Пространственно-временная эволюция и движущие механизмы экологической безопасности в нескольких масштабах в провинции Шаньси с точки зрения сервисов, рисков и здоровья

Почему это важно для людей и мест

Ландшафты провинции Шаньси на севере Китая выполняют двойную функцию: они снабжают углём, который питает города, и одновременно холмы, реки и леса защищают почву, аккумулируют углерод и очищают воду. В этом исследовании поставлен простой, но острый вопрос с широкой значимостью: по мере экономического развития региона укрепляется или ослабевает его природная подушка безопасности? Отслеживая изменения в природных услугах, экологических рисках и общем состоянии экосистем на протяжении более двух десятилетий, авторы дают представление о компромиссах, с которыми сталкиваются многие регионы, зависящие от ресурсов, во всем мире.

О подарках природы, напряжениях и общем состоянии

Вместо того чтобы сводить окружение к единой оценке, исследователи разделяют экологическую безопасность на три приземлённые идеи. Первое — это услуги, которые предоставляет природа: производство сельхозпродукции, чистая вода, защита почвы, среда обитания для дикой природы, хранение углерода и рекреация на открытом воздухе. Второе — риски, такие как фрагментация ландшафтов, масштабное строительство и интенсивное землепользование, делающие экосистемы более уязвимыми. Третье — здоровье, отражающее способность живых систем земель сохранять целостность и восстанавливаться после нарушений. Используя спутниковые снимки, климатические данные, карты землепользования и демо- и экономические показатели, команда разработала рамочную модель «услуга—риск—здоровье» для оценки экологической безопасности Шаньси на детализированной сетке и на уровне уездов с 2000 по 2023 год.

Как изменился ландшафт Шаньси со временем

Картина, которая вырисовывается, неоднозначна. С положительной стороны, услуги экосистем демонстрируют устойчивое улучшение. Горные хребты, такие как Тайхан и Люлян, остаются оплотами лесов и лугов, а масштабные программы по возвращению крутых сельскохозяйственных угодий под леса и луга усиливают водорегулирование, сохранение почвы и накопление углерода в этих районах. Зоны с низким уровнем сервисов в центральных бассейнах сократились по мере реализации восстановительных проектов. Вместе с тем общий уровень экологического риска в целом вырос, особенно в бассейнах и равнинах, где города, дороги и промышленность разрастаются и разрушают ранее сплошные местообитания. В этих местах наблюдается интенсивная человеческая деятельность и высокая фрагментация ландшафтов.

Скрытая нагрузка под улучшениями на поверхности

Наиболее тревожной является тенденция в отношении здоровья экосистем. Несмотря на рост услуг, общий индекс здоровья экосистем Шаньси снизился примерно на пятую часть с 2000 года, демонстрируя «M-образное» снижение. Высокий уровень здоровья по-прежнему сосредоточен в труднопроходимых, густо заросших горных районах; большая часть центрального бассейна с плотным населением и угледобычей показывает средние и низкие значения здоровья. При объединении всех трёх измерений общий уровень экологической безопасности Шаньси показывает лишь незначительную восходящую тенденцию во времени и устойчивую модель «выше на юго-востоке, ниже на северо-западе». Вычисленный центр экологической безопасности колеблется в небольшом районе к северо-западу от уезда Цисянь, тонко отражая сдвиг баланса между природой и развитием по мере расширения городских кластеров.

Что движет выигрышами и потерями

Чтобы понять, что формирует эти паттерны, авторы рассмотрели дюжину факторов — от осадков и температуры до плотности населения, застроенной площади и зелёного покрова. Три из них выделяются. Растительный покров, отражаемый индексом вегетации, показывает силу природной основы. Доля территории, занятая застройкой, отслеживает давление развития. Плотность населения представляет интенсивность человеческого использования. Со временем растительность и застроенные земли поочередно выступают ведущими факторами экологической безопасности, а население образует третью, стабильную ось влияния. Когда любые два фактора действуют совместно — например, плотная застройка в зонах с низким растительным покровом — их совместное влияние на экологическую безопасность сильнее, чем каждый по отдельности, что выявляет мощную нелинейную борьбу между природной устойчивостью и деятельностью человека.

Что это значит для будущих решений

Для неспециалистов вывод исследования ясен: восстановительные проекты могут повышать некоторые природные услуги, одновременно пока в глубине копится серьёзное структурное повреждение. Опыт Шаньси показывает, что горные леса и речные коридоры всё ещё способны играть роль экологических «щитков», но неконтролируемое расширение застроенных территорий и тяжёлой промышленности может постепенно подрывать базовое здоровье земель. Авторы утверждают, что защита экологической безопасности в ресурсно-ориентированных регионах, таких как Шаньси, потребует ужесточения ограничений на новое строительство в хрупких зонах, инвестиций в целевое восстановление там, где экосистемы колеблются, и постоянного мониторинга для раннего предупреждения. Коротко говоря, истинная экологическая безопасность означает не только больше сервисов сегодня, но и ландшафт, чьи живые системы остаются достаточно сильными, чтобы поддерживать и людей, и природу в долгосрочной перспективе.

Цитирование: Dang, G., Li, G. & Hu, J. Spatiotemporal evolution and driving mechanisms of multiple scales ecological security in Shanxi Province from the perspective of service, risk and health. Sci Rep 16, 11626 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44386-8

Ключевые слова: экологическая безопасность, изменение землепользования, здоровье экосистемы, бассейн Желтой реки, регионы, основанные на ресурсах