海南南渡江流域中下游生态系统水源涵养功能研究

采用相关数据资料收集、野外样品采集和实验室分析以及课题组多次科考调查的数据为基础,研究了海南南渡江流域中下游生态系统的水源涵养功能.结果表明,2005 ～ 2011年间南渡江流域中下游水源涵养总量减少了5.26亿m3,减少了约25％.     

关中-天水经济区农田生态系统涵养水源价值量时空变化

【目的】科学、准确地量化农田生态系统的涵养水源服务,有助于其更好地发挥调节水源、稳定水源供应的作用,以缓解水源短缺的危机.【方法】在3S技术支持下,采用土壤蓄水法估算了关中-天水经济区农田生态系统水源涵养量,并采用影子工程法、成本估算法等计算了其涵养水源的价值量.【结果和结论】关中-天水经济区农田生态系统涵养水源量及其价值在1980—2010年的30年间呈先减少后增加的总体变化趋势,其中,1980—2005年农田生态系统涵养水源总量从32.219亿m3·年-1减少至19.691亿m3·年-1,涵养水源总价值从21.587亿元·年-1减少至13.193亿元·年-1,年均减少1.56%;2005—2010年生态系统总涵养水源数量从19.691亿m3·年-1增加到31.638亿m3·年-1,总涵养水源价值从13.193亿元·年-1增加到32.219亿元·年-1,年均增长为7.42%.由于退耕还林还草政策的正向引导,在耕地面积日益减少的情况下,农田生态系统的涵养水源量及涵养水源价值量依然呈增长趋势,并具有一定的时空变化:在时间上表现为先减少后增加;在空间上表现为东南平原高,西北山地、丘陵低的变化趋势.     

贵州省森林生态系统水源涵养功能价值评估

森林生态系统是地球上最大的生态系统,在全球生态系统中发挥着至关重要的作用。该研究从森林生态系统服务功能视角出发,基于2000—2010年贵州省各州(市)降雨数据和2010年贵州省森林数据,利用ArcGIS空间分析工具模块下的空间插值、降雨量贮存、替代工程等方法,结合坡度、海拔和岩性等指标修正的R值,评估了2010年贵州省森林生态系统水源涵养功能的价值及其空间差异。结果表明:(1)贵州省2010年森林生态系统水源涵养功能为205.363亿m3,转化成经济价值为1640.850亿元,相当于贵州省同年全省生产总值的35.7%。(2)贵州省森林生态系统水源涵养功能整体上看为中部低,南、北部高;西部低,东部高。(3)按行政区划来分,单位面积水源涵养能力呈现为:黔东南黔西南黔南铜仁安顺六盘水遵义贵阳毕节。(4)就不同森林类型单位面积水源涵养能力来看,常绿阔叶林针阔混交林常绿针叶林落叶阔叶林灌木林。     

基于InVEST模型的未来土地利用变化对水源涵养功能的影响——以杨溪河流域为例

以杨溪河流域为例,利用未来土地利用变化情景模拟(GeoSOS-FLUS)模型对未来土地利用情况进行模拟,并通过InVEST模型对水源涵养功能进行分析。结果表明:整体上杨溪河流域内未来各类土地利用类型更趋于集中,耕地面积大量减少并趋于消失,林地面积大量增加并普遍大于其他土地类型;杨溪河流域在现状和未来各情景下均表现为上游和下游的产水量较高;人类活动会对杨溪河流域产水量产生影响,注重全球化的变化和环境保护可保持流域良好的水源涵养功能。水源涵养功能在流域的开发利用中有重要作用,需要保护林地并协调经济、环境和资源等各方面之间的关系,以维持杨溪河流域等我国南方中小流域较强的水源涵养功能。     

贵州省生态系统水源涵养价值估算

探明贵州省生态系统的健康状况,为贵州省资源开发利用、水土保持及生态环境保护工作提供借鉴,以贵州省2014年不同季节HJ星和ETM+影像数据为基础,综合考虑贵州省生态系统类型、植被指数、植被覆盖度、发育度指数、径流系数、降水量等水源涵养影响因素,运用ARC GIS 10.1空间分析工具建立水源涵养量核算模型,进而对贵州省水源涵养价值进行核算。结果表明:贵州省水源涵养价值量分布状况与其生态系统类型的分布密切相关。全省水源涵养价值总量为442.20亿元,其中,森林生态系统占主导的黔东南地区的水源涵养价值最高,达97.32亿元,占整个贵州省的22.01%;其次为遵义市和黔南州,其水源涵养价值分别为70.86亿元和70.83亿元,均占贵州省水源涵养总价值的16.02%;以居住地、工业用地为主的贵阳市和以旱地生态系统为主的六盘水市的水源涵养总价值相对较低,分别为17.57亿元和19.20亿元,分别占整个贵州省的3.97%和4.34%。     

西安市生态系统服务价值及其变化研究

在阐释生态系统的固碳释氧、保持土壤、涵养水源、食物生产生态功能的基础上,根据西安市生态系统类型特点,定量评价西安市2000年及2010年西安市固碳释氧、保持土壤、涵养水源及食物生产的生态系统服务价值及其变化情况.结果表明,2000年西安市各项生态系统服务功能总价值为220.81亿元,2010年增长至238.70亿元.10年间涵养水源生态系统服务价值量下降了57.04％,应注重对秦岭北麓山地森林生态系统及西安市水域面积的严格保护.     

天山灌木林生态系统服务功能评估

依据《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721—2008)确定的评估标准及社会公共数据,以2011年新疆森林资源一类清查数据为基础,对新疆天山山区天然灌木林生态系统的涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质和生物多样性保护5项服务功能11个指标,分别进行了实物量、价值量的监测与核算。结果表明:天山天然灌木林年均涵养水量为7.82亿m3/a,年保育土壤的总量为271.87亿t/a,年固碳释氧的总量为13.94亿t/a,年积累营养物质的总量为21.93万t/a。天山灌木林年涵养水源功能的总价值为87.05亿元/a,其中保育土壤功能的总价值量为18.10亿元/a,固碳释氧的总价值量为27.50亿元/a,积累营养物质的价值量为2 810万元/a,物种资源保护价值为37.84亿元/a,天山天然灌木林生态系统服务功能的总价值约为170.79亿元/a。     

森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程及计量方法

近年来国内森林生态系统服务功能研究较多,但应用价值不高,其科学性受到诸多质疑.从森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程以及其计量方法出发,对国内外研究动态和发展趋势进行了总结分析,重新审视森林水源涵养功能的研究意义,探讨森林水源涵养功能的多尺度特征.从森林水源涵养功能作用的空间尺度上看,其拦蓄洪水削减洪峰的功能仅在较小尺度上有效,而调节径流的功能只有当森林土壤的入渗量超过蒸散量时,才可能有更多地下水补给河道径流,进而增加旱季河道流量.同时森林水源涵养功能也具有明显的时间尺度特征,具体表现为在次降水事件中,由于蒸散发量较小,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量,在功能上表现为拦蓄降水;在长时间尺度上,由于林地蒸散要耗去大量水分,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量减去林地蒸散发量,在功能上表现为净化水质和调节径流.大多数研究仅对单一林分的个别层次蓄水功能进行研究,缺乏流域尺度或者更大空间尺度的森林水源涵养功能研究.建议从区域降尺度到流域或将坡面尺度上推到流域,集中在流域尺度解决森林水源涵养空间异质性将是解决森林水源涵养功能尺度外推的有效办法.就目前国内流行的森林水源涵养功能计量方法而言,其与尺度及研究目的有较大相关性,在研究中应根据研究目的、研究尺度和可获取的数据情况选择合适的计量方法.研究突出了不同尺度作用下森林水文过程的复杂性及重要性,并结合森林与水关系的争论问题,分析目前国内对森林水源涵养功能研究的一些误区,提出森林水源涵养功能研究的一些关键科学问题及未来可能的发展方向,主要包括:1)明确界定森林水源涵养功能的边界,探索森林水源涵养功能计量的新方法;2)加强不同时空尺度关联的森林水源涵养功能研究,包括正确评价森林水源涵养功能的时空变异规律,森林生态系统水源涵养功能的尺度效应,森林水源涵养与下游水生态安全,森林水源涵养研究范式转变等核心问题.     

基于综合蓄水能力法的森林水源涵养功能估算——以江西兴国县为例

以江西兴国县第6次二类调查森林小班数据为基础(2003年) ,根据综合蓄水能力法,计算了兴国县森林涵养水源的功能,并比较分析了不同森林类型、海拔和坡位条件上森林涵养水源功能的差异,结果表明:1)2003兴国县森林生态系统面积22.65 ×10⁴ hm²,年涵养水源量1. 93×10⁸ m³,单位面积森林涵养水源量852.45 m³·hm^-2; 2)不同森林类型涵养水源的功能不同,其中针叶林涵养水源贡献最大,而从单位面积涵养水源能力来看,阔叶林>混交林>针叶林>灌木林; 3)不同海拔高度上森林水源涵养功能的贡献不同,其中海拔100～300、300～500和500～1 000 m森林为涵养水源功能的主体,其中海拔300～500 m森林的涵养水源能力最高; 4)不同坡位上森林涵养水源的贡献也不同,其中全坡的森林最高,但是全坡森林单位面积涵养水源能力低。     

北京市经济林生态系统服务功能评估

依照《森林生态系统服务功能评估规范》（LY/T 1721-2008）,以北京市13个区县、14个经济林树种为研究对象,定量评估北京市经济林生态系统服务功能。结果表明,北京市年经济林生态系统涵养水源和保育土壤等7项评估指标总价值为78.41亿元,以涵养水源（30.15亿元·a^-1）、固碳释氧（17.42亿元·a^-1）、净化大气环境（11.59亿元·a^-1）为主;北京市各区经济林生态系统中密云区、平谷区和怀柔区的服务价值相对高于其他区县;以板栗林生态服务价值量较高（29.90%）;北京市各项生态服务功能空间分布格局由大到小基本呈现为:东北部、西北部、西南部、东南部、中部。     

海南森林资源及其生态功能监测与评估

基于8次森林资源清查和森林生态连清技术体系获得的生态和资源大数据，对海南省近40年的森林资源动态变化和森林生态系统服务功能进行研究。结果表明:海南森林资源面积、蓄积和生态功能实现了“三增长”，海南省森林面积自1981年起呈逐年增加的趋势，在第5次清查期（1994—1998年）后逐渐趋于稳定，在第8次清查（2009—2013年）后达最大的97.11万hm2，增长幅度为1.63倍；第3次至第8次清查期海南省森林蓄积有逐渐增加的趋势，清查期资源数量有大幅度上升，森林蓄积量增长了32.61%；从第3次至第8次清查，海南省森林生态系统各项服务功能总体呈增加趋势，涵养水源第3次清查为34.82亿t·a，第8次为82.56亿t·a，增加了137.11%；滞尘从3次清查为93.33亿kg·a，第8次为235.01亿kg·a，增加了151.81%；海南省“十一五”“十二五”期间的森林生态系统服务功能价值量分别为126.59亿元·a和1 359.67亿元·a，增长幅度为20.69%；阔叶混交林服务功能价值量达最大值。研究结果对进一步提高人们对森林资源保护意识、推动国民经济核算体系和生态文明建设制度的构建具有重要的意义。     

近60年挠力河流域生态系统服务价值时空变化

根据1950-2005年挠力河流域土地利用数据,利用中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表,对近60年挠力河流域生态系统服务价值的时空变化进行研究.结果表明,自1950年至2005年,挠力河流域生态系统服务价值逐渐减少,由749.84亿元降低至308.82亿元,损失约58.82％;价值空间格局由以高价值区为主导的状态逐渐转化为以低价值区为主导的状态,且价值质心由北向南发生转移;挠力河流域生态系统服务价值的全局自相关指数逐渐减小,高-高自相关类型沿河流主干道逐渐萎缩,且呈现破碎化趋势,低-低自相关类型呈先减少后增加的“V”趋势,呈现不显著连片化趋势.人为垦殖活动是该流域生态系统服务价值时空动态变化的主要驱动因素.     

长江流域不同类型山洪灾害易发区划分

长江流域因其复杂的地质地貌及气候条件成为我国山洪灾害发生最为密集的地区。山洪灾害易发区划分是山洪灾害防治工作的重要内容,针对长江流域大尺度(跨省级)区域的山洪灾害易发性研究可为长江流域及相似区域的山洪灾害评价研究以及规划、部署、实施山洪灾害防治工作提供科学依据。本文综合考虑影响山洪灾害形成的自然地理因素,以县域为评价单元,构建各类山洪灾害易发程度指标体系,基于Matlab,采用层次分析法计算各类山洪灾害易发性指数。据此,利用ArcGIS自然间距分类方案将长江流域划分为4个山洪灾害易发区,即高易发区、中易发区、低易发区和非防治区。结果表明:溪河洪水灾害呈现由东向西灾害易发程度逐渐降低的趋势,分布较为密集的区域在流域的中东部地区;滑坡灾害高易发区主要分布在流域中部,上游干流附近滇北和陇南山地,尤以四川盆地以东地区最为集中;泥石流灾害高易发区主要分布在流域西部,其中以断裂带发育的第一、二阶梯过渡带最为密集。划分结果显示各类山洪灾害在流域内的分布差异较为明显,不同类型山洪灾害的历史发生次数在高易发区的集中程度均在80%以上,表明分区结果能够较好反映各灾害的区域分布特征。      

广西西江流域水源涵养服务空间格局及其影响因素

  目的  水源涵养在众多生态系统服务中占据着重要的地位。揭示水源涵养服务空间格局及其影响因素,识别水源涵养服务重要区,对流域水资源利用、分区管理与综合保护具有重要意义。  方法  以广西西江流域为研究对象,基于InVEST模型、GeoDa与ArcGIS等工具,使用全域和局域空间自相关检验研究区水源涵养服务空间分布模式,构建空间误差模型辨识水源涵养服务关键影响因素,采用分位数分类法进行水源涵养服务重要性分级。  结果  广西西江流域多年平均水源涵养量为185.36 mm,2015年总量为376.10亿 m3。全域莫兰指数为0.769,表明研究区水源涵养服务在空间分布上具有空间依赖性。考虑到多重共线性的影响,最终从13项影响因素中筛选出7项进入空间误差模型,得出土壤饱和导水率、多年平均降水量、坡度、植被净初级生产力、经济密度对水源涵养服务产生显著正面影响,而人口密度和不透水率对水源涵养服务产生显著负面影响。识别出黔浔江流域及左郁江流域南部区域是水源涵养服务重要区,在相关政策制定与管理决策中需重点和优先考虑。  结论  广西西江流域水源涵养服务在空间分布上呈现集聚分布,并以低-低聚集和高-高聚集类型为主。土壤饱和导水率、多年平均降水量、坡度以及不透水率是水源涵养服务最主要的影响因素。图5表2参28     

海南岛中部山区热带天然林生态功能价值分析

对海南中部山区热带天然林改良土壤、固土、保肥、蓄水调水、净化水质、固碳释氧、净化空气、生物多样性保育、生态旅游等生态功能进行价值评估,得到2010年海南中部生态功能保护区热带天然林主要生态功能性综合价值为330.648亿元/a,相当于当年海南省GDP的16.1%。海南中部山区热带天然林对海南的生态安全起着屏障作用。     

黄山山区金银花栽培技术及效益分析

黄山山区是安徽重点林区,金银花在该区域内已形成基地化栽植并逐步形成规模。通过对苗木选育、栽植地选择、栽培技术、抚育管理、林业有害生物防治及采收、加工、销售等方面的阐述,分析了栽植金银花在保持水土方面的生态效益及在黄山山区产生的经济效益和社会效益。     

福州市土地生态系统服务功能价值的评估

参考Costanza等人以及谢高地等人的研究成果,结合福州市的实际情况,并运用防治和替代成本法估算城市建设用地对生态系统服务功能的影响价值,修正土地生态系统服务总价值。在此基础上,对研究区的生态系统服务价值变化情况进行对比分析。结果表明:1985年、1996年、2007年土地利用程度综合指数逐渐增大,分别为2.14、2.19和2.21,而土地生态系统服务价值却逐渐降低,1985年为8 74.87亿元,1996年为745.67亿元,2007年为743.82亿元。在各种土地生态系统类型中,历年林地生态系统产生的服务价值均最大,约占总价值的71.21%～84.04%,且比例呈逐年增加的趋势。在各项服务功能中,土壤形成与保护、气体调节和水源涵养产生的价值最大,三者合计约占总价值的46%。     

惠安县森林生态系统服务功能价值评估

采用福建惠安县2009年森林资源二类调查数据、社会公共数据,使用影子工程法、机会成本法、文献研究等方法,计算了2009年惠安县森林生态系统服务价值,并对其进行生态功能划分,结果表明:惠安县森林生态系统服务功能总价值为113384.71万元,按其服务功能价值大小排序为:涵养水源>保育土壤>森林防护>固氮释氧>净化大气环境>森林游憩>生物多样性>积累营养物质。依据评估结果和相关材料,将森林生态系统划分3个功能区:西北部水土保持及风景林区、中部经济林及水土保持林区、东南部沿海防护林区。     

安徽省生态系统服务价值估算与时空分异

以土地利用变更调查数据和2013年我国各类土地生态系统单位生态服务价值为基础,估算2005、2009和2013年安徽全省及各地市生态系统服务价值,分析安徽省生态系统服务价值总量、构成与质量的时空分布。研究发现,2005、2009和2013年安徽省生态系统服务价值分别为3846.055、3788.165和3754.096亿元。研究期间,各项生态服务功能价值、各类用地对区域内生态服务系统价值贡献大小的排序均未改变。湿地、水域、耕地和草地4类用地的减少,是区域生态系统服务价值下降主因。六安、安庆、宣城、黄山、滁州、合肥和池州7市生态系统的稳定,对于维系全省生态环境质量有举足轻重的作用。2013年各地市生态系统服务质量呈现明显的地带性分布规律,自南向北逐渐递减。     

典型内陆盆地生态系统服务价值对土地利用变化的响应

【目的】 研究塔里木河流域1990~2018年间土地利用变化下生态系统服务价值时空演变趋势,为干旱区土地资源的可持续发展提供科学依据。【方法】 基于1990、2000、2010和2018年4期Landsat TM遥感影像,提取土地利用数据并采用修正后生态系统服务价值系数、空间相关性分析等方法,以典型内陆盆地塔里木河流域为研究区,研究塔里木河流域土地利用与生态系统服务价值(Ecosystem services values,ESV)的时空演变特征。【结果】 (1)1990~2018年间塔里木河流域土地利用变化显著,耕地和建设用地表现为增长趋势;高、中、低覆盖度草地,林地和水域呈现减少趋势;建设用地的涨幅最大,水域的降幅最大。(2)流域内ESV总体上呈现下降趋势,由1990年的8 728.84×10⁸元减少到2018年的7 671.65×10⁸元;2015~2018年ESV减幅最大,其中草地ESV占比最高,达39%以上;单项ESV以调节服务为主,占比在62%以上。【结论】 研究区ESV在空间分布上表现为四周高、中间低的特征,且具有显著的空间正向自相关性;ESV增值区域分布在研究区东南部区域,ESV损失区域分布在研究区西部和北部区域。