基于生态系统服务供需关系的广西县域国土生态修复空间分区

国土生态修复是我国土地整治战略发展的需求,其空间分区与管控是实施国土整治与生态修复差别化建设的前提条件。以广西各县市为研究单元,在测算和分析生态系统服务供给量和需求量基础上,利用象限匹配法、双变量局部空间自相关和供需协调度来定量分析生态系统服务供需匹配关系、空间聚集程度和协调关联性,进而探讨和划分广西国土生态修复的空间分区及其管控措施与建议。研究表明:(1)广西各县市生态系统服务供给和需求差异明显。环绕广西的四周山林地和重点生态功能区县生态系统服务供给量较高,大中城市区则较低。生态系统服务需求量自东南向西北逐渐减少。(2)广西生态系统服务供需空间匹配呈现高供高需型、低供高需型、低供低需型、高供低需型四种类型,供需局部空间自相关以高—低或低—高的空间聚集为主,且生态系统服务供需协调度平均值为0.531,处于一般均衡。(3)结合生态系统服务供需匹配四类特征和广西地理环境条件,将广西各县域划分为10个分区,并针对各分区提出差异化整治措施和建议。总体上,生态系统服务高供高需型的区域应以保育为主、培育为辅,防止过度开发;高供低需型的区域以保护为主,提高管理水平;低供高需型的区域应以综合改良为主,...     

生态系统服务供需关系研究进展与趋势展望

厘清生态系统服务供需关系,对于实现自然资本永续利用与生态系统服务供需协调具有重要意义。结合国内外生态系统服务研究情况,提出了生态系统服务供需关系研究框架,阐释了生态系统服务供需关系形成机制与表现形式,概括了生态系统服务供需关系基本特征,总结了生态系统服务供需关系研究方法,并梳理了未来可能研究方向,以期能够为生态系统服务研究与管理提供参考。总体来看,生态系统服务供需关系产生于两种非排他性机制,主要有簇、权衡、协同与兼容四种表现形式,并具有空间异质性、时间变异性与尺度效应特征;生态系统服务供需关系主要有指数构建与评估、指标统计与分析、情景制定与模拟及空间制图与分析四种研究方法。     

耦合生态服务供需的县域农业空间生态保护修复分区——以宜兴市为例

开展县域尺度农业空间生态保护修复分区研究,差异化推进区域生态保护与修复,对协调人地耦合系统、促进自然—社会的可持续发展具有现实意义。以宜兴市农业空间为研究对象,耦合生态系统服务的供给格局与需求格局,构建供需综合安全格局进行生态保护修复分区。结果发现：（1）宜兴市农业空间各项生态系统服务需求格局在自然因素和人类活动共同作用下,空间差异较大。土壤保持服务需求呈现东北高、西南低的总体格局;食物供给服务需求整体较高,空间上与人口分布类似;碳固存服务需求格局表现为“北高南低”;水源涵养服务需求在空间分布上较为均匀;生境质量保持服务需求在空间上呈八块状分区。（2）宜兴市农业空间土壤保持、碳固存、水源涵养以及生境质量保持生态系统服务的供给格局均表现出“南强北弱”的特征,而食物供给服务的高值区位于研究区东北方向及西部腰线区域。（3）依据供需综合安全水平,宜兴市农业空间可分为农业生态重塑区、农业生态优化区、农业生态护养区以及农业生态保育区。结合各分区土地利用现状,分别提出全局治理与重点区域生态重塑、整体优化与关键区域生态修复、综合生态养护与局部生态整治、严格生态保护与控制开发强度等差异化生态保护修复措施...     

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。     

甘肃省生态系统服务权衡协同关系评估与预测

以甘肃省为研究区,通过耦合GMMOP与PLUS模型预测2030年4种不同发展情景下甘肃省土地利用状况,利用InVEST模型定量评估碳储量、产水量、土壤保持和生境质量动态变化,分析不同情景下生态系统服务间的权衡协同关系.结果表明:2000～2020年,甘肃省碳储量减少0.081×10⁸t,产水量增加3.086×10¹⁰m³,土壤保持量增加33.857×10¹⁰t,生境质量下降0.009.自然发展情景(ND)下,碳储量、产水量和生境质量均有下降,仅土壤保持量增加0.310×10¹⁰t;生态保护情景(EP)下,碳储量和土壤保持量显著提高;经济发展情景(ED)下4种生态系统服务均有降低;综合发展情景(CD)下,碳储量增加1.307×10⁸t,其余3种服务均有下降.整体上,除白银市和嘉峪关市外,甘肃省各市州的四种生态系统服务间均呈相互增益的协同关系.4种情景下,大部分地区碳储量和产水量、碳储量和土壤保持、产水量和土壤保持间的协同关系无显著变化,而在ND、EP和CD情...     

基于生态系统服务供需的农牧交错带流域生态修复分区—以桑干河上游为例

基于农牧交错带流域生态本底和社会经济特征开展生态修复分区研究,有助于维护农牧交错带生态安全和社会经济可持续发展。以地处农牧交错带的桑干河上游为例,选取土地利用、气象观测、统计年鉴等多源数据,基于InVEST模型和ArcGIS空间分析模块探讨2020年桑干河上游碳固持、食物供给、产水和土壤保持这4项生态系统服务供需空间分布格局,并通过象限匹配法和耦合协调度模型进行生态修复分区研究。结果表明：2020年桑干河上游4项典型生态系统服务供给的空间分布与流域地形地貌基本保持一致,形成一个环绕桑干河主干道的半闭环式的高值带,需求的高值区则与人口密集区基本吻合。桑干河上游生态系统服务供需匹配类型以高供给-高需求和高供给-低需求的匹配类型为主,供需耦合协调度平均值为0.23,处于轻度失调状态,生态系统服务供需错配现状突出。根据桑干河上游生态系统服务供需匹配和耦合协调关系及社会经济特征,将桑干河上游划分为5个生态修复区,即神头泉域生态修复区、北部古长城沿线生态屏障带、大同盆地防风固沙区、内长城沿线水源涵养和生物多样性保护区、桑干河水生态修复与生态多样性保护带,并通过搭配组合“辅助再生、自然恢复、生态重建、保护保育”等生态修复措施,提升各分区以固碳保持、耕地保护、水源涵养、水土保持为主的生态功能。

     

甘肃省生态脆弱性与经济综合水平耦合协调度空间格局及影响因素

为探究我国西北地区生态脆弱程度与经济综合水平之间的关系,以甘肃省为例,通过驱动力—压力—状态—影响—响应（DPSIR）模型构建生态脆弱性评价指标体系,从社会、经济2个方面构建经济综合水平评价指标体系,探讨甘肃省生态脆弱性与经济综合水平的耦合协调度差异类型空间分布,并探究其影响因素。结果表明：1）甘肃省生态脆弱性中度脆弱及以上的县区面积占比为78.8%,生态系统整体较为脆弱;甘肃省经济综合水平处于中等及以下的县区面积占比为41.1%,整体经济综合水平较低。2）甘肃省生态环境与经济协调程度较差,仅有9.2%的县区经济与生态环境协调发展,面积占比为4.4%,而经济与生态环境失调发展的县区比例为48.3%,面积占比高达73.9%。甘肃省生态脆弱性与经济综合水平耦合协调度差异类型具有显著的空间分布特征,其中,失调环境滞后型集聚性最强,集中于气候干燥、水土流失严重的甘肃省北部。3）人口增长压力、自然环境限制以及居民生活水平落后是甘肃省生态环境与经济协调发展的重大阻碍。基于此,甘肃省未来应坚持可持续协调发展理念,加大生态环境保护和治理力度,因地制宜发展绿色经济。

     

区域碳固持服务供需关系动态分析——以北京为例

陆地生态系统的碳固持服务能直接固定大气中的CO₂,有效减缓全球变暖趋势。该服务的供需平衡对于区域的可持续发展至关重要。目前,以空间显式的方法,定量评估城市尺度上碳固持服务供需关系动态的研究还比较少。因此,论文以北京市为例,分别选取CASA模型计算的植被净初级生产力,以及IPCC清单法和城市碳代谢法计算的人为CO₂排放量,表征碳固持服务的供应和需求量。在此基础上,分析了北京市2000和2013年碳固持服务的供需变化。结果显示,2000年北京市碳固持服务供不应求,供需比为53.5%。空间分布上,中心城区的碳固持服务供需失衡,西部和北部地区的碳固持服务则供大于求。2000-2013年,北京市碳固持服务的供需关系趋于紧张,供需比降至38.5%。碳固持服务供需关系变紧张的主要原因是碳排放总量的增加。其中,来自城市居民生活和交通运输过程的碳排放增长最多。基于此,建议在需求端加快产业转移、促进节能减排,在供应端加大生态环境保护力度、保障区域的可持续发展。     

西北地区县域生态系统服务的供需匹配——以甘肃古浪县为例

作为人类福利的源泉,生态系统服务的供需特征及匹配状况反映了区域生态与环境资源的空间配置,分析其供需匹配关系是评价与优化生态系统服务管理、促进生态系统服务供需平衡的重要前提。以西北地区河西走廊东端的古浪县为例,利用气象观测、土地利用、统计年鉴等多源数据,基于InVEST模型、ArcGIS等方法,分析古浪县2017年的产水、碳固持、食物供给和土壤保持四项生态系统服务的供需及其匹配状况。结果表明:(1)古浪县产水、碳固持、食物供给和土壤保持服务供给与需求的总量均表现出供大于求的状态,其供求总量差值依次为:12.45×10⁸m³、21.55×10⁷t、3.8×10⁷t、1.28×10⁷t,且不同类型的生态系统服务供给与需求存在明显差异。(2)古浪县各项生态系统服务供需匹配类型可划分为高供给高需求、低供给高需求、低供给低需求、高供给低需求,不同区域与不同生态系统服务间的匹配模式存在明显的空间异质性。(3)古浪县生态系统服务供需匹配表现出南中北空间差异性,且呈现集中连片的态势,说明匹配类型...     

人类活动对生态系统服务功能的影响

生态系统服务功能是人类可持续发展的基础,但是人类在利用生态系统提供自然资源和生存环境两个方面的多种服务功能的同时,也在强烈影响生态系统的服务功能。除部分人类活动有利于生态系统服务功能的稳定与提高外,更多地则导致了一系列危及自身生存与发展的生态环境危机与灾难。目前,生态系统服务功能受到人类活动影响的后果已成为全球面临的日益突出的重大问题和人类社会共同关注的焦点,因而人类活动对生态系统服务功能的影响愈加受到人们的重视。论文介绍了生态系统服务功能的定义,阐述了生态系统服务功能的内涵,重点分析了人类活动影响生态系统服务功能的类型、人类活动对生态系统服务功能的影响及变化趋势。在此基础上,对尚待进一步研究的内容提出了建议。     

甘肃省经济发展与生态环境保护耦合协调关系研究

为了对经济发展与生态环境保护的耦合协调程度做出评价,以甘肃省为例,运用综合发展评价模型和耦合协调度模型对经济系统与环境系统耦合协调关系进行研究,从时间和空间上对省级及其下辖的14市（州）2011—2019年经济与环境耦合协调状况进行分析。结果表明：1）甘肃省综合发展水平逐年提升,经济与环境耦合协调度由0.005 5升至0.911 0,耦合协调水平总体处于上升趋势,并在2017年实现良好耦合协调,且经济发展与生态环境保护实现同步;2）14市（州）经济与环境综合发展水平呈上升趋势,部分市（州）在2016年和2018年出现波动,酒泉、兰州等综合发展水平较高,甘南、定西等综合发展水平较低;3）14市（州）经济与环境耦合协调程度在时间上于2016年全部脱离失调衰退进入耦合协调期,从空间上表现为中部最优、北部次之、南部略差。

     

重庆市湿地生态系统服务约束关系

以重庆市湿地资源为研究对象,利用InVEST模型分别计算了2000,2005,2010和2015年的水资源供给服务和水土保持服务,并利用分位数分割法,分别从景观水平和生态区水平这2个研究尺度上研究了水资源供给服务和水土保持服务间的约束关系.结果表明：（1）2000~2015年重庆市湿地的水资源供给服务呈现先下降后上升的趋势,2000年水资源供给为395.41×10⁴mm,2010年下降到238.89×10⁴mm,之后又上升到2015年的286.36×10⁴mm;水土保持服务呈逐年上升的趋势,从2000年的85.74×10⁶t上升到2015年的364.73×10⁶t.（2）2000~2015年期间湖泊湿地和水田湿地的水源供给总量呈先下降后上升的趋势;河流湿地与水库湿地的水源供给量呈先上升后下降再上升的趋势;沼泽湿地的水资源供给一直处于下降趋势.（3）2000~2015年期间湖泊湿地、水库湿地及水田湿地的水土保持服务呈先上升后下降再上升的趋势;河流湿地的水土保持量呈一直上升趋势;沼泽湿地的水土保持服务呈先上升后下降的趋势.（4）在景观水平上,2000~2015年湿地水资源供给服务和水土保持服务间全部呈驼峰型约束关系.生态区水平上,2000~2015年水库湿地的水资源供给服务和水土保持服务间呈双驼峰约束、指数约束和驼峰型约束关系;河流湿地呈双驼峰约束和驼峰约束关系;水田湿地呈驼峰型约束关系.     

黄河中游城镇化与生态系统服务耦合关系的时空变化

城镇化是影响区域生态安全格局的重要因素,厘清城镇化与生态系统服务之间的关系,可为促进黄河流域生态保护与高质量发展提供决策参考。在分析2000—2018年黄河中游城镇化与生态系统服务时空格局的基础上,采用耦合协调度模型剖析了二者耦合关系的时空变化特征。研究发现：2000—2018年间,黄河中游地区综合城镇化水平提高72.24%,空间分布总体呈“南高北低”、以经济发达县区或城市群为中心向外递减的趋势;粮食生产、水源涵养、土壤保持和固碳服务量均呈增加趋势,且呈不同的空间分布态势;粮食生产、水源涵养、土壤保持和固碳服务与综合城镇化水平的耦合协调度总体呈上升趋势,但汾渭平原的耦合协调度普遍较低,而经济发达县区的耦合协调度普遍较高。     

生态系统服务价值研究进展

生态系统服务价值评价结合了生态学、经济学、社会学、伦理学等学科的相关内容,是当前国际上科学研究的热点和前沿.本文论述了生态系统服务功能的内涵,就国内外生态系统服务价值评价研究的进展情况分别进行了回顾和总结,提出今后应重点关注生态系统服务价值的时空动态模型开发、时空变化驱动力分析、不确定性分析、评价指标体系与评价方法的标...     

广东-海南海岸带生态系统服务价值评估

采用Costanza等的分类系统和相关服务的单位价值，根据广东省1987年海岸带和海涂资源综合调查报告和其他相关资料，初步估算出广东—海南海岸带的生态系统服务的总价值为316．97亿美元／a，其中陆地为187．38亿美元／a、海域为129.59亿美元／a。该总价值占全国总价值的407％，养分循环、水分调节、休闲和水分供给等服务的价值突出，分别为全国总价值的6．17、3.98、3．66和3.37％由于自然生态系统的复杂性和不确定性，以及计算参数和方法存在缺陷，因而得到的只是一个偏低的保守值，有待今后改进。     

秦巴山区生态系统服务与居民福祉耦合关系的时空变化

保护生态系统、提高居民福祉是实现联合国2030可持续发展目标的核心内容。在分析秦巴山区生态系统服务与居民福祉时空演化特征的基础上,采用弹性系数揭示了二者的时空耦合关系。研究发现：（1）1990—2018年秦巴山区水源涵养总量、土壤保持总量均呈波动下降趋势,碳储量总量则呈缓慢增长趋势,且各生态系统服务呈不同的空间分异特征。（2）1990—2018年居民福祉呈上升趋势,增幅高达220%,并呈“南高北低”的分布格局。（3）县域尺度上,三种生态系统服务与居民福祉明显不协调发展。其中,水源涵养、固碳服务与居民福祉的耦合关系均以“福祉增—服务减”为主,占比分别为88.75%、62.5%;而土壤保持服务与居民福祉的耦合关系则以“双增”为主,占比为57.5%。此外,各项生态系统服务与居民福祉反向变化区多分布于汉江河谷盆地和秦岭山脉中段。研究结果可为促进贫困山区生态系统服务与居民福祉协调发展提供决策依据。     

基于生态系统服务的市场化生态补偿机制研究——以五马河流域为例

五马河作为赤水河的支流,为下游酒企提供水源,该流域具备实现市场化生态补偿的条件.通过CLUE-S模拟该流域现有及未来到2030年经济发展、生态保护两种情景下的土地利用/覆被情况,进而依据InVEST模型对该地区的产水量、氮磷元素消减量和泥沙持留量三种生态系统服务进行评估,最终求得该地区当前生态系统服务价值总量为4.1825亿元,在未来两种情景下的价值总量分别为4.1759亿元和4.1622亿元.同时,通过对当地居民及酒企进行生态补偿意愿的调查,得到符合各利益相关方意愿的生态补偿额度最高为2.74亿元/a,而使用发展机会成本法求得该流域发展权损失为1.78亿元/a.结合上述结果,确定了五马河流域市场化生态补偿标准的合理区间,并以该区间以及SWOT分析为基础,设计了五马河市场化流域生态补偿机制.     

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.     

热带海洋景观的生态系统服务替代和恢复

分析了人类利用技术手段来替代和恢复生态系统服务功能的一些尝试(如红树林海水养殖、人造海堤、人造礁等),讨论人工技术能在多大程度在替代海岸带景观的生态系统功能,生态系统的恢复项日是否既能恢复生态系统为人类提供的直接利用价值,也能恢复系统面对未来干扰的自我恢复能力.研究表明,替代项目仅能替代生态系统的某些功能,且需要耗费巨大的工程和维修费用.另外,恢复项目往往没有考虑大尺度的过程,如红树林、海草床、珊瑚礁之间物理的、生物的、生化的交互作用,造成恢复生态系统的生物多样性及抗干扰能力降低.