丹江口库区生态系统服务价值与人类活动时空关联分析

良好的生态系统和协调的人地关系对丹江口库区水质的保证以及南水北调中线的顺利运行具有重要意义.以中国南水北调中线工程水源地丹江口库区为研究对象,以1991、2000、2010、2018年四期遥感影像为数据源,利用基于样本的面向对象分类方法解译获得四期土地利用数据,基于土地利用数据构建生态系统服务价值评估模型、生态系统服务价值流向损益模型、人类活动强度指数评估模型,并利用双变量空间自相关方法分析生态系统服务价值和人类活动强度的时空关联特征.研究结果表明:1991～2018年间,丹江口库区建设用地、水库河流和林地总体呈增长趋势,耕地、灌草地、内陆坑塘、湿地和未利用地总体呈减少趋势.生态系统服务价值呈现波动变化趋势,总体增加了43.93×108元,价值量的亏损主要来自于林地转化为耕地和建设用地,灌草地转化为耕地,价值量的增益主要来自于耕地转化为林地和水库河流.人类活动以低影响强度为主,中高影响强度在库区东部成片式分布,高影响强度区域呈零星块状分布且一直呈增加趋势.丹江口库区生态系统服务价值与人类活动强度存在显著的负相关关系,且呈现先增强后减弱的变化趋势.     

江淮生态经济区土地利用格局及生态系统服务价值变化

基于2005~2015年土地利用变更调查数据，结合土地利用变化模型和生态系统服务价值理论，分析了江苏省江淮生态经济区县域单元土地利用结构演化规律及生态系统服务价值变化。结果表明：研究期间建设用地、水域面积增加的最多；土地利用程度指数呈现北高南低的空间格局；生态系统服务价值略有上升，空间上总体为南高北低的格局，呈现市区较低，周边县（市）较高的现象；研究期内水域对于江淮生态经济区生态系统服务价值的贡献和生态环境的调控作用十分显著；结合区域建设开发现状，利用生态系统服务价值敏感性指数，在县域尺度上将研究区划分为以下五种类型：优先保护区、优先开发区、保护均衡区、开发权衡区、开发调整区，并提出建设开发策略，以期为江淮生态经济区开发建设、环境保护提供科学指引。     

旅游发展的生态系统服务价值增值效应研究

旅游发展是生态系统服务价值置换的重要方式,具有增值效应。以黄山风景区为案例地,依据实地调研与访谈,采用功能价值法,分析2005～2015年黄山风景区(包括核心区和缓冲区)生态系统服务价值的动态变化特征及其旅游发展的增值效应。研究发现:(1)生态系统服务价值具有年际增长特征,2005～2015年黄山风景区生态系统服务价值总量由23.59亿元增加至48.93亿元;(2)生态系统服务价值具有空间分异特性,2005～2015年核心区生态系统服务价值由10.45亿元增加至19.48亿元,而缓冲区则由13.14亿元增加至29.45亿元,核心区年均单位面积生态系统服务价值增量为1.12元/(hm~2·a),显著高于缓冲区的0.55元/(hm~2·a);(3)旅游发展对生态系统服务价值具有增值效应,2005～2015年景区土地利用变化微小,林地、草地、水域和未利用地面积10年间变化率皆小于1%,对景区生态系统服务价值增加影响很小。而旅游休闲服务价值在核心区和缓冲区的生态系统服务价值总量中占比均最高,2015年旅游休闲服务价值在核心区生态系统服务总价值中占比78.99%,在缓冲区中占比48.55%,旅游休闲服务价值的增加成为推动景区生态系统服务价值增值的最重要因素。该研究表明发展旅游业是践行"绿水青山就是金山银山"的重要路径,但旅游发展过程中需要强化生态环境保护,以利于旅游地生态系统服务价值的有效置换。     

基于空间格局视角的武汉市土地生态系统服务价值研究

为区域生态环境质量提升和土地合理利用提供参考,以LandsatTM影像解译数据为基础,采用当量因子修正的生态系统服务价值评估模型、空间分析等方法,分析了武汉市1990～2016年4个时期土地生态系统服务价值变化特征及空间演变规律。结果表明:(1)武汉市生态系统服务价值呈先减少后增加态势,不同时期河流湖泊的生态系统服务价值始终最高,农田和坑塘湿地次之,这三类生态系统提供了武汉市85%以上的生态系统服务价值;(2)各乡镇生态系统服务总价值的空间分布特征表现为空间集聚,且相关性程度有递增的趋势;(3)各乡镇生态系统服务价值变化率的空间相关性在不断减弱,后期扩散效应显现;(4)中心城区生态系统服务价值空间分布不均衡的趋势在向郊区蔓延,乡镇的区位条件以及河流湖泊的占比与其地均生态系统服务价值的变化有密切的关系。研究显示,城市生态系统服务价值的空间分布受城市发展方向和土地利用结构影响较大,河流湖泊在改善城市生态环境方面具有重要作用。     

LUCC影响下湖南省生态系统服务价值时空演变

基于土地利用/覆被变化(LUCC)遥感解译数据,利用生态系统服务价值评估模型及GIS空间统计方法,探讨了湖南省1990~2015年间生态系统服务价值(ESV)时空格局及其动态演化。结果表明:湖南省生态系统服务价值总体呈下降趋势,其中减少最明显的是耕地、林地和草地系统价值。生态系统服务价值空间格局的等级差异明显,ESV高值区与低值区相互溶解渗透,总体上高值区与较高值区对低值区呈包围态势。高值和较高值区分布较均匀、低值与较低值区分布较集中,中等值区分布较为散乱,呈随机镶嵌结构分布格局。生态系统服务价值及其动态演化的空间自相关与高低值聚集现象明显,但其相关性与聚集程度趋于弱化。"退田还湖"、"退耕还林"、"绿色湖南"等政策的实施,促使研究区域的ESV增加并形成若干增值热点区,城镇化、城市扩张与土地开发导致生态系统服务价值损失,并形成城镇密集区、水土资源富集区分布的价值损失冷点区。     

基于GIS和RUSLE模型的万州区土壤保持服务功能空间分布特征

土壤保持服务是重要的生态系统服务之一,代表生态系统对土壤侵蚀所起到的削减和改善作用。以万州为研究区,基于GIS平台和修正通用土壤流失方程(RUSLE),运用降雨、DEM等数据建模,探讨万州区土壤保持服务功能的空间分布特征并分析其影响因素。结果显示:(1)万州区土壤保持总量为1 435.84×10~5t/a,单位面积年均土壤保持量为417.91 t/(hm~2·a),具有较高的土壤保持服务功能重要性;(2)土壤保持服务空间分布受地形和人类活动等的显著影响,东南部山地区域较高,而铁峰山与方斗山之间的长江河谷较低,其空间分布特征与土壤侵蚀的分布状况大致相反;(3)坡度角度,15°~25°坡度区产沙量最大占全区的41.56%,8°~15°区域次之,这两个坡度区人地矛盾最为集中;土地利用类型中,旱地侵蚀最为强烈,而林地侵蚀微弱并表现出很高的土壤保持服务功能。研究结果对万州乃至整个三峡库区的水土保持工作有借鉴意义。     

景观破碎化对生态系统服务价值的影响作用分析 ——以苏州为例

破碎化改变了生态系统的结构和功能，限制了其服务价值发挥，不同破碎化因子对生态系统服务价值的作用效应及其相互关系仍有待揭示。以苏州为案例地，基于多时相遥感影像数据和镇域单元尺度，探究了1995~2015年不同时段生态系统服务价值、破碎化的时空特征，重点借助地理探测器方法揭示了破碎化因子及其相互之间对生态系统服务价值的作用效应。结果表明：(1)生态系统服务价值稳中趋减，空间分布由高值与低值的极化趋势逐渐趋向相对均衡；(2)破碎化日益加剧，空间分布表现为“相互独立→集聚→高度集聚→集聚”的演化规律；(3)破碎化因子对生态系统服务整体及各类型的作用力和解释水平趋弱，斑块密度、聚集度在各项服务中均表现出较强且持续的作用力；(4)因子之间为非线性、线性增强的交互作用方式，破坏与保护效果均较为显著；(5)斑块密度与其他因子的交互作用增效强度、风险区域、生态差异均为最强，是保护优化的重点和突破点。关键因子、作用方式及风险识别对生态系统服务价值的影响机制具有一定丰富，可为生态系统的高效保护和规划政策制定提供科学依据。     

快速城镇化地区生态系统服务的时空动态及权衡与协同分析——以苏锡常地区为例

苏锡常是我国经济飞速发展地区之一,也是重要的粮食生产基地.在快速城镇化背景下,该地区生态环境受到人类活动的强烈冲击,国土空间配置亟待优化.本研究基于多源数据,对苏锡常地区2000～2018年碳储存、食物供给、维持生物多样性3种生态系统服务的时空格局及演变特征进行刻画,并运用双变量空间自相关方法识别了生态系统服务之间的相互关系.结果 表明:(1)整体来看,2000～2018年,苏锡常地区的碳储存服务略有上升,食物供给服务和维持生物多样性服务波动下降;(2)苏锡常地区生态系统服务空间分布严重失衡,表现为中部建成区低,四周自然用地高的分布特点,城镇扩张区各类型生态系统服务退化较为严重;(3)在权衡与协同分析中,碳储存-食物供给服务、碳储存-维持生物多样性服务呈现协同关系,食物供给-维持生物多样性服务呈现权衡关系;(4)各项生态系统服务的权衡与协同关系存在空间差异,低值协同区集中分布在城市中心,高值协同区主要分布在西侧与南侧林地范围,低-高值与高-低值权衡区在空间上呈环绕相间分布.苏锡常地区在未来的发展中需要注意低值协同区和权衡区,有针对性地制定生态保护修复措施,合理调控社会经济发展,实现生态系统服务的协同增效.     

汉江流域生态系统服务权衡与协同关系演变

汉江流域是我国南水北调工程的水源地,也是国家重要的生态功能区,定量分析其生态系统服务关系对协调区域发展与保护环境有重要意义。综合利用RS与GIS技术对该区域2000～2015年的土壤保持、碳储量与食物供给服务进行空间制图,并基于空间采样法对3种生态系统服务间的权衡与协同关系进行研究。结果表明:(1)在2000～2015年,汉江流域土壤保持量在波动中下降,高值区位于汉江上游林地、草地交叉分布区域,低值区位于汉江中下游林地、耕地等单一聚集地类区;碳储量年际变化较小,其高低值分布与土壤保持量基本相同;食物供给量增长迅速,高值区位于中下游的平原区,低值区位于上游的山地和盆地区。(2)在权衡与协同分析中,碳储量与食物供给、土壤保持与食物供给之间以权衡关系为主,而碳储量与土壤保持以协同关系为主,各生态系统间权衡与协同关系存在空间异质性。(3)空间热点制图显示,2000～2015年0类服务热点区占比减少,主要地类为草地;1类服务热点区占比最大且呈增加趋势,主要地类为耕地,生态服务类型以食物供给为主;2类服务热点区有所减少,多分布在上游林地区域,服务类型为碳储存和土壤保持;3类服务热点区占比很少。该研究结果对揭示生态系统服务之间的区域差异有重要作用。     

基于InVEST模型的秦岭山地土壤流失及土壤保持生态效益评价

为了解秦岭山地土壤侵蚀及土壤保持生态服务功能的空间分布特征，采用InVEST 土壤保持模型，从研究区、流域、县域3个尺度，对其潜在与实际土壤侵蚀量进行计算，在此基础上进一步应用该模型量化研究区土壤保持生态服务价值，得到土壤保持服务价值空间分布图。研究结果表明：（1）2012年秦岭山地潜在与实际土壤侵蚀量分别为4588×108 t、152×108 t，五大流域和各县区以轻度侵蚀和中度侵蚀为主，较为严重的地区为汉江流域南部紫阳县6323 t/(hm2[DK]·a)[JP2]和岚皋县5869 t/(hm2[DK]·a)，属强烈侵蚀。（2）全区土壤保持总量4337×108 t，[JP]其中泥沙持留量143×108 t，单位面积土壤保持量为71979 t/(hm2[DK]·a)；减少泥沙疏浚工程和水质治理花费的土壤保持服务价值共计4184亿元。各县区土壤保持服务价值量在001亿元至475亿元不等，价值量在096~191亿元之间的县区占全区的4413%，其次为191~285亿元（2522%）。（3）对于秦岭山地土壤侵蚀的防治及其生态效益的建设，保证林地面积的绝对优势是首要条件；对于大于25°的坡耕地，应继续推行还林还草政策     

长江三角洲城市群土地利用及其生态系统服务价值时空演变研究

采用1990、2000、2010和2015年四期长江三角洲城市群土地利用数据，利用土地利用转移概率矩阵等方法，描述了长江三角洲城市群的土地利用方式和转移方向，采用谢高地等修正Costanza价值量评价法定量计算了区域内的生态系统服务价值，并借助地理探测器对其空间分布格局进行了归因解释。研究表明：长江三角洲城市群土地利用类型以耕地为主，呈现逐年减少的趋势，林地变化相对稳定，水域变化先增后减，建设用地持续增长且保留率最高，耕地为其主要转化来源，草地主要转化为耕地和林地，水域主要转出为建设用地。1990、2000、2010和2015年长江三角洲城市群的生态系统服务价值分别为 2 644.26、2 639.53、2 615.49 和 2 569.88 亿元，总体呈逐渐下降趋势，其中农田生态系统价值下降最多，森林生态系统对整个区域的贡献率最大，Ⅲ、Ⅳ等级的城市的生态系统服务价值高于Ⅰ、Ⅱ等级，且城市规模越大，经济价值越占主导地位。空间分布格局形成以太湖和巢湖为中心的高值集聚区、东南地区高于西北地区的特征，其受到坡度、高程、土壤类型、人口等因子的影响。     

基于遥感技术的长江三角洲海岸带生态系统服务价值评估

长三角海岸带是长江三角洲与东海间的重要过渡性区域,基于联合国千年评估提出的生态系统服务框架,以生态学为原理、以遥感反演技术为手段、借助经济学方法,对2005年及2008年长三角海岸带的10项生态系统服务价值进行了评估。结果表明,长三角海岸带2005及2008年的生态系统服务总价值分别为1 235.92、1 493.04亿元,与长三角地区实际GDP对比得出,生态系统服务价值实际降低,海岸带生态环境退化;对于不同的生态系统来说,林地、耕地、湿地的生态系统服务价值较高,为增强生态系统可持续发展应重点加以保护;对于不同的生态系统服务功能来说,旅游娱乐服务、土壤保持、调节水源为价值量最大的3项服务,而调节空气质量、精神文化服务、养分循环为价值量最小的3项服务。     

人工园林大面积种植区土地利用/覆被变化对生态系统服务价值影响

近10a来由于经济利益的驱动,橡胶、茶园、咖啡和桉树等人工园林在云南省西南部西盟县大规模种植,使土地利用结构和布局发生了较大变化,影响了种植区的生态系统服务价值。以西盟县为研究对象,基于2000年、2005年和2010年的遥感影像解译的土地利用/覆被数据,参照"中国生态系统单位面积生态服务价值当量",修订了西盟县生态系统单位面积服务价值,结合敏感度分析,探讨了土地利用/覆被变化及其对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)2000~2010年西盟县的耕地、园地、水域和乡镇用地面积增加,林地和草地面积减少,西南部的土地利用/覆盖类型相互转化主要表现在林地和耕地转化为园地,而东北部表现在林地转化为耕地;(2)从时间上看,生态系统服务价值呈减少趋势,10 a间净减少106.29×106元,林地的生态系统服务价值始终最高;(3)研究期内,只有食物生产服务有价值量的增加,其余生态系统服务的价值量均为不同程度的减少;(4)从空间上看,西盟县生态系统服务价值东北部和东南部高,西部、中部和东部低。力所乡生态系统服务价值有小幅度增加,其余乡镇均呈减少趋势。西盟县以经济利益为目的的发展模式给生态系统服务和可持续发展带来巨大压力,在一定程度上使区域整体生态效应下降。因此,西盟县的发展应该在保证生态系统稳定的前提下,适当发展园地,同时优化土地利用结构,在生态效益和经济利益之间,找到双赢的平衡点。     

乡村振兴背景下乡村发展综合评价及类型识别研究

党的十九大决定"实施乡村振兴战略",着力破解城乡发展不平衡与乡村发展不充分问题,促进城乡融合,解决"三农"问题。针对乡村发展的现状特征与变动趋向,开展村庄尺度乡村发展水平评价及类型识别研究,对于厘清乡村发展的内部差异与多元趋向,助力乡村振兴意义重大。研究采取"发展-重构"综合评价方法对山东省淄博市昆仑镇进行实证研究,通过选取与生产、生活和生态功能相关的数据指标,分别建构村庄发展度与重构度评价指标体系,进而运用因子分析法提取二者的公因子并计算综合评价得分,二维组合聚类评价结果后提出发展度高-重构度高、发展度高-重构度低、发展度低-重构度高和发展度低-重构度低4种一级发展类型,及其呈现的"热点-过渡-冷点"圈层分布特征。在此基础之上,运用系统聚类方法逐类分析一级发展类型村庄,依据因子特征与现场调研情况进一步识别出城镇集聚型、村庄集聚型、均衡稳定型、生产收缩型、生活收缩型、生产衰退型与生态衰退型7个二级发展类型,明确各类村庄发展的特征与需求。基于上述分析,提出优化镇村空间格局和城乡产业分工促进区域城乡融合,以及立足村庄发展需求施行要素差异化供给的策略建议,以期提高乡村可持续发展能力。     

中国国家森林公园旅游景区空间结构研究

基于GIS技术和空间计量地理学方法,对2013年中国780个国家级森林公园旅游景区的空间分布特征、格局和分布均衡性进行了定量研究。结果表明:从空间分布特征来看,国家森林公园旅游景区在全国各省区、不同区域都呈现不均衡的分布特征。从空间分布格局来看,国家森林公园空间分布呈现出一定的聚集-随机分布特点;基于空间聚类分析显示其存在7处主要聚集的点群,分别为:东北长白山地区、京津冀地区、山东半岛地区、长江三角洲地区、关中地区、川渝地区、湘赣交界地区。从空间分布均衡性来看,国家森林公园旅游景区分布的地理集中指数为19.30,表现一定的聚集分布特征;此外,从不平衡指数、基尼系数、分布均衡度等指标也表明国家森林公园旅游景区的分布均衡度低。     

岩溶地区水资源-环境系统服务功能评价修正——以贵州省为例

常规水资源-环境系统服务功能评价系数既不能反映"二元三维"水文地质状况,也忽略了水环境状况对服务功能的影响,导致评价结果与实际存在较大偏差。故结合岩溶发育强度和水环境特征确定服务功能价值修正系数,并对贵州省的服务功能评价结果进行修正。结果表明:(1)贵州省水资源-环境系统服务功能以水文调蓄与水力航运、环境调节与净化为主,两者价值量分别为789.22×10~8元和742.66×10~8元,两者共占全省价值总量的69.48%;(2)水资源-环境系统的服务功能价值量主要取决于区域对水资源量的供需条件、水域面积及水域旅游景观开发,且区域对水资源-环境系统的利用率越高,则价值量就越大,其最大值为贵阳市,达292.65×10~8元,最小值为毕节市,仅74.35×10~8元;(3)修正系数分为水量型、水质型和复合型,其平均值分别为0.81、0.86和0.84,与各地州水循环特征、水环境质量基本吻合。上述表明,利用岩溶发育强度和水环境因子为依据的修正系数对评价结果进行修正,不仅突显出岩溶发育特征对水资源-环境系统服务功能的影响,也使评价结果更加符合实际水生态环境状况。     

东北农牧交错带典型区土地利用变化及其生态效应

东北农牧交错带是典型的生态环境脆弱区，具有敏感性强、退化趋势明显等生态脆弱性特征。本文利用1986、2002年两期TM/ETM影像，揭示了吉林西部16年来土地利用／覆被的时空变化规律，并依据Costanza R．等人对全球生态系统服务价值的评估方法。分析了土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响。结果表明：16年来，吉林西部土地利用／覆被发生了剧烈变化。耕地、盐碱地面积大幅度增加，草地、水域和湿地的面积大幅度减少，区域生态系统服务功能出现明显的衰退。生态系统服务价值显著地减少。吉林西部生态系统服务价值由1986年的767．1亿元／a下降到2002年的624．1亿元／a，减少幅度达18．6％，年均递减速率达1．6％。16年来该区域生态环境恶化和以经济利益为目的的土地利用结构调整，给区域生态系统服务功能和可持续发展能力带来巨大负面影响。     

三峡库区建坝前后森林生态系统服务动态

基于六期Landsat TM/ETM+/OLI影像数据，利用生态系统服务功能评估规范及GIS空间统计方法，对三峡库区1990~2015年间森林生态系统服务价值动态变化进行分析。结果表明：三峡库区森林面积与森林覆盖率逐年增加，森林面积增长率71.04%，森林覆盖率由31.27%增加到53.48%。库区整体的森林类型结构比较稳定，表现为针叶林>混交林>灌木林>阔叶林。时间上，三峡库区森林生态系统服务价值呈上升趋势，具体表现为快-慢-快的增长特征。三峡库区单位面积森林生态系统服务价值在总体增长趋势下出现局部负增长趋势，各森林类型的单位面积价值与三峡库区整体的单位面积价值有着相同的变化趋势，均表现为增加-减少-增加的变化特征。三峡库区各类型服务价值的贡献表现为：涵养水源>固碳释氧>生物多样性保护>保育土壤>净化大气环境>积累营养物质>森林防护。空间上，1990~2015年，三峡库区森林生态系统服务价值的地域分布大致以巫溪至武隆一线为界，呈现出东南高、西北低的特征。1990~2015年三峡库区森林生态系统服务价值变化幅度呈现出“西增加快，东增趋缓”的格局特点。     

基于3S的陕南三市生态服务价值时空变化

以3S技术为支撑,基于2000和2010年陕南三市两期土地利用数据,以县域为尺度,在对谢高地中国陆地生态系统价值当量表修订的基础上,采用Costanza生态系统服务价值计算公式,并结合敏感性指数,分析了陕南三市2000和2010年两期生态系统服务价值的时空变化特征。结果表明:12000-2010年陕南三市生态系统服务价值呈缓慢增加趋势,由2000年的1872.12亿元上升到2010年的1 879.86亿元;2该区生态系统服务价值空间分布差异较大,除汉中市汉台区外,其余各县区地均生态服务价值均呈增加趋势;3陕南三市生态系统服务价值缺乏弹性,说明本研究结果具有可靠性。     

长江经济带耕地保护生态价值的时空特征与差别化补偿机制北大核心CSCDCSSCI

精准测算并分析耕地保护生态价值、空间外溢及其时空演变,对完善耕地保护激励机制、协调经济发展与生态保护、促进国土空间格局优化和区域均衡发展具有重要指导意义。文章基于耕地生态保护全价值视角和粮食安全视角测算长江经济带耕地保护生态价值量、空间外溢量及其时空变化量,针对性设计差别化的耕地保护生态补偿标准。在此基础上,构建政府与市场合作、纵向与横向结合、财权与事权匹配的差别化耕地保护生态补偿机制。结果表明:2000—2019年长江经济带耕地保护生态价值量及外溢量分别增长了7028.13亿元和4862.58亿元,其中外溢量占价值量的比重上升到67.42%。经济带耕地保护生态价值分布不均衡,空间重心有向上游地区转移趋势。经测算,长江经济带20年来耕地保护生态补偿额度增长了17.61倍,补偿标准由362.02元/hm2增长为4629.59元/hm2,各省份耕地保护生态补偿标准为1789.04~118474.84元/hm2,差异悬殊。经济带耕地保护生态价值量、外溢量、补偿量表现出明显的增长趋势、空间差异和尺度依赖特征。研究结论:耕地保护生态补偿标准设计必须综合考虑耕地保护生态价值外溢、区域差异、尺度依赖、事权匹配等内外部因素,提高补偿精度和针对性。可从生态功能认知、补偿区域划分、补偿标准设计、补偿方式组合、补偿资金管理、补偿政策保障等方面系统构建政府与市场合作、纵向与横向结合、财权与事权匹配的差别化耕地保护生态补偿机制,创新耕地保护激励机制与政策。