重点生态功能区生态系统服务价值变化及预测

[目的]对重点生态功能区(都江堰市)生态系统服务价值功能特征和变化趋势进行分析和预测,为该区域环境保护与合理城市开发目标的制定提供科学依据。[方法]以都江堰市1995,2007,2014年3期Landsat遥感影像解译的土地覆被数据为基础,使用Costanza的生态系统服务价值计算方法,谢高地2002版价值当量,经当量修正,敏感度指数检验后,评估都江堰市19a间生态系统服务价值及其变化。运用灰色GM(1,1)模型预测其变化趋势。[结果](1)研究区土地覆被类型以森林、农田为主(共80%以上)。1995—2014年研究区土地覆被变化较大,生态用地减少。(2)1995—2014年研究区生态系统服务价值下降629.46万元。森林是研究区生态服务价值最大的系统(占83%以上),其次为农田、水体、草甸、未利用地。水源涵养、废气处理是都江堰市最突出的两项生态服务(共56%以上)。(3)利用灰色GM(1,1)模型预测了研究区2021—2035年土地覆被面积,结合精度检验预测此阶段生态系统服务价值将增加136.6万元,年均增长0.17%。[结论]区域生态系统服务价值减少的主要原因是以交通为代表的建设用地增加,导致生态服务价值系数较高的生态用地减少,而增加森林、水体等有较高生态价值的土地覆被类型是维持与提高区域生态功能的有效措施。     

基于土地利用变化的黄河上游四川段生态系统服务价值评价

[目的] 通过定量研究20年间黄河上游四川段土地利用变化与生态系统服务价值的关系,评估该流域段生态综合治理效果,为健全民族区域空间规划、生态环境保护与管理提供依据,助力黄河流域高质量发展。[方法] 利用黄河上游四川段2000年、2010年和2020年土地利用数据,基于土地利用动态度、土地利用矩阵分析土地利用变化,并参考中国陆地生态系统单位面积生态系统服务价值当量,对黄河上游四川段生态系统服务价值当量的经济价值进行修正,定量研究黄河上游四川段2000—2020年间土地利用变化对生态系统服务价值的影响。[结果] (1)2000—2020年黄河上游四川段林地、荒漠、湿地和水系土地利用面积呈上升趋势,耕地、灌木、草地和冰川积雪呈下降趋势,2010—2020年土地利用变化比2000—2010年更显著;(2)黄河上游四川段2000年、2010年和2020年生态系统服务价值分别为1.27×10¹⁰,2.51×10¹⁰,3.92×10¹⁰元,呈上升趋势,敏感性分析表明分析结果可靠。各土地利用类型中,对生态系统总价值贡献最为显著的地类是草地,2000—2010年和2010—2020年草地生态服务贡献率分别为93.90%和72.90%,其次为湿地和林地;(3)研究区在20年间各单项生态系统服务价值均呈增加趋势,区域生态服务功能的分项价值大小均为调节服务＞支持服务＞供给服务＞文化服务,11个单项功能中起显著服务价值的为气候调节、水文调节、土壤保持和生物多样性,4项之和占总价值比例超过69.50%。黄河上游四川段土地利用变化影响区域生态系统服务价值的变化,其中草地影响最显著,其次为湿地和林地。[结论] 研究结果表明20年间生态治理成果逐渐增强,生态环境不断变好。     

景观格局变化下陕西汉江流域生态价值与风险的相关性研究

陕西汉江流域是"南水北调"中线工程的主要水源地,属于国家重点生态功能区。研究流域内景观格局的时空变化特征、生态系统服务价值和景观生态风险的相关性,对保持流域内生态系统稳定性、保障流域生态安全具有指导意义。基于2000年、2005年、2010年、2015年、2020年陕西汉江流域5期土地利用数据,采用景观格局指数计算、生态系统服务价值评估、景观生态风险评估等方法,研究景观格局变化下生态系统服务价值、景观生态风险的时空演变机制及空间相关关系。结果表明:(1)2000—2020年,流域内景观格局斑块破碎程度降低、异质性和连通性减弱、多样性增加,各地类景观向复杂化方向发展;(2)研究时域内,研究区ESV总体增加5.23亿元,气候调节价值最高,占比41.70%,以较低和中等价值等级为主,占比约61.62%;(3)研究时域内,研究区ESR整体呈小幅减少趋势,降幅1.40%,以较低和中等生态风险等级为主,占比约61.55%;(4)陕西汉江流域生态系统服务价值与生态风险之间存在显著负向空间相关性。景观格局变化使陕西汉江流域生态系统服务功能升高,生态风险降低,两者空间自相关性减弱。     

基于CLUE-S模型的南四湖流域土地利用及其生态效应评估

[目的]分析南四湖流域土地利用变化的生态效应并探讨其动态演变特征,为流域土地资源的合理开发利用和生态系统的保护提供参考。[方法]基于南四湖流域2000至2015年土地利用数据,利用生态系统服务价值核算模型及CLUE-S模型对南四湖流域的生态服务价值及其动态演变特征进行计算和分析。[结果]2000—2015年南四湖流域耕地、草地和未利用地面积减少,林地、水域/湿地和城乡建设用地面积增加,南四湖流域整体生态系统服务价值增加了9.10亿元,但粮食生产、气体调节和保持土壤等生态功能分别下降了0.85%,0.85%和1.29%,生态问题依旧存在,生态系统服务价值分布不均匀,生态减值区的分布范围大于生态增值区。2030年流域内生态系统服务价值略微增加,而粮食生产、气体调节和保持土壤等单项生态系统服务功能继续下降,生态价值极低区以城市为中心向四周扩张,生态增值区范围缩小。[结论]虽然研究区内生态系统服务价值呈上升趋势,但生态价值分布不平衡,生态服务功能有升有降,因此有必要制定相应的措施,来控制土地利用类型的转换,平衡流域内的生态环境。     

滇中城市群土地利用转型及生态系统服务价值交叉敏感性分析

为探清滇中城市群土地利用转型对生态系统服务功能的影响,基于2000年、2010年、2020年3期Landsat TM/OLI遥感土地利用解译数据,运用土地利用动态变化模型、生态系统服务价值计算模型和土地利用转型生态贡献度研究了不同土地利用转型过程和生态系统服务价值的时空演变特征,并结合交叉敏感性系数模型定量评估了土地利用转型对生态系统服务价值的响应程度并划定敏感性分区。结果表明:(1)滇中城市群土地利用类型以林地、草地、耕地为主,建设用地持续扩张及耕地、水域、未利用地面积不断减少,草地和林地经历了“先减少后增加”的变化过程;(2)研究期间生态系统服务价值呈“先减少后增加”的趋势,地均生态系统服务价值高值区主要分布在滇池、抚仙湖和星云湖三大高原湖泊流域;(3)近20 a来,退耕还林、还草、还湖对生态系统服务功能改善的贡献度达49.10%,毁林开荒、围湖造田对林地、草地和水域的占用导致生态系统服务价值减少约2.65亿元;(4)耕地、林地、草地和水域向其他地类转型对生态服务价值的响应较为敏感,耕地、林地和草地与建设用地间转型的高生态敏感区集中在曲靖和楚雄,耕地与林地间转型的高生态敏感区分布较小,林地向草地和水域转型的低生态敏感区空间分布范围最广。综上,该区不同土地利用转型对生态系统服务功能影响显著。     

北京市延庆区生态系统生产总值核算及空间化

延庆区是北京市的生态涵养区之一,持续为北京市及周边地区提供生态系统产品和服务,具有重要生态价值。运用市场价值法、影子工程法、替代成本法、旅行费用法、支付意愿法等方法,对延庆区2016年生态系统产品供给、调节服务、文化服务3大类17项服务功能进行了核算,利用不同乡镇、不同类型生态系统单位面积价值进行了空间化研究。结果表明:(1) 2016年,延庆区生态系统生产总值(GEP)为335.63亿元,其中调节服务价值最高,占比为91.4%;产品供给和文化服务价值相对较低,占比分别为3.8%,4.8%;(2)从不同生态系统服务类型看,生命维护和栖息地保护价值最高,为146.0亿元,占GEP比例为43.5%,其次为气候调节、土壤保持、固碳释氧、水源涵养等,占GEP比例分别为15.8%,12.1%,10.0%,5.4%,上述5项服务价值量之和占GEP的86.8%;(3)从不同生态系统类型看,森林湿地农田草地城镇裸地,其中森林生态系统生产总值最高,为268.79亿元,占比为80.1%;其次为湿地、农田,占比分别为10.9%,7.8%;(4)从单位面积价值量看,湿地森林农田草地裸地城镇,湿地单位面积价值为1.18亿元/km~2,分别是森林和农田类型的5.9倍、16.8倍;(5) GEP的供给与需求在空间上不匹配,人口较为集聚的平原地区是生态系统服务的主要需求区,但GEP相对较低;人口较少的山区为GEP主要供给区。     

黄土高原湿地生态系统服务功能价值评估——以陕西省千湖国家湿地公园为例

[目的]对黄土高原湿地生态系统服务价值进行科学估算,以保障该区域湿地的生态服务功能,为制定区域生态保护和生态补偿政策提供科学支撑。[方法]以陕西省千湖国家湿地公园为研究对象,结合千湖湿地基本数据和其他相关资料,将千湖国家湿地公园生态系统服务功能价值分为直接使用价值和间接使用价值,包括物质生产,气体调节和水源涵养等7项具体的生态系统服务价值;采用市场价值法、影子工程法和碳税法等方法,对各项生态系统服务价值进行估算。[结果]在千湖湿地各项生态功能服务价值中,气体调节服务价值最高,为2.90×10~8元/a,占总价值的87.5%,其次为科研文化服务价值为1.90×10~7元/a,占总价值的5.73%,而水质净化价值最低为3.00×10~5元/a,占总价值的0.09%,单位面积生态服务价值约为7.90×10~5元/hm~2,小于同样位于陕西省的洽川湿地单位面积生态服务价值量。[结论]陕西省千湖国家湿地公园生态系统服务功能总价值约为3.30×10~8元,间接服务价值约为总价值的90.5%,直接服务价值约为总价值的9.5%。     

焉耆盆地土地利用变化对生态服务价值的影响

基于1990年、2000年和2011年卫星遥感资料,采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析了新疆焉耆盆地土地利用变化对生态系统服务价值与结构的影响。结果表明:(1)焉耆盆地在1990—2011年间土地利用变化很明显;(2)焉耆盆地生态服务价值从1990年的821 400.0万元增加到2011年的867 300.0万元,生态服务价值增加了5.59%,达45 900.0万元,每年净增加生态服务价值达30.23元/hm2。生态系统服务总价值的增加主要来自水域、湿地总面积的增加,草地生态服务价值变动最大,其变化率高达14.94%;(3)研究区各生态服务功能对区域总生态服务价值贡献率由高到低依次为:废物处理、水源涵养、气候调节、娱乐休闲、生物多样性保护、土壤形成、食物生产、气体调节和原材料;(4)敏感性分析结果表明,焉耆盆地生态服务价值对生态服务功能指数是缺乏弹性的,研究结果是可信的。     

基于VOR模型的三峡库区消落带2010-2020年生态系统健康评价

健康的生态系统可保障人类社会的可持续发展,三峡库区作为我国重点生态环境保护区域,其生态系统健康状况是判断库区可持续发展的重要指标。为综合诊断全面蓄水后三峡库区消落带的生态系统健康状况,研究以景观生态学理论和遥感影像数据为基础,从生态系统活力、组织力和恢复力3个方面构建VOR模型,定量评价消落带10年间的生态系统健康状况。结果表明:(1)VOR模型可适用于三峡库区消落带生态系统健康评价,具有快速、高效等特点;(2)10年间研究区生态系统健康水平总体保持良好状态,其中改善型健康特征总面积占比最大,为44.47%,消落带健康状况呈现逐年稳定并改善趋势;(3)空间分布上,健康水平数量结构呈“凸”形分布态势,库腹消落带生态系统健康状况好于库首和库尾;(4)库首消落带生态系统活力值偏低,低值面积占库首消落带面积比超过60%,需要重视。综上,通过评价消落带的生态系统健康状况,可为三峡库区消落带生态系统保护与修复提供参考和决策支持。     

辽宁省抚顺市生态功能区划

[目的]进行生态功能区划,协调经济发展与生态保护之间的矛盾,实现生态环境的分区管理。[方法]以辽宁省抚顺市为研究区,针对其实际生态环境特征,在传统评价指标中引入区域养殖敏感性评价体系,运用ArcGIS 10.1,对抚顺市水源、土壤、生物等方面的生态环境敏感性和生态服务功能进行评价,然后,采用地理相关法进行生态功能区划,并比较功能区服务功能差异,建立分区管理方案。[结果]研究区敏感性主要为轻度和不敏感,呈"爪"字型相间分布。极敏感和高敏感区主要为老虎台和龙凤矿区及地势陡峭的山坡(共约占1.08%);生态系统服务功能重要性的分布特点与地势分布具有相似性。极重要区主要分布生态系统多为森林的东南地区(约占79.46%)。[结论]抚顺市属于常温带湿润针阔混交林生态区,分为2个生态功能亚区和8个生态功能区,根据功能区服务功能差异将其分为生态保育区、生态恢复区和生态禁止区。     

喀斯特石漠化生态系统服务价值对生态治理的响应——以贵州花江峡谷石漠化治理示范区为例

为揭示喀斯特石漠化生态系统服务功能价值对生态治理的响应,以贵州花江峡谷为例,将提供产品、涵养水源、保持土壤、土壤肥力、固碳释氧5项功能作为服务价值评估指标,选择生态治理两个时段(前期2000—2005年、后期2005—2010年),基于实测与调查数据,采用物质量和价值量相结合的方法对生态系统服务价值进行了估算。研究区10 a的生态系统类型变化过程中,发生转变的面积14.29 hm2,占总面积的27.7%。其中林分、灌丛、其他生态系统面积有所增加,而耕地、裸岩荒地面积大幅度减少。2000—2005年研究区生态系统类型发生转变的面积11.83 hm2,占土地总面积的22.9%,主要变化区域集中在河岸两侧实施退耕还林区域。2005—2010年研究区生态系统类型发生转变的面积仅占总面积的4.8%,与上一阶段相比转变强度明显降低,变化区域较为分散。研究区生态治理后系统服务价值显著增加,2000—2010年共增加9.61×107元,其中前期增额占18.2%,后期占81.8%。前期年均增长3.49×106元,后期年均增长1.57×107元,后期生态服务价值增长更为显著。其中固定CO2、释放O2价值,产品供给价值和土壤肥力都是服务价值主要组成部分。功能价值的增加一方面源于服务价值低的生态系统向服务价值高的演变(10年间研究区耕地和裸岩荒地向经济生态系统转出868.60 hm2),另一方面归功于生态系统内部服务价值的增加,其贡献率大于80%,是驱动服务价值变化的主导因素。生态治理后生态系统类型间发生明显的空间转变,转变强度、场所与所实施生态治理工程的数量、区域密切相关。治理后生态系统类型间发生转变时间响应较快(前期转变面积占总转变面积的83.0%),但主要服务功能恢复期后才大幅度增加(后期增加功能价值占总增额的81.8%),相比较服务价值变化响应有一定滞后性。     

“三生空间”视角下宜昌市景观生态安全评价及其耦合特征分析

为了探究典型生态脆弱区的景观生态安全格局变化规律,以湖北省宜昌市为研究对象,基于2000—2015年4期土地利用遥感监测数据和社会经济数据,从三生空间视角构建“三生空间”(生产空间、生活空间和生态空间)土地利用分类模型,对宜昌市近15年间景观生态安全时空演变特征及耦合协调度进行了系统分析。结果表明:(1)2000—2015年,宜昌市以林地为主的生态空间面积占比最大,且各时期占比均在71%以上;(2)2000—2015年,宜昌市景观生态安全整体呈现西北—西南高、东部低的空间分布特征,安全区集中分布在土家族自治县、夷陵区,不安全区主要分布在当阳市等低海拔地区;(3)2000—2015年宜昌市景观生态风险冷点、次冷点数量增加,次热点和热点均呈现先增加后减少态势。(4)宜昌市“三生空间”景观生态安全的耦合协调度水平不高,整体上呈现“东高西低”的空间分布特征,西北、西南山区景观生态安全耦合协调度明显优于东部地区。研究结果表明区域土地利用格局和人类社会经济活动影响以及制约区域景观生态安全及其耦合协调性,故需优化区域生态空间格局、提升土地资源集约利用效率,促进宜昌市生态环境可持续发展。     

干旱区绿洲土地利用变化的生态系统服务价值响应——以甘肃省金塔县为例

通过运用土地利用类型动态度、土地利用程度模型、生态系统服务价值估算模型和土地利用调查和变更数据等,分析1990年、2000年和2008年金塔县土地利用变化及其生态系统服务价值变化特征。结果表明:(1)1990—2008年间,耕地、园地、林地、建设用地和水域呈现增加趋势,牧草地和未利用地面积表现为减少趋势,总体土地利用程度为中下水平,处于发展阶段。(2)研究期间生态系统服务总价值呈现上升趋势,从1990年的47.238亿元增加到2008年的48.228亿元(+0.989 9亿元)。水域在研究区生态系统服务总价值中所占份额最大,草地生态服务功能的下降对生态系统服务总价值有明显的负贡献。(3)研究区各类生态系统的生物多样性保护、水源涵养和废物处理等服务性功能价值远大于其粮食生产和原材料等生产性功能价值。因此,该区域水土资源的合理利用与有效管理是实现生态系统服务功能维持和可持续发展的根本。     

临湘市“三生”用地变化及其生态系统服务价值响应

针对生态系统服务价值研究中,土地功能与生态系统服务功能内在联系模糊的问题,探索了生态系统服务价值对"三生"用地变化的响应。构建了"三生"用地分类体系,采用当量因子修正的生态系统服务价值模型,分析了2009—2016年临湘市"三生"用地变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)临湘市生态系统服务总价值逐年递减,生态用地和生态生产用地的生态系统服务价值减少较快,生产生态用地和生活生产用地的服务价值增长较慢;(2) 4类"三生"用地的生态系统服务价值与其面积变化总体呈正相关,生态用地变化对服务价值影响最明显;(3)不同时期,生态生产用地的生态系统服务价值始终最高,生态用地次之,两者占总价值九成以上。研究表明,生态系统服务价值对生态用地、生态生产用地变化的响应较为显著。合理调控"三生"用地结构,保护生态功能性用地,可为生态系统服务保护、土地利用规划与管理等提供科学依据与决策参考。     

石林喀斯特岩溶区生态系统服务时空演变及权衡协同关系

喀斯特岩溶区是地球上最脆弱的自然生态系统之一,探明生态系统服务时空变化及权衡与协同关系,对区域生态治理决策和增进民生福祉具有重要意义。基于当量因子法、相关系数及空间自相关等方法,定量分析了2000—2020年石林生态系统服务的时空演变及权衡与协同关系。结果表明：(1)石林生态系统服务价值由2000年的20.47亿元持续增长至2020年的21.82亿元,增幅为6.60%,生态系统服务空间分布格局较为稳定,高等级区主要分布在水域地区以及植被覆盖较高的丘陵山区,低等级区集中分布在建设用地相对集中和岩溶石漠化严重的区域;(2)各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数均小于1,表明石林生态系统服务价值对修订后的生态服务价值系数缺乏弹性,研究结果可信;(3)研究期内,协同关系是石林生态系统服务的主导关系,协同率为68.60%,权衡关系主要存在于食物生产、维持养分循环与其他子系统关系中,权衡率达29.75%;(4)数量上,4种生态系统服务类型均存在显著的空间正向自相关,空间上,不同生态系统服务对权衡与协同关系异质性显著。研究结果可为石林优化国土空间格局及生态保护与修复提供参考依据。     

神农架林区大九湖湿地生态系统服务价值评价

[目的]评估神农架林区大九湖湿地生态系统服务功能价值,为湿地保护与管理提供科技支撑。[方法]收集现有数据,采用资源经济学和生态经济学原理,评估神农架大九湖湿地生态系统8项服务功能价值。[结果]神农架大九湖湿地生态系统服务总价值量为6.53亿元,约占神农架林区2015年度国内生产总值(GDP)的30%,其中以调蓄洪水、土壤保持和休闲娱乐3项服务价值为主导,占总价值的88.94%;科研教育服务价值仅占总价值量的0.47%,但其价值不可忽视。[结论]大九湖湿地生态系统服务总价值量突显了湿地保护的重要性,在一定程度上,湿地萎缩和功能退化与人类社会对湿地生态服务功能的认识程度有着密不可分的联系。     

南昌市土地利用变化对生态系统服务价值影响

基于南昌市2000年、2005年、2010年、2017年四期土地利用现状遥感监测数据,利用多样性指数、GIS空间分析和生态价值评估模型,分析了2000—2017年南昌市土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1) 2000—2017年,由于建设用地的迅速增长和耕地、林地的大量减少,南昌市的生态系统服务价值总量总体呈下降趋势,由2000年的375.69亿元减至2017年的357.47亿元,水域生态系统是南昌市生态系统服务的主要提供者;(2)受土地利用变化影响,南昌市生态系统服务价值变化呈现明显的区域差异,进贤县服务价值最高;调节服务功能是南昌市土地生态系统的主要功能,占土地生态系统服务总价值的67.59%以上,主要分布在进贤县和新建县,青云谱区最低仅为0.38亿元;调节服务功能和文化功能较低的镇(街)主要集中分布在南昌市中心城区及其周围;(3)南昌市生态系统服务价值与建设用地面积呈负相关关系,建设用地的快速增长影响到生态系统服务价值的增减。研究结果为南昌市未来的生态环境建设发展提供依据和参考。     

粤港澳大湾区土地利用及生态系统服务价值的变化——以广佛肇为例

以广州、佛山、肇庆三市整体为研究对象,基于研究区1990年、2000年、2010年、2015年遥感影像解译数据,借助于模型分析法研究了广佛肇近25年来的土地利用变化特征;采用生态系统服务价值系数法,并结合研究区的实际情况定量估算了研究区1990—2015年不同土地利用类型的生态系统服务价值,并对其变化特征进行了分析。结果表明:(1) 1990—2015年,林地和耕地面积持续减少,人工表面用地面积逐渐增加,草地先减少后增加,湿地先增加后减少,其他用地变化相对复杂。人工表面的动态度最大,其次是其他用地。耕地转出的面积最多,人工表面转入的面积最多;(2)研究区生态系统服务价值总量呈现出先增加后逐年减少的趋势,25年间共减少了3.59亿元。林地和湿地的生态服务价值之和在总的生态服务价值中占据主导地位。耕地面积的持续下降,使其保持土壤的服务价值下降最明显;(3)各地类的敏感性系数均小于1,说明研究区生态系统服务价值对其生态服务价值系数缺乏弹性,结果可信。     

沈阳市土地生态系统服务价值变化研究

以1992年、2004年和2014年三期Landsat TM影像解译数据为依据,借助RS与GIS技术对沈阳市城区近22年来的土地利用变化进行分析;参考Costanza和谢高地等研究成果,制定出符合沈阳市的土地生态系统服务价值系数,对沈阳市土地生态系统服务价值变化进行了研究。结果显示:(1)1992~2014年间沈阳市土地利用发生了很大变化,建设用地明显增加,耕地和林地大幅度减少,草地、水域以及未利用地也表现为减少的状态;(2)研究区生态系统服务价值在1992~2004年间减少5.53亿元,在2004~2014年间减少10.52亿元,土地利用变化是导致生态系统服务价值空间分异的主要原因;(3)生态系统服务价值系数变化对生态系统服务价值变化缺乏弹性,相对敏感性为:耕地林地水域建设用地草地和未利用地。     

基于土地生态环境质量的建设用地空间管制分区评价

从土地生态风险和生态系统服务价值两方面构建了土地生态环境质量的综合评价方法,并以湖北省潜江市为例,利用土地生态质量评价结果对新一轮土地利用总体规划(2006—2020年)的建设用地管制分区进行评价。结果表明:(1)研究区西南部的生态风险整体较高,建设用地和湖泊水面的生态风险性较大。(2)生态系统服务价值较低,低生态系统服务价值区域占52.24%。(3)土地生态环境质量比较均衡且具有显著的空间分布特征,其中低价值中风险土地类型分布最广,主要分布于西南部返湾湖的外围区域。(4)建设用地管制分区与土地生态环境质量分布比较协调,能够达到控制建设用地空间扩展和保护生态环境的基本目的,但管制分区划分中存在以用地需求为导向和分区依据不足的问题。