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「山水林田湖生命共同體」這一理念科學地界定了人與自然和生態系統要素之間的內生關係，蘊含著豐富的生態哲學思想，為人類認識自然界和協調人與自然關係提供了重要的理論依據，是對人地關係的一種生動闡述。「山水林田湖草生命共同體」以山、水、林、田、湖、草等不同的資源環境要素所組成的複雜巨系統為主體，是對多層次、多尺度資源環境要素相互作用關係及人地協同關係的高度凝練。基於這一理念，生態修複決策者和管理者應當將自然生態系統視為不可分割的整體，科學認識山、水、林、田、湖、草等生態資源之間存在的物質、能量流動與交換，改變過去對單一要素進行生態修復的割裂格局，實現對生態系統的整體保護、系統修復和綜合治理。
山水林田湖草生命共同體具有以下特徵:①整體性。山、水、林、田、湖、草等不同資源環境要素之間是普遍聯繫、相互影響、彼此制約的，是一個不可分割的整體。人類活動對某種自然資源的不當開發，會對其他自然資源、生態環境乃至整個生態系統產生影響。②系統性。不同資源環境要素通過物質循環與能量流動形成了形態各異、功能多樣的生態系統。生態系統一旦遭受到某種程度的破壞，勢必對整個生態系統功能的正常運行產生影響，且這種影響是不可逆的，很難通過生態修復恢復至原來的狀態。③層次性。不同要素在生態系統中所處的位置、功能等屬性存在差異，不同類型的生態系統在結構、功能等基本特性上也存在差異，因此要因時因地制宜。④尺度性。不同尺度範圍的生態系統在結構複雜性、功能多樣性等方面存在較大差異，具有尺度效應。⑤功能多樣性。生態系統服務功能具有多樣性，例如水源涵養、土壤保持、防風固沙、生物多樣性保護等，應結合供給與需求，做好協調與權衡。
一、生態本底狀況的調查與評估
生態本底狀況的調查與評估是山水林田湖草生態修復的一項基礎性工作，是實現對生態系統管理和保護動態監測的重要環節，因此具有較強的科學性、技術性和政策性。此項工作需要弄清不同類型的生態系統的結構、過程和功能特徵，摸清不同區域特別是《全國生態功能區劃》中所確定的不同生態功能區的生態系統類型、格局和功能狀況，掌握不同區域的生態敏感性程度（土壤侵蝕、沙漠化、鹽漬化、石漠化、凍融和酸雨等）和生態系統服務（供給、調節、支持和文化等）的空間分異規律，並結合社會經濟發展狀況，分析生態系統管理和保護中存在的問題，從而為山水林田湖草生態修復提供基本依據。其主要內容包括：①不同區域的自然資源、生態環境、社會經濟技術等條件的發展演變。②不同生態系統的數量、質量和空間布局的發展演變。③不同生態系統的生態敏感性分異規律。④不同區域的生態系統服務評估及其權衡與協同的動態變化。⑤診斷當前的生態系統管理和保護中存在的問題，為未來的生態系統可持續發展指明方向。⑥根據獲得的基礎數據將調查與評估的結果進行空間可視化操作。由於生態系統過程具有動態性，應及時對調查與評估結果進行補充更新，並對生態系統管理和保護進行動態監測，以體現調查與評估工作的現勢性。
在實際調查與評估過程中，應遵循以下基本原則：①真實性原則。生態本底調查與估工作需要投入巨大的財力、物力和人力，且周期性較長，為確保結果的可靠性和有效性，調查與評估過程應能真實反映生態系統的發展演變狀況。②科學性原則。生態本底調查與評估應兼顧方法的先進性和經濟的合理性，採用先進的科學技術和方法，如數字測量技術、遙感、3S技術等，提高調查與評估結果的精度，並將結果進行空間可視化，從而清晰展示區域生態系統各類屬性的空間格局和動態變化。③規範性原則。生態本底調查與評估應嚴格按照相關規程的調查規定、評估要求和技術標準進行，嚴格落實重要環節的檢查和驗收制度，以過程的規範性來增強結果的全面性、科學性和有效性。④系統性原則。由於山水林田湖草是不可分割的生命共同體，在調查與評估的過程中要統籌考慮不同的生態要素、流域上下遊和區域之間的生態功能互補關係，同時考慮各類規劃和政策因素的影響，以此增強調查與評估結果的內在關聯性。⑤預見性原則。生態本底調查與評估的目的是為山水林田湖草生態修復提供必要的基礎資料，是優化生態系統管理和保護的重要依據，因此其結果不僅要反映生態系統的現實狀況，而且也要對生態系統未來的發展演變具有一定的預見性和啟示意義。
二、生態修復工程的實踐模式探索
對於已有的生態修復工程，應全面總結值得借鑑和推廣的經驗、存在問題和改進方向，加強生態修復在模式、技術、制度等方面的探索，從而進一步鞏固生態修復工程的成效，同時也為其他區域即將開展的生態修復工程提供重要參考。生態修復工程是一項複雜的系統工程，涵蓋了自然、社會、經濟、文化等眾多要素，因此必須要統籌兼顧，深入分析其在修復模式、修復技術、修複製度等方面的經驗和教訓，以此促進生態修復工程在不同區域和不同時段的合理有序展開。
生態修復包括了基於生態系統恢復力的自然生態修復和基於人類幹預的人工生態修復，反映了特定階段的特定區域的自然、社會、經濟、文化、人類心理等多種要素對生物多樣性、生態系統結構、過程和功能修復的綜合作用（胡聃等，2002）。因此，生態修復工程具有涵蓋要素多、覆蓋範圍廣、系統性強、時間跨度大等特點，在理論研究和實踐探索中不能僅僅考慮自然生態系統本身，同時也應將人類和社會經濟文化等因素的影響納入考慮範疇，進行綜合考量。傳統的生態修復模式主要包括3個方面：①對於生物多樣性的修復，主要側重於物種多樣性和基因多樣性。②對於生態系統結構、過程和功能的修復，主要側重於生態系統的穩定性和可持續性。③對於生態系統服務的修復，主要側重於生態系統為人類提供的惠益的完整性和多樣性。
然而，由於生態系統自身隨時發生物質代謝和能量流動，加之人類活動和其他因素的幹擾，通過生態修復技術使生態系統恢復並保持原來的狀態，可能不符合實際。因此，構建一套遵循生態系統演化規律的動態的、發展的生態修復模式，是提升生態修復科學性和有效性的必由之路。張文波等（2009）通過將人類活動和社會經濟等因素融入已有的生態修復模式，提出了「點」「線」「面」和「多維立體」相整合的動態的、多層次的生態修復模式，分別對應物種修復、生態系統的複雜結構及其相互關係修復、社會經濟等因素的影響、人的思想文化和行為的修復，層層遞進，環環相扣，最終實現生態系統的整體性修復。因此，生態修復模式是一項動態開放式的課題，需要在多學科交叉融合的基礎上探索生態修復的新技術、新方法，並對生態修復的理論進行不斷的補充和更新，從而在實踐中對生態修復工程產生更加積極有效的指導作用。
生態修復技術指的是以生態修復理論為基礎，綜合運用物理修復、化學修復、生物修復以及工程技術等多種方式，對於不同退化程度的生態系統進行修復，從而使退化生態系統恢復並維持穩定狀態的實踐路徑。根據修複方式性質的不同，生態修復技術可以分為物理修復技術、化學修復技術、生物修復技術以及上述技術組合而成的綜合修復技術。以土壤汙染修復技術為例，歐美國家從20世紀80年代以前到21世紀經歷了從物理、化學修復到物理、化學和生物修復再到高效經濟的修復的轉變，中國在此方面的修復技術從20世紀60年代以前到21世紀經歷了4個階段的演進：①物理修復。包括填埋、刮土、復土等治理措施。②以土地資源穩定利用和環境基礎設施建設為主要特徵的物理修復。③物理、化學和生物修復相結合的方式，包括土地復墾等。④以植物修復為重點的多種物理、化學和生物修複方式相結合（串麗敏等，2014）。不同的土壤汙染修復技術有各自的適用範圍和生態效果，而土壤汙染生態修復是涵蓋較多因素的系統工程，因此研發一套融合物理、化學、生物等技術的成熟的生態修復技術體系和相關設備，是提升生態修復的綜合效益的關鍵。
生態修復工程是涵蓋眾多要素的複雜的系統工程，需要完善的生態修複製度來為其保駕護航。在宏觀層面，應上下聯動科學謀劃山水林田湖草生態修復工程的系統布局和整體格局，加大對「兩屏三帶」、京津冀水源涵養區、生態保護紅線、森林公園、自然保護區等事關國家和區域生態安全的生態敏感區和長江經濟帶、粵港澳大灣區、「一帶一路」等國家戰略和區域倡議的生態修復力度。為確保生態修復工程過程的科學規範有效，應加強生態修復模式與技術的研發和應用，以維護和提升區域整體生態系統功能為目標，統籌考慮各類生態要素和各項修復工程，研究制定區域生態修復的技術指南、標註規範、技術路線、主要內容、標準方法、動態監測、成效評估、績效評估等相關規範和標準，以此增強生態修復的制度化和規範化。同時，應創新和完善管理體制機制，落實生態修復的主體責任、考核機制、資金使用管理制度等，建立生態修復的獎勵和懲罰機制，加快形成部門間的統一協同聯動機制，整合已有的財政資金來源渠道，同時探索社會資金的籌措渠道，吸引更多社會資本加入生態修復。
三、生態修復的路徑選擇與格局優化
在理論儲備和經驗積累的基礎上，山水林田湖草生態修復應根據不同區域突出的生態環境問題，找準問題的主要矛盾和矛盾的主要方面，結合區域的自然條件、社會經濟狀況等區域的整體特徵和相關規劃，準確識別需要重點保護和優先修復的區域範圍和區域生態修復的關鍵環節。統籌考慮各類生態要素在受損程度、目標要求、演化趨勢、對於區域複合系統的作用等方面的差異，採取適當的生態修復工程和非工程措施，包括斑塊、基質、廊道的合理構建，優化生態系統內部結構，形成全方位、立體化的生態修復格局。在此基礎上，應基於水源涵養、水環境治理、土壤修復、生態廊道建設、植物種類選擇等多維度、適用性強的生態修復技術，有針對性地開展水環境修復、土壤修復、農牧用地修復、煤礦塌陷地修復、工礦廢棄地修復、生物多樣性保護等生態修復和保護工程，加強對退化生態系統的綜合修復和保護能力。此外，對於自然保護區等重要的生態敏感區，應對生態系統的穩定性、物種的地理分布、基礎設施建設等狀況進行調查與評估，在此基礎上對生態系統進行多層次生態修復，如完善生態廊道網絡、綠色基礎設施等，有序推動生態移民進程，積極鼓勵發展綠色產業，以此來優化生物多樣性保護格局，增強生態系統結構和功能的完整性和穩定性。
山水林田湖草生態修復應統籌考慮人的要素，將人納入生命共同體，妥善處理好生態修復與社會經濟發展之間的關係，合理配置好生產生活生態空間，從而實現人與自然的和諧共生。一方面，生態修復應尊重和順應自然規律，儘可能發揮自然恢復的力量，輔以必要的人工修復。生態系統的不同自然要素之間通過物質循環和能量流動形成直接或者間接的相互作用關係，對於外界壓力具備一定的抗幹擾能力和自我恢復能力。但是，當外界壓力超出其生態閾值，可能引發系統發生不可逆的非線性退化，因此在生態修復過程中必須要考慮系統效應和閾值效應，做到統籌兼顧、循序漸進、科學修復。另一方面，應將人類福祉的提升和改善作為生態修復的根本出發點和落腳點，以優化生態系統服務供給為抓手，實現生態系統結構、過程和功能修復與人類福祉的有機統一。生態修復工程應把解決與人民群眾生產生活密切相關的突出的生態環境問題放在重要位置，以實現聯合國2030可持續發展目標（SDGS）為重要牽引，向人類社會創造更多惠益。當然，由於不同的生態系統服務之間存在此消彼長的權衡關係和相互增益的協同關係，在生態修復過程中應根據生態系統管理的不同目標，權衡與協調不同生態系統服務供給的內在格局及其與消費的關係，從而優化生態修復的效果。
四、生態修復的信息整合和系統管理
山水林田湖草生態修復工程不僅囊括自然、社會、經濟、文化等多種要素，而且覆蓋山上與山下、流域上下遊、地上與地下、陸地與海洋等不同地理單元，是多層次、立體化的複雜系統工程，因此必須建立上下聯動的生態修復統一管理體制機制和形成多方參與的生態修復治理格局，從而保障生態修復工程的可持續推進。為科學、有序、高效地落實生態修復工程的具體措施，同時對生態修復過程進行及時有效的動態監管，生態修復的信息化管理是必由之路。應充分應用現代信息科學技術，搭建生態系統調查與評估、監測預警、反饋調控、工程管理等多功能集成的山水林田湖草生態修覆信息管理系統，積極發揮其在生態修復工程中的基礎支撐作用和監測調控作用。
在生態修復工程開始之前，應集中力量做好生態系統狀況的調查與評估工作。充分運用RS，GPS，GIS等現代信息科學技術的優勢，進行基本數據的採集、記錄、更新、補充和修正等工作，包括生態系統及各組成要素的數量、質量、結構、功能、地理特徵、基礎設施、管理維護等基本狀況。在此基礎上，融合生態學、環境科學、地理學等多學科優勢對生態系統結構的複雜性、過程的合理性、功能的穩定性、生物多樣性等內在機制進行逐一研判，並據此對生態系統在整體格局和局部區域的健康程度進行診斷。在此基礎上，根據基礎數據和相關方法對不同生態系統的敏感性和脆弱性進行等級劃分，並基於生態系統動態反饋複雜過程和相關模型方法對可能引發生態系統狀態的非線性變化的早期預警信號進行系統識別，進而討論生態系統對於外界壓力的抗幹擾能力和自我恢復能力，界定人類活動的合理規模和強度。與此同時，綜合自然條件、社會經濟狀況和人類需求等不同要素，對生態系統的不同區域進行功能分區，確定不同區域的主導功能類型，包括水源涵養區、防風固沙區、生物多樣性保護區、水土保持區、洪水調蓄區等，並基於生態系統服務評價理論對不同區域生態系統服務的物理量和價值量進行科學評估，根據生態系統管理的不同目標進行生態系統服務權衡與協同，為生態修復模式與路徑提供科學參考。此外，還應根據基礎數據和相關理論對生態系統狀態的演變趨勢進行情景模擬與綜合研判，以此增強生態修復的針對性和有效性。
在生態修復工程具體實施過程中，應基於生態系統狀況調查與評估的結果，充分發揮現代信息科學的技術優勢並不斷創新技術模式，構建覆蓋全要素的、一體化的山水林田湖草生態修復動態監測預警體系和智能管控體系，提升信息化程度，形成部門協作、數據共享、統一監管的工作機制，確保生態修復工程的順利實施。根據生態修復的整體目標和工程布局，在已有的自然資源和生態環境監測體系中補充與更新生態修復的內容，並重新設計與調整生態修復監測點位的布局，集成多種方式、各方力量和技術手段，搭建山水林田湖草生態修復工程的動態監測數據平臺。在此基礎上，要基於科學的理論與方法構建生態修復預警評價指標體系，確定預警的指標閾值和不同級別，把握預警尺度，採用有效的預警方法，驗證預警信號輸入與輸出的靈敏性，從而形成完善的生態修復動態監測預警系統。要充分發揮人工智慧（AI）的技術優勢，如專家系統、智能搜尋引擎、計算機視覺和圖像處理、機器翻譯和自然語言理解、數據挖掘和知識發現等，嘗試運用大數據分析方法，提升生態修復動態監測預警的智能化和精細化程度。積極發揮山水林田湖草生態修復動態監測預警系統的功能優勢，對生態修復工程進行全覆蓋、全指標、全過程跟蹤監督，對於工程實施過程中存在的問題，應及時進行反饋與響應，總結經驗教訓。同時，應對工程成效進行實時動態評估，以確保生態修復工程的科學、有序、高效推進。
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