汉江流域水源涵养功能的关键生态修复区识别与植被优化配置

[目的]识别汉江流域水源涵养关键生态修复区,进行植被优化配置和生态修复效果的验证,为生态修复工程实施范围提供科学依据。[方法]主要利用InVEST模型,估算2020年水源涵养量,通过水源涵养功能强弱识别关键生态修复区,将水源涵养弱功能区内有林地、灌木林、草地、未利用地和25°坡以上的耕地区域作为修复区,对修复区进行林地适宜性评价,依据林地适宜性评价结果完成各土地覆盖类型之间的优化配置,模拟完成配置后修复区的水源涵养功能,并与配置前进行比较。[结果]植被优化配置后,修复区产水量降低了6.97%,水源涵养总量提高了14.96%。[结论]汉江流域通过植被优化配置手段提升水源涵养功能具有一定的潜力,未来应在水源涵养功能的基础上同时考虑其他生态服务功能,进行汉江流域修复区识别,以便采取更全面的修复措施来解决汉江流域的生态问题。     

秦岭水源涵养功能解析

稳定且良好的水源涵养功能是区域发展的基础，生态系统的水源涵养功能是当下区域生态水文研究的关键领域。秦岭因其重要的生态功能与地理环境特征，掌握其水源涵养功能的变化、水源涵养功能空间格局、影响因素敏感性等信息具有科学和实践指导双重意义。选取陕西秦岭为研究区，基于InVEST产水模块和水源涵养模型，计算秦岭2000—2014年15年间水源涵养量的变化，从坡度、高程、坡向方面分析了水源涵养空间格局，选取降水、蒸散发、季节常数、根系深度、叶面积指数等因素敏感性。结果表明：（1）年均水源涵养量与年均降雨量基本同步波动，2000—2014年15年间秦岭水源涵养总量呈增加趋势，年均增加值为2×10⁹ m³，并且增加的趋势越来越明显。秦岭主要流域年平均水源涵养量为汉江流域 > 丹江流域 > 渭河流域 > 洛河流域 > 嘉陵江流域。（2）秦岭水源涵养功能与高程、坡度、植被覆盖度呈正相关，阴坡水源涵养量大于阳坡，子流域水源涵养功能以中等重要和重要为主，一般重要和极重要较少。（3）影响水源涵养功能关键因子参数敏感性为降雨 > 潜在蒸散发 > 叶面积指数 > 季节常数 > 植被根系深度。     

陕西省生态系统水源涵养功能评估分析

以陕西省为研究对象,基于水量平衡法并结合GIS空间分析与线性回归法,对2000—2014年区域生态系统水源涵养功能动态变化进行科学评估和重要性评价,并以此为方向探讨区域生态红线规划。结果表明:(1)陕西省水源涵养能力南北高,中间低,空间差异显著,单元水源涵养量为0～800.90 mm;近15年水源涵养功能增加区域面积占研究区总面积的86.71%,总水源涵养量呈"整体上升,局部下降"特征。(2)气候要素与水源涵养量相关性较强,植被类型也影响着水源涵养的空间特性。植被类型中,森林是生态系统水源涵养的主体,其中,水源涵养能力为:常绿阔叶林常绿针叶林落叶阔叶林落叶针叶林。(3)研究区内水源涵养量200 mm的区域占总面积的65.12%,整体水源涵养生态价值不高;综合划定水源涵养生态保护红线面积约77 593.31 km~2,占总面积的37.70%,主要分布在秦岭中西部高山区、汉水谷地以南以及延河流域以北,生态系统类型以林地为主。     

深圳市三洲田水库水源保护林建设探讨

在对三洲田水库水源保护区立地类型、植被现状、水土流失及水污染等主要生态问题现状调查的基础上,以涵养水源、净化水质和美化景观为目标,提出了三洲田水库水源保护林建设措施,并进行了总体规划。将水源保护林体系划分为7个功能区,并对各区水源保护林及其配套工程措施进行了合理布局与配置,使其形成良好结构的整体防护体系,达到防治水土流失和营造库区优美的生态景观环境的目的。     

桐庐生态公益林主要森林类型水源涵养功能综合评价

 对浙江省桐庐县生态公益林中主要森林类型的水源涵养功能进行评价。选取林冠截留率、枯落物层蓄积量、枯落物层最大持水率、土壤稳渗速率、土层厚度、土壤总孔隙度和非毛管孔隙度为评价指标,构建森林水源涵养功能综合评价方法。结合实测数据,对研究区各森林类型水源涵养功能进行评价。结果表明:水源涵养功能为青冈林>杉木林>毛竹林>香樟林>马尾松林>板栗林;青冈林的水源涵养功能属较好等级,杉木林、毛竹林、香樟林为中等,马尾松林、板栗林较差。     

秦巴山区植被涵养水源价值测评研究

根据陕西省植被图,在MapInfo4.0上建立秦巴山区植被类型数据库,从林冠层、枯枝落叶层、土壤层3个层次分析了秦巴山区植被水源涵养的物质量,并利用影子工程法、成本估算法等方法对其生态功能进行了货币化评定。结果表明林冠层的截留量为109891.62万t,枯枝落叶层的截留量为31960.44万t,土壤层的截留量为196309.35万t,3个层次总截留量为338161.42万t,水源涵养总价值量为226.56×108元。这对于本地区水资源的合理利用以及生态环境建设有着积极的作用。     

秦岭生态功能区森林水源涵养功能的经济价值估算

从水源涵养功能的角度,利用影子工程法和市场价值法等,估算了2010年秦岭生态功能区水源涵养的经济价值。结果得出,2010年秦岭生态功能区现有水源涵养功能总价值为3.17×1010元,相当于安康市2010年国内生产总值(GDP),比商洛市2010年国内生产总值高出5.70×109元。纵向比较,2010年秦岭水源涵养价值比2002年高出8.80×109元,平均每年增长近1.00×109元,在水源涵养方面功能改善是显著的。目前生态功能经济价值仅为一种潜在价值,为此提出通过加快建立与市场经济相适应的生态补偿机制,实现水源涵养功能经济价值向现实经济价值的转化。     

水源涵养型保护区旅游开发中水资源合理利用与保护研究——以驼梁自然保护区为例

水源涵养型保护区的水资源不仅在维持生态平衡、造景、保障旅游生活用水方面起着基础性作用,而且还关系到饮用水源地的水质和生态安全。但在旅游开发过程中,水环境破坏现象普遍。通过对水源涵养型保护区———驼梁自然保护区的水环境特征,以及水资源利用中存在的问题及其产生的原因进行探讨,并针对其存在的问题及原因提出水资源合理利用和保护的一些对策,如倡导生态旅游,控制旅游环境容量;节约用水;水污染的防控与治理等。     

张家口市林地与水源涵养功能时空变化及其耦合关系

水源涵养功能是林地最重要的生态功能之一,特别是在干旱、半干旱脆弱山区,对维持区域生态安全和社会经济发展具有重要作用,进行林地与水源涵养功能时空变化及其耦合关系研究可为林地规划和生态建设提供科学参考。该研究以河北省张家口市为例,基于遥感影像数据、气象数据、森林资源清查数据等,运用GIS技术、InVEST模型和SPSS模型系统分析了张家口市林地和水源涵养功能的时空演变特征及其相互关系。研究结果表明：1）张家口市林地分布具有明显的空间集聚特征,研究期内林地面积持续增加。阔叶林所占面积最大,灌木增速最快,针叶林分布面积最小且增速最慢。2）1990—2020年研究区水源涵养功能呈东部及南部高,中部及西部低的空间分布格局,平均水源涵养量先减少后增加再减少。3）研究期内张家口市林地面积与水源涵养功能的空间分布具有一致性。随林地面积增加,水源涵养量呈先增加后减少的趋势,当林地面积达到区域总面积的1/2时,水源涵养量达到峰值。不同树种结构的水源涵养量排序从大到小依次为阔叶林、针叶林、灌木。4）未来张家口市应合理规划经济林与其他树种的种植面积及格局分布,同时注重混交林与原生林的种植,丰富树种多样性,从而充分发挥林地的水源涵养功能,促进张家口市生态建设和保护。     

吉林省森林涵养水源经济价值核算

[目的]分析吉林省各植被类型的森林涵养水源能力及森林生态系统总的涵养水源价值量,为森林可持续经营和管理提供依据。[方法]以吉林省森林生态系统降水截留率和降水量的测定数据为基础,应用降水截留率与森林林冠、降水量的关系得到森林涵养水源实物量,利用影子工程法得到森林生态系统涵养水源的经济价值。[结果](1)吉林省年均降水量为1 179.9mm,各植被类型的森林涵养水源能力为:天然林人工林乔木林经济林;(2)每年森林涵养水源总量为7.24×1010 m3,森林涵养水源的价值量为1.81×1011元。[结论](1)吉林省水资源流出量大于流入量,属于人口与生态双重缺水的省份;(2)森林植被类型虽然丰富,但森林资源存在区域分布不均,人工林树种单一且有着过伐林的资源结构特征等问题。     

青藏高原保护区植被与生态系统服务功能变化的一致性分析

[目的]探讨青藏高原保护区2000—2010年生态系统服务功能对植被变化的响应,为进一步明晰生态系统服务功能和遥感植被指数的关系,为区域生态系统服务功能评估与生态保护提供科学参考。[方法]聚焦青藏高原各类保护区,基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)增强型植被指数(EVI)产品进行植被变化制图,针对碳固定、土壤保持、水源涵养、栖息地保护等生态系统服务功能,判断青藏高原保护区内2000—2010年生态系统服务功能变化趋势是否与植被变化趋势一致。[结果]青藏高原EVI在2000—2010年以非显著变化为主,在栅格和保护区两个尺度上均表现为非显著增加样本多于非显著减少样本,青藏高原植被呈现整体好转局部退化的特征。[结论]青藏高原保护区各项生态系统服务功能在2000—2010年以非显著变化为主,但生态系统服务功能非显著减少样本明显多于非显著增加样本,与EVI变化趋势不一致。     

石家庄市土地利用变化及其生态服务功能响应

[目的]探究土地利用变化对生态服务功能的影响,为今后研究区实现社会经济发展与生态环境稳定、土地可持续利用与发展提供理论依据和决策方法。[方法]利用河北省石家庄市2000年和2010年的遥感影像数据,解译该2期土地利用类型图。并对2期土地利用图进行变化速度、内部转移矩阵、空间叠加分析,了解近10a来研究区的土地利用特征。应用谢高地和Costanza的研究经验,结合研究区实际,对生态服务功能价值进行计算,并作敏感性分析。并从单项生态服务功能价值、各土地利用类型生态服务价值对生态服务功能价值影响、生态服务价值流向等方面对土地利用变化的生态服务功能响应进行研究。[结果]土地利用变化是引起生态系统服务价值变化的主要原因,其中林地和低矮灌木及草地生态系统对生态系统服务价值的提高有显著影响。[结论]研究区10a间土地利用变化十分明显,土地利用整体趋势呈平衡状态,土地利用方向基本合理;保护区土地利用变化对生态服务功能影响显著,林地为主要土地利用类型,对生态服务功能影响最为显著。     

基于能值分析和生态用地分类的河北省生态补偿研究

为促进河北省发展及生态环境建设,基于国内外相关研究方法,引入地貌类型空间尺度,将河北省划分为8个主要地貌类型区,应用生态补偿优先级模型,对河北省108个县的生态系统生产总值及生态补偿优先级进行测算,并从整体、地貌类型区、县3个空间尺度分析了河北省生态补偿的优先领域。结果表明:河北省生态补偿优先级总体较高,平均生态补偿优先级为0.221。空间上呈由北至南逐渐递减的趋势,山地丘陵区的生态补偿优先级大于平原地区。平原地区中,沿海平原的生态补偿优先级高于内陆平原地区。不同县、市的生态系统生产总值差异明显,因此生态补偿优先级也存在差异,有需要迫切补偿的围场、丰宁、黄骅、唐海、乐亭等地区,同时也存在应率先支付生态补偿的内陆平原县。将结果与经济补偿强度模型进行比较,既实现了河北省各地区生态补偿的迫切度的量化,又反映出河北省生态经济之间的关系,为促进京津冀的协调发展与生态环境保护发挥着重要的作用。     

基于系数修正的青龙县生态系统服务价值动态变化研究

生态系统服务价值是反映一个区域生态环境状况和生态效益的重要指标,生态系统服务价值变化对区域生态建设及可持续发展具有重要意义。本文以河北省青龙县为研究区,基于Costanza生态系统服务价值评估模型,参考谢高地等的研究成果,采用区域差异性系数、社会发展修正系数,调整生态服务价值当量因子表,构建了生态系统服务价值动态评估模型,对青龙县2006—2016年间生态系统服务功能价值动态变化情况做出了评估与分析。研究结果表明：1）2006—2016年青龙县生态系统服务功能总价值呈增加-减少-增加的变化趋势,总量增加45.07亿元,年均变化量为4.51亿元,年均变化率为4.54%;2）各种土地利用类型中,林地、园地所提供的生态系统服务功能价值最大,其次为水域、耕地,未利用地及湿地占比最少;3）研究区的生态系统服务功能价值结构总体趋于稳定,其占比大小依次为：生物多样性保护 > 水源涵养 > 气候调节 > 气体调节 > 土壤的形成与保护 > 原材料 > 废物处理 > 游憩文化 > 食物生产。不同地区的生态系统服务价值是存在差异的,且随着社会的发展而不断变化着。本研究与以往的生态系统服务价值评估模型相比,考虑到区位条件、社会发展对研究区的影响,对县域小尺度更具有适宜性,更能揭示区域生态系统服务价值的动态变化机制和效应。     

西北生态脆弱区省域国土空间生态修复分区

在生态文明建设背景下的国土空间治理时代,国土空间生态修复是优化国土空间结构、提升国土空间功能的重要举措。针对西北生态脆弱区省域国土空间生态修复分区的理论创新与实践需求,该研究以县（区）为基本研究单元,将生态系统服务供需分析与国土空间生态修复分区结合起来,探索基于生态系统服务供需匹配程度差异的西北生态脆弱区省域国土空间生态修复分区思路与方法。对甘肃省的案例研究结果表明：1）除食物供给服务外,全省县域水源涵养服务、固碳释氧服务和土壤保持服务的总供给均大于总需求,但供给与需求存在明显的空间不匹配问题。2）甘肃省存在“高供高需”“高供低需”“低供高需”和“低供低需”4种供需匹配类型,但各项生态服务的主导供需匹配类型主要以“高供低需”和“低供低需”为主。3）依据区域生态系统服务供需差异及供需匹配类型,将甘肃省划分为绿洲保育、固碳提升、水源涵养和土壤保持4个生态修复大区,并按照自然地理特征与区域生态环境问题将4个大区划分为10个亚区,同时提出不同区域相应的生态保护修复工程措施。     

基于生态系统服务功能的东江流域关键性生态空间识别

东江流域生态环境脆弱,水土流失现象频发,进行关键性生态空间识别对维护其生态环境安全和促进区域可持续发展有着极其重要的意义。该研究通过重要性-敏感性构建关键性生态空间识别评价体系,使用NPP（Net Primary Productivity）定量评价法、模型评价法,定量揭示其关键性生态空间的分布特征。结果表明：1）东江流域的关键性生态空间面积为16 734.48 km2,面积占比50.49%,主要位于在中游、下游地区。其中,底线型生态空间面积为5 481.21 km2,集中分布在自然保护地、风景名胜区之中;危机型生态空间面积为11 253.27 km2,主要位于下游的经济发达的珠三角城市中;2）面积占比分别高达47.04%、66.66%的建设用地、耕地占用关键性生态空间,且都集中分布在危机型生态空间中,各生态空间地类以林地和耕地为主。最后将识别结果与土地利用状况结合分析,以期为东江流域分区管控的实施、生态保护策略的制定提供参考。     

安新县白洋淀湿地生态系统服务功能评价

以河北安新县白洋淀湿地为研究对象,对该湿地生态系统服务功能进行了价值估算,结果表明,涵养水源、缓洪滞沥、水分调节是湿地最重要的功能,其价值最大。在开发和利用白洋淀湿地的过程中一定要慎重,要对白洋淀湿地进行合理规划,否则将会影响白洋淀湿地生态服务功能的发挥。     

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RUSLE模型的山西省生态系统土壤保持功能重要性评估

[目的]分析山西省生态系统土壤保持服务功能的空间分布格局,识别山西省土壤保持功能保护的重点区域,为生态保护红线划定和国土空间规划提供参考。[方法]采用修正通用水土流失方程(RUSLE)开展山西省土壤保持功能重要性评估。[结果]山西省土壤保持总量为6.52×10~9 t/a,单位面积土壤保持强度平均为416.10 t/(hm~2·a)。土壤保持功能总体呈现"西北低、东南高,盆地低,丘陵和山地高"的空间分布格局,极重要区、重要区和一般重要区的面积分别占山西省国土面积的23.10%,28.33%和48.57%。[结论]山西省土壤保持功能极重要区主要分布在太行山、吕梁山、恒山、五台山、太岳山、中条山等组成的"多"字形山地地区,在晋西黄土丘陵沟壑区也有一定分布。