北方农牧交错带生态系统服务价值测算及变化

基于1986年和2000年北方农牧交错带生态系统类型、NPP和植被覆盖度的分布,利用遥感和GIS技术,结合生态经济学方法,测算了北方农牧交错带生态系统服务功能的经济价值及动态变化.结果表明:(1)在生态系统服务价值的构成中,草地、农田和森林的贡献率最大;(2)从单位面积价值看,森林和灌丛服务功能的单位面积价值最高;(3)在水平分布上,生态系统服务价值的区域差异明显,其分布受气候和人类活动影响较大;在垂直分布上,地形因子对生态系统服务价值的影响较大,人类活动影响微弱;(4)1986-2000年间,各个生态系统服务功能的价值及其总价值都在下降,单位面积价值的最大值由东北向西南方向移动到交错带的中部.     

基于RS和GIS的青藏高原草地生态系统土壤水分保持功能及其经济价值评估——以生长季为例

根据生态系统服务功能理论,利用RS和G IS技术,以土壤含水量为基础因子,对青藏高原区草地生态系统的土壤水分保持功能及其价值的动态变化过程进行有效评价,以直接的货币形式反映出青藏高原主要草地类型的土壤水分保持功能的大小。通过计算和分析发现:(1)由于草地类型分布面积、单位面积保持量的影响,各种类型草地提供的土壤水分保持功能及其价值贡献率有较大差异,按照大小依次为:高寒草原类、高寒草甸类,高寒荒漠类、高寒草甸草原类和温性山地草甸类;(2)草地对土壤水分保持量及其价值呈现出较强的阶段性变化过程;(3)由于各种草地类型所处地理区域不同、草地本身各种自然特点和整体生态功能的不同,青藏高原草地生态系统提供的土壤水分保持功能及其经济价值呈现出明显的地域分布规律:自西北至东南逐渐降低。应该说,由于青藏高原地域、地理和独特气候等原因所致,本文计算得出的青藏高原草地生态系统土壤水分保持功能及其价值的具体数值不一定十分准确,但是能在一定程度上反映出土壤水分保持功能的强大及其在生长季中随时间变化的动态过程和基本规律(这种规律性结论与前人研究结论一致),这是一种在区域尺度上揭示草地生态系统土壤水分保持功能及其价值动态变化过程的方法尝试,这也是对动态评估生态服务功能的一种有益尝试。     

塔里木河生态输水条件下土地利用/覆被变化对生态系统服务价值的影响

基于2000—2020年土地利用数据,采用修正后的单位面积价值当量法、生态系统服务变化指数与探索性空间分析手段,分析了塔里木河下游自生态输水以来生态系统服务功能的时空变化特征。结果表明:(1)自2000年生态输水以来,塔里木河下游耕地、林地和草地面积分别增长了18.6 km~2、54.7 km~2和76.7 km~2,裸地面积减少了104.0 km~2;其中耕地和林地增长面积主要分布在大西海子水库—英苏段,草地增长面积主要分布在英苏—阿拉干段和阿拉干—台特玛湖段。(2)塔里木河下游生态系统服务价值由2000年的42.66×10~9元增长到了2020年的45.86×10~9元,增长了3.20×10~9元,且生态系统服务价值低值土地利用类型向高值土地利用类型转化频繁。(3)塔里木河下游生态系统服务价值Global Moran’s I由2000年的0.7552增长到2020年的0.7639,该地区生态系统服务价值存在明显的正向空间自相关关系,且增值区主要集中分布在大西海子水库—英苏段,损失区主要分布在英苏—阿拉干段和阿拉干—台特玛湖段。塔里木河下游生态输水对该地区生态环境修复起到了积极的作用,有效提升了该区域的生态系统服务价值。     

青藏高原高寒草地生态系统服务价值评估

基于Constaza等提出的方法,在对青藏高原天然草地生态系统服务价值根据其生物量订正的基础上,逐项估算了各种草地类型的各项生态服务价值,得出青藏高原天然草地生态系统每年提供的生态服务价值为2571 78×108元,占全国草地生态系统每年服务价值的17 68%。受各类草地生物群落分布广度和单位面积生态服务功能强弱的综合影响,各类草地的生态服务价值贡献率有很大差异,其中,高寒草甸、山地草甸、高寒草原对草地生态系统总服务价值的贡献率分别为62 52%、14 14%、12 92%。根据高寒草地的地域分异特征分亚区进行的生态价值估算结果表明,亚区生态服务价值具有沿东南向西北迅速减小的趋势,这与青藏高原气候条件自东南向西北由温暖湿润转向寒冷干旱是一致的。说明生态系统的地域分布条件对生态服务价值的大小有直接的影响。对毁草种田所产生的生态价值损失估算表明,仅青海和西藏两省区的生态损失每年高达2 29×108元,占两省区GDP总值的0 9%。     

东北样带土地利用变化对生态服务价值的影响

根据中国东北样带上不同的土地利用组合类型, 分别选取抚松县、磐石市、公主岭市、通辽市及林西县作为典型区, 运用GIS 和遥感技术分析近30 年来不同类型区土地利用变化对生态系统服务价值的影响。本文选取基于货币量的价值量评价法, 参考Costanza 等人的研究 成果, 结合研究区的实际情况, 运用中国陆地生态系统服务单位面积价值的平均值来分析研 究区的生态系统服务价值变化情况。研究结果表明, 1976-2000 年间东北样带土地利用类型变化很大, 土地利用程度均呈加大趋势, 耕地、林地和草地的ESV 均有较大变动, 不同类型区单位面积的ESV 差别也很大, 其基本分布规律为林区> 农林交错区> 牧区> 农牧交错区> 农区。敏感性分析结果表明, 研究区内ESV 对生态服务功能价值指数是缺乏弹性的, 研究结 果是可信的。     

宁夏限制开发生态区生态系统重要性评价

生态服务价值作为生态系统重要性评价的重要依据,已被广泛用于各类生态系统重要性评价中。基于各生态系统的类型、面积及生态服务功能,以乡镇为基本研究单元,借助GIS等相关技术方法,对宁夏限制开发生态区生态系统重要性进行评价。研究结果表明:(1)以乡镇为基本研究单元,基于各生态系统的类型、面积、生态服务功能,通过计算单位面积生态服务价值对各乡镇生态重要性进行评价是可行的;(2)研究区各乡镇单位面积生态服务价值与生态系统类型高度相关,主要取决于林地面积比;(3)研究区单位面积生态服务价值与自然保护区、生态功能区的分布相一致,各乡镇单位面积生态服务价值的高低取决于其所处的地理位置,即与自然保护区及生态保护区的相对位置密切相关。     

西北河谷盆地生态系统服务的权衡与协同分析——以银川盆地为例

明晰生态系统服务权衡与协同的表现类型、形成机理、尺度依存和区域差异,是制定区域发展与生态保护“双赢”政策措施的有效途径。以银川盆地为研究区,对2000年和2014年净初级生产力（NPP）、保土、保水、固沙等生态系统服务物质量进行估算,利用相关分析法、ESTD模型和空间热点制图法分析了生态系统服务之间的权衡协同关系和生态环境空间分布特征及形成机理。结果表明：2000-2014年,4种生态系统服务物质量都有显著提高;空间分布均呈现中间高,四周低的格局;相关分析显示协同作用是各生态系统服务之间的主导关系;NPP与保水、固沙之间的协同程度较高;空间热点制图显示高值项增加的栅格占总数21.64%,高值项减少的栅格占总数21.49%;表明在银川盆地整体生态系统服务功能增加的趋势下内部增减规律并不一致。在南北方向上降水因素对生态系统服务有主导性影响,相关度为0.368;在东西方向上起主导作用的是植被和海拔,相关度分别为0.572和0.563;在东北-西南方向上海拔和湿度对生态系统的影响最大,相关度分别为-0.487和-0.417;在西北-东南方向上其主要影响的也是海拔和湿度,相关度为0.628和-0.628。生态系统服务的权衡与协同关系随尺度的变化而变化,具有明显的尺度依存性;同一尺度空间分布格局的影响因素也存在很大的差异性。     

汾河源区生态系统服务价值的时空变化

运用GIS和遥感技术分析了汾河源区宁武县1990、2000、2010年的土地利用/覆被时空变化特征,并参照中国不同陆地生态系统单位面积服务价值,分析了该区域生态系统服务价值的时空变化。结果表明:1990-2010年,研究区生态系统服务价值共损失0.34×10⁸元,且损失量和损失幅度呈增加趋势;研究区东北到西南方向上的大片低海拔区域生态系统服务价值减幅较大,主要与该区域频繁的人类活动有关,而高海拔山区减幅较小或略有增加。气候暖干化、过度放牧和建设用地增加引起的草地和水域减少是导致研究区生态系统服务价值减少的主要原因。     

气候变化背景下典型草原自然保护区生态系统服务价值评估

基于单位面积的生态系统服务价值评估方法,结合遥感和GIS技术分析了锡林郭勒草原国家级自然保护区1985-2014年的生态系统服务价值,并探讨了气候变化对该保护区生态系统服务价值变化的贡献率。结果表明:(1)近30年保护区草地面积持续减少,生态系统服务价值总体呈减少趋势,每10年至少减少18亿元;(2)平均温度和降水对保护区生态系统服务价值变化的贡献率至少为52.5%,保护区每10年因气候变化损失的生态系统服务价值至少为9.5亿元;(3)保护区现有生态保护力度一定程度上缓解了气候变化对其生态系统服务功能的影响。本文的研究结果可为建立自然保护区生态补偿机制,制定合理的区域生态保护和经济开发政策以及保护和恢复保护区生物多样性提供较为可靠的依据。     

黄土丘陵沟壑区生态移民过程及其生态系统服务价值评价——以宁夏海原县为例

以海原县为研究对象，以2000、2005、2010和2015年遥感数据为基础数据，综合运用土地利用动态度、生态系统服务价值评价模型、地理探测器等模型对海原县2000—2015年的生态系统服务价值时空变化进行研究。结果显示：2000—2015年海原县土地利用类型发生明显变化，林地、建设用地、水域以及园地面积分别增加24 532.56hm2、13 233.71hm2、1 093.58hm2和812.16hm2，而耕地、草地和未利用地面积呈下降趋势，其中未利用面积下降幅度最大，共减少21 333.05hm2；研究期间海原县生态系统服务价值呈现出逐年增加的变化趋势，由2000年的37.25×108元增加至2015年的62.23×108元，变化率为67.07%，而林地、园地和水域面积的增加是海原县生态系统服务价值增加的关键；从态系统服务价值空间分布来看，海原县生态系统服务价值在空间呈现出由西南向东北递减的变化趋势；研究期间研究区生态系统单项服务价值均呈现出增加的变化趋势，其中废物处理和水源涵养增加量最大，其次是生物多样性和气候调节，而食物生产、原材料生产以及娱乐文化增加量最低，说明海原县的生态系统调节服务>支持服务>供给服务>文化服务；通过地理探测器诊断发现草地、园地、林地、气候调节、土壤形成与保护、生物多样性保护的决定力q值均＞0.8，说明这6项因子对研究区生态系统服务价值变化具有重要的影响作用。     

青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量研究进展

高寒草甸是广布于青藏高原的主要植被类型,它是青藏高原大气与地面之间生物地球化学循环的重要构成部分,在区域碳平衡中起着极为重要的作用。基于对青藏高原主要高寒草甸生态系统类型CO2通量研究方面的综述,系统分析了高寒草甸生态系统CO2通量日、季、年等不同时间尺度的变化特征以及温度、光合有效辐射、降水等主要环境因子对高寒草甸生态系统CO2通量的影响;同时,结合其他地区草地生态系统,就青藏高原三种典型高寒草甸生态系统类型源汇效应和Q10值进行了比较;最后,结合青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量研究的现实与需要,提出了当前存在一些不确定性和有待深入研究的问题。     

西藏湿地资源价值损失评估

西藏高原独特的自然环境和气候条件,造就了特有的、世界独—无二的高原湿地资源。应用环境经济学的理论与方法,计算了西藏湿地的全部生态环境价值为4023.8068×10^8元/a,以5%的贴现率计算,湿地价值的现值为44261.8748×108元,相当于73.72×10^4元/hm^2。从湿地生态服务功能的价值构成来看,直接使用价值（提供产品和文化功能）约占总价值的24.40%,而间接价值（调蓄洪水、疏通河道、水资源蓄积、土壤持留、净化环境、固定碳和支持功能）则占75.6%,西藏高原湿地退化面积为60.4272×10^4hm^2,相当于年退化面积2.0143×10^4hm^2。已退化湿地损失价值4454.69×10^8元,年损失价值148.49×10^8元。     

基于生态系统服务的中国陆地生态风险评价

传统的生态风险评价主要依据是点源性威胁、区域景观格局变化等生态实体特征指标,忽略了与实体功能属性密切相关的人类福祉因素。将生态系统服务纳入生态风险评价体系是一个新的研究思路。本文运用GIS和遥感技术重构了中国陆地生态系统服务的空间图谱,采用生态风险分析模型给出了基于生态系统服务的中国陆地生态风险格局的定量描述和空间分布,划定了不同置信水平下的生态风险管控优先区。结果表明：① 2000-2010年中国陆地生态系统年均总生态系统服务指数取值在0~2.17之间,年际间呈现小幅波动趋势,年平均总指数在0.30~0.57之间变化,其中24.7%的区域显著增加,主要分布在台湾、云贵高原及新疆西北内陆区,37.1%的区域显著减少,主要分布在东北、青藏高原及中东部地区;② 不同置信水平下的中国陆地生态系统服务存在的风险损失不尽相同。如当置信水平为90%时,总生态系统服务指数的可能损失比例为24.19%,生态风险指数为0.253。比较置信水平和生态风险指数间的关系,发现当置信水平较高时,生态系统服务蒙受风险的概率相应降低,但此时出现风险时所承受的损失也对应增加;③ 以90%置信水平为例,中国生态地理区划的风险特征表现为：平均生态系统服务风险指数居前列的六位依次为内蒙古高原生态区、华北平原生态区、黄土高原生态区、东北平原生态区、横断山生态区、青藏高原生态区,极重度风险所占区域面积比例依次为55.89%、26.63%、24.35%、20.62%、18.70%、25.12%。     

Towards Regional Synergy: Reconciling Rangeland Ecological Functioning with Forage Production of Cultivated Pasture

Animal husbandry and crop farming are specialized for development in separate areas on the Tibetan Plateau. Such a pattern of isolation has led to current concerns of rangeland and farming system degradation due to intensive land use. The crop-livestock integration, however, has been proven to increase food and feed productivity thorough niche complementarity, and is thereby especially effective for promoting ecosystem resilience. Regional synergy has emerged as an integrated approach to reconcile rangeland livestock with forage crop production. It moves beyond the specialized sectors of animal husbandry and intensive agriculture to coordinate them through regional coupling. Therefore, crop-livestock integration (CLI) has been suggested as one of the effective solutions to forage deficit and livestock production in grazing systems. But it is imperative that CLI moves forward from the farm level to the regional scale, in order to secure regional synergism during agro-pastoral development. The national key R & D program, Technology and Demonstration of Recovery and Restoration of Degraded Alpine Ecosystems on the Tibetan Plateau, aims to solve the problems of alpine grassland degradation by building up a grass-based animal husbandry technology system that includes synergizing forage production and ecological functioning, reconciling the relationship between ecology, forage production and animal husbandry, and achieving the win-win goals of curbing grassland degradation and changing the development mode of animal husbandry. It is imperative to call for regional synergy through integrating ecological functioning with ecosystem services, given the alarming threat of rangeland degradation on the Tibetan Plateau. The series of papers in this issue, together with those published previously, provide a collection of rangeland ecology and management studies in an effort to ensure the sustainable use and management of the alpine ecosystems.     

高寒草甸土壤有机碳储量及其垂直分布特征

青藏高原是全球变化的敏感区。高寒草甸草原是青藏高原上最主要的放牧利用草地资源之一。选择青藏高原东北隅海北站内具有代表性的高寒草甸土壤进行高分辨率采样,测定土壤根系和有机碳含量。研究得出,青藏高原高寒草甸土壤贮存有巨大的根系生物量 (23544.60 kg ha^-1~27947 kg ha^-1) 和土壤有机碳 (21.52 GtC);自然土壤表层 (0~10 cm) 储存了整个剖面土壤有机碳总量的30%左右。比较发现,高寒草甸土壤的有机碳平均贮存量 (23.17×10⁴ kgCha^-1) (0~60 cm) 较相应深度的热带森林土壤、灌丛土壤和草地土壤的有机碳贮存量高约1~5倍多。在全球碳预算研究中,青藏高原高寒草甸土壤有机碳库不可忽视。随着全球变暖,表层土壤有机碳分解释放的CO₂将增加。为了减少高寒草甸生态系统的碳排放,应加强高寒草甸土壤地表覆被的保护,合理种植深根系植物。这对减缓全球大气CO₂浓度升高的速率以及可持续开发高寒草甸的生态服务功能都具有重要意义。     

2009-2015年国际青藏高原研究文献计量分析——基于SCIE和ESI数据

青藏高原及其周边地区以独特的自然地理环境和复杂的地质构造,及其对全球环境和气候变化不可忽视的影响,长期以来一直受到国际科学家的关注。本文以SCIE和ESI数据库为数据源,检索2009-2015年间上述数据库报道的青藏高原及其周边地区研究文献及其引用情况,通过文献计量方法,采用多种分析工具,从多个角度对青藏高原及其周边地区研究现状与进展情况进行分析,在此基础上总结近年来国际青藏高原领域的研究态势,主要结论为：整体上近年来国际青藏高原领域研究规模和学术影响力呈现良好发展态势;研究实力上,中国、印度、美国仍稳居国家论文产出前三位,但青藏高原周边国家如巴基斯坦、尼泊尔发展较快,在机构层面上中国机构的整体优势逐渐扩大。中国的青藏高原研究呈现出量、质齐升的发展态势;青藏高原的发文期刊仍以地学、环境类期刊为主,高被引论文主要发表在高质量的综合类期刊上。青藏高原的研究学科持续完备,研究内容地域特色明显,研究主题包括青藏高原的隆升机制、高原各个圈层对全球气候变化的影响、高寒生态系统的生物多样性及对全球变暖的响应等。今后,中国青藏高原研究应着力聚焦前沿科学问题,促进多学科交叉融合,提升协同化集成化自主科研创新能力,产出具有国际影响力的重大科学成果,为“一带一路”战略实施和区域生态环境管理提供科技支撑。     

西藏玛旁雍错湿地资源及其保护利用

玛旁雍错湿地是西藏高原典型的脆弱生态系统,拥有比较丰富的动植物和旅游资源,具有重要的生态保护利用价值。玛旁雍错湿地目前存在的主要问题为:湖泊周围固体废弃物污染较严重;过度放牧、湿地周边植被破坏、湿地周围蝗虫和鼠(兔)害严重、气候变暖干等因素导致湿地系统内土地沙化和荒漠化日趋加剧;湿地面积日趋萎缩;野生动物资源受到严重威胁。针对上述问题,提出了该湿地资源保护利用的具体措施。     

Assessment and analysis of ecosystem services value along the Yangtze River under the background of the Yangtze River protection strategy

The Yangtze River is the third largest river in the world and the longest and largest river in China.China has adopted a national strategy to protect the Yangtze River.A better understanding of the ecosystem services value along the Yangtze River would provide support for the Yangtze River protection strategy.Using Costanza’s method to estimate the ecosystem services value,the value of 10 ecosystem services was estimated within 1 km and 2 km from the Yangtze River in 2017.These 10 services were derived from the four established groupings of provisioning,regulating,supporting,and cultural services.This study compared and analyzed the changes in the ecosystem services value in the upper,middle,and lower reaches of the river,and in provinces,cities,and villages along the Yangtze River.The total ecosystem services value within 1 km and 2 km from the river was 37.208 and 43.769 billion yuan,respectively.Within 1 km,the ecosystem services value in the middle reaches was 12.93 billion yuan,while the next highest value was in the upper reaches at 12.45 billion yuan,and the downstream area had the smallest value of 11.855 billion yuan.Within 2 km,the value of upstream ecosystem services was the highest at 16.31 billion yuan,while the second highest value was in the middle reaches at 14.376 billion yuan,and the smallest value was in the downstream area at 13.083 billion yuan.In the Yangtze River Basin,regulating services played a leading role,accounting for 81.6%and 78.9%of the ecosystem services value within 1 km and 2 km from the river,respectively.Among the 10 ecosystem services,hydrological regulation was the most important,while the value of raw material production made the smallest contribution.Among the provinces and cities along the Yangtze River,the highest ecosystem services value was in Hubei Province,while the lowest values were in Shanghai and the Qinghai-Tibet Plateau.If villages within 1 km and 2 km from the river were to be relocated,the total regional ecological value would increase by 527 and 975 million yuan,respectively.     

生态系统科学研究与生态系统管理

中国科学院地理科学与资源研究所生态系统学科以生态系统生态学研究为核心,通过研制生态系统观测和模拟分析的技术和方法,探索解决区域性/大尺度生态学问题的理论和方法,监测生态系统变化,认知生态系统变化规律,推动生态系统生态学、生物地理生态学、全球变化生态学和生态信息科学技术的发展,创新生态系统管理模式,服务于国家和地方的生态建设、应对全球变化及区域可持续发展。面向国家重大需求,在中国华北平原农业区、南方红壤丘陵林业区、青藏高原农牧区以及黄土高原区等典型区域开展生态系统管理技术与模式的集成与创新研究,着力解决国家生态文明建设和应对全球气候变化中的重大生态学问题,推动区域生态系统管理领域的科技进步。围绕生态系统生态学学科前沿,着重在① 生态系统联网观测、模拟与信息管理,② 生态系统结构、过程与功能,③ 生态系统空间格局与机制,④ 生态系统对全球变化的响应与适应,⑤ 生态系统管理与生态系统服务等五大主要研究方向,系统开展生态系统生态学前沿理论和实践的创新研究,研究成果处于国内和国际生态学研究的科学前沿。     

青藏高原国家生态安全屏障保护与建设

青藏高原对我国乃至亚洲生态安全具有重要的屏障作用。在全球变化和人类活动的综合影响下,青藏高原呈现出生态系统稳定性降低、资源环境压力增大等问题,突出表现为:冰川退缩显著、土地退化形势严峻、水土流失加剧、生物多样性威胁加大与珍稀生物资源减少、自然灾害增多等。这些问题严重影响了青藏高原区域生态安全屏障功能的发挥。针对当前高原生态安全状况,在总结相关研究成果和生态建设实践经验的基础上,提出了加强青藏高原国家生态安全屏障保护与建设的对策建议：加强气候变化对青藏高原生态屏障作用影响及区域生态安全调控作用的基础研究;系统开展高原生态安全屏障保护和建设关键技术研究与示范推广;部署建设生态屏障功能动态监测体系,加强生态安全屏障保护与建设成效评估,构建评估体系和标准,并凝练经验,以系统提升国家生态安全屏障的总体功能,在应对全球变化中占据主动地位。