以9个国家重点森林生态功能区作为实证研究区域,构建产业化和生态化两个子系统及产业生态化系统发展水平评价指标体系,运用熵值法、耦合协调度模型、剪刀差模型、耦合度模型、Dagum基尼系数和MGWR模型等方法,从县域尺度测度生态功能区建设12年来产业化水平、生态化水平及产业生态化水平发展变化,分析产业化、生态化两个子系统协调发展水平、发展速度差异及动态演化趋势,剖析影响产业生态化发展因素为产业生态化健康发展提供科学支撑.结果表明:(1)12年间产业生态化呈低水平的小幅上升态势,9个功能区间的最大差距呈先下降后上升的波动发展态势.不同功能区间产业生态化水平及产业化水平、生态化水平差异均较大,不同功能区产业生态化水平发展变化的主要内部动因存在较大差异;产业化水平和生态化水平总体均呈小幅上升态势,产业化总体水平低于生态化水平,9个功能区间的最大差距均呈先下降收敛后上升发散的态势;产业生态化、产业化、生态化水平均表现为前一阶段增长快于后一阶段,且后一阶段增速下滑幅度大.(2)12年间产业化与生态化系统二者协调度实现由初级协调到中级协调的提升,9个功能区间协调水平最大差距呈持续上升发展态势.186个县域样本总体协调水平分布呈以初级、中级协调为主,濒临失调、勉强协调和良好协调县份少的"纺锤"形态;产业化增长速率快于生态化增长速率,产业化与生态化发展速率的剪刀差呈小幅下降态势,产业化与生态化发展间差异逐渐缩小,趋向于共同发展阶段.(3)城镇化率、人口密度、人均城乡居民储蓄存款余额、第三产业增加值/第二产业增加值、财政自给率、城镇居民人均可支配收入、每万人医院和卫生院床位数对产业生态化水平呈正向影响,且城镇化率为影响产业生态化水平的正向主导因素.

湿地公园是生物多样性的重要庇护场所,湿地鸟类是湿地公园生物多样性的指示类群,各功能区的生境因子状况决定了湿地公园鸟类群落多样性的特征.了解鸟类群落多样性及其决定因素,有助于进一步加强湿地公园生态管理.2020年7月至2021年6月对环巢湖3个湿地公园的鸟类种类、数量和生境因子进行了调查,通过分析α多样性和β多样性及其与生境因子的关系,研究湿地公园鸟类多样性空间格局及生境特征.共记录鸟类15目49科157种,水鸟57种.国家一级重点保护野生鸟类3种,国家二级重点保护野生鸟类21种,安徽省重点保护野生鸟类27种.春季和冬季鸟类物种丰富度高,夏季最低;夏季鸟类香农多样性指数最高,冬季最低.半岛和柘皋河湿地公园的恢复重建区的嵌套组分高于其他功能区的空间周转组分,槐林湿地公园的生态保育区的嵌套组分高于其他功能区的空间周转组分.多元线性回归和基于相似或相异矩阵的多元回归分析结果显示,距林地的距离和距建设用地的距离对鸟类α和β多样性及其嵌套和周转组分均具有显著性影响,草本植物盖度和距水域的距离对α多样性具有显著影响.

生态补偿区域的空间选择研究是生态补偿机制建立的基础,目前国内缺少这方面的研究.合理的生态补偿区域空间选择方法可以为生态补偿优先地区的选择提供较为可靠的定量化依据.综合考虑青海省各市县的生态系统服务价值和经济发展水平,在使用ArcGIS工具的基础上,运用“生态效益比瞄准”方法和“生态补偿优先级(Eco-compensation Priority Sequence,ECPS)”方法,分别对青海省各市县生态补偿优先等级进行了研究.研究结果表明:“生态效益比瞄准”方法适用于森林、草原等基于要素的生态补偿机制的空间选择,而“生态补偿优先级”方法更适合区域性的生态补偿的空间选择.根据“生态补偿优先级”方法可以得出青海省国家重点生态功能区转移支付优先补偿区主要集中在青海省南部,次级补偿区主要位于青海省中部,潜在补偿区主要在青海省东北部.与青海省重点生态功能区转移支付资金分配比较,海西州内的很多市县没有得到相应的补偿,原有的资金分配方式更多的考虑民生因素而忽略了环境因素.在生态补偿区域的空间选择中,要结合生态综合补偿,提出合理的生态补偿绩效考核体系,在保护环境的基础上改善民生.

土地利用变化是生物多样性与生态系统服务变化的主要原因之一.评估土地利用变化对生物多样与生态系统服务影响对于政府决策具有重要作用.钱江源国家公园体制试点区是钱塘江的源头,也是国家的重点生态功能区.本研究以钱江源国家公园体制试点区为研究区,首先设计自然发展情景、规划情景、生态保护情景和开发利用情景等4种2025年不同土地利用变化情景,随后采用InVEST模型和CLUE-S模型分析不同情景下钱江源国家公园水资源供给、涵养水源、固碳释氧、土壤保持、环境净化和生境质量等生态系统服务及其价值变化.结果表明:(1)核心保护区和生态保育区的生态系统服务价值占钱江源国家公园总价值的88.30％.(2)生态保护情景下钱江源国家公园生态系统服务价值最高,有129.17亿元;规划情景下生态系统服务价值次之,有126.92亿元.(3)规划情景下钱江源国家公园水资源供给服务优于生态保护情景,其他生态系统服务则次于生态保护情景.考虑到钱江源国家公园为下游提供重要的水资源这一功能,将规划情景作为试点区2025年最优的土地利用变化情景.

国家重点生态功能区是保障国家生态安全、提升生态环境质量的重要区域.基于国家重点/非重点生态功能区生态环境质量变化的对比分析,结合土地覆被变化,对国家重点生态功能区转移支付政策执行之前的生态环境质量状况形成全面的认识.结果 表明:国家重点/非重点生态功能区土地覆被类型均以生态用地为主,2000-2010年生态用地占比下降.国家重点生态功能区各年生态用地占比均高于非重点生态功能区,且土地覆被类型转换程度相对于非重点生态功能区要小.重点/非重点生态功能区的植被覆盖度、生物量密度、NPP均由东南向西北逐渐降低.水土保持型重点生态功能区的植被覆盖度最高,生物多样性维护型重点生态功能区的平均生物量密度、平均NPP最高,水源涵养型重点生态功能区的生物量总量、NPP总量最高,防风固沙型重点生态功能区由于多位于西北内陆,整体上植被覆盖度最低,生物量密度和生物量总量、平均NPP和NPP总量也最低.总的来说,2000-2010年间国家重点生态功能区的生态系统质量有所改善,但是改善的幅度不及非重点生态功能区.表明实施生态保护工程与转移支付,进一步改善重点生态功能区的生态环境质量,对提升全国整体生态安全水平具有重要的作用.

针对重点生态功能区开展监测与评价对于生态保护和环境治理的意义重大.以广东省第一批被纳入生态补偿区域的11个国家重点生态功能区为研究区,采用2011年至2015年的5期Landsat卫星遥感影像,通过目视解译的方法提取研究区的土地利用/覆盖类型,并结合野外核查及统计资料,分析了该11个县域的生态功能状况现状及其变化.结果表明:(1)2015年全部11个县域的生态功能状况均为优或良级别,但相互之间具有一定的区域差异性.生态功能状况指数(FEI)最高的是乳源瑶族自治县,为71.11,最低的是南雄市,为61.20.(2)2015年与2011年相比,广东省11个国家重点生态功能区的功能状况指数变化幅度(ΔFEI)为–0.50—2.50.仁化县、乳源瑶族自治县、南雄市、平远县、蕉岭县、龙川县和连平县等7个县域的生态功能状况无明显变化(|ΔFEI|<1);始兴县、兴宁县及和平县等3个县域的生态功能状况略微变化(1≤|ΔFEI|<2),其中,始兴县和兴宁县2015年的生态功能状况略微优于2011年(1≤ΔFEI<2),而和平县2015年的生态功能状况略微变差(–1≥ΔFEI>–2);另外,乐昌市2015年的生态功能状况明显变好(2≤ΔFEI<4).(3)2011年至2015年期间,全部县域的生态功能状况保持稳定,其变化趋势均不显著(|Rs|≤0.9).

生态工程费用效益评价是对生态工程实施有效性及合理性的评估.基于费用效益理论,分析了呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设费用投入情况,在区分气候与人类活动因素对生态效益变化的贡献率的基础上,采用遥感和统计数据从生态、经济和社会三个方面评价了该功能区的综合效益,计算功能区建设工程的效益-费用比,综合评估了呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设的经济性.结果 表明:(1)2010-2014年该功能区重点生态功能区相关领域建设总投入为84.31亿元,其中重点生态功能区建设投入为1.18亿元,占总投入的1.40％;(2)利用残差趋势分析法计算出人类活动因素对研究区产生生态效益变化的贡献率为37.25％,2011-2015年该功能区重点生态功能区建设产生的生态效益为12458.13万元;(3) 2011-2015年该功能区重点生态功能区建设产生的经济效益和社会效益分别为4877.74万元和2804.85万元;(4)呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设的工程效益-费用比为1.71,效益高于费用,证明该工程具有一定的经济性.研究将为国家重点生态功能区工程的不断完善以及加快推进实现国家重点生态功能区的功能定位提供一定的科学支撑.

防风固沙型重点生态功能区是我国主要的防沙屏障带,对保障全国的生态环境安全具有重要意义.基于RWEQ模型评估了防风固沙型重点生态功能区防风固沙服务的空间格局,利用HYSPLIT模型模拟了防风固沙型重点生态功能区防风固沙服务的空间流动路径,从生态系统服务流动的角度建立了防风固沙型重点生态功能区及其防风固沙服务受益区之间的时空联系.研究表明,2010年防风固沙型重点生态功能区的防风固沙总量为5.55× 1012 kg,受益区总面积为32.16× 106 km2,涉及防风固沙服务流动路径755条.受益区主要位于中国的西北、华北、东北的广大区域,朝鲜半岛,日本,俄罗斯远东地区和北太平洋的广大海域,其中中国境内的受益区占比24.12％,受益草地面积最大,受益建设用地占中国建设用地总面积的比例最高,受益效益更为明显.在空间分布上,防风固沙服务流动效益以各防风固沙型重点生态功能区为中心呈现明显的圈层式递减特征.防风固沙型重点生态功能区的防风固沙服务流动对下风向受益区的生产生活具有重要的保障作用,研究能够为防风固沙型重点生态功能区的区域间生态补偿政策制定提供科学的参考依据,从而进一步提升防风固沙型重点生态功能区的屏障作用,保障国家生态安全.

自然保护地体系的构建是国际社会高度重视的生物多样性保护策略.近年来,中国已关注到自然保护地空间重叠交叉的问题,并出台了《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》.为落实这一战略,需要对现有保护地的彼此关系与空间分布进行系统研究.为此,本研究收集了8,572个不同类型和级别自然保护地的坐标、生态系统类型、行政区域及边界等信息,筛选出1,532个具有空间重叠、管理部门交叉的自然保护地,计算地理集中指数并采用ArcGIS软件进行了核密度分析,得出空间重叠保护地分布的生态地理区、生态系统类型、交叉管理部门、所在省份等空间分布特点.研究结果显示:(1)鲁中山区、太行山、大别山、天目山-怀玉山、皖江等生态功能区的自然保护地重叠最为严重(核密度Mean＞6,Max＞8),其中太行山区、大别山区、天目山-怀玉山区为重叠保护地密度高的生物多样性优先保护区,目前10个国家公园试点区域中仅大熊猫国家公园体制试点区、湖南南山国家公园体制试点区、钱江源国家公园体制试点区三处位于保护地重叠高密度区;(2)原主管部门中,原国家林业局与住房和城乡建设部的交叉管理保护地数量最多,为294个;(3)黑龙江、安徽、山东、河南、湖北、湖南等省范围内的自然保护地空间重叠状况明显高于其他省区,而晋冀豫与皖鄂赣这两处三省交界处重叠程度更高,其他多处三省交界区域也存在保护地的中度重叠.故上述生态地理区、原主管部门与行政区应作为中国自然保护地体系优先普查区域与优化整合重点对象.基于重叠保护地核密度热点区、生物多样性保护优先区与生态系统文化服务的分析框架,本研究按照国家公园、自然保护区、自然公园三类,对不同生态功能区自然保护地优化整合优先性与类型提出了初步建议,以期为当前中国自然保护地体系改革的紧迫需求提供参考.

我国生态环境脆弱,经济高速发展和巨大的人口压力带来的高强度资源开发,导致一系列严重的生态问题,生态文明建设的重要性日益突显[1].习近平总书记2013年11月9日在《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中指出:山水林田湖是一个生命共同体,人的命脉在田,田的命脉在水,水的命脉在山,山的命脉在土,土的命脉在树,用途管制和生态修复必须遵循自然规律[2].为实现国家的战略目标和满足山水林田湖草生态保护修复的需要特推出本专刊.本专刊在系统分析山水林田湖草生态保护修复国家试点总体布局及与国家重点生态功能区关系的基础上,从山水林田湖草生命共同体生态保护修复的理论体系研究、方法与技术体系构建、国家试点工程实践经验总结和实体模式提炼三个方面进行了充分的梳理、理论研究和实践整合,并对目前保护修复工作中的制约瓶颈及关键科学问题进行了深入剖析.希望该专刊的出版能为我国山水林田湖草生态保护修复工作提供理论支撑、技术指导和实践参考.