摘 要: | 明确生态功能区的空间分布和组成结构,了解多种生态系统之间的权衡与协同关系的演变规律,对吐哈地区生态系统的科学管理和修复至关重要.研究旨在探索各生态系统服务簇的权衡协同关系,并根据生态特征制定差异化的生态管理策略.基于InVEST模型和价值当量法估算吐哈地区2000~2020年6种生态系统服务,即固碳量、产水量、土壤保持、生境质量、粮食生产和美学景观.通过计算多种生态系统服务景观指数(MESLI)量化不同区域的多种生态系统服务综合能力.使用SOFM算法识别生态系统服务簇,确定区域主导服务功能并划分生态功能区.最后,采用Spearman相关分析方法探究全域以及不同服务簇内各生态系统服务之间的权衡协同效应.结果表明:①2000~2020年,吐哈地区建设用地、耕地、水域和林地面积增长,其中建设用地增幅最大,草地和未利用土地的面积持续减少.②产水量、生境质量、土壤保持、美学景观、固碳量和粮食生产呈“北高南低”的空间分布格局,粮食生产高值区主要分布在山前平原绿洲内耕地区域.2000~2020年,固碳量和粮食生产年均值先增后减,美学景观先减后增,产水量逐年上升,土壤保持逐渐下降,2020年生境质量出现轻微下降.③MESLI值多年平均值为0.49,表明地区整体提供各种生态系统服务的能力较弱,生态系统结构的完整性较低.MESLI整体呈“中、西高,南低”的空间格局,具有明显的空间分异性.地区以低MESLI值为主,占总面积的79.46%.④识别出4种生态系统服务簇,分别为生态涵养簇、生态保护簇、粮食生产簇以及生态脆弱簇.生态脆弱簇面积占比最大,生态保护簇最小,具体顺序为:生态脆弱簇>生态涵养簇>粮食生产簇>生态保护簇;生态涵养簇提供多种生态系统服务能力最强,生态脆弱簇最弱.⑤吐哈地区全域尺度下,各生态系统服务间关系以协同为主;由于受区域土地利用类型和自然条件的影响,服务簇尺度下生态系统服务间的关系与全域尺度存在明显差异,且不同服务簇中相同服务组合的权衡/协同关系具有相似性和差异性.研究成果可为吐哈地区可持续发展和生态环境优化提供科学依据.
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