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。     

碳达峰背景下遵义市土地利用转型的生态环境效应及预测

[目的]研究土地利用转型的生态环境效应及其发展趋势,为促进土地利用转型、低碳循环发展及实现“双碳”目标提供依据。[方法]基于贵州省遵义市2005,2010,2015,2020年4期的土地利用数据,运用空间分析技术,对该区土地利用转型的生态环境效应及其发展趋势进行研究。[结果](1)2005—2020年土地转型主要表现为碳汇用地之间的相互转换,以及碳汇用地向碳源用地转型。(2)净碳排放量由2005年的5.99×10⁵ t增加到2020年的9.87×10⁶ t,增加了9.27×10⁶ t,增幅达1 548.15%。但增量却呈逐渐减少的趋势,增幅也逐渐降低。(3)遵义市生态系统服务价值量由2005年的7.64×10¹⁰元增加到2020年的7.73×10¹⁰元,呈波动上升趋势,共增加了9.14×10⁸元,增长率为1.2%。(4)通过灰色预测模型得出遵义市未来净碳排放量和生态系统服务价值量会持续增加,且都呈规律上升趋势。[结论]遵义市在生态环境方面仍面临着不小的压力...     

长株潭城市群土地利用碳排放与生态系统服务价值时空关系分析

在“双碳”目标和保护生态环境的双重约束下，研究土地利用变化引起的碳排放与生态系统服务价值之间的交互关系对促进碳中和目标实现与区域高质量发展具有重要意义。选取长株潭城市群主城区为研究对象，以2000—2020年5期土地利用、能源消耗和社会经济等数据为基础，综合运用网格分析法和双变量空间自相关模型探索土地利用碳排放与生态系统服务价值的时空演变特征及交互作用规律。结果表明：(1)2000—2020年各土地利用类型间发生不同程度的转移，其中，耕地与林地分别减少392.77,268.10 km²,建设用地增加661.80 km²。(2)2000—2020年长株潭城市群的净碳排放量为正，整体表现为碳排放，且净碳排放量显著增加，由1 099.84×10⁴ t增长到4 109.21×10⁴ t;碳排放强度呈现中心高、边缘低的空间分布特征。(3)ESV缓慢降低，由392.06×10⁸元下降到292.86×10⁸元，下降幅度为5.34%;ESV强度整体呈现湘江流域高、周边区域...     

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。     

黑河流域水资源供需平衡与配置研究

水资源合理配置是水资源高效利用的重要手段,同时是水资源可持续利用的核心问题。针对黑河流域水资源利用现状与存在的问题,运用系统分析理论与方法,对黑河流域水资源需求、供水能力、水资源配置与供需平衡进行了分析与讨论。结果表明:在50%保证率下,黑河流域2015年、2020年和2030年需水量分别为3.271×10⁹ m³,3.041×10⁹ m³和3.071×10⁹ m³,供水量分别为2.841×10⁹ m³,2.972×10⁹ m³和3.033×10⁹ m³,缺水量分别为4.30×10⁸ m³,0.69×10⁸ m³和0.38×10⁸ m³,缺水率分别为13.15%,2.27%和1.24%。针对流域水资源现状,应采取提高工业用水重复利用率、调整农业种植结构、大力发展高效节水技术等措施。继续加强流域水资源高效管理,改善流域生态环境,提高流域内水资源可持续利用能力。     

耕地保护对生态系统水源涵养功能的影响——以武汉市为例

耕地保护是我国粮食安全的根本保障。然而,在快速城市化背景下,耕地保护导致生态用地加速流失造成对生态系统服务功能的影响往往被忽略。以武汉市为例,采用模型模拟的方法,利用基于元胞自动机的土地利用变化模型——LANDSCAPE模型设定严格、适度耕地保护情景,进而基于InVEST模型定量评估耕地保护对生态系统水源涵养功能的影响,为科学认识耕地保护政策的实施对生态系统服务功能的影响提供新的视角。结果表明:（1）严格、适度耕地保护情景下武汉市2020年生态系统水源涵养功能存在显著差异。相较于适度耕地保护情景,严格耕地保护情景下,位于武汉市东北地区的低水源涵养区分布范围明显增多,高水源涵养区分布明显较少;（2）在水源涵养总量方面,严格耕地保护情景下的水源涵养总量为4.33×10⁸ m³,适度耕地保护情景下的水源涵养量为4.58×10⁸ m³,两者差异显著。（3）严格、适度耕地保护情景中草地、林地、水体等生态用地的水源涵养总量分别为1.06×10⁸ m³,1.27×10⁸ m³。其中林地水源涵养量最高,水体、草地次之。     

基于生态足迹的澧水流域生态补偿研究

以澧水流域为研究对象,通过生态足迹的方法,实现生态系统服务价值与补偿量之间的转化,结合地区社会经济发展水平,测算了研究区域的生态补偿额度。研究表明:（1）从2001—2013年澧水流域各县（市、区）生态系统服务价值变化率来看,降幅最大的是澧县,其次是临澧县;增幅最大的是武陵源区,其次是桑植县。（2）2013年澧水流域的人均生态足迹为3.203 6 hm²,而实际生态承载力为0.600 0 hm²,人均可利用生态承载力为0.528 0 hm²,则人均生态赤字为-2.675 6 hm²。（3）计算出了澧水流域各县（市、区）的生态补偿标准,其中澧县需要支付的生态补偿量最高,为26.97亿元;其次是石门县和临澧县,分别为8.87亿元和6.44亿元。研究结果将为澧水流域生态补偿机制的建立提供参考。     

河北省近30年耕地资源变化与经济发展耦合关系研究

相对有限的土地资源已经成为经济快速发展的瓶颈,研究耕地资源变化与经济发展的关系具有很重要的意义.在分析河北省近30年来耕地资源动态变化的基础上,选取GDP、耕地面积为指标对1978-2004年间河北省耕地资源变化与经济发展之间的耦合关系进行了详尽的剖析,并利用耕地面积变化与GDP增长的对数相关关系式对不同经济发展水平每增加等量GDP所占用的耕地面积进行了估算.研究结果表明:①耕地资源面积随着GDP的增加呈对数递减趋势,两者的拟合系数很高,证明用对数递减模型方程预测耕地面积随GDP增长的变化具有很好的可行性;②不同的经济发展阶段,增长等量GDP所占用的耕地面积不同.当GDP分别达到2000～4000亿元、4000～6000亿元、6000～8000亿元阶段时,GDP每增加2000亿元所占用耕地面积分别为3.85×10⁴hm²、2.25×10⁴hm²、1.60×10⁴hm².     

气候变化对扎龙自然保护区植被生产力的影响

[目的]准确了解2010年以来扎龙自然保护区生态变化,为提高湿地生态系统服务价值评估能力提供数据支持和理论参考。[方法]基于遥感、气象、地面协同观测数据,利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型、GSMSR(Geostatistical Model of Soil Respiration)模型和回归分析等统计方法,分析气候变化对2010—2020年扎龙自然保护区土地覆盖、植被生态质量、净生态系统生产力(NEP)等的影响。[结果](1)扎龙自然保护区的主要土地覆盖类型为有水草甸,占保护区面积的37.24%,主要分布在核心区,但面积总体呈下降趋势;(2)植被覆盖度呈波动增长趋势,年最高植被覆盖度平均为74.62%;(3)植被生态质量指数呈增加趋势,2019,2020年处于“好”等级;NEP平均为253.59 g/(m²·a)(以C计),呈现东高西低的空间分布特征;(4)生长季平均固碳量为5.69×10⁵ t/a,释氧量1.52×10⁶ t/a,均存在上升趋势;(5)气温对生态监测指标...     

基于PLUS与InVEST模型的内蒙古自治区土地利用变化及碳储量评估

为实现内蒙古自治区的“双碳”目标。根据内蒙古自治区2000年、2010年和2020年土地利用数据(LULC),按照内蒙古自治区“十四五”政策规划，建立自然发展、耕地保护与生态保护3种情景，利用PLUS模型对内蒙古自治区2030年土地利用空间分布进行预测分析，并用InVEST模型对内蒙古自治区不同开发情景下碳储量的变化进行分析。结果表明：(1)2000—2020年间内蒙古地区林地与建设用地面积均有增加，耕地、水域、草地与未利用地面积均呈减少态势，且转移方向上主要表现为耕地转为建设用地。(2)自然发展状态下，草地、耕地、水域及未利用地呈下降趋势，林地及建设用地呈上升趋势；在生态保护状态下，林地、草地和水域面积均比自然开发情景有所增加；耕地保护情景下，耕地面积相较于自然发展情景呈扩张趋势，扩张面积达4.69×10⁴ hm²。(3)2000年、2010年、2020年内蒙古地区碳储量分别达到1.371 7×10¹⁰,1.370 9×10¹⁰,1.370 6×10¹⁰ t,呈逐年减少趋势。...     

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。     

基于生态服务价值的宁夏隆德县生态补偿研究

以隆德县2011年TM遥感影像为数据源,以宁夏生态功能区划为基础,对隆德县生态系统服务功能受益范围进行划分,通过对隆德县生态系统服务价值进行测算,确定其生态系统生态补偿标准。研究结果表明,隆德县总生态服务价值约为30.298亿元,其中森林生态系统的贡献达到80.85%,其次为农田,再次为草地和水域;隆德县生态补偿的最终价值约为7.084亿元,森林生态系统补偿价值约为6.447亿元,占总补偿价值的91%。完全符合退耕还林以来“生态立县”建设的发展目标,但是草地生态系统的生态补偿价值偏小,建议今后保持森林生态系统良好发展的同时,加强草地生态系统建设。     

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。     

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.     

生态政策对库布齐沙漠土地利用格局及生态系统服务价值的影响

为了探讨生态政策对库布齐沙漠土地利用格局及生态系统服务价值的影响,以内蒙古自治区杭锦旗为例,运用CA-Markov模型及生态系统服务价值评估法预测了非政策干预情景下的土地利用格局及生态系统服务价值,并与政策干预情景下的值进行了对比。结果显示:与非政策干预情景相比,政策干预后耕地面积降低了0.95万hm²,林地面积提高了9.26万hm²;生态系统服务价值增加了21.49亿元,其中气体调节功能、土壤形成与保护功能的生态系统服务价值分别增加了7.85亿元和7.59亿元,林地对生态系统服务价值的贡献率提高了13.41%。以上表明生态政策通过降低耕地增长速度、加快林地增长速度等途径优化了土地利用结构,促进了杭锦旗的生态系统服务价值增长及生态恢复。但实施生态政策后,仍存在生态效益空间分布不均匀及水域退化等问题,有待进一步解决。     

开封市土地利用时空变化的生态系统服务价值评估

选取开封市1990-2010年四期土地利用的动态数据,采用Costanza、谢高地等提出的生态系统服务价值公式和系数,对开封市生态系统服务价值进行定量分析。结果表明:1990-2010年间生态系统服务价值从51.714 86亿元减至50.294 62亿元,生态系统服务价值年均变化率为0.137%,土地利用变化引起生态服务价值呈下降趋势,年均减少7.101 2万元。表明该市土地利用规划在取得经济效益的同时,却导致了土地生态效益的降低。因此,制定合理的土地利用规划,采取合理的土地利用方式,建立可持续的土地利用模式,从而在社会经济发展的同时提高土地利用的生态效益。     

陕西省神木县土地利用格局和生态服务价值变化

在对土地利用信息提取的基础上,运用土地利用变化强度、动态度、土地利用程度、生态系统服务价值对陕西省神木县土地利用时空演变特征及其生态响应进行了分析。结果表明,2000-2010年神木县土地利用类型转换较快,土地利用程度明显减弱,耕地、草地、林地、水域、工矿用地、建设用地和未利用土地的变化强度分别达到-1.687%,0.782%,0.469%,-0.033%,0.067%,0.086%和0.316%。2000-2010年神木县生态系统服务价值呈增长态势,10 a间增加了0.94亿元,同期耕地生态价值减少了3.95亿元,林地和草地分别增加了3.47和1.92亿元,而水域和未利用土地的生态价值变化不大。空间上,北部乡镇生态系统服务价值以下降为主,而南部乡镇以增长为主。     

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.