：在黃河源區(qū)、黃土高原、黃河三角洲等生態(tài)敏感區(qū)，重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)保護(hù)成效定量評(píng)價(jià)研究以及生態(tài)工程保護(hù)恢復(fù)成果的鞏固和提升，例如，在生態(tài)保護(hù)成效評(píng)估中明確氣候變化對(duì)生態(tài)工程的影響，有利于更好地判斷工程和氣候變化在生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中的貢獻(xiàn)；在河套平原、汾渭平原、下游平原等傳統(tǒng)農(nóng)耕區(qū)，重點(diǎn)關(guān)注農(nóng)田土壤質(zhì)量、生產(chǎn)力變化及其對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響；在城鎮(zhèn)周邊過(guò)渡地區(qū)，重點(diǎn)關(guān)注城鎮(zhèn)化過(guò)程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及生態(tài)安全的影響.

c) 由于黃河流域復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)特征和現(xiàn)實(shí)的生態(tài)問(wèn)題，準(zhǔn)確、全面地掌握流域生態(tài)質(zhì)量狀況和變化趨勢(shì)依賴于長(zhǎng)期穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和調(diào)查. 特別是生物多樣性保護(hù)相關(guān)研究工作，亟需在國(guó)家公園、自然保護(hù)區(qū)、重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)等范圍內(nèi)優(yōu)先開(kāi)展重點(diǎn)物種的定期調(diào)查和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)更新物種及種群基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，為合理評(píng)價(jià)生物多樣性價(jià)值、深入分析生物多樣性的脅迫因素等研究提供支撐. 建立黃河流域生態(tài)質(zhì)量綜合監(jiān)測(cè)體系，將遙感監(jiān)測(cè)、無(wú)人機(jī)調(diào)查、地面定位站點(diǎn)長(zhǎng)期觀測(cè)及典型地區(qū)實(shí)地調(diào)查結(jié)合起來(lái)，開(kāi)展監(jiān)測(cè)指標(biāo)作用機(jī)理、基值和變化臨界值確定以及監(jiān)測(cè)調(diào)查數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等方面的研究，也是黃河流域生態(tài)質(zhì)量未來(lái)的研究方向.