基于"目标-成本-效益"协同优化的山水林田湖草沙一体化生态保护与修复格局OACSTPCD

当前以"山水林田湖草沙一体化保护与修复"为代表的国土空间生态修复工程已在全国范围内陆续开展,但相关规划的理论和方法支撑仍较为薄弱,如何确定合理的保护修复目标,并对生态保护与修复格局进行整合优化,是实现山水林田湖草沙一体化保护与修复规划需要解决的关键问题.基于系统保护规划理论和方法,初步构建了基于"目标-成本-效益"协同优化的一体化保护修复规划构架,以大兴安岭中段嫩江-哈拉哈河源头区为例,依托空间优化模型(Marxan)对一体化保护修复格局进行了优化模拟,结果表明:(1)绰尔河流域的生态系统保护优先级最高,其次是哈拉哈河流域和洮儿河流域,最后是霍林河流域.当预算不足时,优先保护绰尔河流域可以最大限度的提升研究区内的生态系统服务功能;(2)当优化目标低于50％,优化格局中以林地保护和草地保护为主,需要修复格局规模较小,当优化目标比例超过50％,需要采取生态修复的面积明显增加.随着优化目标比例的提升,优化格局所需面积越来越大,优化后区域中各类生态系统服务功能均有所提高;(3)依据目标-成本-效益曲线,60％的保护修复水平(即1980-2020年退化损失的生态系统服务的60％)为最高效的保护修复目标,所需生态保护修复总成本为50.6亿,但产生的生态效益可达为66.4亿;(4)60％目标水平下,需要林地、草地和湿地保护面积分别为20400.27 km2、11919.45 km2和25.23 km2;林地、草地和湿地修复面积分别为272.18 km2、1695.23 km2和3.71 km2,分别占1980-2020年期间林地、草地和河湖湿地退化消失比例40.9％、23.5％和6.3％.本研究提出的一体化生态保护修复格局整合优化方法可以确定不同目标和成本约束下,获取最佳综合生态效益的生态保护与修复实施策略和优化布局,为山水林田湖草沙一体化生态保护修复规划相关理论和方法提供一定的科学支撑.