长白山区位于我国东北地区中部,地理坐标为:121°38′—131°19′E、40°52′—46°18′N之间,面积10.4万km2,占吉林省土地面积的55.6%。依据《全国生态功能区划(修编版)》和《中国生物多样性保护战略与行动计划(2011—2030年)》界定的长白山水源涵养与生物多样性保护区、长白山生物多样性保护优先区的范围,长白山地区包括：长白山保护开发区,吉林市、延边州、通化市、白山市,以及梅河口市6个地区。
国家生态安全屏障。《国家主体功能区规划》提出：构建“两屏三带”为主体的生态安全战略格局。其中,东北森林带要重点保护好森林资源和生物多样性,发挥东北平原生态安全屏障的作用。
水源涵养与生物多样性保护重要区。《全国生态功能区划(修编版)》确定了长白山水源涵养与生物多样性保护区为全国重要生态系统服务功能区。
生物多样性保护优先区域。《中国生物多样性保护战略与行动计划(2011—2030年)》确定长白山地区为生物多样性保护优先区域,保护重点为温带落叶阔叶林生态系统以及红松(Pinuskoraiensis)、东北红豆杉(Taxuscuspidata)、松茸(Tricholomamatsutake)、东北虎(Pantheratigris)等重要物种及其栖息地。
本研究所用的主要数据包括长白山地区2015年土地利用现状数据、2015年NDVI数据、DEM影像数据；吉林省水系图、吉林省土壤类型图、吉林省水土流失敏感性图、2015年吉林省水资源公报以及统计年鉴等。
山：历史遗留废弃矿山较多,地质灾害隐患较多。长白山地区矿山开采历史较长,部分始于日伪时期,目前废弃无主矿山数量较多。区内约有80%的废弃无主矿山未开展矿山生态环境治理与修复,所引发的重要地质灾害隐患点达400多处。地下矿开采形成大量的采空区,容易形成局部地面塌陷、地裂缝、崩塌等；山区和丘陵区矿山开采在沟道堆放废渣等,降雨径流携带污染物对区内土壤及地表水造成严重污染,同时也是泥石流易发区。
水：河道防洪能力低,农村水污染治理弱,源头区水源保护压力大。区内河流众多,水资源丰富。由于水位落差大,水流湍急,对河道冲刷剧烈,但目前河道防洪标准普遍较低,汛期河道破坏。两岸塌岸情况明显,河槽形态凌乱,耕地和林木损失严重。部分树木及泥沙流入河道,影响河道生态环境,对两岸居民的正常生产生活秩序产生影响。区内水利基础设施建设滞后,乡镇污水和垃圾处理设施建设缺失,河道两侧农村生活污水和生活垃圾随降雨和径流冲刷进入河流。
林：1)长白山国家级自然保护区“孤岛化”明显,周边森林生态功能弱化。长白山国家级自然保护区经过多年的保护建设,区内森林得到了有效的保护和恢复。但保护区周边森林经过多年采伐,原生天然林面积锐减,原有天然林已逆向演替为次生林或彻底破坏重新造林成为人工林。区域内林龄结构趋向中幼龄,幼、中、近、成过熟林面积比为18:42:19:21,蓄积比为5:38:23:34,成过熟林面积和蓄积锐减；树种结构趋向阔叶化,原生主要建群树种比例大幅下降。保护区与周边森林生态系统已出现了明显断裂,生态系统完整性受损,长白山自然保护区内生态系统趋向脆弱。2)珍稀动植物栖息地受到破坏,生物多样性下降。区内旅游资源开发导致区内建设用地需求与供给矛盾日益突出,采伐采育失调及长期不合理开发共同造成林种和林龄结构不合理问题突出,大量珍稀动植物生境发生改变,珍稀濒危野生动植物数量呈下降趋势,部分物种已到了濒临灭绝的边缘。长白山天池外围裸地范围不断扩大,高山苔原景观破碎化程度增高。区域内绝大多数沼泽被人为开垦为农田,自然湿地面积大幅缩小,仅苔草沼泽面积就减少了80%以上。越橘(Vacciniumvitis-idaeaLinn)等湿地植物被过度开采,湿地生态系统受到破坏。
田：1)水土流失加重,农业生产基础受威胁。松花江流域山地与山间盆、谷地相间分布是本区地貌的重要特征,土壤疏松,抗蚀能力弱,区内河网密布,虽然区域有一定的森林基础,但林地破坏严重,对丘陵和波状台地的农业垦殖强度过大,造成水土流失较为严重。坡耕地和侵蚀沟道的水土流失,已导致耕地被切割,林地被破坏,直接影响农业生产的可持续发展。2)耕地资源水平下降,黑土地农产品生产能力维持难度加大。区内的蛟河市、桦甸市、磐石市、辉南县和梅河口市是国家级农产品主产区。但随着城镇化发展,建设用地需求与供给矛盾日益突出,耕地保护压力越来越大。区内坡耕地广泛分布,占耕地面积的28.14%,其中大于25°耕地面积为2860hm2,15°—25°耕地面积为5.27万hm2,分别占区内耕地面积的0.22%和4.08%,跑水跑肥跑土问题突出,耕层有机质数量以平均每年0.1%的速度下降,导致土壤生物学特征退化。
山：1)地质灾害监测与防治。建设长白山地质灾害监测体系。实施地质灾害防治及生态修复工程：实施山体地质保护、水土流失综合整治,在泥石流易发区建设挡墙,清理山体碎石。保护高山苔原带植被群落,保护长白山生态景观完整。实施崩塌治理,进行被动防护网、削坡及废石清运、削坡后边坡锚固、挡土墙及排水沟工程建设；实施泥石流防治工程,修筑谷坊三道、导流槽并进行植被恢复减轻泥石流造成的地质灾害。2)矿山治理。实施矿山综合治理,废弃矿井回填,井口防护,清除煤矸石、废石。修建护岸挡墙、护坡挡墙、谷坊；进行重点塌陷区治理,土地复垦,植树造林,缓解矿区水土流失,减少地质灾害的发生。治理采石场和熔剂用灰岩矿,实施浮石及危岩体清理、场地平整、地形地貌景观恢复等工程,防止矿区地质灾害的发生,消除滑坡崩塌地质灾害。
水：1)水体、河道生态修复。实施良好水体保护示范工程,建设污水处理厂,处理农村面源造成的地表径流污染；开展水环境综合整治和水生态修复与保护工程,治理河道,修复、新增湿地。开展黑臭水体整治工程,进行河道清淤。开展饮用水源地保护工程,对集中式饮用水水源地、城水厂、水功能区实施防护。开展环境综合治理工程,建设给水系统、污水系统(污水管网、污水处理厂)、人工湿地系统、雨水管网、垃圾处置系统(垃圾收集系统、垃圾处置系统)、河道生态修复工程(生态清淤、水质提升、生态堤岸建设)。通过这些工程的实施,使流域水环境问题得到有效改善,重点湿地生态功能得到恢复。
林：1)森林保护与修复。通过苗木栽培基地建设,生态搬迁、林下经济补偿等,实现森林保护抚育及生态修复。在长白山国家级自然保护区内建设森林防火视频监控和野生动植物监管体系,建设环保护区入区管理视频监控系统,提高区域森林监管能力和林地质量。采取生物防治技术,强化森林病虫害的监测、防治力度,确保森林资源安全。通过人工造林,将零散林地连接成片,降低森林破碎化程度。2)生物多样性保护。通过实施长白山保护区珍稀野生动植物栖息地保护工程,强化对珍惜物种栖息地的管护与监测,不断提升珍稀野生动植物栖息地的生境质量,确保珍稀野生动植物得到有效保护；开展保护区高山苔原沟蚀修复工程以及池北区公路沿线环境综合整治；在长白山保护区内实施种质资源保护工程,保育濒危物种种质资源。
田:土地综合整治与修复工程。在国家级农产品主产区建设高标准农田,展水土流失治理。治理小型溪沟、侵蚀沟,使原来的“跑肥、跑水、跑土”三跑田变为“保肥、保水、保土”的三保田,提高耕地质量等级,提高耕地利用程度。
“山水林田湖草生命共同体”是一个多层次、关系复杂且有序的系统,不同要素之间存在强烈的联动作用,单个要素的变化都会在其他要素中反映出来。长白山地区森林、矿产资源丰富,由于长期的开发利用,森林资源的数量和质量都急剧下降。由于森林质量下降,生物多样性逐渐丧失,其水源涵养,水土保持能力也随之下降。矿山开发对区内地质、水文都造成了巨大影响,水体也受到污染。水土流失、水源污染进一步对耕地造成影响,并最终导致生命共同体整体功能下降,威胁粮食安全、生态安全,影响人类福祉。长白山地区“山水林田湖草生命共同体”作为一个完整的生态系统,只有在生态系统管理理论和方法的指导下,才能得到有效的保护和恢复。例如,对长白山地区河道的整治,如果只局限于对水体的治理,进行清淤、治污等简单的水利、环保措施,是无法根除其源头问题的。然而,通过对河岸周边“林”的生态恢复,对河道进行生态治理,恢复其生态、水文特征,可以充分发挥“林”的水土保持和水源涵养功能,恢复河流的自净能力。因此,进一步树立“山水林田湖草”是一个生命共同体的整体性理念,明确其中各要素耦合机制,是长白山区生态保护修复工作与维护其在国家生态安全格局的重要基础。
应充分发挥“人”的创新作用。对于长白山地区来说,应依托区域内现有的监测力量,开展生物多样性长期、动态监测；加快卫星遥感和无人机航空遥感技术应用,初步形成天地一体化的生物多样性观测技术体系；积极防治外来物种入侵,开展外来入侵物种调查和生态影响评价,加强入侵机理、扩散途径、应对措施和开发利用途径研究,建立监测预警及风险管理机制,探索推进生物安全和外来入侵物种管理制度化进程；研发气候变化对生物多样性影响的监测技术,建立监测网络,开展重点监测,提出降低气候变化对生物多样性负面影响的主要措施,提高适应气候变化的能力。此外,在生态系统空间优化布局方面,应大力推进水-土-气-生多要素综合作用模拟技术、资源环境承载力安全评估与预警技术、区域可持续发展决策支持系统等研发,为实现人与自然和谐共生提供技术保障。
本研究通过量化“山水林田湖草生命共同体”各要素间的关联性,强调了“生命共同体”保护与修复过程中系统性、整体性的重要性和必要性。“山水林田湖草”的保护与修复既要注重生态工程的实施,同时也要注重机制、体制的建设。应当从可持续发展、生态系统管理和国土空间用途管制的角度进行有前瞻性的统一、协调的规划和管理。