[目的]三北防护林工程第二阶段(2001-2020 年)实施以来取得了巨大的生态效益,但局部地区仍然存在问题,甚至出现生态退化.以生态系统结构、质量、服务为核心,综合定量评价工程实施前后生态系统变化,厘清第四期(2001-2010 年)和第五期(2011-2020 年)工程对生态系统恢复的影响,为后续三北工程的滚动实施提供科学和有针对性的理论依据.[方法]基于"历史动态本底—恢复现状—恢复指数"的生态工程生态效益综合评估方法,以遥感解译反演和模型估算结果为基础,构建生态系统宏观结构变化指数(EMSCI)、质量变化指数(EQCI)、服务功能变化指数(ESCI)和生态系统恢复指数(ERI),全面评估三北防护林工程区生态系统类型结构、质量和关键服务功能的时空格局变化.利用空间叠加分析功能,厘清工程实施期间的生态系统变化过程,定量评价生态系统恢复程度.[结果]1)在三北防护林工程第二阶段,生态系统类型显著变动,整体动态度为 12.22％,森林覆盖率持续增加,森林面积占比 10.18％,且第四期增量(1.60 万 km2)大于第五期增量(0.69 万 km2).2)生态系统质量显著改善,平均植被覆盖度和平均植被净初级生产力分别增加了 3.77％和 82.33 gC·m-2a-1,增长率为 24.50％和 34.96％.生态系统质量持续转好面积占比 20.15％.3)与本底期相比,生态系统服务功能全面提升,单位面积水源涵养量增长 1.25 万 m3·km-2,单位面积植被固碳量增长 134.19 gC·m-2a-1,单位面积土壤保持量增长 6.76 t·hm-2a-1,单位面积防风固沙量增长 9.81 t·hm-2a-1,分别提升了 45.89％、34.96％、74.29％和24.96％.单位面积水蚀模数增加 23.88％(因为近年来年均降水量比前期增加,造成侵蚀量和保持量均有所增加),风蚀模数下降 25.58 t·hm-2a-1,风沙侵蚀危害程度降低 46.49％.生态系统服务功能持续转好面积占比15.83％.4)生态系统恢复状况良好,持续转好和保持稳定区域面积占比为 21.95％和 20.29％.[结论]三北防护林工程区经第二阶段多期连续实施重点生态工程,已取得显著成效.东北华北平原农区、内蒙古高原中部风沙区和黄土高原丘陵沟壑区的生态系统恢复良好,森林覆盖率提高,平均植被覆盖度增加,平均植被净初级生产力提高,单位面积水源涵养量、植被固碳量、土壤保持量和防风固沙量等生态系统服务功能明显转好.但西北荒漠区生态系统仍较脆弱,整体生态系统状况并未得到有效改善.在天山附近、准葛尔盆地、柴达木盆地、南疆盆地固沙农牧区、坝上高原、内蒙古西部荒漠半荒漠草原等生态系统脆弱区域,森林面积增长放缓,草地面积减少,荒漠面积增加,防治草地沙漠化仍为未来工程实施的重点.

三北防护林工程区;生态效益评估;生态系统;监测与评估

纪平;邵全琴;王敏;刘华;王晓慧;凌成星;侯瑞霞

中国林业科学研究院资源信息研究所 北京 100091;国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室 北京 100091;国家林业和草原科学数据中心 北京 100091;中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室 北京 100101;北京维盛沃德科技有限公司 北京 100020

林业科学

[1]纪平;邵全琴;王敏;刘华;王晓慧;凌成星;侯瑞霞-.中国三北防护林工程第二阶段生态效益综合评价)[J].林业科学,2022(11):31-48

EMSCI,EQCI,三北防护林工程区

国三,第二阶段,局部地区,生态退化,生态系统结构,综合定量评价,工程实施,第四期,第五期,生态系统恢复,三北工程,滚动,历史动态,本底,复现,恢复指数,生态工程,综合评估方法,遥感解译,宏观结构,变化指数,质量变化,ESCI,ERI,生态系统类型,类型结构,时空格局变化,空间叠加分析,变化过程,评价生态,恢复程度,动态度,森林覆盖率,森林面积,km2,生态系统质量,植被覆盖度,植被净初级生产力,gC,2a,生态系统服务功能,功能全,单位面积,水源涵养量,植被固碳量,土壤保持量,hm,防风固沙,沙量,水蚀,模数,来年,降水量,风蚀,危害程度,恢复状况,状况良好,稳定区,区域面积,多期,实施重点,华北平原,平原农区,内蒙古高原,风沙区,黄土高原丘陵沟壑区,荒漠区,天山,柴达木盆地,南疆,农牧区,坝上高原,内蒙古西部,荒漠草原,脆弱区域,放缓,草地面积,沙漠化,生态效益评估,监测与评估

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