描述和评价国家土地恢复举措对埃塞俄比亚 生态系统服务的影响外文翻译资料

 2022-08-06 10:44:01

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描述和评价国家土地恢复举措对埃塞俄比亚

生态系统服务的影响

摘 要：土地恢复被认为是21世纪全球土地退化挑战的补救方法，因此，各种土地恢复和养护工作正在不同规模进行。埃塞俄比亚是在土地恢复方面投资巨大的国际之一。自上世纪70年代以来，埃塞俄比亚全国实施了大量的土地管理做法，然而，干预措施的空间分布尚未得到记录，也没有系统和定量的证据表明土地恢复工作是否实现了生态系统服务所需要的恢复。因此，我们对埃塞俄比亚土地恢复工作及其影响的同行评审科学文献进行了元分析。结果表明，大多数大型项目都是在高原实施的，特别是Tigray和Amhara地区覆盖了24个农业生态区，土地恢复影响研究主要集中在高原，但限制在11个农业生态区。对农业生产力的平均影响最大的是河岸与生物干预的结合，其次是保护性农业做法，它们分别提高了170%和18%，然而，仅使用河岸或者生物干预或者梯田法会对生产力产生负面影响。所有土地恢复干预措施对土壤有机碳的平均影响是积极的，最大的影响来自“河岸 生物”，为139%，其次是排泄物。为90%。土壤侵蚀和径流的减少是所有干预措施的主要影响。这些结果可用于改进现有准则，以更好地将土地恢复目标与特定的预期生态系统功能和服务相匹配。虽然这项研究的重点是评估土地恢复工作对特定生态系统服务的影响，但尚未审查对国家民生和社会经济的影响。因此，加强国家级的社会经济研究以评估土地恢复举措的可持续性将是下一个重要步骤。

关键词：生态系统服务 效应大小 土地退化 景观恢复 元分析

1 导言

土地退化是21世纪的一个重大全球环境和发展挑战。近50亿公顷（约占地球植被面积的43%）因土壤侵蚀、毁林和热带森林丧失而退化，土地退化造成的全球经济损失估计介于300亿至10.6万亿美元之间。Montpellier 小组在2014年估计1.8亿人将受到土地退化的影响，撒哈拉以南非洲每年的经济损失将达680亿美元。在撒哈拉以南非洲国家中，埃塞俄比亚经历了最严重的土地退化，2016年的治理费用为4.3亿美元.。2015年，埃塞俄比亚森林资源中心最近的一份报告显示，埃塞俄比亚约有1430万公顷土地（约占高原的50%）严重退化。

水土流失是埃塞俄比亚在不同土地用途下最普遍的土地退化形式，每年的土壤平均损失估计在3.4吨/公顷至84.5吨/公顷，最高速率达到每年300吨/公顷/相对于其他土地用途，耕地土壤流失率最高，为每年50吨/公顷至179吨/公顷。由于土壤侵蚀的负面现场影响，农业集约化提高土地生产力的潜力有限。每年国家级的土地氮含量消耗率约为122千克/公顷、磷含量消耗率约为13千克/公顷、钾含量消耗率约为82千克/公顷。这种养分消耗导致农业生产力下降，且继续严重影响了国民经济的绩效。土壤侵蚀也有巨大的外在影响，具体表现为：湖泊、水库、淤积灌溉渠、洪水和生态系统服务的恶化是令人关切的问题。由于高侵蚀导致的快速淤积，为补充灌溉而制定的各种集水计划的潜在贡献受到了损害。青尼罗河上游盆地3.8亿吨/年的高侵蚀率也对埃塞俄比亚文艺复兴大坝构成了严重挑战，并可能在短期至中期内降低它的发电能力。

考虑到土地退化的严重程度及其对粮食安全和经济发展的影响，埃塞俄比亚已为土地恢复投入了巨大的努力及在全国各地实施了若干水土保持和可持续土地管理方案。继上世纪70年代的干旱之后，社会工作中心的工作在埃塞俄比亚高原的大部分地区进行了扩大，在本世纪初，政府及其主要合作伙伴已采取措施学习理解以往环境修复措施的优劣势，并采用多利益攸关方结合多部门方案的办法处理土地和水资源退化的问题。2008年，埃塞俄比亚制定了可持续土地管理战略投资框架，这是一个重大的方案突破。生态系统综合框架是一个全面和综合的针对具体国家的战略规划框架，旨在指导政府和广大民间社会利益攸关方以促进可持续土地管理在全国所有农业生态区和农业生产系统中的推广。最近，可持续土地管理方案一直在领导协调和实施大规模的SWC、SLM和集水选择。在过去几年里，政府每年领导的社区动员工作导致了社会工作中心在大面积地区和埃塞俄比亚高原种植了数亿颗树苗。根据最近的一项研究，埃塞俄比亚在过去10年中每年投资超过12亿美元用于该国四个地区（Amhara, Oromia, Tigray, and Southern Nations, Nationalities, and Peoples Region）的土地恢复。

尽管40多年来进行了各种土地恢复工作，但产生的影响和成就尚未得到全面评估，除了一些与区域围蔽有关的研究，没有明确定量的证据能肯定土地恢复努力的表现，也没有关于它们对改善活动罩和加强生态服务系统服务的贡献的信息。所做的少数研究的结果仅是基于有限的时空分析故而不太全面。对于缺点和成效的比较、可持续重新造林和景观恢复计划的制定缺乏综合研究，因此我们对什么有效、在哪里以及如何扩大土地恢复做法的风险的了解仍然有限，因此很难很好地了解该国在退化景观恢复及可持续管理方面的投资回报，这也削弱了促进生态系统服务服务付费的谈判能力。本研究旨在帮助缩小这一差距。这项研究和具体目标包括：（1）整理和绘制埃塞俄比亚主要的景观恢复干预措施；（2）审查、综合和绘制与全国各地土地恢复做法的影响有关的文献并在同行评审的期刊上发表；（3）调查景观恢复工作对该国景观生态系统服务的影响。

2 方法

2.1 绘制和综合埃塞俄比亚土地恢复项目图

我们查阅文献、咨询专家，记录和绘制了该国各种土地恢复工作的时空分布，并对出版物、报告、会议记录和博士论文进行了筛选以确定供分析的候选项目，确定何时何地实施并将特征其记录在案，访问了各政府和区域办事处、研究和学术机构以及在全国各地参与协调和实施土地恢复工作的方案项目办事处，审查了主要的土地恢复举措，如：生产安全网方案、SLMP方案以及由不同非政府组织支持的小型项目。

预处理步骤包括扫描硬拷贝文件、地理参考、数字化和将项目占点输入地理信息系统环境。在作出相关预测后，地理参考数据集直接纳入地理信息系统。除项目干预点外，还收集了其他数据，如：地形、土地利用覆盖、农业生态、土壤碳和人口密度，并将其用作解释性共同变量，然后将土地恢复点与不同的斜变量整合，包括行政区、耕作制度、干预时间、海拔和坡度等地形特征以及人口密度。图1概述了数据采集、处理和分析所遵循的程序。

2.2 绘制和综合埃塞俄比亚景观恢复影响评估研究

为了综合土地恢复工作的表现并产生国家级的证据，我们收集了同行评审的论文，这些论文调查了埃塞俄比亚土地恢复的影响。我们按照五个步骤整理了有关埃塞俄比亚土地恢复和管理做法影响的出版物。第一步是利用文献计量学方法收集与土地恢复活动有关的个案研究。我们用了网络搜索包含关键词“埃塞俄比亚景观恢复”的RCH函数：埃塞俄比亚景观恢复的影响、埃塞俄比亚的水土保持做法、埃塞俄比亚水土保持做法的影响、埃塞俄比亚的可持续土地管理和埃塞俄比亚可持续土地管理的影响。我们整理了同行评审的出版物直到2018年8月，下一步涉及使用预定义模版开发与整理数据集相关的数据库。所开发的数据库是根据研究的不同属性组织的，如作者、数据收集和出版年份、研究地点、干预类型、干预年份（实施的做法有多长时间）、评估影响的生态系统服务以及在实施前后根据这些生态系统服务取得的结果（数据库中所列变量清单见表A1）。所有的一切提取生物物理生态系统服务，但对于统计数据，根据数据库中的搜索结果，我们选择了四种生态系统服务：土壤有机碳存量（SOC）、土壤流失、径流和生产力。第三步利用地名和地理坐标绘制了相关研究地点的空间分布图，对于没有以纬度和经度格式提供研究地点的情况，我们根据研究地点描述和相应的地名，使用谷歌地球获得了坐标，这一步骤有助于可视化空间分布，并将数据与具有定义空间属性的协变量（如区域和农业生态区）联系和分析。第四步从地理位置、行政区域、出版年份、农业生态区、土地利用/覆盖类型、地形类型和生态系统功能/服务等方面对数据集进行了综合和表征。在必要和简单的情况下，类似的土地管理做法/类型，如保护性耕作、减少耕作、覆盖、绿肥和其他当地土壤肥力增强技术，被归类为CA一词。这一步骤有助于在该国进行评估研究，并有助于查明与土地恢复工作绩效相关证据的空间动态有关的差距。最后，我们进行了详细的统计分析和元分析，以了解不同做法对生态服务系统的意义。采用1999年Hedges、Gurevitch、Curtis和2006年Luo, Hui、Zhang提出的响应比（RR）方法评估土地修复对各种土壤、生物的影响效应的大小。通常来说，资源的定义是土地恢复处理后与未进行土地恢复（处理前或控制或未处理）价值之比的自然对数。假设效应大小RR遵循正态分布，则RR的方差v用如下公式近似：

方差是有用的量化权重，通过估计样本变异性的RR以尽量减少对研究的影响。为了比较土地恢复干预类型的影响大小，我们使用了案例研究的非参数加权函数作为集合方差的逆计算：

因此，每个干预和生态系统服务的最终平均效应大小由如下公式确定：

偏差校正的95%置信区间（Cls）是由引导程序产生的，如果95%的Cls不包括0，那么土地恢复干预对生态系统服务的影响在Plt;0.5时被认为是最显著的。为了方便起见，效果尺寸已通过方程转换，这提供了干预的实际反应百分比。

已建立的案例研究地图代表场地的空间分布，被用来评估地理代表性的案例研究。我们使用干预反应时间和干预时间的研究以探究干预年份与生态系统之间的关系。

为了总结与每种干预类型相关的生态系统服务，我们将它们聚合为主要的生态系统服务，即提供、调节、支持和文化服务。因此，产量、生物量生产力和水量被归类为供应服务。大多数土壤性质（pH、水分、SOC、总氮和速效磷），土壤侵蚀和表径流被认为是调节服务，生物多样性被认为是一种支持服务。我们报告说审查文件中的相关服务有限，因此，我们没有将这些内容纳入我们的分析。

3 结果和讨论

3.1 埃塞俄比亚土地恢复干预措施的分布和特点

埃塞俄比亚的土地恢复工作通常用于尝试应对人口压力和气候变化造成的严重土地退化问题。20世纪70年代，社会工作中心采取的措施是围绕以粮食换工作的原则制定的，重点是粮食无保障地区贫困社区的福利安全。在埃塞俄比亚，粮食用作执行的各种途径和途径的详细情况可以从Holt、Bezu、Holden的研究中找到。在2000年代中期至晚期，在国家方案框架内，管理环境资源以使世界粮食计划署主持下实施的过渡项目下，埃塞俄比亚开展了具有考察能力的自然资源恢复和发展工作。在双边和多边机构以及联合国机构的支持下，埃塞俄比亚还实施了其他小规模项目并由政府和非政府组织执行。2008年，随着SLMP的ESIF公式的制定，一个重大的方案达成突破：生态系统综合框架是一个全面综合的战略规划框架，旨在指导广大政府和民间社会利益攸关方促进可持续土地管理在所有农业生态区和农业生产系统中的推广。

SLMP的第一阶段始于2008年，一直持续到2013年并取得了各种成就，包括实施集水和农林业备选方案作为恢复工作的组成部分。自2008年下半年以来，SLMP促进了不同类型的集水结构的建设以减少土壤侵蚀和径流，并加强全国各地的小规模灌溉。第二期SLMP于2013年启动，计划运作至2018年。根据各种方案，有人声称已利用地区围栏恢复了大面积退化山坡及牧场和农田以保护牧场不受放牧动物的侵害；通过建造梯田、深沟和渗滤池，退化的公共土地得到了保护。根据政府的报告，该国中部和高原种植了数十亿棵幼苗。图2概述了埃塞俄比亚主要的可持续土地管理举措的时间顺序。

我们的分析结果表明，过去四十年来，埃塞俄比亚实施的主要土地恢复举措的空间分布主要集中在该国东部和西部山区的陡峭地带。

埃塞俄比亚有大量项目和拘留地点的行政区，如：南沃洛、中部提格雷、南部提格雷、北部谢瓦和东哈拉格河。分散的干预地点主要属于可持续土地管理项目，存在于该国西部地区。而索马里、阿法尔和Benishangul低地的土地恢复措施相对较少。国家监管的干预地点集中在该国东部和北部，可持续土地管理的干预措施则针对西部。这可能是因为PSNP主要集中在粮食不安全的低地和旱地地区，而可持续土地管理则更多地参与了具有高农业潜力的高地。在农业生态方面，埃塞俄比亚在大约24个农业生态区进行了土地恢复干预。半温半湿、温暖湿润和半湿润中高地是土地恢复倡议中覆盖最广泛的农业农业生产状态，大多数土地恢复干预措施都是在高人口密度的中高地进行的。鉴于对自然资源的压力增加，过去和现在高地都在经历土地资源枯竭，这可能是吸引土地恢复项目的因素。必须指出的是，该国低地周边地区很少有干预项目，那里的定居人口密度较低且有些地方较难进入。

将耕作土地侵入森林和放牧区是造成资源枯竭和土地退化的主要原因之一。因此，大部分土地恢复进程都以耕地为目标，即维持现有的种植面积，避免进一步侵占。这在图中清楚地显示：每年的耕地上发生了显著的土地恢复干预。在这个国家，农业支持率达85%以上，能看到针对农田的更有重点的保护工作是不足为奇的。以灌木为主的放牧地区和山坡面临土地退化风险，这是土地恢复的目标。将土地恢复干预点与土壤健康指标联系起来：对土壤有机碳浓度在11至40千克之间的土壤采取了大多数干预措施。这表明，大多数干预措施都集中在失去大量原始土壤有机质的退化土地上。

上述相关的简短描述可以促进决策更有条理。研究人员、规划人员和决策者可以利用这些信息了解在哪里实施了重大项目并进行进一步评估，以规划研究和确定进一步干预措施的优先次序并探索针对可持续土地管理投资的备选办法。正在和将要从事土地恢复工作的利益相关方可以利用这些信息来确定优先次序，而正在协调和进行这种工作的利益相关方可以利用数据库和地图来更新进展情况。

3.2 埃塞俄比亚土地恢复干预措施影响评估研究的分布和特征

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