21世纪开都-孔雀河流域未来气候变化情景预估

利用Downscaled CMIP3 and CMIP5 Climate and Hydrology Projections (DCHP)提供的31个 CMIP5降尺度数据和CRU逐月气温、降水格点数据集,通过评估PLS(偏最小二乘回归)、RR（岭回归）和EE（等权平均）3种多模式集合平均预估模型对历史气候变化的模拟能力,确定最优集合方法,进而预估开都-孔雀河流域21世纪气候变化情景。结果表明：① 所建立的PLS模型对流域的气温和降水具有较好的模拟能力,尤其对气温的模拟, r值均达到了0.64以上,明显优于降水（0.19~0.36）,但存在空间异质性;② 21世纪开都-孔雀河流域各子区气温呈显著增加趋势,且RCP8.5情景下的增温速率〔0.58~0.67 ℃·（10a）-1〕是RCP4.5情景下〔0.25~0.31 ℃·（10a）-1〕的2倍以上,21世纪中叶是2种情景产生明显差异的开始。整个流域增温速率由西北山区向东南荒漠区逐渐增大;③ 未来降水在不同排放情景下变化速率的分布状况略有不同,但均呈显著增加趋势,且RCP8.5情景下的增加速率〔1.22%~1.54%·（10a）-1〕总体上高于RCP4.5〔0.80%~1.32%·（10a）-1〕。     

基于生态系统服务价值的汾河流域生态补偿研究

流域作为独特的地貌单元,是地理科学研究的重点领域。以流域为基本单元,开展流域生态补偿是协调上中下游之间经济发展与生态保护的重要经济机制。文中利用汾河流域2013年土地利用遥感影像解译数据,基于生态系统服务价值,以上中下游流域和各县域2个空间尺度,计算其生态系统服务价值和生态补偿优先级,明确补偿的优先地区和支付地区。结果表明:1)上游段的生态系统服务价值和生态补偿优先级远大于中、下游段,应当优先获得生态补偿。2)经济发展相对较落后的县域,其生态系统服务价值和生态补偿优先级较高,应急需优先获得生态补偿;经济发展水平相对较高的地级市的市辖区和县级市,生态系统服务价值和生态补偿优先级较低,应率先支付生态补偿。     

石羊河流域上游生态系统服务价值的变化研究

研究土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要意义。以石羊河流域上游2000年和2006年30×30m分辨率的Landsat TM图像解译数据为基础,采用谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,估算了石羊河流域上游土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。研究结果表明:2000～2006的6年间,土地利用变化损害了该区域生态系统的服务功能,使生态系统服务价值从2000年的100亿元降低到2006年的97.18亿元,损失了28.82亿元,减幅达2.82%。应加强祁连山水源涵养林区、天然草场的保护和建设,加强耕地和湿地的封育保护,合理控制城镇建设用地的扩展,尽可能恢复和提高石羊河流域上游生态系统服务功能。     

西藏草地生态安全评价研究——基于生态系统服务价值改进的生态足迹模型

西藏草地生态安全建设是国家生态安全屏障建设的重点内容。对西藏草地生态承载力和生态安全程度进行评价研究,对于认识草地生态安全现状、提升草地生态安全程度、巩固生态安全屏障建设具有重要意义。基于生态系统服务价值改进的生态足迹模型,测算人均草地生态盈亏指数、草地可持续利用指数、草地生态压力指数和草地生态协调系数,运用熵权模糊综合评价法对2010-2020年西藏全区及西藏七地市的草地生态安全状况进行评价。评价结果显示：1)西藏全区草地生态安全程度波动上升,生态安全等级一直保持在“很安全”状态。2)七地市中,那曲市和山南市草地整体生态安全程度最高,林芝市、日喀则市和阿里地区草地生态安全程度相对较高,拉萨市与昌都市草地生态安全程度相对较低。总的来说,西藏草地生态安全屏障功能良好,但同时面临草地盈余空间分布不平衡、草地生态协调度偏低、部分地市草地生态压力增大等现象,生态安全格局需进一步巩固。     

2005-2015年石羊河流域生态系统服务时空分异

生态系统服务研究是目前生态学领域的热点和前沿。以石羊河流域为研究区,借助GIS技术和方法,对流域2005、2010年和2015年的水源涵养、土壤保持、水质净化、碳储存、生物多样性、食品供给6项服务进行定量评估,并对不同地类的服务变化规律及生态系统功能分区进行探索与研究。结果表明：① 各服务类型在空间上表现出差异性规律：水源涵养、生物多样性、碳储存在空间上呈现西南高东北低,高值沿河流及周围带状分布的空间格局;水质净化高值区分布较为零碎;武威、永昌和民勤盆地等地为食品供给服务的高值区。② 在不同土地利用类型中,草地和耕地是承担生态系统供给服务的关键角色。③ 研究区划分为3项生态功能区,即祁连山生态保育区、流域绿洲生态功能区、荒漠生态功能区。通过对石羊河流域生态系统服务时空分异特征进行深入分析,以期为相关研究提供数据和方法支持,并为相关流域生态保护与建设目标提供科学参考。     

生态系统服务供给-消费研究:黄河流域案例

选取黄河流域食物和薪柴供给服务功能,基于县级统计数据和土地利用数据,从生态系统服务供给-消费的角度分析了该地区生态系统服务消费满足状况和时空差异特征。结果表明:1995-2008年,流域内食物供给服务呈现上升趋势,全流域粮食、油料和肉类三类食物产量分别增加1408×104t、112×104t和140×104t,增产的县(市)分别占69.9%、54.7%和68.3%。单产增加是导致食物供给能力增强的关键因素。各省食物供给-消费状况总体好转,盈余区比例超过50%,不同食物种类空间特征略有差异。粮食实际消费在青海和四川两省出现较大面积的匮乏区,油料和肉类消费尚未满足营养需求,营养摄入需求仍存在较大缺口。1995-2000年,流域薪柴供给空间格局未出现显著变化,薪柴总供给量降低了2.1%,呈现轻微下降的趋势。但由于各省(自治区)供给与消费的同期下降导致薪柴消费平衡格局未发生显著变化,薪柴供给-消费平衡仍保持较高的水平,67%的县(市)薪柴供给量有所盈余。通过分析区域生态系统服务供给和消费的时空变化趋势,研究人类对生态系统服务的消费,将为推动人类对生态系统服务的合理消费和管理,促进人类福祉发展的社会目标提供科学依据。     

基于遥感数据的新疆开-孔河流域农业区种植结构提取

农作物种植结构是农作物空间格局的重要组成部分,是区域土地资源和水资源优化配置的基础。以新疆开―孔河流域农业区为研究区域,综合利用作物物候信息和2016年的MODIS NDVI时序曲线,获得不同作物生长差异明显的关键期,选择关键期的Landsat 8 OLI影像,构建主要作物提取知识规则,基于决策树方法开展农作物的分类识别。开―孔河农业区2016年主要作物种植面积为5.07×10^5hm^2,其中棉花种植面积最大,为1.97×10^5hm^2,玉米、小麦次之。博斯腾湖和开都河农业区以辣椒、玉米和小麦为主要作物,种植结构比较零散;孔雀河农业区种植结构比较单一,以棉花和香梨为主要作物。与仅利用时间序列的MODIS数据进行作物分类识别的结果对比表明,综合利用MODIS和Landsat数据的作物识别精度有显著提高,总体分类精度从62.58%提高到88.37%,kappa系数从0.53提高到0.86。该方法综合利用了MODIS数据的时序特征和Landsat数据较高的空间分辨率特征,有效地避免了MODIS数据空间分辨率不足而导致分类精度较差的情况,又避免了Landsat数据时间分辨率不足所引起的时相选择盲目性或数据冗余,在干旱区农业种植结构的提取领域具有一定的应用价值。     

流域生态服务价值补偿分摊研究——以渭河流域为例

流域上下游间水生态环境保护成本与收益的区域错配问题严重影响我国流域整体发展的效率与公平,对流域上游因保护水生态环境而提供的生态服务价值如何补偿,即如何在补偿主体之间进行补偿份额的分摊直接影响社会整体效用最大化的实现。文中基于福利经济学与环境经济学的原理,依据各补偿主体所享有的流域生态服务价值份额,确定补偿的分摊机制。通过运用层次分析法与结构熵权法,测算各补偿主体因享有上游供给的生态服务价值而应分摊的权重。以渭河流域为例,测算得到中央政府、下游地方政府、下游居民对流域生态服务价值的分摊权重分别为32.65%、36.92%、30.43%,从而得到能使社会效用提高的各补偿主体的补偿份额。     

关中-天水经济区农田生态系统服务价值评价

生态系统服务价值作为一种潜在的经济效益,常被人们忽略,造成经济价值在无形中大量损失,本研究目的在于定量分析生态系统的服务价值。在GIS和RS的支持下,根据生态系统服务评价理论,采用生态经济学方法,计算2007年关中-天水经济区范围内农田生态系统的生态服务价值量。关中-天水经济区农田生态系统的总价值量为2.392×1012元,其中负价值为2.457×1011元,正负价值比例达10.88∶1。咸阳市的农田生态系统服务价值贡献率最大,占46%,其次是渭南市,占20%;渭南市的生态负价值贡献率最大,其次是铜川市。总体上看,关中-天水经济区农田生态系统服务价值呈现一定的空间区域差异,表现为平原服务价值高,山地服务价值低。服务价值高低主要受地势、综合地理条件、农业种植技术及环境污染程度的影响。     

基于生态系统服务价值的宁夏区域生态补偿研究

采用宁夏回族自治区第二次土地调查和《宁夏统计年鉴2011》中的数据,运用相关公式,计算宁夏不同主体功能区和各县市区单位面积生态系统服务价值和生态补偿优先级(ECPS)。结果表明:宁夏限制开发生态区泾源、彭阳、隆德、红寺堡等县区单位面积生态系统服务价值和生态补偿优先级明显高于银川市辖区、石嘴山市辖区等重点开发区,后者应对前者进行生态补偿。     

基于MODS耦合的新疆玛纳斯河流域生态安全问题研究

干旱区山地-绿洲-荒漠系统（MODS）耦合关系,是在新疆山盆结构及水文循环共同作用下形成的,是内陆河流域生态系统稳定性和生态服务健康性的客观表达。用生态系统耦合原理、空间结构稳定性分析、土地类型及利用评价等方法,结合相关遥感影像分析,得出：绿洲开发改变了流域水文循环及水资源分配的有效性,圈层结构的脆弱组成-天然绿洲及过...     

黄土高原1990-2000年间的景观格局演变及生态系统服务功能分析

景观格局演变和生态系统服务功能的研究有助于区域的规划和管理.文中以1990和2000年的土地利用覆被数据为基础,以ArcGIS和Fragstats软件为平台,分析了黄士高原生态系统服务功能的变迁,并选取了多样性、均匀度、连通性和破碎度等指标,研究了黄土高原1990-2000的景观格局演变.结果表明:1)研究区域内以林地...     

基于生态系统服务价值的大汶河流域生态补偿适度标准研究

补偿标准的科学合理性关乎流域上下游生态保护区与受益区间的公平发展。文中基于生态系统服务价值视角,运用当量因子法、水足迹、条件价值法综合测算了大汶河流域生态补偿适度标准额度。研究表明：1)“十三五”期间,保护区供给的生态系统服务价值量整体维持在较高水平,自身消费价值量呈“先升后降”的波浪式演变趋势,外溢生态系统服务价值量整体呈下降趋势。意味着流域生态保护工作面临严峻挑战,仍需对保护动机进行激励,以实现流域生态服务的持续供给。2)通过测算,2016-2020年,大汶河流域补偿标准额度分别为21.36亿元、6.69亿元、25.53亿元、10.05亿元、18.41亿元,且莱芜区受偿额度普遍高于钢城区。3)为增强补偿标准的实际可操作性,需关注微观个体的受偿意愿与支付意愿,运用条件价值法得到的大汶河流域生态补偿标准额度为365.16元/年/人。     

渭干河-库车河三角洲绿洲景观格局动态变化及其对生态系统服务功能的影响

利用渭干河-库车河三角洲绿洲1989年、2001年和2007年的遥感影像数据,分析了1989～2007年间渭干河-库车河三角洲绿洲景观结构变化规律,并讨论了由此带来的生态系统服务价值的变化。结果发现:在1989年～2007年间,研究区林地、草地、盐碱地和水域在减少,其中林地减少最多,草地和盐碱地其次,水域面积减少最小。耕地、建设用地和沙砾在增加,耕地增加最多,建设用地其次,沙砾变化较小;在整个研究期内,研究区生态系统服务总价值呈下降趋势,从1989年的5744.1×106元,分别下降为2001年的5543.0×106元和2007年的4540.2×106元;在生态系统各单项服务功能价值中,气体调节、授粉、生物控制和食物生产所占比例在1989年～2007年间呈增长趋势,干扰调节、水分调节、营养循环和废物处理所占比例则在减少,气候调节、水分供应、侵蚀控制、原材料和休闲娱乐变化较小,土壤形成、栖息地、基因资源和文化服务所占比例则基本保持不变。     

基于Markov-PLUS模型的石羊河流域土地利用及生态系统服务价值模拟

石羊河流域作为我国典型内陆河流域,是西部地区的重要生态屏障。文中基于Markov-PLUS模型对石羊河流域2030年自然发展、生态保护、城镇建设情景下的土地利用格局及生态系统服务价值进行模拟。结果表明：1)2000-2020年石羊河流域土地利用转移总面积为4670.87km²,主要发生在草地、未利用地、人造地表之间。2)三种情景土地利用模拟结果各异。自然发展情景下水域、湿地面积减少,生态保护情景下林地、灌木地大幅增加,城镇建设情景下人造地表大量扩张,耕地、草地显著减少。3)研究区2000、2010、2020年ESV分别为486.16亿元、491.1亿元、489.86亿元,呈先升后降趋势;2030年自然发展、生态保护、城镇建设三种情景下ESV分别为490.06亿元、503.29亿元、498.28亿元,较2020年不同程度增加。4)研究区ESV强度自上游到下游递减,生态保护情景下ESV增加和城镇建设情景下ESV减少主要集中在中部走廊城镇建设区外围和西南部林草区。未来石羊河流域应不断巩固前期治理成效,持续推动生态建设。     

基于InVEST模型的1999-2016年麻塔流域碳储量变化及空间格局研究

区域碳储量是生态系统功能的重要度量指标,探索土地改造对区域碳储量变化的影响,对于协调区域生态建设和生态产业发展具有重要意义.基于InVEST模型和地理信息系统技术,研究了陕西省延安南部麻塔流域1999—2016年土地结构改造过程中区域碳储量变化,并探讨坡度、坡向、坡位对碳储量空间分布的影响.结果表明:麻塔流域18 a的...     

基于3S的石羊河流域生态功能区划研究

生态功能区划是生态系统和自然资源科学管理及持续利用的基础,可为生态恢复与重建提供科学依据。在综合分析石羊河流域生态环境基本特征的基础上,确定生态功能区划原则、依据、方法及命名,探讨利用3S技术进行生态功能区划的方法,分析各功能区的主要特征。对石羊河流域生态环境综合治理具有重要的现实意义。     

区域生态退耕对生态系统服务价值的影响——以宁夏盐池为例

生态退耕使我国西北干旱与半干旱生态脆弱区土地结构和功能发生重大变化,对生态系统服务产生深刻影响。本文运用地理信息系统和遥感技术,分析了1990和2005年,盐池县土地利用和土地类型变化的规律;利用修正的中国陆地生态系统服务价值当量因子,计算出两期生态系统服务价值;分析了土地利用和土地类型变化对生态服务价值的影响。结论如下:1)1990-2005年间,研究区耕地、林地、草地面积得到大幅增加,未利用地大幅减少。2)研究区生态服务价值1990年为99064.6万元,2005年为115421.0万元,增加了20.62%。3)导致生态服务价值变化的主要原因是未利用地大幅度减少,相应转化为单位生态系统服务价值较高的林地、草地、耕地等。研究表明,生态退耕促进了区域土地类型结构优化和生态系统服务功能改善,但是将大量未利用地转化为农田和人工林地的长期生态效应还需进一步观察。文中研究对协调类似区域人地关系,改善人类生存环境和生活福祉具有指导价值。     

秦岭山区景观格局演变的生态服务价值响应研究——以商洛市为例

生态保护区的景观格局演变对区域生态服务价值变化影响显著。基于对秦岭山区商洛市1990年、2000年、2009年3时段TM影像的解译结果对研究区1990年-2009年景观指数变化进行分析,得出其景观格局演变规律。运用生态系统服务价值估算方法,计算出景观格局演变导致的研究区生态系统服务价值变化量。结果表明:商洛市19年间景观分离度逐渐降低,聚集度逐渐升高,林地景观范围逐步扩大;生态系统服务价值量快速提高,其价值量也不断升高,但其与全局价值估算结果差异较大;不同估算模型不影响价值量的时空分布研究。研究说明自然景观被干扰并不意味着生态服务功能的退化,生态价值估算应从整体向局部细化。同时,政策导向是研究区生态环境改善的主要驱动力。     

破解“一方水土养不起一方人”的发展困境?——易地扶贫搬迁农户的“福祉-生态”耦合模式分析

文中通过构造微观视角下表征居民福祉水平与生态依赖的耦合模式,对比分析不同模式下农户生计策略、收入构成和生态系统服务依赖度的差异,并进一步探究易地扶贫搬迁政策下不同耦合模式的影响因素。结果发现:高福祉-低依赖为最优耦合模式,该类家庭主要收入来源为外出务工汇款,其生计多样化水平较高,生态依赖度显著低于其他三类家庭;低福祉-高依赖为最差耦合模式,该类家庭收入来源以低效农林种植为主,其非农化程度和生计多样化水平均显著低于其他三类家庭,生态依赖度显著高于其他三类家庭。此外,不同耦合模式的家庭在不同的搬迁特征上也表现出显著的差异性,相较于非搬迁户、分散安置户、工程类移民和早期移民,搬迁户、集中安置户、自愿型移民和新阶段移民更容易实现最优耦合模式。因此,从微观角度来看,易地扶贫搬迁能有效促进搬迁家庭生计向非农转变,在提高家庭收入的同时降低对生态系统服务的依赖程度,在一定程度上对破解一方水土养不起一方人的发展困境起到了积极作用。文中的研究对后续移民搬迁工作的推进提供启示。