长江中游生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合的时空特征

生态系统服务供给、需求与居民福祉的相互复杂关系是自然生态系统和社会经济系统研究中重要的交叉科学问题,也是生态系统服务和居民福祉研究的热点难点问题和矛盾多发领域。然而,已有研究更为关注生态系统服务供给对居民福祉的贡献,忽视了生态系统服务需求以及供需平衡对居民福祉的影响。选择长江中游地区作为研究靶区和2000—2018年作为研究时段,建立生态系统服务供需量化矩阵测度生态系统服务供需平衡,采用年度组合赋权法和线性函数加权法评估居民福祉,引入弹性系数模型划分生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合关系类型,并进一步研究其时空特征。结果表明：1）生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合关系可划分为“供需改善－福祉增加”“供需恶化－福祉增加”“供需改善－福祉减少”以及“供需恶化－福祉减少”4种,分别对应最优、次优、次差以及最差耦合关系类型;2）长江中游地区生态系统服务供需平衡与居民综合福祉耦合关系表现为以权衡关系为主导且逐渐增强,其中“供需恶化－福祉增加”县域单元占比由2000—2010年的81.99%增至2010—2018年的91.57%;3）生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合关系会随着福祉类型、服务类型、空间尺度、时间范围、经济社会发展水平等表现出不同形式的反馈。长江中游地区各县域单元和有关部门应当结合地区自然地理条件、经济发展水平等多方面因素,因地制宜、因时制宜地推进生态环境保护与修复工程,尽可能地规避“生态诅咒”或“生态魔咒”效应,充分发挥经济社会发展过程中的“生态祝福”效应。     

1990-2014年长江中游经济带生态系统服务价值时空变化特征

基于1990-2014年长江中游经济带土地利用变化过程,参照"中国生态系统单位面积生态系统服务价值当量表",采用Costanza的计算模型估算生态系统服务价值并分析其时空变化特征。结果表明:1990-2014年间,长江中游经济带生态系统服务价值增加113.84亿元,年均增长0.016%,总体呈"山区 > 丘陵区 > 平原区"的空间分布格局,上升区集中于江汉平原南部及洞庭湖平原西部,下降区主要沿"石首市-渝水区-九江县"分布;从不同功能价值来看,区域供给、支持服务功能价值分别下降28.08亿元,35.55亿元,调节、文化服务价值分别上升156.90亿元,20.57亿元,供给、支持和文化服务价值均呈山区高、平原低的分布格局,调节服务价值高值、低值区均集中于平原区,4种生态功能价值主要沿"石首市-渝水区-九江县"下降,调节、文化服务价值在江汉平原南部及洞庭湖平原西部上升,支持服务价值在江汉平原西南部上升,供给服务价值无上升集中区。     

西安市土地利用变化及其生态系统服务价值研究

基于西安市1989-2009年的土地利用基础数据,以1989年为基准年,研究西安市土地利用变化对生态系统服务价值的影响.结果表明:(1)研究区内1989-2009年土地利用变化较快,耕地、水域、草地、未利用地面积减少,建设用地、林地面积增加,土地利用综合指数下降了7.25;(2)研究区1989-2003年生态系统服务价值减少(2.60亿元),主要是因为建筑用地面积增加等造成的,2004年生态系统服务价值增加,2004-2009年生态系统服务价值在2004年的基础上减少了3.73亿元,此期间内耕地林地面积的减少、建设用地面积增加成为生态服务价值减少的主要影响因素.研究表明,西安市土地利用结构决定生态服务价值,生态服务价值反映了土地利用结构的生态优劣.     

长白山地区土地利用及生态系统服务价值变化研究

在遥感和GIS技术的支持下,以2000年和2010年两期Landsat TM/ETM+影像解译数据为基础,分析长白山地区近10a土地利用变化情况。应用Costanza生态系统服务价值计算公式,采用谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,并对其作适当修订后进行该区生态系统服务价值变化的计算。结果表明:10a间,长白山地区土地利用发生了较大变化,旱田、建筑用地面积呈增加趋势,水田、林地、水域和湿地面积呈减少趋势;生态系统服务价值由2000年的1 507.37亿元减少到2010年的1 505.57亿元,减少幅度为0.12%;生态系统各单项服务功能价值呈减少趋势,水源涵养、气体调节功能的价值减少剧烈;敏感性指数小于1,研究结果可信。     

基于土地利用变化的生态系统服务价值研究——以宁安市为例

选择黑龙江省宁安市为研究区,以1991年和2010年两期TM遥感影像为主要信息源,利用遥感与地理信息系统相结合的方法,提取研究区土地利用/覆盖信息,利用修正后的中国陆地生态系统单位面积服务价值系数及评估方法,结合研究区实际情况,对宁安市土地利用变化引起的生态系统服务总价值进行估算。研究表明:1991—2010年研究区土地利用变化表现为耕地、建设用地增加,林地、草地、水域和其它用地减少的“2增4减”的趋势;20 a间宁安市生态服务总价值从149.14亿元下降到144.04亿元,减幅为3.42%,大量林地和草地转化为生态服务价值系数较低的耕地是其减少的主要原因;敏感性分析表明,生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性。评估研究区生态服务价值,并将其纳入区域环境和经济综合核算体系,对加快宁安市的生态建设,推进区域可持续发展具有指导意义。     

长江中游地区土地利用变化阶段划分和特征测度

[目的]基于经济社会发展转型视角,探究长江中游地区土地利用变化的总体特征、过程特征和轨迹特征。[方法]通过分析变化幅度、变化速度和地学信息图谱等特征。[结果](1)2000—2018年,长江中游地区经济社会发展可划分为“由初级产品生产阶段II期向工业化中期转型,城镇化缓慢发展与人口严重外流期”和“由工业化中期向工业化后期转型,城镇化稳步发展与人口持续回流期”2大阶段。(2)就变化总体特征而言,以耕地面积持续减少,水域和建设用地面积持续增加,林地、草地、湿地面积明显减少,未利用地面积保持相对稳定为主。(3)就变化过程特征而言,2000—2010年以耕地和林地相互转化,耕地向建设用地和水域转化,以及水域向湿地转化为主;2010—2018年以耕地和建设用地相互转化,林地向建设用地和耕地转化,以及湿地向水域转化为主。(4)就变化轨迹特征而言,以前期变化型为主,后期变化型和反复变化型次之,持续变化型所占比例较小。[结论]长江中游地区土地利用变化阶段性特征明显,主要表现为不同经济社会转型过程中由区域内不同土地利用类型转化规模与方向所导致的土地利用数量与空间结构变化。     

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。     

汉中市土地利用时空变化及其对生态系统服务价值的影响

汉中市地处气候南北分界线的秦岭—巴山两大山系之间,是国家级重点生态功能区,同时也是“南水北调”中线引水工程的主要水源保护地.对汉中市土地利用变化及其生态服务功能价值影响的研究可为水源保护以及环境质量的改善提供重要理论依据和决策支持.利用遥感和GIS技术分析了汉中市1990-2015年的土地利用变化特征及其对区域生态服务...     

尉犁县土地利用/覆被变化的区域生态系统服务价值变化

基于尉犁县1993年、2001年、2009年和2017年的遥感影像数据,采用中国陆地生态系统服务价值测算方法,结合研究区实际情况,对生态系统服务价值系数进行了修正,分析了尉犁县土地利用/覆被变化导致的生态系统服务价值变化。结果表明:1993—2017年,尉犁县不同土地利用类型面积总体呈“六增三减”态势;即耕地、建设用地、水域、湿地、盐渍化地与沙漠面积有所增加,林地、草地与未利用地面积有所减少;尉犁县土地利用生态系统服务总价值总体呈增加趋势,从1993年的173.61亿元增加到2017年的206.30亿元,增加了32.69亿元。在整个研究时段内,研究区各土地利用类型对生态系统服务总价值的贡献大小从高到低依次为湿地 > 草地 > 未利用地 > 沙漠 > 水域 > 林地 > 耕地 > 盐渍化地 > 建设用地;敏感性分析结果表明各土地利用类型敏感性指数均<1,表明各土地利用类型生态系统服务价值对生态系统服务总价值的影响较小,缺乏弹性,研究结果可信。     

基于土地利用的甘州区生态系统服务价值研究

以张掖市甘州区为研究对象,采用1987年、2000年、2009年3期土地利用数据,分析了甘州区1987—2009年在土地利用/覆盖变化驱动下的生态系统服务价值变化。研究表明:（1）甘州区农田和居民工矿用地一直处于增加趋势,林地和草地先减少后增加,水域处于减少状态;（2）甘州区生态系统服务价值呈现先降后升的“V”字形变化,1987年、2000年和2009年3个年份分别是25.2,19.53,20.21亿元;在不同生态系统类型中,农田、草地、水域提供的生态功能服务价值达到总价值的80%以上,在生态系统服务价值构成中占有重要地位;（3）生态系统单项服务功能价值中,水源涵养和废物处理的生态功能服务价值较高,二者之和占总价值的近40%;（4）各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明甘州区生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果可信;（5）从表面看,生态系统服务价值的变化直接源于土地利用的变化。实质上,在土地利用变化的背后隐含着不同时期人类活动强度和政府政策导向的间接驱动。     

基于InVEST模型的长江中下游地区生境质量变化研究

[目的]生境质量是生态系统能够提供给物种生存繁衍所需条件的潜力,是提升生态系统功能的关键。研究长江流域的生境质量对长江经济带绿色发展和长江大保护等国家重大战略具有重要意义。[方法]以长江中下游地区1980—2018年土地利用数据为基础,利用InVEST模型研究了1980—2018年长江中下游地区的土地利用变化与生境质量、生境退化度的时空变化。[结果](1)林地作为研究区主要的土地利用类型且在不断减少,主要转向建设用地和水域。(2)38年来研究区整体生境质量处于较高等级,生境质量指数平均值为0.628,但呈现下降趋势。空间上表现出东部、中部低,南部高的态势,这与研究区东部、中部大多以建设用地为主,南部以林地、草地为主的土地利用格局相吻合。(3)研究区生境退化度呈现中部区域高,周围较低的分布,生境退化度的变化在时间上呈现升高的趋势,空间上生境退化度发生变化的区域较集中,比如沿江城市群、城乡等人口聚集地的退化度变化剧烈,其余区域变化不明显。[结论]长江中下游地区的生境质量总体上正处于一个退化的过程,城市化的进程使得土地利用中林地、草地和耕地大量转向建设用地,导致生境质量的不断下降,尤其以沿江城市群的问题尤为突出,我们应当更加合理地开发建设用地,划定生态保护红线,逐渐恢复和提高长江中下游的生境质量,扎实推进长江生态环境保护修复,筑牢长江经济带生态安全底线。     

长江流域中部地区生态系统服务价值评估与综合驱动力分析

为了探索人类发展系统和自然生态系统的耦合,分析生态系统服务价值的综合驱动力,基于2010年、2017年两期Landset TM/ETM遥感土地利用解译数据,运用基于植被净初级生产力的系数修正当量因子,计算和比较不同区域的生态系统服务价值,采用空间回归方法从景观类型、宏观经济和社会发展水平方面对其综合驱动力进行了阐释。结果表明:(1)生态系统服务价值整体有所提高,但是湖北省、湖南省和江西省各自变化的幅度有所不同。(2)各类用地中生态系统服务价值最大的是水域和林地,其次为耕地和草地,都呈增加趋势; 未利用地生态系统服务价值最小,且呈减少趋势。(3)在县域尺度上,生态系统服务价值呈现显著的空间自相关现象,斑块密度、第三产业增加值占比、城镇居民人均可支配收入显著负向影响区域的生态系统服务价值,其中城镇居民人均可支配收入的负向影响最大。由此可以得出,通过避免高密度、细碎化的开发与建设并保护重要的生态功能区,可以提高生态系统服务价值,促进长江经济带的生态文明建设。     

长江上游地区土地利用/覆被和景观格局变化分析

利用1980年、1990年和2000年3个时期土地利用数据,将GIS和景观生态学的数量分析方法相结合,运用Arc Info和Arc View以及Fragstats(栅格版),分析了长江上游地区1980~2000年间的土地利用/覆被和景观格局的变化。结果表明：研究期间,林地和耕地大幅度减少,草地和建设用地面积显著增加,水域和未利用地相对变化幅度不大。研究区土地利用类型转移的主要方向是林地转化为草地和耕地、耕地转化为建设用地和草地、草地转化为未利用地。通过对该区斑块类型级别指标的分析,得出水域、建设用地和未利用地分离度和破碎度较大,而耕地、林地和草地在宏观政策和人类活动强烈干扰下,分离度和破碎度呈现先降低后升高的趋势。通过对景观级别指标的分析,得出整个区域景观结构日趋破碎,景观异质性也逐渐提高,土地向着多样化和均匀化发展。长江上游地区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失和沙漠化程度加剧,自然灾害频发等景观生态效应。可通过调整景观尺度上的土地利用方式,使长江上游地区生态建设及水土资源实现可持续发展。     

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。     

土地利用变化对长江上游生态系统服务价值的影响

该文以典型生态脆弱带——长江上游地区1980、1990和2000年的土地利用动态数据为基础,参照中国陆地生态系统单位面积服务价值表,结合敏感度分析,探讨了土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响。结果表明,1980－1990年研究区林地、草地和湿地面积都有不同程度增长,生态系统服务价值呈增加趋势;但在1990－2000年间,建设用地、耕地和未利用地面积大幅度增加,且大多来源于林地和草地等地类的转化或退化,使得整个研究期间内各项生态系统服务功能都出现不同程度的衰退。生态系统服务价值也从1980年的11 119.16亿元减少到2000年的11 077.85亿元,净减少值为41.31亿元。该区域快速城市化和以经济利益为目的的发展模式给生态系统服务功能和可持续发展带来巨大压力,这种生态环境急剧退化的趋势必须引起高度重视并进行有效控制。     

辽河中下游流域土地利用变化及其生态环境效应

辽河中下游地区地处东北老工业基地区,是我国重要的重工业、能源和商品粮生产基地。基于TM卫星遥感数据及调查资料,对辽河中下游流域1986—2000年土地利用时空变化特征及其生态效应进行了研究。结果表明,随着人口的增加和经济的发展,流域耕地面积持续扩大,林地、草地、水域面积趋于减少,居民地、工矿、交通等建设用地增加。整个景观斑块数量呈现减少趋势,景观的空间结构趋于简单化。农业用地是平原地区土地利用变化的主体和媒介,主要土地利用转变类型大多与耕地有关。土地利用/覆被变化导致了诸多环境问题如水土流失加剧,水资源短缺、水质恶化,湿地生态功能下降等,使流域生态环境更加趋于脆弱。     

陕西渭北旱塬区土地利用与生态系统服务价值变化——以陇县为例

以陕西省陇县为研究对象,基于该区域2000年、2005年、2010年、2014年四期遥感影像,探讨了陇县土地利用变化情况,并参照生态系统服务价值当量估算法定量分析了研究期内陇县的生态系统服务价值变化特征,以期为陇县生态环境保护和土地利用调控提供科学参考。结果表明:（1）近14年,陇县土地利用结构发生了明显变化,耕地、未利用地、水体的面积出现减少,林地、草地、建设用地的面积均有不同程度增加,草地面积增加最多,增长了15.18%,耕地面积减少最多,减少了2.68%。（2）研究期内,林地生态系统服务价值最高,依次为耕地、草地、水体和未利用地。陇县总生态系统服务价值增加了1.617×10⁷元,林地和草地的贡献度最大。耕地和水体面积减少引起食物生产、废物处理、水源涵养和娱乐文化的生态服务价值在不同时期出现下降。（3）不同时期,各地类的生态系统服务价值敏感系数均小于1,表明生态系统服务价值对价值系数变化缺乏弹性,研究结果具有可信度。     

分水后黑河中游地区土地利用结构优化研究

以黑河分水为背景,分析了分水后中游地区水资源所面临的紧缺形势和土地利用结构对其影响。由于在干旱区,水资源的合理利用与土地的合理利用密切相关,合理的土地利用结构可以使水资源的利用更为有效。有鉴于此,文章认为要缓解水资源的约束,黑河中游地区必须走土地利用结构优化之路,并提出了今后土地利用结构发展的重点方向。