东北松嫩平原生态系统服务价值损失的的估算

1IntroductionEcosystems around the globe create and maintain an environment suitable for the continuation of human life. Ecosystems supply goods such as timber, pharmaceuticals, and seafood, and so provide services including purification of air and water,…     

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。     

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。     

土地利用变化对喀纳斯自然保护区生态系统服务价值的影响

应用喀纳斯自然保护区1980,2005年两个时期的LandsatTM影像解译数据,采用Costanza生态系统服务价值计算公式,参照中国单位面积生态服务价值系统,确定了喀纳斯自然保护区生态系统单位面积生态服务价值系数,分析了保护区土地利用变化对其生态系统服务价值的影响.结果表明,保护区林地面积在减少,草地,水域、建设用地面积有所增加;研究期内生态系统服务价值从26.79亿元减少到26.02亿元,天然有林地和高覆盖度草地的减少是生态服务价值降低的主要原因;保持土壤、维持生物多样性、气候调节等各单项功能服务价值均呈现不同程度的减少,说明保护区生态环境不断趋向恶化.     

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.     

厦门市土地利用/覆被变化对生态系统服务的影响

土地利用/覆被变化通过改变生态系统的结构与功能,进而对生态系统服务的供应产生影响。以厦门市为研究区域,引入土地利用强度指数,分析当地土地利用/覆被变化过程;将研究区划分为农田、森林和湿地三个生态系统,参考已有研究成果,构建生态系统服务价值评估模型,探讨区域整体服务价值的演变过程;并通过土地系统和生态系统二者的耦合变化关系探讨土地利用/覆被变化对生态系统服务的影响过程。结果表明：近20 年来,厦门市生态系统服务价值总量随土地利用强度的增强呈现逐年增加的趋势,由1987 年的34.8 亿元增加到2007 年的39.0 亿元,供给服务和调节服务是最主要的生态系统服务类型;土地利用强度的变化与供给服务和文化服务呈现正相关关系,而与调节服务和支持服务呈现负相关关系。     

贵州省土地利用及其生态系统服务价值与灰色预测

以贵州省1996-2008 年土地利用变更调查数据为基础, 采用生态系统服务价值评估模型、敏感性指数和灰色预测模型, 对土地利用变化引起的生态系统服务价值的变化进行了估算, 对区域土地利用构成和生态系统服务价值进行了灰色预测。结果表明:贵州省近13 年来, 耕地、牧草地和未利用土地面积均呈现减少的趋势, 而林地、园地、建设用地和水域面积呈增加趋势;贵州省2008 年的生态系统服务总价值比1996 年增加了59.08 亿元, 变化率为3.01%;贵州西北地区的生态系统服务总价值的变化率较贵州东南地区显著;敏感性分析表明采用的生态价值系数是合理的, 研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性;利用灰色GM(1,1)模型对贵州省2015 年和2020 年的土地利用构成和生态系统服务价值进行预测, 未来10 年贵州呈现林地、建设用地持续增加、耕地持续减少的趋势;2015 和2020 年土地利用结构信息熵分别为1.4320 和1.4331, 表明土地利用结构逐渐趋于均衡, 2020 年区域生态资产增加到2119.03 亿元。     

洞庭湖区土地生态系统的服务价值时空变化

采用5期遥感影像数据,在ArcGIS等软件支撑下,运用当量因子法、空间自相关分析法,估算洞庭湖区土地生态系统服务价值,探究其时空变化。结果表明：① 1995—2015年洞庭湖区林地面积持续减少,未利用地面积稳步增加,林地与未利用地面积的增减主导着区域土地利用变化。② 1995—2015年洞庭湖区土地生态系统服务总价值经历1995—2000年的陡增后不断下降,近20年来累计减少21.64亿元,减少幅度为1.06%,林地面积减少是洞庭湖区土地生态系统服务总价值减少的根本原因。③ 从土地生态系统服务价值结构变化来看,1995—2015年洞庭湖区除废物处理价值有小幅增加外,其他各项生态服务价值均有不同程度的下降,但生态环境保育始终是洞庭湖区土地生态系统的主要功能。④ 1995—2015年洞庭湖区土地生态系统服务价值分布的空间自相关性较为显著,格局变化较明显,高值区、低值区趋于集中,高-高类型区在西部的沅江流域常德段有所减少,向东部的汨罗江流域快速扩展,低-低类型区集中在北部、南部、西部的城镇相对密集区并沿城镇发展轴逐步扩张凝结成带片状。     

半城市化地区生态系统服务对土地利用/覆被变化的响应——以厦门市集美区为例

半城市化地区是在快速城市化进程中产生的一种过渡地域类型, 其土地利用特征表现为土地利用竞争和矛盾剧烈, 土地利用变化迅速的特征。土地利用/覆被的变化改变生态系统的结构与功能, 是对生态系统服务产生胁迫的主要驱动力之一。本文以厦门市集美半城市化地区为例, 分析半城市化地区生态系统服务对土地利用/覆被变化的响应, 基于对2007 年中国陆地生态系统服务价值当量修正的方法, 对半城市化地区生态系统服务价值(ESV)变化作出评估, 并通过土地系统和生态系统二者的耦合变化关系探讨生态系统服务对土地利用/覆被变化的响应过程。结果表明:①近20 年来, 集美半城市化地区生态系统服务价值总量随着土地利用强度增加呈现波动性变化, 总体上呈现负相关关系。②调节服务和文化服务是最主要的生态系统服务类型;土地利用强度与调节服务和支持服务呈现显著的负相关关系。③随着半城市化地区的快速城市化发展, 土地利用类型急剧转化, 城市建设用地大量增加, 预计集美半城市化地区未来ESV将继续降低, 可采取生态综合整治措施减缓ESV降低趋势。     

Modeling the spatio-temporal changes in land uses and its impacts on ecosystem services in Northeast China over 2000–2050

Land use and its dynamics have attracted considerable scientific attention for their significant ecological and socioeconomic implications. Many studies have investigated the past changes in land use, but efforts exploring the potential changes in land use and implications under future scenarios are still lacking. Here we simulate the future land use changes and their impacts on ecosystem services in Northeast China (NEC) over the period of 2000–2050 using the CLUE–S (Conversion of Land Use and its Effects at Small regional extent) model under the scenarios of ecological security (ESS), food security (FSS) and comprehensive development (CDS). The model was validated against remote sensing data in 2005. Overall, the accuracy of the CLUE–S model was evaluated at 82.5%. Obtained results show that future cropland changes mainly occur in the Songnen Plain and the Liaohe Plain, forest and grassland changes are concentrated in the southern Lesser Khingan Mountains and the western Changbai Mountains, while the Sanjiang Plain will witness major changes of the wetlands. Our results also show that even though CDS is defined based on the goals of the regional development plan, the ecological service value (ESV) under CDS is RMB 2656.18 billion in 2050. The ESV of CDS is lower compared with the other scenarios. Thus, CDS is not an optimum scenario for eco-environmental protection, especially for the wetlands, which should be given higher priority for future development. The issue of coordination is also critical in future development. The results can help to assist structural adjustments for agriculture and to guide policy interventions in NEC.     

焉耆盆地生态系统服务价值对土地利用/覆被变化的响应

运用土地利用/覆被类型动态度、土地利用/覆被程度模型和生态系统服务价值估算模型,分析了新疆焉耆盆地1990-2011年LUCC变化引起的生态系统服务价值的变化。结果表明：（1）在1990-2011年,焉耆盆地水域、湿地、沙地、耕地和建设用地均呈增加趋势,而盐碱地、草地和林地面积呈减少趋势,总体上研究区的土地利用程度为中下水平。（2）在1999-2011年,研究区的生态系统服务总价值总体上呈增加的趋势,其中水域和耕地对生态系统服务总价值贡献率较大,草地和林地对生态系统服务总价值有明显的负贡献。（3）在1990-2011年,研究区的各类生态系统的气候调节、水源涵养和废物处理功能的生态系统服务的总价值远远大于粮食生产和原材料供应功能的总价值。因而对区域的水土资源实行合理与有效的利用是实现焉耆盆地生态系统服务功能维持和可持续发展的关键。     

基于土地利用变化的甘肃省黄河流域生态系统服务价值研究北大核心CSCD

为探究1995—2020年甘肃省黄河流域基于土地利用的生态系统服务价值时空变化,选取甘肃省黄河流域1995、2000、2005、2010、2015、2020年6期土地利用数据,分别利用土地利用动态度、土地利用程度指数和土地利用转移矩阵分析了研究区土地利用时空变化特征;通过对单个生态系统服务价值当量的经济价值进行修正,计算分析了研究区6个不同时期的生态系统服务价值,进而探讨了研究区土地利用程度对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)1995—2020年,研究区耕地和未利用地面积总体减小,林地、草地、水域和建设用地面积总体增加,变化最大的是建设用地;(2)1995—2020年,研究区草地的土地利用程度最高,其他地类转为草地的面积最大;(3)1995—2020年,研究区生态系统服务价值总体呈增加趋势,共增加5.104亿元;(4)从2020年土地利用类型来看,草地的生态系统服务价值最大,达255.016亿元;从2020年生态系统服务类型来看,保持土壤生态服务价值最大,达87.94亿元;从生态敏感性指数来看,研究区生态系统服务价值敏感性指数均<1,研究结果可信;从生态系统服务加之分级来看,中级比重较大,面积占比为82.07%;(5)研究区土地利用程度与生态系统服务价值呈显著负相关,相关系数为0.912。     

农业开发对生态系统服务价值的影响——以三江平原浓江—别拉洪河中下游区域为例

利用2010年Landsat TM遥感影像以及1954年、1980年、1995年、2000年和2005年的土地利用数据,采用面向对象方法,对三江平原浓江—别拉洪河中下游区域土地覆被数据信息进行提取,分析了研究区沼泽地因农业开发而逐渐消失的过程。结果表明,1954～1980年期间,研究区沼泽地面积共减少69.66×104hm2,平均年损失率为2.44%;1980～2000年期间,沼泽地面积共减少5.66×104hm2,平均年损失率为0.75%;2000～2010年期间,沼泽地面积共减少15.67×104hm2,平均年损失率为4.67%。利用中国陆地生态系统服务单位面积价值当量,以及补充的水田生态系统服务价值,对研究区各时期生态服务价值量进行了评估,结果显示,在1954年,研究区生态系统服务总价值为950.84×108元/a,之后,由于沼泽地被大规模开垦为农田,造成研究区生态系统服务价值总量锐减,至1980年,研究区生态系统服务总价值减少为590.08×108元/a,损失了360.76×108元/a,减少幅度为37.9%。1980～2000年,研究区生态系统服务总价值变化相对较小,减少了13.84×108元/a。2000～2005年,研究区生态系统服务总值出现较快速的下降,减少了87.65×108元/a。2005～2010年期间,随着水田面积的增加、旱田面积的减少,研究区生态系统服务总价值呈上升趋势,与2005年相比,共增加了7.15×108元/a。从研究区生态系统服务类型上分析,1954～2010年间,生态系统调节服务价值损失量最大,为399.36×108元/a,其次为文化服务价值,损失量为46.24×108元/a,再次为支持服务价值,损失量为17.1×108元/a,而供给服务价值增加了7.59×108元/a,仅弥补了总损失量的1.67%。     

北部湾钦江流域土地利用变化与生态服务价值时空异质性

文章基于2000和2012年的土地利用数据,采用土地利用转移流网络和GIS密度制图法定量分析研究区土地系统时空动态变化及其空间集聚效应,并在此基础上应用地统计学方法对研究区土地利用生态服务价值进行时空异质性分析。结果显示：1）流域建设用地、水域和园地呈增加趋势,而耕地、林地和草地则呈现减少趋势;2）流域整体土地系统共存在30种土地利用转移流网络关系,上游27种,中游26种,下游17种,耕地、建设用地、草地与林地之间的网络转移关系决定了北部湾钦江流域土地系统土地利用变化的主体方向;3）通过选用不同的变异函数模型对钦江流域生态服务价值空间结构分析可知,2000年流域生态服务价值的最佳拟合模型应为指数模型,而2012年则为球状模型;4）流域整体生态服务价值总量由2000年的802 077.44万元减到2012年的787 794.14万元,减少了14 283.29万元。中游的生态服务价值最高,上游的生态服务价值次之,下游的生态服务价值最小。     

基于SOFM网络的京津冀地区生态系统服务分区

生态系统服务与土地利用之间有密切关联,生态系统服务分区对区域生态系统服务的管理和土地利用政策的制定有重要意义。本文以京津冀地区为研究区,依据IGBP2001-2009年间的土地利用数据,在对谢高地等制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值系数进行校正的基础上,核算了区域内各县(市)级行政单元单位面积生态系统服务的价值量,构建自组织特征映射网络(SOFM)对京津冀的生态系统服务进行分区,并用ArcGIS识别了不同服务类型的热点区,归纳和总结了每个分区的主导服务类型,并结合全国功能主体区划对该区域未来的发展重点和土地利用政策提出建议。依据分类结果,可将京津冀地区分为4 个区域:Ⅰ. 坝上高原和冀西北山区;Ⅱ. 燕山和太行山地;Ⅲ. 冀中南平原区;Ⅳ. 环渤海滨海区。2001-2009年间,除Ⅳ区的生态系统服务价值呈现增加趋势外,其他区域均有不同程度的减少,减少程度依次为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。Ⅰ区域发展重点为防风固沙和水源涵养;Ⅱ区域为生物多样性重点保护区域;Ⅲ区域应重点调整城镇用地的比例,适当增加其他生态系统服务;Ⅳ区域应增加水源涵养价值,治理土壤盐渍化。     

粤港澳大湾区生态系统服务价值的时空演化及其影响机制

生态系统服务是生态要素、结构、功能和产品造福于人类社会的媒介和通道。根据生态系统服务价值（ESV）及其影响机制调节人类社会对生态系统的利用强度和保护方式,对于实现人地和谐的可持续发展目标具有重要意义。本文以粤港澳大湾区作为研究对象,依托遥感数据修订ESV核算结果,更加准确地揭示2000—2015年粤港澳大湾区ESV的时空演变特征,并引入面板分位数回归深入探索生态系统服务影响因素的分段效应,增加对生态系统服务影响机制的认识。结果显示：① 2000—2015年粤港澳大湾区ESV减速下降,下降区域主要分布在粤港澳大湾区中部和珠江入海口两岸等城市快速扩张区。② 在城市交界处,土地利用变化会带来更为强烈的ESV变化。③ 在ESV水平不同的区域,影响因素具有不同的影响效果。用地完整度仅在ESV的低值区可以促进生态系统服务能力提升。气温对生态系统服务能力的正向作用随ESV的提高而增强,经济密度对生态系统服务能力的负向作用随ESV的提高而减弱,二者均会导致ESV高值区与低值区间的差距增大,形成“自然马太效应”。     

塔里木盆地北缘绿洲土地利用与生态系统服务价值的时空变化研究——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

生态系统服务价值的研究是目前生态学研究的热点之一。应用Costanza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1996—2004年渭干河-库车河三角洲绿洲土地利用的时空变化,并计算由此导致的生态系统服务价值及其结构的时空变化,结果表明:①1996—2004年,渭干河-库车河三角洲绿洲总ESV增加,但生态系统服务价值结构变化较大,生态系统提供某些单项服务的功能相对减弱。②1996—2004年,原材料服务功能价值比例上升最多,废物处理服务功能价值比例下降最多。③1996—2004年,渭干河-库车河三角洲绿洲各县生态系统服务价值结构都发生了不同程度的变化。库车县、沙雅县、新和县水源涵养、废物处理、娱乐休闲服务功能价值比例均减少,其中水源涵养服务功能价值比例下降最多。④敏感性分析表明,ESV对生态价值系数缺乏弹性,研究结果可信,说明本研究采用的谢高地生态价值系数是合理的。     

汾河上游土地利用变化对生态经济协调发展的影响

汾河上游流域是黄土高原生态脆弱区独立的流域单元,是山西省太原市惟一的供水之源,也是重要水源涵养区,其土地利用方式直接影响着流域乃至山西省的生态安全。参照Costanza生态系统服务价值计算方法及生态经济协调度模式,定量分析汾河上游1990-2008年土地利用变化引起的生态系统服务价值和生态经济协调度的变化趋势。结果表明,近20 a间,汾河上游流域生态系统服务价值呈现出先减少后增加的趋势;其中林地面积的增加对生态系统服务价值贡献较大,但水域面积的减少带来生态服务功能价值减少,生态环境存在潜在危机;总体上,流域内生态经济协调度有所改善,但仍处于低协调度的边缘,尤其是流域范围内的宁武县、岚县和静乐县。     

青海省海东地区土地利用变化及其生态服务价值响应

根据青海省海东地区2002～2008年土地利用变更数据,采用土地利用动态度模型和土地利用综合指数分析该地区近7年来土地利用变化情况,并参考谢高地等人建立的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表对该区域当量表进行适当调整,测算了土地利用变化所引起的生态服务价值变化情况。研究表明：（1）2002～2008年,各类型土地利用变化速度各不相同,其中以水利设施用地变化速度最快为12．24％,土地利用程度波动上升;（2）土地利用变化所引起的生态服务价值总体上呈逐步上升趋势,由2002年的82．01×10^8元增加至2008年的88．16×10^8元,增加了6．15×10^8元;（3）各种土地利用类型的生态系统服务价值的敏感性指数均小于1,表明生态系统服务价值对价值系数的变化缺乏弹性,研究结果可信。     

青海湖地区生态系统服务价值变化分析

采用生态系统服务估值、Matlab7.0 多元线性回归分析和敏感性分析等研究方法, 定量分析了生态系统服务价值的变化及其与气候、GDP、个人储蓄、城市化水平等驱动因子之间的相关性和敏感性, 以识别影响青海湖生态环境的主要影响因素, 以期为该区域生态保护调控和管理提供依据。研究结果表明:①2000-2008 年青海湖地区生态系统服务价值平均为119.226 亿元, 2008 年比2000 年下降3.98%;②2000-2008 年生态系统服务价值变化与气温和社会经济发展因素存在显著的负相关, 对气温、GDP和城镇化率的弹性系数分别为0.896、0.249 和0.2988;③2000-2008 年, 生态系统服务价值变化对城市化率和气温具有很大的敏感性, 敏感性系数分别为4.979 和1.712。研究表明, 青海湖地区的生态系统服务下降是气候暖干化和经济发展的综合作用结果。青海湖地区应该关注农牧民生计, 实施生态补偿机制以实现可持续的生态保护战略。