鄂尔多斯市生态系统服务权衡与协同分析

鄂尔多斯市是中国北方农牧交错带的中心,经济快速发展的同时带来生态环境巨大的压力,该区域生态系统服务及其相互关联的变化对半干旱地区的可持续发展具有重要意义。本文基于2000、2010年鄂尔多斯市的食物供给、碳储存、产水量以及土壤保持4种关键生态系统服务供给核算,采用相关分析探究栅格尺度上4种服务之间的权衡与协同关系,并引入玫瑰图对比不同土地利用类型的生态系统服务关联特征差异。研究结果表明：①2000-2010年鄂尔多斯市生态系统服务整体增强,平均食物供给量由99.5 kg·hm^-2增至224.2 kg·hm^-2,碳储存量由8.32 t·hm^-2增至8.41 t·hm^-2,平均产水量由153.64 mm增至291.90 mm,土壤保持量平均值由47.79 kg·hm^-2增至59.04 t·hm^-2;②产水与土壤保持之间存在协同关系(相关系数分别为0.972和0.771),食物供给与土壤保持之间存在协同关系(相关系数分别为0.505、0.736),食物供给和碳储存之间存在权衡关系(相关系数分别为-0.584、-0.512);③多重生态系统服务供给的热点区主要分布在鄂尔多斯市东部;④产水量和土壤保持、碳储存在耕地和林地中呈现此消彼长的变化方式,而在草地中4种生态系统服务同时增加。     

城市生态安全格局构建与评价研究:以苏州市区为例

集成生态系统服务量化、生态安全格局构建与生态安全评估等多种方法,构建并评估了苏州市区的生态安全格局。结果显示：① 2017年苏州市区食物供给、淡水供给、空气净化、涵养水源、碳汇服务、旅游休闲、土壤保持和生境质量等服务分别为32795.94元/hm²、686.6 mm、283.68元/hm²、28.62 mm、86.99 t/hm²、3736.75元/hm²、174.8 t/hm²和0.47。② 识别出太湖、东山、西山、穹窿山、大阳山-天池山、旺山-上方山、阳澄湖、长漾湖和太浦河等9个重要生态源地。③ 提取出生态廊道36条,生态节点32个,建议100~200 m和60~100 m分别为苏州市区重要生态廊道和一般生态廊道的宽度。④ 苏州市区整体生态网络闭合度较低,生态网络连接水平较复杂,生态节点连接性较低,生态网络成本较高,应优先建设重要性高的生态廊道,加强大面积水域、湿地之间的生态廊道建设,提升水域与周边山地丘陵的连通性。通过此研究以期为探索生态系统服务应用价值、落实长三角一体化发展战略、助力生态文明建设等提供有益借鉴。     

基于InVEST模型的宁夏盐池县禁牧草地生态补偿标准空间识别

以农牧交错带宁夏盐池县草地为研究对象,综合集成草地植被与土壤调查、草地信息提取、遥感反演、空间分析等技术方法,基于本地化的InVEST模型,选取碳储存、土壤保持和水源涵养3项关键生态系统服务类型,对禁牧前后（2000年,2015年）草地生态系统服务物质量进行精准评估,在此基础上,采用市场价值法对其价值化,测算禁牧前后草地生态系统服务价值变化量,以此确定生态补偿标准,并借助冷热点、三维趋势分析对生态补偿标准进行不同尺度的空间识别。结果显示：① 禁牧以来,盐池县草地生态系统服务显著增强,其中碳储量增加45.66×10⁴ t、强度增加0.42 t/hm²,水源涵养量增加9 351×10⁴ t、强度增加211.14 t/hm²,土壤保持量增加2 091×10⁴ t,强度增加44.93 t/hm²;② 草地生态补偿标准县域为309.21元/hm²、乡镇尺度介于7.25~1 146.36元/hm²、村级介于3.04~2 074.56元/hm²,村级尺度更能体现草地的生态贡献;③ 补偿标准的三维趋势呈现由西向东提高、南北向呈“U”型分异的特征,补偿热点区集中于盐池县东南部和东北部。     

和田河流域天然柽柳灌木林生态价值评估

以分布于和田河流域的天然柽柳灌木林地为研究对象,使用影子工程法、机会成本法等方法,评价了其生态系统服务价值。结果表明:在和田河流域,面积为2.23 万 hm²的天然柽柳灌木林生态系统服务价值在2 970.58~2 974.62 亿元·a^-1之间,平均值为2 972.60 亿元·a^-1。     

生态政策驱动下的内蒙古自治区杭锦旗土地利用及生态系统服务价值变化

基于1989、2001、2013年的遥感影像解译数据,采用生态系统服务价值评估方法,对生态政策实施前(1989—2001年)及实施后(2001—2013年)的内蒙古自治区杭锦旗土地利用及生态系统服务价值变化进行了对比分析。结果表明:生态政策实施后杭锦旗林地面积变化量为12.84×10⁴ hm²,高于实施前的0.24×10⁴ hm²;沙地面积变化量为-7.20×10⁴ hm²,高于实施前的-0.27×10⁴ hm²。生态政策实施后土壤形成与保护功能的生态系统服务价值增加4.22亿元,高于实施前的0.20亿元;水源涵养功能的生态系统服务价值增加3.43亿元,高于实施前的2.19亿元;总生态系统服务价值增加23.82亿元,高于实施前的5.61亿元。通过实施生态政策,杭锦旗土地利用结构得以优化,生态系统服务价值得以提高,水土保持能力得以增强。但水域退化、耕地转换合理度较低等问题仍有待解决,论文对此也提出了相应的对策建议。     

"省公顷"在小城镇生态足迹分析中的应用研究——以山东省晏城镇生态建设为例

为了更真实地反映同一个省内镇域的生态负荷及其生态容量现状,在综合分析了有关生态足迹模型的优缺点后,提出以"省公顷"为计量单位计算小城镇生态足迹的模型。用全球公顷(gha)和省公顷(pha)两种方法分别对晏城镇2004年生态足迹进行计算。计算结果表明:晏城镇2004年生态足迹采用gha 方法的计算结果为1.711 hm²/人,采用pha方法计算结果为1.210 hm²/人;该镇生物承载力采用gha 方法计算结果为0.985 hm²/人,采用pha方法计算结果为1.034 hm²/人;前者计算得到晏城镇生态赤字为0.726 hm²/人,后者为0.176 hm²/人。比较晏城镇和山东省各类土地类型的生态赤字/盈余,得出了晏城镇在耕地、林地和建筑用地都存在生态盈余,在化石能源用地、水域和草地存在生态赤字,分析造成生态赤字/盈余的原因,并提出相应对策。     

疏勒河流域生态系统服务供需空间匹配特征

生态系统服务与人类可持续发展紧密相连，研究区域生态系统服务供需特征，了解其空间匹配状况是实现生态资源有效配置和推动区域生态安全的重要前提。基于多源数据，在InVEST模型、ArcGIS和GeoDA软件的支撑下，分析疏勒河流域产水服务、固碳服务、食物服务供需特征和空间匹配状况。结果表明：（1）除产水服务外，疏勒河流域其他各项生态系统服务供给均大于需求，但不同区域和生态系统服务间存在差异。（2）疏勒河流域综合服务供需比为0.063，不同生态系统服务的供需比由高到低依此为：固碳服务（0.1854）、食物服务（0.0078）和产水服务（-0.0043）。（3）产水服务和固碳服务空间匹配类型都主要以低高型空间错位和高低型空间错位为主，食物服务空间匹配类型主要以低低型空间匹配为主，其中产水服务的空间匹配错位现象最严重。     

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...     

多情景模拟下粤港澳大湾区生态系统服务评估与权衡研究

城镇化快速发展导致区域的生态系统服务衰减,威胁城市的生态安全;掌握城市群地区生态系统服务权衡/协同关系量化,对提升生态系统服务总体效益和维护区域生态安全至关重要。以粤港澳大湾区为研究区域,利用InVEST模型对粤港澳大湾区1995—2018年间产水服务、固碳服务、土壤保持服务、食物供给服务共4项生态系统服务进行评估,设定历史趋势情景、规划情景和生态保护情景,借助GeoSOS-FLUS模型进行2030年生态系统服务情景分析,探讨各种生态系统服务之间的权衡/协同关系。结果表明：① 1995—2018年间,粤港澳大湾区产水服务出现增加趋势,固碳服务、土壤保持服务和食物供给服务出现下降趋势。② 不同类型生态系统服务变化存在明显的区域异质性,产水服务高值区域其值增大,低值区域其值减小;固碳服务低值区域,其值下降更大;除香港外,土壤保持量减小的区域呈零星状分布;食物供给高值及减小的最大值位于东莞、佛山、中山和深圳等中部区域。③ 产水服务在规划情景下达到最佳,固碳服务和土壤保持服务在生态保护情景下最佳,历史趋势情景下食物供给服务最佳,生态系统服务综合效益在生态保护情景下达到最佳。④ 历史趋势情景下生态系统服务之间的权衡程度最大,生态保护情景下各项生态系统服务之间的协同程度较高。基于生态耦合模型进行粤港澳大湾区生态系统服务估算,揭示生态系统服务权衡或协同的变化关系及作用机理,可为区域生态系统服务管理和社会经济发展规划提供参考。     

能源足迹改进方法及其在区域能源利用效益分析评价中的应用

在分析和总结能源足迹传统方法及其研究进展的基础上,从系统论和物质流分析的角度,通过净初级生产力将能源足迹与生物生产性土地变化相结合,提出了能源足迹改进方法,并据此构建了能源利用效益综合评价框架。以吉林省为例,分析和评价了1999~2008年的能源足迹和能源利用效益。结果显示,吉林省人均能源足迹从0.249 hm²/人增至0.524 hm²/人,且与人均GDP在年均增速上显著相关(R²=0.7574,p<0.05);能源足迹构成中,比例最高的煤炭足迹从68.40%增至74.99%,而石油、电力和天然气足迹均有不同程度下降;同期能源足迹强度从0.387 hm²/万元降至0.221 hm²/万元,能源足迹弹性系数从0.059增至0.558,并呈近似周期性波动,能源足迹压强从0.348增至0.759。结果表明,过去10a来吉林省能源利用效益有所提高,但生态环境压力也在增大。今后较长一段时期内,吉林省能源足迹增长将逐渐放缓甚至下降,能源利用效益会有较大幅度提升。     

Research on the Patterns and Evolution of Ecosystem Service Consumption in Nepal

The study of ecosystem service consumption (ESC) in Nepal not only helps us to understand the intensity and management level of Nepal’s ecosystem utilization, but also provides scientific data support for the establishment and planning of China’s aid to Nepal. Based on the data of food consumption and forestry production and trade, this study dynamically investigated the consumption levels, structure and ecological consumption patterns of farmland, forest, grassland, water and the integrated ecosystem in Nepal and their main driving forces, using the physical quantity accounting method. The results showed that the total consumption of farmland, forest, grassland, water and the integrated ecosystem in Nepal from 1961 to 2018 exhibited a fluctuating increase, with average value of 7.26 Tg yr^-1, 6.38 Tg yr^-1, 1.10 Tg yr^-1, 0.02 Tg yr^-1 and 14.76 Tg yr^-1, respectively. The annual per capita forest consumption roughly decreased, while the annual per capita consumption of farmland, grassland, waters and integrated ecosystems mostly increased with their growth rates accelerating. The corresponding ecological consumption patterns were the “Log-Cereal-Milk” mode during 1961-1984, the “Log-Cereal-Vegetable-Root-Milk-Sugar” mode during 1985-2007 and the “Log-Cereal-Vegetable-Root-Sugar-Fruit-Milk” mode during 2008-2018. This study indicated that the supply capacity of the ecosystem (production, import and export capacity) and socio-economic factors (population density, per capita GDP and religious beliefs) are the main driving forces that are restricting the evolution of Nepal’s ecological consumption pattern. Although Nepal’s dietary structure has improved significantly, there is still a large gap between it and the standard of a balanced diet. The supply capacities of fruits, meat, eggs, milk and aquatic products should be enhanced to meet people’s demand for a balanced diet. This study can provide data support for the establishment of China’s aid projects to improve Nepal’s livelihood.     

Research on the Patterns and Evolution of Ecosystem Service Consumption in the “Belt and Road”

With great significance in ecosystem protection and sustainable development, the study of ecosystem service consumption (ESC) has become a hot topic in ecological research. Based on FAOSTAT data, in this study the patterns, composition and evolution of ESC and ecosystem service consumption patterns (ESCP) in the “Belt and Road” were revealed on the total and regional scales, taking consumed-biomass as a main indicator. Three main conclusions were reached. 1) The total ESC was mainly contributed from farmland ecosystems along the “Belt and Road” , followed by grassland ecosystems. The ESC indicators on the whole system scale fluctuated, but increased from year 2000 to year 2016. The total ESC increased from 12911.89 Tg yr ^-1 to 16810.00 Tg yr ^-1, and the annual per capita consumption of ecosystem services increased from 3.3228 million g p ^-1 yr ^-1 to 3.6392 million g p ^-1 yr ^-1. 2) The ESC, composition and evolution varied significantly among countries, zones and ecosystems. The annual per capita ESC was highest in Mongolia on the national scale, and highest in Central and Eastern Europe and lowest in Southeast Asia on zone scale, which represented the results from the joint effects of regional resource endowments, consumption habits, levels of productive forces, and other factors. 3) Higher farmland ESC was the dominant ESCP, which accounted for about 76.7% of the total area along the “Belt and Road”, followed by higher farmland + higher grassland ESC, which accounted for about 19.0% of the total area. The other consumption patterns (i.e., those of higher grassland ESC, higher forestland ESC or higher farmland + higher forest + higher grassland ESC) were found in only a few countries. The ESCP may be related to higher regional population density or the higher proportions of developing countries. Therefore, to realize sustainable social, economic and ecological development, and to improve people's well-being, countries along the “Belt and Road” should take advantage of their own resources in developing industries, actively expand trade, achieve mutual benefits and win-win situations, and adjust and optimize consumption patterns of ecosystem services. This study can provide data support for further research on the mechanism of ESCP formation this area.     

Trade-off and Synergy Relationships of Ecosystem Services and Driving Force Analysis based on Land Cover Change in Altay Prefecture

Altay Prefecture plays a vital role as an ecological barrier in Northwest China. Studying the ecosystem service value is of great significance for promoting regional green high-quality development and maintaining ecological security. Based on Global ESA land cover data from 2000 to 2015, the trade-off and synergy relationships and driving force factors between ecosystem services in Altay Prefecture were analyzed in this study. The analysis produced four main results. (1) The ecosystem service value in Altay Prefecture continued to increase from 113.521Ⅹ10⁹ yuan in 2000 to 115.777Ⅹ10⁹ yuan in 2015, for an increase of about 1.98%. (2) The distribution of ecosystem service value had obvious spatial agglomeration characteristics, with hot spot areas mainly concentrated in the "two rivers and one lake" and the mountainous areas in the northwest, while the cold spot areas were mainly the forest and grass-covered areas in the northern mountainous areas and within Jimunai County. (3) The trade-off and synergy relationship among ecosystem services was mainly synergistic, with a total of 77.78% of ecosystem service relative relationships showing a significant positive correlation at the 0.01 level. (4) Economic factors and industrial structure are important factors affecting ecosystem service value in Altay Prefecture. Ecosystem service value is positively correlated with per capita GDP and the output value of the tertiary industry, but negatively correlated with the output value of the secondary industry.     

稻田生态系统服务价值测算方法与应用——以苏州市域为例

对稻田资源的生态服务价值重视不足是稻田保护工作的最大缺陷,导致了稻田资源流失严重。本文以苏州市水稻田为例,运用造林成本法、瑞典碳税法、制氧工业成本法、替代成本法、影子工程法、当量因子法等方法对稻田生态系统各项服务价值进行了测算。结果表明,苏州市域稻田生态系统服务净总价值量为60785.18×10⁵元,单位面积净价值量为73111.84 元/hm²。其中,正面总价值量为68485.93×10⁵元,环境效应负总价值量为7700.75×10⁵元,前者为后者的8.89 倍。从稻田生态系统服务价值各部分的比例看,其实物生产价值远远低于其生态经济价值,表明了作为人工湿地生态系统,稻田生态服务价值对社会经济的可持续发展具有十分重要的作用。研究结果将有助于确定稻田保护经济补偿标准,为各级政府出台相关政策提供思路和依据     

基于改进当量的甘肃省耕地生态系统服务价值及其与区域经济发展的空间关系研究

为量化分析耕地生态系统服务价值及其与区域经济发展的空间关系,采用改进的耕地当量因子,对甘肃省2014年耕地生态系统服务价值进行定量化研究,并采用双变量空间自相关探讨其与区域经济发展在空间上的关联关系。结果表明：（1）在GPP修正的基础上估算得到的甘肃省2014年耕地生态系统服务价值为4.96×10¹¹元,其中水资源供给功能的价值为负,食物生产功能的生态系统服务价值相对较高,美学景观功能的生态系统服务价值最低。（2）双变量空间自相关显示人均国内生产总值与耕地生态系统服务价值在空间上存在显著的负相关关系,Moran’s I指数为-0.252 3。局部双变量空间自相关LISA图也显示低-高聚集区主要分布在经济发展相对落后、具有明显生态优势的东南部地区;而高-低聚集区则主要分布在经济高速发展,生态环境相对恶劣的西北部地区。研究结果可为甘肃省生态环境管护与区域经济发展提供决策参考,为实现经济增长与生态保护统筹协调发展提供参考依据。     

陕西省碳足迹时空变化研究

为了解近年来陕西省碳足迹的状况,采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》和中国《省级温室气体编制指南》推荐的方法测算了陕西省及其各市的碳足迹。结论如下：1995~2009年,陕西省碳足迹从4 129.38×10⁴t上升到22 460.23×10⁴t,增加了443.91%。从空间上全省碳足迹可分为3类：陕南始终为负值;陕北和渭南市较高;关中除渭南市以外的地区较低。14 a间全省人均碳足迹由1.18 t增加到5.95 t;各市人均碳足迹,陕北较高,关中较低,陕南为负值。全省碳足迹密度从2.00 t/hm²增高到10.90 t/hm²。陕西省的人均和单位面积的碳足迹远高于应对全球气候变化的目标,但空间上差异很大。以2009年为例,全省人均碳足迹是应对全球气候变化目标的2.98倍,而陕北则超过10倍,高于美国;关中为1.29~4.57倍。全省2009年碳足迹密度是应对全球气候变化目标的4.89倍;渭南、咸阳、西安3市高达9.63~16.95倍;榆林、铜川、延安和宝鸡4市为3.54~7.10倍;陕南植被的固碳作用消除了当地的碳排放外,还有剩余碳汇,但尚不能抵消陕北及关中的较高的碳足迹,因此总体看,对气候变化有负面影响,陕西的碳减排任务仍较重。     

中国省际粮食贸易及其虚拟耕地流动模拟

模拟核算中国省际2010-2012年平均粮食贸易隐含的虚拟耕地资源流动量,并从资源利用角度分析粮食交易的合理性,为粮食贸易的优化提供理论依据。在各省粮食供需数据的基础上,利用线性优化,模拟省际粮食贸易。中国省际粮食贸易的虚拟耕地资源流动量达1747.4×10⁴ hm²,东北、华北及长江中下游地区为主要的虚拟耕地资源调出区,华南及西南地区是主要的调入区。分别从生产者及消费者的角度核算虚拟耕地资源流动量,前者比后者多出近250×10⁴ hm²。研究表明,中国省际粮食贸易隐含的虚拟耕地资源流动在一定程度上缓解了区域耕地资源不平衡,然而对于某些种植效率高的地区来说,粮食输入贸易流却带来了总体耕地资源消耗的增加。