辽河流域生态系统服务权衡与协同研究

辽河流域是我国7大流域之一,是重要的防风固沙和生态屏障区,明晰流域生态系统服务变化及其权衡与协同关系对实现区域可持续发展具有重要意义.该文在评估辽河流域2000—2015年土壤保持服务、防风固沙服务和生境质量的基础上,利用相关性分析和均方根偏差对生态系统服务权衡与协同关系进行研究.结果表明:1)土壤保持服务由2000年...     

黑龙江农田生态系统服务权衡与协同

为促进农田生态系统可持续发展,亟需探究旱改水背景下黑龙江省农田生态系统服务变化。本研究基于1995年、2005年、2015年、2020年4期遥感影像解译结果,分析黑龙江省农田分布、农田生态系统服务变化,评估其权衡与协同关系,识别热点区域并划分生态功能管理分区。结果表明:1)黑龙江省旱地改为水田趋势明显,全省水田面积增长162.45%,主要位于三江平原;2)研究区的粮食产量、碳固定量、土壤保持量呈上升趋势,水分亏缺量也随之增长;3)粮食供应和碳固定具有空间协同关系,而与水文调节、土壤保持存在显著的权衡关系。研究发现1995—2020年农田生态系统服务具有一致的权衡/协同关系,但相关程度存在差异。依次,全省可划分为农产品供给区、土壤保持区和生态保护区3类生态功能区,从而实现区域生态系统服务最大化。     

安庆都市圈生态系统服务权衡与协同

为厘清区域发展特征、优化区域布局、实现生态转型和绿色可持续发展,研究生态系统服务之间的权衡和协同关系是发展的基础.本研究以安庆都市圈为研究对象,运用空间计量法估算安庆都市圈的水源涵养、土壤保持、NPP服务和食物供给等4种生态系统服务,分析不同生态系统服务之间的权衡与协同关系,并运用CA-Markov模型预测203 0年...     

黄土高原生态系统服务时空变化及权衡与协同研究

【目的】黄土高原是典型的环境脆弱区,探究经济发展背景下黄土高原生态系统服务的时空分异特征及权衡与协同关系,为实现区域经济和生态环境可持续发展提供理论依据。【方法】应用InVEST模型,利用遥感数据和社会经济数据,量化评估了2000～2018年黄土高原五期生境质量,碳储存,土壤保持和粮食供给四项服务的时空格局变化,采用相关性分析探究各服务间的权衡与协同关系,并在此基础上识别了黄土高原多重生态系统服务热点区。【结果】2000～2018年黄土高原生境质量指数均值呈上升态势,增幅为3.16%,碳储量增加了7.8×10⁷t,土壤保持量增幅为25.16%,粮食供给下降显著,降幅为9.97%。各项生态系统服务间相关系数均低于0.6,且通过显著性检验,相关系数年际变化小,生境质量、碳储存和土壤保持三项服务间互为协同关系,粮食供给与其他三项服务呈权衡关系。研究期内黄土高原1类热点区面积基本保持稳定,2类热点区面积共增加3.53%,3类热点区面积占比小,变化不显著,非热点区面积下降显著,不存在4类热点区。高值区分布在东南和西南部,中部和西北部属于低值区。【结论】预期可为全球变化和经济...     

生态系统服务权衡与协同研究：发展历程与研究特征

生态系统服务与人类福祉密切相关,生态系统服务之间的权衡协同关系是当前的研究重点,分析其概念内涵与研究特征,能够更好地认识区域生态系统服务之间的关系,从而面向各方需求实现总体效益最大化,为区域发展提供决策依据.本文采用文献分析法和比较分析法统计了国内外1996—2020年生态系统服务权衡与协同研究的文献数量特征,梳理了国内外自发展起始至当前不同时段的研究主题,归纳了生态系统服务权衡与协同的概念内涵和研究特征,指出了目前研究存在的不足以及未来的研究方向.研究表明:国内外文献数量均处于持续增长的趋势,并且国外增长速度高于国内;生态系统服务权衡与协同具有很强的时空尺度依赖性,时空尺度的差异共同驱动权衡协同关系的动态变化,但是目前该领域相关研究仍有很大的探索空间,未来需加强时空变化的框架模型、定量分析、驱动机制、内在机理、阈值效应、供给与需求等方面的研究,从而更好地认识生态系统服务权衡与协同的时空变化机理,实现区域生态环境与社会经济发展的双赢.     

不同土地利用情景下天津市生态系统服务及权衡与协同分析

  目的  土地利用变化是导致生态系统服务及其关系变化的重要影响因素,探讨土地利用变化对生态系统服务影响具有重要意义。  方法  本研究基于2000和2015年天津市土地利用数据,结合区域发展规划,采用GeoSOS-FLUS模型预测2030年3种不同情景下的土地利用格局,并利用InVEST模型评估生态系统服务及权衡/协同关系。  结果  （1）2015—2030年,自然发展情景下城市继续扩张,建设用地增加27.68%,耕地下降11.47%。生态规划情景下城市扩张减缓,建设用地增加7.97%,林地、草地、水域和灌丛共增加2.02%。城市快速发展情景下建设用地和耕地基本保持稳定,水域面积增加4.78%。（2）2015—2030年不同情景下天津市综合生态系统服务指数均呈现下降趋势,其中自然发展、生态规划和城市快速发展情景下综合生态系统服务指数分别为0.172、0.181、0.180。（3）2015—2030年不同情景下4种生态系统服务的权衡/协同关系方向未变,但强弱发生了复杂的变化,总体上生态规划情景下协同关系更强,自然发展情景下协同关系更弱。  结论  本研究建议天津市未来应控制城市扩张速度、优化当前土地利用结构、增强生态环境建设。研究结果可为天津市生态系统管理提供理论基础。      

河北省宁晋县生态系统服务时空演变权衡分析

以宁晋县为研究区,基于土地利用/覆被社会经济统计资料等数据,评估不同时期的生态系统服务价值,分析其损益变化权衡关系的时空规律。结果表明：1995—2019年生态系统多功能性、生产功能和生态功能整体呈先增加后减少;气候调节、养分固持、气体调节功能呈增加趋势;水源涵养功能明显下降;污染物容纳功能持续降低。耕地面积减少导致流失的生态系统服务最大。生态系统多功能性、生态功能、水源涵养功能与其他功能由协同关系变为权衡关系。     

多情景土地利用变化下武汉城市圈生态系统服务权衡协同研究

基于多目标情景模拟土地利用格局,定量评估生态系统服务权衡协同关系及总体发展趋势,有助于生态系统服务管理策略的制定,从而提升区域生态和人居环境质量。本研究以武汉城市圈为例,借助GIS(地理信息系统)和InVEST模型对2005—2020年生态系统粮食供给、固碳、土壤保持、产水和氮保持进行定量评估,基于FLUS耦合模型模拟2035年自然发展、耕地保护和生态保护3种情景下生态系统服务,并评估其权衡协同关系。结果表明：2005—2020年武汉城市圈建设用地和水域分别增长1 126.59 km²和72.67 km²,耕地、林地、草地和未利用地分别减少1 019.56、125.62、14.77 km²和39.31 km²,耕地保护和生态保护情景下建设用地增长率远低于自然发展情景,建设用地扩张程度受到遏制;2005—2020年粮食供给、土壤保持、产水和氮保持服务能力增强,固碳服务能力下降;自然发展情景下产水服务最佳,耕地保护情景下氮保持和土壤保持服务能力显著下降,生态系统服务间权衡效应增强,生态保护情景下固碳、土...     

中亚热带3种次生林生态系统服务权衡与协同

以中亚热带地区不同演替阶段次生林为对象,研究了马尾松+石栎针阔混交林(PM)、南酸枣落叶阔叶林(CA)及青冈+石栎常绿阔叶林(CG) 2种调节服务[土壤有机碳(SOC)调节、全氮(TN)调节]及1种支持服务(物种多样性)之间的权衡与协同关系及其影响因素。结果表明:CA的物种多样性显著高于PM、CG,CA与CG的土壤SOC、TN含量显著高于PM。3种次生林土壤SOC调节与TN调节为协同关系,物种多样性与土壤SOC、TN调节为权衡关系,PM、CA权衡表现为物种多样性具有相对较高的收益,CG权衡无固定的相对受益方。在演替前期,常绿阔叶树种比例、土壤p H分别与土壤TN调节-物种多样性、土壤SOC调节-土壤TN调节的权衡呈负相关,随着演替进行,地形因子、土壤因子及树种组成因子对生态系统服务权衡产生的影响较小。     

降水和土地利用对黑河上游生态系统服务权衡与协同关系的影响

本研究利用InVEST模型和CASA模型测算了2000—2015年黑河上游3种生态系统服务——产水、土壤保持和净初级生产力,量化了3种服务之间的权衡协同关系,并进一步分析了降水和土地利用对服务关系的影响。结果表明:2000—2015年3种服务在波动中增加,且均呈现出东南高西北低的分布态势。降水的增加使得产水与土壤保持由协同变为权衡关系,产水与净初级生产力由权衡变为协同关系。中覆盖度草地中产水与土壤保持、产水与净初级生产力的协同关系最大;灌木林地中土壤保持与净初级生产力的协同关系最大;高覆盖度草地中三者的协同关系最优。     

白洋淀流域生态系统服务评估及其调控

政策制定者在制定土地利用相关政策时需要权衡各方面的利益关系,协调资源保护和经济发展之间的关系.由于缺乏有效的评价与权衡办法,目前对这方面研究还较少.采用InVEST模型,评价了白洋淀流域7种服务功能指标,分析了其空间分布特征.通过情景(政策情景与保护情景)分析,较好的反映了农业直接经济收入与服务功能之间的关系.结果表明:生物多样性、水源涵养、土壤保持和固碳重要区域主要分布在流域西部、北部和流域中部山区;水质保护和授粉重要区域主要分布于流域东部、南部和中部平原区.政策情景下,产水量第二,农业产出有所下降,固碳能力较保护模式差,N/P输出最少.保护情景下产水量最大,农田产出价值不变,氮磷保持与政策情景差不多,但固碳效果最好.通过权衡不同情景下服务功能得失,筛选既不损害流域居民实际经济收入,又能使得水文服务功能得到提高的管理模式.研究表明InVEST模型可以很好的用于对自然资本评估和空间化特征分析,通过建立不同情景,评价结果可以用于权衡不同管理策略下服务功能得失,是一种评价和预测自然资本变化的有效方法,对政策制定和策略筛选具有重要的指导意义.     

喀斯特山地城市生态系统服务变化及关系研究——以贵阳市为例

贵阳市是喀斯特山地城市的典型地区,了解其生态系统服务之间的权衡/协同关系,对生态系统管理策略的提出与应用以及有效促进区域生态保护与经济发展具有重要意义.以贵阳市为例,基于RULSE、 InVEST模型评估了2005年、 2015年贵阳市土壤保持、产水量和碳固持3种生态系统服务,利用双变量相关、空间自相关等分析方法研究生态系统服务时间与空间的权衡/协同关系.结果表明：(1) 2005-2015年间,3种生态系统服务总体上呈增加趋势.在空间分布上,土壤保持与碳固持呈北高南低的空间分布,产水量则表现出相反的空间格局.(2) 2005年和2015年3种生态系统服务存在空间自相关,局部上正相关类型表现出较强的集聚性,而负相关类型的集聚性较低.(3)贵阳市生态系统服务主要由耕地、林地、草地提供,单位面积上,碳固持和土壤保持林地最高,产水量建设用地最高.(4) 2005-2015年间,土壤保持—产水量、土壤保持—碳固持为协同关系,产水量—碳固持为权衡关系;在空间上,贵阳市南部的城市建成区及周边地区土壤保持—产水量、产水量—碳固持两对生态系统服务均表现出权衡关系.本研究旨在为贵阳市以及其他喀斯特山地城...     

生态系统服务功能管理研究进展

生态系统给人类提供了自然资源和生存环境两个方面的多种服务功能,这些服务功能的可持续供给是经济社会可持续发展的基础.然而,生态系统服务功能从认知走向管理实践面临着严峻挑战,包括:定量测度、多种服务功能权衡、生态系统服务功能多尺度关联、生态系统服务功能与政策设计的结合.针对这些难点,近年来生态系统服务功能管理研究主要集中在以下领域:生态系统服务功能度量;生态系统服务功能与人类福祉的关系;多种生态系统服务功能权衡;生态系统服务功能保护规划;基于生态系统服务功能的生态补偿机制.为了进一步推动生态系统服务功能管理实践,应该进一步加强生态系统服务功能供给的理论研究;增加生态系统服务研究结果表达的多样性;增加与社会学、经济学、人口统计学等领域跨学科研究;进一步探索生态系统服务功能研究的结果如何运用到管理决策中,促进在管理实践中的应用.     

基于GTWR模型的济南都市圈生态系统服务价值对城市扩张时空响应

【目的】随着我国城镇化发展进入到以中心城市引领都市圈、城市群的发展阶段,如何促进都市圈城镇化与生态环境协调发展成为高质量城镇发展的重要议题。生态系统服务价值对城市扩张的时空响应研究有助于把脉城市发展与生态系统服务的时空演进特征,推动城市与生态系统的协同发展,助力可持续规划以及建设策略的拟定与实施。【方法】本文以济南都市圈为研究对象,基于城镇扩展指数的计算,定量描述各城市扩张的时空特征。采用生态系统服务当量因子法,从多个角度刻画研究区生态系统服务的时空分异特征,并分析生态系统权衡与协同效应。在此基础上,运用时空地理加权回归（GTWR）模型,探究城市扩张对生态系统服务功能变化的驱动方向与驱动强度。【结果】（1）1980—2020年间济南都市圈内城市扩张显著,具有时序阶段性与区域分异性两方面特征,城市空间扩展速率与强度由高到低依次为小城市、大城市、特大城市、中等城市。（2）都市圈内整体生态服务价值量呈逐年下降趋势,黄河干流、东平湖及周边区域与鲁中山区等地区是重要的生态系统服务价值高值聚集区,都市圈内协同关系占比略低于权衡关系,其中特大城市协同关系占比最高。（3）济南都市圈内城市扩张对生态系统...     

基于生态系统服务的流域分区规划与管理——以于桥水库流域为例

量化关键生态系统服务的空间分布格局,分析生态系统服务间权衡协同关系,对流域环境进行生态功能的规划分区,将有助于实现流域精细化管理。本研究以典型跨省市农业流域——于桥水库流域为例,借助InVEST模型对2020年流域内农业和环境的6种关键生态系统服务（粮食产量、氮输出、磷输出、固碳量、产水量和土壤保持）进行模拟,分析其空间分布特征,然后采用Spearman相关系数法判断生态系统服务间的权衡与协同关系,最后运用K-means聚类法识别生态系统服务簇,根据生态系统服务簇的特征对流域进行分区规划,并提出差异化管理措施。结果表明：产水量高值区主要分布在流域中北部地区,粮食产量、氮输出、磷输出的高值区主要分布在流域中南部,土壤保持和固碳服务的高值区则主要分布在流域的西北部。氮输出、磷输出与粮食产量,土壤保持与固碳服务互为协同关系（P<0.01）,而粮食产量服务与土壤保持服务间存在较强的权衡关系（P<0.05）。根据子流域的生态系统服务特征,将于桥水库流域划分为粮食生产区、水源保护区、森林生态区和综合发展区4个功能区,分别占流域面积的22.32%、18.69%、29.30%和29.67%...     

广东省耕地多功能空间分异及权衡与协同关系

随着经济社会等各方面发展,各地耕地利用方式改变,耕地多功能空间差异逐渐显现.以广东省为例,构建耕地多功能评价指标体系,采用熵权法确定指标权重,运用加权求和评分法及Spearman相关系数方法,对2014—2018年广东省20个设区市耕地多功能水平和权衡与协同关系进行分析,为提高耕地管理水平、政府制定耕地利用政策提供依据...     

森林生态系统服务功能研究进展

森林是陆地生态系统的主体,在各类生态系统中,森林生态系统对人类的影响意义深远。国内外关于森林生态系统服务功能的有关评估研究为森林生态系统的经营管理、资源保护及相关林业政策制定提供了依据。阐述了森林生态系统服务功能的概念和指标,依据选取的6篇代表文献研究结果中的功能指标,经对比分析得到价值最大的3个指标是水源涵养功能、固碳释氧功能和生物多样性保护功能;阐明了水源涵养、固碳释氧和生物多样性保护3项功能指标在森林生态系统中的重要作用和地位。此外,依据众多研究者的研究结果浅析了目前制约森林生态系统服务功能相关研究的不足之处和对未来研究的展望。     

山东省农田生态系统服务价值时空变化特征分析

为明确山东省农田生态系统服务价值的时空变化特征,采用生态经济学评价方法,定量核算了2000—2020年间山东省及省内16个地级市的17项农田生态系统服务价值（包括13个正向服务和4个负向服务）。结果表明：从时间上看,2000—2020年,山东省农田生态系统总服务价值表现出波动增长的态势,农田生态系统提供的服务价值逐渐升高。供给服务和调节服务是最主要的服务功能,合计贡献了83.39%~86.72%,其余支持服务、社会保障服务、文化服务贡献率不足20%。负向服务价值在20年间呈波动递减的趋势。从空间上看,2000—2020年间,环鲁中南山地的平原地区,即潍坊、菏泽、德州、聊城、济宁、临沂6市的农田生态系统总服务价值位居前列,接近全省的2/3。威海、东营、日照、淄博、烟台、滨州、枣庄7市的总服务价值位居末位,不足全省的20%。在单位面积农田生态系统总服务价值上,枣庄、泰安稳居全省前二,此外,枣庄的单位面积农田生态系统负向服务价值常年处于全省第一。建议要在加快农业基础设施建设,改善生态环境的同时,根据不同地区的自然条件合理发展农业生产,采用科学的种植技术和高效的管理方式,提高农业生产效率,持续提升农田生态系统的各类服务价值。     

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。     

土地利用变化驱动下洛阳市生态系统碳储量时空变异

碳储量变化是衡量陆地生态系统碳循环的关键指标之一.以河南省洛阳市为例,分析2005—2015年土地利用变化,利用Invest模型计算洛阳市碳储量并分析碳储量的变化.结果表明,洛阳市碳储量呈现南多北少、山多谷少的空间分布特征.10年间洛阳市碳储量略有增加,说明在地形复杂经济较发达的区域,只要科学划分生态功能区,注重生态环境保护和建设,提高土地利用效率,就可以实现经济和生态的协调发展.