哈长城市群土地利用变化对生态系统服务价值的影响

在对区域内的土地利用状况进行分析后,在此基础上计算出生态系统服务价值,通过SPSS软件对二者进行相关分析,结果表明：1) 2000—2020年,哈长城市群土地利用变化为耕地先减后增,林地和水域持续减少,草地先增后减,建设用地和未利用土地持续增加;2)供给服务价值和支持服务价值变化趋势一致,都持续上升;调节服务价值和文化服务价值变化趋势一致,都持续下降;3)通过Spearman相关分析得出,研究区域土地利用变化与生态系统服务价值具有相关关系;4)水域的生态贡献率最高,其次为草地。该研究可为哈长城市群生态环境可持续发展提供科学依据。     

广西猫儿山不同海拔常绿树种和落叶树种光合速率与氮的关系

分析广西猫儿山不同海拔常绿和落叶树种的光合作用-氮关系,探讨光合氮利用效率(PNUE)是否受到叶片习性和海拔的影响。落叶树种的PNUE都显著高于常绿树种,这与前者有较低的比叶重(LMA)和较高的单位叶重光合速率(A_mass)、氮含量和气孔导度(g_s)有密切关系。高海拔树种的PNUE显著低于中低海拔树种的PNUE,这与前者较高的LMA和较低的A_mass和g_s相关。PNUE和相关的叶片特征的主成分分析表明常绿-落叶树种和低海拔-中海拔-高海拔树种的分布是一个自然过渡的过程。此外,PNUE与土壤碳:氮比没有显著相关性,但与年均温正相关,这表明温度气候是调节PNUE沿海拔变化的主要环境因素。因此,这种叶片习性和温度气候调节的PNUE变化可能是调节猫儿山常绿树种沿海拔形成双峰分布的一种机制。     

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...     

新疆喀纳斯国家自然保护区植被叶面积指数观测与遥感估算

叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)是重要的植被结构参数,调控着植被与大气之间的物质与能量交换,在生态环境脆弱的我国西北部开展植被LAI的研究对阐明该地区植被对气候变化和人类活动的响应特征具有重要的科学意义。利用LAI-2200和TRAC仪器观测了新疆喀纳斯国家级自然保护区森林和草地的有效叶面积指数(LAI_e)和真实LAI,构建了其遥感估算模型,生成了研究区LAI_e和LAI的空间分布图。在此基础上,分析了LAI随地形因子(海拔、坡度、坡向)的变化特征,探讨了将其应用于估算研究区森林生物量密度的可行性,并评估了研究区MODIS LAI产品的精度。结果表明:研究区阔叶林、针阔混交林、针叶林、草地LAI_e的平均值分别为4.40、3.18、2.57、1.76,LAI的平均值分别为4.76、3.93、3.27、2.30。LAI_e和LAI的高值主要集中分布在湖泊和河流附近;植被LAI随海拔、坡度和坡向的变化表现出明显的垂直地带性的特点。LAI随海拔和坡度的增加呈现先增加后减小的变化趋势,坡向对针叶林和草地LAI的影响明显,但对阔叶林和针阔混交林LAI的影响较弱;森林生物量密度(BD)随LAI增加而线性增加(BD=44.396LAI-25.946,R²=0.83),研究区森林生物量密度平均值为120.3 t/hm²,估算的总生物量为5.0×10⁶t;MODIS LAI产品与利用TM数据生成的LAI之间具有一定的相似性(森林R²=0.42,草地R²=0.53),但森林和草地的MODIS LAI产品分别比利用TM数据生成的LAI偏低16.5%和24.4%。     

高寒山区一年生混播牧草生态位对密度的响应

生态位指一个种群占据的时空位置及其与相关种群之间的功能关系,密度是混生种群生态位发生变化的主要制约因子。2010年6-9月采用取代系列实验方法,在石羊河上游建立1年生人工混播草地,按燕麦(Avena sativa L.)与毛苕子(Vicia villosa Roth)的密度比例设置KY(1:0)、A(8:2)、B(6:4)、C(5:5)、D(4:6)、E(2:8) 和KM(0:1)7个密度组,研究了时间序列和密度梯度下燕麦与毛苕子生态位宽度和生态位重叠。结果表明:随着牧草的生长,5种混播草地中燕麦的生态位宽度逐渐减小,毛苕子的生态位宽度逐渐增加,燕麦与毛苕子的生态位重叠逐渐减小;混播草地中随着燕麦相对密度的减小和毛苕子相对密度的增加,燕麦的生态位宽度逐渐减小,毛苕子的生态位宽度逐渐增加,燕麦与毛苕子生态位重叠逐渐增加。牧草生长过程中密度制约使两种混播牧草应对种内、种间竞争的资源分配策略发生了调整,使种间关系和群落结构趋于稳定,形成一个相互稳定和相互影响的生态系统,实现了资源利用的最大化。     

青藏高原高寒草原区工程迹地面积对其恢复植物群落特征的影响

恢复工程迹地是青藏高原受损草地生态系统修复的重要内容。通过调查和计算不同工程迹地面积经历相同恢复时期后植物群落的组分,空间结构,多样性,生物量和恢复力,研究了工程迹地面积变化对青藏高原高寒草原区植物群落恢复的影响。结果表明,工程迹地上恢复植物群落的优势种和主要伴生种随着工程迹地面积减小而发生明显变化,当工程迹地面积为156 m²,草原指示性植物紫花针茅(Stipa purpurea)零星出现,面积缩小至55 m²,紫花针茅已演变为主要伴生种;恢复植物群落的高度、盖度、α多样性指数和地上生物量均随工程迹地面积减小而逐渐增加,高度、α多样性指数和地上生物量在工程迹地面积为156 m²时,接近于未受干扰群落,盖度在工程迹地面积为55 m²时接近未干扰群落。β多样性指数随着工程迹地面积减小而减小,植被恢复能力随着工程迹地面积减小而增加,工程迹地面积越小,其恢复度越好。从恢复植物群落各项指标分析,筑路工程迹地历经19a能够自然恢复的适宜面积为156 m²,最高临界值为254m²。     

我国中东部不同气候带成熟林凋落物生产和分解及其与环境因子的关系

在大尺度气候梯度上研究森林凋落物生产分解与气候因子的关系,对于了解森林生态系统碳循环有着重要的作用。在寒温带的黑龙江呼中、温带的吉林长白山、暖温带的北京东灵山、北亚热带的湖北神农架、中亚热带的四川都江堰和浙江古田山,选择典型地带性成熟林,设置72个样地。观测和研究各地点森林凋落物的产量、凋落动态和分解速率,分析三者与环境因子之间的关系,结果表明:不同气候带森林生态系统凋落物年产量为亚热带森林>暖温带森林>温带森林>寒温带森林。随纬度的增加,凋落物产量逐渐减少,凋落物产量与森林类型极显著相关,与年均温显著相关,而与年均降水关系不显著。凋落物生产动态表现为亚热带地区3个类型森林生态系统为双峰型,暖温带、温带、寒温带3个类型森林生态系统为单峰型。凋落物分解速率k表现出了与凋落物产量相似的变化趋势,即随着纬度的增加,分解速率k值逐渐降低,分解速率与年均温极显著相关,与年均降水显著相关。     

西南高山地区土壤异养呼吸时空动态

土壤异养呼吸是陆地和大气之间的重要通量,是决定陆地生态系统碳源汇的关键因素之一,与气候变化紧密相关。西南高山地区是响应气候变化的重点区域,研究西南高山地区土壤异养呼吸动态及其对气候变化的响应,对于评估区域碳循环对全球气候变化的贡献具有重要意义。应用生态系统模型(CEVSA)模型估算了1954-2010年西南高山地区土壤异养呼吸(HR)的时空变化,分析了其对气候变化的响应。结果表明:(1)西南高山地区1954-2010年平均异养呼吸量为422 g C·m^-2·a^-1,在空间分布上,HR自东南向西北递减,与年平均温度(r=0.721,P<0.01)、年降水量(r=0.564,P<0.01)均显著正相关;(2)在时间尺度上,西南高山地区1954-2010年 HR总量增加趋势显著(P<0.05),变化范围为197-251 Tg C/a,平均每年增加0.710 Tg C,其中主要植被类型草地、常绿针叶林和常绿阔叶林均增加趋势显著(P<0.01),增加速度分别为1.621、1.496和1.055 g C·m^-2·a^-2。(3)土壤HR的年际变化主要受温度影响,且西北部高海拔地区较东南部低海拔对温度变化更为敏感,主要植被类型温度敏感系数Q₁₀从大到小依次为草地(2.35)、常绿针叶林(2.34)、常绿阔叶林(1.93)。     

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。      

基于山水林田湖草项目的荒漠绿洲生态系统服务评价研究——以喀什市为例

以喀什市为研究区,使用千年生态系统评估(MA)方法,从生态系统供给服务、调节服务、支持服务、文旅服务等4个生态服务功能方面开展了基于山水林田湖草项目的荒漠绿洲生态系统服务评价研究.结合山水林田湖草项目实施方案,将工程项目实施的生态效益价值量化,对比工程项目投资,评价项目实施方案的科学合理性.结果表明:(1)喀什市各生态系统单位面积生态服务价值,水域>湿地-草地>阔叶乔木-灌木林地>绿洲农田>荒漠-戈壁;(2)喀什市各生态系统生态服务价值总量,水域>湿地-草地>绿洲农田>阔叶乔木-灌木林地>荒漠-戈壁;(3)喀什市各生态系统中,绿洲农田主要提供供给服务,水域主要提供调节服务,湿地-草地主要提供支持服务和文旅服务;(4)《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》规划的喀什市工程项目科学合理,工程项目的实施能使喀什市荒漠绿洲生态系统更好地发挥生态服务功能,为当地提供更多的生态产品.     

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.     

陕西省土地利用与生态系统服务价值动态研究

为研究陕西省土地利用及生态系统服务价值时空演化,从而为陕西省土地和生态可持续发展提供重要决策依据。基于1980、1990、2000、2010和2018年卫星遥感土地利用解译数据,借助生态系统服务价值动态评估模型,运用土地利用变化动态度、敏感性指数、生态经济协调度等方法,分析了1980—2018年陕西省土地利用和生态系统服务价值的时空演化特征,以及生态系统服务价值与社会经济发展之间的相关性和协调度。结果表明:1)陕西省1980—2018年,林地、草地、建设用地面积增加,而耕地、水域、未利用地面积呈减少趋势。各地类的变化速度和幅度差异明显,且不同地类之间转移频繁;2)近40年陕西省生态系统服务价值总量增加了590.94亿元,呈现波动上升的变化趋势,林地产生的生态系统服务价值最大,支持功能和调节功能的生态系统服务价值远大于供给功能和文化功能的生态系统服务价值;3)1980—2018年陕西省生态环境和经济发展整体处于低度协调状态,须加强生态环境保护力度,从而提高生态经济协调度。     

基于能值分析的天宝岩国家级自然保护区森林生态系统服务功能评价

借鉴国内研究成果结合天宝岩国家级自然保护区实际,将其森林生态系统服务类型划分为支持服务（包括有机质生产、营养物质贮存与循环）、供给服务（包括原材料）、调节服务（包括涵养水源、净化空气、固碳释氧、固土保肥）、文化服务（包括科研服务、生态旅游）,采用能值分析理论对其森林生态系统服务功能能值进行货币价值估算。结果表明,天宝岩自然保护区生态系统服务总能值3.22×10 20 sej/a,能值价值2.96亿元/a,其中支持服务能值1.44×10 19 sej/a,价值1320万元/a;供给服务能值1.00×10 20 sej/a,价值9200万元/a;调节服务能值1.93×10 20 sej/a,价值1.77亿元/a;文化服务能值1.44×10 19 sej/a,价值1320万元/a。各项服务功能价值大小顺序为：净化空气＞原材料＞固土保肥＞固碳释氧＞涵养水源＞科研服务＞有机质生产＞营养物质贮存与循环＞生态旅游。生物遗传信息的服务功能能值4.43×10 21 sej,价值达40.7亿元。     

青藏高原草地地下生物量与环境因子的关系

青藏高原草地生物量大部分分布于地下,地下生物量在其碳循环研究中起着重要的作用.基于大规模野外样地调查数据,分析比较了青藏高原南北和东西样带上草地地下生物量与环境因子的相关关系,探讨了环境因子对地下生物量控制作用的区域差异.研究结果表明:对于所有采样点而言,青藏高原草地地下生物量的环境控制因素主要有土壤含水量、表层土壤有机碳和全氮含量.通过比较南北和东西样带研究结果发现,草地地下生物量与土壤含水量、土壤表层有机碳和全氮含量相关的显著性水平,在东西样带上明显高于南北样带.同时,东西样带上草地地下生物量与降水量有显著正相关关系,这种关系在南北样带上不显著,表明水分对东西样带草地地下生物量的控制作用较强.气温与南北样带草地地下生物量呈显著负相关,但与东西样带草地地下生物量相关不显著,由此说明环境因子对青藏高原草地地下生物量的控制存在显著区域差异.     

基于土地利用变化的松原市生态系统服务价值预测

以典型农牧交错区的吉林西部松原市为研究区,利用2000、2010、2015年TM/OLI遥感影像,解译得到研究区3期土地利用变化信息图谱,运用GIS空间分析和数值统计分析方法研究该区土地利用变化情况,对2020年土地利用信息进行预测,并由此评估该区未来生态系统服务价值变化特征。结果表明:近15 a,松原市地区水田面积增加最多,年均8.41%;生态系统服务价值增加33.86×108元。模拟预测结果为,到2020年,松原市土地利用类型的旱田、水田、水域、湿地和建筑用地面积呈增加趋势,其中旱田面积增加最多,达49 596.37 hm2;林地、草地和未利用地面积呈减少趋势;生态系统服务价值增加不显著,由2010年的357.14×108元增加到2020年的362.36×108元,年均增长率为0.1%;精度检验及敏感性分析表明,研究结果可信。     

杭州湾滨海湿地生态系统服务价值变化

湿地生态服务价值评估是生态学的研究热点之一。为科学评估杭州湾滨海湿地生态服务功能价值及变化特点,构建湿地生态系统评价体系,基于遥感数据和社会统计数据,结合生态学和经济学方法,对2000,2005,2010和2015年杭州湾滨海湿地生态系统的供给、调节、支持、文化服务4大类12个子类服务功能,采用市场价值法、影子工程法、替代成本法、造林成本法等方法进行了价值评估。结果表明:杭州湾滨海湿地生态服务总价值呈递减趋势,分别为413.01,261.25,259.52和224.30亿元,调节服务是其主要服务类型,占总服务价值的60.00%以上;气候调节、水质净化、保持土壤是杭州湾滨海湿地生态系统的核心功能,三者占到服务价值的80%以上。分析表明,城市建设、过度围垦是造成湿地面积减少,生态系统价值降低的主要驱动因素。通过对杭州湾滨海湿地服务功能价值的动态变化及定量化评估,建议以其为指导,为杭州湾滨海湿地现有资源的生态保护提供科学依据。     

吉林省白城市生态系统服务价值预测研究

以吉林西部白城市为研究区,利用2000,2010,2014年3期TM/LOI遥感影像,采用人机交互解译方式提取各期土地利用信息,通过空间分析与统计分析确定2000—2010年土地利用类型面积转移情况,并运用CA\|Markov模型对2020年的土地利用情景进行预测。参照修订后的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,对研究区未来生态系统服务价值进行预测估算。结果表明：到2020年,白城市土地利用类型将发生较大变化,旱田、水田、林地、草地和建筑用地面积呈增加趋势,其中,旱田增幅最大,水域、湿地和未利用地面积呈减少趋势。生态系统服务价值减少不显著,预计由2010年的5021×108元减少到2020年的4919×108元。精度检验及敏感性分析表明,研究结果可信。本研究可为生态系统服务价值预测提供方法,对区域可持续发展亦具有重要意义。     

基于LUCC的生态服务价值变化研究

土地利用/覆盖变化(Land-Use and Land-Cover Change, LUCC)是影响土地生态系统服务价值的重要因素.该研究以三峡库区腹心地带的万州区1990,1995,2000,2005,2010和2015年6期TM影像为基础,通过图像解译,分析了万州区各地类变化,估算了研究期间各地类生态系统服务价值.结果表明, 1) 1990-2015年间,万州区耕地和草地面积分别减少了9 389.7 hm~2和3 695.85 hm~2;林地、水域和建设用地的面积分别增加了4 063.14,2 716.83和6 304.86 hm~2; 2) 1990-2015年万州区生态服务价值由18.82亿元增至19.41亿元,增加了3.10%;林地与万州区生态总价值呈相同的"上升—下降—上升—下降"趋势,耕地生态服务价值下降,草地先增后减,水域则相反; 3)万州区生态服务价值区域差异有统计学意义,空间上以长江为界呈现东多西少的分布格局; 4) 1990-2015年间,万州区各地类各年份生态系统服务价值敏感性指数均小于1,表明万州区生态服务价值对其系数缺乏弹性.     

土壤生态系统服务功能表征与计量

2015年是世界土壤年,健康的土壤是地球可持续发展的基石。然而,由于人类直接或间接的干扰,如土地利用变化、土壤管理和土地退化,使得土壤在全球变化压力下变得愈加脆弱。土壤在生态系统服务供应中发挥着至关重要的作用,土壤所提供的各种生态系统服务之间的相互协同或抵消作用是土壤生态系统服务功能研究的主要内容。土壤的碳、氮、水三大生物地球化学循环以及土壤的生物多样性与供给、调节、支持和文化四个生态系统服务紧密相关。为探索土壤可持续管理途径,提升土壤的生态系统服务能力,从碳、氮、水循环与生物多样性出发进行土壤生态系统服务功能表征与计量方法学研究亟待进行。开发用于评价土地利用和土壤管理可持续性的生态系统服务指标体系,采用多尺度、多目标、多因素集成分析探讨各生态系统服务之间的协同或抵消效应是研究的难点,而模型模拟可以在土壤生态系统服务功能计量研究中扮演重要的角色。     

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...