基于贝叶斯网络的生态系统服务空间格局优化——以泾河流域为例

城市高速发展引起了区域土地利用格局的改变,不仅影响生态环境质量,而且还对生态系统服务的空间格局产生影响,在此基础上优化生态系统服务显得至关重要。在泾河流域2000—2020年净初级生产力（Net primary productivity, NPP）、农业生产力、土壤保持和产水服务空间评估的基础上,将贝叶斯网络和生态系统服务相结合,在关键变量子集和可视化的最优状态子集的基础上,评估了4种生态系统服务需要优化的区域,为区域经济和生态和谐发展提供参考。结果表明：（1） 水文评价模型（Soil and water assessment tool, SWAT）模型能较准确地模拟区域的径流量。通过模拟值和观测值对比分析,该模型具有较高的决定性系数（R²>0.6）和纳什效率系数（NSE>0.5）,可为进一步评估产水服务提供保障。（2） 2000—2020年泾河流域4种生态系统服务的时空差异性较为显著。在时间尺度上,4种生态系统服务均呈现波动中上升的趋势,在空间尺度上呈现较为稳定的变化趋势。（3） 通过对4种生态系统服务优化区域进行叠加分析,发现综合优化区域集中在彭阳县的中部和西南部以及环县的零星区域。研究结果对指导优化区域进行生态系统的可持续管理以及改善生态系统的退化状况具有重要意义。     

土地利用变化与生态系统服务:概念、方法与进展

生态系统服务作为生态学与地理学的研究前沿和热点,受到众多学者与研究组织的关注。土地利用变化通过对生态系统格局与过程的影响,改变着生态系统产品与服务的提供能力。本文对土地利用变化与生态系统服务相关研究背景和概念进行了介绍,总结了生态系统服务评估方法的特点,对目前研究中存在的问题进行了分析,展望了未来的研究趋势。加强土地利用变化驱动下生态系统过程与服务的相互关系、生态系统服务之间的相互关系以及生态系统服务的区域集成与优化是生态系统服务研究的前沿科学问题,这些科学问题的解决将为生态系统管理提供重要的理论和方法支持。     

生态系统服务价值评估理论框架与生态补偿实践

生态系统服务价值评估是生态系统保护和管理的基础。近年来很多研究对不同尺度和类型的生态系统服务价值进行了评估, 有效地增强了人类对生态系统服务及其与人类福祉关系的认识。但其中一些研究的生态系统服务价值评估结果偏离实际较多, 对生态补偿等生态系统管理实践作用有限。因此需要继续深入探讨生态系统服务价值评估的理论框架, 为客观认识生态系统服务价值提供科学的理论依据。基于上述考虑, 本文在已有研究基础上, 综合考虑了各框架的优点, 总结出完整的生态系统服务价值评估理论框架, 并强调了评估的经济学基础、研究尺度及利益相关者问题。该理论框架要求以人类的支付意愿(Wish To Pay, WTP)为基本原则对生态系统服务进行合理估价, 并将各项服务的具体价值分配到不同尺度的利益相关者。这可以增强价值评估结果的应用价值和可操作性, 为生态补偿标准及对象的确定提供指导性帮助。     

中国森林生态系统能值与服务功能价值的关系

本研究利用1901-2009 年全球温度和降水数据以及全国1266 块森林样地主要森林类型数据作为基础数据,应用能值理论和生态系统服务功能理论,建立了中国森林能值与服务功能价值之间的函数关系,并且研究了1990 年和2009 年中国森林服务功能价值密度的变化。结果表明：应用函数关系模拟1994 年中国森林生态系统服务功能价值的结果与Costanza 评估结果在空间分布上具有较高的一致性。2009 年全国有林地栅格数目比1990 年增长14.02%,其平均森林生态系统服务功能价值密度增加了54.46 USD/hm²。北京、上海、江苏、天津、河北平均森林生态系统服务功能价值密度分别降低了86.87%、85.45%、81.99%、46.48%和23.07%。河南、湖南、吉林、江西、黑龙江和浙江平均森林生态系统服务功能价值密度分别下降了71.35%、58.65%、52.70%、34.56%、23.36%和22.03%。广西、西藏、甘肃、内蒙古、四川、云南、宁夏森林破坏也比较明显,这些省份的平均森林生态系统服务功能价值密度下降了2.89%~22.36%。根据全国第四次和第七次森林清查报告显示,近年来我国森林面积持续增加。但研究结果显示很多省份的森林生态系统服务功能价值密度仍然降低,这说明森林生态系统仍然没有完全恢复。中国森林生态系统服务功能普遍低于全球森林生态系统服务功能值的平均水平,说明我国森林生态环境并不理想,人类活动对生态系统产生巨大的负面影响。     

泾河流域生态系统服务消耗及变化认知分析：基于农户问卷调查和参与式社区评估

本文以黄土高原泾河流域上游固原市为例,采用农户问卷调查和参与式社区评估方法,研究农户对生态系统服务认知及消费,并对两种方法认知结果进行比较分析。研究发现,农户问卷调查方法农户认知到食物供给、净化空气、净化环境、水土保持、供给洁净水、减少自然灾害、提高收入、薪柴供给、景观愉悦、牧草供给和防风固沙11项生态系统服务,农户日常对生态系统服务的占有和消耗及生态系统服务对农户的重要性程度影响农户对生态系统服务的认知;参与式社区评估（PRA）方法农户可以充分进行信息交流与讨论,与农户问卷调查法相比对生物多样性服务有了认知。研究区生态系统服务发生很大变化,食物供给和薪柴供给服务明显减弱,收入增加;受生态系统服务变化及收入水平的影响,农户食物和能源消费存在明显时空差异,总体而言,农户食物消费总量下降,大部分农户薪柴消费数量减少,农户对蔬菜、肉类、煤炭、天然气等的消费量增加。     

石羊河流域生态系统服务功能经济价值评估

分析和评估石羊河流域生态系统服务功能经济价值,培育和提升核心生态系统服务功能,为石羊河流域综合治理、确保生态安全提供理论依据。根据石羊河流域1999年和2006年土地利用情况,运用中国生态系统服务价值当量因子表,对该区域生态系统服务功能经济价值进行评估。1999年和2006年石羊河流域生态系统服务功能经济价值分别为1.1531×1010元和1.5650×1010元。2006年草地和森林生态系统对总价值的贡献率较高,分别为39.82%和25.96%;各项服务功能中土壤形成与保护功能经济价值最高。流域上游山区的水源涵养、气候调节和生物多样性保护等功能受到不同程度的破坏。     

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。     

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。     

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。     

基于综合指标法的中国生态系统服务保护有效性评价研究

将生态系统服务保护纳入到传统的以保护区为基础的自然保护之中是生态保护研究的新领域。利用综合指标方法,分析了中国从2000-2010年的4种生态系统服务时空变化特征;并对中国的七大生态保护和恢复区域的服务空间保护成效进行评价,提出了国家尺度上的生态系统服务保护优先性分级。主要结论为：① 中国的生态系统服务自西北向东南逐渐增加,显著增加区主要分布在黄土高原地区,显著减少区主要分布在东北及华北地区。黄土高原的生态系统服务提高主要是农田向草地和林地、草地向林地的转换引的;华北地区的降低主要是耕地的减少以及人工用地的增加引起的;东北地区是由于林地向耕地草地、耕地向湿地与人工用地的转换引起的。② 七大生态保护和恢复区的生态系统服务均为增加趋势而且显著增加面积大于减少面积;显著增加面积最大的为三北防护林工程区、最小的为重点生态功能区;显著减少最大为重要生态功能区、最小的为三北防护林工程区。而且,对服务的保护成效在重要生态功能区最高,其次为天然林保护工程区,其余区域均小于全国平均水平。③ 提出的生态系统服务保护优先性等级中,极高级别占到了国土面积的26.18%,保护的生态系统服务量占到全国总量的64.19%,保护成效为全国平均水平的2.47倍。     

水生态系统服务功能变化的驱动因子分析--以三工河流域为例

以新疆三工河流域为研究对象,分析了影响该流域水生生态系统服务功能的变化的驱动因子。研究表明,人类活动是最主要的影响因素,尤其是土地利用变化对水生生态系统的影响最为深刻,是水生态系统服务功能变化的主要驱动因子。     

流域生态补偿研究现状及关键问题剖析

在流域,因竞争性用水导致上下游之间、人类发展与生态环境之间的矛盾日益尖锐,急需建立健全流域生态补偿机制.通过对国内外流域生态补偿研究进展进行梳理,发现流域生态补偿研究主要集中在流域尺度的补偿计划实施评价、补偿尺度的选择、补偿标准的测算、生态补偿与减少贫困关系、流域生态补偿的空间差异性等方面,其关键问题在于生态补偿主体和对象的确定以及补偿标准的制定;研究认为通过流域断面水量水质及相关利益分析方法来确定补偿主体和对象;而补偿标准则以流域上下游生态损益、机会成本、居民支付意愿分别作为补偿上限、参考值和下限来综合确定.以此为基础,构建流域多种生态要素、多元主体间的流域生态补偿机制研究框架.最后,就流域生态补偿机制构建过程中有待解决的科学问题进行了讨论.     

流域市场化生态补偿研究进展与展望

在辨识流域市场化生态补偿概念内涵特征的基础上,归纳剖析国内外流域典型市场化生态补偿类型与模式,从生态补偿主客体、补偿标准、制度设计、效益评估等4个方面分析了流域市场化生态补偿研究的进展,对流域市场化生态补偿未来重点研究方向进行了展望,提出未来研究需在流域生态环境监测与客体定量表征、生态系统服务全链条价值估算、多目标协同的制度设计以及生态补偿绩效综合评价等方面进一步深化,从而为流域生态产品价值化实现提供科学支撑。     

Consumption of Ecosystem Services in Laos

The exponential increase of ecosystem utilization has instigated a serious conflict between ecosystem services and residents’ needs. The Belt and Road Initiative has greatly influenced Laotian production and living, and the scientific assessment of the consumption of ecosystem services in Laos is important for exploring residents’ influence on the ecosystem. Based on data for the Laotian consumption of agricultural products, fruits and livestock products during 1961-2013, normalized by either harvest index or feed conversion ratio, this study draws three main conclusions. 1) Ecosystem service consumption in Laos is centered on the consumption of farmland, forestry and grassland ecosystem services, which account for over 80%, over 10% and under 2%, showing downward, upward and constant trends, respectively. The consumption of these ecosystem services shows a trend of increasing first, then fluctuating, and finally increasing. 2) The consumption of ecosystem services in Laos was characterized by the mode of “dominance of consumption of the farmland ecosystem services” from 1961 to 2008, and the mode of “balanced development of consumption of farmland, forest and grassland ecosystem services” from 2008 to 2013, with a trend of transformation from the former into the latter. 3) The formation and change in the consumption mode of Laotian ecosystem services have been affected by both supply and trade. Laos developed agriculture mainly during the period from 1961 to 2008, forming the mode of “dominance of consumption of the farmland ecosystem services”. This development benefited from the enriched varieties of imports as well as the increased value of trade and import volume. However, the consumption of ecosystem services in Laos after 2008 changed from the mode of “dominance of consumption of the farmland ecosystem services” to one of “balanced development of consumption of farmland, forest and grassland ecosystem services”. This study provides an empirical reference for research on the consumption of ecosystem services.     

Research on Ecosystem Service Consumption in Guilin City

Research on ecosystem service consumption not only helps to reveal the utilization intensity and management level of the ecosystem in Guilin, but it also provides a scientific basis for ecosystem investment, trade, subsidies and taxation by the Guilin government departments. Based on household survey data of urban and rural ecological consumption, the physical quantity accounting method is adopted for multivariate statistical analyses, such as analysis of variance and multiple comparison. This analysis reveals the differences and changes in the consumption level, consumption structure and consumption pattern of the main ecological products in Guilin among the various counties. The results fit into four main themes. (1) The annual per capita consumption of the main ecological products in Guilin varies either extremely significantly or significantly among the counties, but the consumption level of ecological products varies according to the type of products. There are significant or extremely significant differences in the annual per capita consumption of cereals, melons and fruits, pork, poultry, beef and mutton, fresh eggs and milk between urban and rural residents. (2) There are extremely significant differences in the annual per capita consumption of fruits, pork, poultry, beef and mutton, fish, fresh milk and vegetable oil among urban residents in different counties. There are also extremely significant differences in the annual per capita consumption of cereals, pork, poultry and alcohol among rural residents in different counties, and significant differences in the annual per capita consumption of fresh eggs and milk. The consumption level of ecological products by urban and rural resident varies with the type of products. (3) The ecological consumption patterns of all counties in Guilin mainly follow the “cereal + vegetable + fruit + meat” pattern for urban residents and the “cereal + vegetable + meat” pattern for rural residents (except for the rural residents in Pingle, which show the “cereal + vegetable” pattern). The consumption structure of urban residents is better than that of rural residents. (4) There is a large gap between the ecological consumption of urban and rural residents in Guilin and China's recommended standards, except for cereals and meat. The main problems are excessive meat intake, and insufficient intake of dark vegetables, fruits, eggs, milk and fish. Therefore, we should make full use of forestland, grassland, water and other resources in the area, and vigorously develop fishery, fruit and vegetable production and herbivorous animal husbandry to meet people's ecological needs for dark fruits and vegetables, eggs, milk and fish in Guilin City.     

尼泊尔生态服务消费模式演变研究（英文）

本研究基于FAOSTAT数据库中尼泊尔林业数据和食物消费数据,采用实物量核算方法,依据生物产品生产性土地类型归类,研究了尼泊尔农田、森林、草地、水域及综合生态系统的消费水平、结构及生态服务消费模式的动态变化,揭示了尼泊尔生态服务消费模式演变的主要因素。研究结果表明,1961–2018年尼泊尔农田、森林、草地、水域及综合生态系统服务消费总量平均分别为7.26 Tg yr^-1、6.38 Tg yr^-1、1.10 Tg yr^-1、0.02 Tg yr^-1和14.76 Tg yr^-1,均呈现波动增长态势;除年人均森林消费量波动降低外,其余生态系统和综合生态系统年人均消费量均波动增加,且增速持续增大。1961–2018年尼泊尔生态服务消费可分为1961–1984、1985–2007和2008–2018年三个时期,生态服务消费模式依次为“木–谷–奶”模式、“木–谷–蔬–根-奶-糖”模式和“木–谷–蔬–根–糖–果–奶”模式。驱动因素分析表明,生态系统供给能力(生产能力、进口能力和出口能力)和...     

耦合生态服务的区域生态安全格局研究框架

在深入阐明生态系统服务与区域生态安全格局之间内在联系的基础上,根据人类社会与生态系统之间以生态服务流为纽带形成的反馈机制,提出基于驱动（Driver）-压力（Pressure）-状态（State）-影响（Impact）-响应（Response）区域生态安全格局研究框架。该框架有助于深入理解区域生态安全维持和区域生态安全问题形成的机制,拓展区域生态安全评估、生态安全格局维持和提升的视野。当前,耦合生态服务的区域生态安全格局研究有3个关键的前沿议题：① 生态服务需求和生态服务供给的空间耦合及其对人类活动的响应;② 维持生态系统服务流网络结构完整性和稳定性的人类活动阈值;③ 耦合人类生态服务供给和需求的区域生态安全评估模型。     

A Sense of Place in Cultural Ecosystem Services: The Case of Cornish Fishing Communities

Fishing communities in Europe are facing significant challenges due to policy measures aimed at reducing fishing effort in order to cope with the “crisis” in key stocks. While it is imperative to ensure sustainability of the resource, such policies may overlook the contribution of fisheries to the social and cultural well-being of coastal communities. This article explores the contribution that sense of place can make to understanding the relationship between fishing and cultural ecosystem services, drawing on case studies from Cornwall, southwest England. Through semistructured interviews with fishing community stakeholders we outline how fishing contributes to sense of place in terms of individual and community identities, as well as a particular place character associated with the physical presence of fishing. We suggest that a co-constructionist account of the relationship between sea and land can provide a starting point for understanding the cultural landscape that emerges as a result of fishing.     

泾河流域农业旱灾风险定量评估及其空间特征

泾河流域是农业旱灾的多发地区,但是对该地农业旱灾的发生规律、旱灾影响及旱灾恢复和准备措施方面开展的研究还较少。本文根据自然灾害风险评估的理论框架,建立了1km栅格精度的泾河流域农业旱灾风险空间评估模型,并对农业旱灾致灾因子危险性及农业承险体脆弱性进行评估,最后综合评估该地区农业旱灾风险。在此基础上,分析研究区农业旱灾危险性、承险体脆弱性及风险的空间特征。本研究采用Z指数方法评估泾河流域农业旱灾致灾因子的强度,选取农作物生长季缺水率、土壤有效含水量、有效灌溉面积比以及坡度等4个指标评估研究区1km空间尺度的农业旱灾脆弱性。农业旱灾风险综合评估的结果表明,泾河流域农业旱灾风险的高风险区位于该地区北部,低风险区位于该地区南部,且不同等级风险区呈现出自东向西、自南向北逐渐降低的总体趋势,但不同等级风险区呈现间隔分布的趋势。