石羊河流域生态系统服务时空变化及其多尺度影响因素研究

对生态系统服务时空变化的影响因素开展多尺度定量分析,是揭示生态系统服务演化机理和推进区域可持续发展的重要突破口。既有研究侧重于从行政或流域的等级确定研究尺度大小,缺乏科学合理的尺度划分方法。论文以石羊河流域为研究区,评估了食物供给、碳固存、产水量和防风固沙4种生态系统服务的时空变化特征,并应用小波分析和参数最优地理探测器模型确定了生态系统服务时空变化影响因素研究的最佳尺度及不同尺度下的主要影响因子。结果表明：(1) 2000—2020年石羊河流域食物供给、碳固存、产水量和防风固沙4种生态系统服务均呈上升趋势。食物供给服务增幅最大,增幅为138.3%,碳固存、产水量和防风固沙服务增幅分别为0.97%、7.6%和9.5%。(2)根据4种生态系统服务的小波方差主周期,2000—2020年和2010—2020年分别构建了6个、2000—2010年构建了7个影响因素研究的特征尺度。(3)随着尺度增大,影响因子对生态系统服务时空变化的作用程度逐渐增强,且不同尺度的主要影响因子存在明显差异。食物供给和碳固存服务在小尺度上主要受人文因子影响,大尺度上受自然因子影响;产水量服务在不同尺度上始终受自然因子...     

中国省域生态系统服务足迹流动及其影响因素

区域间由供给与消费不均衡所引起的生态系统服务流动,逐渐成为新的研究热点。选取具有代表性的食物供给服务、淡水供给服务和固碳服务,运用生态系统服务足迹算法和多区域间投入产出模型,核算中国省区典型生态系统服务足迹和省域间的动态流动以及影响因素。研究表明：中国省域人均食物供给服务足迹为1.16 hm²/人,人均淡水供给服务足迹为0.06 hm²/人,人均固碳服务足迹为2.92 hm²/人,但由于人口数量、地区发展和单位能耗等因素的影响而具有明显的区域差异性,因此供给与需求的不均衡导致了服务足迹在空间上的流动。同时,生态系统服务足迹与各影响因子呈正相关,表明生态环境与经济增长的可持续发展转好的拐点还未出现。     

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”。     

生态系统服务供需关系及空间流动研究进展（英文）

基于生态系统服务供需关系的空间流动研究是连接生态系统服务供给与人类福祉的关键环节。理解生态系统服务产生、流动、使用的全部过程,准确评估生态系统服务供需平衡状况,建立供给与需求之间双向反馈关系,对于科学管理生态系统和保障区域资源可持续发展具有重要意义。综合大量相关文献,本文从生态系统服务供需关系角度出发,归纳了生态系统服务供给、需求的概念和评估方法,阐述了全球变化背景下,土地利用和气候变化两个主要驱动力对生态系统服务时空变化的影响。系统梳理了生态系统服务空间流动方面的研究进展,发现目前研究在文化服务的量化、生态系统服务流动动态研究以及生态系统服务的驱动机制研究方面存在不足,提出明确生态系统服务驱动机制和转移过程、实现生态系统服务不同时空尺度之间的相互转换,是未来将生态系统服务研究更好地用于实践的重要方法。     

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。     

胶州湾北岸滨海地区4个时期生态系统服务价值和生态功能区划分研究

生态功能分区是生态系统管理的重要环节,与生态系统服务权衡/协同密切相关,对小尺度区域进行生态功能分区,有助于实现精细化资源管理。以位于胶州湾北岸的青岛市城阳区和胶州市为研究区,采用当量因子法,计算研究区的生态系统服务价值;采用相关分析和双变量局部自相关分析方法,揭示1990年、2000年、2010年和2017年研究区生态系统服务价值的空间集聚特征,分析生态系统各种服务价值间权衡与协同关系;采用K-means聚类分析方法,识别生态系统服务簇,划分生态功能区。研究结果表明,1990～2017年期间,随着时间的推移,1990年、2000年、2010年和2017年胶州湾北岸滨海地区生态系统服务总价值在波动减少,其中,水域、盐田、其它用地和居住用地的生态系统服务价值在波动增加,滩涂、养殖池、耕地、工矿仓储用地和商服用地的生态系统服务价值在波动减少;生态系统服务的集聚区都为沿海滩涂区域,但是,生态系统服务价值的冷点区域不断向东北部和西南部扩张;研究区生态系统服务间的主导关系为协同关系;食物生产与水资源供给、食物生产与土壤保持、食物生产与提供美学景观的关系为权衡关系;胶州湾北岸滨海地区可以划分为生态保护区、旅游发展区、渔业养殖区和混合发展区4个功能区。     

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。     

1975—2015年甘肃省白龙江流域自然保护区生态系统服务价值及其时空差异

利用1975-2015年7期遥感数据重建甘肃省白龙江流域8个野生动物自然保护区的生态系统时空变化特征,并在对该研究区各类生态系统服务价值当量修订的基础上,采用生态系统服务价值评估模型和敏感性指数,对不同时期的生态系统服务价值进行评估。结果表明:(1)白龙江流域自然保护区以森林生态系统为主,研究期内生态系统格局总体稳定,农田和裸地生态系统面积减少,而森林、草地、水域和人工表面生态系统呈增加趋势,且在2000年后变化最活跃。(2)研究区生态系统服务价值由1975年的239.68×10^8元上升到2015年的243.58×10^8元,净增加3.90×10^8元,农田和裸地生态系统服务价值持续减少,而森林、草地和水域生态系统服务价值则呈增加趋势。(3)整体上,研究区南部生态系统服务价值呈增长趋势,而中北部地区则处于阶段性变化状态,文县大鲵自然保护区单位面积生态系统服务价值密度最高,多儿自然保护区价值密度最低,且为唯一衰退型保护区。(4)在不同生态系统服务类型中,调节服务居主导地位,且以气候调节服务价值最高。白龙江流域自然保护区生态系统服务价值缺乏弹性,水域生态系统面积变化对研究区生态系统服务价值的变化具有放大作用。     

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。     

生态建设背景下三江源自然保护区生态系统服务价值变化

青海三江源是我国淡水资源的重要补给地,也是全国生态保护和建设工程的重点实施区域,对其开展生态恢复过程的生态系统服务价值变化研究,有利于揭示生态保护和建设工程的实施效果。在构建三江源生态系统服务价值评估指标体系的基础上,选择生态工程前后两个时间段(2000年和2008年),采用物质量和价值量相结合的方法对三江源自然保护区生态系统服务价值进行了评估和对比分析,结果表明:2000—2008年保护区生态系统服务总价值呈现明显的增长趋势,8 a间一共增加1.68×1010元。保护区草地生态系统的整体质量状况大幅度提升,生态系统服务价值增加48.69%,是由生态建设和气候因子变化共同作用的结果;森林生态系统服务价值增加12.71%,主要跟森林区域水热条件的改善有关;水体与湿地生态系统服务价值在8 a间减少56.08%,关键是由区域气温升高和降水量减少所致,而非人为因素的影响;2000—2008年间,保护区人口数量增加了26.08%,较高的人口增长压力促使大量的草地被开垦为农田,导致农田面积增加392.52%,从而引起农田生态系统服务价值大幅波动。     

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%。     

昆仑山北麓克里雅绿洲生态服务价值对土地利用变化的响应

基于1991、2002与2008年卫星遥感资料,采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析克里雅绿洲土地利用变化对生态系统服务价值与结构的影响。研究表明:①研究区生态服务价值从1991年的144 224.8万元降到2008年的128 716.3万元,生态服务价值损失10.8%,每年净损失生态服务价值达24.2元/hm2。生态服务总价值的减少主要是由湿地、水域总面积的减少而导致的;②研究区各生态服务功能对区域总生态服务价值贡献率由高到低依次为:废物处理、土壤形成、生物多样性保护、水源涵养、气候调价、气体调价、食物生产、娱乐休闲和原材料;③研究区生态服务价值对生态服务功能指数缺乏弹性。     

基于结构方程模型的南方丘陵山地农户福祉与生态系统服务关系——以广东省乐昌市为例

以农户福祉和生态系统服务关系为研究视角,选取地处南方丘陵山地重点生态功能区的广东省乐昌市的8个地形地貌相似、但发展存有差异的村庄为研究对象,基于实地调研、问卷访谈等,采用模糊综合评价法对其2005及2018年农户福祉发展水平进行综合评价;并利用结构方程模型,对农户福祉与生态系统服务之间的关系进行耦合分析。结果表明：1）2005—2018年,农户福祉水平各指标均有一定程度的提升,其中农户收入水平、居住条件等显著增加,其评价值分别由2005年的0.294和0.245增加到2018年的0.385和0.422,同时农户对生态保护的意识逐渐加强。2）农户对生态系统服务功能的认识程度整体呈上升趋势,特别是对文化服务功能的感知有较大的提升,其感知值由2005年的0.251增加到2018年的0.370。3）生态系统四大服务功能与农户福祉水平均存在一定的耦合关系,其中供给服务、文化服务与农户福祉的关系密切。4）加强提升生态系统的文化服务能力,大力发展“特色种植＋林下经济＋生态旅游”等低影响经济发展模式,有利于生态系统服务维护与农户福祉的提高,促进重点生态功能区生态环境和农村经济社会的持续发展。     

关中平原典型村落农业转型对生态系统服务的影响研究

全球化和城市化驱动农产品市场需求的日益增长正在推动农村和农业的转变与重构,深刻影响着农村经济、社会和生态发展之间的关系。以关中平原典型村落—余家营和马家村为例,研究城市化影响下农业转型对农业生态系统服务产生了何种影响,对探索城乡互动机制、乡村特色农业发展以及生态景观建设等具有重要意义。通过问卷调查,半结构式访谈、野外填图等对余家营村和马家村的土地利用变化及农业生态系统服务进行测评,分析了关中平原农业转型变化及其对农业生态系统服务的影响与机制。结果表明：(1) “粮—粮”和“粮—果”转型使农业景观、种植结构、农户行为等都发生较大变化,在由传统粮食生产向水果、蔬菜、苗木花卉等现代型农业转变过程中,作物品种由低产量、低品质转为高产量、高品质,并更趋多样化;出现少许耕地转变为草地和林地的现象;农户积极性提高,科技水平有所提升。(2) “粮—粮”和“粮—果”转型的生态系统服务均以正服务为主,其中“粮—果”经济生产功能增长较大,增长了523.9%,但“粮—果”转型造成的负向生态系统服务也较高,因此在农业转型中生产经济价值增长越大对生态系统服务的负向影响就越大。（3） 农业转型主要受到城市化、国家政策的驱动,并通过影响农田的农业景观、农业结构、农户行为进而影响农业生态系统服务功能,反之,农业生态系统服务变化也会影响到国家政策以及农户行为。     

Do protected areas networks ensure the supply of ecosystem services? Spatial patterns of two nature reserve systems in semi-arid Spain

Protected areas are essential for conserving biodiversity, and these lands have traditionally been set aside for this purpose alone. However, the increasing global demand for agricultural and forestry commodities creates conflict and tradeoffs between dedicating land for conservation versus food production. Efforts to set aside new lands for biodiversity conservation are compromised by the globally rising demand, creating trade-offs between lands dedicated to conservation versus food production. Ecosystem services are the benefits that humans obtain from ecosystems. Recent studies suggest that protected areas provide social and economic benefits that can be used to build political support and raise funds for conservation. We analyzed the capability of current protected area networks in the semi-arid region of Spain to provide intermediate regulating services (habitat preservation for threatened species, climate regulation, erosion control and water flow maintenance) to support the final provisioning service of cultivated crops to support local communities. We found that existing networks of protected lands supply considerable quantities of ecosystem services, in particular carbon stocks and groundwater recharge. Our results demonstrate that the integration of systematic analyses of ecosystem services gaps in protected area planning could contribute substantially to safeguarding ecosystem services and biodiversity jointly. However, our study also reveals substantial differences in intermediate ecosystem services supplied by different of protected areas networks, with category VI areas (Natura-2000 sites) generally showing the highest potential for ecosystem services supply. This demonstrates the important role of Natura-2000 sites for preserving regulating services in the European semi-arid region.     

流域陆地生态系统水体净化服务表征及驱动力分析

陆地生态系统的水体净化服务能过滤地表径流中的污染物,有助于防控流域非点源污染。准确表征该服务的时空变化特征,定量探索其驱动机制则是生态系统服务应用的前提。论文以太湖流域典型地区为例,利用空间分布式的生物物理模型,研究流域陆地水体净化服务的空间格局与时间演变特征,并借助GIS空间统计方法及面板数据模型分析其主导驱动力。结果显示：2000—2010年间研究区59.19%、58.27%的面积分别为氮、磷净化服务的弱降低区。2000—2005年与2005—2010年两个时间段内研究区氮净化服务先下降后略有上升,其中苏州市区增幅最大;磷净化服务为下降趋势,以无锡和苏州市区降幅最大。气候因素和水网密度对水体净化服务具有显著正影响,而负向驱动力则存在差异。为此应采取适当的措施调整主导因素,提高陆地生态系统的水体净化服务,减少氮、磷排放,为流域非点源污染治理及水环境管理提供支撑。     

Assessments of ecosystem service indicators and stakeholder's willingness to pay for selected ecosystem services in the Chure region of Nepal

The Chure region of Nepal—the area sandwiched between the hills in the north and the plains in the south—is considered an ecologically fragile, structurally weak, and highly erosion-prone region. The forest in the Chure region provides several ecosystem services to people living in the downstream areas. However, assessment and quantification of ecosystem services in this region are very limited. This study, conducted in a watershed of the Chure region of western Nepal, combined local users' perspectives with experts' opinions to identify and rank ecosystem services based on land use types, to investigate the downstream users' willingness to pay for ecosystem services, and to explore the socio-economic factors affecting their willingness to pay. The study found that forests offered the highest number of ecosystem goods and services in this area. Local people were familiar with 10 different ecosystem services provided by the watershed and ranked drinking water service at the top. The downstream beneficiaries would be willing to pay a higher amount for drinking water service than they were currently paying if the quality of the service and its sustainability were assured. The amount they were willing to pay for ecosystem services increased significantly with monthly income. The results of this study are useful for other areas in which an upstream–downstream linkage exists and the upstream communities play a crucial role in maintaining ecosystem functions and the resulting supply of ecosystem services to the downstream communities.     

Estimates of loss in ecosystem service values of Songnen plain from 1980 to 2000

Ecosystem services are premises for human beings to exist and develop in the world, and it is of importance to study effects of land use change on ecosystem functions. Songnen plain, located in Northeast China, is one of the national key bases for agricultural production. Because there were remarkable variations in land use in recent years, it can supply specific foundation for protection and restoration of regional eco-environment to explore changes in its values of ecosystem services. This study aims to qualify long-term changes in land use of Songnen plain from 1980 to 2000, and to explore the impact of land use change on ecosystem services. With 2-period land use data using RS and GIS, this paper analyzed changes in land use and in ecosystem service values using the ecosystem service value coefficients (VC) put forward by Costanza et al. Results showed that from 1980 to 2000, area of rangeland, water area and wetlands and area of cropland decreased, but urban area and unused land increased. Due to cropland's comparatively low VC and comparatively high VC of wetlands and water area, increment in cultivated land could not offset the total decrement in regional ecosystem service values because of the decrease in area of wetlands and water area. Meanwhile, city sprawl has also led to loss of ecological values. Total ecosystem service values of the study area reduced dramatically, from 34,926.10×106$ to 31,744.54×106$ in the period 1980-2000. This represents a 9.11% net decline in annual value of ecosystem services in the study area.