北京湾过渡带生态系统服务地形梯度效应评价

为了掌握过渡带区域生态系统服务的变化规律,促进当地可持续发展,以北京湾过渡带为研究区,以公里网格为研究单元,结合局部加权回归和突变点识别,识别各服务随海拔和坡度因子变化的突变点,揭示了该区域生态系统服务的地形梯度效应。结果表明:(1)除休闲游憩服务外,其他服务均随地形因子的变化表现出一定的梯度效应。各服务随海拔因子和坡度因子的梯度效应表现基本一致。(2)海拔梯度方面,休闲游憩和土壤质量调节无关键突变点,其他服务的关键突变点位于海拔300 m左右,趋势变化可以归为5类。(3)坡度梯度方面,水质净化、土壤保持、休闲游憩和土壤质量调节无关键突变点,10°和15°是部分服务趋势发生逆转的临界点,趋势变化可以分为6类。研究建议在关键突变点附近区域可通过调整土地利用结构、提升生态系统质量等手段,促进生态系统服务效益最大化。     

基于多元国土空间整治情景模拟的生态系统服务功能分区

生态系统服务功能分区是科学管理生态系统的重要手段。国土空间整治能够通过综合治理闲置、低效和生态退化国土资源,改变国土空间结构与布局,从而对生态系统功能产生影响。现有研究较少关注土地整治措施对未来生态系统服务空间集聚模式的潜在影响作用,整治措施的生态导向性有待提升。因此,该研究以山东招远市为例,设计了基准情景、废弃矿区修复情景以及城乡建设用地整治情景,定量化预测生态系统服务变化特征,并运用模糊C均值聚类算法开展生态系统功能区划定。结果表明,整治情景下土地利用数量结构变化显著,各生态系统服务能力均有所提升。全域可以划分为生态综合区、生境保育区、固碳释氧区、固碳产粮区、生态维护区5个生态功能区。与基准情景相比,废弃矿区修复情景下各生态功能区60%生态系统服务水平持平,28%处于劣势,仅12%显著提升。城乡建设用地整治则能够显著提升全域自然娱乐能力,总体增长了1.89%。生境保育区的自然娱乐和粮食生产能力平均值分别增加了0.01和0.10,固碳释氧区的生境质量、水源涵养能力分别增长了20.69%和100%。研究表明全面提升生态系统多功能性需要综合开展多元的国土空间整治措施。     

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。     

中国湿地资源的生态功能及其分区

湿地在调节气候、调蓄水量、净化水体、保持水土、生物多样性保护及文化休闲等方面具有重要作用。本文分析了中国湿地的现状、分布与存在问题,并根据湿地的生态系统服务功能,将中国湿地划分成3个一级区,7个二级区,为制定湿地生态环境保护与建设规划、维护湿地生态安全、合理利用湿地资源与生产布局提供依据。     

我国荒漠生态系统生物多样性生态地理分区

为了更好地服务于生物多样性监测及价值评估研究,采用自上而下逐级划分、专家集成和GIS模型定量结合的方法,依据国际上普遍遵循的生态地理区划原则,将过去研究中各区划方案和相关图件作为分区过程的辅助材料及校正材料,利用各种生态地理因子指标,包括气候指标月平均气温、年均温,与需热性有关的植物生长季积温,水分指标湿润指数及干燥度,植被指标如植被类型、植被区划类型、植物区系类型、动物区系类型等,土壤指标土壤类型、土壤有机质等,地形和地貌特征,进行了中国荒漠生态系统生物多样性生态地理分区。根据相应区划原则和指标体系,荒漠生态系统采用干湿区、自然区和类型区3级区划制。分区过程中遵循综合分析和主导因素相结合的原则,主要体现对生物多样性保育的服务,将荒漠生态系统划分为67个类型区。     

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。     

耦合景观格局与生态系统服务的区域生态承载力评价

区域生态承载力评价是国土空间开发与规划的主要依据,其评价结果能反映人类开发与规划影响下的区域生态系统对人类的支撑与承载能力。现有的生态承载力评价方法中,以生态系统服务为主线的评估日渐成熟,但缺乏对生态系统受干扰程度及恢复能力的表征。因此,本研究以石家庄市为例,在生态承载力评价中引入景观格局与植被变化因子来体现生态系统受干扰程度,与生态系统服务构成具有3个准则、11个指标的综合指标体系。评价结果显示：基于栅格处理的石家庄市生态承载力空间分布基本呈现西部山区高,东部低的态势;其中,生态系统服务提供能力分布格局基本与综合生态承载力分布一致,而景观格局指数呈现镶嵌分布,植被变化指数表现为圈层分布,这说明不同指标对综合承载力的贡献存在差异。进一步对比区县及乡镇两级行政尺度的区域分析结果可以看出,小尺度上的指标分布异质性更高,不同级别地方政府的调控、管理方向应当更具有针对性。总体来看,石家庄市西部地区应着重将森林生态系统融入到城市的发展和建设中;东部区县需要处理好生态环境与经济发展的关系,通过生态空间的格局优化提升生态系统服务提供能力,从而提高国土空间综合承载力。     

基于GEE的昆明市生态系统服务价值与生态风险变化

[目的] 研究区域生态系统服务价值和生态风险变化及影响,为土地资源合理利用及国土空间生态修复提供决策支持。[方法] 以Landsat遥感影像为数据源,使用GEE(Google Earth Engine)平台随机森林分类方法对云南省昆明市1990-2020年的土地利用变化信息进行提取,基于解译结果进行空间动态变化分析,采用当量因子法估算生态系统服务价值,运用生态风险模型揭示生态风险变化趋势,并借助双变量空间自相关模型计算二者的相关性。[结果] ①1990-2020年,昆明市土地利用类型中林地和草地占地面积最大,建设用地面积明显增加,耕地、草地和林地面积减少。②昆明市生态系统服务价值总体呈逐年上升趋势,共上升3.08×10⁸元,生态保护政策的有效实施对生态系统服务价值的提升有积极作用;研究期间生态风险以中、低风险为主,占总面积的79 %,生态风险总体均值下降了0.12,城市经济发展与环境保护向良性态势发展。③生态风险对生态系统服务价值变化具有一定的影响。随着时间的推移,高价值-高风险区面积逐渐减少,低价值-低风险区面积逐渐增加,无明显极值。[结论] 将区域生态系统服务价值和生态风险结合,能够较好地刻画昆明市人类活动所引起的生态环境状况的改变,为环境保护和高质量的可持续发展提供决策管理参考,有效防范生态风险,使昆明市经济发展与环境保护向良性态势发展。     

基于生态系统服务功能及生态敏感性与PSR模型的生态承载力空间分析

沁水区块煤层气开发区域生态环境面临的问题日益突出。基于生态系统服务功能及生态敏感性,利用PSR模型进行了沁水区块煤层气开发区域的生态承载力评价。结果表明:（1）水源涵养、水土保持、生物多样性维护功能较好区域主要分布在区域西部广大山区的森林生态系统及植被覆盖良好的地区,水土流失敏感性区域分布广泛,主要分布在研究区东部;（2）沁水区块煤层气开区域西北部以及东部地区生态承载力较高,南部地区生态承载力较低,生态承载力高、较高、中等、较低、低水平区域面积分别占19.95%,20.07%,19.99%,20.70%和19.29%;（3）寺河岳城区块、成庄区块、沁城区块、胡底区块、郑庄区块生态承载力低水平与较低水平分别占区块总面积的96.15%,74.55%,82.29%,77.17%和73.35%,说明煤层气开发力度严重影响了生态系统自身的调节能力,使生态系统结构与功能处于不稳定状态。     

基于土地生态环境质量的建设用地空间管制分区评价

从土地生态风险和生态系统服务价值两方面构建了土地生态环境质量的综合评价方法,并以湖北省潜江市为例,利用土地生态质量评价结果对新一轮土地利用总体规划(2006—2020年)的建设用地管制分区进行评价。结果表明:(1)研究区西南部的生态风险整体较高,建设用地和湖泊水面的生态风险性较大。(2)生态系统服务价值较低,低生态系统服务价值区域占52.24%。(3)土地生态环境质量比较均衡且具有显著的空间分布特征,其中低价值中风险土地类型分布最广,主要分布于西南部返湾湖的外围区域。(4)建设用地管制分区与土地生态环境质量分布比较协调,能够达到控制建设用地空间扩展和保护生态环境的基本目的,但管制分区划分中存在以用地需求为导向和分区依据不足的问题。     

Forest conversion and provision of ecosystem services in the Brazilian Atlantic Forest

The importance of quantifying existing ecosystem services, assessing the impacts of various land use decisions and ultimately evaluating the overall costs and benefits of different land use patterns having internalized ecosystem services, is now widely recognized and such work is at the forefront of current landscape management planning. We aim to quantify ecosystem services derived from different land uses within the Atibainha Reservoir catchment in Brazil, determine the spatial distribution of ecosystem services and quantify the impacts of land use changes on the provision of ecosystem services. Four ecosystem services were considered: carbon sequestration, mitigation of sediment delivery into the reservoir, purification of water and maintenance of soil fertility. Results indicate strong increase in the provision of ecosystem services among the main land uses in the following order: urban area/bare soil; pastures; plantation of eucalyptus and native forests. The most important services provided by native forests, when compared with bare soil, were carbon sequestration and prevention of sedimentation, with an additional 864 569 tons of carbon stored in forest biomass in 30 years, and prevention of 244 511 tons of sediment delivery into the reservoir per year, respectively, from 7624 ha of lands around the reservoir. Spatial variation in the provision of ecosystem services were mapped to develop a tool to support decision making at the landscape scale. Results and maps from the decision support tool can support policies that ensure effective land‐use planning and can serve as the basis for the development of payment for ecosystem service schemes in the region. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

Effect of spatial scale of soil data on estimates of soil ecosystem services: Case study in 100 km2 area in France

Over the last decade, the ecosystem services (ESs) framework has been increasingly used to support mapping and assessment studies for sustainable land management purposes. Previous analysis of practical applications has revealed the significance of the spatial scale at which input data are obtained. This issue is particularly problematic with soil data that are often unavailable or available only at coarse scales or resolutions in various part of the world. In this context, four soil-based ecosystem services, namely biomass provision, water provision, global climate regulation, and water quality regulation, are assessed using three conventional soil maps at the 1:1,000,000, 1:250,000 and 1:50,000 scales. The resulting individual and joint ES maps are then compared to examine the effects of changing the spatial scale of soil data on the ES levels and spatial patterns. ES levels are finally aggregated to landforms, land use, or administrative levels in order to try to identify the determinants of the sensitivity of ES levels to change in the scale of input soil data. Whereas the three soil maps turn out to be equally useful whenever ESs levels averaged over the whole 100 km² territory are needed, the maps at the 1:1,000,000 and 1:250,000 induced biases in the assessment of ESs levels over spatial units smaller than 100 and 10 km², respectively. The simplification of the diversity and spatial distribution of soils at the two coarsest scales indeed resulted in local differences in ES levels ranging from several 10 to several 100%. Identification of the optimal representation of soil diversity and distribution to obtain a reliable representation of ESs spatial distribution is not straightforward. The ESs sensitivity to scale effect is indeed context-specific, variable among individual ESs, and not directly or simply linked with the soil typological diversity represented in soil maps. Forested and natural lands in the study area appear particularly sensitive to soil data scales as they occupy marginal soils showing very specific ESs signatures.     

基于主导功能的国土空间生态修复分区的原理与方法

国土空间规划是统筹区域资源开发利用和生态保护格局、促进空间治理体系现代化、服务生态文明建设和国家现代化战略的重大举措,国土生态修复是针对区域空间格局失调、资源利用低效、生态功能受损的国土空间进行综合整治与生态修复的活动和过程,是编制和实施国土空间规划的重点内容,生态修复分区则是合理编制国土空间生态修复规划和科学高效开展生态修复的重要前提。通过分析区域国土、生态、经济等主导功能的分区定位与内涵特征,依据“生命共同体理论”、“三生协调理论”、“适宜性管理”等国土空间规划与生态文明建设的基本理论,基于“自上而下”和“自下而上”相结合,提出了基于主导功能型区划的国土空间生态修复分区的思路与方法：1）摸清自然资源本底,完成一级生态功能基础分区;2）评价区域生态功能状况,完成二级生态修复格局分区;3）明确生态修复重点区域,完成三级生态修复模式分区。通过在江西省国土空间生态修复分区进行实践应用,可将江西省生态修复区划分为5个大区,以及24个亚区、70个修复小区,研究可为江西实施生态修复工程和国土空间管治提供决策依据。该方法归纳起来有以下4点特征：一是突出主导功能;二是遵循生态规律;三是适配空间尺度;四是强化上下衔接。研究对于国土空间生态修复规划编制、实施和生态管控具有积极的意义,可为国土空间整体保护、系统修复、综合整治与推进美丽中国建设提供科技支撑。     

不同农地整治模式对农户生态系统服务依赖度的影响

为从微观尺度分析不同农地整治模式对农户生态系统服务依赖度的影响及其差异,该文通过构建农户生态系统服务依赖度指数体系(index system of farmer dependence on ecosystem services,IDES),基于湖北省4县(市)483份农户调查数据,采用双重差分模型对比分析整治区与未整治区、新型农业经营主体主导模式整治区与地方政府主导模式整治区农户生态系统服务净收益和依赖度的差异。结果表明:农地整治后,整治区农户的供给服务收益、调节服务收益、文化服务收益、生态系统服务收益和其他社会经济活动收益分别增加33.20%、5.34%、35.09%、32.12%和33.23%,其中新型农业经营主体主导模式整治区分别增加53.06%、5.40%、33.33%、49.33%和42.40%,地方政府主导模式整治区分别增加6.46%、5.25%、38.89%、8.24%和27.02%,而同期未整治区分别增加17.01%、4.66%、22.34%、16.85%和22.98%;整治区农户的供给服务指数、调节服务指数、文化服务指数和生态系统服务依赖度总指数分别发生-28.60%、-21.05%、-6.45%和-26.91%的变化,其中新型农业经营主体主导模式整治区分别发生-36.57%、-24.69%、-16.24%和-34.52%的变化,地方政府主导模式整治区分别发生-18.97%、-17.27%、+16.42%和-17.59%的变化,而同期未整治区分别发生-8.34%、-13.39%、-4.10%和-8.36%的变化。这表明农地整治是优化农户收入结构和降低农户生态系统服务依赖度的有效途径,且新型农业经营主体主导模式的农地整治的作用效果明显大于地方政府主导模式的农地整治,地方政府主导模式的农地整治的作用效果仍有上升空间。研究结果可为实现生态系统服务与家庭福祉在微观尺度的结合提供理论支持和方法借鉴,也为农地整治项目的合理持续推进提供政策启示。     

Capacity constraints in operationalisation of payment for ecosystem services (PES) in India: Evidence from land degradation

The understanding of the requirement for PES and necessary capacity of stakeholders to conceive, design and execute PES, are critical to its successful operationalisation. Identification and assessment of capacity needs are also prerequisite for PES especially in a developing country like India where institutional setting and functioning are far from the desirable level. In this background, the paper begins with an introduction of the basic concept and centrality of economic valuation in PES. Next, the paper discusses the status of the land degradation problem in India and how the PES can prove to be an efficient tool to manage the declining ecosystem services due to increasing land degradation in the Country. By identifying the direct and indirect drivers of land degradation, the stage is set for designing of appropriate response options for halting the degradation of land which is not only the base of agrarian economy of India but source of livelihood options for the poor. In the subsequent section, the paper assesses the required capacity to operationalise PES in the states where the problem of land degradation is acute. This has been done on the basis of wider consultation with land users (farmers), conservation agencies, Departments of Land Agriculture and related R&D agencies through a structured questionnaire in group meetings in different parts of the Country during 2006–2007. The necessary capacity on behalf of stakeholders like the Local, State and National level institutions have been mapped out. The result from the survey suggests that while the capacity to understand the ecosystem services is adequate, the capacity to do valuation of incremental change in the ecosystem services is not sufficient and the State still needs to invest significant amount of resources before this tool can be used to manage the land based ecosystem services in India. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

恢复生态学原理与退化生态系统生态工程

提出了恢复生态学研究的主要内容，如生态系统退化过程的监测、模拟和预测，生态恢复的关键技术，生态系统结构与功能优化等。简述了一些退化生态系统恢复的基本原理，如生态系统演替理论、种群间相互关系理论、干扰控制理论、景观结构与功能理论等。并在此基础上探讨了这些理论在退化生态系统恢复中的应用。     

土壤生态系统服务的概念、量化及其对城市化的响应

土壤生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,是人类赖以生存的重要资源。全球的快速城市化进程使土壤生态系统服务发生了部分不可逆转的变化。本文归纳了土壤生态系统服务定义和分类的发展过程,介绍了土壤生态系统服务定量化表征方法以及GUMBO、In VEST等几种常用的评价模型,并从供给服务、调节服务、文化服务和支持服务几个方面阐述土壤生态系统服务对城市化的响应。针对土壤生态系统服务分类、建模、空间表达以及其对人为活动的响应等方面研究存在的不足,本文提出未来的研究重点方向:建立土壤生态系统服务分类体系与标准,构建基于生态过程的土壤生态系统服务量化模型,开展土壤生态系统服务制图与权衡研究,加强土壤生态系统服务对城市化的动态响应机制与过程研究。期望更多的人关注和参与土壤生态系统服务研究,并将其应用于土壤资源管理、生态文明建设等政府决策。     

大岗山森林生态系统服务功能及其价值评估

 通过构建适合大岗山森林生态系统服务功能的评估指标体系,依据大岗山森林生态站长期、连续观测数据及多年科研成果、2次二类森林资源调查资料及社会经济公共数据估算大岗山"九五"和"十五"期间森林生态系统服务功能的总价值。结果表明:"九五"期间大岗山森林生态系统服务功能总价值平均为1亿8495.00万元/a,单位面积价值为7.89万元/(hm2.a),"十五"期间为1亿9180.00万元/a,单位面积价值为8.09万元/(hm2.a),总价值增长3.70%,单位面积价值增长2.63%;在7项森林生态系统服务功能中,"九五"和"十五"期间大小顺序依次均为涵养水源>固碳制氧>保护生物多样性>净化大气环境>保育土壤>林木营养积累>森林游憩与生态文化,"九五"和"十五"期间各森林类型总价值大小顺序均为毛竹林>杉木>硬阔类>软阔类>针阔混交类>灌木>马尾松,单位面积价值大小顺序均为硬阔类>软阔类>毛竹林>灌木>马尾松>针阔混交类>杉木。     

Digital mapping of soil ecosystem services in Scotland using neural networks and relationship modelling. Part 2: Mapping of soil ecosystem services

A framework for estimating the distribution of soil ecosystem service (ES) supply is described that is based on the concept of matrix multiplication. This approach enables relationships between fundamental soil variables and associated environmental characteristics to be linked to soil processes, and hence to ecosystem functions and ecosystem services. The parameterization of these relationships was achieved using a combination of data from the Scottish Soils Database and expert knowledge. Baseline data to allow mapping of processes, functions and services across Scotland is given by digital maps of soil classes. The matrix multiplication approach constrains the relationship linkages to linear relationships and ignores potential synergies between factors at each stage, but does provide a mechanism for relating fundamental soil characteristics to ecosystem services. The approach has been tested by developing maps of selected ecosystem services in Scotland and comparing these with existing maps of the same or similar ESs. While the values and their ranges differ in each case, the spatial distribution of services is similar. The proposed mechanism is extensible at every level and can also be used to explore the impacts of land management options on environmental characteristics. This is demonstrated by using the model to estimate impacts of liming on three ecosystem services: Agricultural Capability, Carbon Sequestration and Drinking Water Provision. The model is shown to produce reasonable estimation of the impacts of this management option. Further discussion of improvements to the system and its potential applications is given.