金沙江流域生态系统服务的权衡与协同效应评价（英文）

全球气候变化和人类活动已经威胁到流域生态系统。金沙江作为长江上游,研究其生态系统服务功能对维护整个长江流域的生态安全、促进生态可持续性具有重要意义。基于生态系统服务与权衡综合评价（InVEST）模型和修正通用土壤流失方程（RUSLE）模型,对2000–2020年金沙江流域生态系统提供的5种生态系统服务功能：产水量（WY）、生境质量（HQ）、土壤保有量（SR）、食物供应（FS）、碳储量（CS）进行了评价,并分析了它们的时空变化特征,权衡协同关系及其驱动因素。结果表明:（1）2000–2020年间,金沙江流域的各生态系统服务总量除生境质量外都存在不同程度的波动,各生态系统服务在空间分布上基本呈现出东南高西北低的空间格局。（2）CS＿SR＿HQ和WY＿SR＿FS之间存在显著的协同关系,WY＿CS之间存在显著的权衡关系。（3）CS＿SR＿HQ的主要驱动因素是净初级生产力（NPP）和土地利用类型（LU）,WY＿SR＿FS的主要驱动因素是年降雨量（PRE）、LU和降雨侵蚀（R）,WY＿CS的驱动因素在研究期内较多变。     

红水河梯级电站喀斯特库区土地利用及其生态系统服务价值研究

以遥感数据为基础数据源,通过人机交互判读提取广西大化县1988-2006年土地利用类型数据,并分析该区土地利用变化过程及其驱动力。基于中国陆地生态系统单位面积生态服务价值,对各地类生态服务价值重新赋值,估算近18年来研究区生态服务价值变化过程。结果表明:研究区土地利用变化明显,园地、城乡建设用地、裸岩砾石地持续增加,水田、中覆盖荒草地持续减少,旱地、水域先增后减,有林地、灌木林地、低覆盖荒草地先减后增,土地利用变化有明显的区域差异。脆弱生态环境与生存型经济双重驱动、库区建设、移民安置、人口增长、经济发展及国家政策是导致区域人地关系变化的主要动因。研究区土地利用变化对生态服务功能产生了显著影响,生态系统服务价值经历了先增后减的变化过程。调控区域土地利用方式,加大对国家生态政策实施力度,合理控制城镇建设用地的发展,是喀斯特库区持续发展的有效途径。探讨喀斯特地貌单元中土地利用变化的敏感区县,寻找区域土地利用类型的组合,是促进红水河梯级电站喀斯特库区生态服务价值良性发展的关键。     

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。     

基于土地利用的河北省生态系统服务权衡/协同关系研究

在分析土地利用变化的基础上,基于InVEST模型计算1985-2015年河北省农作物生产、碳储量、生境质量和土壤保持4种生态系统服务,利用ESCI指数、相关分析法、ESTD模型及双变量局部空间自相关方法识别不同尺度生态系统服务空间格局变化及权衡/协同关系。结果表明:1)1985-2015年河北省土地利用变化剧烈,建设用地、林地面积不断增加,耕地、草地、未利用地逐渐减少,但不同时段变化趋势不同。受土地利用变化影响,河北省4种生态系统服务变化趋势迥异:农作物生产水平不断提升,碳储量呈先增后减趋势,生境质量变化平稳,土壤保持呈波动减少态势。2)从省域尺度看,河北省各类生态系统服务之间相互影响,碳储量与农作物生产以及土壤保持与生境质量均呈现协同关系,农作物生产与生境质量、土壤保持以及碳储量与生境质量、土壤保持均呈现权衡关系;从区域空间分异看,供给服务与支持服务间权衡/协同关系空间变化明显,支持服务中碳储量与生境质量总体上呈现西北协同—东南权衡关系,生境质量与土壤保持以协同关系为主,碳储量与土壤保持以权衡关系为主;从县域尺度看,土壤保持与碳储量、生境质量以及农作物生产与碳储量、土壤保持的权衡/协同关系集聚特征明显,而生境质量与农作物生产、碳储量的权衡/协同关系集聚特征较为分散。理清不同区域生态系统服务间的关系,可避免不必要的权衡风险,为优化河北省土地利用空间布局、实现社会经济发展与生态系统服务双赢奠定研究基础。     

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。     

西宁市土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响

分析了2003—2008年西宁市城市化背景下区域土地利用的变化情况,并计算由此导致的生态系统服务价值(ESV)变化。结果表明:研究期内,西宁市耕地、园地、牧草地和未利用地面积减少,耕地面积减少最多,林地、居民点及工矿用地、交通运输用地和水利设施用地面积增加,林地增加最多;研究区生态系统服务价值增加了51.43×106元,年变化率为0.21%,价值系数较高的林地面积大幅增加是造成这一结果的主要原因;在各项生态系统服务功能中,土壤形成与保护对生态系统服务价值的贡献最大;敏感性指数分析表明,生态系统服务价值对所指定的价值系数缺乏弹性,研究结果可信。西宁市生态系统相对安全,但是在增加林地和建设用地的同时,也应该充分考虑价值系数较高的草地保护。     

基于土地利用变化的甘肃省黄河流域生态系统服务价值研究北大核心CSCD

为探究1995—2020年甘肃省黄河流域基于土地利用的生态系统服务价值时空变化,选取甘肃省黄河流域1995、2000、2005、2010、2015、2020年6期土地利用数据,分别利用土地利用动态度、土地利用程度指数和土地利用转移矩阵分析了研究区土地利用时空变化特征;通过对单个生态系统服务价值当量的经济价值进行修正,计算分析了研究区6个不同时期的生态系统服务价值,进而探讨了研究区土地利用程度对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)1995—2020年,研究区耕地和未利用地面积总体减小,林地、草地、水域和建设用地面积总体增加,变化最大的是建设用地;(2)1995—2020年,研究区草地的土地利用程度最高,其他地类转为草地的面积最大;(3)1995—2020年,研究区生态系统服务价值总体呈增加趋势,共增加5.104亿元;(4)从2020年土地利用类型来看,草地的生态系统服务价值最大,达255.016亿元;从2020年生态系统服务类型来看,保持土壤生态服务价值最大,达87.94亿元;从生态敏感性指数来看,研究区生态系统服务价值敏感性指数均<1,研究结果可信;从生态系统服务加之分级来看,中级比重较大,面积占比为82.07%;(5)研究区土地利用程度与生态系统服务价值呈显著负相关,相关系数为0.912。     

滇东南喀斯特山区生态系统服务时空格局及功能分区

明晰生态系统服务时空格局,划分生态系统服务功能区,将有助于实现土地资源精细化管理。本文以滇东南喀斯特山区典型区域文山市为例,分析2000—2017年食物供给、产水量、植被净初级生产力、土壤保持、生境质量和旅游文化6项生态系统服务的时空格局及其分异特征;运用K-means聚类法识别生态系统服务簇,划分生态系统服务功能区,并提出差异化生态管控措施。结果表明：① 2000—2017年间,除生境质量服务下降外,文山市其他5项服务均呈上升趋势。② 空间分布上,文山市6项生态系统服务高值区集中分布在西部和南部,低值区集中分布在北部和中部;6项服务的冷热点区域空间分布有差异,但整体上具有重叠性。除旅游文化服务的热点和冷点区分布面积占比分别为2.56%和0以外,其他5项服务的冷热点区面积占比均在21%~32%;能够同时提供3项及以上高值生态系统服务功能的区域较少,85.50%的区域只能同时提供2项及以下高值服务功能。③ 根据服务簇聚类结果,文山市划分为生态保护区、生态过渡区、农业主产区和人类生产生活区4类功能区,针对各分区提出差异化生态管控建议。研究结果可为喀斯特山区城市资源利用和国土空间管控提供参考。     

基于土地利用变化的安宁市土地生态服务价值评价

根据安宁市2003～2009年土地利用变更调查数据,采用Costanza等专家提出的生态系统服务价值计算方法和谢高地等提出的中国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表计算安宁市2003～2009年生态系统服务价值并对其进行评价。结果表明2003～2009年安宁市生态系统服务价值总量减少了0.24亿元,主要原因是建设用地占用了大量的林地和耕地等生态用地,因此在安宁市的新一轮规划中应注重对生态用地的保护,确保生态系统的稳定。     

张掖市高台县黑河中游流域生态系统服务价值估算

利用1990年、2000年、2010年、2015年和2018年共5期的土地利用解译数据,采用修正的当量因子法,估算了张掖市高台县黑河中游流域的生态系统服务价值.研究结果表明,在5个时期,未利用地的面积都最大,其次为草地的面积,城镇用地的面积最小,2018年,草地面积大幅减小,城镇用地面积大幅增加,其它4种土地利用类型面...     

天山北坡土地利用/覆被及生态系统服务功能变化

土地利用/覆被变化及其生态效应是生态环境演变最重要的因素之一,其研究对于促进区域生态经济协调发展有重要意义。以天山北坡土地利用/覆被数据为基础,分析了土地利用/覆被与生态系统服务功能的时空特征及其差异。结果表明:1989年到2000年研究区草地、未利用土地面积明显减少,其它类型土地面积在增加,奇台县土地利用变化动态度最高,乌鲁木齐最低;区域生态系统服务功能从1989年的31 993.31×106元增加到2000年的32 126.27×106元,增加量为132.96×106元,增长率为0.42%,其中,增长最多的是奇台县,下降最大的是玛纳斯县;山前倾斜平原圈是土地利用/覆被变化与生态系统服务功能价值变化的集中区域。天山北坡生态系统服务价值没有降低不能说明生态环境得到了良好的维护与保育,将来区域发展必须加强生态环境保护力度。     

基于生态系统服务价值的土地利用空间优化

针对已有土地利用空间优化着重考虑经济产出效益,较少顾及规划、政策以及可达性等对于区域生态系统服务价值和空间集约带来的约束性影响等问题,该文基于提高生态系统服务价值和空间集约度的双重目标,采用粒子群智能优化算法,构建由规划约束、政策约束及可达性约束构成的约束体系,对优化过程每阶段的生态系统服务价值提升和建设用地空间集约效果进行评估。以武汉市东西湖区为案例验证了模型的有效性,优化后案例区生态系统服务价值提升了159.41万元,建设用地空间紧凑度提升了15.26%。实验结果表明,模型通过在给定限制约束下进行用地分布模拟优化,达到了区域生态系统服务价值提升和用地节约集约的效果,以期为区域生态文明建设、节约集约用地等提供科学依据。     

基于动态视角的生态空间识别及其生态系统服务功能时空变化模拟：以四川省邛崃市为例（英文）

科学识别生态空间、合理预测主导生态系统服务功能时空变化趋势,是构建国土空间生态保护格局的基础,具有重要的理论意义和应用价值。目前,大多数生态空间识别、功能分区和格局重构以当前生态系统服务功能及其结构信息为参照,忽略了生态系统服务综合功能和主导生态系统服务功能的时空动态性,对未来生态空间主导生态系统服务功能变化模拟不重视,一定程度上影响了生态空间保护格局构建的合理性。本研究提出了一种基于生态系统服务功能动态变化特征的生态空间划定方法,实现了邛崃市生态空间范围识别,解决了当前研究忽略生态系统服务功能时空动态性的问题。在此基础上,研究还应用Markov-CA模型,集成主导生态系统服务功能时空变化特征,实现了2025年邛崃市生态空间主导生态系统服务功能时空变化模拟,为生态空间变化模拟寻找到了合适的方法,也为合理构建生态空间保护格局提供了基础支撑。研究发现邛崃市生态系统服务综合功能量及其年际变化率呈现出明显的动态性,这一发现证实我们在识别生态空间时考虑生态系统服务功能动态特性的必要性。应用本文提出的生态空间识别方法确定邛崃市生态空间面积为98307 ha,与地方生态文明建设规划中确定的相应生态空...     

基于DUEM模型的兰州市城市土地利用变化

根据兰州市1995年的1:5万土地利用现状图、2001年1:4 000彩红外航片、2005年的Landsat TM遥感影像、1:5万DEM和2001-2010年城市总体规划等数据资料,结合GID和DUEM模型,设计了两种不同情景模拟分析了兰州市城市土地利用变化.研究结果表明:兰州市城市土地利用增长集中在城关区雁滩、七里河区马滩和崔家大滩、安宁区安宁堡乡、沙井驿乡、崔家庄和迎门滩等地区;且兰州市城市土地利用变化趋势深受城市总体规划和政府政策等因素影响.同时也发现DUEM模型在实际应用中存在一定的局限性.     

北京城市绿地景观变化及其生态系统服务评价（英文）

城市绿地系统作为城市生态系统的一个非常重要的组成部分,在维护城市生态系统稳定、提供生态系统服务以及提高城市环境质量等方面起着积极的作用。本研究以北京市城市区域为例,基于城市绿地空间分布数据和遥感数据,分析了2000-2020年城市绿地景观格局的变化,以及城市绿地生态系统服务及其空间分布的变化,并研究了它们之间的相互作用关系。结果表明：(1)2000-2020年北京城市绿地建设成效较为显著,绿地面积增加了77.41%,主要由耕地和建设用地转变而来。(2)2000-2020年北京城市绿地滞尘量、吸收SO₂量、吸收NO₂量、降温增湿量、固碳释氧量和暴雨缓排量总体上均呈持续增加的趋势。(3)城市绿地景观变化与绿地生态系统服务之间关系密切,斑块总面积与生态系统服务的相关性最高,除暴雨缓排外,斑块总面积与各项生态系统服务之间的相关系数均高于0.85。研究结果可以为优化北京绿地、更大程度发挥绿地对生态环境的改善作用提供理论指导,为北京市的生态环境建设提供科学依据。     

福州市土地利用变化及其生态系统服务价值响应

土地利用变化会相应的导致区域生态系统环境发生变化。以福州市作为研究区域,利用福州市2002～2008年土地利用变更数据,分析这7年的土地利用变化状况;同时结合国内外生态服务价值研究成果,测算福州市7年来生态服务价值的变化。研究结论：（1）福州市2002～2008年间建设用地对农用地的侵占导致福州市生态系统服务价值由2002年的383.18亿元减少到2008年的380.05亿元,但总体变化幅度不大。（2）由于缺少系统的理论与方法,文中没有对福州市的海域生态系统服务价值进行计算。     

巢湖流域的土地利用变化及其生态系统功能损益

基于多时点TM影像解译数据,研究了巢湖流域近30年以来的土地利用/覆盖变化,并借助于生态系统服务价值理论,估算了研究区土地利用/覆盖类型变化所造成的生态系统服务价值损益。由于巢湖流域主要以水田为主,生态服务价值较高,同时考虑该区域水田一年两季的耕作特点,单位面积耕地生态系统服务价值是全国平均值的两倍,单位面积林草地的生态系统服务价值是全国平均价值的1.45倍。研究结果表明:巢湖流域近30年生态服务功能价值损失了831.68×10⁶元,年均损失27.7×10⁶元,并呈现逐年加剧趋势;流域生态服务价值损失量空间分布极不平衡,合肥每年生态服务价值损失量超过流域均值5倍,由此表明大城市扩张对巢湖流域生态服务价值损益作用明显。     

基于土地利用变化情景的生态系统碳储量评估——以太行山淇河流域为例

区域土地利用变化是导致生态系统碳储量变化的主要原因,影响其碳源、碳汇效应,但以往结合时空尺度探讨流域未来土地利用变化对生态系统碳储量影响的研究尚不多见。以太行山淇河流域为例,分析2005-2015年土地利用变化,采用Markov-CLUE-S复合模型预测2025年自然增长、耕地保护及生态保护情景下的土地利用格局,并基于土地利用数据,运用InVEST模型的碳储量模块评估2005-2015年及未来不同情景下的生态系统碳储量。结果表明：① 2015年淇河流域生态系统碳储量和平均碳密度分别为3.16×10⁷ t和141.9 t/hm²,自2005年以来分别下降0.07×10⁷ t和2.89 t/hm²。② 2005-2015年碳密度在低海拔区域以减少为主,在高海拔区域增加区与减少区比例相当,淇河中下游地区建设用地的大肆扩张以及上游林地的退化是导致碳密度下降的主要原因。③ 2015-2025年自然增长情景下碳储量和碳密度下降仍较明显,主要是低海拔区域固碳能力的减弱;耕地保护情景减缓了碳储量和碳密度的下降幅度,主要是由于低海拔区固碳能力的增强;生态保护情景下,碳储量和碳密度显著增加,分别达到3.19×10⁷ t和143.26 t/hm²,主要发生在海拔高于1100 m的区域。生态保护情景能够增强固碳能力,但不能有效控制耕地面积的减小。因此,研究区土地利用规划可统筹考虑生态保护和耕地保护情景,既能增加碳汇,又能保障耕地质量和粮食安全。     

喀斯特生态脆弱区猫跳河流域土地利用/覆被变化研究

LUCC是当前国际全球变化研究的前沿和热点领域,喀斯特生态脆弱区的土地利用/覆被变化是国际LUCC研究中的薄弱环节。以贵州中部的典型喀斯特流域——猫跳河流域为例,通过详实的地面调查,以1973年的Landsat-MSS影像、1990年和2002年的Landsat-TM影像为数据源,在RS、G IS、GPS为核心的"三S"集成技术支撑下,应用单一土地利用动态度、单一土地利用转入率和转出率、综合土地利用动态度、土地利用度以及土地覆被变化空间指数等指标,定量研究了该流域在过去30 a间的土地利用/覆被的变化特征。研究表明:(1)研究区的土地覆被类型主要以耕地、灌草地、灌木林以及有林地为主;(2)1970年代以来,土地利用/覆被变化剧烈,各地类之间的变化幅度存在较大差别,水田、灌木林、其他林地、灌草地等地类先减后增,旱地和裸岩地先增后减,有林地、水域、城镇建设用地、农村居民点、交通工矿用地等持续增加;⑶1973~1990年的土地利用动态度和土地利用度均比1990~2002年大,前一时期的裸岩地明显增加,土地利用具有明显的不可持续性,进入1990年后,裸岩地缩减,流域生态环境质量趋于好转;⑷伴随着分布面积在平面空间上的张缩,各地类的平均分布高程和坡度在垂直方向上也出现了相应的变化。