石羊河流域生态系统服务价值的空间异质性及其计量

生态系统服务价值评估是当前生态学和生态经济学研究的一个热点,生态服务功能的空间异质性是影响生态系统服务价值的重要因素,也是国家制定生态补偿政策的基础,但不易对其进行定量计算。本文以石羊河流域为例,遵循资源稀缺性原理,依生态区位（自然和社会）差异条件对石羊河各流域生态服务功能空间异质性进行测算。在此基础上,利用2009年石羊河流域各地区基础数据建立计量模型,对其流域内植被系统生态系统服务价值进行测算;并利用ArcGIS9.3对石羊河流域单位面积生态系统服务价值进行可视化处理。结果表明:（1）石羊河流域同一生态系统在不同流域存在巨大差异,其中以耕地最为明显,其下游是上游单位生态系统服务价值的13.99倍;（2）上游地区为典型的生态“输出”型地区,而中游与下游为典型的“输入”型地区;（3）耕地已经成为石羊河流域中游与下游重要的生态系统,其生态系统服务价值分别为334 343.516万元和125 179.201万元;（4）石羊河流域植被系统生态系统服务价值为1 277 691.282万元,占石羊河流域国内生产总值的32.53%。     

赣江流域生态经济价值与生态补偿研究

借鉴生态补偿研究中生态价值当量的思路,构建森林、草地、农业用地、湿地、河流湖泊和荒地6类不同生态系统指标,对赣江流域的生态经济价值进行测算与分析。结合以生态服务功能价值为基本依据的生态补偿,引入经济学中的博弈论,以赣江流域上游的赣州市和下游的南昌市为例,建立流域生态补偿模型。结果表明:基于修正系数下赣江流域2013年的生态价值当量为730.16万,生态经济价值为46.85亿元,各县域的生态价值当量和生态经济价值差异均较大且二者表现高度一致。从生态价值当量看,最小值为赣州市区的2.87万,最大值为宁都县的31.36万;从生态经济价值来看,最大为宁都县的2.04亿元,最小为赣州市区的0.18亿元。空间上看,赣江流域的生态价值当量和生态经济价值存在一定的地域分异规律,上游明显优于中下游,高值区域集中分布在梅江流域的宁都县、兴国县等县域,低值中心分布在除宜春市区外流域内的各个地级市区,其中林地生态系统的贡献最大,比重达58.98%。利用2004—2013年赣州市的GDP数据和环保投入与南昌市的GDP数据,结合博弈论分析得到上下游的补偿额度在91.53亿~113.18亿元之间。     

北部湾钦江流域土地利用变化与生态服务价值时空异质性

文章基于2000和2012年的土地利用数据,采用土地利用转移流网络和GIS密度制图法定量分析研究区土地系统时空动态变化及其空间集聚效应,并在此基础上应用地统计学方法对研究区土地利用生态服务价值进行时空异质性分析。结果显示：1）流域建设用地、水域和园地呈增加趋势,而耕地、林地和草地则呈现减少趋势;2）流域整体土地系统共存在30种土地利用转移流网络关系,上游27种,中游26种,下游17种,耕地、建设用地、草地与林地之间的网络转移关系决定了北部湾钦江流域土地系统土地利用变化的主体方向;3）通过选用不同的变异函数模型对钦江流域生态服务价值空间结构分析可知,2000年流域生态服务价值的最佳拟合模型应为指数模型,而2012年则为球状模型;4）流域整体生态服务价值总量由2000年的802 077.44万元减到2012年的787 794.14万元,减少了14 283.29万元。中游的生态服务价值最高,上游的生态服务价值次之,下游的生态服务价值最小。     

近20a来巢湖流域生态服务价值空间分异机制的地理探测

生态系统服务功能是生态系统和生态过程形成和维持的自然环境条件及作用。基于1995—2017年遥感分类数据,对研究区按3 km×3 km幅度网格化2019个样方,利用空间统计和缓冲区等方法进行巢湖流域生态服务价值时空演变特征分析,应用地理探测器工具揭示生态服务价值空间分异的主导因子及因子交互作用机制,并提出生态服务价值空间优化策略。结果表明：① 巢湖流域生态服务价值量由1995年的303.17亿元分别下降为2005年300.95亿元和2017年287.70亿元,近20a来减少约5.11%,年均下降率0.23%,其中合肥市区、巢湖南部和东部地区降速明显;② 生态服务价值等级空间转移分析表明,巢湖流域低级别生态服务价值区域在扩展,中等及高级别区域在缩小。以巢湖为核心的缓冲区分析表明,20a来缓冲区核心环带内生态服务价值量下降18.55%,巢湖流域水环境保护核心区的生态系统功能变化值得关注;③ 地理探测分析表明,人为影响综合指数是生态服务价值空间分异的主导因子;地形、气象因素是重要影响因子;人为影响指数因子、自然因子及社会经济因子的交互协同增强效应共同影响了流域生态服务价值在空间上的分异效果。研究结果在一定程度上可为巢湖流域生态系统调控与优化提供理论依据。     

新安江流域上游地区水资源经济价值估算

流域水资源价值的核算,不仅是上下游之间水权交易和流域生态补偿标准制定的基础,还可为当地水价的合理制定提供科学依据,促进水资源的可持续利用和高效管理。本文对新安江流域上游地区水资源的经济价值作出了估算,以期为流域生态补偿标准的建立提供理论支持,为开展水资源保护与水价改革提供数据参考。     

三峡库区生态屏障区土地利用规划生态效应评估

以地处三峡库区腹心地带的重庆市云阳县为例,基于土地利用多功能性,以Costanza等的生态系统服务价值测算方法及谢高地等制定的生态服务价值系数为基础,构建不同土地利用类型生态服务价值修正系数,从生态系统服务价值以及景观格局视角定量估算三峡库区生态屏障区土地利用规划生态效应。结果表明,以土地生态功能建设为导向的土地利用规划能够快速提升生态屏障区生态系统服务价值,增强屏障区调节气候、保持土壤、维护生物多样性等方面能力,云阳县三峡库区生态屏障区生态系统服务总价值从2010年的15.53亿元提升到2020年的19.98亿元,年均变化率达到2.87%;至2020年云阳县三峡库区生态屏障区初步构建一个以"林地为骨架,耕地、园地、草地为补充"的生态系统服务格局;同时,云阳县三峡库区生态屏障区生态系统服务价值及其调节服务和支持服务价值表现出显著地空间分异特征,其中磨刀溪流域生态系统服务价值提升幅度最大,澎溪河流域次之,长江沿岸生态服务系统价值保持稳定增长,而长滩河流域变化不大。     

新疆玛纳斯河流域生态补偿研究

依据玛纳斯河流域生态功能区划,从生态系统的结构、功能和相互影响上,将流域划分为上游山地生态服务区、中游平原绿洲生态收益区和下游荒漠生态受损区。并据此分析了各区主要的生态问题:(1)山区植被退化,林地面积减少,草地质量下降,削弱了山区水资源涵养和水土保持的功能。(2)绿洲区水资源超负荷利用,地下水过度开采及水质恶化,造成绿洲与沙漠过渡带的土地沙化。(3)荒漠区由于植被破坏,导致沙丘活化,危害农田。根据流域生态环境存在的问题,提出应该以经济发展支撑流域的生态补偿,采取"抓中间,补两头",以中游绿洲生产提高上游山区的服务功能,补偿下游生态受损的战略思路,并从水资源利用,天然植被保护和防治土地荒漠化等方面,提出了相应的生态补偿重点领域、途径和措施,目的是为流域生态补偿研究提供科学指导,促进绿洲经济发展,实现流域生态经济的良性循环。     

基于生态系统服务价值变化的生态经济协调发展研究

以1987年、2000年和2010年石羊河流域遥感影像数据为基础,对生态系统单位面积服务价值当量因子进行修正,结合生态经济协调度（EEH）评估模型对石羊河流域生态服务价值和经济发展与生态环境的协调发展水平进行了评估。结果表明：（1）研究区生态系统服务价值呈下降趋势,其损失主要集中在2000-2010年间;（2）生态系统服务价值增长的县（区）分布在流域中上游,降低的县（区）中,民勤县的损失量和下降幅度最大;（3）研究区的EEH值为-0.0174,生态经济发展总体上已处于低度冲突水平,在空间上,低度协调的县（区）主要分布在流域的上游和中游,而低度冲突的县（区）主要分布在流域的中下游;（4）各县（区）在协调发展水平上呈现出低度冲突-低度冲突、低度协调-低度协调、低度冲突-低度协调、低度协调-低度冲突、低度协调-中度冲突5种形式。     

基于生态系统服务价值变化的生态经济协调发展研究——以石羊河流域为例

以1987年、2000年和2010年石羊河流域遥感影像数据为基础,对生态系统单位面积服务价值当量因子进行修正,结合生态经济协调度(EEH)评估模型对石羊河流域生态服务价值和经济发展与生态环境的协调发展水平进行了评估。结果表明:(1)研究区生态系统服务价值呈下降趋势,其损失主要集中在2000—2010年间;(2)生态系统服务价值增长的县(区)分布在流域中上游,降低的县(区)中,民勤县的损失量和下降幅度最大;(3)研究区的EEH值为-0.0174,生态经济发展总体上已处于低度冲突水平,在空间上,低度协调的县(区)主要分布在流域的上游和中游,而低度冲突的县(区)主要分布在流域的中下游;(4)各县(区)在协调发展水平上呈现出低度冲突—低度冲突、低度协调—低度协调、低度冲突—低度协调、低度协调—低度冲突、低度协调—中度冲突5种形式。     

汾河上游土地利用变化对生态经济协调发展的影响

汾河上游流域是黄土高原生态脆弱区独立的流域单元,是山西省太原市惟一的供水之源,也是重要水源涵养区,其土地利用方式直接影响着流域乃至山西省的生态安全。参照Costanza生态系统服务价值计算方法及生态经济协调度模式,定量分析汾河上游1990-2008年土地利用变化引起的生态系统服务价值和生态经济协调度的变化趋势。结果表明,近20 a间,汾河上游流域生态系统服务价值呈现出先减少后增加的趋势;其中林地面积的增加对生态系统服务价值贡献较大,但水域面积的减少带来生态服务功能价值减少,生态环境存在潜在危机;总体上,流域内生态经济协调度有所改善,但仍处于低协调度的边缘,尤其是流域范围内的宁武县、岚县和静乐县。     

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”。     

气候变化背景下典型草原自然保护区生态系统服务价值评估

基于单位面积的生态系统服务价值评估方法,结合遥感和GIS技术分析了锡林郭勒草原国家级自然保护区1985-2014年的生态系统服务价值,并探讨了气候变化对该保护区生态系统服务价值变化的贡献率。结果表明:(1)近30年保护区草地面积持续减少,生态系统服务价值总体呈减少趋势,每10年至少减少18亿元;(2)平均温度和降水对保护区生态系统服务价值变化的贡献率至少为52.5%,保护区每10年因气候变化损失的生态系统服务价值至少为9.5亿元;(3)保护区现有生态保护力度一定程度上缓解了气候变化对其生态系统服务功能的影响。本文的研究结果可为建立自然保护区生态补偿机制,制定合理的区域生态保护和经济开发政策以及保护和恢复保护区生物多样性提供较为可靠的依据。     

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。     

淮海经济区生态系统服务价值演变与安全格局优化（英文）

土地利用变化引起的生态环境效应受到全球关注。作为淮河生态经济带核心组成的淮海经济区,其土地利用、生态安全与区域经济发展发生着互馈演变。基于Google Earth Engine (GEE)提取多期土地利用数据,借助生态系统服务价值（ESV）评估以及最小累计阻力模型（MCR）,探讨了1998–2018年淮海经济区的ESV演变的时空分异特征,优化了区域生态安全格局（ESP）。研究表明：ESV强度存在明显的空间分异,呈东北高、西南低的特征。中值ESV区面积比重最大,高、低值ESV区的占比较小。ESV呈现等级下降与升高并存的时空分异特征。从发展时段看,ESV等级变化呈现向好趋势。生态安全格局优化中,优化识别重要生态源地26个,主要景观生态廊道22条、生态战略节点65个,中水平生态安全区占比最大。ESV和ESP发生变化的主要原因与当地自然资源的变化和政府保护政策的改变与调整密切相关。研究结果可为跨省区的国土空间保护、制定可持续发展战略提供参考。     

黄河流域城市化与生态系统服务价值协调性及障碍因素研究

关注生态系统服务价值(Ecosystem service value,ESV)与城市化耦合协调互动关系,对黄河流域高质量发展大有裨益。文章运用熵权法、耦合协调模型、空间自相关模型,障碍度模型分析了城市化与ESV的耦合协调关系及主导障碍因素。结果表明:(1)1995—2018年,黄河流域ESV发生了很大的改善,整体增加了33.05×10⁹元,且以调节服务为主导,草地、林地、耕地服务价值对总ESV贡献率较高。单位面积生态系统服务价值(PE)呈现南高北低、中游高上下游低的空间格局。(2)PE与城市化耦合协调度(Coupling coordination degree,CCD)逐渐改善,轻度耦合协调增加了27.12%,严重失调类型减少了45.46%,耦合亚型从城市化滞后型转变为ESV滞后型;从空间上看,CCD呈现南高北低、中游优于上游和下游的空间格局,协调度具有显著的空间正相关性,存在明显的高-高和低-低集聚特征,高-高集聚区主要分布在ESV高且城市化水平相对较高的中游和下游地区,低-低集聚区主要分布在ESV较低的上游地区。(3)1995—2018年主导障碍因素未发生明显...     

2000-2018年克孜河流域生态系统脆弱性、服务功能价值及风险评价

在人类活动强度不断增加的情境下,掌握区域生态环境质量现状,可为区域生态风险防范提供科学支持.基于2000、2010、2018年遥感影像数据,采用主成分分析方法、生态系统服务功能价值及生态风险模型,探究克孜河流域生态脆弱性、服务功能价值及风险的时空分异特征.结果表明:(1)克孜河流域重度脆弱区面积明显增长,18年增长20...     

Comparison of the Application of Different Process-based Models in the Study of Spatio-temporal Patterns of Ecosystem Service Value

Quantitative assessments of ecosystem service value (ESV) are of great significance for rational allocation of environmental resources and making regional ecological protection decisions. The method of equivalence factor per unit area is widely used for this purpose because of its simple algorithm. However, ESV is also affected by biotic and environmental factors (e.g., net ecosystem productivity (NEP) or precipitation), which are difficult to obtain at the regional scale, leading to uncertainty in ESV estimations. In this study, according to the equivalent factor modified by precipitation and NEP from four state-of-the-art process-based productivity models, i.e., CLM4.0, LPJDGVM, LPJGUESS and ORCHIDEE, we explored the temporal and spatial patterns of ESV of 15 administrative regions in northern China. The results show that the simulation accuracy of different models varied among four representative ecosystem types, i.e., typical steppe in northern China, alpine steppe in northwest China, farmland ecosystem in central China, and forest in northeast China, implying that model-based ESV estimates are ecosystem-specific. The ESV tends to decline from northeast to southwest in northern China. Regions with dense vegetation usually had high ESV due to better hydrological and thermal conditions. Low vegetation coverage areas, such as Qinghai and Xinjiang, had higher ESV because of their large geographical areas. The central and eastern developed regions without abundant natural resources had lower ESV due to their lower NEP. For different categories of ecosystem services, the regulation services (mainly water flow regulation services and climate regulation services) contributed the most to ESV. For the temporal dynamics, the total ESV of the 15 provinces, autonomous regions and municipalities showed an insignificant downward trend over the years. The regions with increasing trends of ESV were distributed in northwestern China, while pixels with decreasing trends of ESV were concentrated in northeastern China. Land use cover change may be the most important factor controlling the temporal dynamics of ESV. Our results can provide support for the enaction of reasonable strategies for ecological protection and economic development in northern China.