基于GIS 的生态系统服务直接利用价值评估方法

针对目前生态系统服务直接利用价值评估中缺乏空间表达、对数据要求高、评估效率低等不足,初步构建了适用于县域尺度的生态系统服务(产品提供和娱乐文化)直接利用价值评估框架与技术方法,确定评估过程与关键步骤,初步形成一套基于GIS 的科学高效的农业服务价值、森林木材价值和旅游价值的空间表达技术方法.对浙江省天台县生态系统服务直接利用价值进行空间分配与评估.2005 年全县生态系统服务直接利用价值达5.38 亿元,其中以农业服务价值为主(65%),其次是森林木材价值(30%),旅游价值所占比例较低(5%).生态系统服务直接利用价值与产品及服务的空间分布状况密切相关,存在高度的空间变化.     

基于生态系统服务均衡性视角的生态风险评估及管控优先区识别——以兰州市为例

生态系统服务是生态安全的前提和保障,将生态系统服务纳入生态风险评价,是当前生态风险评价研究的热点和前沿.本文以河谷型城市兰州市为例,首先采用InVEST模型评估研究区水质净化、水源供给、土壤保持3种生态系统服务.在此基础上,从均衡性发展视角,基于栅格单元构建区域生态系统服务综合指数算法,合成区域内各类生态系统服务,并分析兰州市综合生态系统服务时空特征.最后,结合生态系统服务正向逆向转化指数和传统生态风险模型,构建基于生态系统服务逆向转化的生态风险评估模型,从生态系统服务均衡性视角对兰州市生态风险进行评估,并识别管控优先区.结果表明：①2005-2015年,兰州市生态系统综合服务整体向好的方向发展,2005、2015年生态系统服务综合指数分别为0.15、0.12.其中,水源供给服务和土壤保持服务整体呈显著增加趋势,水质净化服务相对稳定.②兰州市发生生态系统服务逆向转化的生态系统以1、2、3级低生态风险为主,不同等级风险呈圈层递减的分布格局,不同等级的生态风险在各县区的分布差异较大.③生态风险管控的优先次序是：榆中县、皋兰县、永登县、红古区、西固区、七里河区、城关区、安宁区.其中,榆中县和皋兰县3级及以上风险区占比大于25%,属于重点优先管控区域,永登县是次重点优先管控区域.最后结合《甘肃省主体功能区规划》初步探讨了兰州市生态风险管控策略.     

生态系统服务评估在政策中的应用研究进展

生态系统服务科学评估是生态保护政策制定的基础,但其在政策制定过程中的作用范围及应用效果仍处于探索阶段。文章在系统梳理生态系统服务分类及常用生态系统服务供能量及价值量评估方法基础上,从生态保护政策目标制定、区域划定及受益者识别等方面分析了生态系统服务能够提供的作用;结合我国生态安全及生态文明制度需求,从国家尺度到局地尺度上,利用典型应用案例探讨了生态系统服务在生态保护政策中的应用效果;并进一步提出未来生态系统服务评估在生态保护政策应用中的切入点,即规范评估方法,建立生态系统过程-服务-居民福祉关联,注重基于生态系统服务评估的政策创新。以期为生态系统保护、生态文明制度建设提供支持。     

生物多样性维护功能评估及其空间尺度效应分析——以陕西省为例

生物多样性维护功能评估是生态系统综合评估的重要内容。基于物种丰富度的海拔梯度格局规律来修正生物多样性维护服务能力指数模型,并探讨该模型在省级、市级和生物多样性优先区三种不同尺度水平的评估响应。结果显示：（1）三种尺度识别的生物多样性极重要区面积和空间分布差异较大,省级尺度评估的极重要区集中于秦巴山地,市级尺度评估时极重要区分布广泛且布局分散,优先区尺度评估时极重要区与自然保护区重叠面积最大。（2）三种尺度评估识别的精准度由大到小依次为：优先区尺度（19.5%）>省级尺度（11.7%）>市级尺度（11.2%）,优先区尺度评估识别的精准度明显高于行政区尺度的评估。（3）优先区尺度评估识别的极重要区面积为28032.3 km²,占陕西省国土面积的13.7%;极重要区内土地利用结构和物种重要性综合评估结果优于行政区尺度的评估结果。     

城镇化背景下海岛资源环境承载力评估

在建设海洋强国的关键时期,海岛的生态保护和开发利用均至关重要。城镇化对海岛生态系统带来了深刻的影响,开展海岛资源环境承载力评估对管控人类开发行为、维护海岛生态平衡具有重要意义。论文以我国北方典型海岛—庙岛群岛为研究区,构建了一套综合开发强度和生态状况的海岛资源环境承载力评估方法并开展评估,结果显示：1）群岛尺度上,海岛资源环境承载力处于临界超载状态;2）单岛尺度上,南长山岛处于轻度超载状态,北长山岛、庙岛和大钦岛处于临界超载状态,小黑山岛、大黑山岛、砣矶岛、小钦岛、南隍城岛和北隍城岛处于可载状态,不同海岛应实施不同的保护与利用模式;3）区块尺度上,海岛资源环境承载力表现出了明显的空间分异性特征,可载区占41.7%,临界超载区占30.0%,轻度、中度和重度超载区分别占15.9%、8.1%和4.3%,超载区主要分布在各岛的城镇建设区域。     

基于PSR模型的江苏海岸带生态系统健康时空变化研究

以江苏省海岸带为例,基于PSR模型构建江苏省海岸带生态系统健康评价指标体系,采用熵权法和层次分析法结合确定指标权重,依据构建的评价模型对近19年间的生态系统健康状况进行评价与分析.结果表明:研究区各县市生态系统健康综合指数在3~6之间,处于一般等级的区域占总面积的54%~66%,处于较差等级的区域占34%~45%,空间分布上表现为研究区中部生态系统健康状况较好,而南北两侧相对较差;研究区生态系统一直处于一般健康水平,但从健康指数构成来看,研究区压力、状态、响应因子值在研究期间都有不同程度的下降,生态健康指数在2002年以后略表现出下降趋势,应引起足够的重视.     

基于关键指标的黄河流域近20年生态系统质量的时空变化

黄河流域生态系统质量直接关系到国家中长期生态安全和高质量发展,研究黄河流域生态系统质量时空变化,可为黄河流域的生态保护和高质量发展提供参考. 基于长时间序列MODIS数据,提取能够反映生态系统质量的归一化植被指数(NDVI)、叶面积指数(LAI)、表层水分含量指数(SWCI)和陆地表面温度(LST)4个关键指标构建遥感生态指数(remote sensing ecological index, RSEI),结合Sen+Mann-Kendall检验和Hurst指数,分析黄河流域2000—2018年生态系统质量变化情况及变化趋势. 结果表明:2000年、2010年、2018年3个年份RSEI与各指标的平均相关系数为0.856,均高于各指标之间的平均相关系数,RSEI能够综合反映黄河流域生态系统质量. 近20年黄河流域生态系统质量存在局部改善与退化并存的现象,其中改善面积占52.84%,主要分布在湟水谷地、黄土高原、鄂尔多斯高原、河套平原和宁夏平原;退化面积占18.48%,主要分布在黄河源区、陕西关中盆地和黄河下游. Hurst指数分析表明,黄河源区生态系统质量未来呈改善趋势,黄土高原持续性改善和未来退化趋势并存,鄂尔多斯高原、阴山南麓、子午岭以未来变化不确定为主,陕西关中盆地以持续性退化为主,生态系统质量未来变化趋势不确定和持续性退化的区域仍需要持续关注. 研究显示,基于关键指标的遥感生态指数能够综合反映黄河流域生态系统质量状况,近20年黄河流域生态系统质量改善面积占52.84%,远高于退化面积(18.48%),且黄河源区生态系统质量未来以改善为主.      

基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法改进

生态系统服务价值是生态保护、生态功能区划、自然资产核算和生态补偿决策的依据和基础,并且生态系统服务功能呈现出与生态结构和生态功能密切相关的时空动态变化特征,但目前国内尚缺乏统一和完整的生态系统服务价值的动态评估方法。研究基于文献调研、专家知识、统计资料和遥感监测等数据源,通过模型运算和地理信息空间分析等方法,对单位面积价值当量因子静态评估方法进行了改进和发展,构建了基于单位面积价值当量因子法的中国陆地生态系统服务价值的动态评估方法,实现了对全国14种生态系统类型及其11类生态服务功能价值在时间（月尺度）和空间（省域尺度）上的动态综合评估。初步的应用与评估结果表明,2010年我国不同类型生态系统服务的总价值量为38.1×10¹²元,总体变化趋势为从东南向西北逐渐降低,年内变化多表现为以7月为最高,1月和12月最低。总体而言,尽管还需要进一步地改进和完善,论文构建的评价体系为我国生态系统服务价值的时空动态评估提供了一个相对全面的综合评估方案,从而为我国自然资产评估、生态补偿等方面提供更为全面的科学依据与决策支持。     

基于利益相关者感知视角的生态系统服务研究进展

作为生态系统服务的共同生产者和受益者,利益相关者在生态系统服务供给、需求与决策中发挥着重要作用,对探究生态系统服务的社会相关性和潜在社会影响至关重要。如何从利益相关者感知视角进行生态系统服务评估、揭示生态系统服务感知的影响因素、平衡不同利益相关者的多重生态效益已成为一项重要议题。本文基于国内外生态系统服务感知研究的理论基础和实践进展,在归纳利益相关者及其感知概念的基础之上,整理介绍利益相关者感知在生态系统服务研究中的应用,系统梳理利益相关者识别、感知数据获取、感知评估方法特点,阐释影响利益相关者对生态系统服务感知的多维因素及其作用机制。从生态系统服务社会公平性、决策参与度、可持续供给理念出发,以利益相关者为核心,构建一个社会感知评估、社会效应分析、政策实践应用互动融合的研究框架,进而有效链接自然生态系统和人类社会系统。未来研究有必要进一步阐明生态系统服务的多样化社会需求与差异、挖掘多源大数据在多尺度生态系统服务感知评估中的作用、扩大空间分析方法应用范围、揭示生态系统服务感知差异形成机制。     

长江流域2000—2015年生态系统质量及服务变化特征

分析生态系统质量与服务现状及变化特征,有助于准确了解流域生态系统状况与趋势,为流域生态保护与修复的高效管理提供参考依据.采用相对生物量密度与相对植被覆盖度指数以及生态系统服务（土壤保持、防风固沙、洪水调蓄、粮食生产）评估模型,评估2000—2015年长江流域生态系统质量及服务变化特征.结果表明:①2000—2015年,长江流域森林、灌丛以及草地生态系统质量提升显著,56.56%的森林、45.65%的灌丛以及19.26%的草地生态系统质量得到不同程度的提高.②研究期间,长江流域粮食生产、洪水调蓄、土壤保持、防风固沙均呈显著上升趋势,其中粮食生产能力增加13.7%,洪水调蓄功能提升10.1%,土壤保持服务提高19.5%,防风固沙总量增加30.0%.③长江流域生态系统质量不高,处于低与差质量等级的生态系统面积比例在25%~35%之间;受不同类型的自然和人类活动影响,长江流域生态系统质量与服务均存在局部退化现象.研究显示,在生态质量与服务评估的基础上,分区域、分类型实施不同的生态系统保护与恢复途径,是今后长江流域加强生态系统管理的重要途径.      

基于生态系统健康的国土空间生态修复分区——以长江中游城市群为例

高强度社会经济活动造成了河湖湿地萎缩、景观破碎化与生物多样性减少等生态问题,实施国土空间生态修复成为生态环境治理的必然途径。以长江中游城市群为研究区,基于网格单元构建“生态系统活力—生态系统组织力—生态系统弹性—生态系统服务力”（VORS）模型,评价2010年和2020年的生态系统健康水平。通过自然断点法和智能化修正等方法,自下而上地开展国土空间生态修复分区,并提出相应的生态修复措施。研究结果表明：2010—2020年长江中游城市群耕地面积有所减少,建设用地扩张明显;生态系统健康状况较为稳定,但是存在明显的空间差异;生态系统活力和服务力提升明显,生态系统组织力和生态系统弹性呈下降趋势。根据分区结果,将研究区划分为生态系统保育区、生态系统提升区、生态系统缓冲圈、生态系统改良圈和生态系统重塑圈“两区三圈”的修复区域,并提出生态修复对策。     

湛江湾生态系统服务功能与价值评估

构建了包括4个大类、13个亚类的湛江湾生态系统服务类型体系,采用市场价格法、替代成本法、成果参考法等生态经济评估方法,对湛江湾生态系统服务价值进行了初步定量估算。结果表明,2009年湛江湾生态系统服务总价值约为12.62×108元,平均单位海域生态系统服务价值为467.49×104元/km2,是湛江近海单位海域面积海洋经济总产值的1.31倍。湛江湾生态系统服务的供给服务价值最大,占80.11%;其次为文化服务价值,占15.67%;调节服务价值最小,仅占4.22%。食品供给服务是当前湛江湾生态系统最突出功能,比重占总价值的79.23%,凸显其作为湛江重要水产养殖基地作用。与福建罗源湾和山东桑沟湾相比,湛江湾水产养殖污染对海湾生态系统健康的威胁更大。评估结果同时揭示出湛江湾污染物处理功能价值非常有限,减少陆源污染物的入湾排放是湛江生态海湾型城市建设的关键所在。     

基于生态系统水平的河流风险评价

现有的生态风险评价方法主要围绕特定物质或特定受体,难以用于以生态系统为对象的管理.本研究依照系统生态学与复杂系统的理论概念,采取以“生态系统服务”作为生态系统水平的风险评价终点的做法,通过量化外界压力与生态系统服务的“压力-响应”模式,建立了基于生态系统水平的生态风险评价方法,并以黄河为案例说明这一方法的应用.结果显示,黄河生态系统的保护需要重点关注中下游河段,主要的风险源为城市和农业面源,需要重点保护生境及生物类目标.结果表明所建立的评价方法可为促进基于生态系统的河流管理提供技术支持.     

基于理想参照系和关键指标的自然保护区生态系统质量评估——以额尔古纳、辉河和锡林郭勒国家级自然保护区为例

为了增强自然保护区内和保护区间的生态系统质量评估结果的可比性,基于“理想参照系和关键指标”的理念,提出量化关键指标阈值和生态系统质量的算法,并以额尔古纳、辉河和锡林郭勒国家级自然保护区为例开展具体的评估工作。研究发现：（1）额尔古纳保护区生态系统质量指数（84.59）显著高于辉河（69.26）和锡林郭勒保护区（63.41）。（2）三个保护区不同功能区间的生态系统质量指数无显著差异。（3）2000—2018年,额尔古纳和锡林郭勒保护区的生态系统质量指数均呈显著上升趋势,但辉河保护区无明显变化。本文提出的评估方法能科学、快速地评估自然保护区生态系统质量现状及变化,可量化其恢复潜力,并能实现评估结果间的比较,为保护区建设和管理提供参考。     

中国自然草地生态系统服务价值

文中参照Constaza等提出的方法,在对草地生态系统服务价格根据其生物量订正的基础上,逐项估计了各类草地生态系统的各项生态系统服务价值,得出全国草地生态系统每年的服务价值为14979×10⁸US＄。其中扰乱管理价值占1607%,水管理和水供应价值占1444%,侵蚀控制和沉积保存价值占908%,废物处理价值占4203%,授粉价值占783%,生物控制价值占72%,食物和原材料生产价值占2226%,娱乐和文化价值占578%,其它如气体管理价值、土壤形成价值和栖息地价值低于5%。受各类草地生物群落分布广度和单位面积生态服务功能强弱的综合影响,各类草地的生态服务价值贡献率有很大差异,其中,沼泽类对草地生态系统总服务价值的贡献率为5234%。温性草原类、热性草丛类、热性灌草丛类、低地草甸类和高寒草甸类对总服务价值的贡献分别在503%～774%之间,其余类型的草地生态服务价值贡献率在5%以下。     

基于生态系统服务供需的厦漳泉地区生态网络空间优化

耦合生态系统服务供需和景观生态安全格局,解构城市群地区生态空间结构,是优化农业—城镇—生态网络空间布局的基础。基于生态系统服务供需理论,以福建东南沿海厦漳泉城市群为例,综合生态系统服务最重要区域和生态红线边界确定供给源地,结合自然、经济多要素构建消费格局,应用最小累积阻力模型建立景观生态安全格局,识别需求分区、生态流网络、关键节点等组分,采用分层叠加分析重构厦漳泉地区生态网络空间。结果显示：（1）供给源地占研究区总面积的41.64%,生态缓冲区、生态敏感区和生产生活区分别占22.67%、31.58%和4.11%;（2）供给源地集中于中西部丘陵山区,耗费低值区与供给源地分布一致,而高值区呈“井”字形分布特征,集中于沿海一带;（3）生态流通道网状化程度较高,中西部主要由森林构成,东部沿海区域主要由城镇水系和绿地系统、周边农田构成,驱动因素类型和强度均呈现显著的空间异质性;（4）提出构建厦漳泉地区“九区四组团一带九廊道多中心”的生态网络空间优化布局,协调区域间生产生活生态功能组合,促进经济—生态空间协同发展。     

25年来江苏盐城沿海滩涂生态系统服务价值研究

本文以生态系统较为复杂的江苏盐城沿海滩涂为研究对象,选取3个典型地区,利用1994-2018年7个时间序列的遥感影像,解译土地利用类型数据,对研究区生态系统服务价值进行测算。结果表明：（1）1994-2018年研究区土地利用类型面积总体呈现“二增四减一平”态势,即基塘、建设用地增加,农用地、草滩、盐田、泥滩面积减少,河流面积基本稳定;（2）研究区生态系统服务总价值（ESV）总体呈增长趋势,从1994年到2018年增加了20.29亿元,其中,滩涂湿地分布区域和城乡接合区域的ESV下降幅度最为明显;（3）通过对该地区敏感性分析,各生态系统类型敏感性指数均小于1,说明各系数对ESV的影响较小。     

基于全球陆地生态系统的水源涵养服务价值时空变化分析

开展全球尺度的水源涵养评估工作,可量化各国家和地区生态环境保护和高质量发展水平.以水量平衡法和替代成本法评估全球183个国家和地区的生态系统水源涵养服务的实物量和价值量,结果表明:①2015年全球陆地生态系统水源涵养服务价值接近25×1012美元,中国、澳大利亚、美国、加拿大、俄罗斯排名前5位,全球单位面积水源涵养服务价值为17.98×104美元/km2.②2000-2015年水源涵养实物量呈现先减后增的趋势,年均增长率为1.05%,喜马拉雅山脉附近增幅最大,水源涵养实物量的时空变化特征与生态系统类型转移趋势基本一致.③全球发达国家人均水源涵养服务价值为0.99×104美元,单位面积价值量为23.6×104美元/km2,具有良好的生态环境禀赋,而部分非洲国家或最不发达国家的生态产品价值转化能力不足,需实现生态产品价值转化.中国迫于人口基数巨大,需提升生态系统服务价值来进一步提升人均水平.④聚类分析结果显示,澳大利亚、中国、印度、印度尼西亚具有"高"水平生态系统水源涵养服务价值,整体处于第一梯队.研究显示,全球陆地生态系统水源涵养服务价值时空异质性显著,分国家和地区、分生态系统类型评估水源涵养服务价值可为全球生态系统服务价值评估提供重要参考.      

长三角地区城市化对典型生态系统服务供需的影响

长三角地区快速城市化进程影响了生态系统服务供需的平衡关系,为实现长三角一体化高质量发展需要探究城市化对生态系统服务供需的影响。基于生态模型、Pearson相关性、随机森林、局部空间自相关等方法分析城市化和生态系统服务供需间的影响关系、敏感性与空间交互关系,提出生态管理措施。研究发现：2000—2018年间,长三角地区城市化综合水平上涨133.33%;各典型生态系统服务供需比均为正但均呈下降趋势,平均下降幅度22.39%;城市化对生态系统服务供需比具有显著的负向影响,2000—2018年间,影响强度平均上升82.34%;食物生产对人口城市化敏感性较强,碳储存和生境质量对经济城市化敏感性较强,水源涵养和PM_2.5去除则对空间城市化敏感性较强;城市化与生态系统服务供需比存在较大的空间错配性。由此建议将长三角地区划分为生态利用区、生态重构区、生态源地区和生态修复区,并结合城市化和生态系统服务供需特征提出生态优化管理措施。