生态系统与生态功能区划
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作用形成的复杂动态系统 • 心态无形，但对物态和生态有深刻影响，通过有形
的影响可以查知无形的心态 • 通过教育和制度层面加强生态文化建设以改善心态
，是生态环境保护的重要途径
• 生态学生、地态理学学无家需言要必称有“点希腊文” 化
– 当今普遍教授的地理学、生态学都是舶来品 – 文明古国博大精深的文化宝藏被忘却 – 古代中国不缺乏生态学和地理学思想
90000
80000
70000
2010 Planned
2020 Optimization
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2030
2050
60000
2000
2010
2020
BAU Planned ptimization Swamp/peat land
Waterbody Arable
BAU Built-up Unused Unusable
综合自然区划（7）
中国自然区划草案、全国综合自然区划（草案）、《中国自然地理 纲要》方案、《对于中国各自然区的农、林、牧、副、渔业发展方 向的意见》、中国自然区划方案、综合自然区划方案、《中国自然 区域及开发整治》区划方案
综合自然区划全面考虑了各项自然要素，能较准确地综合反 映自然界的现状和问题。赵松乔(1983)，迄今我国综合自然地理
• 人类活动对草地退化的贡献达到 89%， 人与自然耦合作用占 60% （ 1953-2004， 呼伦贝尔草原）
• 黄河源区，人文因子和自然因子对高寒草原荒漠化的贡献分别 为61.6%和38.4%
• 湿地退化的人为因素，包括农业扩张（30.3%）、水污染（ 26.1%）、过度开发（ 24.2%）、土壤侵蚀和淤积（8%）、水资 源的不合理利用（6.6%）
2030
2050
Planned Optimization
一切照常、规划情景和优化情景下的生态系统变化
情景分析结果
1. 相对一切照常情景，中国的部门规划情景有所优化，但 还需进一步协调完善；
2. 土地供给不足，在各规划被重复计算：需降低森林面积 目标的设定，从而保护其它生态系统及其服务；
3. 某些地区和某些生态系统面临更多问题，亟需更多投入 （如西北地区、草地生态系统）；
尚未建立生态保护与恢复项 目的综合评估机制，科学决策任 重道远。
生态系统服务与土地利用
生
态
系
统
服
务
Cr
水
R
平
P (最大化)
供给服务 (P): 调节服务 (R): 文化-娱乐服务 (Cr): 文化 – 信息服务 (Ci):
各土地利用类型下的 多种服务
0
自然系统
l轻ig度h利用 粗放利用 集中利用 t
对生产实际都有重要的指导意义。气候区划对农业生产、沙 漠化防治、植被恢复等具有重要指导意义，如冬小麦在长城 以北的广大地域不能安全越冬，而在秦岭淮河以南则可以经 冬不衰。地震区划也成为我国防震减灾工作的一项强制性国 家标准。
农业区划是我国部门区划中最为详尽和成熟的区划之一。
我国已有区划成果及其特点
4. 恢复湿地生态系统将得到最大的单位面积生态系统服务 供给；
5. 管理目标应由拓展面积向提高生态系统服务质量转变（ 如森林）
报告提纲
• 中国生态系统状况 • 中国生态功能区划 • 生态红线 • 主要结论 • 政策建议
中国生态功能区划
一、区划与生态功能区划 二、编制依据与技术路线 三、全国生态功能评价 四、全国生态功能区划
有>64%的国土面积植被恢复效果明显，表明生态状况有所好转
中国生态系统管理
• 管理体制不协调；
• 法制体系不健全和各部门法规冲突和矛盾较为普遍；
• 生态保护与恢复工程普遍在设计和实施中存在问题。
管理部门分要素分行业管理 与统一管理相结合，只能的交叠 难以避免；
资源环境立法以部门利益为 导向，对政府及其他利益主体的 生态环保责任缺乏约束力；
我国已有区划成果及其特点
自然要素/部门区划（12）
地形/地貌区划、气候区划、水文区划、植被区划、动物地理区划、 土壤区划、农业区划、林业区划、土地利用区划、水利区划、矿产 资源区划、自然灾害区划
以单个自然要素或部门为出发点，以查明现状、寻求规律为 主要任务，起到了认识客观事实的目的。（1929，竺可桢， “中国气候区域论”）。
将生态与经济紧密结合在一起。
我国已有区划成果及其特点
社会经济区划（3）
中国经济区划、中国区域开发的“点-轴”系统、全国主体功能区 划
国家计委三次明确的经济区划工作：解放初期、“七五”期 间、“九五”期间。
区划与生态功能区划
区划与生态区划
区划
区划是指对一定地理空间进行区域划分 以地域分异规律学说理论为基础 以地理空间为对象 按区划要素的空间分布特征 将研究目标划分为具有多级结构的区域单元
区划与生态区划
区划
区划的主要原则，根据区划目的： 差异性原则：将地理空间划分为不同的区域，保持区 域内区划特征的最大相对一致性、区域间区划特征的 差异性 等级性原则：按区域内部的差异划分具有不同特征的 次级区域，从而形成反映区划要素空间分异规律的区 域等级系统 共轭性原则：区划所划分的对象必须是具有独特性、 空间上完整的自然区域，空间上不存在彼此分离的部 分
中国区域地理专题讲座
中国生态系统与生态区域
吕一河
中国科学院生态环境研究中心 lyh@rcees.ac.cn
报告提纲
• 引言：生态、生态系统及其它 • 中国生态系统状况 • 中国生态功能区划 • 生态红线 • 主要结论 • 政策建议
• 生态：生各种态生命与形式生的生态存状系态 统
• 物态：非生命形式的状态 • 心态：智慧生命的本质特征 • 生态系统：生命形式之间、生命与其环境之间相互
2400000
2100000
1800000
1500000
1200000
900000
600000
300000
0 2000 BAU
Forest HD Forest LD/shrub Grassland HD Grassland LD
情景分析km2 结果
140000
130000
120000
110000
100000
中国生态系统现状
1. 自1998年中国政府增加了对生态保护及森林、草地、湿地生 态系统恢复的投入，到2008年相关投资已经达到7千亿；
2. 森林生态系统得到了保护，面积有所增加，覆盖率超过20% 。草地和湿地的退化减缓，建立了2,538 个自然保护区，占 国土面积的15.5%；
Lü YH et al. 2011. Environ. Manage. 48:13-27.
生态问题严峻
水土流失面积165万km2 ， 占国土面积的17.2%； 每年侵蚀的泥沙约50亿t
全 国 沙 漠 化 土 地 38 万 km2， 蔓延速度逐年增加
联合国《国际公约》列出 的740种濒危物种中，我国 占189种，约1/4
生态退化的遥感评估
• 基于MODIS遥感数据和光学模型的 NPP变化 19812003(Bai and Dent, 2009，AMBIO)
30
25
覆盖率%
20
15
10
5
0
1700 1750 1800 1850 1900 1949 1960 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2003 2008 He FL. 2009. J. Appl. Ecol. 46:511-515.
郑姚闽等.2012. 科学通报，57： 207-230
我国已有区划成果及其特点
生态区划（5）
中国自然生态区划、中国生态地理区域系统、中国生态环境区划、 全国生态环境建设规划、中国生态功能区划
将特征区划与功能区划有机结合在一起。既考虑了生态环境 因素特征, 又考虑区域生态系统的功能。（2007年，国家环 保总局和中科院，《中国生态功能区划》）。
将生态环境特征与人类活动作用相结合。生态区划将人类活 动作用和人口分布作为重要的因子, 研究不同类型的生态系 统与人类活动之间的相互制约与相互促进。（郑度等（ 1999 年）；中国生态地理区域系统：傅伯杰（2001）“中国生态 环境区划”）；
退化面积占全国的 23% 39% 为森林 31% 灌丛和草地生态系统. 1.5% 湿地和水域生态系统
NPP mean (a) and trend (b)
生态系统变化的驱动因素
–自然因素: 气候-如北方的干暖化趋势, 地貌条件, 等 –社会经济: 经济社会发展的政策、资源利用、地方生计
需求 –经济社会因素在百年尺度内具有主导性：
退化
高生物多样性
低生物多样性
Braat et al. 2009
生态系统服务权衡与优化
•生态恢复
•增加输入
生态系统状况情景分析
情景一: 现状趋势 (一切照常情景)
情景二:
情景三: 生态系统服
基于规划的情景 务优化情景
中国生态区划
土地利用类型
土地利用
生态系统服务
生态系统服务的经济价值
km2
2700000
天然湿地大面积萎缩，如:
三江湿地1954-2006年由
350万
96 万 ha 减 少
72.6%
1954
水体污染和水量减少是湿地
生态系统的主要威胁
成熟林
11.0%
近熟林 11.2%
过熟林 6.7%
中龄林34.3%
幼龄林 36.8%
过度放牧
1976
1986
草地退化
2006
三江平原50年来土地利用/覆被的空间格局（宋开山等，2008）
，使湿地面临持续退化的威胁。
中国生态系统状况
生态系统呈现出由结构性破坏向功能性紊乱演 变的态势 生态服务功能持续下降，水土流失、沙漠化、 生物多样性减少等全国性的生态问题依然严峻， 生态安全面临严峻挑战
生态系统结构功能退化
森林面积增加但结构趋于简
单化，成熟林面积锐减，仅 占11%
90％可利用天然草原退化， 严重退化/沙化/盐渍化草原占 1/3
生态区划（5）
中国自然生态区划、中国生态地理区域系统、中国生态环境区划、全国生态环境 建设规划、中国生态功能区划
社会经济区划（3）
中国经济区划、中国区域开发的“点-轴”系统、全国主体功能区划
环境保护和治理区划（6）
大气功能区划（两控区方案）、水环境功能区划、中国水功能区划、海洋功能区 划、自然保护区建设空间区划、水土流失区划
我国已有区划成果及其特点
自然要素/部门区划（12）
地形/地貌区划、气候区划、水文区划、植被区划、动物地理区划、土壤区划、 农业区划、林业区划、土地利用区划、水利区划、矿产资源区划、自然灾害区划
综合自然区划（7）
中国自然区划草案、全国综合自然区划（草案）、《中国自然地理纲要》方案、 《对于中国各自然区的农、林、牧、副、渔业发展方向的意见》、中国自然区划 方案、综合自然区划方案、《中国自然区域及开发整治》区划方案
中国生态系统现状
3. 主要关注某一种服务功能，如粮食生产，水 源涵养或水土流失控制，而忽略了生物多样 性和碳固定等服务及多种功能的优化利用和 保护；
4. 森林面积虽有所增加，但天然林和近天然林 面积减少，森林生态系统功能有待提高；
5. 过度放牧和盲目开垦，导致草地退化严重; 6. 由于湿地开垦、水污染和水资源不合理利用
区划中较为完善的一个。把全国划分为3区，再按温度、水分条件 的组合及其在土壤、植被等方面的反映，划分出7个自然区，然后 按地带性因素和非地带性因素的综合指标，划分出33个自然区。
发挥着其他单项要素区划不能取代的重要作用，一直以来被 环境部门重点关注。黄秉维(1959)首次提出综合自然区划，是我
国最详尽而系统的自然区划专著，一直为农、林、牧、水、交通运 输及国防等有关部门作为查询、应用和研究的重要依据，有力地推 动了全国和地方自然区划工作的深入。
• 从祖先的文化宝藏中汲取营养将惠及天下
– 《易经》群经之首，以简驭繁，执二（阴阳）八（经卦）而穷天道人伦 、万千变化
– 《黄帝内经》，纵历千年仍为医家要典，论人体奥妙、救万众于疾苦 – 地理一词古已有之，其学问和技法在景观规划设计中发挥着重要作用
报告提纲
• 生态、生态系统及其它 • 中国生态系统状况 • 中国生态功能区划 • 生态红线 • 主要结论 • 政策建议
因此，调控人类资源开发利用行为的法律、政策、管理手 段的不断强化，是实现生态系统可持续管理的必然途径
2000以来生态保护与恢复效果
• 基于MODIS遥感数据的 NDVI趋势变化分析 20002010(Liu and Gong, 2012，Chinese Science Bulletin)
退化面积占全国的 23% 39% 为森林 31% 灌丛和草地生态系统. 1.5% 湿地和水域生态系统
的影响可以查知无形的心态 • 通过教育和制度层面加强生态文化建设以改善心态
，是生态环境保护的重要途径
• 生态学生、地态理学学无家需言要必称有“点希腊文” 化
– 当今普遍教授的地理学、生态学都是舶来品 – 文明古国博大精深的文化宝藏被忘却 – 古代中国不缺乏生态学和地理学思想
90000
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2010 Planned
2020 Optimization
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2030
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2000
2010
2020
BAU Planned ptimization Swamp/peat land
Waterbody Arable
BAU Built-up Unused Unusable
综合自然区划（7）
中国自然区划草案、全国综合自然区划（草案）、《中国自然地理 纲要》方案、《对于中国各自然区的农、林、牧、副、渔业发展方 向的意见》、中国自然区划方案、综合自然区划方案、《中国自然 区域及开发整治》区划方案
综合自然区划全面考虑了各项自然要素，能较准确地综合反 映自然界的现状和问题。赵松乔(1983)，迄今我国综合自然地理
• 人类活动对草地退化的贡献达到 89%， 人与自然耦合作用占 60% （ 1953-2004， 呼伦贝尔草原）
• 黄河源区，人文因子和自然因子对高寒草原荒漠化的贡献分别 为61.6%和38.4%
• 湿地退化的人为因素，包括农业扩张（30.3%）、水污染（ 26.1%）、过度开发（ 24.2%）、土壤侵蚀和淤积（8%）、水资 源的不合理利用（6.6%）
2030
2050
Planned Optimization
一切照常、规划情景和优化情景下的生态系统变化
情景分析结果
1. 相对一切照常情景，中国的部门规划情景有所优化，但 还需进一步协调完善；
2. 土地供给不足，在各规划被重复计算：需降低森林面积 目标的设定，从而保护其它生态系统及其服务；
3. 某些地区和某些生态系统面临更多问题，亟需更多投入 （如西北地区、草地生态系统）；
尚未建立生态保护与恢复项 目的综合评估机制，科学决策任 重道远。
生态系统服务与土地利用
生
态
系
统
服
务
Cr
水
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P (最大化)
供给服务 (P): 调节服务 (R): 文化-娱乐服务 (Cr): 文化 – 信息服务 (Ci):
各土地利用类型下的 多种服务
0
自然系统
l轻ig度h利用 粗放利用 集中利用 t
对生产实际都有重要的指导意义。气候区划对农业生产、沙 漠化防治、植被恢复等具有重要指导意义，如冬小麦在长城 以北的广大地域不能安全越冬，而在秦岭淮河以南则可以经 冬不衰。地震区划也成为我国防震减灾工作的一项强制性国 家标准。
农业区划是我国部门区划中最为详尽和成熟的区划之一。
我国已有区划成果及其特点
4. 恢复湿地生态系统将得到最大的单位面积生态系统服务 供给；
5. 管理目标应由拓展面积向提高生态系统服务质量转变（ 如森林）
报告提纲
• 中国生态系统状况 • 中国生态功能区划 • 生态红线 • 主要结论 • 政策建议
中国生态功能区划
一、区划与生态功能区划 二、编制依据与技术路线 三、全国生态功能评价 四、全国生态功能区划
有>64%的国土面积植被恢复效果明显，表明生态状况有所好转
中国生态系统管理
• 管理体制不协调；
• 法制体系不健全和各部门法规冲突和矛盾较为普遍；
• 生态保护与恢复工程普遍在设计和实施中存在问题。
管理部门分要素分行业管理 与统一管理相结合，只能的交叠 难以避免；
资源环境立法以部门利益为 导向，对政府及其他利益主体的 生态环保责任缺乏约束力；
我国已有区划成果及其特点
自然要素/部门区划（12）
地形/地貌区划、气候区划、水文区划、植被区划、动物地理区划、 土壤区划、农业区划、林业区划、土地利用区划、水利区划、矿产 资源区划、自然灾害区划
以单个自然要素或部门为出发点，以查明现状、寻求规律为 主要任务，起到了认识客观事实的目的。（1929，竺可桢， “中国气候区域论”）。
将生态与经济紧密结合在一起。
我国已有区划成果及其特点
社会经济区划（3）
中国经济区划、中国区域开发的“点-轴”系统、全国主体功能区 划
国家计委三次明确的经济区划工作：解放初期、“七五”期 间、“九五”期间。
区划与生态功能区划
区划与生态区划
区划
区划是指对一定地理空间进行区域划分 以地域分异规律学说理论为基础 以地理空间为对象 按区划要素的空间分布特征 将研究目标划分为具有多级结构的区域单元
区划与生态区划
区划
区划的主要原则，根据区划目的： 差异性原则：将地理空间划分为不同的区域，保持区 域内区划特征的最大相对一致性、区域间区划特征的 差异性 等级性原则：按区域内部的差异划分具有不同特征的 次级区域，从而形成反映区划要素空间分异规律的区 域等级系统 共轭性原则：区划所划分的对象必须是具有独特性、 空间上完整的自然区域，空间上不存在彼此分离的部 分
中国区域地理专题讲座
中国生态系统与生态区域
吕一河
中国科学院生态环境研究中心 lyh@rcees.ac.cn
报告提纲
• 引言：生态、生态系统及其它 • 中国生态系统状况 • 中国生态功能区划 • 生态红线 • 主要结论 • 政策建议
• 生态：生各种态生命与形式生的生态存状系态 统
• 物态：非生命形式的状态 • 心态：智慧生命的本质特征 • 生态系统：生命形式之间、生命与其环境之间相互
2400000
2100000
1800000
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0 2000 BAU
Forest HD Forest LD/shrub Grassland HD Grassland LD
情景分析km2 结果
140000
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120000
110000
100000
中国生态系统现状
1. 自1998年中国政府增加了对生态保护及森林、草地、湿地生 态系统恢复的投入，到2008年相关投资已经达到7千亿；
2. 森林生态系统得到了保护，面积有所增加，覆盖率超过20% 。草地和湿地的退化减缓，建立了2,538 个自然保护区，占 国土面积的15.5%；
Lü YH et al. 2011. Environ. Manage. 48:13-27.
生态问题严峻
水土流失面积165万km2 ， 占国土面积的17.2%； 每年侵蚀的泥沙约50亿t
全 国 沙 漠 化 土 地 38 万 km2， 蔓延速度逐年增加
联合国《国际公约》列出 的740种濒危物种中，我国 占189种，约1/4
生态退化的遥感评估
• 基于MODIS遥感数据和光学模型的 NPP变化 19812003(Bai and Dent, 2009，AMBIO)
30
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覆盖率%
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1700 1750 1800 1850 1900 1949 1960 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2003 2008 He FL. 2009. J. Appl. Ecol. 46:511-515.
郑姚闽等.2012. 科学通报，57： 207-230
我国已有区划成果及其特点
生态区划（5）
中国自然生态区划、中国生态地理区域系统、中国生态环境区划、 全国生态环境建设规划、中国生态功能区划
将特征区划与功能区划有机结合在一起。既考虑了生态环境 因素特征, 又考虑区域生态系统的功能。（2007年，国家环 保总局和中科院，《中国生态功能区划》）。
将生态环境特征与人类活动作用相结合。生态区划将人类活 动作用和人口分布作为重要的因子, 研究不同类型的生态系 统与人类活动之间的相互制约与相互促进。（郑度等（ 1999 年）；中国生态地理区域系统：傅伯杰（2001）“中国生态 环境区划”）；
退化面积占全国的 23% 39% 为森林 31% 灌丛和草地生态系统. 1.5% 湿地和水域生态系统
NPP mean (a) and trend (b)
生态系统变化的驱动因素
–自然因素: 气候-如北方的干暖化趋势, 地貌条件, 等 –社会经济: 经济社会发展的政策、资源利用、地方生计
需求 –经济社会因素在百年尺度内具有主导性：
退化
高生物多样性
低生物多样性
Braat et al. 2009
生态系统服务权衡与优化
•生态恢复
•增加输入
生态系统状况情景分析
情景一: 现状趋势 (一切照常情景)
情景二:
情景三: 生态系统服
基于规划的情景 务优化情景
中国生态区划
土地利用类型
土地利用
生态系统服务
生态系统服务的经济价值
km2
2700000
天然湿地大面积萎缩，如:
三江湿地1954-2006年由
350万
96 万 ha 减 少
72.6%
1954
水体污染和水量减少是湿地
生态系统的主要威胁
成熟林
11.0%
近熟林 11.2%
过熟林 6.7%
中龄林34.3%
幼龄林 36.8%
过度放牧
1976
1986
草地退化
2006
三江平原50年来土地利用/覆被的空间格局（宋开山等，2008）
，使湿地面临持续退化的威胁。
中国生态系统状况
生态系统呈现出由结构性破坏向功能性紊乱演 变的态势 生态服务功能持续下降，水土流失、沙漠化、 生物多样性减少等全国性的生态问题依然严峻， 生态安全面临严峻挑战
生态系统结构功能退化
森林面积增加但结构趋于简
单化，成熟林面积锐减，仅 占11%
90％可利用天然草原退化， 严重退化/沙化/盐渍化草原占 1/3
生态区划（5）
中国自然生态区划、中国生态地理区域系统、中国生态环境区划、全国生态环境 建设规划、中国生态功能区划
社会经济区划（3）
中国经济区划、中国区域开发的“点-轴”系统、全国主体功能区划
环境保护和治理区划（6）
大气功能区划（两控区方案）、水环境功能区划、中国水功能区划、海洋功能区 划、自然保护区建设空间区划、水土流失区划
我国已有区划成果及其特点
自然要素/部门区划（12）
地形/地貌区划、气候区划、水文区划、植被区划、动物地理区划、土壤区划、 农业区划、林业区划、土地利用区划、水利区划、矿产资源区划、自然灾害区划
综合自然区划（7）
中国自然区划草案、全国综合自然区划（草案）、《中国自然地理纲要》方案、 《对于中国各自然区的农、林、牧、副、渔业发展方向的意见》、中国自然区划 方案、综合自然区划方案、《中国自然区域及开发整治》区划方案
中国生态系统现状
3. 主要关注某一种服务功能，如粮食生产，水 源涵养或水土流失控制，而忽略了生物多样 性和碳固定等服务及多种功能的优化利用和 保护；
4. 森林面积虽有所增加，但天然林和近天然林 面积减少，森林生态系统功能有待提高；
5. 过度放牧和盲目开垦，导致草地退化严重; 6. 由于湿地开垦、水污染和水资源不合理利用
区划中较为完善的一个。把全国划分为3区，再按温度、水分条件 的组合及其在土壤、植被等方面的反映，划分出7个自然区，然后 按地带性因素和非地带性因素的综合指标，划分出33个自然区。
发挥着其他单项要素区划不能取代的重要作用，一直以来被 环境部门重点关注。黄秉维(1959)首次提出综合自然区划，是我
国最详尽而系统的自然区划专著，一直为农、林、牧、水、交通运 输及国防等有关部门作为查询、应用和研究的重要依据，有力地推 动了全国和地方自然区划工作的深入。
• 从祖先的文化宝藏中汲取营养将惠及天下
– 《易经》群经之首，以简驭繁，执二（阴阳）八（经卦）而穷天道人伦 、万千变化
– 《黄帝内经》，纵历千年仍为医家要典，论人体奥妙、救万众于疾苦 – 地理一词古已有之，其学问和技法在景观规划设计中发挥着重要作用
报告提纲
• 生态、生态系统及其它 • 中国生态系统状况 • 中国生态功能区划 • 生态红线 • 主要结论 • 政策建议
因此，调控人类资源开发利用行为的法律、政策、管理手 段的不断强化，是实现生态系统可持续管理的必然途径
2000以来生态保护与恢复效果
• 基于MODIS遥感数据的 NDVI趋势变化分析 20002010(Liu and Gong, 2012，Chinese Science Bulletin)
退化面积占全国的 23% 39% 为森林 31% 灌丛和草地生态系统. 1.5% 湿地和水域生态系统