2000~2010年长江流域土地利用变化与生态系统服务功能变化

基于2000/2005/2010年三期土地利用现状遥感监测数据,利用GIS空间分析技术,分析长江流域土地利用变化方式、过程、区域特征和生态系统服务功能变化。研究表明：2000~2010年长江流域城乡建设用地、林地和水域面积增长显著,而耕地、草地面积持续减少;耕地减少和城乡建设用地增加相关,草地减少和林地增加相关,水域增加与三峡蓄水及退田还湖相关;四川盆地、中游城市群和长三角城市群等人类活动热点区域的土地利用程度显著提高;受土地利用变化影响,2000~2010年长江流域生态系统服务总价值逐年提高,水源涵养、废物处理和娱乐文化服务功能增强,而土壤形成与保护、食物生产服务功能明显减弱;生态服务价值高值区主要分布在沿江湖泊和湿地,其次是林草地覆盖区,青海高原荒漠区生态服务价值最低。     

2008~2016年鄱阳湖生态经济区生态系统服务价值的时空变化研究

鄱阳湖生态经济区是中国重要生态功能区和世界自然基金会划定的全球重要生态区,2009年开始建设,目前已完成首要阶段的建设工作。基于土地覆被遥感解译数据,利用生态价值评估模型及GIS空间统计方法,分析鄱阳湖生态经济区2008~2016年间生态系统服务价值时空格局及动态演化。结果表明,鄱阳湖生态经济区土地利用/覆被方式以耕地、林地和草地为主,8年间区内草地和建筑用地面积明显增加,水域面积减少加剧,生态系统服务价值总体呈减少趋势,其中减少最明显的是林地和水域系统价值。水源涵养和土壤保持是鄱阳湖生态经济区最主要的生态系统服务功能,两者合计占比38%以上,但食物生产、水源涵养与废物处理的各单项生态服务价值下降比例较多。生态系统服务价值年均减少率超过20%的区域主要在城市地区,从空间分布来看,南部区域生态服务价值增长具有优势,尤其在2012~2016年间总的优势更为明显。     

基于InVEST模型的岷江上游生态系统水源涵养量与价值评估

岷江上游是中国长江上游生态屏障的重要组成部分,更是成都平原的重要水源生命线,该文使用InVEST模型与影子工程法,对其生态系统水源涵养量与价值进行量化评估与空间制图,可为当地水源地保护与生态补偿机制的建立提供依据。结果表明:岷江上游小流域水源涵养量多年平均值为219.36 mm,总量为49.19亿m~3,价值为40.83亿元,并且存在明显的空间差异,高值区主要分布在汶川中南部,低值区多集中在松潘县与茂县境内。受评估方法的限制,不同学者对该流域的相关研究结果差异较大,可比性较差,但是岷江上游生态系统具有巨大的水源涵养价值。空间化评估结果可直观的反映水源涵养量与价值的空间差异,在流域生态补偿机制构建、补偿效益分析等方面具有重要应用价值。     

珠三角生态屏障区森林生态系统服务功能价值核算——以韶关市为例

近年来,随着对森林生态系统服务功能认识的日益提升,森林生态系统服务功能的价值核算愈显重要。本文应用生态价值法、碳税法、影子工程法与意愿调查评估法等研究方法,对韶关森林涵养水源、固碳释氧、保育土壤、净化空气、休闲娱乐及保护生物多样性6项生态服务功能价值进行了核算。结果表明,韶关森林生态系统6项服务功能的总价值为769亿元,相当于该区GPD总量的94.14%;而6项功能指标中涵养水源功能价值最高,为3.25×1010元,占总价值42.26%;单位面积森林生态系统服务功能价值约为全国单位价值的4.8倍。     

湖库水源地流域生态系统服务权衡与多目标优化——以天目湖流域为例

协调各生态系统服务的权衡关系是进行生态系统有效管理、实现可持续发展的关键。采用模型评估法和价值评估法等评估了天目湖流域2019年水源涵养、水质净化、土壤保持、固碳和供给等五项重要生态系统服务,分析了各服务之间的权衡协同关系,采用多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)对水质净化服务和供给服务进行优化。结果表明：(1)天目湖流域水源涵养、水质净化、土壤保持和固碳服务呈现“南高-北低”的空间分布特征,与植被覆盖度存在明显的正相关性;而供给服务的高值主要分布在流域中部和河流沿岸,与茶园和耕地分布密切相关。(2)水源涵养、水质净化、土壤保持和固碳服务两两之间表现为协同关系,供给服务与其他服务之间均呈现为权衡关系,其中与水质净化之间的权衡关系最强,表现为流域内最为突出的矛盾关系。(3) NSGA-Ⅱ算法为研究区生态系统服务优化提供了4种方案,可以在不同程度上化解流域内水质优化和经济产出之间的矛盾关系,为天目湖流域乃至其他湖库型水源地流域面向供水安全的生态系统可持续管理提供了新的思路和方法。     

环太湖城市群土地利用转型及其生态环境效应

探讨土地利用转型所引发的生态环境效应对于推动区域经济可持续发展,改善生态环境具有重要意义。以环太湖城市群为例,利用GIS空间分析方法,综合生态环境质量指数和生态系统服务功能测度结果,揭示土地利用转型所带来的生态环境效应并识别其显著区域。结果显示：(1)2000～2018年,农业生产用地转为生活用地是研究区土地利用转型的主要特征,共计转出3 054.3 km²。生态用地总体变化缓慢,但水域生态用地面积波动较大。苏南城市郊区土地系统有序程度快速提高,研究区东北部和南部土地利用无序程度增强;(2)区域生态环境质量从0.407持续下降至0.392。区域生境质量由0.328降至0.303;固碳服务高值区主要分布在湖州西南部,低值区主要集中在苏州东北部;水资源供给总量由157.33亿m³升至165.41亿m³;游憩服务高值区主要分布在湖州西南部和太湖周边,低值区主要分布在太湖中心以及嘉兴东南部;(3)区域生态综合指数均值下降0.026,苏州中部下降最为严重,形成大面积块状冷点,张家港市东部、溧阳市西部生态环境状况有所改善,形成多个局...     

农业主产区生态系统服务供需格局及影响因素分析——以湖北省四湖流域为例

生态系统服务供需匹配状况可以反映区域生态与社会经济发展的协调程度,探究其空间异质性与主导驱动因子对于农业主产区生态与农业的协同发展具有重要意义。以湖北省四湖流域为研究对象,综合多源数据,应用ArcGIS、InVEST模型和地理探测器等方法,定量分析了四湖流域水源供给、固碳、粮食生产和水质净化等(4)种生态系统服务供需匹配状况、综合供需比及其冷热点区域的驱动因子。结果表明：(1)4种服务供给低值区与需求高值区的空间分布格局相似,主要位于流域西部高城市化区域。(2)除固碳服务外,其他三种服务均能满足流域内部需求,流域综合供需比为0.28,整体处于盈余状态。(3)各项生态系统服务供需比均呈现空间差异性,仅水质净化服务无明显冷点区域,其他服务冷点区域集中在西部高城市化区域,热点区域分布在水域和耕地密集区域。(4)建设用地与耕地分别为影响四湖流域生态系统服务冷点和热点区域供需平衡的主导因子,适当平衡耕地与建设用地的面积,增大湖泊湿地面积是流域实现供需平衡的重要方法。研究结果可为四湖流域和其他类似农业流域的生态系统保护与土地资源可持续利用提供科学支撑。     

甘肃省主体功能区划中生态系统重要性评价

生态系统的重要性是划分主体功能区的重要评价指标之一.甘肃省地域跨度大,自然地理背景复杂,生态系统的类型多样,生态重要性的定量评价困难.该文基于分区评价单元内各类生态系统的构成及功能来核算其生态服务价值,并把这种服务价值作为生态重要性的依据来划分生态保护区域.以县级行政区为评价单元,核算了森林、草地、荒漠、农田、湿地和城市6大类生态系统在气体和气候调节、水源涵养、土壤保持、环境净化、生物多样性维护、生物产品产出、文化娱乐7个方面的生态服务价值.评价结果表明,全省84个评价单元的生态服务价值的空间格局明显,较好地表现了各地区的生态系统的重要性及其分区指向,其结果可为省级主体功能分区提供基本依据.作为一种思路和方法,在完善主体功能分区中是值得探讨的.     

兼顾生态系统功能和生态需求强度的城市生态用地重要性评价——以长沙市为例

生态环境保护和城市经济发展的矛盾由来已久,科学评价生态用地的重要性,对维护区域生态安全和引导城市有序扩张具有重要意义。生态用地的重要性不仅由生态用地自身的生态系统功能决定,同时受到人类生态需求强度的影响。选取生物多样性维持功能、土壤保持功能、水源涵养功能、户外休闲需求和生态用地稀缺度等指标,以长沙市中心城区为研究区,构建了兼顾生态系统功能和区域生态需求强度的生态用地重要性评价模型,进行了生态用地重要性评价。其中,生态系统功能通过生物多样性维持功能、土壤保持功能、水源涵养功能量化,区域生态需求强度通过户外休闲需求和生态用地稀缺度量化。实验结果表明：长沙市中心城区生态用地空间分布差异显著,极重要生态用地主要由大面积集中连片的森林、重要饮水源地和高质量的耕地构成,既包括城市外围提供生态屏障的大块生态用地,同时包括人口稠密城市建成区内的湿地、河流等小面积生态用地。与传统评价模型相比,构建的模型能够体现人类需求的影响,结果更符合人们的实际生态需要。     

湖北大别山区生态系统水源涵养功能遥感评估

湖北大别山区是长江中游和淮河中下游重要的水源补给区，也是我国中部地区重要的生态屏障，开展其水源涵养功能评估可以为区域生态保护和生态规划提供重要基础数据。以湖北大别山区为研究区，在获取高精度精细生态系统类型数据基础上，基于水量平衡模型评估水源涵养量，分析其空间分布特征及生态系统类型、海拔和坡度等因子对水源涵养功能的影响。结果表明：(1)研究区2020年水源涵养深度均值为292 mm,水源涵养总量为43.57×10⁸m³,空间上呈现东强西弱的特征；(2)水源涵养总量贡献较大的是森林和灌丛，贡献率占比超过70%。单位面积水源涵养能力较强的为常绿阔叶林和常绿阔叶灌丛，分别为620.63和539.51 mm;(3)中低海拔(100～300 m)区域水源涵养总量占比最大，为42.86%,高海拔(1 000～1 700 m)区域单位面积水源涵养量较高，为711.79 mm,缓坡(5°～15°)地区对水源涵养总量贡献最大，为47.80%;(4)水源涵养极重要区域占研究区总面积的6.56%,主要集中在东部的九资河镇、温泉镇、青石镇等；重要区域占12.08%,主...     

常熟市南湖荡生态服务价值评估

南湖荡是常熟市第三大湖泊,是城乡结合部的天然湿地。在实地调查和试验的基础上,本文运用市场价值法、费用支出法、影子工程法和成果参照法等,从直接利用价值和间接利用价值两方面对南湖荡湿地的生态服务价值进行了定性和定量货币化评估。研究结果表明,南湖荡现状提供的直接利用价值为2 724万元,间接利用价值为1 948万元,相当于常熟市2008年总GDP的0.03%;生态服务功能从大到小依次为水产养殖(54.81%)、营养循环(28.23%)、涵养水源(7.62%)、侵蚀控制(4.71%)、供水(2.76%)、生物栖息地(1.06%)、科教(0.75%)和水质净化(0.06%);主要生态服务功能为水产养殖,在保持水产养殖优势的同时,加大休闲娱乐和涵养水源方面的投资,合理开发南湖荡湿地资源。在入湖口、生态受损区进行湖滨湿地建设,在湖体、湖滨带和河道采取生态修复措施,保护好南湖荡湿地生态环境,实现南湖荡湿地资源的可持续利用。     

武汉市耕地景观游憩功能与可达性的空间匹配格局

揭示耕地景观游憩功能的供给能力与其可达性的空间匹配格局,可以为耕地景观游憩功能的合理布局、开发与利用提供依据。以武汉市为例,采用指标评价法和专家打分法,结合GIS空间分析,建立了耕地景观游憩功能的空间格局研究框架,对耕地景观游憩功能的供应潜力、可达性、及两者空间匹配等方面开展了研究。结果表明:(1)武汉市耕地景观游憩功能供应潜力的空间分布呈现从中心城区边缘向外逐渐降低的格局;(2)武汉市耕地景观游憩功能可达性呈现"中西部高,边缘低"的分布格局;(3)根据耕地景观游憩功能的供应潜力与可达性的空间匹配关系,将武汉市耕地景观游憩服务分为四类:高供应-高可达,高供应-低可达,低供应-高可达,低供应-低可达;这四类面积分别占研究区域的26.17%、25.24%、17.33%、31.26%。对耕地景观游憩功能的合理开发与利用、促进耕地利用的多功能化具有重要的现实意义。     

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。     

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。     

浙江省土地利用格局时空变化及生态风险评价

基于1990~2015年浙江省6期的土地利用数据,分析土地利用的时空变化,构建生态风险指数,对不同时期的浙江省土地利用生态风险进行了评价。结果表明：（1）浙江省土地利用变化表现为耕地大量减少而建设用地剧增;土地利用转移方向主要为耕地、林地、水域向建设用地转移;其中以2000~20005年和2010~2015年土地利用动态度最高;（2）浙江省生态环境质量下降。中生态风险区是区域的主导类型,较高、高生态风险区向外扩张,高值区主要分布在杭州湾附近,沿海区域,杭州西南部、衢州和金华三市接壤区域。低等级生态风险区分布在相邻高等级生态风险区的周围,大致成圈层状向外扩散;（3）土地利用生态风险等级转换差异较大。生态风险转移主要是由低向高等级转换,且其生态风险等级年均转换速率呈上升趋势,生态风险转换主要发生在城市、沿海区域如杭州湾附近、温州、台州沿海等经济发展活跃的地区;（4）浙江省各地级市生态风险值时空分异较大。各市生态风险值主要呈上升趋势,宁波市生态风险变化最大,衢州市变化最小。空间分布上,杭州市生态风险值最高,远大于其他地级市,舟山市生态风险值最低。     

丹江口库区水土保持的生态服务功能价值估算研究

在特定尺度和区域范围内,运用环境经济学理论和方法,定量评估了规划实施的丹江口库区水土保持近期项目的生态服务功能价值。结果表明：水土保持生态建设近期项目全部发挥效用后,全年生态服务价值总量为3274亿元,其中,保持和涵养水源价值为448亿元,水污染防治价值791亿元,保持和改良土壤1027亿元,固碳供氧价值314亿元,净化空气价值352亿元,维持生物多样性价值341亿元。在各项价值中,保持与改良土壤、水污染防治价值最为突出,是水土保持生态价值的主要体现。从机会成本角度分析,水土保持生态建设项目实施的年成本为239亿元,生态服务功能价值为成本的1369倍,建设项目预期生态经济效益非常显著。研究结果可为远期规划项目生态效益定量评价提供借鉴,为水源区生态补偿机制的建立提供理论依据。     

基于土地利用变化的四川省生态系统服务价值研究

认识和理解土地利用变化对生态系统服务价值的影响及相互作用关系具有重要意义。在分析国内外各种生态服务价值评价方法和对各类生态系统生态服务价值系数进行修正的基础上,采用生态系统服务价值评估模型、敏感性指数和价值变率模型,对各类生态系统的各项生态服务价值、土地利用变化对四川省生态系统服务价值的影响进行了计算和分析。结果表明：（1）四川省土地利用以林地和牧草地为主,1996~2006年耕地、未利用土地、牧草地和水域面积减少,林地、建设用地和园地面积呈增加趋势;（2）1996~2006年四川省生态系统服务价值由1996年的7 214588×108元上升到2006年的7 305018×108元,增加90431×108元,园地生态系统服务价值持续增加,而农田、牧草地、水域、未利用地则继续减少;（3）土地利用的生态服务价值区域差异显著,空间上呈现西多东少的分布格局,西部高山高原区和盆周山区的生态系统服务价值总量较大,成都平原和四川盆地丘陵区所提供的较少;（4）四川省生态系统服务价值缺乏弹性,价值变率反映林地面积的变化对研究区生态系统服务价值的变化具有较大影响     

湖北省生态足迹和生态承载力时空动态研究

研究湖北省内部可持续发展的趋势,以2005年、2010年、2013年统计数据为基础,应用生态足迹分析法核算湖北省17个市(州、林区)在三个时间节点的生态足迹与生态承载力,对各地区生态足迹和生态盈亏状况从时间和空间上进行动态研究。研究结果表明:湖北省17个市(州、林区)的总生态足迹和人均生态足迹呈迅速增长趋势,其中中部地区增长最快;2005年生态赤字最为严重的地区集中于以武汉为代表的中东部,2013年生态赤字最为严重的地区集中于中西部,生态赤字空间分布的重心逐渐由东部向西部转移;6种生态生产性土地增长速度由快到慢依次是建筑用地、化石能源、草地、水域、林地和耕地,其中潜江、恩施、天门、仙桃、黄冈等地建筑用地生态足迹增速最快,十堰、鄂州、黄石、荆州、荆门等地则是水域生态足迹增速最快,草地、水域、化石能源用地和耕地的生态足迹增长共同决定各地区人均生态足迹的变化趋势。     

江阴市近5年生态足迹计算与分析

生态足迹理论是通过跟踪区域的资源和能源消费,将它们转化为提供这种物质流所必须的生物生产性土地面积,并与生态承载力进行比较,以此衡量区域可持续发展状态。利用生态足迹理论,计算了江阴市1997～2001年5年间的生态足迹变化过程。结果表明,江阴市的人均生态足迹供给约为0.30 hm2·cap-1,而人均生态足迹消费从1997年的1.65 hm2·cap-1提高到2001年的2.04 hm2·cap-1,生态压力不断增大,生态赤字显著提高。对江阴市生态足迹构成进行分析,因素贡献大小依次排列为：化石能源>耕地>牧草地>水域>建筑用地>林地。化石能源消费的份额最大,超过50％,与江阴市高强度的经济活动有关;与此同时,食物生产消费也占较大份额。5年间单位GDP的生态足迹呈下降趋势,表明江阴市的资源利用效率明显提高。     

“5·12”汶川地震极重灾区生态服务功能恢复总体评估

2008年"5·12"汶川特大地震,对生态系统造成巨大威胁。为了解汶川地震灾区生态恢复总体状况,以期为灾区中长期生态恢复跟踪监测、生态恢复措施的制定和调整提供决策支持,分别以2007年、2009年、2013年代表地震前、地震后以及恢复期3个时期,采用土壤侵蚀敏感性、林冠截留量、生境适宜性等指标,分别评估了汶川地震极重灾区10个县市水土保持功能、水源涵养功能、生物多样性保护功能的状况及变化动态。结果表明:研究区的水土保持功能、水源涵养功能,以及生物多样性保护功能在震后遭到了严重破坏。总体来说5a后,区域生态服务功能得到了一定程度的恢复,但未达到震前水平。在极重灾区10个县市中,地理上位于中南部的6个县市(汶川、都江堰、什邡、彭州、绵竹、安县)在地震中总体受损程度较大。6个县市处于中国西部泥石流、滑坡的活跃区,震后因降雨诱发滑坡泥石流,导致了龙门山、茶坪山局部区域的水土保持功能、水源涵养功能、生物多样性保护功能在恢复期进一步下降,甚至低于震后。其中汶川县草坡乡、银杏乡、耿达乡、卧龙镇、三江乡有较大范围的功能下降,另外,都江堰市、彭州市、什邡市、绵竹市、安县等也分别有较大面积的功能下降区。区域生态服务功能在未来10a内,有可能进一步恶化。灾后重建一定程度上改善了区域生态功能状况,加快了生态功能恢复进程。但是,也存在对生态服务功能的恢复与维持重视不足等问题。部分灾后重建项目的实施,甚至又导致局部地区出现生态服务功能的退化。建议(1)加强汶川地震极重灾区中长期生态恢复遥感及地面监测、评估,进行生态服务功能恢复效应评估;(2)加强干旱河谷、龙门山及茶坪山等重点区域的生态修复。