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”。     

The response of key ecosystem services to land use and climate change in Chongqing: Time,space, and altitude

Mountainous landscapes are particularly vulnerable and sensitive to climate change and human activities,and a clear understanding of how ecosystem services (ES) and their relationships continuously change over time,across space,and along altitude is therefore essential for ecosystem management.Chongqing,a typical mountainous region,was se-lected to assess the long-term changes in its key ES and their relationships.From 1992 to 2018,the temporal variation in water yield (WY) revealed that the maximum and minimum WYs occurred in 1998 and 2006,which coincided with El Ni(n)o-Southern Oscillation and se-vere drought events,respectively.Soil export (SE) and WY were consistent with precipitation,which reached their highest values in 1998.During this period,carbon storage (CS) and habitat quality (HQ) both decreased significantly.ES in Chongqing showed large variations in altitude.Generally,WY and SE decreased with increasing altitude,while CS and HQ in-creased.For spatial distribution,WY and SE showed positive trends in the west and negative trends in the east.In regard to CS and HQ,negative trends dominated the area.Persistent tradeoffs between WY and soil conservation (SC) were found at all altitude gradients.The strong synergies between CS and HQ were maintained over time.     

玛纳斯县生态系统服务价值的动态评估

参考中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,对新疆玛纳斯县1988-2003 年的生态系统服务价值进行了动态评估.1988 年、1997 年和2003 年的生态系统服务价值分别为:58.98 亿元、49.76 亿元、50.22 亿元,1997 年的生态系统服务价值比1988 年减少了9.22 亿元,变化幅度为-15.6%;但2003年的生态系统服务价值比1997 年有所增长,增加了0.46 亿元,变化幅度为0.92%;1988-2003 年,该县生态系统服务价值总体减少了8.76亿元,变化幅度为-14.9%.同时,通过分析玛纳斯县各乡镇1988、1997 和2003 年生态系统服务价值的动态变化以及空间分布的差异,探讨了其生态系统服务价值动态变化的空间分异性.     

黄河流域生态系统服务权衡协同关系时空异质性

探究流域生态系统服务的权衡协同关系及其尺度效应对合理制定生态环境政策和有效配置环境资源具有至关重要的意义。以黄河流域为研究对象,采用1990、1995、2000、2005、2010、2018年6期数据,采用InVEST和CASA模型评估产水量、碳储量、土壤保持量、生境质量和净初级生产力（NPP）5项生态系统服务,采用Spearman相关性分析黄河流域及其二级流域各项生态系统服务间的权衡关系。结果表明：全流域尺度上产水量与碳储量、生境质量呈权衡关系,其余各项服务间呈协同关系;产水量与碳储量、产水量与生境质量、碳储量与土壤保持量、碳储量与生境质量、碳储量与NPP、土壤保持量与生境质量之间的关系8个二级流域与黄河流域全域均保持一致。产水量与土壤保持量、产水量与NPP、土壤保持量与NPP以及生境质量与NPP的关系在二级流域间出现了差异。各生态系统服务整体表现出了明显的二级流域差异且显示地域规律性。多尺度评估生态系统服务间的权衡协同关系,可为制定黄河流域发展和生态保护双赢政策提供可靠参考。     

黄土高原生态系统服务供需关系的时空变化

明晰生态系统服务供需匹配关系,对实现区域生态安全与社会经济可持续发展具有重要推动作用。本文以黄土高原为案例区,应用InVEST模型、ArcGIS、GeoDA等分析工具,分析黄土高原粮食供应、水源涵养、碳固存、土壤保持等服务的供需量及其匹配关系的时空变化,旨在为黄土高原国土空间格局优化提供决策依据。结果表明：1990—2018年,① 黄土高原除水源涵养服务供给量外,其他生态系统服务供需量均呈上升趋势,且各生态系统服务供给量及土壤保持服务需求量均呈“东南高、西北低”的分布特征,而粮食供应、水源涵养、碳固存服务需求量呈“四周高、中间低”的分布特征;② 各类生态系统服务供需比均呈下降趋势。空间分布上,粮食供应、碳固存服务在黄土高原四周人口密集区供不应求,而其他区域供大于求;水源涵养服务在该区西北部供不应求,但东南部供大于求;土壤保持服务供不应求区集中于鄂尔多斯高原及海北州北部;③ 各类生态系统服务供需均以低低空间匹配为主;④ 粮食供应、水源涵养、碳固存服务供需比的空间分布均以高高集聚为主,而土壤保持服务以低低集聚和高高集聚为主。除土壤保持服务供需比的空间集聚性有所增强外,其他生态系统服务均呈减弱趋势。     

生态服务价值与方法研究

1Ecosystemservicesandtheirvalueoftheworld1.1EcosystemservicesHuman societies derive many essential goods from natural ecosystems, including seafood, game animals, fodder, fuelwood, timber, and pharmaceutical products (Constanza, 1997). These goods represent important and familiar parts of the economy. What has been less appreciated until recently is that natural ecosystems also perform fundamental life-support services without which human civilizations would cease to thrive. These include the…     

The value of the ecosystem services and method

Using the method of Constanza R, the annual value of ecosystem services of Macao was 3.302×106 US dollars in 1983, equivalent to 26.5250×106 MOP, when using the currently monetary valuation. The annual value of ecosystem services of Macao was 8.3340×106 US dollars in 2002, equal to 66.9472×106 MOP. The total globe annual value of ecosystem services was 3.3268×1013 US dollars in 1997, i.e., about 5,544.7 US dollars per capita. In Macao, the annual value of ecosystem services was only 18.8 US dollars per capita. The average ecosystem service per capita was 0.35% of the world average level. Comparing to the globe average ecosystem services level per capita, the deficit of ecosystem services of Macao is 2.44×109 US dollars for Macao population, which would require 1,069 km2 estuary to complement to the deficit, i.e., about 38 times of Macao to provide ecosystem services to reach the average level of world.     

2000-2020年渭河流域植被覆盖度及产水量时空变化

渭河流域是黄土高原最早实施生态治理工程的区域,研究其植被覆盖度和产水量的变化及相互关系,对于黄河流域以及黄土高原来说具有重要意义.基于InVEST产水模型和Landsat遥感影像分析了流域产水量和植被覆盖度的变化特征.结果表明:渭河流域2000-2020年植被覆盖度整体呈显著增加趋势,空间上渭河流域的NDVI从东南至西...     

Spatiotemporal change of carbon storage in the Loess Plateau of northern Shaanxi,based on the In VEST Model

In recent years, land use and land cover have under gone tremendous change on the Loess Plateau, leading to temporal and spatial variation over many ecological factors, such as carbon storage. Based on four series of land-use data from remote-sensing imaging, spatiotemporal changes of land-use types and volume changes were analyzed. Combined with carbon-stock-assessment modules of the In VEST(integrated valuation ecosystem services and tradeoffs) model, the carbon-storage change was estimated and analyzed at the subcounty and subbasin scales. The results show that(1) cultivated land and grassland area decreased, while woodland and urban land area increased in northern Shaanxi;(2) the average carbon storage in Huangling County and the Beiluo River Basin is the largest, while that of Yuyang County and the Xinshui River Basin is the minimum, and that of Wuqi County showed the greatest growth;(3) carbon storage in the study area showed a definite decrease in 2000, but in general has increased from 1995 to 2010;(4) carbon-storage figures of subbasins and counties are all restricted by the natural status and land-use landscape of the whole study area. From the results,it can be seen that the effect of ecological policies is remarkable. This study has important implications for the rational planning of land use, adjustment of the ecosystem carbon cycle, and related policies.     

伏牛山地区森林生态系统服务权衡/协同效应多尺度分析

森林生态系统服务权衡与协同研究已成为当前相关学科的研究热点和前沿,对服务权衡与协同关系的多尺度分析有助于更加有效地实施森林资源管理。综合森林类型图、NDVI、气象和土壤等多源数据,借助CASA模型、InVEST 3.2模型和ArcGIS 10.2软件,开展伏牛山地区森林生态系统服务评估,运用空间叠置方法从多个空间尺度（区域、南北坡、垂直带）探讨服务权衡与协同效应。结果表明：① 研究区森林生态系统平均蓄积量为49.26 m ³/hm ²,碳密度为156.94 t/hm ²,供水深度为494.46 mm,土壤保持量为955.4 t/hm ²,生境质量指数为0.79。② 区域尺度上,28.79%的森林服务之间存在高协同效应,10.15%的森林存在低协同效应,61.06%的森林存在强权衡和弱权衡效应。③ 南北坡尺度上,南坡服务之间的协同关系优于北坡。垂直带尺度上,南坡中山落叶阔叶林带（SIII）服务之间协同关系最好,北坡低山落叶阔叶林带（NI）协同关系最差。     

黄河流域水域生态系统服务与经济发展时空协调性

黄河流域对维护中国生态安全、促进社会经济发展具有重要的战略地位。基于2000、2005、2010、2015、2020年5期遥感解译数据和经济社会统计数据,测算了黄河流域9省71个市（州、盟）的水域生态系统服务价值,并通过构建生态系统服务与经济发展一致性指数对二者时空协调性进行分析。结果表明：（1）研究时段内,黄河流域水域面积逐年增加,其中上游地区增长最多、增幅较小,下游地区增长较多、增幅最大,中游地区有小幅度减少。从水域类型变化来看,水库坑塘增加最多、变化幅度最剧烈,滩地和滩涂面积缩小、变化较为平缓。（2）研究时段内,黄河流域水域生态系统服务价值逐年上升,但增幅逐渐趋缓,下游地区水域生态系统服务价值增幅最大、上游次之、中游最低,其中2015—2020年陕西省、山西省以及整个中游河段甚至出现了下降的情况。（3）总体上看,黄河流域水域生态系统服务与经济发展在研究时段内呈现出不协调状态,并以经济集聚高于生态系统服务集聚为主,并且长期保持不变,但这种不协调性在空间上出现分异,上游地区以生态系统服务集聚高于经济集聚类型为主,中、下游地区以及各省会城市以经济集聚高于生态系统服务集聚类型为主。     

Multi-scale analysis of trade-off/synergistic effects of forest ecosystem services in the Funiu Mountain Region,China

Journal of Geographical Sciences - The trade-offs and synergies of forest ecosystem service are important research topics for several disciplines. The multi-scale analysis of service trade-offs and...     

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。     

Spatio-temporal Analysis of Water Supply Services in the Li River Basin

The water supply services of the Li River are essential for the ecological environment and local social development. Based on the InVEST model, we quantitatively analyzed the spatial and temporal distribution patterns of water supply services in the Li River Basin from 2000 to 2018 at multiple scales, including the raster, sub-basin, and regional scales, clarified the differences in water yield among different land use types, and explored the different stages of changes in the characteristics of water services. The results revealed four key aspects of this system. (1) The water supply service of Li River Basin showed a spatial distribution pattern of high in the north and low in the south, and the water yield gradually decreased from north to south. (2) Among the various land use types in Li River Basin, the average water supply capacity decreased in the following order: artificial surface, unused land, grassland, forest, cropland and wetland. (3) The average amounts of water services in the 18 sub-basins varied widely, with four sub-basins belonging to the high-value area for water supply services, eight in the middle-value area, and six in the low-value area. (4) From 2000 to 2010, the regions with large fluctuations in water supply services include the midstream region, Lipu River region, and the northern region of Gongcheng River; while from 2010 to 2018, the areas with large fluctuations were in the midstream region and Gongcheng River region. The results of this research increase our understanding of the water supply services in the Li River Basin and provide a critical scientific basis for the reverse compensation of a regional ecological compensation mechanism.     

1990-2014年泛长三角地区能源利用碳排放时空格局及影响因素

区域碳排放时空格局及其关键影响因素是近年来学者们关注的热点。本文以中国经济发达、经济关联密切、产业格局变化剧烈的泛长三角地区为案例,分析1990年以来典型年份碳排放的空间分异、时间演变,解析碳排放空间分异的关键影响因素。结果表明：①区域碳排放总量快速增长,总体格局稳中有变,核心区16个城市排放量占比大都超过50%。②以2005年为拐点,之前外围城市增长幅度较低,之后外围城市碳排放量快速增长;外围地区碳排放量占比从2005年的33%快速增加至2014年的47%,区域碳排放量的空间集聚度呈现先增后减的态势。③碳排放格局变化受多种因素影响,不同变量对碳排放的影响各异。其中,工业生产、城镇化建设及人口集聚仍是现阶段泛长三角地区最主要的碳排放来源;固定资产与外商投资对区域碳排放的作用呈增强趋势,但其作用强度较工业生产、城镇化建设、人口集聚要小。地区生产总值对碳排放影响存在倒U型关系,随着经济发展水平的提高,碳排放与经济发展呈现脱钩趋势。研究结果可为揭示经济发展格局变化的环境效应、制定节能减排政策提供参考。     

基于小波变换的生态系统服务权衡尺度效应与影响因素研究——以珠江三角洲为例

识别生态系统服务间的多尺度权衡关系及其影响因素对于指导管理决策和推进可持续发展至关重要,然而尺度响应特征及差异变化成因尚不明确,其中一个重要原因是缺乏科学合理的尺度划分方法。本文评估了珠三角地区的土壤保持、水源涵养、生境质量、自然游憩共4种关键生态系统服务量,基于小波变换的特征尺度估算方法,确定了研究权衡关系的最佳聚合规模序列。应用相关性分析和地理探测器方法,定量化识别权衡强度在各个尺度的影响因素,并比较了不同尺度间主导影响因素的差异特征。结果表明：① 权衡强度在6条样线上的特征尺度突出,2000~11500 m是研究权衡关系的最佳尺度序列范围。② 自然游憩与水源涵养、生境质量之间存在协同关系,自然游憩与土壤保持互为权衡关系。三对服务组合之间的相互作用大多随着尺度的增大而增强,特别是在县级行政管理规模上,所有配对服务表现出最强的协同或最弱的权衡关系。③ 植被覆盖度对权衡强度的驱动作用突出且相对稳定。地形因素是小尺度范围内权衡关系变化的主导影响因素,而气候因素和景观格局指数在较大尺度的影响作用显著。本研究通过优化传统的多尺度研究序列构建方法,为调控各类驱动因素以制定多级管理决策提供参考。     

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。     

澜沧江流域生态系统水源涵养功能研究

生态系统的水源涵养功能一直以来都是生态学和水文学研究的热点和难点问题。本文基于新开发的InVEST模型对澜沧江流域的水源涵养功能进行了研究,得出以下结果：（1）澜沧江流域年均供水7.24E＋10 m3 y-1,其中干流贡献率为23.87%,而支流贡献率为76.13%,从上游至下游呈明显递增趋势。（2）草地生态系统和森林生态系统的水源涵养量贡献率共计达71.66%;对不同组成结构生态系统类型的水源涵养能力进行比较,阔叶林〉针阔混交林〉竹林〉针叶林〉灌木林〉草地。（3）澜沧江流域三分之二的水由占总面积40%的热点区域提供。研究为澜沧江流域水资源的有效管理提供一定依据。     

海南自贸港金融服务实体经济效率的时空异质性及其驱动机理

提升金融服务实体经济效率是海南自贸港建设亟待研究和突破的“靶点”。论文通过测算2011—2020年海南自贸港18市县金融服务实体经济效率,利用Dagum基尼系数与Kernel密度估计方法刻画效率的时空异质性,并借助随机森林模型揭示其驱动机理,创新性地从时空视角挖掘海南自贸港金融服务实体经济效率分异机制。研究发现：(1)海南自贸港金融服务实体经济效率时空非平衡性明显,时序上阶段性显著,空间上呈西高东低、高值聚集、中部“洼地”的分布特征,西北部市县与中部市县各自逐步形成高值、低值聚集区;(2)总体及沿海市县梯度分化特征逐步加强,而非沿海市县内部差距则逐步缩小,沿海区域金融服务实体经济效率的空间分异是总体分异的主要来源;(3)政府干预是效率分化的主导因素,含金融集聚度在内的影响因素对效率均呈非线性影响且作用趋势与阈值各异,各因素的边际产出能力及各市县对要素的吸收与应用能力的动态差异是时空异质性的主要来源。研究结论可为优化海南自贸港金融资源的空间配置、提升金融服务实体经济效率提供科学依据。