生态系统服务权衡与协同视角下的重点生态功能区保护特征

重点生态功能区提供着源源不断的生态系统服务,在保障国家生态安全和社会可持续发展方面,有着不可或缺的基础作用。但是,以生态系统服务权衡与协同关系为视角,进而探讨分析重点生态功能区保护特征的研究案例相对较少。本文以秦巴重点生态功能区为评估分析区域,选择自然地理条件相似度极高的秦巴山区为参照单元,以生态系统供给服务与调节服务为核心内容,在定量分析2000—2019年期间的生态空间变化特征基础上,分析评估生态系统服务权衡与协同关系。结果表明：秦巴山区生态状况逐渐变好,重点生态功能区划定之后,生态系统趋于稳定;重点生态功能区服务能力呈逐渐增强的趋势,平均净初级生产力、土壤保持总量和水源涵养总量比重点生态功能区外分别高出了25.95 gC/m²、5.81亿t和24.95亿m³;土壤保持服务和生态系统供给服务的协同关系与生态状况改善呈正相关;由于受到降水的影响,2010年之后的水源涵养服务与生态系统供给服务的协同关系变差。总体来看,秦巴重点生态功能区的划定带动了区域生态空间“量的增长”和生态系统服务“质的提升”,但生态系统服务之间关系的“协调性”仍然不足,甚至从“协同”转为“权衡”关系,这要求未来国家需要制定更有针对性的生态系统保护管理决策,提高生态系统总体效益,支撑区域生态系统服务的可持续供给。     

三江源国家公园湿地水文连通性初步研究

湿地水文连通性是湿地生态系统功能和健康状况的重要体现。以三江源国家公园为研究区,在整个公园、分园区和各园区的核心保育区3种尺度上,利用不同类型湿地单元之间的距离及其景观指数,来评估湿地生态系统的水文连通性。研究结果表明,长江源园区、澜沧江源园区和黄河源园区中的沼泽与河流或者湖泊之间的平均距离分别为370.7 m、408.7 m和869.9 m,索加—曲麻河、可可西里、莫云和扎陵湖—鄂陵湖核心保育区中的沼泽与河流或者湖泊之间的平均距离分别为267.1 m、294.3 m、405.8 m和673.3 m;澜沧江源园区、长江源园区和黄河源园区中的湖泊与河流之间的平均距离分别为1 736.8 m、2 933.8 m和3 868.7 m,扎陵湖—鄂陵湖、可可西里、索加—曲麻和莫云核心保育区中的湖泊与河流之间的平均距离分别为5 586.4 m、3 259.0 m、1 898.2 m和2 373.9 m;在3处园区中,长江源园区内的沼泽平均斑块面积最大,黄河源园区的湖泊最多、湖泊的斑块密度最大;在4处核心保育区中,索加—曲麻河核心保育区的沼泽平均斑块面积最大,扎陵湖—鄂陵湖核心保育区的湖泊平均斑面积最大,不同尺度下距离和景观特征呈现的湿地生态系统水文连通性非常相似。     

三江源地区草地生态系统服务价值评估

三江源地区的草地生态系统对于维持区域生态平衡和保障社会经济可持续发展具有重要意义。本文基于千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment, MA)的生态系统服务分类体系, 采用多种方法对三江源草地生态系统的9 项服务价值逐项进行了评估, 得出2000 年三江源草地生态系统服务价值为562.60 亿元, 其中价值最高的两种服务类型依次为气候调节和食物生产, 分别达259.09 亿元和111.68 亿元, 贡献率分别为46.05%、19.85%。按照草地类型划分, 高寒草甸和高寒草原服务价值分别为490.95 亿元、64.68 亿元, 占总服务价值的87.42%和11.52%。虽然沼泽单位面积服务价值最高, 为4230.77 元/hm², 但在草地生态系统面积中所占比例较低, 总价值相对很低。本文关于三江源草地生态系统的评估结果可以为制定区域生态保护和生态补偿政策提供科学支撑。     

厦漳泉地区生态系统服务权衡与协同关系分析

将地理探测器引入生态系统服务权衡/协同关系的研究,并结合生态服务价值动态度、生态系统服务权衡协同度(ESTD),阐释2006—2016年厦漳泉地区生态系统服务变化特征和权衡/协同关系及其时空格局。结果表明:(1)地区生态服务价值总体增长16.51%,其中林地、湿地、水域的生态服务价值增长明显;(2)食物生产、原料生产、土壤保持服务价值低于地区总体ESV动态度;(3)生态系统服务间作用强度会随对象的转换出现差异性,根据各类服务间作用的紧密程度划分核心和次核心"组团";(4)地区生态系统服务间关系以协同为主,但食物生产与其他服务呈现明显的此消彼长,不同生态系统服务间权衡/协同性质及其程度均呈显著的空间分异。     

西部地区生态状况变化及生态系统服务权衡与协同

西部大开发战略实施20年以来,一系列重大生态建设工程使得西部地区的生态状况和生态服务发生了重要变化,本文分析西部地区生态状况变化及其生态服务时空变化特征,并运用相关分析法研究其服务功能权衡协同关系。研究发现西部地区2000—2019年间：① 聚落和湿地生态系统面积显著增加,草地有逐年下降趋势。② 植被覆盖度呈波动上升趋势,存在年际差异且空间差异较大。③ 水源涵养服务有轻微下降趋势,下降区域主要分布在藏东南地区、三江源西部地区、喀斯特石漠化地区等;土壤保持服务波动中呈上升趋势,上升区域主要黄土高原地区、川滇西部地区、藏西北地区、藏东南地区等;防风固沙服务呈下降趋势,大幅下降区域主要位于内蒙古中西部地区、西藏和北疆部分地区。④ 生态系统供给与水源涵养、土壤保持主要为协同关系,与防风固沙主要为权衡关系且分布在农牧交错带地区。⑤ 生态工程区内生态系统服务协同程度大于非工程区。定量评估生态系统服务变化及其权衡协同关系有助于进行科学化生态管理,最大化生态效益。     

鄱阳湖环湖区生态系统服务价值时空变化及权衡协同关系

基于修订的当量因子表,结合1988—2020年7期土地利用数据,运用GIS数据处理和空间分析等方法探究了鄱阳湖环湖区生态系统服务价值的时空演变特征,同时引入生态系统服务权衡协同度模型对食物生产、水文调节、土壤保持等7项生态服务功能进行权衡与协同分析。结果表明：① 1988—2020年鄱阳湖环湖区生态系统服务价值从577.95亿元增至592.50亿元,呈先增后减再增的波动变化特征。② 生态系统服务价值的空间分布表现为明显的不均衡性,ESV显著减少的区域为南昌市区、九江市区以及其它各区县的城镇建成区,生态系统服务价值增加的区域均匀分布在研究区东北和西北地区以及靠近研究区外侧的东南和西南地区。③ 协同关系为生态系统服务之间的主导关系,权衡关系较少且主要存在于食物生产与其他服务之间。     

汉江上游生态系统服务权衡与协同关系时空特征

多种生态系统服务之间的相互关系研究是生态系统服务研究的热点问题。目前,有关多种生态系统服务权衡与协同的研究多停留在定性描述阶段,缺乏具备空间位置信息的定量研究。综合土地利用、NDVI、土壤类型、气象等多源数据,对汉江上游流域2000-2013年的土壤保持服务、产水服务、植被碳固定(NPP)服务进行空间制图,并基于逐像元偏相关的时空统计制图方法,对三种生态系统服务之间的权衡与协同关系时空变化进行分析。结果表明:(1)2000-2013年,汉江上游多年平均土壤保持量为434.20 t·hm-2·yr-1,且多年来以16.10 t·hm-2·yr-1速率递增。多年平均产水量为250.34 mm,多年递增速率为3.79 mm·yr-1。NPP多年平均值为854.11 g C·m-2·yr-1,多年递减速率为8.54 g C·m-2·yr-1。(2)汉江上游土壤保持量在空间上呈现出"南北山地高,河谷盆地低"的分布格局;植被NPP在空间上表现为汉江河谷地带低,其余地方高的态势;产水服务在空间上呈现由北向南递增的分布规律。(3)整个汉江上游流域土壤保持与NPP、土壤保持与产水服务均以权衡关系为主,权衡关系区域的面积占比分别达到62.77%和71.60%;NPP与产水服务以协同关系为主,协同关系的面积占比达到62.89%。(4)林地、湿地、耕地、人工表面及裸地中,土壤保持与NPP服务、土壤保持与产水服务在空间上以权衡关系为主,产水与NPP服务在空间上以协同关系为主;而草地表现为三种服务两两之间均以权衡关系为主。定量评估生态系统服务相互关系的时空特征,有利于研究生态系统服务之间相互关系在时间上的非线性变化以及空间上的分布异质性,对区域土地管理与生态系统服务优化具有重要的指导意义。     

多情景模拟下宁夏平原生态系统服务簇识别研究

识别生态系统服务簇及其演化轨迹对区域生态服务管理至关重要,但目前研究多基于历史时期或单一时间节点,对于生态系统服务簇进行情景分析的研究还较为欠缺。本文以宁夏平原为研究对象,首先基于CA-Markov模型对宁夏平原地区土地利用进行多情景模拟,然后使用价值当量因子法对生态系统服务价值进行核算,最后使用Pearson相关系数法分析各项生态系统服务价值间的权衡协同关系,使用K-Mean聚类分析及稳定隐射变化轨迹法识别生态系统服务簇及其演化轨迹。结果发现：不论是历史时期还是未来各种情景之下,宁夏平原土地利用面积转化及空间转置集中在林地、湿地与建设用地当中;除生态保护情景下宁夏平原生态系统服务价值将由116.75亿元增至135.25亿元,其余各情景以及历史时期均呈不同程度的下降趋势;在历史时期以及未来多情景下,宁夏平原各类型服务价值之间大部分呈协同关系,优势簇以食物生产为主导功能,且常年以此类型服务簇为主。     

生态系统服务社会价值与生态价值的权衡与协同关系——以普达措国家公园为例

以香格里拉普达措国家公园为研究区,借助SolVES模型和InVEST模型,分别度量其社会价值（美学价值、文化价值、游憩价值）和生态价值（生境质量、碳储量、水源供给）的空间特征,并运用双变量空间自相关分析对二者空间权衡与协同关系进行研究。研究表明：① 社会价值的高值区呈“多核心,多条状”的空间格局,社会价值指数高达8.6（该指数介于1~10）,且距水体的距离越近对社会价值的贡献越大（贡献度为45.9%）;② 生态价值良好及优的空间范围占园区面积的1/2（49.91%）,主要位于原始森林保存良好的碧塔海片区和尼汝东北部扎诺一带;③ 社会价值与生态价值之间存在显著的空间依赖性,其中社会价值低,生态价值高的区域是园区最主要的空间聚集特征。该研究可为生态系统服务的可持续管理决策提供科学依据,以及有助于完善基于生态系统服务的社会?生态系统分析理论框架。     

基于多源数据的乡村功能空间特征及其权衡协同关系度量

本研究基于土地利用、兴趣点、社会经济统计等数据,从乡镇尺度揭示了北京生态涵养区经济发展、农产品生产、社会保障、生态服务、旅游休闲以及综合功能的空间特征,并运用Spearman秩相关分析、生产可能性边界（PPF）、权衡强度指数等定量探讨了多功能间的权衡-协同关系及其权衡程度。结果表明：① 经济发展、社会保障和休闲旅游功能的空间格局相似;生态服务功能与经济发展、社会保障和农产品生产功能的空间格局基本相逆。② 经济发展与农产品生产/社会保障功能为显著协同关系;经济发展/农产品生产/社会保障与生态服务功能为显著权衡关系。③ 按照“‘权衡强度越小,功能间共生发展’‘权衡强度越大,最多发展一种功能’”的思路,以追求乡村功能组合的综合效益最大化为目标,将生态涵养区划分为I（4种功能共生）、II（3种功能共生）、III（2种功能共生）和IV（单一功能发展）4种类型区。研究结果将为区域乡村振兴规划编制提供参考,为乡村功能协同发展路径设计提供技术支撑。     

国家公园群建设的层级结构识别——以青藏高原国家公园群为例

层级结构识别是推进国家公园群建设的基础工作。然而,已有研究较少关注国家公园群层级结构定量识别。论文结合理论分析与多准则分析方法,提出国家公园群建设层级结构识别的UBAN框架(uniqueness, biodiversity, aesthetic value, naturalness),并以青藏高原国家公园群为例进行实证分析。研究表明,青藏高原国家公园群内部单体之间存在较大差异,长江源的相对重要性最高,海西盐湖最低。层级划分方案对比分析显示,采用“四分法”有助于推进分层管理。据此方案,青藏高原国家公园群的一级单体包括长江源等5个,二级单体包括帕米尔等6个,三级单体包括普达措等4个,四级单体包括贡嘎山等6个,不同层级在青藏高原国家公园群建设中的优先顺序、建设重点和策略不同。研究强调了国家公园群层级识别的必要性,提出并验证了UBAN框架在国家公园群层级结构识别中的可行性,有助于推动国家公园群建设管理策略制定和目标实现。     

三江源国家公园功能分区与空间管控（英文）

Functional zoning is a key step for the integrated planning and scientific management of a national park. Selecting the Three-River-Source National Park(TNP) as the study area, this paper establishes an evaluation system including 13 evaluation indexes which are classified into four categories, namely: ecosystem services; potential distribution of key species habitats; ecological sensitivity; and ecological resilience through the comprehensive analysis on the regional eco-environmental features in the study area. The results of the comprehensive analysis, combined with the functions and requirements of management of national parks, indicate that TNP is divided into the first-level zone(the core conservation area, the ecological restoration area and the traditional utilization area) with definite targets of space management and the second-level zone with implementation of control measures. This method of functional zoning lays a solid foundation for the scientific planning of TNP; moreover, our study provides new insights into other national parks' functional zoning.     

国家屏障区生态系统服务权衡与协同

对不同服务间存在的此消彼长的权衡关系和相互增益的协同关系的正确认知,是开展多种生态系统服务可持续管理决策的前提。2018年国家重点专项“典型脆弱生态修复与保护研究”中明确指出要优化“两屏三带”生态系统服务格局,而服务的优化离不开对权衡与协同关系的准确认知。因此,在国家尺度上开展国家屏障区生态系统服务权衡与协同研究具有重要性和迫切性。本文采用RUSLE模型、CASA模型和InVEST产水模型分别评估国家屏障区2000—2015年土壤保持、固碳和产水服务的空间分布格局,并分析三种服务的变化趋势,采用相关分析法和均方根偏差法量化不同服务在各子屏障带整体和空间上的权衡与协同关系。结论如下：① 国家屏障区的三项服务在空间上均呈现由东南向西北减少的格局, 而在时间上,土壤保持与产水显著增加(p<0.05),增加量分别为 20.64 t/(km ²·a)和4.13mm/a,而固碳呈现微弱的上升趋势(p=0.96),服务的提升有利于保障国家生态安全。② 在各子屏障带整体上,土壤保持、固碳及产水间相关系数基本大于0（p<0.05）,表明三者以协同为主;而在空间上,两两服务间的权衡与协同关系存在着极强的空间异质性,如东北森林带固碳与产水、固碳与土壤保持的权衡关系像元比例分别达49%和27%,且均集中在北部。因此,在进行生态环境建设时,需要同时考虑到整体与局部空间的服务权衡与协同关系的不同,以制定更为合理的生态保护政策。     

Trade-off and Synergy Relationships of Ecosystem Services and Driving Force Analysis based on Land Cover Change in Altay Prefecture

Altay Prefecture plays a vital role as an ecological barrier in Northwest China. Studying the ecosystem service value is of great significance for promoting regional green high-quality development and maintaining ecological security. Based on Global ESA land cover data from 2000 to 2015, the trade-off and synergy relationships and driving force factors between ecosystem services in Altay Prefecture were analyzed in this study. The analysis produced four main results. (1) The ecosystem service value in Altay Prefecture continued to increase from 113.521Ⅹ10⁹ yuan in 2000 to 115.777Ⅹ10⁹ yuan in 2015, for an increase of about 1.98%. (2) The distribution of ecosystem service value had obvious spatial agglomeration characteristics, with hot spot areas mainly concentrated in the "two rivers and one lake" and the mountainous areas in the northwest, while the cold spot areas were mainly the forest and grass-covered areas in the northern mountainous areas and within Jimunai County. (3) The trade-off and synergy relationship among ecosystem services was mainly synergistic, with a total of 77.78% of ecosystem service relative relationships showing a significant positive correlation at the 0.01 level. (4) Economic factors and industrial structure are important factors affecting ecosystem service value in Altay Prefecture. Ecosystem service value is positively correlated with per capita GDP and the output value of the tertiary industry, but negatively correlated with the output value of the secondary industry.     

2018年太湖国家湿地公园的价值溢出

价值溢出能够有效地明确湿地公园建设的增值结构,在衡量湿地公园建设价值的基础上,对于厘清各种要素之间的价值关系和改善湿地公园资源再配置具有重要的现实意义。运用成本-收益分析方法,从生态、经济和社会角度,构建湿地公园价值溢出体系,以太湖国家湿地公园为研究对象,估算出2018年太湖国家湿地公园的价值溢出。研究结果表明,①太湖国家湿地公园建设总成本为3 223.749万元,总收益为67 781.711万元,综合价值溢出为64 557.962万元,湿地公园每公顷投入14.016万元,能获得294.703万元的收益和280.687万元的价值溢出;②在太湖国家湿地公园中,生态层面的成本占总成本的比例最低,为10.19%,但是其收益和价值溢出占各自总值的比例最高,分别为43.10%和44.74%,生态管理、水文调节和生物多样性是影响生态价值溢出的重要因素;③经济层面的成本占总成本的比例最高达56.09%,但是其收益和价值溢出占各自总值的比例则处于较低水平,仅为13.89%和11.78%,其中管理成本和直接经济收益是影响经济价值溢出的关键因素;④社会层面的成本、收益和价值溢出占各自总值的比例都较高,分别为33.72%、43.01%和43.48%,广告宣传费用和娱乐休闲收益是影响湿地公园社会价值溢出的主要因素;⑤湿地公园存在较大的价值溢出,生态环境的改善和社会服务功能的提升增强了价值溢出效应,在经济层面,由于湿地公园可到达性相对较弱和湿地保护的特殊性,限制了经济价值溢出的发展。基于成本收益视角,综合考虑生态、经济和社会效益估算湿地公园价值溢出,提高了湿地公园建设成效研究的综合性和可操作性,以期为湿地公园管理的建设提供理论支持和方法借鉴。     

Functional Zoning Mode and Management Measures of Qianjiangyuan National Park based on Ecological Sensitivity Evaluation

Functional zoning is an important guarantee for regulating the land use intensity of national parks and maintaining the integrity and stability of natural ecosystem. In this paper, we tease out of the functional zoning models and methods based on the empirical analysis of the world national parks, and then take the Qianjiangyuan National Park (QNP) as an example, study the functional zoning method based on ecological sensitivity. Results show that, the goal of national park construction in the world is changing from enhancing national cohesion to displaying the national image, from the pure natural protection and recreation use to protection of the comprehensive function of natural ecosystem integrity protection, recreation, environmental education, etc. The establishment of QNP is to protect the natural ecosystem of sub-tropical lowland broad-leaved evergreen forest, also to meet the community development and recreational consume of large population in Eastern China. So this paper establishes an evaluation index system based on ecological sensitivity, combining ecosystem services, potential habitats of important species, and development opportunities. Based on the analysis result, the functional zoning of QNP can be divided into strict protection area, ecological conservation area, traditional using area and recreational area. In this way, it can make the functional partition reflect system controls thought in area difference and space layout, and take the corresponding management measures in different functional areas, to promote the sustainable evolution of the natural ecological system in national park.     

Functional zoning and space management of Three-River-Source National Park

Journal of Geographical Sciences - Functional zoning is a key step for the integrated planning and scientific management of a national park. Selecting the Three-River-Source National Park (TNP) as...