基于景感生態學對生態修復的再思考

唐立娜,歐陽靜怡,徐 燁,王豪偉,王璐妍

1 中國科學院城市環境研究所城市環境與健康重點實驗室 福建省流域生態重點實驗室, 廈門 361021

2 中國科學院大學, 北京 100049

隨著城市化的發展,絕大多數生態系統受到人類的破壞,直接影響景觀格局和生態過程,進而威脅生態系統服務以及人類社會的可持續發展。通過自然演替的生態保護來實現生態恢復速度緩慢,也難在短時間內得以實現應有效果。生態修復(或恢復)是人們對受損生態系統實施的必要恢復措施,也是當前人類不可推卸的責任。在我國當前城市化和生態文明建設快速發展時期,效率和效果至關重要。因生態破壞程度、生態系統類型、社會發展背景不同,生態修復的方法和目標也不同[1]。生態修復從方法到效果都具有很大提升空間,如果在策略上加以改進,生態修復可以達到事半功倍的效果[2]。

我國的生態保護和恢復工程在規模上是前所未有的,也是值得其他國家借鑒,但其效果差異較大[3]。例如,在過去40年里,我國在黃土高原實施包括修建梯田和種植植被的許多水土保持措施,大大減少了黃土高原的地表徑流和泥沙流失,但在整個區域內還有必要平衡不同尺度上的生態系統服務[4]。根據陜西省經驗,Wang等[5]建議在未來的區域生態系統管理決策中,應更加注意保持當地生態系統資源需求與生態系統恢復之間的平衡。根據2000—2010年的國家生態系統評估,我國在生態保護和恢復上的投資對大多數主要生態系統服務都起到了改進效果,但為生物多樣性提供的棲息地逐漸減少,地區差異仍然存在[6]。修復后生態系統服務的非平衡發展說明個別生態修復工程發展對本地生態系統服務價值考慮不夠。

不同空間尺度的生態系統服務需要平衡,一個有效做法是將滿足本地生態系統服務作為重要考慮,這樣才能保證積極的社區參與,有效實現和維護生態系統修復的目標。生態系統服務價值往往不等同于本地人的自然經濟福祉[7],有必要將生態系統服務整合到景觀規劃、管理和設計中,為本地人謀取最大福祉。但當前尚缺乏有效的整合工具[8],在實踐中也存在很大困難[9—10]。以生態系統文化服務為例,它是連接社會和生態要素通往可持續發展的橋梁[11],但根據現有核算體系,其價值多單單考慮旅游服務或以旅游服務為主[12],全球總量僅占所有生態系統服務價值的1%[7],還具有極大的提升空間。如何將本地人福祉有機地整合到生態修復工程當中,是我國當前生態保護修復工作急需考慮的科學和實踐問題。景感生態學可以為解決這一問題提供理論基礎和技術方法[13—14]。

1 當前我國生態修復舉措

1.1 從單領域生態工程到生命共同體理念

我國生態修復工程規模在全世界有目共睹,但一直以單領域獨立實施工程為主[6]。2015年國家提出了山水林田湖是一個生命共同體的理念。2016年,財政部、國土資源部、環境保護部聯合下發了《關于推進山水林田湖生態保護修復工作的通知》,提出以生命共同體的重要理念指導開展山水林田湖草生態保護修復工程。在國家層面上,我國新時代生態保護修復工作正在走向山水林田湖草整體保護、系統修復、綜合治理。羅明[15]等提出,未來應從完善國家宏觀生態戰略格局保障體系、加強區域生態系統狀況和恢復力調查評價、優化工程項目實施規模和時序、研究和實踐自然恢復標準與技術、開展長期跟蹤監測與進行適應性管理等方面構建山水林田湖草生態保護修復工程技術和制度體系。李紅舉等提出建立統一的山水林田湖草生態保護修復標準體系[16]。

1.2 逐步建立生態系統保護和修復規劃、規程與導則

為更好實施生態修復,國家及各政府部門已制定未來15年的規劃。《全國重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃(2021—2035年)》提出以堅持保護優先,自然恢復為主；堅持統籌兼顧,突出重點難點；堅持科學治理,推進綜合施策；堅持改革創新,完善建管機制為基本原則。到2035年,人與自然和諧共生的美麗畫卷將基本繪就。規劃也指出,我國生態保護和修復工作的科技支撐能力不強,體現在理論研究與工程實踐存在一定程度的脫節現象,關鍵技術和措施的系統性和長效性不足。

《關于開展省級國土空間生態修復規劃編制工作的通知》要求遵循生態系統演替規律和內在機制,不但有總目標,還要有2025年、2030年、2035年分階段目標。在修復方法上要求突出科學修復,即遵循生態系統演替規律,堅持自然恢復為主、避免過度人工干擾,實行基于自然的生態修復。要求規劃工作要堅持實事求是、探索創新,把握生態現狀的真實性、修復目標的科學性、技術路線的可行性、保障措施的可操作性,并做好與相關規劃的銜接。

《河湖生態修復工程運行與維護技術導則》規定,開展河湖生態修復工程工作應通過資料收集、現場調查等方式分析工程建設區及周邊影響區的基本情況,包括涉水歷史文化、民俗民風、人文古跡、河湖水洗景觀、水文化載體等。

這些針對生態修復的指導性文件既反映出我國全面深入開展生態修復工作的緊迫性和復雜性,也體現了我國越來越重視科學的生態修復途徑以及全面的生態系統服務效果。這一發展方向與國際學術界的觀點相吻合,將繼續給全球各地生態修復提供更為創新的樣板。尤其是將文化生態系統服務賦予“美麗中國”建設,有利于充分體現生態系統文化服務價值。中華民族有悠久、濃郁的文明傳統,人民對文化服務有自然的認知和渴望,突出生態系統文化服務的生態修復具有極大的地方性,有利于為本地人謀取福祉,同時可以提升修復對象的總體生態系統服務價值。

2 應用景感生態學實現理想的生態修復

2.1 基于過往生態修復實踐的一種理想修復模式

過往實踐中,生態修復工程的常見形式主要有自然修復、人工修復兩種。

對于輕度受損的生態系統,往往采用自然修復的方式,將其做保育處理,讓其自然恢復。自然修復的特點在于成本低,需要對生態系統本身復原能力的正確預估,以及充足的時間、無干擾的環境作為支撐,因此,雖是避免人為直接干預,其成功仍然需要規劃設計以及政策層面為其創造適合的條件和環境。就其修復過程和結果來說,因主要依靠生態系統自身復原能力,見效是一個緩速漸進的過程,前期生態系統仍然脆弱,生態系統服務的提供和提高受到制約,但整體修復過程符合自然演替規律,成功后,系統穩定性強,能為生態系統服務的提供與提高打下穩固的自然基礎。

對于受損程度較為嚴重的生態系統,一般采取人工投入進行修復,使其在人工搭建條件下完成修復。客觀來看,人工修復見效速度是要快于自然修復的,但也存在消耗大的問題,且為符合可持續理念下近自然生態系統的目標,其關鍵一步還在于找到由人工修復向自然修復過渡的合理路徑,設計上需要同時把控成本投入和干預策略,以避免經濟上的過度支出以及修復結果背離初始目標等情況。

因此,綜合考量兩種修復方法的應用場景與特征,為提高生態修復效率,保證生態系統服務的穩定與提高,尤其對于受損情況復雜、受損程度較重的生態系統,一種理想的修復模式是打好自然修復與人工修復的“組合拳”,即將人工修復用于受損生態系統恢復的初期階段,幫助其與環境相適應,并做到在初期精準投入,提高生態系統服務,在中期用生態系統服務養育生態系統功能,逐漸實現自我維持,轉為帶有附加值的、健康的自然修復,最終形成的生態系統能為人類提供更高的服務。此模式的成功關鍵在于一是要解決精準投入的問題,二則是要找到生態系統服務與人類福祉之間更為緊密關聯的途徑,換言之,就是要將人類福祉有機整合到生態修復中,同時促進公眾積極參與,以支撐模式運行中人工修復向自然修復過渡,而景感生態學理論則正好適應了這樣的要求。

2.2 基于景感營造優化生態修復

新時代背景下,社會、經濟高速發展,人類的認知和需求也發生了很大的變化,對可持續發展、人類福祉的呼聲更是越發強烈,為與可持續性科學、人類福祉研究更好地結合,作為對景觀生態學視野、理論、方法的擴展,或者說另一種發展景觀生態學的思路[13],景感生態學應運而生,逐漸發展成為一種研究生態系統服務與可持續發展的有效途徑。它是一門以可持續發展為目標,基于生態學的基本原理,從自然要素、物理感知、心理認知、社會經濟、過程與風險等方面,研究土地利用規劃、建設與管理的科學[14]。它是生態學與規劃學的交叉學科,且深度借鑒和融合中國傳統文化,以及心理學、美學和社會經濟學等人文科學[17]。從其定義可以看出,它的應用將會直接或間接涉及表征自然、經濟、社會、心理、預期、過程、風險等方面的數據[13],這使得它能獲取到更全面的例如決策制定者、土地所有者、居民等利益相關者的需求信息,并根據具體情況將之合理取用或整合、融入到空間格局描述中,增強空間構建成果對利益相關者的意義和價值。景感生態學下,這便是一個景感營造的前期過程,即將人們的愿景通過某種形式融入到某一載體中,這樣便建立起了人們與載體間的強關聯性。這也是其將生態系統服務與人類更為直接緊密地關聯起來、調節生態系統服務供需關系的途徑。

景感生態學認為,融入愿景的載體,是一個景感,讓人們通過它感悟到相應愿景,并由此引發出人們對相應愿景的共鳴,進而讓人們產生維護這樣的愿景以及其載體的主動性,便形成了一種可持續的發展趨勢,這也是景感營造后期追求達到的效果。“景感營造及景感生態學研究目的是在保持、改善和增加‘通常意義’的生態系統服務的同時,更加注重增加有關‘可持續發展意識及相關理念’的生態系統服務。可持續發展的實現不僅需要科學技術的‘硬’支撐,更需要相應的文化和倫理道德等方面的‘軟支撐’[17]。” 景感生態學對人的心理認知、物理感知數據的重視以及對傳統文化的融入便是其軟支撐環節構建的體現,這也成為其維護生態系統及其服務健康穩定性,拓展提高生態系統服務價值的重要手段。

現有生態系統服務是自然資產對人類福祉的相對貢獻,而不是直接流轉,必須采取跨學科手段使生態系統服務與人類福祉直接掛鉤[7]。景感生態學把人類最直接受益的生態系統服務作為生態建設的首要任務,在理論上給生態修復開辟了新思路[13—14]。通過景感營造強化生態系統服務,在實踐上為山水林田湖草生態修復展示了新途徑。

作為一門新興科學,景感生態學的理論、技術體系也在逐漸完善。針對生態修復的應用,其采用近自然的方法,從生態系統整體的角度開展修復。例如,中國大運河香河段的生態修復規劃是較早借鑒景感生態學內涵的案例[18]。在粵港澳大灣區海岸帶生態修復工程中,針對18個生態受損地域將景感生態學理論與方法應用于海岸帶生態修復工程規劃、設計和建設全過程[19]。根據景感生態學原理,要實現生態修復的理想模式應該服從3個原則:(1)修復設計是以愿景建設為核心,(2)修復過程是為自然修復創造本底條件,(3)修復目標是實現以自然生態系統與人文關懷合為一體的景感生態系統(圖1)。

圖1 依據景感生態學實現生態修復的優化過程

2.3 景感生態修復的3個階段

依據景感生態學實施山水林田湖草生態修復,整個修復過程包括3個階段:投入階段、自養階段和收益階段。

投入階段:任務是進行人工生態修復,所以需要投入,投入的內容和效果是最重要的考慮。投入階段也是依托景感學進行生態修復最為重要的一個環節,其景感生態修復方案的設計直接影響到修復投入的方向以及后面階段修復的成功開展。在投入階段,根據現場調查數據和資料進行景感生態修復設計,確定景感營造的具體實施方案。調查過程除了涵蓋與修復相關的傳統項,物理感知、心理認知、文化多樣性等也在重點考察分析范疇內。通過地毯式的數據資料收集分析,確保前期投入的科學性與精準度,同時完成待修復區域居民福祉和生態修復之間的搭橋工作,強化生態系統服務與當地居民福祉的關聯性,為后面的修復順利開展做好準備。景感營造注重人與環境之間相互關系的建立,主要有如下3種實施途徑。一是借助已有載體,把愿景融入已有載體使其成為景感。二是根據呈現愿景的需要,對已有載體進行不同程度的改造形成新的載體,并把愿景融入這一新的載體使其成為景感。三是新構建載體并將愿景融入其中,使其成為景感[14]。景感營造要尊重本地生態本底、符合實際,為生態系統的自然修復打好基礎。景感營造一旦成型,可以彌補原有生態系統服務的空缺,提升總體生態系統服務,直接提高本地福祉(圖2)。以前文中提到的粵港澳大灣區海岸帶生態修復工程中的景感生態學應用為例,為改善香爐灣沙灘及其附近濱海空間生態環境,滿足居民休閑需求,香爐灣修復項目調查掌握灣區的自然要素現狀、周邊景觀要素等信息,并將城市的人文、歷史、風土文化作為景感載體取材的主要參照,充分考量居民的物理感知、心理認知,形成了科學的修復方案,改造景觀功能,規劃了植物景觀、沙灘綠地、涼棚等配套公共設施的建設,在保護原有山水格局和自然生態系統基礎上,將規劃設計與自然融合,不僅符合了修復原始需求,維護提高該區域的休閑服務性能,也從美學與心理感受提升、地區文化延續性的角度為該區域增色,實現具有附加值的生態修復。[19]

圖2 應用景感生態學增強生態系統服務并強化生態系統服務與本地福祉的關聯性

自養階段:景感營造的任務基本完成,生態系統服務繼續增加,所產生的經濟效益將用于生態系統的人工輔助修復。在這個階段需要把所有外來物種用本地物種來取代,如有必要可以采用再野化生態修復方式[20]。

收益階段:實現生態系統的自然修復狀態,不再需要大量人工投入做修復工作,甚至脫離人工養護,逐漸展現出“人與自然和諧共生的美麗畫卷”。這個階段的最終結果是形成完整景感生態系統,并實現軟硬兼顧,即可持續發展的實現不僅需要科學技術的硬支撐,更需要與之相應的文化和倫理道德等方面的軟支撐[14]。

通過景感營造修復生態系統是比較理想的修復模式,但不是最簡單的途徑。例如,廈門市集美后溪下游至杏林灣河道在2010年治理過程需要清除大量淤泥,當時有意識用淤泥堆積成的幾個小島早已被植被覆蓋,成為重要鳥類棲息地,增加了生物多樣性,也為河岸景觀增加了生機(圖3)。景感營造的各個方面都涉及既獨立又關聯的多維變量,說明景感營造具有高度復雜性,景感營造要符合一些重要原則[20],避免發展為失敗的生態修復模式。

圖3 廈門市集美后溪下游至杏林灣河道的景感生態修復(注:攝影 申雪峰)

3 結論

正如Breslow[10]等建議,生態系統服務現有的指標和數據不能反映環境變化和人類福祉之間的關聯,需要進一步發展認知、文化、社會、自由、知識、穩定性等方面指標的可獲取性,面向生態系統管理的新的社會指標仍然需要一系列原創研究進行探索。應用景感生態學可以強化生態系統服務與本地福祉的關聯性。景感營造為山水林田湖草生態修復工程提供了開拓性的理論基礎和實踐方法,為使生態修復工程實現事半功倍的理想模式,決策者、規劃者和實施者要在如下四個方面作出轉變。

生態修復觀念的轉變:要有超出現有自然生態系統的更高境界。如同藝術的啟發來自于自然,但超出自然,可以把景感營造視為藝術創造[21]。景感營造也是一樣,要尊重自然、模仿自然,但要突出自然,并產出超越原有的完整景感生態系統。

生態修復策略的轉變:投資要以景感營造為主,以先期生態修復為主。這是分階段生態修復的關鍵。要按經濟規律完善生態系統服務并提高其價值,本地福祉優先,鼓勵本地的積極支撐,逐漸從有組織的物質支撐轉變為自發的可持續支撐。

生態修復方法的轉變:要以生態系統自然演替規律確定生態修復方法。這是保證高效、精準實施生態修復工程的基本要求。景感營造要起到以點帶面、加快生態系統正向演替的作用,欲達到的生態頂級就是景感生態系統。

生態修復評價的轉變:要包含從景感衍生出來的生態系統服務并量化其價值。例如景感生態學涉及五個物理感知,這是對現有生態系統服務的豐富,需要對這些新的生態系統服務價值進行量化[22]。結合自然要素,與心理認知、社會經濟、過程與風險等相關的生態系統服務都需要量化。