人地系统耦合框架下的生态系统服务

生态系统服务是连接自然环境与人类福祉的桥梁,是人地系统耦合研究的核心内容。本文在构建生态系统服务与人地系统耦合研究框架的基础上,系统梳理了生态系统服务评估、生态系统服务权衡、生态系统服务影响因素、生态系统服务供给流动与需求等研究前沿,提出了未来生态系统服务研究的重点领域。主要研究结论认为：①国际生态系统服务模型发展迅速,SAORES模型是中国生态系统服务模型优化与参数本地化的突出代表;②生态系统服务权衡具有相对复杂的时空尺度,权衡分析的前提是辨析不同尺度生态系统结构—过程—功能—服务的作用机制;③自然因素是生态系统服务时空分布的基础,土地利用能改变生态系统结构、功能与生态系统服务变化,社会经济因素会导致生态系统服务权衡的差异;④为明晰生态系统服务供给与需求耦合关系,需进一步识别生态系统服务流的运移路径;⑤未来生态系统服务研究需加强生态系统服务对全球变化的响应特征和机制分析、面向可持续发展目标的生态系统服务供给流动与需求研究、生态系统服务的动态评价集成与优化、生态系统服务与人地系统耦合、生态系统服务与大数据集成等。     

人地系统远程耦合的研究进展与展望

在越发紧密关联的全球化世界中,如何实现可持续发展日益需要跨系统思维和超区域政策。这首先要求致力于可持续发展研究的学科要提升自身对跨区域资源环境问题的洞察力,因此就有必要推动地理学传统研究框架的适应性创新和变革。远程耦合作为聚焦于“远距离人类与自然耦合系统之间社会经济与环境相互作用”的理论框架,有极大的潜力和优势来促进这一理论创新进程。为了缩小国内外在远程耦合领域的研究差距,论文基于文献研究和笔者对远程耦合框架的理解,从远程耦合的理论建构、经验证据、重点研究领域和研究方法4个方面介绍了该理论框架及其应用进展,并提出3个方面的展望来激发新的研究。综述表明,由于远距离人类活动不断增长以及大尺度自然过程与人类活动的相互作用,在远程连接、全球化和城市化维度上均存在大量远程耦合的经验证据;目前学术界对远程耦合框架的应用主要集中于生态系统服务、远程耦合的社会经济和环境影响及土地变化科学3个方面;同时得益于理论操作化的进展,目前开展远程耦合研究已具备较好的方法支持。基于此,论文认为,为应对新兴的现实科学命题,基于远程耦合框架的地理学研究应当在人地关系网络系统的理论创新、远程耦合动力机制和远程耦合的调控工具集3个方面实现突破。     

连接多层次人类福祉的生态系统服务分类框架

千年生态系统评估提出将"生态系统服务与人类福祉"作为未来生态学研究的核心内容,相关研究日益增多。然而,当前学界对生态系统服务的定义和分类仍存在争论,概念的混乱导致研究中对服务理解的分歧。本文在综述国内外主要生态系统服务定义和分类方案的基础上,利用从生态系统服务到人类福祉的服务级联框架,辨析生态系统服务形成过程中不同级联的联系和区别,探讨人类福祉的内涵及其与生态系统服务的联系,提出使用终端生态系统服务来连接生态系统与人类福祉,以此建立连接服务与多层次人类福祉的服务分类框架。根据终端生态系统服务所产生收益与不同层次人类福祉的关联,将生态系统服务划分为福祉构建、福祉维护和福祉提升3 大服务类别。这种服务分类框架可为生态系统服务评估以及服务与人类福祉耦合关系的相关研究提供帮助。     

旱区人地耦合系统水-粮食-生态关联研究述评

气候变化和人类活动影响下的旱区水-粮食-生态关联机制,是人地耦合系统研究的前沿科学问题之一,为全面保障以水安全为纽带的旱区生态安全和粮食安全提供科学支撑.本研究通过梳理水-粮食-生态关联研究前沿,凝练得到四方面认识:①在时空特征判别中,旱区土地利用是普遍涉及的水-粮食-生态关联载体;②在驱动机制分析中,生态系统服务权衡...     

生态系统服务研究的进展与挑战(英文)

生态系统服务研究虽然起步相对较晚,但在最近的十多年里却取得了长足的发展。通过述评生态系统服务研究的进展与挑战,本文得出了以下几点结论:(1)生态系统服务在生物圈中无处不在,但学术界对它们的认识却不尽相同。为了使得生态系统服务这一概念能够在生态保育和人类福祉评估中发挥重要作用,需要根据研究目的和管理决策的要求对其作出清楚的界定,并且根据所研究的生态系统服务的相关特征对其进行恰当的分类。(2)生态系统服务是人类福祉的源泉,它们具有复杂性、空间尺度、公私物品特征和收益依赖性。认识生态系统服务的这些基本特征是测度、模拟、评价和管理生态系统服务的重要前提。(3)生态系统服务的需求、供给与使用是联系生态系统与人类福祉的不可或缺的重要环节,它们事关生态保育和社会公平等重大问题;为了制定科学的生态系统服务管理决策,需要对它们开展跨学科、跨部门、跨地域的综合研究。(4)生态系统服务具有包括效用价值和非效用价值在内的多重价值属性。在制定生态系统服务管理决策的过程中,各种价值会在一个共同、但并非总是公平的决策平台上相互交叉、补充与制衡。因此,生态系统服务的价值评估应当构建与使用多准则的综合价值评估体系。     

黄土丘陵沟壑区生态系统服务对人类福祉的影响及其群体差异

生态系统服务对人类福祉的影响研究对于分析区域生态系统的社会贡献及有效减贫等方面具有重要的理论与实践意义。本文以地处黄土丘陵沟壑区的陕西省米脂县为例,在整合主客观人类福祉的基础上,基于生态系统服务可得性评估,利用结构方程模型定量分析了生态系统服务对人类福祉的影响及其群体差异。结果如下：① 生态系统服务对客观福祉和主观福祉具有显著正向影响,并通过客观福祉对主观福祉产生间接影响。农户属性对生态系统服务和客观福祉直接效应显著,对主观福祉直接效应不显著。② 生态系统服务对人类福祉的影响存在群体差异,纯农型与兼业型的服务可得性对客观福祉直接效应显著,而非农型不显著;纯农型与兼业型的服务可得性对主观福祉的直接效应明显大于非农型,且非农型间接效应不显著;非农型客观福祉对主观福祉的影响明显高于纯农型与兼业型。③ 生态系统服务对人类福祉影响的因子贡献与服务组合存在群体差异,即三类群体生态系统服务对福祉影响的差异不仅体现在服务类型及影响程度上,还体现在服务组合的差异上。     

人地耦合视角下中国自然保护地有效性评估研究进展与展望

自然保护地有效性评估是测度其管护效果并提出改进意见的重要手段。论文从人地耦合的视角出发,提出了自然保护地有效性评估不同阶段对应的目标层次。在此基础上,分析了有效管理理论、景观可持续理论和社会—生态网络理论在指导自然保护地有效性评估中的作用。依据不同阶段的目标层次,系统地梳理了中国自然保护地有效性评估现状,并提出了提升社区治理在评估体系中的重要性、从生物多样性保护转向兼顾人类福祉提升的评估、探究管理工作对自然保护地有效性的作用机制、推动自然保护地监测网络与数据平台建设等未来研究趋势,从而完善人地耦合视角下的自然保护地有效性评估路径,以期改善自然保护地有效性评估的时效性、全面性与合理性,促进人与自然的和谐共生。     

现代人地关系与人地系统科学

人地关系地域系统理论系统提出30 a来,对促进地理学综合研究、学科建设和服务国家重大战略决策发挥了重要的科学支撑与导向作用。深入解析了人地关系地域系统理论的科学内涵及时代价值,诠释了现代人地系统的类型与环境,提出了"人地圈"与人地系统科学研究的主要内容和前沿领域。初步研究表明:①现代人地系统具有复杂性、地域性和动态性特征,人-地交互作用过程、格局及其综合效应正在发生深刻变化,地球表层人地系统成为现代地学综合研究的核心内容和重要主题。②科学认知和有效协调人地关系,亟需深入探究人地系统耦合格局与机理,探明人地关系地域系统类型、结构及其动力机制。依据城乡关系将人地关系地域类型划分为城市地域系统、城乡融合系统、乡村地域系统。乡村地域系统可细分为农业系统、村庄系统、乡域系统、城镇系统等子系统,分别对应于作土关系、人居关系、居业关系、产城关系。③现代人类活动强烈地作用于地球表层人地系统,形成了人地系统耦合与交互作用的地表圈层—"人地圈",其实质是现代人类活动与地表环境相互联系、耦合渗透而形成的自然–经济–技术综合体或人地协同体。④人地系统科学或人地科学是研究人地系统耦合机理、演变过程及其复杂交互效...     

人地系统适应性研究进展：概念、理论框架与方法

适应性研究旨在通过主体对外部环境变化的调整,以削减其负面影响并改善适应能力,是实现人地系统可持续发展的重要途径。鉴于目前对适应性理论体系缺乏统一认识和系统梳理,论文通过对国内外人地系统适应性研究文献总结,从概念内涵、理论框架和方法对适应性研究进展进行了总结,并提出了适应性研究的科学范式。研究发现：① 学术界对适应性概念的理解并未达成科学共识,阻碍了通用的适应性研究理论体系的构建。② 现有适应性分析框架多是基于全球变化领域理论框架基础的延伸和修订。③ 适应性研究缺乏具有代表性的方法,以借用脆弱性、恢复力评估方法和指标体系为主。因此,统一的适应性概念和理论体系的构建亟需加强,而国外既有积累的理论经验并不通用,中国化的适应性分析框架、方法是未来的重要研究方向。同时,应强化人类社会和自然环境“综合”的人地系统适应性研究,注重多尺度结合的适应性动态分析。     

美丽中国建设的地理学使命与人地系统耦合路径

美丽中国是一个天蓝地绿、山清水秀、强大富裕、人地和谐的可持续发展强国。建设美丽中国是落实联合国2030年可持续发展目标的中国实践和国家样板,是推进人与自然和谐发展、守住“绿水青山”赢得“金山银山”的重要手段。地理学作为服务国家经济社会发展的交叉应用学科,其综合性和区域性特点决定了地理学家肩负着建设美丽中国、筑造美好家园的历史使命,责无旁贷地率先成为美丽中国建设的先行者和实践者,地理学倡导的人地系统耦合论是美丽中国建设的理论基石,地理学的学科交叉与综合集成是美丽中国建设与调控人地关系的实践手段,地理学的复杂系统模拟和优化方法为美丽中国建设的人地系统耦合路径选择提供了科学工具,综合地理区划是因地制宜地建设美丽中国的分区基础。地理学推进美丽中国建设的人地系统耦合路径包括:开展美丽中国建设的重大科技攻关和人地耦合试验示范;进行美丽中国建设的动态评估与人地耦合监测;编制美丽中国建设的人地系统耦合路线图与“十四五”规划行动方案;树立美丽国土观,在《全国国土空间规划纲要》中充分体现美丽中国建设目标;因地制宜地做好美丽中国建设的人地系统耦合区划,建设好美丽城市群和美丽公园群;先行开展美丽中国建设样板试点,总结美丽中国建设的人地系统耦合模式。通过这些耦合路径确保全国及各省市区按照美丽中国建设的时间表和路线图逐步接近目标值,在“比美健美”的竞建行动中实现美丽中国建设的总目标。     

Profoundly entwined ecosystem services,land-use change and human well-being into sustainability management in Yushu,Qinghai-Tibet Plateau

Journal of Geographical Sciences - The nexus exploration among land use/land cover change, ecosystem services and human well-being has been increasingly crucial in the context of Future Earth....     

生态系统服务权衡与协同研究进展及地理学研究议题

由于生态系统服务的多样性、空间分布的不均衡性以及人类使用的选择性,在人为活动和自然因素作用下,服务之间的关系出现了此消彼长的权衡、相互增益的协同等变化。理解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,对于制定区域发展与生态保护"双赢"的政策措施具有重要意义。从相互作用与联系、类型与形成机制、研究方法与工具、尺度效应以及不确定性等方面评述了生态系统服务权衡与协同的国内外研究进展和局限性,并对研究趋势进行了展望。在此基础上,提出从地理学视角研究生态系统服务权衡与协同的主要议题,包括服务供需的时空异质性、权衡与协同的形成机制、尺度依存和区域差异等。可为拓展生态系统服务权衡与协同研究的深度和广度,提升地理学综合研究水平提供借鉴与参考。     

Spatio-temporal analysis of human wellbeing and its coupling relationship with ecosystem services in Shandong province,China

Journal of Geographical Sciences - Rapid economic and social change promotes to improve human wellbeing (HW), but poses threats to ecosystems and the environment. Studying the coupling relationship...     

基于空间与区域视角的生态系统服务地理学框架

生态系统服务研究现已成为国内外的研究热点。回顾生态系统服务研究的历程可以发现,研究范式正在从自然科学研究范式向自然科学与社会科学综合研究范式转向。生态系统服务研究更加重视时空异质性、更加关注流动性与区域效应,更加强调生态系统服务对人类福祉的作用。在生态系统结构、过程与功能─服务─人类收益与福祉级联框架中,地理学的主要分支都可以找到自身的研究议题。在此过程中,逐渐建构起来的生态系统服务地理学,不仅可以为生态系统服务研究提供学科支撑,同时可以丰富和拓展地理学的研究内容。本文在评述生态系统服务研究历程和发展趋势的基础上,分析了地理学参与生态系统服务研究的逻辑必然性以及面临的机遇与挑战。为了推进生态系统服务研究的“地理化”转向,我们提议发展生态系统服务地理学,并初步描绘了生态系统服务地理学的学科框架,包括定义、研究范畴、研究内容及主要研究议题等。     

鄂尔多斯市生态系统服务权衡与协同分析

鄂尔多斯市是中国北方农牧交错带的中心,经济快速发展的同时带来生态环境巨大的压力,该区域生态系统服务及其相互关联的变化对半干旱地区的可持续发展具有重要意义。本文基于2000、2010年鄂尔多斯市的食物供给、碳储存、产水量以及土壤保持4种关键生态系统服务供给核算,采用相关分析探究栅格尺度上4种服务之间的权衡与协同关系,并引入玫瑰图对比不同土地利用类型的生态系统服务关联特征差异。研究结果表明：①2000-2010年鄂尔多斯市生态系统服务整体增强,平均食物供给量由99.5 kg·hm^-2增至224.2 kg·hm^-2,碳储存量由8.32 t·hm^-2增至8.41 t·hm^-2,平均产水量由153.64 mm增至291.90 mm,土壤保持量平均值由47.79 kg·hm^-2增至59.04 t·hm^-2;②产水与土壤保持之间存在协同关系(相关系数分别为0.972和0.771),食物供给与土壤保持之间存在协同关系(相关系数分别为0.505、0.736),食物供给和碳储存之间存在权衡关系(相关系数分别为-0.584、-0.512);③多重生态系统服务供给的热点区主要分布在鄂尔多斯市东部;④产水量和土壤保持、碳储存在耕地和林地中呈现此消彼长的变化方式,而在草地中4种生态系统服务同时增加。     

东北林区生态系统服务与健康协同分析

明晰森林生态系统服务与生态系统健康之间的协同关系,是识别生态系统与人类福祉之间内在综合关联的有效途径。本文基于森林物质合成、土壤保持、水源涵养、净化空气、生物多样性维持等五项服务指标和林分结构活力、组织力、恢复力三项综合指标的估算与评价,对吉林省汪清林业局国有天然林生态系统服务与生态系统健康进行评估和进行相关性分析与热点识别。结果表明:随着植被群落的分异,各植被类型在空间上体现出差异化的优势生态服务类型和生态系统健康指标分布规律,而两者的热点分布均呈现"南多北少/东西部多中部少"的空间格局;相关分析显示,协同作用是各样本类型之间的主导关系,大部分生态系统服务与生态系统健康指标的增长并不会导致另一些指标的下降,不考虑木材供给的森林景观多功能性可以实现。研究结果可以为国有天然林停伐后林区社会—生态系统的管理模式优选和空间差异化管理提供决策支持。     

Multi-scale coupling analysis of urbanization and ecosystem services supply-demand budget in the Beijing-Tianjin-Hebei region,China

Journal of Geographical Sciences - Rapid economic development and human activities have severely affected ecosystem function. Analysis of the spatial distribution of areas of rapid urbanization is...