张承地区向北京市水气传输的重要生态系统服务识别研究（英文）

近年来,京津冀区域性生态环境问题引起世界关注。为推动京津冀协同发展及精准实施生态补偿,该研究评估分析了张承地区重要生态系统服务的供给与流动规律,定量揭示了北京市与张承地区在生态系统服务上的区域关系。研究结果表明,2013年张承地区可供给重要生态系统服务1895亿元。这些生态系统服务主要来源于承德市及张家口市东部的森林、草地和农田生态系统,但仍有47%的地区生态系统服务供给潜力有待发挥;此外,张承地区21%的重要生态系统服务可流动惠宜至北京市,其中以水为介质和以风为介质流动的重要生态系统服务分别为34%和12%。从不同县域来看,赤城、涿鹿、崇礼、怀来、宣化和沽源供给着61%的可流动至北京市的重要生态系统服务,因而与北京市有着较高的生态服务联系,北京市生态补偿政策制定应重点关注上述地区的社会经济发展与生态环境建设。     

重点生态功能区水源涵养受益区研究（英文）

生态系统服务以某种物质、能量或信息作为载体,通过特定的方式从供给区到达受益区,满足受益区人类需求。现有的研究更多关注生态系统服务的供给,有关生态系统服务需求及其空间位置的研究还需深入。本研究在分析重点生态功能区水源涵养服务从供给区到受益区空间流动过程基础上,研究水源涵养服务产生的各种惠益,确定了重点生态功能区水源涵养服务的受益区域。研究结果显示:2010年重点生态功能区水源涵养服务为1.67×105 km2水田和1.01×105 km2水浇地提供灌溉水源;为2.64×104 km2城镇建设用地的城市居民和工矿企业分别提供生活用水和工业用水以及为3.73×104 km2农村聚落的农村居民提供生活用水;在下游形成6.64×104 km2内陆水面可用于淡水养殖;形成通航河道1.31×104 km用于内河航运。位于长江中上游的重点生态功能区水源涵养受益区更大,影响范围更广,在功能区保护中应该更关注水源涵养功能的维持和改善。部分受益区最多可以受到来自9个重点生态功能区的水源涵养提供的惠益,其受益面积占总受益区面积的17%,受益航道长度占总受益航道长度的7%,在制定生态补偿政策时应同时考虑多个重点生态功能区。本研究结果可以为重点生态功能区的生态系统服务有偿使用和生态补偿提供科学依据。     

热带季节雨林和次生林水源涵养服务价值变化过程研究

为了掌握西双版纳热带季节雨林和次生林水源涵养服务价值的变化规律,基于西双版纳生态台站的定位观测数据,对比分析了两种林型水源涵养服务的构成及年内价值变化过程。结果表明,两种林型的水源涵养总量接近,分别为74 158m3/hm2和70 654m3/hm2,水调节量为主,占90%以上。热带季节雨林的水供给价值高于水调节价值,热带次生林的水调节价值和水供给价值大致相等,综合分析,热带季节雨林的年水源涵养服务价值(4 531元/hm2)比次生林(2 732元/hm2)高66%。两种林型的水源涵养服务变化过程相似:主要受水供给变化过程的影响,水源涵养服务变化曲线呈单峰态,月变异程度较大;热带季节雨林和次生林在雨季(5-10月)的水源涵养量分别占全年总量的54%和57%,水源涵养价值均占全年总价值的65%左右。     

河南义马煤矿矿区生态系统服务价值动态演化过程分析

基于联合国千年生态系统评估的基本理念和评价框架,从供给服务、调节服务、支持服务和文化服务4个方面对河南省义马矿区单位面积的生态功能价值进行测算,并分析了义马矿区生态系统服务价值在2005—2012年间的演化过程及敏感因素。结果表明:(1)义马矿区单项生态服务价值在2005—2008年间,废弃物处理、水源涵养、娱乐活动和控制侵蚀呈正向变化,食物生产、生物多样性、空气净化、土壤保持、气候调节呈负向变化,在2008—2012年间,仅有土壤保持功能价值为负向变化,其他均为正向变化;(2)矿区生态系统服务总价值呈现出降低—上升—缓慢下降的趋势;(3)农田和水域为义马矿区生态系统服务价值最敏感的因素,即矿区实现可持续发展的关键举措是进行土地与生态修复和水资源保护。     

太行山淇河流域2000-2015年土壤侵蚀和水源供给变化研究

山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化对评估区域生态环境质量有重要意义。基于2000-2015年四期土地利用数据,借助InVEST模型对淇河流域近16年间山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化进行评估。结果表明：① 研究区主要土地利用类型为耕地、草地和林地,共占流域总面积的90%以上。近16年间淇河流域的耕地面积显著减少,草地和水域面积大幅增加,建设用地扩张明显。② 平均土壤侵蚀模数显著降低,2000年土壤侵蚀模数为154.27 t/（hm²·a）,2015年减少到32.09 t/（hm²·a）;强度侵蚀、极强侵蚀和剧烈侵蚀由9.03%、12.19%和25.96%分别减少到7.17%、6.36%和4.21%,微度侵蚀、轻度侵蚀和中度侵蚀由24.31%、16.96%和11.57%增加到41.89%、27.71%和12.68%;退耕还林、还草措施优化了土地利用格局,促进植被恢复,对治理土壤侵蚀起到了显著效果。③ 水源供给量整体呈现先增加后减少的趋势,2005年达到峰值（1.79亿m³）。相邻两期水源供给量增减变化不一,2000-2005年水源供给量增加的面积大于减少的面积,其水源供给的量值也呈增加趋势,水源供给能力整体增强;而2005-2010年、2010-2015年的水源供给能力随之减弱,其中,2010-2015年水源供给减少的较小;林地和草地面积的增加造成水源供给量降低,土壤水源涵养能力增强。土壤侵蚀和水源供给是山地生态脆弱性响应的重要指标,制定合理的水土保持措施对增强山区生态系统的服务能力具有重要意义。     

半干旱区城市人工森林生态系统服务价值评估——以兰州市南北两山环境绿化工程区为例

基于2005年兰州市南北两山环境绿化工程区的卫星遥感资料,应用生态系统服务评价方法,结合研究区实际情况,对研究区的城市人工森林生态系统服务价值进行评估。结果表明:①2005年研究区的人工森林生态系统总服务价值为15.59亿元·a-1;各项服务价值的顺序依次为:森林游憩＞维持大气平衡＞涵养水源＞林副产品＞固土保肥＞保护生物多样性＞木材＞薪炭材;②城市人工森林生态系统服务价值组成上表现为经济效益（直接价值）与生态效益（间接价值）的比例相差不大,明显有异于自然生态系统,这主要是由人工生态系统的人为性和明确的目的性造成的。研究表明,城市人工生态系统对CO2减排的可持续性和生态安全具有现实意义。对积极探索西部地区的生物减排及水土资源及生态安全问题,对进行城市人工生态系统服务评价具有一定的借鉴意义。     

中国沙漠（地）生态系统水文调控功能及其服务价值评估

荒漠生态系统是整个生物圈中分布较广的一个系统,是陆地生态系统中一个重要的子系统。开展荒漠生态系统服务价值研究和评价,对荒漠生态系统重要性认识和管理具有重要的现实意义。本文基于中国沙漠（地）生态系统的生态水文过程、水平衡机理和水文调控功能等,对其在淡水提供、原盐生产、水源涵养和气候调节方面的物质流——水资源进行了核算,结合不同类型生态服务价值通量,初步评估了中国荒漠生态系统在水文调控方面的服务价值。结果表明:中国沙漠（地）生态系统水文调控方面的生态服务价值为每年5 510.05亿元,其中供给服务价值370.42亿元,调节服务价值5 139.63亿元,分别占总服务价值的6.72%和93.28%。     

青岛市农田生态系统服务价值及变化（英文）

农田生态系统服务价值由供给服务价值、调节服务价值、支持服务价值和文化服务价值构成,充分认识农田生态系统服务价值对于农业发展与农田保护有重要指导意义。在构建农田生态系统服务价值评估指标体系基础上,利用市场价值法、碳税法、造林成本法、替代成本法、当量因子法等方法,评估了1997、2002、2007、2012和2017年青岛市农田生态系统服务价值。评估结果表明:1997–2017年青岛市农田生态系统总服务价值由499.74×10~8元增加到681.74×10~8元,单位面积农田生态系统服务价值由6.57×10~4元/公顷增加到9.73×10~4元/公顷。农田的产品供给服务、固碳释氧服务和土壤保持服务是青岛市农田生态系统服务的主要方式,产品供给服务价值、固碳释氧服务价值和土壤保持服务价值占青岛市农田生态系统服务总价值的比重大且呈上升趋势。提出了保护和合理利用农田、因地制宜发展农业生产、提高农业生产效率、加快现代农业园区建设、推进农业供给侧的结构性改革,以及发展生态休闲农业、农业生态旅游等充分利用农田生态系统的间接服务价值,为市民提供最大化福利的青岛市农业发展措施。     

江西泰和县森林生态系统水源涵养功能评估

森林生态系统综合水源涵养能力是林冠层、枯落物层和土壤层蓄水能力的总和。本文根据江西泰和县 2003 年森林资源二类调查,结合文献收集,从3 个作用层评估了泰和县森林生态系统的水源涵养量及其空间分布格局,比较了不同森林类型、林龄、海拔、坡度下的林冠降雨截留能力,枯落物最大持水量和土壤蓄水能力。结果表明,林冠层平均截留率为16.31%,枯落物层持水率为2.14%,土壤层蓄水率为81.55%,3 个层次总截留和蓄水量为1.41 亿m³。各种森林类型水源涵养量由大到小依次为：杉木林>马尾松林>湿地松林>阔叶林>毛竹林>灌木林> 混交林>经济林。幼林龄、中林龄、近熟林、成熟林和过熟林水源涵养贡献率分别为17.58%、65.39%、14.18%、 2.48%和0.37%,涵养水源能力随林龄的增加而增加。空间上,泰和县森林生态系统的综合水源涵养力表现出从东西两侧向中部递减的分布。不同立地条件下林分的合理经营与管理对于整个森林生态系统水源涵养功能的发挥具有重要的作用。     

论自然保护地与国家生态安全格局构建

科学评估自然保护地与国家生态安全格局的关系是合理开展自然保护地建设和国家生态安全格局构建的重要基础。以中国国家重点生态功能区、生物多样性保护优先区和国家级自然保护区等自然保护地为研究对象,定量分析自然保护地的时空分布特征及其对保障国家生态安全的重要作用,基于生态系统服务重要性评估辨识国家生态安全格局构建的空间缺失,面向国家生态安全构建和保障需求提出生态保护管控对策建议。结果表明:(1)自然保护地总面积为488.42万km~2,占陆地国土面积的51.38%。生态系统类型以草地、森林、荒漠等自然生态系统为主,三种生态系统的总面积为371.24万km~2,占自然保护地总面积的76.0%。2000-2010年,自然保护地的生态系统构成整体稳定,对保护生态空间稳定性和生态安全格局稳定发挥了重要作用。不同类型生态系统之间有少量转化,不同自然保护地内生态系统转换特征略有差异。(2)综合水源涵养、土壤保持、生物多样性保护等生态系统服务重要性评估,自然保护地的生态系统服务极重要区和重要区总面积为321.4万km~2,占区域国土总面积的66.02%。森林、草地和灌丛生态系统是水源涵养、土壤保持、维护生物多样性等生态系统服务主体。2000-2010年,水源涵养、土壤保持功能有所改善,但生物多样性维护功能无明显变化。(3)生态系统服务极重要区的31.7%没有在自然保护地内,是今后国家生态安全格局构建和自然保护地建设需要重点关注的区域。面向国家生态安全构建和保障需求,迫切需要基于国家治理模式、建立最严格保护制度,提高自然规律认知水平、强化生态系统综合管理,完善分类分区管理、强化自然保护地管控,完善生态补偿机制、建立协同保护制度,加强生态保护综合监管、严格生态损害责任追究。     

Analysis on the Spatio-temporal Patterns of Water Conservation Services in Beijing

The shortage of water resources is a key factor limiting the sustainable development of the economy and society in Beijing. This study analysed the spatiotemporal patterns of Beijing’s water conservation services (WCS) based on the water balance equation at multiple scales, including city, main functional areas and key districts and counties, determined the differences in the water conservation amount among different land cover types and investigated the reasons for the spatiotemporal differences in the water conservation amount. The results indicated that: (1) compared to 2005, water conservation amount increased substantially in 2010. However, the overall water conservation capacity was low. (2) Among the various land cover types in Beijing, the average water conservation capacity decreased in the following order: wetland, forest, grassland, cropland, bare land and artificial surface. (3) The average water conservation amount in the main functional areas of Beijing varied substantially and was positive only in the ecological conservation area (ECA). (4) The water conservation capacity of each district and county varied substantially within ECA, among which the contribution of the forest in Miyun District, Huairou District and Pinggu District was the highest. The changes in the spatiotemporal patterns of Beijing’s WCS were the synthetic effects of changes in the land covers and meteorological conditions. This study is helpful in achieving the sustainable utilization of water resources in Beijing.     

雄安新区生态系统服务簇权衡与协同

河北雄安新区建设是千年大计、国家大事。在生态优先、绿色发展理念引领下,深入理解生态系统服务间关系对于优化国土空间开发保护、实现自然资源可持续管理具有重要意义。本文基于多源数据评估了雄安新区四种生态系统服务,分析了生态系统服务间关系,并利用自组织映射特征网络划分了生态系统服务簇,以期为新区统筹权衡规划建设提供科学依据。研究结果表明：雄安新区生物多样性维持服务供给总体呈从东北向西南递增;食物供给服务在安新县与容城县供给较高,在雄县供给较低;产水服务供给以西南部地区较高,东北部地区较低;娱乐服务供给则以中北部地区较高,西南部地区较低。不同类型生态系统服务间多为协同关系,少为权衡关系。识别出四种生态系统服务簇,不同服务簇的主要土地利用类型及服务供给特点均存在差异,食物供给簇以旱地为主,主要提供食物供给服务;文化娱乐簇也以旱地为主,主要提供娱乐服务;生态保育簇以水域、旱地和林地为主,主要提供生物多样性维持服务;城镇生活簇则以建设用地为主,也包括少部分水田,主要以产水服务较高。根据不同生态系统服务供给间关系特征,为新区合理确定土地利用变更时序与位置以及促进多重生态系统服务可持续供给提出了建议。     

Impact of LUCC on Ecosystem Service Value in the Up and Middle Reaches of Dongting Lake Basin, China

Supported by geographical information system, using Costanza method and referring to terrestrial ecosystem service value in China, the influence of land use and land cover change (LUCC) between 1980 and 2000 on ecosystem service value in the up and middle reaches of Dongting Lake basin was analyzed in this study. The results showed that the estimated value of ecosystem services decreased 8.416 9×10~8 CNY over a 21-year period, and the main reasons were that the land for forest use was exploited for cropland and construction land use in study area. Further analysis results showed that the value of single ecosystem service function such as gas regulation, climate regulation, soil formation and conservation, biodiversity conservation, raw materials as well as recreation decreased significantly; and that of provision of water conservation, waste treatment and food production increased obviously in the area. The results of coefficient sensitivity analysis indicated that these estimates were reliable.     

黄土丘陵区生态系统服务供需匹配研究——以兰州市为例

生态系统服务的持续供给是社会和自然可持续发展的基础,人类通过对生态系统服务的消费来满足需求和提高自身福祉。研究生态系统服务的供给和人类对生态系统服务的需求与消费,分析生态系统服务的供需特征与空间权衡关系,对区域生态系统的管理和资源的有效配置具有重要意义。以兰州市为例,利用全市2017年土地覆被、气象观测和统计年鉴等多源数据,应用InVEST模型、ArcGIS和GeoDA等空间分析工具,计算了研究区产水、食物供给、碳固持和土壤保持等4项服务的供给量及需求量,并对区域内生态系统服务的供需匹配状况进行了分析与评价。结果表明：① 兰州市各项生态系统服务的供给与需求空间异质性显著,各项服务总供给量均大于总需求量,且在不同区域与不同生态系统服务之间存在明显差异;② 兰州市综合生态系统服务供需比为0.039,不同生态系统服务供需匹配状况存在差异,产水服务（0.098）>碳固持服务（0.066）>食物供给服务（0.030）>土壤保持服务（0.001）,且城乡供需匹配差异显著;③ 兰州市生态系统服务供需空间匹配有“高高型空间匹配”、“低低型空间匹配”、“高低型空间错位”和“低高型空间错位”4种类型,且各项服务的主导空间匹配类型有所不同;④ 兰州市各项生态系统服务的供需平衡状况存在明显的协同作用,分别是“高高协同”与“低低协同”。     

从生态系统服务角度探究土地利用变化引起的生态失衡——以莱州湾海岸带为例

以莱州湾海岸带为研究区,基于2000年、2005年、2010年和2014年多时相土地利用数据,应用生态系统服务价值评估,逐层剖析土地利用变化对生态系统服务失衡特征的影响。结果表明：莱州湾海岸带供水与空气组分调节服务呈负值,2000~2014年,生态系统服务总价值丧失43%（147亿美元/a）,生态系统服务多样性降低甚至丧失,呈向海性,围填海造成162亿美元生态损失。土地利用变化方式是造成生态失衡的主因,主要包括：交通工矿、盐田、养殖及城镇扩张,滩涂、河口湿地、耕地被侵占。滩涂和河口湿地减少,导致废物处理、栖息地、基因多样性、干扰调节、侵蚀防护服务丧失严重,交通工矿和城镇扩张,引起供水服务负效应加剧。     

洞庭湖生态系统最终服务价值评估

生态系统最终服务指生态系统直接提供给人类的,由人类直接享用、消费、使用的生态系统服务,目前生态系统服务评估多将最终服务与中间服务混淆,造成重复计算。以洞庭湖为例,建立洞庭湖生态系统最终产品与服务评估指标体系,并综合运用市场价值法、替代工程法和旅行费用法评估洞庭湖提供给人类的生态经济价值。结果表明:洞庭湖生态系统服务总价值为2 154.22×108元/a,其中洪水调蓄和气候调节占总价值的88.69%,是洞庭湖的主导生态系统服务。评价的10项生态系统最终服务按价值量排序,依次为调蓄洪水气候调节淡水产品水资源供给原材料生产释氧休闲旅游固碳水质净化内陆航运。评估结果比较全面地反映了洞庭湖对人类福祉的直接贡献,不仅能提高公众和管理部门对洞庭湖生态系统服务的认知,也为管理部门管理洞庭湖提供了重要方向。     

基于综合指标法的中国生态系统服务保护有效性评价研究

将生态系统服务保护纳入到传统的以保护区为基础的自然保护之中是生态保护研究的新领域。利用综合指标方法,分析了中国从2000-2010年的4种生态系统服务时空变化特征;并对中国的七大生态保护和恢复区域的服务空间保护成效进行评价,提出了国家尺度上的生态系统服务保护优先性分级。主要结论为：① 中国的生态系统服务自西北向东南逐渐增加,显著增加区主要分布在黄土高原地区,显著减少区主要分布在东北及华北地区。黄土高原的生态系统服务提高主要是农田向草地和林地、草地向林地的转换引的;华北地区的降低主要是耕地的减少以及人工用地的增加引起的;东北地区是由于林地向耕地草地、耕地向湿地与人工用地的转换引起的。② 七大生态保护和恢复区的生态系统服务均为增加趋势而且显著增加面积大于减少面积;显著增加面积最大的为三北防护林工程区、最小的为重点生态功能区;显著减少最大为重要生态功能区、最小的为三北防护林工程区。而且,对服务的保护成效在重要生态功能区最高,其次为天然林保护工程区,其余区域均小于全国平均水平。③ 提出的生态系统服务保护优先性等级中,极高级别占到了国土面积的26.18%,保护的生态系统服务量占到全国总量的64.19%,保护成效为全国平均水平的2.47倍。     

国家重点生态功能区生态系统服务时空格局及其变化特征

基于遥感数据及地理信息系统平台,利用生态模型,定量分析中国国家重点生态功能区在实施转移支付前（2000~2010年）、后（2010~2015年）生态系统宏观格局及关键生态系统服务的时空分布格局及其变化特征。研究结果表明：在气候变化与转移支付政策的共同影响下,中国国家重点生态功能区生态系统宏观结构总体好转,荒漠化得到有效控制,水体与湿地得到有效恢复,但森林及草地生态系统发生退化,农田与聚落生态系统面积进一步扩大;水土流失及土壤风蚀得到有效遏制,水源涵养及土壤保持服务得到大幅提升,但防风固沙服务整体有所下降,同时人类活动对生物多样性维护功能的威胁程度基本持衡。     

中国森林生态系统能值与服务功能价值的关系

本研究利用1901-2009 年全球温度和降水数据以及全国1266 块森林样地主要森林类型数据作为基础数据,应用能值理论和生态系统服务功能理论,建立了中国森林能值与服务功能价值之间的函数关系,并且研究了1990 年和2009 年中国森林服务功能价值密度的变化。结果表明：应用函数关系模拟1994 年中国森林生态系统服务功能价值的结果与Costanza 评估结果在空间分布上具有较高的一致性。2009 年全国有林地栅格数目比1990 年增长14.02%,其平均森林生态系统服务功能价值密度增加了54.46 USD/hm²。北京、上海、江苏、天津、河北平均森林生态系统服务功能价值密度分别降低了86.87%、85.45%、81.99%、46.48%和23.07%。河南、湖南、吉林、江西、黑龙江和浙江平均森林生态系统服务功能价值密度分别下降了71.35%、58.65%、52.70%、34.56%、23.36%和22.03%。广西、西藏、甘肃、内蒙古、四川、云南、宁夏森林破坏也比较明显,这些省份的平均森林生态系统服务功能价值密度下降了2.89%~22.36%。根据全国第四次和第七次森林清查报告显示,近年来我国森林面积持续增加。但研究结果显示很多省份的森林生态系统服务功能价值密度仍然降低,这说明森林生态系统仍然没有完全恢复。中国森林生态系统服务功能普遍低于全球森林生态系统服务功能值的平均水平,说明我国森林生态环境并不理想,人类活动对生态系统产生巨大的负面影响。     

Spatial Patterns of Forest Ecosystem Services and Influencing Factors in the Ganjiang River Basin

As the major component of terrestrial ecosystems, forests play an irreplaceable role in providing ecosystem services and products (e.g. biodiversity, carbon sequestration, water yield and timber). Spatially quantifying ecosystem services and interactions will shed light on sustainable forest management. Main forest ecosystem services including carbon storage, water yield, soil retention and wood volume in the Ganjiang River Basin (GRB) were evaluated and mapped through the integrated use of InVEST3.1.0, CASA modeling and ArcGIS10.2, and relationships between forest ecosystem services and natural or social-economic factors were quantified and discussed based on ArcGIS10.2 and SPSS19.0. Results showed that the spatial pattern of the four ecosystem services is heterogeneous. Forests dominated by broad-leaved forest and bamboo forest in mountainous regions around the GRB provided the largest carbon storage and wood volume services, while forests dominated by Masson pine plantations or Chinese fir plantations in the northeast provided the largest water yield service. The spatial pattern of the soil retention service is more discrete than others, and forests in the southwestern regions showed larger soil erosion modulus than in the northeastern regions. Ecosystem services are closely related to the environmental process and human activities. With altitude or slope increases, the carbon storage and wood volume of forests increased and water yield depth and soil retention decreased. When the regional total population decreased or GDP per capita increased, carbon storage and wood volume increased. Further research into the interactions between environmental factors and ecosystem services is needed in order to understand environmental constraints when dealing with ecological problems.