长株潭地区生态系统服务价值分析及趋势预测

为促进区域土地资源的可持续利用和生态环境建设,该文以长株潭地区为研究对象,采用Costanza生态系统服务价值计算方法,参照修正后的长株潭地区生态系统单位面积生态服务价值系数,结合敏感性分析,探讨研究区域1996-2008年土地利用变化对生态系统服务价值的影响,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,研究区域生态系统服务价值从1996年的405.03×108元减少到2008年的399.83×108元。同时根据预测出的研究区域2011-2020年各类土地利用数量情况,得到2020年区域生态系统服务价值将减少到392.61×108元,区域价值受损的主要原因是生态系统服务价值系数较高的农用地转为无生态价值的建设用地,研究区域快速城市化的进程已给生态安全带来了巨大压力。区域生态环境持续退化的趋势应当引起当地政府部门高度关注并采取有效对策,以科学推进资源节约型和环境友好型社会的建设。     

城市土地利用变化对生态系统服务价值损益估算——以成都市为例

生态系统服务价值研究是目前生态学研究的热点之一。对土地利用变化的生态服务价值损益进行定量估算,为生态资源利用的有效补偿和促进自然生态系统持续发展提供科学的依据。基于遥感与GIS技术提取、分析了16 a来成都市土地利用变化信息;参考谢高地的生态服务价值系数,并结合成都市实际情况,对生态系统服务价值系数表进行修正,制定了成都市生态系统服务价值当量表,对生态系统服务价值进行了定量估算。结果表明：1992-2008年土地利用时空演变呈加大趋势,土地利用变化导致生态系统服务价值增加、区域差异与流向变化显著,且生态系统服务价值主要由林地、水域与农业用地等生态系统支撑,系统结构较简单;1992-2000年生态系统服务价值由35.429亿元增加到38.833亿元,增加了3.403亿元,变化率为9.605%;2000-2008年生态系统服务价值增加到40.705亿元,增加了1.872亿元,增长率达4.821%;不同土地利用类型的生态服务价值差别很大,1992年、2000年、2008年林地的生态系统服务价值分别占总价值的59.684%、70.929%和67.125%,其次为水域和耕地;1992-2008年间土地利用转化导致生态服务价值流向变化,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。这一研究结果,对加强对耕地、林地、水体等生态系统的保护,严格控制农地向建设用地转移具有重要意义。     

基于分区的环京津土地生态服务价值及灰色预测

为了推进环京津地区的协调发展和生态环境建设,以环京津地区73个县(市)1996—2011年土地利用变更调查数据为基础,采用段瑞娟、蒋晶的分区研究理念,将环京津地区分成4个区域,同时采用生态系统服务价值评估模型计算了各分区1996—2011年的土地生态服务价值,并运用敏感性指数验证了结果的可信度;引入生态服务价值动态度模型,对环京津地区不同土地利用类型进行时间分异特征分析,最后利用灰色GM(1,1)模型,对各分区2018年、2022年的生态系统服务价值进行了灰色预测。结果表明:环京津地区近16年来,价值总量减少了约4.88亿元。远山地丘陵区和近山地丘陵区的价值量有所增加,远平原区和近平原区的价值量降低。预测到2018年和2022年,环京津地区的耕地、水域和未利用地的生态服务价值将继续减少,林地、园地、草地生态服务价值继续增加;总价值量将分别减少到624.75亿元和622.30亿元。远、近山地丘陵区的价值总量继续增加;远、近平原区价值总量继续减少。     

辽河三角洲生态系统服务价值变化

生态系统服务功能的变化对于区域的生态保护及可持续发展具有重要意义。利用遥感数据分析了辽河三角洲土地利用/覆盖变化,应用Costanza等提出的生态系统服务价值系数,分析了辽河三角洲土地利用/覆盖变化及其引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,从1986~2000年,辽河三角洲湿地、水体面积大量减少,农田、城镇用地大量增加。这造成本区域的生态系统服务价值发生明显变化,从1986年的2.79×109美元减少到2000年的2.48×109美元,减少0.31×109美元。最后根据生态系统服务价值变化,从生态保护与可持续发展的角度探讨了辽河三角洲在发展中应该注意解决的问题及措施。     

小流域综合治理工程对生态服务价值的影响

以第5期长江上游水土保持重点防治综合治理工程凉山州治理区为研究对象,参照中国陆地生态系统单位面积生态系统服务价值当量表,结合研究区粮食平均产量和收购价格,分析了研究区生态系统服务价值的变化情况,并构建了小流域综合治理措施与生态服务价值模型。研究结果表明,1999-2003年治理区土地利用类型变化较大,其中未利用地和耕地分别减少36 038.67和5 498.50hm2,林地和草地分别增加35 614.30和5 889.53hm2。通过实施治理工程,治理区生态服务总价值从1999年的1.37×109元增加到2003年的1.85×109元;单项生态服务功能除食物生产功能的价值量减少3.31×105元外,其余均有不同程度增长;各土地利用类型只有林地和草地对生态服务价值增量起到正效应,其中林地对生态服务价值变化的贡献率为89.04%,是治理区生态服务价值变化的主要原因。小流域综合治理措施与生态服务价值的PCA-RBF模型表明,网络平均预测精度为94.8%,可准确反映小流域治理措施对生态服务价值变化的影响。     

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。     

土地利用变化对漓江流域生态服务价值影响

应用Costanza的生态服务价值计算方法,参照中国陆地生态系统单位服务价值系数,分析了土地利用变化对漓江流域生态系统服务功能的影响.漓江流域生态系统服务价值在1991-2006年间减少了14.906 2×10~8元,年平均减少0.993 8×10~8元.生态服务价值系数较高的林地、耕地和水域等转化为生态服务价值系数较低的建设用地和园地,是流域生态服务价值受损的主要原因.流域生态系统9类单项服务价值均呈现下降趋势.尤其是土壤形成与保护、水源涵养、气体调节、生物多样性保护和气候调节等服务价值的损失较大.马尔可夫链模型的预测结果表明:如果保持1991-2006年的土地利用变化趋势,漓江流域生态系统服务价值在未来将呈现不断下降的趋势.敏感性分析表明,生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,研究结果可信.     

沧州渤海新区土地利用总体规划实施的生态效应评估

[目的]定量分析土地利用总体规划实施过程对生态环境的影响,预防或减轻规划实施过程中产生的不良环境影响.[方法]以河北省沧州市渤海新区为研究区,以土地利用规划数据和2009—2013年土地利用现状数据为基础,采用生态系统服务价值评估方法、敏感性指数、灰色预测模型,分析研究区2009—2013年土地利用及其生态系统服务价值的变化,预测2015和2020年生态系统服务价值,并与规划目标进行比较。[结果](1)2009—2013年,研究区建设用地增加量已经超过规划期建设用地的增加总量,生态系统服务价值减少了1.11×107元,说明规划实施过程中过于重视经济效益,而忽视了生态效益;(2)预测结果显示,到2020年生态系统服务价值减少7.08×10~7元,规划实施过程中,研究区生态系统服务功能在逐渐减弱。[结论]当地政府应高度重视规划实施过程中生态环境退化的问题,并采取积极有效的措施,促进经济建设与生态环境保护协调发展。     

重庆市长寿区景观格局和生态服务价值变化

土地利用是自然与人文交互作用的结果,土地利用变化不仅影响景观格局,还对生态系统服务有一定影响。基于RS和GIS技术,以重庆市长寿区为例,在研究土地利用变化的基础上,选取和计算景观指数,分析长寿区景观格局变化;运用生态服务价值理论,分析了2002—2009年长寿区生态服务价值变化情况。结果表明,该区7a间景观斑块总数有所增多,其中有林地、灌木林、城镇用地、居民用地斑块数目增加;水田、旱地、未利用地斑块数目减少;长寿区整体景观多样性和破碎度指数略有增大,说明该区景观多样化、破碎化程度有所提高。2002—2009年长寿区生态系统总服务价值从1.91×109元增加到1.97×109元,净增加6.10×107元,其中林地对生态服务价值贡献率最大,这反映了长寿区的生态环境有所改善。     

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。     

土地利用变化的人文驱动因子对新疆生态系统服务价值的影响

应用谢高地等人的生态系统服务价值系数,结合敏感度分析,探讨了1996-2008年新疆维吾尔自治区土地利用变化所引起的生态系统服务价值的变化,并进一步分析了土地利用变化的人文驱动因子对生态系统服务价值的影响。结果表明,该区域1996-2008年生态系统服务价值从7062.1671亿元增加到7168.987亿元,共增加106.8139亿元,表明该区域生态系统服务价值总体呈现持续增加趋势;在该区域生态系统服务价值中,废物处理价值最高,水源涵养价值次之,原材料价值最低,13a间各服务类型的价值总体上均呈增加趋势;新疆在13a间人均生态系统服务价值损失0.82万元,减幅达19.52%。这表明新疆地区由于人口的增长,环境压力呈持续增大趋势。影响新疆生态系统服务价值变化的人文因子可归纳为经济、人口和城市化水平因子,其中经济因子与生态系统服务价值呈正相关,而人口和城市化水平因子与生态系统服务价值呈负相关。     

陕北榆林市土地生态价值及生态风险动态分析

以榆林市的遥感影像资料为依据,运用地学信息图谱的理论和方法,在RS和GIS的支持下,生成了榆林市1985-2000年的土地利用及生态价值变化图谱;在此基础上,对该区土地利用及生态价值的时空变化特征进行了分析,并作了土地生态风险动态评估.研究表明,研究期内,榆林市未利用地及水域面积减少,耕地、林地、草地及建设用地面积增加,其中草地增加最多;未利用地向草地流转及草地与耕地的相互转化占了全区土地利用类型总变动量的79.59%,其中,北6县以未利用地向草地及草地向耕地流转为主,南6县以草地向林地及耕地向草地转变为主;土地利用变化使该区生态价值总量增加了3.11%,其中,北6县占总增量的86.74%;榆林市土地生态风险降低,与土地生态价值的变化情况能够相互印证.     

基于Clue-S模型的石马河流域东莞段生态系统服务价值变化情景模拟

[目的]探究生态系统服务价值演变的内在作用机制,旨在寻求以流域为单元的生态农业和城镇的优化配置模式。[方法]基于土地利用及生态服务价值相关理论与方法,以石马河流域东莞段2010-2020年土地利用数据为基础,利用Clue-S模型对2025年土地利用格局进行模拟,得出2025年区域在生态安全、耕地优先和建设发展3种情景下的土地利用空间布局和优化配置结果,分析各情景下流域生态系统服务价值时空格局。[结果]在2010-2020年,石马河流域东莞段生态服务价值下降了1.80×10⁷元,主要为耕地、林地、园地转出。2025年在耕地优先、生态安全、建设发展的情境下ESV分别为9.44×10⁷,9.62×10⁷,9.38×10⁷元,除了生态安全之外,其余两个情景较2020年生态系统服务价值ESV都有下滑。[结论]对处于快速城镇化发展且生态与发展矛盾突出的地区,进行流域生态系统服务价值进行模拟与分析,有利于增强对区域在不同发展模式下生态系统服务价值空间布局的认识和理解,为土地利用规划与生态经济协调发展提供宏观的参考。     

干旱区县域土地覆被变化特征及其生态环境效应——以内蒙古自治区翁牛特旗为例

[目的]研究翁牛特旗的土地利用变化特征及其生态环境效应,为该地区生态环境重建提供支持。[方法]选取2006及2015年8月Landsat卫星影像,通过ENVI 5.1提取出翁牛特旗土地利用数据,进而利用土地利用动态度、土地利用类型的空间转移矩阵,以及生物丰度指数、生态系统服务价值和敏感性指数,分别对翁牛特旗土地利用结构的时空演化特征和生态环境效应进行分析。[结果](1)翁牛特旗主要土地利用类型为耕地、林地、草地和沙地,近10a来该旗的土地利用变化呈现为耕地、草地、建设用地增加,林地、沙地和水体面积减少的态势。(2)10a间生物丰度指数从2006年的43.47下降为2015年的42.69,降低1.79%,表明区域的生物量减少,不利于生物多样性发展;生态系统服务总价值从2006年的102.31亿元下降至2015年的98.47亿元,减少了3.84亿元,下降了3.75%,生态环境基本维持着平衡,总体上呈现出微弱的退化。(3)各种土地利用类型的敏感性指数(CS)均小于1,表明研究区生态系统服务价值对于生态服务价值系数不敏感、缺乏弹性。[结论]研究区林地、水体面积的减少,建设用地面积的增加是生态系统服务总价值减少的主要原因。研究区土地利用变化引起的生态系统服务价值和生物丰度的减少,加剧了当地生态环境的脆弱性。     

湿地生态系统服务功能的空间格局——以内蒙古森工湿地生态系统为例

[目的] 对内蒙古森工湿地生态系统服务功能空间格局进行研究,为保护该区森工湿地生态系统和资源的可持续利用提供理论依据。[方法] 以2018年内蒙古森工湿地资源调查数据为基础,内蒙古森工湿地生态系统为研究对象,利用市场价值法、碳税法、工业制氧成本法、影子工程法、污染防治成本法和专家评估等生态经济价值评价方法,逐项对其涵养水源、固碳释氧等8项服务功能所产生的价值量进行评估。[结果] 内蒙古森工湿地生态系统服务功能总价值量为860.92亿元;其中,涵养水源、降解污染、提供生物栖息、固土保肥、固碳释氧、科研文化游憩、改善小气候和营养物质积累价值量分别为：111.78,104.02,89.38,67.64,56.16,43.25,24.11和5.53亿元。大杨树、乌尔旗汗和库都尔林业局生态价值量排位列前三,分别为111.78,104.02和89.38亿元。[结论] 各项服务功能,以涵养水源、降解污染和提供生物栖息为主导服务功能,以营养物质积累为最小服务功能。从整体空间格局分布来看,各林业局湿地生态系统服务功能价值量的空间分布总体趋势均表现为：中部 > 西南部 > 北部。     

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。     

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%。     

黄河上游生态脆弱区绿洲开发模式下生态系统服务价值损益分析——以宁夏红寺堡区为例

为了探究黄河上游绿洲灌溉区的开发模式对生态系统服务价值(ESV)的影响,选取宁夏红寺堡区为研究区域,基于Landsat TM和GF-2遥感影像数据源,通过修订生态系统服务当量因子,对其生态系统服务价值损益进行了定量分析。结果表明:(1)自1998年底第一批宁夏南部山区的移民迁入红寺堡区开启绿洲开发模式以来,红寺堡灌区面积持续扩张,至2018年已达5.17×10⁴ hm²,形成了“蝴蝶型”的荒漠绿洲分布格局。(2)绿洲开发使得红寺堡区的土地利用结构发生显著变化,旱地、其他草地和未利用地大幅减少,水浇地、林地和建设用地大幅增加,基本形成以绿洲为主的生活空间和生产空间、周边为生态空间的“三生”空间格局。(3)1990—2018年红寺堡区的ESV由1.151×10⁹元提升为2.267×10⁹元,这主要得益于林草地、水体等生态用地的扩张,各单项服务价值呈上升趋势,生态建设成效显著。(4)红寺堡区的ESV总量变化呈现明显的阶段性特征,其中,1990—2000年轻度降低,此后持续增长。1990—2000年,旱地扩张,导致林草地失衡,生态退化,ESV损失2.9×10⁷元; 2000—2018年ESV增加1.116×10⁹元,其中,城镇建设用地快速扩张是ESV损失的主因,林草地和水域的扩张是ESV增加的主因。综上,红寺堡区在绿洲开发进程中生态建设成效显著,但也存在因为开发导致ESV损失的情况。今后发展中,需要进一步提升社会-经济-生态三者的协同发展能力。     

基于意愿调查法的水稻田生态服务价值研究——以江苏省苏州市为例

[目的]水稻田具备重要的生态服务价值,通过调查城乡居民对稻田生态服务价值的支付意愿,量化水稻田的生态服务价值。[方法]以苏州市为例,在稻田生态系统服务及价值评价方法的基础上,采用意愿调查法(CVM)法和相关计量模型研究了稻田生态服务价值和城乡居民对稻田生态服务价值的支付意愿及其影响因素。[结果](1)苏州市稻田生态服务价值为3.75×1010元,单位面积稻田生态服务价值为4.52×105元/hm2;(2)68.99%市民和65%的农民家庭愿意为稻田生态服务价值付费,支付额度分别为1 230.43元/户和434.67元/户;(3)受教育程度、家庭总人数、工作人数(劳动力人数占比)、被抚养人数和家庭收入等是影响城乡居民支付意愿的重要因素。[结论]稻田生态服务价值有其重要性,有必要将稻田生态服务价值纳入资源配置决策,建立稻田生态补偿机制。