北京浅山区过渡带北京湾生态系统服务梯度效应及权衡协同关系研究

说到北京的生态,很多人第一反应就是城里的公园、远处的八达岭森林,其实北京还有一块很特别的区域,很少有人会专门关注它。这块区域就是北京浅山区过渡带,刚好卡在平原和深山中间,也就是大家常说的北京湾这块区域。
北京湾其实就是太行山和燕山围出来的这块半圆地形,刚好把北京城区跟平原兜在里面。浅山区过渡带就是从海拔100米左右的平原,慢慢升到海拔800米左右深山的这一片衔接区域。这片区域不是纯人工也不是纯自然,既有开垦过的农田、种植的果园,也有自然生长的灌木森林,还有不少村落散落在里面。
你要是开车从北六环往昌平方向走,出了城开过平坦的农田,慢慢开始上坡,路边的山越来越近,那你就已经进到这片过渡带了。
为什么我们要专门研究这里的生态?其实现在大家都在讲生态保护,但很多保护措施都是对着纯自然区域或者城市区域来做的,这种跨两个类型的过渡带,一直都没得到足够的关注。过渡带本身就是生态比较敏感的地方,不同海拔的生态差很多,服务功能肯定也不一样。而且最近这些年北京城市扩张,不少开发项目都慢慢延伸到浅山了,还有不少生态修复工程在这儿做,我们得搞清楚这里生态到底是怎么变化的,不同服务之间是互相帮忙还是互相拖后腿,才能给后续的保护和开发说清楚方向。
我们这次研究就是沿着海拔从低到高做了梯度划分,把整个北京湾的浅山过渡带从南到北、从低到高分成了五个梯度段,每个段都统计了四个最核心的生态系统服务:产水服务、土壤保持、碳固定还有食物生产。
我们整理了近十年的遥感数据和实地调研数据,结果发现,从低海拔到高海拔,这四个服务的变化趋势完全不一样,梯度效应特别明显。
低海拔靠近平原的区域,因为农田多,果园多,食物生产服务肯定是最高的,越往高海拔走,农田越少,食物生产就慢慢降下来。产水服务的变化稍微不一样,一开始从低海拔往中低海拔走的时候,产水量是慢慢上升的,到了中海拔达到峰值,再往高海拔走又降下去了,这其实跟植被覆盖和降水都有关系,中海拔的植被够多,降水也比低海拔多,但是又不像高海拔那么多树木消耗水分,刚好卡在一个合适的点。
土壤保持和碳固定这两个服务,整体都是随着海拔升高慢慢涨的,越高的地方植被越密,人为干扰越少,土壤不容易被冲走,固定的碳也越多。高海拔深山边缘的这两个服务,差不多是低海拔区域的两倍还多。
搞清楚梯度变化,接下来就要看不同服务之间是协同还是权衡了。协同就是一个服务变高,另一个也跟着变高,权衡就是你涨了我就得降,没法同时变好。
我们统计下来,大部分服务之间的关系,其实跟着梯度变也会变,不是固定死的。在低海拔区域,食物生产跟另外三个服务全都是权衡关系。你要多种粮食多种水果,就得砍树翻地,那土壤保持肯定差,碳固定也上不去,产水也会受影响。这也符合我们的常识,毕竟农业生产本身就会改变自然生态,想要多产食物,就得牺牲一些其他的生态功能。
到了中海拔区域,情况就变了,碳固定、土壤保持和产水这三个变成了协同关系。这里植被以自然林和经济林混种为主,植被覆盖度够高,根系能固住土壤,植被多了固碳多,同时也能留住水分,三个服务能一起变好。
再往高海拔走,所有服务之间的协同关系都变多了,权衡关系变少,因为高海拔本来人为干扰就少,生态系统越完整,各个服务就能一起往好的方向走。
放到实际应用里看,这些结果能给北京浅山的规划提不少实在的建议。现在北京一直在做浅山休闲公园,还有生态涵养区建设,不同海拔的区域就该做不同的事,不能一刀切。
低海拔靠近城镇的区域,本身就是食物生产和其他生态服务权衡,不如就明确功能分区,一部分连片的农田果园好好发展都市农业,既能供应本地的蔬果,还能做休闲采摘,另一部分靠近山的地方就退耕种树,做好生态缓冲,别让开发直接碰到深山。
中海拔区域刚好是大部分生态服务协同的核心区,这里应该当成重点生态保护区域来做,少搞大规模的开发,多做封山育林,提升植被质量,就能同时拿到保水、固碳、保土壤好几个效益,投入少回报高。
高海拔靠近深山的区域,本身生态质量就好,主要就是做好保护,别随便开发,维持现有的完整生态系统,它就能自然给整个北京湾提供生态服务,作为涵养水源和碳汇的核心区。
很多人可能觉得这种研究都是给专家看的,跟普通人没关系,其实不是。北京的饮用水很多都来自北部西部的山区,浅山过渡带刚好是水源涵养的第一站,这里的生态好不好,直接影响城里人的喝水质量。浅山的土壤保持做好了,也能减少山洪和泥石流的风险,山下的城镇和村落都能更安全。碳固定做好了,也能帮北京实现双碳目标。就连我们周末去浅山爬山野餐,空气好不好,景美不美,其实都跟这片区域的生态系统服务有关。
之前很多地方搞浅山开发,一窝蜂都做民宿跟公园,没考虑不同海拔的生态差异,有的地方把本来植被很好的中海拔山头上铲平修停车场,反而破坏了本来能同时提供多个生态服务的核心区,挺可惜的。
我们做这个研究,就是希望能把这片被忽略的过渡带的生态规律理清楚,给做规划的人提个醒,做保护和开发都得顺着自然规律来,顺着梯度来,不能全按一个模子来。只有把过渡带的生态稳住了,北京整个生态系统的安全性才能提上去,不管是城里人还是住在浅山的当地人,都能长久从这片山里拿到好处。

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[Q]:什么是北京浅山区过渡带北京湾?
[A]:北京湾是太行山、燕山围出的半环形地形,北京浅山区过渡带是北京湾内连接平原与深山的衔接区域,处于海拔100米到800米之间,兼具人工开发与自然生态特征。
[Q]:为什么要研究这片区域的生态?
[A]:这类跨两种生态类型的过渡带之前很少被重点关注,它本身生态敏感,近年又面临城市扩张和生态修复工程,理清它的生态规律才能给后续保护开发提供方向。
[Q]:这项研究主要分析了哪几种生态系统服务?
[A]:一共分析了四种核心的生态系统服务,分别是产水服务、土壤保持服务、碳固定服务和食物生产服务。
[Q]:不同海拔梯度下,生态系统服务有什么变化规律?
[A]:食物生产随海拔升高逐渐降低;产水服务先升后降,在中海拔达到峰值;土壤保持和碳固定则随海拔升高逐渐升高,高海拔区域这两项服务是低海拔的两倍以上。
[Q]:什么是生态系统服务的权衡和协同关系?
[A]:协同指一种生态服务提升,另一种也会跟着提升;权衡指一种服务提升时,另一种服务会受到负面影响而下降。
[Q]:北京浅山过渡带不同区域的权衡协同关系有什么不一样?
[A]:低海拔区域食物生产和其他三类服务都是权衡关系;中海拔区域,碳固定、土壤保持、产水三者为协同关系;高海拔区域整体协同关系更多,权衡关系更少。
[Q]:这项研究的结果能给浅山开发保护带来什么实际建议?
[A]:低海拔可分区发展都市农业和生态缓冲带,中海拔作为核心生态保护区重点培育生态,高海拔做好原生生态保护即可,不需要一刀切开发。
[Q]:这项研究和普通人有关系吗?
[A]:有关系,北京浅山过渡带是北京重要的水源涵养缓冲带,它的生态质量会影响北京的饮水安全、防灾安全,也会影响大家周末浅山休闲的体验,还能助力北京双碳目标的实现。
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