【导读】近日，土壤污染防治与安全全国重点实验室副主任王夏晖研究员团队在《Ecosystem Health and Sustainability》（JCR生态学Q1区，列入Science伙伴期刊计划（SPJ））发表“The Impacts of China’s Shan-Shui Initiative on Ecosystem Services: A Case Study in the Three Gorges Reservoir Area”研究论文，揭示山水工程对生态系统服务影响机制，建立山水工程对生态系统服务影响的评估方法框架。王波副研究员为第一作者，李桢副研究员、王夏晖研究员为通讯作者，车璐璐、戴超、郑利杰为合作者。
土壤污染防治与安全全国重点实验室于2024年12月获批成立，由浙江大学、生态环境部环境规划院、南方科技大学共同组建。实验室围绕国家重大战略需求，面向土壤安全与美丽中国建设目标，重点攻克污染精准识别、绿色生态修复、环境风险防控等关键技术难题，系统开展前沿科技创新与实践应用。生态环境部环境规划院汇聚土壤、地下水、重金属、风险评估、生态修复、环境工程等领域技术专家，组成跨学科研究团队系统开展研发工作。
一、研究背景
中国山水工程，即我国推动实施的山水林田湖草沙一体化保护和修复工程，涉及多类型生态系统和土壤、水、生物等多种环境要素的综合治理和协同修复，2022年，成功入选联合国首批十大“世界生态恢复旗舰项目”。阐释山水工程对生态系统服务的影响机制是提高山水工程综合成效的科学基础，但山水工程实施前后生态系统综合服务及不同服务间的时空演化规律尚不清晰，不同生态系统服务间权衡/协同及其驱动力仍有待进一步揭示，多要素、多尺度、多目标的山水工程对生态系统服务影响的评估方法框架亟待建立。以上问题的解决，对于深入理解与推动各类重大生态工程的布局与实施、筑牢美丽中国生态根基具有重要科学和实践意义。
二、研究结果
该研究明确了生态系统服务类型确定的基本指引，利用InVEST模型、耦合协调度模型和地理探测器模型等方法，建立了一套山水工程对生态系统服务影响的评估方法框架。
图1 山水工程对生态系统服务影响的评估方法框架
通过对中国典型山水工程案例区碳储量（CS）、土壤保持（SC）、产水量（WY）和氮保持（NR）等生态系统服务评估，在阐明山水工程实施对生态系统服务的时空动态、权衡/协同作用和驱动机制方面取得重要进展。
图2 研究方法与内容概览
研究结果表明，研究区通过工程实施，显著提高了碳储存（CS）、土壤保持（SC）、产水量（WY）和氮保持（NR）等主要生态系统服务。
图3 生态系统服务时空演化过程评估
生态系统服务间的协同作用得到了加强，而权衡作用减弱，表明山水工程促进了多目标的协同实现。生态系统服务耦合协调度从0.285提高到0.298，表明协同发展程度更高。
图4 研究区及子区生态系统服务间的权衡/协同
在驱动因素识别方面，森林和农田比例主要影响CS和NR，坡度是影响SC的关键因素，海拔等因素主要影响WY。
图5 生态系统服务演变驱动因子贡献的定量化分析
随着全球气候变化与人类活动之间相互作用效应日益凸显，有必要进一步加深生态系统服务对山水工程响应的评估研究，同时探索构建生态学“要素-结构-过程-服务-福祉”科学范式。下一步研究将重点研究山水工程对生态系统结构和过程的影响机制，并定量剥离气候变化对生态系统服务的影响。
本项研究得到土壤污染防治与安全全国重点实验室的支持和资助，是研究团队前期开展的基于自然的生态工程（Nature-based Ecological Engineering, NbEE）研究工作的延伸深化，可为中国山水工程实施和提升、保障区域生态安全提供科学支撑，也可为中国山水工程继续在联合国生态系统恢复十年行动计划（2021—2030年）中发挥更大作用提供支持。
论文链接：DOI: 10.34133/ehs.0398