基于InVEST模型的渭河流域干支流生态系统服务时空演变特征分析

渭河作为黄河的最大支流,是生态保护建成区重点之一,对其生态系统服务研究有利于实现流域内高质量发展和生态保护之间的平衡关系,保持流域生态系统服务功能,促进流域生态系统恢复。基于InVEST模型分析渭河流域2000—2018年5期土地利用和干支流生态系统服务时空动态变化,采用相关性分析水源涵养、土壤保持和生物多样性之间的权衡和协同。结果表明:19年间,研究区土地利用情况主要以耕地、草地和林地为主,占总面积的95%以上。流域内水源涵养呈现"先上升后下降"趋势,平均栅格单元产水量542.9 mm,渭河流域干流水源涵养量最高,为6.88×10~8 m~3,其次为北洛河和泾河流域,分别为3.36×10~8,5.04×10~8 m~3。土壤保持呈斑块状分布,流域整体土壤侵蚀状况为微度侵蚀,且渭河流域干流实际土壤侵蚀量总量最高为6.67×10~8 t,其次为北洛河和泾河流域,分别为6.22×10~8,3.13×10~8 t。生物多样性表现为生境质量高区集中分布在生态较好的森林生态保护区,人类活动较为密集地区生境质量较差。研究期间,渭河流域水源涵养与土壤保持、生态质量之间为高度协同关系,其他生态系统服务不显著,不同的土地利用类型对生态系统服务之间权衡和协同贡献值不一致。     

土地利用变化对干旱区典型流域生态系统服务价值的影响

运用遥感和GIS技术以及谢高地等人提出的生态系统服务价值系数.分析了近30年来玛纳斯河流域土地利用变化对生态系统服务价值的影响.结果表明,1976-2002年问玛纳斯河流域土地利用变化显著,以未利用地大量减少和建设用地持续增加为特点,所产生的环境响应是积极的,生态系统服务年度总价值在波动中提高,由1976年的103.57×10~8元增长到2002年的132.85×10~8元,各单项服务价值总体呈增加趋势,流域生态环境状况向良性发展.     

延安市城郊农村土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以典型黄土丘陵沟壑区-延安市赵庄村为例,在分析2000-2006年间的土地利用变化的基础上,依据谢高地等人生态服务价值系数对土地利用系统的生态系统服务价值进行了估算,并对其进行了敏感性分析.结果表明,6 a间,研究区土地利用变化主要表现为耕地减少和撂荒地等未利用土地增加.总生态服务价值减少了32.92万元,变化率为1.86%.未利用土地、居住及建设用地、林地、灌草地的生态服务价值增加;耕地、果园、水域的生态服务价值减少.这8种服务功能类型呈减少趋势,只有娱乐文化类型在增加.敏感性指数均小于1,所采用价值系数缺乏弹性,估算价值可靠,系数适合当地情况.根据研究区生态系统服务价值变化特点,应进行针对性的土地利用结构调整.     

基于GeoSOS-FLUS的涪江流域生态系统服务价值评估及多情景模拟

为了探究涪江流域的土地利用结构及其生态服务价值的时空变化,通过预测情景支持未来土地规划,研究基于1980—2018年5期遥感影像,构建生态系统服务价值评估模型并分析时空动态变化,采用GeoSOS-FLUS模拟自然发展情景、耕地安全情景、生态保护情景和快速发展4种情景下未来的土地利用变化及生态系统服务价值的演变趋势。结果表明:(1)1980—2018年,耕地面积减少542.25 km²,减幅为2.57%; 建设用地扩张面积525.66 km²,增幅达255.50%。(2)对应其生态系统服务价值呈增加趋势,由1980年的776.48亿元增加到2018年的783.67亿元,不同土地利用类型对生态系统服务价值的贡献顺序为林地>耕地>水域>草地>未利用土地。(3)在空间上呈现上游高中下游低,下游地区大致呈现由中部向东西两侧递减趋势,流域西南部是低价值区。(4)4种发展情景下,2030年的生态服务价值分别是784.80亿元、740.31亿元、811.09亿元和751.40亿元,相较于2015年变化了1.44亿元(增加)、-43.05亿元(减少)、27.74亿元(增加)和-31.96亿元(减少)。综上,38年来流域生态价值提高,同时模拟结果显示为维持该流域生态安全,需要加强生态用地的抚育。     

扎龙自然保护区生态系统服务价值变化研究

在Constanza生态系统服务价值理论的基础上,结合扎龙自然保护区1989年、1999年和2006年土地利用变化状况,计算出1989-2006年生态系统服务价值的变化.结果表明:土地利用类型结构的变化使生态系统服务价值发生明显变化,生态系统服务价值由1989年的7.511 65×109元下降为2006年的7.269 79×109元,年均损失1.423×107元;从生态系统服务功能价值看,废物处理、水源涵养和气候调节功能价值贡献率在79%以上,单项服务功能价值变化中,除食物生产功能表现增加外,其它的功能都表现降低的趋势;就生态系统服务价值构型而言,湿地系统、水域系统和草地系统的生态价值占总生态系统服务价值的97%以上,是扎龙自然保护区生态系统服务价值的主体部分,其中湿地在整个生态系统服务价值中的影响最大.     

基于生态足迹和服务价值的长株潭地区生态补偿研究

本文以长株潭地区为研究对象,在对研究区域的生态系统服务价值和生态足迹进行评估和计算的基础上,结合研究区域经济社会发展水平探讨研究区域的生态补偿优先级,并建立生态系统服务价值与补偿量之间的转化关系,测算了长株潭三市的生态补偿额度。研究表明:(1)长株潭地区2001~2013年间生态系统服务价值ESV呈现持续下降趋势。从2001年的542.87×10~8元减至2013年的530.30×10~8元。(2)长株潭地区各县(市、区)的生态服务价值和生态补偿优先级存在较大的空间差异,芙蓉区、荷塘区、雨湖区等13个县(市、区)属于生态消费型;浏阳市、株洲县、湘潭县等其他10个县(市、区)为生态输出型。(3)计算可得长株潭三市生态补偿标准,其中长沙市、株洲市、湘潭市需要支付的生态补偿量分别为549.07×10~8元、115.01×10~8元和125.59×10~8元。     

石门县生态系统服务价值对LUCC的响应分析

LUCC对维持生态系统服务功能起决定性的作用,是全球环境研究的热点和前沿问题。采用Costanza生态系统服务价值计算方法,在对石门县生态系统单位面积生态服务价值系数进行修正的基础上,探讨了石门县2001—2013年生态系统服务价值对LUCC的响应情况,并构建灰色模型对其发展趋势进行了预测。结果表明:（1）研究期内,石门县生态系统服务价值变化分两个阶段:第一阶段是上升阶段,从2001年的6.500 7×10⁹元增加到2004年的6.519 9×10⁹元,第二阶段是下降阶段,生态系统服务价值从2004年的6.519 9×10⁹元持续下降到2013年的6.507 6×10⁹元。（2）根据预测出的石门县2016—2025年各类土地利用数量情况,得到2025年石门县ESV将减少到6.464 1×10⁹元。同时生态系统单项服务价值出现有增有减的趋势,其中气体调节、气候调节、土壤形成与保护、原材料价值出现下降趋势,而水源涵养、废物处理、生物多样性保护、食物生产、娱乐文化价值出现上升趋势。该文为石门县土地利用与环境保护提供科学依据和技术支持。     

2007-2015年东莞市土地利用及其生态系统服务价值的时空演变

[目的] 研究2007-2015年东莞市的土地利用和生态系统服务价值的时空变化情况，以反映土地利用变化产生的生态效应，为区域土地资源可持续利用和生态环境保护决策提供参考。[方法] 运用土地利用及生态系统服务价值相关理论与方法，利用遥感、地理信息技术，分析土地利用与生态系统服务价值的时空变化情况。[结果] ①2007-2015年间，东莞市建设用地占研究区总面积50%以上，且持续增加，增加的面积以耕地、林地的转入为主，水域和林地面积先增加后减少，耕地和草地面积不断缩小。②研究期内，生态系统服务价值整体呈现下降趋势，总价值减少1.97×10⁸元，林地、水域的生态系统服务价值系数较大，价值的损益变化大，2015年，林地和水域价值共减少1.40×10⁸元。③从空间分布看，东莞市的生态系统服务价值以中部地区为中心，向东西延伸，形成了"高-低-高"的空间分布格局，主城区是整个东莞市生态系统服务价值的低值中心。[结论] 研究时段内，东莞市土地利用变化显著，生态系统服务价值整体下降，生态系统服务价值在空间上呈现出异质性，分布不均衡。     

延河流域土地利用变化对其生态服务价值的影响

土地利用变化明显影响流域生态系统服务价值.本文在谢高地等制定的中国陆地生态系统服务价值当量表的基础上,结合延河流域土地利用变化情况和生态系统服务特征,完善了延河流域生态系统服务价值估算表,并以延河流域1990年、2000年和2006年土地利用数据为基础,估算了各年度的生态服务价值.分析表明:在16a间,延河流域生态服务价值总体有所提高,2006年比1990年生态服务价值增加了5.72亿元.敏感性分析表明流域内生态服务价值对生态服务价值指数是缺乏弹性的,研究结果是可信的.     

长沙-株洲-湘潭市主城区土地利用变化的生态环境效应

根据长株潭(长沙—株洲—湘潭市)主城区1996-2008年土地利用变更调查数据,采用Costanza生态系统服务价值的计算方法,参照谢高地的生态服务价值系数,结合敏感性(CS)分析,评估了研究区域土地利用类型的生态系统服务价值,并利用灰色模型对其发展趋势进行了预测分析.结果表明,研究期内,研究区生态系统服务价值从1996年的1.69×109元减少至2008年的1.48×109元.根据灰色模型的预测结果,得到2035年研究区域生态系统服务价值将减少至1.08×109元.区域价值受损的主要原因是土地利用转化导致生态服务价值的流向变化,耕地、林地、水域向建设用地的转移导致生态服务价值的负流向.研究区域快速城市化和以追求GDP高速增长的发展模式已给生态安全带来了巨大压力.     

基于地形梯度特征淇河流域生态系统服务价值损益

生态系统服务对人类生活具有十分重大的影响,研究生态系统服务价值有助于了解生态系统服务功能变化过程。文章利用修正后的中国陆地单位面积生态系统服务价值量表,结合2000年、2015年两期土地利用/覆被数据估算淇河流域生态系统服务价值,从地形梯度上分析流域内2000—2015年生态系统服务价值变化,深入探讨地形起伏度上生态系统服务价值空间特征。结果表明:（1）2000—2015年淇河流域内以林地、草地和耕地面积为主,研究时段内耕地减幅最大（29 671.64 hm²）,草地面积增幅最大（8 854.38 hm²）,未利用地单一动态度最高为632.14%;（2）2000—2015年研究区生态系统服务价值减少0.14亿元,耕地ESV在200～400 m高程分级上减幅最大（4 464.64万元）,坡度分级上>35°林地ESV减幅最明显（4 293万元）,水域ESV在微起伏地区增益最多（5 940万元）、林地ESV在中起伏地区减少5 492万元和微起伏地区增益3 967万元;（3）单项生态系统服务价值在地形梯度上损益存在差异,增益最大为水源涵养、土壤形成与保护减损最明显;（4）各项生态系统服务功能对研究区生态系统服务总价值贡献等级保持稳定,依次排序为支持服务 > 调节服务 > 供给服务 > 文化服务;敏感性指数均小于1,表明生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,研究结果具有稳健性。     

黄土山丘区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以长河流域为例

以长河流域2005年、2010年、2015年的遥感解译数据为基础,采用数学模型分析了土地利用变化特征,然后根据生态系统服务价值的估算模型,定量分析了长河流域土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:（1）2005-2015年,耕地逐渐减少,建设用地逐渐增加,林地、草地、水域先增后减;耕地主要向草地、建设用地转移,建设用地的增加主要来自耕地、草地的转移。（2）2005-2015年长河流域土地利用变化的生态服务总价值一直减少,其生态服务价值由2005年的3 509万元减少到2015年的3 485万元,减少了24万元;水源涵养、娱乐文化、原材料单项功能生态服务价值有所增加,其他6项单价功能生态服务价值减少;长河流域所采用的价值系数缺乏弹性,适合长河流域的实际情况,其生态服务价值估算结果可信。（3）2005-2015年长河流域土地利用类型变化带来的生态系统服务价值的持续减少,2005-2010年净减少了6.28万元,2010-2015年净减少了19.38万元。     

区域土地利用与生态系统服务价值变化研究——以广东省湛江市为例

利用1996—2004年湛江市土地利用变更数据,在研究土地利用变化的基础上,从时空角度分析生态系统服务价值(ESV)变化。研究结果表明:①1996—2004年,湛江市耕地、林地、牧草地面积在减少,其中耕地减少最多,减少了11954.1hm2;园地、居民点及工矿用地、交通用地、未利用土地面积在增加,其中居民点及工矿用地增加最多,增加了7696.4hm2。②1996—2004年,湛江市总ESV在缓慢减少,减少了0.57亿元,变化率-0.44%;湛江市生态系统单项服务功能价值(ESVf)变化的总体趋势是:气体调节、气候调节、土壤形成与保护、生物多样性保护、食物生产、原材料在减少,水源涵养、废物处理、娱乐文化在增加;不管是整体生态系统服务功能,还是单项服务功能,湛江市各县区都在减弱。     

2000 ~ 2020年阿尔泰山土地利用与生态系统服务价值的动态变化

  目的  分析阿尔泰山不同生态功能区土地利用与生态系统服务价值的变化动态,探索引起变化的原因,为阿尔泰山区域土地利用格局的优化及生态保护与修复措施的制定提供理论依据。  方法  基于GlobeLand 30的遥感数据,结合土地利用转移矩阵、生态系统服务价值当量因子法,分析了2000 ~ 2020年间土地利用情况及生态系统服务价值的动态变化。  结果  ① 草地和林地是阿尔泰山的主要土地利用类型,占到研究区总面积的80% 以上,且近20年来,这两种土地利用类型面积增加明显,分别增加了1156.42 km2和827.26 km2。② 研究区内共有6715.91 km2土地利用类型发生了改变,其中转出面积最多的是裸地,为2962.41 km2,主要转为草地（85.9%）和林地（11.3%）;转入面积最多的是草地,为3676.91 km2,主要来自于裸地（贡献率69.2%）和林地（贡献率30.0%）。③ 与2000年相比,2020年研究区内生态系统服务价值增长了10.47%,其中草地和林地生态系统服务价值增加值最大,分别增加了18.52 × 108元和20.03 × 108元。④ 近20年来各生态功能区生态系统服务价值均呈增加趋势,其中高山冰川与泰加林景观保护亚区（25.77 × 108元）和生物多样性保护与矿区修复亚区（9.07 × 108元）增加最为明显。各生态功能区中,高山冰川与泰加林景观保护亚区单位面积生态系统服务价值最高,两河源水源涵养生态亚区最低。  结论  2000 ~ 2020年间,高山冰川与泰加林景观保护亚区及生物多样性保护与矿区修复亚区的生态系统服务价值的显著增加,促进了研究区内生态系统服务价值的增加,而林地和草地价值量的增加是引起两个生态功能区生态系统服务价值增加的主要原因。     

宁夏回族自治区生态系统服务价值时空演变及其驱动力

为了研究干旱半干旱地区土地利用变化及其ESV时空演变特征与驱动机制,基于2009-2017年研究区土地利用变更数据,采用土地利用动态度、ESV评估模型、SPSS以及空间自相关模型,定量分析了研究区ESV时空演化特征及其驱动因素。结果表明:(1)草地和耕地是研究区主要的土地利用类型,研究期间城镇村及工矿用地、交通运输用地面积动态度变化较大,其余各土地利用类型动态度变化度较小;(2)ESV总价值逐年下降,由2009年的902.58亿元下降至2017年的890.6亿元,空间上呈现出中部高、南北低的分布格局,各单项服务价值均呈下降的变化趋势,而林地和水域面积的减少,是导致调节服务和支持服务减少的主要原因;(3)ESV时空差异主要驱动因素为人口密度、城市化率以及人均GDP和境内外旅游收入;(4)空间相关性结果表明,ESV变化率与城镇化率、人均GDP以及人口密度呈负相关关系,且高-高和低-高集聚主要集中在南部地区,而高-低集聚主要集中在北部地区。生态用地面积的减少是ESV下降的主要原因,因此,增加和维护生态用地,控制城镇用地扩张是提升研究区ESV的关键。     

农村宅基地整治潜力的空间显式测算与模拟

三峡工程的建设对库区生态环境的影响极大，为了深入分析三峡工程建设前、后土地利用活动的生态环境效应，该研究基于三峡库区土地利用变化和精细化生态系统服务价值（ecosystem services value，ESV）评估结果，细致地测度ESV时空演变及其对土地利用变化地敏感性。结果表明：1）三峡工程建设前，库区土地利用变化最主要的特征是耕地转为建设用地，而建设后则表现为林地、草地和耕地三者间的相互转换以及建设用地扩张。2）1980-2018年，三峡库区整体生态系统功能改善，ESV净增加18.49亿元，这主要由于三峡工程建设后大量耕地转为林地。但重庆主城区及其周边地区ESV持续减损。3）三峡工程建设前、后库区生态系统服务价值敏感性指数分别为0.73和1.46，敏感性增加。在空间分布上，库区东部夷陵、秭归，中部石柱、丰都以及重庆主城区生态系统服务和9种子服务功能的敏感性较高。总体来看，三峡工程的实施对库区生态系统服务功能的影响利大于弊。研究结果有助于加深对大型水利工程生态环境效应的认识，且为库区生态环境建设和保护提供指导。     

喀斯特槽谷区土地利用转型过程对生态系统服务价值的影响

揭示当前多因素驱动下喀斯特槽谷区典型地貌单元土地利用转型过程的生态系统服务价值影响具有重要意义。以2005年、2010年、2014年、2017年高清影像为数据源并结合实地调研对解译数据进行了对比验证,借鉴国内外生态系统服务价值最新研究成果,结合研究区实际情况对生态系统服务价值系数进行了修订,通过对土地利用转移矩阵分析和生态系统服务价值指标计算。结果表明:（1）研究区内草地、灌木林地、山地旱地、有林地、农村居民用地、城镇用地变化显著,山地旱地转为草地、城镇、农村居民用地,草地转为有林地、灌木林地。（2）2005—2010年土地利用转型山坡较槽坝显著。2010—2014年土地利用转型主要集中于槽坝,山地旱地转为农村居民用地、城镇用地,水田转为农村居民用地,草地转为山地旱地。2014—2017年土地利用在山坡—槽坝同时发生转型。（3）喀斯特槽谷区生态系统服务价值在2005年、2010年、2014年、2017年分别为129 825.44万元、134 744.99万元、102 592.28万元、102 816.77万元。2005—2010年喀斯特槽谷区（ESV）由129 825.43万元变为134 744.98万元,增幅为1.85%;2010—2014年ESV由134 744.99万元变为102 592.28万元,下降了13.55%;2014—2017年ESV由102 592.28万元变为102 816.77万元,下降了0.11%;2005—2017年喀斯特槽谷区生态系统服务价值（ESV）由129 825.43万元变为102 816.77万元,总体下降了11.61%。