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...     

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.     

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...     

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。     

陕西省生态系统服务权衡与协同关系时空特征分析

陕西省位于长江、黄河两大流域之间,横跨3个气候带,分为了秦巴山地、关中平原和黄土高原3大自然区,自然条件多样,在西北地区发挥着重要的服务功能,探究陕西省长时间序列生态系统服务时空分布特征及各服务间的权衡协同关系变化可为生态系统服务功能管理提供科学依据.本文基于CASA模型、RUSLE模型和InVEST模型测算了陕西省2...     

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.     

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.     

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...     

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。      

天津于桥水库流域水体氮磷空间分异与景观格局的关系

以于桥水库流域内24个采样点的水质营养盐监测数据为基础,分析了流域水质氮磷的空间异质性。运用聚类分析将24个子流域分成3组,即受工业污染源和居民生活污水污染严重的高度污染组(A组),坡度较大且受果园土壤侵蚀带来的氮磷污染物影响严重的中度污染组(B组),地势低平且无明显聚集性人为干扰的低污染组(C组),而且发现在城镇化格局影响下总氮污染空间差异相对其他指标较小。结合2013年ETM遥感影像解译的土地利用现状图,探讨了流域景观格局与河流水体中营养盐浓度的相关关系。结果表明,流域内"源汇"特性明显:耕地面积比与总氮(TN)和磷酸盐(PO3-4-P)存在显著的正相关性,与溶解性总磷(DTP)存在极显著的正相关性;城市建设用地面积比与DTP、TN和氨氮(NH+4-N)有显著的正相关性,与PO3-4-P表现为极显著的相关性;园地的面积比对TN和NH+4-N具有显著的正相关性;林地是本流域主要的"汇"型景观,其面积比和NH+4-N有显著的负相关关系,相关系数为-0.459。从景观水平上看,在本流域内景观格局指数与磷含量具有一定的相关性,各景观指数对与地形因素有关的水土侵蚀量较为敏感。斑块数(NP)、斑块密度(PD)和最大斑块指数(LSI)都与磷含量有明显的正相关,流域内斑块数量越多、景观类型和形状越复杂,水质越容易受到氮磷污染。     

基于生态系统服务供需关系的国土空间生态修复分区研究——以云南省为例

以云南省为研究区,通过量化生态系统服务供给与需求水平,分析二者匹配关系,研究全省县域尺度的生态保护与修复分区。结果表明,生态系统服务供给与需求存在空间异质性,二者空间上整体表现为互补关系。滇西北和滇西南林区是高供给区,滇东城镇化较为发达地区是低供给区和高需求区。依据供需特征,将云南省分为4个区域,供需协调型（高供给-高需求）,应重点提高除水域外其他生态用地供给水平;城乡重构型（低供给-高需求）,应重点关注城市绿地空间配置及覆盖;重点修复型（低供给-低需求）,在局部地区开展水土保持、矿山修复等修复工程;生态保育型（高供给-低需求）,以生态保育为主要目标,实现森林质量的整体提升。     

土地利用变化对生态系统服务功能的影响——以密云水库流域为例

生态系统服务功能与人类福利息息相关,土地利用变化是生态系统服务功能退化的主要驱动力之一,以人地关系紧张,生态系统服务功能变化剧烈的密云水库流域为对象,分析流域1990-2009年土地利用的变化,采用空间显式的生态系统服务功能评估软件InVEST中的“产水量”、“土壤保持”、“水质净化”模型,研究流域土地利用变化对生态系统服务功能的影响.结果表明1990-2009年密云水库流域土地利用变化剧烈,农田、草地和水体的面积分别减少了30％、48％、61％,林地、建筑用地和裸地的面积增加,增幅分别为30％、230％、282％.随着土地利用变化,生态系统服务功能相应产生着显著变化,研究期内,土壤保持功能和固碳服务分别增加46％和19％,但水资源供给服务和水质净化功能分别减少了3％和25％.农田面积的减少和森林的扩张改善了土壤保持服务,森林面积的增加同时也改善了固碳服务,但会削弱水资源供给服务,建筑用地的扩张会大幅度削弱水质净化功能,为维持和改善流域整体的生态系统服务功能,应加强对森林和建筑用地的控制.其研究为密云水库流域土地利用科学管理决策提供参考.     

广西元宵水库集水区桉树人工林生态系统服务价值时空动态

广西元宵水库集水区的植物群落以桉树人工林与马尾松林为主.栽种40多年以来,马尾松种植区已经发展成为具备良好群落结构的生态公益林.近年来,在经济利益的驱使下林农大量刈除马尾松而种植桉树,引发了一系列生态环境问题.基于遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS),选取水源涵养、环境净化、产品提供、固碳释氧、土壤保育、生物多样性保护等6项生态系统服务指标,就广西元宵水库集水区桉树人工林与马尾松林的生态系统服务价值开展比较研究.结果表明,2005-2015年,元宵水库集水区的生态系统服务价值约合3.57亿元,水源涵养、环境净化、固碳释氧、产品提供、土壤保育与生物多样性保护价值占比分别为38.86％、18.12％、11.15％、16.81％、7.47％和7.59％.其中,马尾松群落每年的单位面积生态系统服务价值约为39 029元/hm2,桉树群落约为12 011元/hm2.以2005年水库集水区生态系统服务价值为基准,2006-2015年水库集水区共损失生态系统服务价值2.83亿元.     

不同乡村地域类型农户生计资本和生计策略特征及影响因素——以于桥水库流域为例

农户生计方式不仅决定了农户的收入,还对区域环境产生了深刻的影响。不同乡村地域类型是影响农户生计资本和生计策略的重要因素。本研究通过参与式农村评估和问卷调查获取于桥水库流域512份农户生计的一手数据,构建了农户生计资本评价指标体系,依据收入结构划分农户生计策略,分析不同乡村地域类型的农户生计资本和生计策略特征,并利用多元回归方程解析生计资本对生计策略的影响。结果表明：流域内农户生计非农化成为普遍现象,纯非农型和非主农辅型生计策略占比分别为 29.5%和 42.6%。不同生计策略农户的生计资本存在显著差异：纯非农和非主农辅农户的总生计资本、人力资本、社会资本和金融资本显著高于纯农业和农主非辅农户,纯农业和农主非辅农户的自然资本显著高于纯非农型农户。不同乡村地域类型农户的生计资本水平和生计策略选择具有明显差异。经济作物区农户的总生计资本、自然资本显著高于其他地区,传统粮产区的金融资本最低。水库周边区生计策略主要为纯非农型,山地林木区和城镇周边区主要是非主农辅型,传统粮产区和经济作物区主要是纯非农型和非主农辅型,文化旅游区主要是非主农辅型和农主非辅型。人均耕地面积、人均林地面积、耕地破碎化程度、土壤肥力、劳动力占比、家庭人口平均年龄、交通工具和家庭人均收入等指标对农户生计策略选择具有显著影响。不同乡村地域类型生计资本和生计策略差异主要与地理区位、自然资源、社会资源和政策相关。最后,提出基于乡村地域特征的农户生计的针对性优化策略,为促进农户生计可持续发展提供参考。     

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。     

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...     

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...     

基于土地利用变化的生态系统服务价值评价 ——以重庆市为例

生态系统服务价值的变化间接体现土地利用结构的调整。以近10年(2009-2018年)重庆市土地利用变更调查数据为基础,利用动态度指标观察、分析土地利用的变化,引用价值模型对生态系统服务价值进行估算。研究结果表明:近10年研究区土地利用结构变化明显,林地、建设用地规模分别增加75755.43hm2和102901.64hm2,动态度变幅分别为0.22%和1.87%;研究区生态系统服务价值总体呈缓慢增长,2018年达到1183.95亿元,其中林地的贡献率最大;水域的生态价值变化率最高,其面积的增加对总价值有较强的放大作用。     

基于机会成本和生态系统服务价值核算的生态补偿标准研究——以新安江流域为例

生态补偿是一种创新型环境政策,通过协调流域内各主体经济利益关系,实现流域生态环境质量改善,增强流域的可持续发展能力,因地制宜开展生态补偿标准研究意义重大。以新安江流域为例,首先对流域上游黄山市展开机会成本核算,然后在明确该区域生态系统服务功能补偿范围基础上依据修正后的新安江流域受偿因子计算出该流域生态系统服务价值总量,最后引入发展阶段系数模型确定该流域生态补偿标准阈值。结果表明,2013—2017年新安江流域生态补偿标准下限值为5.24亿～12.65亿元,生态补偿标准上限值为24.06亿～34.22亿元。依据研究结果并结合当前流域生态补偿现状和经济社会发展需求,对未来该流域生态补偿标准确定、补偿资金筹措和流域法律制度建设等方面给出对策建议。