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...     

基于生态系统服务权衡的生态安全多情景决策

聚焦于成渝城市群生态安全格局识别的主题,耦合多源数据,运用相应的模型与算法对区域粮食生产、碳固存、产水、土壤保持、生境质量5类生态系统服务进行估算,在此基础上借助空间统计与分析厘清生态系统服务功能间的权衡/协同关系,并构建不同风险情景,明确未来区域发展的生态安全格局.结果显示,2000~2015年,成渝城市群粮食生产、固碳和产水量这3类服务功能均呈下降趋势,土壤保持、生境质量服务呈上升趋势,且各类服务的空间分异性突出;固碳、产水、土壤保持与生境质量两两之间均表现为协同关系,粮食生产与这4类服务间表现为权衡关系,但这种冲突性在区域发展过程中逐渐呈减弱趋势;在空间分布上,成渝城市群生态系统服务间的权衡/协同关系表现出了一定的集聚特征;不同决策风险下生态系统服务间的权衡值也不同,随着决策风险系数的增加权衡值呈现先上升后下降的趋势;最终确定风险系数α=1.6为最适宜情景,此时权衡值最高、区域生态系统风险适中.将决策者的态度纳入生态安全格局识别过程中,使结果更全面,为城市群生态安全格局评价和管理提供科学支撑.     

基于贝叶斯网络的生态系统服务权衡协同关系强度及其空间格局优化：以汾河流域为例

了解生态系统服务（ESs）间权衡协同关系强度对于汾河流域地区的生态环境管理和恢复至关重要,然而,迄今为止,对该地区ESs间关系强度变化的驱动变量和空间格局优化仍然缺乏足够的研究.在定量评估汾河流域2000年和2020年6种生态系统服务的基础上,引入了生态系统服务权衡协同指数（TSI）定量衡量两两ES间权衡协同关系的强度,同时构建了贝叶斯生态系统服务权衡协同关系强度网络,识别了权衡协同强度的驱动变量,通过敏感度分析确定了关键变量对权衡协同关系强度的影响程度,并在空间格局上刻画了ESs权衡协同关系强度的优化区.结果表明：①2000年和2020年汾河流域6种ESs时空差异较为显著,在时间尺度上,产水量、净初级生产力、粮食供给、土壤保持和碳储量均呈现波动上升的趋势,在空间尺度上,6种生态系统服务在20年里空间分布变化较小.②碳储量与生境质量、土壤保持以及净初级生产力的TSI在空间上呈现出四周高中部低的格局;与产水量有关的5对服务中TSI最大的地区均分布在流域西部和南部;粮食供给与其他服务之间的TSI自北向南呈现“高-中-高”的分布特征.③敏感性分析发现,产水量与土壤保持和生境质量的强度均受到降水、根系限制性深度和降雨侵蚀等的显著影响,且根据关键变量不同状态的条件概率,发现汾河流域中部的文水县、清徐县和祁县等是权衡协同强度的高值区,可作为生态修复重点区域.研究结果对于认识多种生态系统服务间权衡与协同强度的复杂关系及其驱动变量,对后续提出生态环境可持续治理和政策制定具有重要的理论和实践意义.     

洞庭湖土地利用和生态服务功能时空变化及其耦合效应分析

生态系统服务价值及空间分布变化与土地利用方式的改变有密切关系,不同生态服务空间上也存在权衡和协同的复杂关系.基于1980年、1990年、2000年和2010年4期土地利用数据,利用InVEST模拟了洞庭湖区域历史5种生态服务功能的变化(碳储量、生境质量、产水量功能、水质净化功能和土壤保持功能),并采用生态系统服务权衡度...     

黄河中游地区生态系统服务的时空演变及权衡与协同关系研究

明晰黄河中游地区生态系统服务的权衡协同关系,是保证生态系统服务长期有效供应,实现黄河流域生态保护与高质量发展的重要前提。本文利用InVEST模型、ArcGIS和Matlab等工具对2000—2020年黄河中游地区的土壤保持、水源涵养、固碳以及生境质量服务的时空特征及其协同权衡关系进行分析。结果表明：（1）黄河中游地区土壤保持、水源涵养和生境质量服务总体呈上升趋势,而固碳服务呈波动下降趋势;（2）2000—2020年,土壤保持、水源涵养服务总体表现为“南高北低”,其高、低值区有所变动;固碳服务整体呈“东南高、西北低”,高、低值区变化不明显;生境质量服务高、低值区相间分布,高值区稍有扩散;（3）黄河中游地区固碳与生境质量服务、生境质量与水源涵养服务、水源涵养与土壤保持服务为协同关系,固碳与土壤保持服务、生境质量与土壤保持服务为权衡关系,而固碳与水源涵养服务整体上表现为不相关;（4）生境质量与水源涵养、土壤保持服务的权衡区面积比例呈上升趋势,而水源涵养和土壤保持服务的协同区面积比例呈上升趋势,固碳与其他服务在大部分区域表现为不相关关系。     

清水河流域生态系统服务评估及预测

城镇化扩张、农业活动和生态修复等人为因素给清水河流域土地格局和生态环境带来了显著改变,评估并预测未来的土地格局以及生态系统服务与价值对于流域生态可持续发展具有重要意义。基于CA-Markov模型和GIS软件,以预测+设计的方式通过InVEST模型模拟了未来生态系统服务与价值。结果显示：1)清水河流域2000—2018年单位面积碳储量、单位面积土壤保持量、单位面积产水量分别为100.68 t/hm²、800.62 t/hm²、57.88 mm,除碳储量呈减小趋势外,产水量和土壤保持量均呈增长趋势;2)2018年流域生态系统服务价值为24.42亿元,比2000年减少了2.2%,分别为该区2018年农林渔牧业总产值、GDP的2.31、0.78倍;3)未来在坡度大于15°的区域退耕还林条件下,除产水量显著减小外,流域碳储量、土壤保持量生态系统服务价值均显著提升。研究表明,近20年清水河流域在气候均质条件下,生态系统服务及其价值的提升仍然不显著甚至有所下降,但在大于15°陡坡上的植树造林措施能够有效改善这一趋势。     

宁夏回族自治区生态系统服务时空变化及其权衡研究

综合土地利用、高程及降水等多源数据,采用InVEST模型、PLUS模型及相关性分析、热点分析等方法,探究2000～2020年宁夏生态系统服务(水质净化、土壤保持、碳存储及生境质量)时空特征及其权衡/协同关系,并进行2030年生态系统服务的模拟.结果表明:研究期内,近10年土地利用类型变化相对较大,且人类活动为其主要驱动因素;2000～2020年,除土壤保持服务外,宁夏的水质净化、碳存储及生境质量均呈下降趋势;相关性分析表明,氮输出与土壤保持及碳存储之间呈协同效应,土壤保持与碳存储之间存在协同关系,生境质量与氮输出及碳存储之间存在权衡关系;热点分析显示,水质净化服务与生境质量之间热点重叠区相对较高(均值达6.5%),但单位面积能够同时提供多种生态系统服务的区域占比较低且呈下降趋势;除土壤保持服务外,生态保护情景下更有利于生态系统功能的改善.研究结果凸显了生态保护在土地利用管理中的重要性,可为区域土地格局优化及资源的有效配置提供基础参考.     

2000~2020年辽宁省生态系统服务评估与多情景预测

生态系统服务评估和预测在可持续地区发展和资源管理中扮演着关键角色. 辽宁省作为中国东北地区的一个典型代表,在面临着城市化、工业化和农业现代化等快速发展的挑战同时,也迫切需要更深入地了解其生态系统的演化趋势以及对生态系统服务的影响. 以辽宁省2000~2020年土地利用变化情况为基础,利用InVEST-Markov-PLUS模型对辽宁省过去-未来的生态系统服务评估及多情景预测等开展了模拟研究,为更好地促进生态系统服务,推动辽宁省高质量均衡发展提供科学可靠的建议. 结果发现：①2000~2020 年,辽宁省碳储量和土壤保持量总体呈升高趋势,产水量呈现先降后升再降的波动降低态势. ②辽宁省碳储量和土壤保持量呈现出东部山区和西部丘陵高,中部较低的趋势,产水量呈现出从东到西递减的趋势. ③生态系统服务价值从5479.44亿元上升到5655.26亿元,总计上升了175.82亿元,且4种服务在研究时期内均有上升,文化服务变化最快. ④2030年,辽宁省碳储量和土壤保持总量除生态保护情景外均有所下降,产水量除耕地保护情景有所上升,其他3种情景下均有所下降,研究区生态系统服务价值除经济优先情景外均有所上升.     

基于景观聚类的南昌市主城区城乡梯度识别及其生态系统服务响应

探讨基于景观聚类的南昌市主城区景观及生态系统服务在城乡梯度变化下的空间特征,为城乡生态系统服务分类保护与利用提供参考.以城乡地理环境差异较大的南昌市主城区为研究区,基于景观聚类的城乡梯度分类方法,对831个村级尺度单元进行梯度分类,并将分类结果与基于模型法测算出的生态系统服务数值关联,分析4种生态系统服务的城乡梯度特征.结果表明：(1)基于景观聚类的分类方法生成了5种梯度类型村(城市、近郊村、远郊村、农业村与生态村),各类型村的景观结构差异明显.(2)南昌市主城区不同类型村具有不同的空间区位与集聚特征,与当地的城乡地理环境特征相适应,城市化、农业活动与自然环境共同驱动研究区的城乡梯度分异.(3)沿着城乡梯度,主城区生境质量、碳储量可划分为两个增长梯级,食物供给与游憩机会分别呈倒“U”与“V”型的梯度变化特征.在城乡梯度中,食物供给与游憩机会、碳储量之间的关系以权衡性为主导,生境质量与游憩机会之间的关系以协同性为主,生境质量与食物供给分别在农业村与生态村呈现为协同关系与权衡关系.研究显示,对城乡梯度及其生态系统服务响应的分析,有助于深化生态系统服务的空间异质性研究,利于城乡生态系统服务的...     

基于景观聚类的南昌市主城区城乡梯度识别及其生态系统服务响应

探讨基于景观聚类的南昌市主城区景观及生态系统服务在城乡梯度变化下的空间特征,为城乡生态系统服务分类保护与利用提供参考.以城乡地理环境差异较大的南昌市主城区为研究区,基于景观聚类的城乡梯度分类方法,对831个村级尺度单元进行梯度分类,并将分类结果与基于模型法测算出的生态系统服务数值关联,分析4种生态系统服务的城乡梯度特征.结果表明：(1)基于景观聚类的分类方法生成了5种梯度类型村(城市、近郊村、远郊村、农业村与生态村),各类型村的景观结构差异明显.(2)南昌市主城区不同类型村具有不同的空间区位与集聚特征,与当地的城乡地理环境特征相适应,城市化、农业活动与自然环境共同驱动研究区的城乡梯度分异.(3)沿着城乡梯度,主城区生境质量、碳储量可划分为两个增长梯级,食物供给与游憩机会分别呈倒“U”与“V”型的梯度变化特征.在城乡梯度中,食物供给与游憩机会、碳储量之间的关系以权衡性为主导,生境质量与游憩机会之间的关系以协同性为主,生境质量与食物供给分别在农业村与生态村呈现为协同关系与权衡关系.研究显示,对城乡梯度及其生态系统服务响应的分析,有助于深化生态系统服务的空间异质性研究,利于城乡生态系统服务的...