基于生态系统服务流视角的人地系统动态演化评估

陆地表层复杂的人地关系地域系统是人类活动的载体,同时承载着人类活动产生的环境影响。人地关系动态演进过程体现了人类对环境与自然资源开发和利用的深化。随着我国经济社会的迅速发展、生态系统服务的退化消失,人地系统矛盾日趋尖锐。生态系统服务流对生态系统服务的转化、输送与维持具有重要作用,是自然生态系统与社会经济系统之间的桥梁,能够在人地系统间建立时空连接。以黄河中下游的快速城市化发展地区(河南省郑州市)和生态环境保育区(河南省南阳市)为研究对象,构建生态系统服务供需综合评估框架,揭示中尺度区域人地关系动态演变规律。结果表明：近30年间,郑州市的人均三维生态足迹增长力度大于南阳市,而生态承载力水平小于南阳市。2020年郑州市人均三维生态足迹与南阳市的差值为0.195 9 hm²/人,人均生态赤字是南阳市的2倍、1990年的121倍。由此可知,快速城市化发展地区的生态系统服务供给能力和可持续发展水平远低于生态环境保育区,人地系统矛盾比生态环境保育区尖锐。基于生态系统服务流视角的区域人地系统动态演化评估,可为决策者制定科学、合理的区域生态保护和高质量发展政策提供支持。     

基于生态系统服务价值的城市增长边界划定研究:以衡阳市中心城区为例

科学评估土地生态价值,并将其纳入城市规划实践,是落实国家生态文明战略要求的重要手段。城市增长边界是统筹城市开发建设与区域生态保护的重要政策工具,针对以往划定方法对生态系统服务功能考虑不足的问题,提出一种新的城市增长边界划定方法。以衡阳市中心城区为例,基于反规划理念,以2005—2015年区域生态系统服务价值评估为基础构建生态安全格局,通过耦合城市生态安全格局与基于未来土地利用模拟(future land use simulation,FLUS)模型的城市扩张模拟结果划定城市增长边界。结果表明:(1)2005—2015年衡阳市中心城区生态系统服务价值总量从25.71亿元下降到24.75亿元,水文调节和水资源供给服务功能价值量呈上升趋势,其余各项生态系统服务价值呈下降趋势。(2)研究区城市刚性增长边界面积为17 325.72 hm~2,主要沿湘江及其支流蒸水和耒水分布,形成"三廊、三片"的空间结构。(3)2030年城市弹性增长边界面积为20 238.57 hm~2,空间形态呈"一个中心区、多个组团"分布。考虑生态系统服务功能的限制开发条件后,研究区生态用地得到更多保护,区域生态系统服务总价值比基准情景高0.61亿元,更利于区域生态系统服务功能的维持和区域生态安全的发展。该研究方法和结果可用于科学评估城市扩张的生态成本,有效解决城市发展与生态保护之间的矛盾,同时也可为城市总体规划、生态保护专项规划以及国土空间规划提供重要依据。     

区域生态监测的概念、方法与应用

区域生态监测是对生态系统类型、结构与功能及各要素的现状与变化进行测定与观察,并对生态系统受胁迫与胁迫效应进行判断和评价的过程。区域生态监测结果将在评价现状和预测发展趋势的基础上,为区域生态保护、生态建设提供决策依据。辨析了区域生态监测的概念,对区域生态监测方法选择及指标体系的建立提出了建议,并就其在生态环境管理中的应用作了探讨和展望。     

生态保护红线分区建设模式研究——以广东大鹏半岛为例

生态保护红线是中国一项创新性的环境保护制度,但目前其划分和实施管理机制仍处于不断探索阶段。以大鹏半岛为研究区域开展生态保护红线分区模式研究。通过生态调查和GIS空间分析相结合,综合分析大鹏半岛的功能定位、地形地貌特征、典型生态系统类型、珍稀濒危动植物资源和自然遗迹的分布状况、生态系统完整性和连续性特征,构建了全面反映生态特征的生态保护红线分区建设模式,提出基本生态控制线内差别化管理的思路,探讨了分区、分类、分级的生态保护管理体系,创新了流域生态管理模式。以基本生态控制线为基础划分7个重点区域进行分类分级保护模式,重点保护面积为171.59 km2,占基本生态控制线面积的77.3%。重点保护区域包括大鹏半岛国家地质公园、大鹏半岛自然保护区、红花岭海岸森林公园、大鹏半岛中部生态廊道、坝光古银叶树Heritiera littoralis国家湿地公园、东涌红树林湿地公园、西涌香蒲桃Syzygium odoratum林自然保护小区。该模式的实施既能较好地保护大鹏半岛具有重要生态价值的资源,也能够协调经济社会发展和生态保护的关系,是深圳市基本生态控制线内分区管理制度的有益尝试,为生态保护红线的可持续性管理提供技术支撑,也为中国城市生态保护红线的划分体系和精细化管理提供参考。     

生态系统服务价值评估的研究进展

生态系统服务价值评估是当前生态经济学和环境经济学的研究焦点。首先回顾了国内外关于生态系统服务功能的概念和分类的研究;其次根据发展历程分析了国外生态系统服务价值的评估研究;然后从全国、区域以及单个生态系统等方面探讨国内生态系统服务价值评估的研究。最后指出现有生态系统服务价值评估研究中的不足及今后发展方向,以期丰富生态系统服务价值评估理论。     

基于MCR模型与蚁群算法的洮河流域生态安全格局构建

生态安全格局的构建是保障地区生态安全的根本措施,是促进地区经济可持续发展的关键。洮河流域作为黄河上游重要的生态功能区,具有涵养水源、保持水土和生态安全屏障等重要生态功能,对黄河流域生态保护和高质量发展意义重大。受自然和人为因素双重影响,其生态环境脆弱敏感。关于该区域生态环境保护与修复的研究还不够全面,故选择洮河流域为研究区。基于洮河流域的生态特征,将生态系统服务重要性、生态敏感性和景观连通性的评价结果叠加分析,进行生态源地识别;采用最小累积阻力模型与蚁群算法并结合核密度分析方法,识别生态廊道空间范围;采用水文分析法识别生态节点,构建洮河流域生态安全格局。结果表明,(1)洮河流域的生态系统服务重要与极重要区域面积之和约为3.124×10⁴km²,约占研究区面积的69.02%,说明洮河流域生态系统服务价值较高;洮河流域生态敏感性主要以一般敏感和中等敏感为主,总面积约为2.753×10⁴ km²,约占研究区总面积的60.81%。(2)景观连通性极重要与重要区域面积为2.022×10⁴...     

农田生态系统服务功能研究进展

农田生态系统是人类社会存在和发展的基础,研究农田生态系统服务功能及其价值评估具有重要的意义.文章综述了国内外有关农田生态系统服务功能及其价值评估的研究进展;提出了农田生态系统服务功能的特点;将其服务功能类型划分为生产功能、生态功能和生活功能.分析了当前研究中存在的问题,如服务功能形成的微观机制及其参数研究欠缺;评价结果不准确;评价指标和方法有待完善等.因此,今后农田生态系统服务功能价值评估研究重点应着重于理论探索和方法完善方面,从农田生态系统微观形成机制入手,开展不同尺度和类型的农田生态系统功能价值评估研究,充分考虑影响其功能价值的因素,改进评估的手段、方法和技术,使评估结果更具可比性和实用性,为合理开发利用农业资源、管理农田生态系统,实现农业的永续发展提供理论依据和技术支持.     

生态系统服务内涵、价值评估与GIS表达

生态系统服务价值评估是当前生态经济学领域的研究热点,为解决生态系统之于人类的重要性提供了量化的参考,也是生态补偿机制建立的重要依据.近5年国际上SCI论文发表数量以年均40%速度增长,我国研究起步于上世纪90年代末,十年来发展迅速,从对国外研究的简单模仿逐渐转向对评估模型参数的修正及对技术方法的适应性集成与发展.生态系统服务的内涵研究不断推进,在阐释“自然组分-生态过程-生态功能-生态服务.获得利益”关系上呈现多种观点,相应地提出了不同的价值评估指标体系;生态系统服务价值评估以瞬时静态为主,动态评估略显不足;研究对象从大尺度和单一生态系统逐渐转向中尺度区域,评估结果表现形式从单一数值化向基于GIS的空间表达发展.在回顾全球范围生态系统服务评估研究成果的基础上,从研究区域分布与学科特点、内涵及分类、评估方法和GIS技术应用等四大方面进行归纳分析,并从生态系统管理和决策支持需求的角度,指出生态系统评估研究已取得显著进展,但有关生态系统服务的内涵与分类、生态系统服务价值的动态评估及GIS技术的应用研究仍待深入.     

流域生态系统服务研究进展与展望

在分析国内外流域生态系统服务研究动态的基础上,归纳全球流域(河流、湿地)尺度生态系统服务研究案例的分类和评估方法,重点阐述以水循环和水生态过程为纽带的流域生态系统产品和服务的特点和内涵,总结提出流域生态系统服务的研究重点是与水有关的水资源服务和水生态服务.强调今后要加强流域尺度上的科学研究与政策、管理的对接和应用,通过科学规范的流域生态系统服务评估,为流域生态补偿、生态修复机制的建立和流域水环境综合管理提供有力支撑.     

基于生态保护红线区识别的水土保持区划分

生态保护红线对维护区域生态安全、支撑经济社会可持续发展具有重要意义.科学评估水土保持功能重要性是生态保护红线划定的基础,水土保持区划有助于生态保护红线监管.采用供受体理论对水土保持功能重要性进行评价,基于水土保持重要性评价结果和指标进行水土保持分区,对每一个基本分区单元都进行功能定位识别和指标特征分析.结果表明:1)供...     

填海造地导致的海洋生态系统服务损失研究——以某地填海工程为例

填海造地给海洋生态环境造成了严重的影响,可改变区域水动力环境、地形地貌与冲淤环境、海水水质环境、海洋沉积物环境等,导致海洋生态系统服务功能损失.以某地填海工程为例,选取合适的评估模型,对填海造地造成的海洋生态系统供给服务、调节服务、文化服务、支持服务损失进行价值量估算,为合理制定生态补偿标准提供支撑.评估结果显示,该填...     

珊溪水库生态系统服务物质量和价值量评估

生态系统服务具有区域性特征.水库生态系统服务功能由陆域、水域生态系统服务功能构成.开展水库特别是水库所在流域的自然资源实物量核算与生态系统服务价值量评估,对于有效开展生态系统服务评估具有重要意义.根据珊溪水库所在流域生态系统特点及生态系统服务特征,构建水生态物质量和价值量评估指标体系,借助静态的流域生态产品价值核算方法...     

大连市森林生态系统服务功能评估

为客观度量森林生态系统服务功能,依据2003年大连市土地利用图形数据,参照国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008)标准中的评估方法,基于G IS技术对大连市森林生态系统服务功能及其空间差异性进行定量评价。结果表明:(1)大连市森林生态系统服务功能的经济价值总计为197.91亿元/a,其中涵养水源、保育土壤、固碳释氧、净化大气4种生态服务功能的经济价值比例分别为35.3%、16.7%、43.0%、5.0%;(2)大连市的生态屏障庄河市、普兰店市和瓦房店市具有显著的森林生态系统服务功能,其价值比例分别为32.6%、21.8%和25.8%,而长海县、金州区、旅顺口区、甘井子区、沙河口区、中山区、西岗区森林生态系统服务功能的经济价值比例分别为0.9%、7.8%、5.7%、3.9%、0.2%、0.5%和0.7%。     

湿地服务价值评估的复杂性及研究进展

湿地服务价值评估具有重要的理论意义和应用价值。由于湿地具有类型多样、分布广泛和过程复杂等特点,湿地服务价值评估极具复杂性。主要表现为:湿地科学是一门年轻的科学,其过程与功能研究有待深入;对生态系统服务及其价值认识上还存在分歧;湿地服务价值研究具有多学科交叉的特点等。近年来,国内外湿地服务价值评估发展很快,取得了丰硕的研究成果,但也存在着一些问题与不足,如对湿地研究成果的利用不够充分;评估理论和方法有待完善;评估标准和评估结果差异较大等。因此,今后湿地服务价值评估研究应该将重点放在理论探索和方法完善方面,对应用研究加强引导和规范。从湿地生态系统过程与功能的机理入手,认真研究和改进湿地服务价值评估的手段、方法和技术,使湿地服务价值评估结果更具说服力、可比性和实用性,为湿地的科学管理,生态补偿机制的制定以及社会经济可持续发展提供有力支持。     

长江上游生态功能区划研究

生态功能区划对于保障区域生态安全、推动经济社会与生态环境保护的协调发展具有十分重要的意义。长江上游是中国关键生态区域和整个长江流域生态安全的重要屏障,开展长江上游生态功能区划显得至关重要。以长江上游为研究区域,运用GIS空间分析技术,在揭示研究区生态环境敏感性与生态系统服务功能重要性空间分异规律的基础上,以子流域为基本区划单元,采用两步聚类法进行长江上游生态功能区划。研究结果表明:(1)长江上游生态环境整体上处于中度、高度敏感的状态,其中土壤侵蚀敏感性最为突出;(2)长江上游生态系统服务功能总体上呈现较重要、极重要的态势,其中水源涵养和生物多样性保护的贡献较大;(3)长江上游地区可划分为青藏高原生态区、云贵高原生态区和四川盆地生态区3个生态区,进而可细分为7个生态亚区和15个生态功能区。     

基于生态环境需水的大凌河生态系统服务功能价值评估

目前对河流生态系统服务功能价值的评估,均没有考虑河流生态环境需水的问题。河流的来水量如果达不到河流生态环境需水量,河流的生态系统服务功能将不能正常发挥。对大凌河生态系统服务功能进行分类,用市场价值法、代替花费法和机会成本法经行计算,并且在计算供水功能价值、贮水功能价值和输沙功能价值时考虑了河流的生态环境需水,其它功能的实现也是在满足河流生态环境需水的基础上。结果表明：直接使用价值为92.64亿元/a,间接使用价值为215.17亿元/a,总价值为307.81亿元/a。通过分析,得出大凌河河流生态系统的核心服务功能是调蓄洪水功能、水产品功能和栖息地功能,应在充分发挥核心功能的同时兼顾其它功能。     

基于生态系统变化特征的祁连山国家公园甘肃片区生态治理成效分析

祁连山是我国西部重要的水源产流区和生物多样性保护优先区,长期以来受自然和人为因素双重影响,生态系统出现了不同程度的退化。为筑牢国家西部生态安全屏障,在多个已有自然保护区的基础上开展祁连山国家公园体制试点,其中甘肃片区位于祁连山北坡,自20世纪80年代以来实施了生态保护、恢复与建设等生态保护和修复工程并取得了一定成效,对生态治理成效的评价有助于发现存在的生态问题、提升生态建设规划及管护决策的科学性。本研究利用多源遥感数据,在提取生态系统类型与质量参数的基础上,通过其变化特征分析生态治理的成效。研究表明,近20年,研究区生态系统结构基本稳定,草地、森林、灌丛面积明显增加,裸地减少、植被覆盖增加,生态环境质量整体上变好,说明生态治理工程的实施取得了明显成效。但是,研究区具有重要生态服务功能的生态系统面积所占比例小,仅占46.7%,生态系统整体脆弱,维护生态安全、生态安全屏障建设压力仍然较大,生态保护与建设正处于关键阶段,未来需要针对生态系统存在的退化风险,加大生态保护和建设力度。     

资源型城市土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

东营市是新兴的石油资源城市,土地利用/覆被变化剧烈且具有独特的区域特征。探讨该地区的土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响有着重要的现实意义。为此,基于RS和GIS技术,利用Costanza提出的生态系统服务价值评估方法,研究了东营市1986—2008年间的土地利用变化及其引起的生态系统服务价值动态变化。研究结果表明：（1）耕地是东营市主要的土地利用类型,面积有所减少;未利用地和次生盐碱地所占比重较大,居民点及工矿用地大幅增加,油田生产建设和生态环境保护矛盾非常突出。（2）生态系统服务价值减少了6.68%。2008年东营市提供的生态服务仍然以维护原材料、气体调节、食物生产、气候等为主,而废物处理、水源涵养、生物多样性保护、土壤形成与保护和娱乐文化功能是比较弱的。今后应维护生物多样性保护和水源涵养功能,防止土壤盐渍化,提升区域生态系统服务功能;（3）生态系统服务价值对生态价值系数的敏感性指数均小于1,说明研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果是可信的。     

广州市萝岗区生态系统服务功能价值空间评估

基于遥感与GIS,选取生产有机物质、涵养水源、净化环境污染、气体调节、营养物质循环、保土育肥6项生态系统服务功能主要指标,计算得到的各项量化的生态服务功能效益,通过影子工程法、市场价值法和机会成本法等转换成生态系统服务价值,在小空间格网上对广州市萝岗区生态系统服务功能价值进行了定量评估和空间分析。结果表明：萝岗区2007年生态系统服务价值达到16.13亿元,平均为37 175.81元/hm2。从空间分布看：萝岗区北部农林地区生态服务价值最高,中部、东部山区的服务价值较高,南部工业地区服务价值较低。不同的生态景观具有不同的生态服务功能,保持生态景观的多样性和均衡性能促进生态系统服务价值的增加。萝岗区生态城建设要保护该区原生的自然生态景观特征和景观格局,促进区域生态服务功能的全面提升和生态服务价值总体增加。     

城市区域生态系统服务功能--以深圳市为例

了解城市中自然生态系统的状态与作用,是进行城市科学管理的基本前提。以深圳市为例,分析城市自然生态系统的主要服务功能,并探讨其对城市居民生活质量的重要性,重点回答关于城市自然生态系统及其服务功能的3个问题:(1)各项生态系统服务功能有助于解决城市的什么问题?(2)哪些生态系统、如何参与这些生态服务?(3)通过深圳市的实例对生态系统服务进行初步量化和评价。