基于生態系統服務功能權衡視域的長白山發展探究

馮明銘++崔瑩++朱洪波

摘 要：基于生態系統服務功能權衡視域的長白山發展探究，通過實地考察認識問題，全景拍攝技術記錄問題，取樣實驗分析問題，ENVI和地理系統軟件ArcGIS 10.3處理數據。得出植被破壞情況，進行趨勢分析，其中水土流失，土壤結構破壞等環境問題突出的反應了長白山地區生態系統服務功能權衡的缺失。為實現生態系統內部各服務功能的權衡，本研究最后了提出經濟作物帶的可行性方案。

關鍵詞：生態系統服務功能權衡 可持續發展 經濟作物帶

中圖分類號：X171 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（b）-0098-02

長白山地區作為我國自然保護區，多年來一直是各領域專家學者的研究重點，但研究方向多為森林土壤，地貌形態，旅游規劃等。由于地區經濟增速較快，帶來一定生態問題，而這該問題并未收到廣泛關注。在長白山南坡與西坡地區，人類過分強調生態系統的經濟利益服務功能，導致其他服務功能下降。其根本原因是人類缺乏多種生態系統服務功能權衡的過程。因此，權衡生態系統內部各服務功能，是當今時代社會發展所面臨的至關重要的議題。本文旨在通過探究分析，引導人們對生態系統服務功能的權衡，推動該地區的生態可持續發展。

1 材料與方法

1.1 數據來源

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

1.2 自然概況

長白山地區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白縣交界，與朝鮮為鄰。長白山東臨日本海，該地受長白山阻擋作用，形成了季風影響下的溫帶大陸性山地氣候，垂直氣候結構顯著。長白山地區森林覆蓋面積大，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，徑流各月內分配較為均勻。

該地區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，臨近居民點，受人類活動影響較大。

1.3 研究方法

本文選取的研究方法有野外調查法、取樣分析法以及遙感數據分析法。

1.3.1 全景野外調查法

筆者對長白山北坡的紅石林場，中國科學院長白山自然保護區一號樣地，白河林業局園池濕地保護區，以及長白山北坡主體進行實地野外調查。

野外實地考察的同時采集了全景影像。全景影像能夠最直觀，最全面的對長白山實地進行計算機重建。具有以下三個鮮明的特點：一是高度的真實感；二是有一定的交互性，三是觀看的靈活便捷性。

1.3.2 遙感數據分析法

對于選取的遙感數據，DEM數據，首先通過ENVI對其進行大氣矯正，幾何校正，消除因為大氣散射造成的輻射誤差。幾何校正是逐個像元的對數據進行矯正衛星傳感器視角，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為中央經線。采用地理信息系統軟件ArcGIS 10.3通過Spatial Analysis中的太陽輻射模塊以DEM為基礎進行模擬。

1.3.3 取樣分析法

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

2 長白山生態破壞分析

2.1 南坡與西坡自然帶破壞程度分析

研究通過Google Earth隔年選取2010—2013年白山市撫松縣石龍崗以南，長白山機場以西，黑河以北，省道302線以東地區的歷史影像，面積約31000000m2的地區為林地開荒破壞研究地區。經過歷史影像進行疊加分析，得出結論：第一，從2010—2013年，開荒地面積持續增加，且增速加大；第二，從2013年10月Google衛星影像發現開荒地中一塊已廢棄。

通過對長白山土壤研究，長白山西坡植被破壞后受淋溶作用，土壤腐殖質層不斷變薄，土壤肥力持續下降。在無化肥情況下，開荒地經5～7年肥力耗盡，遭到廢棄。而頂級群落闊葉-紅松林的生長周期漫長，從廢棄開荒地的一年生，多年生草本植物發育到頂級群落需要數十年的時間。由此可見，長白山山麓地區生態系統保護與經濟收益矛盾突出。

2.2 植被破壞的環境響應分析

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特性。

首先，植被覆蓋度的增加會攔截降雨，降低降雨能量，同等雨強時，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。根系的穩固性，含蓄水源能力對保持水土起到至關重要的作用。

長白山南坡地區原始森林中大量喬木和灌木遭到砍伐，農民種植玉米。土地覆被變化，減小了植被覆蓋度，枯枝落葉層幾乎為零。玉米這種農作物根系短，生長期短，因此對水分的涵蓄能力弱。由此可見，在過分強調一種生態系統中的服務使得生態系統服務的內部結構遭到破壞，整體服務功能降低。

2.2.2 植被破壞與土壤結構

植被生長可改善表土的土壤結構、物理、化學和水文性質，甚至小地形。這些性質發生改變，將進一步影響水土流失量以及土壤生產力。據Bochet等人研究，植被對表土物理化學性質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。endprint

長白山南坡和西坡的植被破壞，對其土壤結構造成嚴重影響。研究通過土壤養分分析儀得出如下結論：坡地耕地的有機質含量較天然林少了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，土壤生產力大幅下降。林地到耕地的土地覆被的變化，破壞了土壤結構。以謀求經濟利益的植被破壞，作用下的結果是土壤質量的下降，水土流失加劇。

3 解決措施——經濟作物帶

根據調研區的實際破壞情況及自然特征，提出構建經濟作物帶以達到保護森林，保持水土，增加經濟收入的目的。經濟作物帶是在不損害開荒者既得利益的前提下，用在當地的自然條件下適宜生長的喬木，灌木經濟作物代替玉米等傳統農作物。達到既能提高開荒者的經濟收益又能保護水土進而保護當地植被提高當地的生態效益的目的。于是，筆者選取了山核桃、榛子和山楂這3種經濟作物。該區大部分山麓地區具有這3種作物適宜的生長條件。

山核桃是胡桃科山核桃屬的一種落葉喬木，樹皮較為平滑，大多生長在海拔較低腐殖質層豐富的山麓，海拔可達400～1200m。因它的果實擁有豐富的營養成分和獨特的風味，受到了消費者青睞。同樣，長白山地區的自然條件適宜山核桃生長，加之如今東北地區的核桃產區較小，市場前景較廣。

榛子，為樺木科榛屬落葉的灌木或小喬木，高2～7m。榛子耐寒，喜濕潤的氣候，喜光；對土壤的適應性強；對地勢要求不高。在我國，海拔750m以下地勢較緩的北方坡地更適合榛子的生長。榛子經濟用途廣泛，可作為多種食品加工原料，同時還具有較高的養生價值。在榛林下伴生的榛蘑，是營養豐富健康綠色的山珍，采摘山珍，將成為當地居民一項致富的重要來源。廣泛的經濟用途，拉動廣闊的市場需求，加之當地適宜的自然條件，榛子的種植會為當地居民帶來可觀的收益。

長白山山楂，屬薔薇科落葉喬木，是長白山盛產的原生態經濟野果之一。小樹外皮為暗灰色，與淺黃色皮孔相伴，小枝呈紫褐色，適合生長在海拔400～1000m間的陽山坡，常與其他雜木相伴生長，在長白山各縣區廣泛分布。山楂由于其成本低廉，適宜生長，用途廣泛，需求眾多，筆者將其設計為經濟作物帶的主要作物。

果實成熟之際，銷售到附近中小城鎮，可在網絡電商銷售，多種銷售手段并行。輔以宣傳手段，以增強其影響力。為提高農產品的市場競爭力，建議農戶們成立合作體，形成規模效益。愿為當地村民免費錄制全景視頻作為經濟作物的宣傳片，一起銷售一起宣傳，提高經濟效益。

4 結語

根據上述分析，長白山山區單一追求生態系統的經濟服務，村民破壞植被毀林開荒的現象日趨嚴重，開荒地面積逐年增加且增速漸快。由此破壞了生態系統的內部結構，損壞了其他服務功能。當地土壤截留水分能力下降，水土流失加重，土壤養分流失，生產力下降，以至于出現普遍的棄荒現象。形成該現象最主要的原因是對生態系統服務功能的權衡不足。生態系統為人類提供了生存與發展的資源與環境，人們需在生態系統提供的各種服務間權衡以達到最大的最優的滿足。加深對服務功能權衡的認識與理解是實現多種生態系統服務可持續管理的首要條件。因此，人們應權衡空間生態系統服務功能，讓管理落腳于全局，謀求區域整體協同發展。

參考文獻

[1] 鄭華，李屹峰，歐陽志云，等.生態系統服務功能管理研究進展[J].生態學報，2013，33（3）：702-710.

[2] 李俊枝，張濱，呂潔華.基于適應性管理視域的森林生態系統服務主導因子研究[J].林業經濟問題，2015，35 （2）：109-117.endprint