中国喀斯特景观:格局、生态过程和服务思维导图

U948630423

2023-10-25

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土壤侵蚀监测

水文过程

坡面水文

格局、生态过程和服务

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中国喀斯特景观:格局、生态过程和服务思维导图模板大纲

引言

1 中国西南部喀斯特地貌的主要特征

2 喀斯特景观的动态及其影响

3 景观格局、水文和土壤过程

3.1 景观动力学与岩溶土壤

3.11 土壤养分与景观动态

3.12 景观格局与土壤养分/水分再分配

3.2 岩溶水文过程及其模拟

3.21 坡面水文过程与表层岩溶

3.22 水文过程模拟

3.23 景观格局动态、水量与水质

3.3 土壤侵蚀监测与模拟

3.4 退化岩溶生态系统重建方法以及恢复演示

3.5 喀斯特生态系统与景观格局

4 喀斯特景观可持续性的策略

4.1 发展替代的多功能农业模式

4.2 缓解人口压力

4.3 保护喀斯特地貌，发展绿色(低碳)经济

4.4 改善喀斯特景观规划和设计，促进区域的可持续性

5 持续研究的喀斯特景观

5.1 改进了水文和土壤过程研究的景观变化模型景观设计

5.2 推进三维喀斯特水文和土壤过程知识

5.3 综合和岩溶特有的ES评价

Karst Landscapes of China: Patterns, Ecosystem Processes and Services思维导图模板大纲

摘要：【背景】中国西南部的喀斯特地区是世界上最大的连续喀斯特地区之一，以其独特的景观和丰富的生物多样性而闻名。该地区遭受了严重的环境退化(如植被覆盖减少、水土流失和生物多样性丧失)。近几十年来，中国各级政府先后启动了多项生态工程(如退耕还林、封山等)，以恢复退化的生态环境，减轻贫困。【目的】总结喀斯特景观格局及其动态、水文过程与生态系统服务相互作用的研究成果。【方法】我们对科学和土地利用政策进行了系统的文献回顾，以确定知识差距，并建议未来的研究和政策方向。【结果】近几十年来，由于人类活动对脆弱的喀斯特生态系统的影响，喀斯特景观经历了快速的变迁。许多研究对水文、土壤过程和生态系统服务(ES)及其与景观格局的关系进行了全面的研究。这些研究大多发现喀斯特生态系统随着 ES的提高而恢复。然而，表层岩溶在水文和土壤过程中的重要性，强烈的人为干扰和景观异质性在景观模型中的重要性仍然不明确。【结论】未来研究应深入研究喀斯特特有的水文和土壤过程，研究气候变化、景观变化、生态过程和区域特有的ES 评估之间的关系。这些研究成果应为国家喀斯特石漠化综合治理项目(第二阶段)和扶贫行动提供必要的科学支持。思维导图模板大纲

关键词：词中国西南；景观格局；喀斯特石漠化；生态工程；景观可持续性；生态系统服务思维导图模板大纲

Abstract:思维导图模板大纲

[Context] The karst region of southwestern China, one of the largest continuous karsts in the world, is known for its unique landscapes and rich biodiversity. Thisregion has suffered severe environmental degradation(e.g., vegetation cover loss, soil erosion and biodiver-sity loss). In recent decades, Chinese governments atdifferent levels have initiated several ecological programs (e.g., Green for Grain, Mountain Closure) to restore the degraded environment and to alleviate poverty.思维导图模板大纲

[Objective] This study summarizes landscape studiesof karst landscapes patterns, their dynamics andinteractions among landscape pattern, hydrological processes and ecosystem services (ES).思维导图模板大纲

[Methods] We conducted a systematic literature review of science and land use policy to identify思维导图模板大纲

knowledge gaps and recommend future research and policy directions.思维导图模板大纲

[Results] Karst landscapes have experienced rapid turnover in recent decades due largely to the overlap of intense human activity on the fragile karst ecosystems.Many studies have comprehensively examined hydrology, soil processes and ecosystem services (ES) and their relationships with landscape pattern.Most of these studies have found that karst ecosystems recover with improved ES. However, the importance of epikarst in hydrological and soil processes, intense anthropogenic disturbance and landscape heterogene-ity in landscape models remains elusive. 思维导图模板大纲

[Conclusion] Future research should focus on in-depth examination and modelling of karst specific hydrological and soil processes, investigating rela-tionships between climatic change, landscape change,ecological processes, and region-specific ES assess-ments. Results from such research should provide the necessary scientific support for a comprehensive,national karst rocky desertification treatment project (Stage II) and poverty alleviation initiatives.思维导图模板大纲

Keywords:思维导图模板大纲

Engineering;Landscape sus tainability;Ecosystem services思维导图模板大纲

地表和近地表碳酸盐岩露头约占世界干燥和无冰土地面积的20% (Ford和Williams 2007年)。在这些以碳酸盐岩为主的地区开发的喀斯特景观(如洞穴、泉水、塔、天坑平原)对游客具有吸引力，但它们的异质性对农业发展和其他人类活动具有挑战性。中国西南潮湿的热带、亚热带喀斯特地区是世界上最大的连续喀斯特之一，其独特的景观(峰林、石林、锥、天坑峡谷、洞穴)和丰富的生物多样性。然而，由于不可持续的农业发展、高且不断增加的人口压力和相对较低的人口承载能力，该地区的很大一部分地区在 20 世纪经历了严重的环境退化(Li et al.2004a;Cao等人2008年)。人口增长和土地生产力低下导致农业向坡地和山脊上的边际农田扩张。这造成了严重的植被覆盖损失和土壤侵蚀。因此，喀斯特石漠化(KRD)已经出现，导致以前的植被景观变成了裸露的岩石 (Yuan and Cai 1988;Jiang et al.2014a)。思维导图模板大纲

喀斯特地区的环境条件是影响南方生态安全的重要因素。从 21 世纪初开始，中国各级政府开始实施生态工程(如退耕还林、封山、环境移民等)，以减轻贫困，恢复退化的生态环境。中国研究人员与政府机构和当地居民合作，还设计、测试和实施了多种 KRD 修复技术(例如，Jiang et al. 2014b;Wanget al. 2016a, b, c).大约在同一时期，该地区的许多农民为了更好的工作机会向城市地区和沿海地区迁移，这有助于减轻该地区的人口压力。不同来源的信息表明，过去 20 年喀斯特环境有所改善(Zhang et al.2017)。特别是地上生物量显著增加(90 万 km以上平均 C 4.0%)2)在 1999 - 2012 年间发生在区域尺度上，约占5%思维导图模板大纲

生物量增加的全球地区(Brandt et al. 2018;Tong et al.2018)。中国西南地区的喀喇昆山高速公路的空中覆盖从 12.96 万公里减少 2 2006 年(占国土面积的10.8%)为 10.07 万公里 2 2016 年(占土地面积的8.4%)。思维导图模板大纲

人类对环境恢复的干预加速了景观格局的变化，进而影响了能量流、养分循环和水循环、污染物分布、物种迁移以及生态系统服务(ES)的分散和提供。近 30 年来，有关喀斯特景观格局和生态过程的研究成果不断涌现。2018 年8月，在中国学术研究数据库 cnki 中，使用“喀斯特”和“景观”等词搜索 1272篇中文同行评议论文。自 2006 年以来，每年至少发表 50 篇论文。然而，目前还没有关于喀斯特景观动态的研究。本研究通过总结喀斯特景观格局变化及其与生态过程的关系，并通过系统的文献综述，明确了未来的研究方向。思维导图模板大纲

喀斯特地区横跨中国西南 8省，以云黔高原和南部丘陵区为中心(图1)。碳酸盐岩露头总面积为 54万公里 2;占区域陆地面积的 45.2% (Fan et al. 2011)。该地区约 292 个县(38.8%)的露头盖度超过 30%(Cao et al. 2004)。这是一个拥有多种地貌的地区，包括山脉、丘陵、山谷、盆地和平原。海拔 500 m以下、500 ~ 1000 m、1000 ~ 2000 m、2000 ~ 3000m 和 3000 m 以上的区域分别占陆地面积的37.3%、18.1%、21.6%、9.1%和13.9%。思维导图模板大纲

图 1：中国西南部的喀斯特地区思维导图模板大纲

碳酸盐岩露头数据来自https://www.fos.auckland.ac.nz/our_research/karst/index.html（福特和威廉姆斯，2007年）思维导图模板大纲

数百万年来，连续的构造隆升、剥蚀、侵蚀和沉积形成了各种复杂的镶嵌状岩溶景观(Wang et al.2004)。该地区的碳酸盐岩比南欧、中欧和北美东部的同类岩石要古老得多，并经历了更强的石化作用;岩石在机械上是坚硬的，下面容易破裂在大地构造作用(Wang et al. 2004)。此外，该区还发育多种碳酸盐岩组合;均质碳酸盐岩(石灰岩、白云岩和混合岩)、碳酸盐岩与碎屑岩夹层以及碳酸盐岩/碎屑岩交替(Wang et al. 2004)。岩性差异影响地貌发展和土壤侵蚀(Li et al. 2004c)。这一地区也没有受到冰川作用的影响，因为它位于南部。强烈的、思维导图模板大纲

不均匀的化学溶蚀作用确保了大面积的喀斯特地貌是非均匀的、破碎的。因此，即使在云贵高原，深切的山谷和河流也较为常见，海拔变化陡峭。思维导图模板大纲

由于该地区独特的碳酸盐岩基岩，土壤形成非常缓慢。由于气候温暖湿润，该地区的风化和成壤活动非常活跃，但不溶性纯碳酸盐岩组分的百分比通常很小(平均4%)，使土壤形成过程缓慢(Wang et al.2004)。土壤形成的速度比类似气候条件下的土壤要少10到40倍;广西和贵州喀斯特地区土壤形成 10厘米的时间分别为 25 万~ 85 万年和 63 万~ 788 万年(Yuan and Cai, 1988;Cao 等人 2004 年)。相应地，在这种岩溶环境中发育的土壤一般都很薄(Wang et al.2004)。思维导图模板大纲

大多数岩溶土壤与基岩直接接触(即缺乏C层)，这使得这些土壤在强降水事件下极易受到侵蚀(Cao等，2004 年)。该地区的土壤 pH 值和钙含量普遍较高，氮、磷和其他养分含量较低 (Cao et al.2003)。破碎的景观(即高百分比的岩石露头和大的坡度变化)表明许多地区的喀斯特土壤是不连续的。土壤薄而不连续，使喀斯特地区植被分布极不均匀，不易受干扰。喀斯特森林一旦退化，可能需要几十年或几百年才能恢复(Cao et al. 2004)。农业活动对土壤条件和景观格局产生了显著影响。为了农业生产而移除原生植被，改变了表层岩溶的水循环，造成了异质性景观和环境退化(Zhang et al. 2012a)。思维导图模板大纲

中国西南地区以热带、亚热带季风气候为主，形成了塔、锥、盆、山、谷等多种岩溶地貌;图 2)和生态系统。整个地区有丰富的降水(每年 1000-2000毫米)(Fan et al. 2011;Song et al. 2014)。该地区的年平均温度在 14 到 24°C 之间(Fan et al. 2011)。这里的温度和降水大的空间变化受海拔和纬度的影响。同样，该地区降水的季节变化也很常见，6月至8月之间的降雨量超过 60% (Song et al. 2014)。虽然该地区降水普遍丰富，但地表径流可能通过基岩裂缝、思维导图模板大纲

天坑和地下管道系统为地下水系统充电。在空间上，地下水资源约占总量的 41% - 83% (Cao et al.2004)。然而，由于地下水位普遍较低，对植被和人们来说，利用地下水是一个挑战。因此，春季和秋季可能会发生干旱。全球气候变化情景下极端降水事件频率的增加可能对土壤保护和植被恢复构成进一步的挑战。思维导图模板大纲

独特的地质环境和土壤性质显著影响着喀斯特植被的生理特征和空间分布。许多喀斯特地区的植被物种是易旱(亲水)，耐钙(亲钙)，有厚的角质层和蜡涂层(Zhou, 1997)。优势植被可以长出深穿透的根系，也可以长出浅而粗大的根系，从各种来源获取水分(Nie et al. 2014)。此外，地貌类型和地形(坡向、坡面、坡位)的结合创造了丰富的群落生态位;干或湿(岩石表面 vs 凹陷)，薄或厚(峰/脊 vs 凹陷)，营养不良或丰富(岩石表面，峰/脊 vs 岩石裂隙/裂隙，岩石通道)(Zhu, 1993)。这进一步增加了强烈的区域景观异质性。思维导图模板大纲

中国西南地区以其丰富的生物多样性和世界上最大的原始亚热带喀斯特森林而闻名，以常绿和落叶阔叶树为主(Zhu 2007)。因此，该地区具有丰富的植物多样性，包括 30-40%的区域(中国南方)植物区系。有许多国家和国际保护的植物和动物物种。例如，第一次迭代的国家保护植被物种名单上有 123 种植被物种(占总数的 31.6%)(Fan et al. 2011)。广西木伦喀斯特森林有植物、脊椎动物、昆虫和大型真菌539 种，其中国家重点保护动物 31 种(Jiang 1995)。在贵州荔波喀斯特地区，有 121 种植被物种被列入IUCN红色名录(Zhu 2007)。思维导图模板大纲

图 2 为典型的喀斯特景观图像思维导图模板大纲

a广西环江沙漠化坡（成像日期：2002年1月15日），b广西环江典型莫兰（少数）村（成像日期：2003年3月25日），c典型土地利用模式（成像日期：2018年1月24日），d穆伦国家保护区（广西）（成像日期：2007年11月9日）思维导图模板大纲

除了其独特的景观，该地区不同于世界上其他喀斯特地区的高人口密度和随之而来的人为干扰。人类极大地改变了这些地貌;管理的财产(例如，农田，种植园，建造)主导该地区。该地区人口密度为217人/公里 2 2014年，是全国平均水平的 1.6倍(国家发展和改革委员会 2016 年)。相比之下，该地区的城市化水平较低(2014 年为 43.0%，而全国平均水平为 54.5%)。它也是中国最贫穷的地区之一;农村居民人均纯收入为全国平均水平的 86.0%(国家发展和改革委员会 2016 年)。高人口密度导致了对喀斯特生态系统的需求(例如，食物和木材)，从20世纪中叶开始，喀斯特生态系统一直是一个环境问题。农业活动推动了植被群落的退化，从森林到灌木、草地和光秃秃的岩石。农业可能增加了斑块数量、异质性，降低了景观稳定性。思维导图模板大纲

由于生态系统需求、经济发展和生态系统恢复等因素的影响，该地区存在复杂的景观斑块更替，但仍存在一定的景观变化规律。在贵州典型的山地-盆地土地系统中，1963 年至 2010 年期间，聚落扩张和公路/公路网强度增加导致景观破碎化程度增加(Li et al.2014)。然而，由于生态恢复的努力，周边丘陵山区斑块数量和破碎化程度有所减少;从农田和草地到灌木和森林的转变(Li et al. 2014;秦等，2014)。总体上，该时期景观斑块的聚集指数呈上升趋势，表明该时期形成了较大的景观斑块(耕地、草地、灌丛)。与此相对应，经过几十年的修复工作，喀斯特山区的空间范围和严重程度均显著降低。思维导图模板大纲

地质条件被认为是控制KRD、土壤侵蚀和森林退化的内在因素，进而影响景观格局(Li et al.2003;Shao et al，2007)。在贵州，活跃的 KRD通常出现在纯碳酸盐岩(尤其是石灰岩)为主的地区。在白云岩为主的地区，KRD 强度较小 (Li et al.2003)。基岩类型与景观格局之间也存在相关性。在以石灰岩为主的地区，坡耕地(尤其是陡坡上的)的比例和规模更高(Luo et al. 2014)。在白云岩为主的地区，坡耕地主要分布在缓坡上。以白云岩为主的区域的平均斑块大小也大于石灰岩区域(Tan et al.2006)。相比之下，石灰岩地区退化程度更高，石灰岩为主的地区景观更破碎。化学成分和物理结构的差异导致了风化、土壤形成、沉积和残余溶解的变化，从而导致观察到的景观格局。思维导图模板大纲

其他因素，包括市场导向的农业结构变化、人口压力、生态工程和环境政策，也导致了观察到的变化(彭 2006;Zhang et al. 2009c)。这些人为因素显著影响着景观格局。该地区常见的干扰包括城市化、木材和薪柴收集、火灾(主要由刀耕火种引起)、放牧、采石和耕作 (Wang et al. 2006;Zeng et al.2007)。该地区的优势植被群落类型为灌木、草和草-灌木，均为人为干扰历史的遗留物(Zeng et al.2007;Zhang et al. 2017)。土地利用强度与经济发展呈正相关关系。而盆地的景观格局相对较远由于城市扩张和工业化的土地利用需求，政治中心较为稳定，相邻政治中心的流域更加分散(Liu et al. 2017)。思维导图模板大纲

地形属性和到建成区的距离被认为与导致现存格局动态的人类干扰的强度和程度高度相关(例如，Luo等人，2011 年)。在低海拔地区，人类活动干扰更强、更多样，景观通常更破碎 (Zhang et al.2008)。人为干扰较强的区域多样性较低，恢复速度较慢。在交通方便或邻近村庄的地方，树木可作多种用途，因此，在悬崖、石缝和山脊等人迹难至的地方，常见到成熟的树木。国家土地管理政策的变化影响了该地区的景观格局。20 世纪 80 年代初，家庭责任制的实施启动了 KRD 地区的快速扩张(Chen et al. 2012b);农民追求土地的最大利润而不考虑环境后果。最后，外部服务的各种家庭用途，如沼气发电和烹饪用电，极大地减少了燃料木材的采集(Li et al. 2013;Qi 等，2013)。思维导图模板大纲

土壤对维持 ES 至关重要。然而，由于上述因素的影响，喀斯特土壤在维持这些功能方面受到了自然的限制。地形、地形(坡度和坡向)、海拔和人为干扰决定了土壤的空间分布。更好的土壤(更深，更有营养)总是在坡度较平缓的地区(盆地，洼地)，由于侵蚀动态。高程变化、裸露的岩石露头和地下管道系统也造成了土壤分布的不连续。由于高强度的基岩裂缝和地下管道系统，特别是地表植被(全部或部分)被移除后，大量土壤流失(Wang et al. 2004;不溶性残留物可能被水携带并沉积在海拔较低的地方，形成疏松的沉积层(Wang et al. 2004)。因此，喀斯特洼地周围地区可能有很高比例的岩石露头。思维导图模板大纲

在生态系统恢复过程中，土壤质量总体上有所改善(Wang et al. 2007)，但存在各种限制因素可以减缓这一过程。在演化史的早期，土壤养分、有机质(SOC)、微生物和酶的含量普遍较低(Wang et al.2007;Yang 等人，2016)。农田废弃后，有机碳含量可能会迅速恢复(Yang et al. 2016)。土壤有机碳和全氮在次生林、灌丛中较高，在农田和经济林中较低。草地生态系统的恢复受土壤氮的限制，主要表现在叶面氮磷比和其他几个指标上(Zhang et al. 2015a,b)。因此，更多的研究应集中在草地演演期早期氮的限制效应。相反，高 NO3灌丛林地、次生林和原始林的氮含量可能与氮饱和度有关。磷是中国西南喀斯特地区次生演替和生态恢复的限制性养分，而不是N (Zhang et al. 2015a, b)。思维导图模板大纲

当所有其他因素(如气候、母质)都相同时，土壤性质往往受地形和 LULC 控制 (Zhang et al.2007b;Zhang et al. 2012b)。SOC含量、全氮和速效氮随着土地利用强度的增加而降低(Zhang et al. 2006)。经过 4 年的田间复垦试验，土壤有机碳和速效氮在复垦后迅速下降。免耕农业管理和种植系统中大草料根系生物量有利于缓解 SOC 损失(Zhang et al.2013)。施有机肥也有助于钙质土壤有机碳和钾的积累。这些结果与空间-时间替代方法的结果相辅相成。思维导图模板大纲

露头岩石的空间分布已被发现在局部尺度上对水、土壤养分和总有机碳的再分配至关重要(Wang et al.2016a, b, c)。土壤和岩石露头的矩阵改变了局部的水文过程，促进土壤和养分的重新分配，并有助于创造植被萌发和生长的机会。土壤斑块可能从周围地区的直接大气沉降和径流中获得养分。当岩土斑块面积比为7:3或更高时，岩石露头对水分和养分再分配的贡献可能超过大气沉降(Zhang et al. 2016)。因此，更高比例的岩石露头可能与更高的土壤养分有关(Zhanget al. 2006, 2007b)。事实上，在岩石露头率高的地区已经观察到更高的 SOC 密度(Hu et al. 2018)。这种变化的出现是因为其他水文成分(破裂损失、岩石表面飞溅和岩石表面截留)与岩石径流结合，转移了水输入中所含的有机碳和营养物质。生物结皮也可能有助于土壤肥力的增加(Cao 和 Yuan 1999;Li et al.2004b;Hu等人，2019)。因此，即使在岩石露头比例高的地区，景观格局也可能是可变的。土壤斑块和岩石露头的不同组合为植被群落创造了不同的生态位，在某些地方，土壤斑块的可用养分数量可能足以支持树木的生长(Zhang et al. 2016)。考虑到类似的植被覆盖，由于裸露岩石表面的径流量和遮阳效应较大，大型岩石露头周围的土壤斑块的土壤水分和养分通常较高(Hu et al. 2018)。因此，喀斯特森林可能出现在露头率高的地方(如茂兰喀斯特森林和木伦喀斯特森林)，以树木为主的群落可能占据多个生态位。思维导图模板大纲

有趣的是，在峰丛区域(图2c)，一个或几个家庭可能居住在一个低洼地带，农田围绕其中心集中分布。在农田上方，海拔较高，原始植被覆盖在陡峭的斜坡上。峰丛洼地的同心圆农业生产模式改变了表层岩溶水文过程，增加了土壤侵蚀。在下农区，土壤交换流和土-基岩界面流成为地表流。由于植被覆盖较低，土壤侵蚀普遍增加。平均而言，斜坡的土壤深度为 10-20 厘米，洼地的土壤深度为 40-60 厘米。这些差异在很大程度上归因于土壤侵蚀和洼地土壤的堆积。修正后的表层岩溶水循环机制降低了农业生产稳定性和增加的旱涝频率(Zhang et al. 2012a)。相应地，人类活动的干扰也导致了土壤养分和土壤水分的倒置格局;洼地(农田)低，斜坡高，自然植被群落存在(Zhang et al. 2006, 2012b)。相反，原状喀斯特森林土壤养分和水分的空间格局与非喀斯特森林相似(Liu et al. 2010)。思维导图模板大纲

浅层岩溶土具有丰富的溶蚀特征和高渗透性(Fu etal. 2016)。各种渗水结构(如天坑、基岩裂缝、溶洞)促进了快速的水流入地下水文系统。因此，渗透速率普遍较高;流域地表径流通常占总降水的5%以下，完全以暴雨形式出现(Jiang et al. 2009)。同样，在白云石山坡上的 13 个大型径流小区进行的10 年径流监测结果表明，事件径流系数通常小于5% (Chen et al. 2012a)。表层岩溶结构、岩层属性、土地覆盖和降雨强度的差异会影响水的储存和调节功能(Jiang et al. 2001)。思维导图模板大纲

土壤-基岩界面流动、表层岩溶蓄水和渗漏等地下过程是岩溶边坡水文的主要过程。表层岩溶覆盖在入渗带上，位于基岩和表土之间。根据小区、田间降水模拟试验结果，70%以上的降雨水垂直运移到浅层，被表层岩溶重新分配。这发生在土壤-表层岩溶界面的地下流动，填满表层岩溶表面的凹陷，深层渗透并被表层岩溶所控制(Fu et al. 2016)。了解地下结构和独特的土壤层位置对于识别控制喀斯特地区径流过程的流路径的三维细节至关重要(Fu etal. 2015)。特殊的土壤表层岩溶结构决定了独特的近地表水文过程(Fu et al. 2015, 2016)。表层岩溶在我国西南地区普遍存在，其形成主要受地质和气候因素影响。Jiang et al.(2001)认为，贵州六盘水表层岩溶的裂缝率为 30%，广西隆拉为60%，两者存在差异。同样，在较为南部、潮湿潮湿的广西桂林，表层岩溶深度可达 10米。贵州的等效深度约为2 m。表层岩溶是地下生物的主要栖息地，也是植被生长水分和养分的主要来源之一。因此，表层岩溶蓄水在很大程度上决定了植被群落类型。思维导图模板大纲

由于裂缝基质中存在分层的管道网络，喀斯特含水层是非均匀的(Borghi 等，2016)。岩溶水文模型有助于理解岩溶含水层对多尺度降水事件的响应，对洪水预测、污染物运移、养分流失和再分配以及水资源管理具有重要意义。几种黑箱模型、概念模型和物理模型已被应用于模拟地表、地下径流动力学和相互作用(孟和 Wang 2010;Chen et al.2018)。然而，许多喀斯特地区缺乏水文模拟的必要水文和辅助数据。因此Chang et al.(2015)提出，概念模型是目前喀斯特地区可用的最佳模型。思维导图模板大纲

岩溶特有水文模型的发展有助于研究水文过程与景观格局之间的相互作用，并可量化岩溶含水层的空间结构(孟和Wang 2010;Chen et al. 2018)。分布式模型将含水层结构的空间变化与物理模型相结合。如果有足够的数据，分布式模型可以在广阔的区域提供可靠的水文数据。然而，模型运行于许多水文参数(如降水、排水面积、土壤性质、植被覆盖、地形、土壤水分含量、地下水含水层特征)和含水层系统结构的数据(Chang et al. 2015)。考虑到喀斯特地区的异质性，构建这类模型具有挑战性(孟和Wang 2010;Chang 等人，2015)。一个基于分布式过程的土壤和水评估工具(SWAT)模型景观生态 (2019)34:2743-27632751该算法有望在主要的农业流域模拟水、沉降和农业化学品产量(Borah和Bera 2003)。该方法可用于检测LULC变化对水、土壤和化学产量的影响。Yu et al.(2012)和Tian et al.(2016)成功地应用 SWAT模型在流域尺度上估算了贵州的水土产量。然而，准确性因季节而异;旱季较高，雨季较低(Yu et al. 2012)。思维导图模板大纲

景观格局动态影响地表径流、土壤侵蚀和河流水量和水质。在贵州喀斯特盆地，测定水量、溶解无机碳和森林恢复之间的关系表明，森林恢复对水量没有显著影响(Yan et al. 2014)。相比之下，根据模型模拟，水沙产量呈减少趋势，对应草地和林地面积的增加(Tian et al. 2016)。7个喀斯特流域水文站的监测数据也表明，流域年排水量和输沙量明显减少。这种变化对应着植被覆盖的增加(Li et al. 2016b)。因此，生态修复在输沙量减少中发挥了重要作用，特别是在小尺度上，而大坝通常在大尺度上(如流域范围)影响土壤水质(Li et al. 2016b)。思维导图模板大纲

景观动态也可能影响水质。植被覆盖对于避免山洪暴发和保持高水质(低泥沙、农药和养分负荷)至关重要。研究发现，以牧草和灌草为主的流域的沉降产量低于坡地和茶园(Jiang et al. 2014b)。河流(地表)水质指标(如总磷和氨氮)受到斑块排列和景观异质性的影响(Cai et al. 2015;蔡等，2018)。思维导图模板大纲

人为引起的、加速的土壤侵蚀是喀斯特地区一个严重的环境问题。已经很薄的表层土壤和土壤的流失养分降低了土地生产力和区域承载能力。监测和模拟土壤侵蚀可以帮助保持水土，适应生态工程实践。20 世纪 70 - 90 年代土壤侵蚀的平均模数为 256.5 t/(km)2 年)和 380 吨/(公里 2 (陈 1997)。在各种地形(如高原、盆地、洼地)进行的实地测量表明，该地区的地表土壤侵蚀强度一般较轻(\ 50 吨/(km)2 年)比较非喀斯特地区(Chen 1997;Cao等人2008年)。数值较大的地区一般受人为干扰较大(如斜坡种植)。基于几项研究的结果(例如，Chen 1997;Zhang et al. 2007a,b, c)， 2009年实施了喀斯特地区国家土壤侵蚀强度评价标准(Li and Xiong 2012)。这一新标准，喀斯特轻土壤流失量在30 ~ 100 t/(km)之间 2 年)，远低于全国平均水平2500t / (km2 年)。思维导图模板大纲

土壤侵蚀的强度和分布可能受到降雨强度、降雨量、坡角、土壤和岩石露头的空间分布、土壤性质、表层岩溶结构、地下管道网络的连通性、景观及其管理和干扰程度的影响(Guerra 等，2017;Chen et al.2018)。土壤侵蚀仍然与不同海拔高度的景观变化有关。中等至高度土壤侵蚀的景观斑块出现在人为干扰最强的低至中等海拔(Tang et al. 2016)。在海拔较高的地方，土壤侵蚀通常是由自然力量引起的。思维导图模板大纲

虽然喀斯特地区地表土壤流失量一般较轻，但大量土壤通过基岩裂缝、沉降洞和与地面水文系统相连的管道流失(Zhang et al. 2007a, b, c)。早在 20 世纪 60 年代，研究人员就报道了地下土壤流失(Chen1997;Zhou等人，2009)。自2000年以来，许多研究人员对土壤地下渗漏的证据、机理和概念模型进行了研究(Zhang et al. 2007a, b, c;Zhou 等人 2009;李、熊 2012)。地表和地下土壤流失率因拓扑位置和表层岩溶结构而异(Jiang et al. 2014b)。在山峰和斜坡上，水土流失以垂直渗漏为主由于天坑和基岩裂缝。在洼地中，水土流失主要由地表径流控制，通过天坑到达地下河流。思维导图模板大纲

景观变化和人为干扰的强度影响水土流失的速度和程度。因此，在不同尺度上模拟土壤侵蚀和研究土壤侵蚀对景观变化的响应具有重要意义。近年来，随着水文和土壤侵蚀模型的引入，喀斯特土壤侵蚀评估在流域和更大尺度上有了许多应用(如Xuet al. 2008, Feng et al. 2014;Li 等人。2016a)。两种模型方法(如修正的通用土壤流失方程(RUSLE))和基于过程的模型方法(如水蚀预测项目(WEPP)、修正的 Morgan, Morgan and Finney (RMMF)、SWAT)已被用于研究中国喀斯特地区的土壤侵蚀，并取得了不同程度的成功报告(如Xu et al. 2008;Feng et al.2016)。然而，这些模型并不是专门为喀斯特地貌设计的，可能高估了侵蚀速率(Feng et al. 2014;Fenget al. 2016)。思维导图模板大纲

不均匀的岩溶表面和地下排水也产生了极其复杂的径流和侵蚀模式。Long et al.(2014)评估了WEPP 模型(Hillslope 版本)在贵州某边坡上估算土壤侵蚀的适宜性。结果表明，虽然该模型能够预测不同径流小区之间的广义土壤侵蚀强度，并反映了研究区土壤侵蚀的趋势，但模拟结果比实测数据大1.5 ~ 3倍。研究人员得出结论，该模型的应用必须考虑地下渗漏、岩石露头的百分比和非均匀地形。因此，识别和量化地下土壤流失和人为因素，并将其纳入模型需要进一步的研究 (Li and Xiong2012)。引入新的模拟方法时应考虑含水层管道系统的独特性。此外，还必须为岩溶区校准 RUSLE参数(Feng and Zhao 2014;Feng et al. 2016)。思维导图模板大纲

除了实施一般的生态工程项目(如退耕还林和环境移民)，国家资助的KRD实施了一系列治理项目，研究了昆仑水库的治理机制和适应性生态修复技术。例如，正在开展的国家重点研发计划项目“喀斯特峰丛洼地石漠化治理与ESs 增强技术”(Wang et al. 2016a, b, c)。提出了减少土壤侵蚀和确定适合喀斯特环境的物种的建议，并在几个示范点(如:贵州、广西;广西国华、贵州花江)。这些措施旨在恢复退化的环境和增加农民收入(例如，Jiang等人，2014b;Wang et al. 2018a, b)。思维导图模板大纲

为此，在不同的示范点对饲草、畜牧业方法、草本藤本植物和火龙果生态生产方法进行了试验(例如，Jiang et al. 2014a, b;Wang et al. 2018a, b).这些生态系统恢复示范模型试图构建兼具生态效益和经济效益的多功能景观。在几个 KRD恢复示范点的实践表明，这些模式的实施，加上森林恢复，可以促进退化的生态系统的恢复，并增加农民的收入。一般来说，经过几十年的恢复，示范点的环境条件有所改善(如图 3)。基于这些实践，对不同干扰强度的喀斯特生态系统实施了管理策略(Wang et al. 2018)。思维导图模板大纲

虽然喀斯特生态系统为社会提供了许多 ES，但有些生态系统提供的 ES甚至不能满足当地的需求(如食物)。这是特别是在地势崎岖、耕地面积有限的地区。在这些地区，耕地向坡地扩张造成了严重的环境退化。相反，一些与喀斯特生态系统相关的环境和资源(如水土保持、养分循环和物种多样性)在地方、区域和国家尺度上具有重要意义。该地区位于长江和珠江的中上游;中国最大的两条河流该地区的环境状况影响着这些省份下游的环境状况。ES 评价可用于评价生态系统建设情景下喀斯特生态系统的恢复情况;景观格局的变化影响着主要的生态过程。思维导图模板大纲

图 3 2004年和2017年广西黔州示范区为典型岩溶峰丛洼陷区思维导图模板大纲

流域面积1.87公里 2 海拔在375米到816米之间的是拍摄于2004年5月21日的spot5图像。b为2017年5月28日采集的高分1号图像。这两幅图像都显示为标准的假色合成(RGB、近红外、红绿)。c, d分别为从2004年和2017年的图像中提取的LULC图。洼地的 lulc主要由农田向草地和农田转变。经过10多年的恢复工作，大部分地区都消失了。思维导图模板大纲

对KRD生态系统进行了许多全面的生态系统评价研究(例如，Guo et al. 2013;Zhang et al. 2014;Gaoand Xiong 2015)和个体 ES(如植被固碳、水分调节、土壤保持;Zhang et al. 2014, 2015a, 2016)。在喀斯特恢复示范点、流域、县、州和省一级，已经完成了更多的 ES动态区域评估(例如，Zhang et al. 2009a;周等人 2011;Tian et al. 2016)。一般采用从卫星图像、气候、统计等辅助数据中提取的 LULC 数据对 ES进行评价(如Zhang and Hu 2008;Luo 等人，2014)。最近，进行了土地利用变化模拟来预测ES动态(如，`Zhao 2014;Lu 等人，2017)。多数研究表明，21 世纪喀斯特地区生态系统的 ES增加，生态工程是其增加的主要原因。具体而言，森林和灌木比其他LULC类型贡献了更多的ES (Zhang et al. 2009b;Luo等人，2014)。然而，可能有一些区域的 ES减少了。观测到的空间变化可以由气候变化、人类活动干扰强度和地质条件来解释。思维导图模板大纲

中国西南地区喀斯特景观格局和生态过程的研究取得了许多进展。这与喀斯特生态系统的恢复大致在同一时间。为了实现景观可持续性的最终目标，123(2)通过劳动力输出和城镇化降低人口压力;(3)保护喀斯特核心生态系统，发展绿色(低碳)经济。这些努力可以为生态文明作出贡献;这一过程自2007年左右开始在中国实施(Frazier等人，2019年)。思维导图模板大纲

脆弱的岩溶不适合高强度的农业开发。但是，由于该地区人口密度高，必须继续进行一些农业和工业活动。因此，必须保证 ES 对居民的可持续供应。最初，玉米是人类和猪的主食作物。然而，玉米生产改变了土壤物理结构，增加了土壤侵蚀和土壤有机碳的损失。该地区的生猪生产也造成了一系列的环境问题(如地下水污染)。在广西河池，由当地政府支持的 300万亩(20 万公顷)核桃种植园的开发也没有成功;85%的树木在 10 年后都没有收成。人工林的建设也造成了中等程度的 KRD。虽然尚未解释零生产的原因，但应强调需要根据当地情况制订和执行恢复战略。思维导图模板大纲

该地区所有其他农业活动都应促进固氮和防治土壤侵蚀。因此，回收设计应考虑自然条件，包括农业、畜牧业和林业。模型设计应考虑到降低农民农业投资成本的需要。如上所述，将该地区的主要农业活动从玉米转移到牧草和木本作物可能是切实可行的解决办法。在施肥的情况下，饲草生产至少可以保持高水平的生产 10年。为了充分利用生态资源，一些种植和畜牧业相结合的农业模式也将是有益的。实践证明，农林业是喀斯特地区生态系统恢复的一种可行途径。此外，利用多种植物-功能群组合(如森林和草地)已被证明能增强生物结皮和改善土壤氮特性(Hu等人，2019年)。思维导图模板大纲

从历史上看，强烈的人为干扰造成了库尔德坝和其他环境问题。从上世纪 90 年代末开始，许多人从这个地区迁移到沿海城市，甚至区域城市中心寻找工作机会(劳动力输出)。这减轻了当地的环境负担，特别是在地势崎岖的地区，并允许一些植被群落恢复。然而，劳动力输出也引发了一系列社会问题(如家庭分离、初等教育)和城市化进程缓慢。然而，最近由于中国经济放缓，沿海省份的就业机会减少，导致劳动力出口放缓。思维导图模板大纲

该地区的城市化在过去30年里一直在快速发展从 2014 年开始加速。而以喀斯特地貌为主的贵州(47.5%)、云南(47.8%)和广西(50.2%)是 2018 年城镇化率最低的 5 个省份。他们的平均城市化率(48.5%)远低于全国59.6%的平均水平。然而，贵州在 2013 年(37.8%)至 2018 年(47.5%)期间经历了全国最快的城镇化增长，每年增长 1.3%。因此，可以想见，随着该地区城市化进程和经济发展，将会有越来越多的当地农村居民为了更高的生活水平而迁移到城市和附近的城镇居住。较低的人口压力有利于喀斯特生态系统的恢复和生态系统的提供。思维导图模板大纲

根据《中国主要功能定位区划》(Fan 2015)，大多数喀斯特地区属于经济或农业发展受限区域。区域城市中心不受这些限制，但农村地区通常不受限制。然而，该区域的很大一部分是具有国家重要性的生态功能区。事实上，政府已经确定，生态 ES供应是喀斯特地区的主要贡献之一。因此，地方政府应该考虑转变发展方式，平衡经济发展和就业需求与生态保护和恢复需求。碳密集型的基础设施和工业发展路径不是本地区的解决方案。思维导图模板大纲

喀斯特地区具有影响力的人类活动使得保护这些壮观的景观和生态系统具有重要的社会、科学、生态和美学价值。解决方案之一是创建自然保护区和地质公园，以展示和保护它们的独特属性。2007年，中国南方喀斯特地貌被联合国教科文组织列为世界文化遗产。该遗址由 7 个集群组成:荔波、石林、武龙(2007年一期题写)、桂林、石冰、金佛山和环江(2014年二期题写)。此外，贵州茂兰和云南石林分别被列入生物圈保护区和联合国教科文组织世界地质公园。这些地点也部分位于世界野生动物基金会全球200生态区，并形成了国际鸟类联盟指定的特有鸟类区(美国教育、科学和文化组织N.D.)。思维导图模板大纲

绿色(低碳)经济，促进资源效率、绿色投资、技术创新和消除贫困(品牌 2012)，可能是喀斯特地区最实用的路径之一。喀斯特特有的自然和社会环境决定了该地区不可能在中国设立创新中心。然而，美丽的风景可以为当地的经济发展和扶贫作出重大贡献。在向绿色经济过渡的过程中，财政工具可以发挥重要作用。例如，环江县森林碳补偿和生态补偿试点项目的实施，每年为环江县带来 1 亿元(约1500 万美元) 的财政收入 ; 约占该县年收入的22.2%。此外，该地区旅游业的发展也得到了迅速的投资。2018 年，广西环江县实现旅游收入 12 亿元(约合 1.8亿美元)，同比增长 38.2%。相比之下，该县的第二产业国内生产总值为 19 亿元(2.9 亿美元)。这些不同的行业为居民和政府提供了不同的收入来源和就业机会。生态系统保护和保护将进一步激发地方政府和居民对环境保护的努力。思维导图模板大纲

非商业森林的创新管理也有助于地方经济发展该地区的许多森林属于非商业森林;为牟利而采伐木材和其他林产品是违法的。然而，村民需要多样化收入以维持他们的生活水平。因此，生态重要的非商业森林的管理对当地和区域的生态安全至关重要。已经采取了若干措施来处理这一问题。各级政府都设立了补偿基金(如联邦政府为村属、非经营性森林设立15元/亩的补偿基金)。此外，还承诺最多5年预付非商业森林的预期收益，为村民的生态旅游、畜牧业和森林下经济提供发展资金。这项政策为居民提供了保护非商业森林和增加家庭收入的机会。思维导图模板大纲

区域的可持续性需要规划和设计来“优化”不同景观类型的空间格局。在“到 2035 年建设美丽中国”(习近平2017)的大背景下，联邦政府近期启动了“建设美丽乡村”和“乡村振兴”两项行动。为改善农村设施、经济发展和环境，已经并将继续在该区域进行大量财政投资。在完成这些行动之后，本区域的景观很可能会有很大的改变。适当的区域经济、环境、交通和定居规划是确保投资成功的关键因素。思维导图模板大纲

在总体规划和具体设计的过程中，应该遵循四个生态原则。首先，规划设计要整合多功能景观元素。多功能景观有助于整合生态系统服务和人类福祉。它们可以维持生计，保护物种，让喀斯特生态系统可持续运转，并提供娱乐需求(O’farrell 和Anderson, 2010;2013)。尽管123多功能原则已经应用于几个区域示范点(如前一节所示)，需要更多的工作使其成为未来规划和景观设计的强制性组成部分。思维导图模板大纲

第二，在未来的发展中，保持区域多样性至关重要。异质性的增加可能提高生态系统的生态恢复能力。具体来说，大量少数民族居民的文化遗产(如服饰、传统、住房风格)丰富了民族文化景观。思维导图模板大纲

第三，第三，包括利益相关者参与在内的合作和参与式方法对于可持续景观解决方案至关重要(Opdam等人，2018 年)。喀斯特地区景观设计应采用适应性生态设计，即考虑景观格局与生态过程之间的关系，鼓励公众参与，平衡异质性与稳定性 (Yu et al.2009)。思维导图模板大纲

第四，最后，景观设计应该被纳入土地整理计划(LCI)。LCI 是一种应用生物和工程技术重组和优化土地资源(如耕地、湿地、设施和村庄)的过程(Luo和Zhang 2002)，在中国已经实施了大约20年。LCI包括农田斑块景观规划设计、排灌工程、道路工程和生物多样性投影工程(Wang et al. 2011)。破碎的景观使得LCI 成为优化LULC和降低农业和其他土地使用对环境的影响的一个持续过程。思维导图模板大纲

支持政策研究在喀斯特恢复工作中发挥了关键作用。喀斯特地区弃梯田恢复生态系统是多年来科学研究的结果。研究表明，梯田治理土壤侵蚀不是一种有效的方法;水土流失的主要途径是通过天坑、裂缝和地下管道系统。因此，喀斯特地区的梯田不如黄土高原或丘陵、红壤地区有效。其他例子包括减少玉米种植、KRD处理模式和建立岩溶土壤侵蚀强度评价标准。思维导图模板大纲

未来研究需要进一步研究岩溶水文和土壤过程模型，以提高我们对景观格局和过程的理解，并开展全面的岩溶ES 评估(Frazier et al. 2019)。研究将支持正在进行的KRD治疗项目(第二阶段 2016-2025 年);是继“三北防护林工程”之后我国规模最大的生态工程。这项工作将普遍丰富景观可持续性科学。思维导图模板大纲

景观动态模拟对于研究未来的景观结构和水文过程、生态系统评价和分析潜在的景观动态对社会经济和自然力量的响应的原因和后果至关重要。利用从卫星图像中提取的数据来模拟景观变化已经有了各种各样的努力。例如，在小区域范围内的土地利用转换及其影响(CLUE-S)， Markov 和 CA - Markov 模型已被用于模拟未来的 LULC 变化(例如，Zhao2014;Ma等人2015年;Lu等人，2017)。这些模拟结果对于预测未来、空间明确和基于场景的景观变化具有重要意义。然而，DINAMICA EGO，一个使用基于过去LULC的类似经验方法的模型，仍然没有得到测试。与以前相比，这个包具有更大的灵活性和开发定制模型的工具(Mas 等人，2014 年)。在中国景观背景下提出的基于元胞自动化的未来土地利用模拟(FLUS)模型也可以在该地区进行测试。该模型包括自上而下和自下而上的模型，以反映宏观尺度需求、政治规划和气候变化对 LULC 的影响(Liu et al. 2017)。最后，基于过程的方法(例如，基于部门的经济模型、空间分类的经济模型和基于主体的方法)通过整合土地利用决策的供求和土地变化参与者的行动，可能提供更现实的景观变化表征(地理科学委员会 2014)。虽然由于在收集社会经济数据(例如住户调查)方面存在障碍，因此很难将社会经济因素纳入模型，并将这些因素与生物物理因素结合起来，但仍值得对此进行检验为喀斯特景观科学的发展做出了贡献。思维导图模板大纲

改进的景观格局模型也将改善如何对关键交互因素的景观动态负荷进行量化。许多相互作用的因素有助于植被恢复。典范对应分析、相关回归和主成分分析(例如，Zhang et al. 2008b;Ma 等人2015 年;采用Wang 2016a, b, c)方法研究了景观动态与关键因子的关系。然而，由于各因素之间错综复杂的相互作用，很难确定各个因素的影响程度。因此，生态工程在多大程度上促进了恢复的问题仍然悬而未决。作为向前迈出的一步，残差分析将气候变化的影响从其他影响因子中分离出来(如 Zhang et al. 2016)。利用动态植被模型(LPJ-GUESS)模拟没有保护措施的叶面积指数和地上生物量碳动态，并将结果与参考卫星数据进行比较(Tong et al. 2018)。研究发现，在项目实施期间，保护措施对增加农业成本有显著的贡献。最后，它被发现超过90万公里 2 该地区(土地面积的 75.3%)的土地的生物量平均增加了 4%(Brandt 等人，2018 年)。这些研究结果表明，生态工程对喀斯特地区大部分地区的生态系统恢复起到了重要作用。这些成就减轻了海湾合作委员会在区域范围内的压力。然而，这些研究没有考虑到同期人口压力的减少;许多农民迁往城市寻找更好的工作机会。这一差距表明，仍需努力明确识别和理解在不同尺度上促进生态系统恢复的关键因素。思维导图模板大纲

一项关键的进展将是应用新技术来量化地下排水。需要做更多的工作来确定地表特征，包括表层岩溶的结构和在水文过程中的作用。根据景观格局推断地下条件可能是可行的(Gao et al. 2018)。想象结构和水力特性将有助于了解水是如何通过地下的。地球物理仪器的进步使得地球物理特征与水文、基于过程的流域数据的集成成为可能(Robinson 等2008 年)。例如，航空电磁和瞬变电磁方法可以用于收集从子流域到流域尺度的信息。地基电磁干扰和探地雷达可用于绘制土壤质地、流域尺度的水流路径和收集样带数据。这些可以帮助确定不渗透层的深度(Robinson et al. 2008)。整合的结果可能会彻底改变水文地质解释，提高我们对动态水文过程的认识。总之，这些技术可以促进无缝地下图像的构建。思维导图模板大纲

岩溶的空间分布水文模型应进一步研究(孟和Wang 2010;Chen et al. 2018)。在岩溶地区参数化和改进模型方面还需要做大量工作;例如，地下过程可能比地表过程更重要。模型可以解决岩溶含水层水文行为的物理特征和非线性等问题，分析各种蓄水形式的特征和区域分异性，开发定量定义地下排水分布的方法和分布式模型(孟和 Wang2010;Chang 等人，2015)。景观异质性与水文过程之间的相互作用也应进一步探讨(Gao et al. 2018)。其他重点应包括建立一个最优参数数据库，并将生态水文响应和水资源评估纳入水文模型(Changet al. 2015)。这样一个数据库将有利于在缺乏监测数据的地区发展水文模型，并允许比较相互竞争的模型。最后，应加大对未测量盆地的基于景观的建模的投入(Gao等人，2018年)。思维导图模板大纲

许多区域 ES 研究采用了 Costanza 等人(1997)提出的基于单位价值的方法(谢等人2006年的中文版;例如，Xiong 等人 2008;张、胡 2008)。这些方法易于实现，因为评估主要是基于单位价值。然而，由于地区和 ES分类系统的差异，研究之间的估计可能存在较大的差异(Gao 和Xiong 2015)。研究之间的估计差异确实相当大(Zhou et al. 2011;高、雄 2015)。考虑到喀斯特生态系统的独特性，有必要建立喀斯特特有的评价体系(Zhang et al. 2009b;Zhang et al. 2011)。此外，目前现有的ES模型(如生态系统服务和权衡的综合评估- invest、生态系统服务的人工智能- aries、生态资产清单和管理- ecoaim、服务路径归因网络-广度)(Wu 2013;奥乔亚(Ochoa)和乌尔比纳-卡多纳(Urbina-Cardona,2017)应该针对喀斯特地区进行测试和修订。思维导图模板大纲

生态环境评价应扩大至包括景观服务。景观格局和动态可以改变生态系统提供服务的能力。因此，景观服务被提出以减轻景观格局(指标)对 ES 的影响(Duarte et al. 2018)。虽然自然面积和非作物面积的比例已被证明会影响疾病控制和害虫反应，但景观异质性也会影响美学价值和水质(Duarte 等人，2018 年)。尽管已经有一些研究探讨了景观指标和生态系统之间的关系(如Zhang等。2010a, b;Cai et al. 2015, 2018)，需要进一步研究景观结构如何影响喀斯特生态系统。GCC以及自然和人为影响的耦合效应也可纳入评估。思维导图模板大纲

应该继续研究在所有尺度上确定权衡的更好方法(Seppelt 等人，2013年);一个或多个服务的最大化可能会对所提供的其他服务产生负面影响。可持续土地利用需要进行权衡分析，以协调要求和需求(Seppelt 等，2013 年)。ESs 之间的关系是复杂的、非线性的，在不同尺度上可能存在差异。研究人员已经应用相关分析来探讨流域尺度上的生态系统平衡和几种生态系统之间的协同关系(如 Tian et al.2016)。优化算法与情景分析的结合可能为景观管理提供更好的选择(Seppelt 等人，2013年)。思维导图模板大纲

最后，需要对文化 ES进行更多的研究(旅游除外)。这种工作在喀斯特地区是缺乏的特别是中国各地的景观(江，2017)。尽管评估文化ES 具有挑战性，但已经提出了景观美学、感知和地方认同的方法(Jiang 2017)。例如，文化 ES 的子类包括美学、精神和宗教、教育和文化遗产价值、地方感和文化多样性。这些都是影响区域和国家尺度政策的关键要素(Milcu 等人，2013 年)，应当加以审查。这项研究对于成功地为这一广大的农村地区进行更好的生态规划至关重要。思维导图模板大纲

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