王万茂先生:《土地研究札记与随笔 》(12)可持续发展的土地系统与土地管理大幅增加陆地的碳汇功能

文摘   教育   2023-12-11 09:00   江苏  

12

    

一、关于可持续发展的土地系统的10项事实(Patrick,2023)

土地利用对解决可持续性问题十分重要,包括生物多样性保持、气候变化、粮食安全、减贫和可持续能源。有关研究将土地系统科学(LSS,陆地社会生态系统的综合研究)中积累的知识综合为10项事实,具体包括:1)土地是人类的家园,土地具有多重的含义,其价值是存有争义的;2)土地系统表现出复杂的行为,具有突然的和难以预料的变化;3)土地利用变化的影响可蔓延到全球范围,溢出效应较大;4)土地利用变化在不同利益者之间,需要权衡取舍,而不是“双赢”;5)土地保有权和土地利用权往往不明确、重叠且有争议;6)全球所有土地都会给社会带来益处;7)一些土地利用占地面积小但其影响很大;8)土地利用的收益和风险分布不均;9)不可逆变化和路经依赖性是陆地系统的共同特征:10)土地利用者对于社会和环境的正义的含义有多种,需要考虑代际正义,有时相互矛盾的。

研究结论认为,LSS综合的10项事实为土地系统的可持续性研究提供了重大机遇,但并不能为目前与土地有关的辩论提供简单旳答案。如何组织土地系统的多功能性以及如何建立公平的程序和土地利益分配,承认这些事实及其影响,有助于研究土地利用和可持续性之间的作用奠定更坚实的基础。             

二、 优化土地管理大幅增加全球陆地植被的碳汇功能(2023)
      净初级生产力(NPP)与碳汇宻切相关。NPP是指植物在给定时期内通过光合作用捕获的碳净量。陆地植被每年封存碳量112一169pgc(1pgc=10的15次方gc)。有关研究提出一种综合方法来评估最佳土地管理条件下植被封存碳的数量。研究发现,通过优化土地管理措施,全球陆地生态系统植被的覆盖区,每平方公里平均可多固定124.3吨碳,全球总计多固定137.4亿吨碳。考虑到土壤呼吸的碳排放折减,土地管理措施优化能夠增碳约35一40亿吨,净增碳汇量达到全球石化燃料总排放的1/3。每年可以额外封存13.74pgc。这一发现表明,优化土地管理是缓解气候变化的一项有效措施。研究发现,全球陆地生态系统15%的面积,汇聚了上述总净增碳汇50%的量,因此,土地管理优化措施的范围,从实施的效益角度认为,应重点考虑这15%的区域上,通过土地管理措施优化,增加生态固碳具有更好效果。
三、中国未来土地利用系统路径的多样性冲突预测

     探索土地覆被变化及其内部机制对于缓解环境问题和实现联合国制定的可持续发展目标(SDGs)至关重要。
     有关研究提出一个框架,结合多种情景路径和空间土地覆被分配模型来预测未来土地覆被的变化。1)设计8种情景对未来土地覆被的需求;2)依此需求为指导,利用斑块生成土地利用模拟模型(PLUs),预测中国2030一2100年未来土地覆被动态;3)分析不同情景在数量和空间分布上的异质性,采用基于规则的方法,对未来人为活动与气候变化相互关作用下的土地覆被动态轨迹进行分类;4)为了应对未来的区域管理挑战采用分层聚类方法来识别省级尺度的土地覆被变化原型并评估特征。()研究中采用统一的土地分类系统6种土地覆被模式:耕地、林地、草地、水域、城市和荒地。研究结论认为,人为活动仍是未来土地覆被变化的主要驱动力,气候因素持续对环境变化施加影响。
四、土地利用強度和类型对生态系统服务的影响  
      土地利用強度和类型的变化会影响生态系统的结构和功能,从而影响生态系统服务(ES)及其相互作用。
     本项研究比较不同的土地利用变化情景,探讨土地利用強度和类型对粮食生产(GP)和水质净化(WP)及其权衡的影响。

     研究中应用单位面积粮食生产量来量化GP服务:氮保留率(氮滞留流量与输入量之比)来量化WP服务。将土地利用变化对ES的影响分解为农用地利用強度变化的独立影响(iC)、土地利用类型变化的独立影响(tC)以及两者的联合影响(SC)。

      研究中收集的现存数据:1990一2015年间,农业用地利用集约度提高1.41倍,因集约度提高增加面积占总面积的77.6%;农业用地利用强度提高增加的面积占总面积的16.92%。约6.68%的面积发生了土地利用类型变化,主要是退耕还林或水体、建设用地扩张等。

      研究结果:1)在强度变化情景下,大多数农业用地GP增加0.15t/公顷一0.30t/公顷之间。2)在类型变化情景下,GP、WP变化的5%的面积分别占70.77%、97.85%。

        研究结论:1)农业用地强度对ES的影响大于土地利用类型;2)通过优化耕作方式,可下降氮肥使用量;3)提高土地利用强度在土地管理中具有较高重要性。(2023年11月28日)
作者:王万茂
单位:南京农业大学土地管理学院

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