环鄱阳湖城市群生态系统服务价值时空变化及权衡协同关系

[目的]量化和分析环鄱阳湖城市群生态系统服务价值及时空变化,探讨其生态系统服务之间的权衡协同关系,为区域生态环境保护与修复提供决策参考。[方法]以环鄱阳湖城市群2000年、2010年和2020年3期土地利用数据为依据,采用ESV当量因子法、生态贡献率以及生态系统服务权衡协同度模型等方法,探讨环鄱阳湖城市群ESV时空变化以及生态系统服务之间的权衡协同关系。[结果](1) 2000年、2010年和2020年环鄱阳湖城市群生态系统服务价值分别为4 163.50亿元、4 219.53亿元、4 202.93亿元,整体呈先增后减的变化特征。研究期间各地类中林地的ESV最大,在单项服务功能中水文调节的ESV最大。(2) ESV空间分布格局较为稳定,中高值格网分布于大型湖泊水库以及水系主干道,低值格网分布于城镇建成区和耕地开发程度高的乡村聚集区。ESV增加的区域主要为鄱阳湖外围,ESV减少的区域为南昌市区、九江市东北部、鹰潭市等区县的城镇建成区。(3)水域对ESV变化的贡献率最大,是影响环鄱阳湖城市群ESV增减变化的主要因素。(4)研究时段内协同关系为生态系统服务之间的主导关系,权衡关系集中存在于水资...     

安徽省生态系统服务时空变化及权衡-协同关系

探析生态系统服务的变化特征及其权衡与协同关系,为制定生态环境保护政策和区域发展规划提供决策参考。利用1990—2018年4期土地利用数据,运用当量因子法、GIS空间分析与地理探测器模型,基于格网尺度刻画安徽省生态系统服务价值(Ecosystem Service Values, ESV)时空演变特征和权衡/协同关系,探讨了影响ESV空间分异的主要因素及其交互作用。结果表明：(1)在1990—2018年期间安徽省ESV呈不断减少趋势,从研究初期的3 647.37亿元(1990年)减少至3 567.78亿元(2018年),下降了79.59亿元。(2)空间尺度上,ESV空间分布格局变化较小,空间异质性明显,呈现明显的南高北低的空间分异特征。(3)数值关系上,4种典型生态系统服务之间呈现不同强度的协同关系。空间分布上,生态系统服务的空间权衡/协同表现出显著的分异特征,一对生态系统服务的权衡与协同关系因空间尺度不同而存在一定差异。(4)县域尺度ESV空间分异格局是多种因素综合作用的结果,其中人口密度和人为影响综合指数对区域ESV空间差异的决定力显著强于其他因素。两两驱动因子交互作用对ESV的影响力...     

成渝城市群生态系统服务价值与人类活动强度空间关系

科学揭示生态系统服务价值与人类活动强度的空间关系,对土地管理和城市规划具有重要意义。以成渝城市群为例,基于2000年、2010年、2018年三期土地利用数据,构建土地利用转移矩阵、生态系统服务价值评估模型及流向损益模型、人类活动强度指数评估模型,综合运用双变量空间自相关和多尺度地理加权回归方法,探究了成渝城市群地区人类活动强度与生态系统服务价值的空间关系,揭示人类活动强度对生态系统服务价值的深刻影响。结果显示：(1) 2000—2018年生态系统服务价值由5 064.6亿元下降到5 061.27亿元,建设用地过度侵占耕地已经成为了生态系统服务价值降低的主要原因;(2) 2000—2018年人类活动强度呈现出“双核圈层式”的空间特征,人类活动强度高值区主要集中于成都、重庆两地,边缘地区人类活动强度较弱;(3)人类活动强度增强会导致生态系统服务价值减少,二者存在显著空间负相关,中部地区恶化明显,2000—2018年总体而言负向效应加剧。研究表明退耕还林以及植被恢复对区域生态系统恢复而言至关重要,未来应更加重视区域生态保护,制定合理规划措施,共筑城市群绿色可持续发展一体化。     

宾县生态系统服务时空格局及权衡协同关系

东北黑土区是我国重要的生态功能区,也是主要的粮食产区,持续多年的开垦利用,加剧了该地区生态环境的恶化,因此探究黑土区生态系统服务的时空分异特征及协同权衡关系对该区域社会经济生态协调发展有重大意义。以宾县为研究区,综合利用InVEST模型、RUSLE模型、CASA模型、R语言和GeoDA软件,定量测度该县2000—2020年产水量、土壤保持和碳固定3种生态系统服务的时空格局及权衡与协同关系。结果表明:(1)从时间变化看,产水量呈上升趋势,碳固定和土壤保持呈先降低后上升的波动变化趋势;(2)从空间分布看,产水服务高值区表现为由中部向四周递减的趋势,碳固定和土壤保持服务总体呈现为南高、东低的空间分布格局。(3)权衡协同关系表明,2000—2020年,协同关系是宾县生态系统服务间的主导关系; 数值上,3种生态系统服务的协同关系持续增强,具体表现在相关系数和Moran's I指数的增加; 空间上,正、负相关集聚性明显,权衡协同关系分布空间分异性显著。综上,宾县生态系统服务变化呈上升趋势,南部区域生态系统服务较强,未来应在空间上促进生态系统服务协同发展。     

南京都市圈生态系统服务时空变化及权衡协同关系

[目的]全面理解生态系统服务的时空格局特征及其相互关系,可以丰富生态系统服务及可持续发展等相关理论,并对区域生态环境管理政策的制定具有重要指导意义。[方法]以南京都市圈为研究区,在评估2000—2020年的产水、粮食供给、土壤保持和碳固持等4种生态系统服务的基础上,分析各类型生态系统服务能力在地类和区域上的差异;通过识别生态系统服务热点区及其热点服务类型,评估不同区域服务供给能力;进而采用相关系数和差异比较等方法探究南京都市圈生态系统服务静态与动态的权衡/协同关系。[结果]2000年、2010年、2020年,南京都市圈的产水量、粮食产量、土壤保持量及碳固持量的三年平均值分别为522.12 mm, 4.20 t/hm²,42.61 t/hm²,44.57 t/hm²,除碳固持服务逐年下降,其他服务均呈逐年递增趋势。受土地利用类型和区域自然环境的作用,产水、土壤保持和碳固持服务呈南高北低的空间分布,粮食供给服务则呈南低北高的空间格局。由北向南依次形成了以粮食供给服务为主的1重服务热点区、以产水和粮食供给服务为主的2重服务热点...     

焉耆盆地气候变化和人类活动对生态系统服务 价值的影响研究

环境变化下的生态服务功能研究,对生态环境与社会经济持续发展具有重要的科学意义和应用价值。本文以新疆焉耆盆地作为研究对象,基于Landsat遥感影像数据、DEM数据和气象要素数据,运用非参数气候变化突变点检验(MK,Mann-Kendall-Sneyers test)、趋势分析方法(Mann-Kendall,MK),通过计算生态服务价值(ESV)和土地利用/覆盖变化(LUCC)动态度,对新疆焉耆盆地近40 a(1973—2014年)生态服务功能的变化及其驱动因素进行了分析。结果显示:1)生态系统服务价值和功能的变化是气候变化和人类活动共同作用的结果;2)山区冰川面积的缩小是山区生态服务价值减少的主要原因;3)平原区的生态系统服务价值以2004年为转折点呈现先减少后增加的趋势,整个研究区的生态服务价值分别为1973年85.86×108元、1977年94.46×108元、1994年84.15×108元、2004年89.40×108元和2014年96.47×108元,这与降水量和蒸发量变化趋势吻合。人类活动如长期开垦、扩大绿洲面积和有益的气候变化支撑(降水量增加、蒸发量减少)是平原区生态服务价值增加的主要原因。在山区,生态服务价值随着降水量、蒸发量的变化而变化,在绿洲区生态服务价值的变化是人类开荒耕地、还林、还耕,以及人工栽培芦苇等活动和气候变暖共同作用的结果。     

哈长城市群生态系统服务时空特征及其权衡/协同关系研究

哈长城市群位列国家二级城市群之首,研究哈长城市群地区的生态系统服务变化及权衡协同关系对促进该区域可持续发展具有深远意义。基于多源遥感数据结合InVEST模型及权衡协同度模型(ESTD),分析了哈长城市群2000年、2010年、2015年土地覆被变化;评估了土壤保持、生态系统碳储量及产水量3种生态系统服务的时空分布及其权衡协同关系。结果表明:(1)2000-2015年,哈长城市群内建设用地共增加1462 km²,其中,2000-2010年增长量(958 km²)高于2010-2015年(504 km²),15年间林地共增加1527 km²,草地、耕地及裸地分别减少661 km²,1611 km²,780 km²;(2)15年间土壤保持量持续降低,生态系统碳储量先减后增,产水量先增后减;(3)6种土地覆被类型中,单位面积下林地提供的土壤保持力最高,湿地提供的生态系统碳储量和产水量最高;(4)协同作用在哈长城市群3种生态系统服务间占主导地位;南部的土壤保持-生态系统碳储量及土壤保持-产水量多为协同关系,北部相反,从全区来看生态系统碳储量-产水量间的相关关系相对较弱。研究结果可为哈长城市群地区制定更为全面具体的生态保护策略提供参考依据。     

生态型县域生态系统服务时空格局及其协同关系——以国家全域旅游示范区江西省武宁县为例

[目的] 分析生态型县域生态系统服务的时空变化及协同关系,为促进国家生态文明建设,实现生态保护和社会经济协调发展提供理论参考。 [方法] 以江西省武宁县为例,结合野外实测数据,运用InVEST模型评估了该区2000—2020年水源涵养、土壤保持、碳储存和粮食供给4种典型生态系统服务,在此基础上探讨了生态系统服务间的协同关系及其时空变化特征。 [结果] ①2000—2020年,武宁县单位栅格年平均水源涵养量从173.14 mm提升至283.92 mm,单位栅格年平均粮食供给量从3.52 kJ提升至5.34 kJ,两者均呈现增长趋势;土壤保持功能呈先减少,后增长,再减少的波动趋势;20 a间土壤保持功能下降了15.71%,而碳储存功能呈现微弱增长的趋势。 ②武宁县南部和北部的林地是水源涵养、土壤保持和碳储存的高值区;水域、建设用地及未利用地分布区域是水源涵养、土壤保持和碳储存的低值区;4种生态系统服务中,林地和耕地是生态系统服务功能发展的关键用地。 ③武宁县水源涵养、土壤保持和碳储存3者之间是协同关系,与粮食供给是权衡关系;“高—高”和“低—低”集聚的协同关系主要分布在高海拔的林地及水域,“高—低”和“低—高”集聚的权衡关系主要分布在耕地。 [结论] 2000—2020年武宁县生态系统服务功能整体呈上升趋势,未来应重点关注生态调节服务功能向资源价值的转化。     

人类活动条件下兰坪县土地利用景观格局及生态系统服务价值

对土地利用景观格局的生态系统服务价值评估,有利于人们认识自然生态系统对人类福祉的重要性。基于兰坪县1996年和2015年两期遥感影像解译数据,居民点数据,采用ArcGIS技术,生态价值评估方法,分析了人类活动对土地利用景观类型变化及生态系统服务价值的影响。结果表明:随着社会经济的发展以及相关政策的出台,林地、耕地以及建设用地等土地利用景格局的变化较大;结合443个居民点以及不同气候带基础数据,得出人类活动主要集中在1 900~3 000 m的温带范围内。人类活动对土地利用景观格局的变化有着重要的影响;20年间兰坪县生态系统服务价值总量增加了44 035.19万元,其中不同生态服务功能的服务价值贡献率由大到小依次为:土壤形成与保护、气体调节、水源涵养、生物多样性保护、气候调节、原材料、废物处理、娱乐文化、食物生产;不同土地利用景观类型生态系统服务价值总量大小排序为:林地 > 耕地 > 水体 > 草地 > 建设用地 > 未利用地。     

陇东黄土高原农田生态系统服务及其权衡协同关系

陇东黄土高原是中国农耕文明发祥地之一,探究其农田生态系统服务及其权衡协同关系对于维持农田生态系统多功能性,促进耕地保护、保障粮食安全具有重要价值。为了厘清其农田生态系统服务之间的权衡协同关系,该研究基于社会经济与资源环境数据,运用降水贮存量法、通用土壤流失方程、InVEST 等6种生态系统服务评估模型,测算2020年农田生态系统供给服务（食物供给）、调节服务（水源涵养、碳固存）、支持服务（土壤保持、生境维持）和文化服务（美学景观）的物理量,并采用皮尔逊相关系数、双变量莫兰指数,分别识别供给服务与其他3类服务之间的权衡协同关系、各项服务之间关系的空间异质性。结果表明：1）研究区农田生态系统食物供给、水源涵养、碳固存、土壤保持服务物质量分别为4.61×10⁶ t、2.45×10⁸ m³、2.94×10⁶ t、6.61×10⁹ t,生境质量服务均值为0.26;供给服务与文化服务均呈“东西高、中北低”的分布格局,调节服务与支持服务则呈“带状”分布格局。2）研究区农田生态系统供给服务与调节、支持、文化服务之间以及食物供给服务与水源涵养、碳固存、土壤保持、生境维持、美学景观服务之间均表现为不同程度的协同关系。3） 研究区农田生态系统4类服务之间、各项子服务之间的权衡协同关系均具有空间自相关性,空间异质性显著。各项服务之间的协同关系“组团”出现在陇东中北部地区,聚集性较明显;各项服务之间的权衡关系则零散分布,聚集性不明显。因此,应全力维持陇东黄土高原农田生态系统多功能性,实施分区管理策略,充分发挥农田生态系统各类服务的协同效应,整体提升农田生态系统服务功能（特别是食物供给服务）,巩固新时代“陇东粮仓”地位。     

生态系统服务综合关系空间分异及驱动因素——以石羊河流域为例

明晰区域多种生态系统服务之间的综合关系特征和驱动机制,是生态系统管理的前提,具有重要意义。利用气象、土地利用、NDVI、土壤等数据,基于InVEST模型、CASA模型和RUSLE模型,借助相关性分析方法对石羊河流域2003—2018年的产水、NPP和土壤保持服务及其权衡与协同关系进行定量计算和分析,提出多种生态系统服务间综合关系的识别方法,对石羊河流域生态系统服务综合关系空间分异特征进行研究,并采用地理探测器法揭示了其驱动机制。结果表明：(1) 2003—2018年,石羊河流域生态系统产水及土壤保持服务呈下降趋势、NPP呈上升趋势,石羊河流域生态系统产水服务和土壤保持服务以协同关系为主,产水服务和NPP,NPP和土壤保持服务以权衡关系为主;(2)石羊河流域生态系统服务综合关系具有明显的空间异质性,综合关系为全协同的区域主要分布在肃南县境内,综合关系为全权衡的区域主要分布在天祝县祁连镇以及民勤县的西渠镇、东湖镇和收成地区,综合关系为权衡主导的区域占石羊河流域面积比最大,为74.44%;(3)海拔高度是决定石羊河流域生态系统服务综合关系空间分异的主导因子,各子流域探测的主导因子存在差异性,...     

安新县白洋淀湿地生态系统服务功能评价

以河北安新县白洋淀湿地为研究对象,对该湿地生态系统服务功能进行了价值估算,结果表明,涵养水源、缓洪滞沥、水分调节是湿地最重要的功能,其价值最大。在开发和利用白洋淀湿地的过程中一定要慎重,要对白洋淀湿地进行合理规划,否则将会影响白洋淀湿地生态服务功能的发挥。     

石门县生态系统服务价值对LUCC的响应分析

LUCC对维持生态系统服务功能起决定性的作用,是全球环境研究的热点和前沿问题。采用Costanza生态系统服务价值计算方法,在对石门县生态系统单位面积生态服务价值系数进行修正的基础上,探讨了石门县2001—2013年生态系统服务价值对LUCC的响应情况,并构建灰色模型对其发展趋势进行了预测。结果表明:（1）研究期内,石门县生态系统服务价值变化分两个阶段:第一阶段是上升阶段,从2001年的6.500 7×10⁹元增加到2004年的6.519 9×10⁹元,第二阶段是下降阶段,生态系统服务价值从2004年的6.519 9×10⁹元持续下降到2013年的6.507 6×10⁹元。（2）根据预测出的石门县2016—2025年各类土地利用数量情况,得到2025年石门县ESV将减少到6.464 1×10⁹元。同时生态系统单项服务价值出现有增有减的趋势,其中气体调节、气候调节、土壤形成与保护、原材料价值出现下降趋势,而水源涵养、废物处理、生物多样性保护、食物生产、娱乐文化价值出现上升趋势。该文为石门县土地利用与环境保护提供科学依据和技术支持。     

1980—2020年汾河流域生态系统服务价值的时空变化

[目的]分析1980—2020年汾河流域生态系统服务价值时空变化特征,为该流域生态环境的科学调控和管理提供理论参考。[方法]利用汾河流域1980—2020年5期Landsat-MSS/TM/ETM遥感影像解译数据研究了流域土地利用变化特征,并估算了生态系统服务价值。[结果] 1980—2020汾河流域土地利用中耕地、林地和草地一直处于主导地位,土地利用整体变化表现为耕地向建设用地转移;土地利用动态度表明2000—2020年土地变化明显高于1980—2000年。1980—2020年汾河流域土地利用总生态服务价值持续减少,空间分布整体上呈上游高,中下游低的趋势。从不同功能价值来看,调节和支持服务减少最多。不同土地利用程度与ESVI双变量LISA聚集图呈现出明显的空间负相关性,主要以汾河上游的低土地利用程度与高ESVI聚集分布为主。[结论] 1980—2020年汾河流域土地利用/覆被变化对生态服务价值有较大影响。可以通过提高土地集约利用水平,促进该区土地利用结构向高生态服务价值发展。     

泾河流域生态系统服务权衡/协同关系的尺度异质性研究

[目的]探究泾河流域生态系统服务权衡/协同关系的尺度异质性,阐明权衡/协同关系在子流域尺度发生变化的主要原因,为黄土高原地区的生态保护和高质量发展提供科学参考。[方法]利用SWAT模型、CASA模型、InVEST模型等量化粮食供给、土壤保持、产水、固碳、生境质量5种生态系统服务,并采用空间相关性统计方法从全流域和子流域两个尺度上进行生态系统服务及两两之间权衡/协同关系的尺度异质性研究。[结果](1)泾河流域粮食供给服务在流域东南部较强;土壤保持服务在流域北部、中部较弱,在西南部、东南部较强;产水服务在流域西部、南部以及东南部较强,在北部、东北部及东部地区较弱;固碳服务流域南部强于北部,东部强于西部;生境质量以中值区和高值区为主,其高值区主要分布在流域东部、东南部及西部,低值区主要分布在建设用地。(2)从全流域尺度来看,粮食产量和土壤保持、产水量、NPP和生境质量以权衡关系为主;土壤保持和产水量、NPP和生境质量以协同关系为主;产水量和NPP是协同关系为主,和生境质量是权衡关系为主;NPP和生境质量是以协同关系为主。(3)泾河流域生态系统服务之间的权衡/协同关系在部分子流域发生改变,土地...     

基于土地利用变化的湄洲岛生态系统服务价值时空变化分析

[目的] 以“文化型”“朝圣型”“旅游型”海岛—湄洲岛为研究对象,分析2000—2020年海岛开发建设过程生态系统服务价值(ESV)的时空变化特征,为制定湄洲岛旅游区土地利用规划和生态建设提供科学参考。 [方法] 以覆盖湄洲岛的1985—2020年全球30 m精细地表覆盖动态监测数据为数据源,采用ArcGIS技术提取研究区2000,2005,2010,2015和2020年5期土地利用数据,通过土地动态度、土地利用转移矩阵和生态贡献率分析20 a间湄洲岛土地利用变化特征,并结合当量因子法估算湄洲岛生态系统服务价值(ESV)。 [结果] ①2000—2020年,湄洲岛土地利用类型以建设用地和耕地为主,面积变化上主要表现为建设用地和湿地面积的增长,耕地和林地面积的减少;土地利用转移以林地—耕地—建设用地—水域之间的相互流转和建设用地对耕地和林地的侵占为主; ②研究期限内湄洲岛ESV大幅下降,20 a内减少了1 252.69万元,林地和耕地是湄洲岛ESV的主要贡献因子,湿地和水域面积增加是ESV增加的主要影响因素; ③ 各单项生态系统服务价值主要表现为：调节服务＞支持服务＞供给服务＞文化服务; ④ESV空间分布呈中间低、四周高的特征,高值区与域内森林覆盖率高的区域高度重叠,低值区主要分布在建设用地。[结论] 林地和耕地是湄洲岛ESV的主要贡献因子,调节服务对湄洲岛生态系统服务价值量贡献最高。因此在开发建设过程中应提高建设用地利用效率,加强对耕地和林地保护。     

沈阳市土地生态系统服务价值变化研究

以1992年、2004年和2014年三期Landsat TM影像解译数据为依据,借助RS与GIS技术对沈阳市城区近22年来的土地利用变化进行分析;参考Costanza和谢高地等研究成果,制定出符合沈阳市的土地生态系统服务价值系数,对沈阳市土地生态系统服务价值变化进行了研究。结果显示:(1)1992~2014年间沈阳市土地利用发生了很大变化,建设用地明显增加,耕地和林地大幅度减少,草地、水域以及未利用地也表现为减少的状态;(2)研究区生态系统服务价值在1992~2004年间减少5.53亿元,在2004~2014年间减少10.52亿元,土地利用变化是导致生态系统服务价值空间分异的主要原因;(3)生态系统服务价值系数变化对生态系统服务价值变化缺乏弹性,相对敏感性为:耕地林地水域建设用地草地和未利用地。     

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。     

铜川市土地利用变化对生态系统服务价值的影响分析

土地利用类型及其结构的变化引起各类生态系统服务功能价值发生相应变化,应用Constanza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,分析了2006-2011年铜川市土地利用的时空变化以及由此导致的生态系统服务价值的时空变化,并运用灰色系统分析方法对各土地利用类型与生态系统服务价值量变化的相关性进行了定量研究.结果表明:研究期内,研究区耕地、林地和建设用地增加,林地增加最多,而草地和未利用地急剧减少;研究区内土地利用程度存在明显的空间差异,其中王益区土地利用程度最大,宜君县最小;生态系统服务价值总量以及各类生态系统服务类型的价值量均呈上升趋势;关联度计算表明,研究区建设用地和林地的生态系统服务价值对生态系统服务价值总量的影响最大.