1996—2015年粤港澳大湾区生态系统服务对景观格局变化的响应

以粤港澳大湾区(简称“湾区”)为研究区,利用1996—2015年土地覆被数据和数字高程数据,采用生态系统服务价值当量估算法、景观指数分析、空间自相关分析等方法,分析1996—2015年湾区景观格局的时空演变规律,定量评估湾区的生态系统服务价值,探讨湾区的生态系统服务价值对土地利用景观格局变化的响应.结果表明:(1)湾区景观以耕地、林地为主,20年间湿地、建设用地面积大幅度增加,增长幅度分别为29.88%、150.06%;(2)湾区的生态系统服务价值(Ecological Service Values, ESV)在1996—2015年间呈持续增长趋势,在2005—2010年间增长速率较高,20年间共增长123.13亿元; (3)湾区的ESV变化冷热点分布区的土地利用转移规律性较强,冷点分布区的土地利用变化多为草地转建设用地或湿地增加,而热点分布区的土地利用变化多为草地转为湿地或水域,且二者空间分布相关性高; (4)湾区的ESV与AREA_MN、DIVISION的敏感性程度较高,说明景观类型越丰富、分割程度越低,越有利于提升景观整体的生态系统服务价值; (5)湾区的ESV强度与土地利用程度综合指数不存在显著的空间相关关系,自2005年开始,湾区的生态环境逐步改善,城市绿色发展进程加快.     

重庆市石柱县生态系统服务功能时空格局研究

【目的】对三峡库区具有典型山地特征的重庆市石柱县生态系统服务功能进行定量评估,分析石柱县生态系统服务功能变化的时空特征。【方法】以 2000 , 2005 , 2010 及 2015 年这 4 期石柱县的遥感影像为基础,采用植被净初级生产力及归一化植被指数数据对生态系统服务价值评估模型进行修订。【结果】 1 ) 2015 年石柱县生态系统服务功能总价值比2000 年增加约 39.46% ( 6.42 亿元),其中提供价值最高的是林地,价值为 63.24 亿元,占总价值的 79.30% ,最低的为未利用地。 2 )土壤保持和水源涵养成为石柱县最重要的生态系统保护功能。从不同生态系统来看,不同土地利用类型它们提供的生态系统服务功能价值总量由高到低排列依次为:林地、耕地、草地、水域、建设用地、未利用地。 3 )石柱县生态系统服务功能价值量东部高于西部,且由研究区东部逐渐向西部减少。【结论】研究结果可为石柱县区域生态、经济可持续发展提供理论支持。     

顺义地区生态系统服务功能价值的时空变化

生态系统的空间异质性对生态系统的运行过程和服务功能具有重要影响.该文分析了区域生态系统特征和景观格局对服务功能的影响,对肖玉等提出的服务功能价值评价方法进行改进,然后再利用顺义地区3个时期的土地利用/覆被数据,评价了区域生态系统服务功能价值的时空变化.结果表明:1991年、1999年、2005年研究区域的生态系统服务功能价值分别是16.9亿元·a-1、13.9亿元·a-1和9.7亿元·a-1.服务功能价值显著下降的原因:一是土地利用/覆被格局改变造成自然生态系统面积减少;二是自然生态系统退化造成单位面积生态系统提供的服务功能价值的降低.     

三峡库区土地利用/覆被变化对碳储量的影响

【目的】土地利用/覆被变化通过改变陆地植被覆盖度对生态系统产生影响,笔者估算1990—2015年三峡库区不同土地利用类型碳储量的变化,及时有效地评估土地利用变化与区域生态系统碳储量的关系,了解三峡库区生态系统碳储量对土地利用变化的响应,为区域碳循环研究提供参考。【方法】以1990年、2000年、2015年Landsat影像获取三峡库区土地利用/覆被变化数据,应用InVEST模型定量分析了土地利用/覆被变化对三峡库区生态系统碳储量的影响。【结果】1990—2015年三峡库区土地利用格局和各类土地面积发生了明显变化,林地、水域、建设用地和未利用地面积均不断增加,而耕地和草地面积减少; 1990—2015年三峡库区生态系统碳储量呈持续增加趋势,净增加量为90.43 Tg,增加率为24.47%,年增加率为0.98%; 三峡库区生态系统碳储量空间分布不均,呈现出东高西低、南高北低的趋势; 耕地转化为林地是库区生态系统碳储量增加的主要原因,碳损失途径主要源于林地开垦为耕地、其他土地利用类型转为水域和建设用地。【结论】三峡库区土地利用类型变化导致生态系统碳储量时空分布格局发生了相应变化,生态系统碳储量随林地面积的增加而增加。因此,在保障耕地安全的前提下,加大三峡库区退耕还林力度,加强三峡库区林地保护,有助于增加库区碳汇潜力并改善库区生态环境。     

上海崇明县湿地生态系统服务功能价值评价

【目的】对崇明县湿地生态系统服务功能价值进行核算,一方面为湿地生态系统生态价值核算提供参考依据,另一方面可以为崇明县湿地保护、恢复与可持续发展提供指导。【方法】基于上海市第2次(2011—2013年)湿地资源调查数据,将崇明县湿地划分为3类10型; 根据《千年生态系统评估》,结合崇明县实际,将崇明县湿地生态系统服务功能分为4大类共13项,并估算了崇明县湿地的价值。【结果】崇明县湿地生态系统服务功能总价值为124.13亿元。在各湿地类型中,近海与海岸湿地的服务功能价值最大为51.53亿元,其次是人工湿地的服务功能价值为24.74亿元,沼泽湿地的服务价值最小仅为2.61亿元; 湿地生态系统的各项服务功能价值大小顺序为:调节服务价值(48.25亿元)＞支持服务价值(43.81亿元)＞供给服务价值(22.57亿元)＞文化服务价值(9.50亿元)。【结论】调节服务和支持服务是崇明县湿地生态系统的主导服务功能,因此,在坚持优先保护的原则下,合理高效利用湿地资源,可提高该县湿地服务总价值量。     

闽新轴带生态系统服务价值演变及安全格局优化

闽新轴带是联系陆海丝绸之路核心区的便捷大通道,在"一带一路"倡议下区域合作格局逐渐形成.此背景下以1990年、2000年、2010年和2015年4期闽新轴带土地利用数据为基础,利用价值量评估法、地理探测器等方法,对研究区的生态系统服务价值及其分布影响因素进行了定量评估.从各项生态系统价值,单项生态功能价值、县域生态系统价值、全局空间分布价值等多尺度、多角度分析了闽新轴带生态系统服务价值时空动态演变情况,并对其空间分布的影响因子进行定量测算,揭示了闽新轴带生态系统服务价值演变规律和生态安全格局基本特征.构建了生态安全格局,并提出研究区生态安全格局的优化策略.研究表明:4期的闽新轴带的生态系统服务价值分别为13 015.59亿元、13 159.91亿元、13 184.03亿元和13 174.60亿元,呈现先增后减的变化趋势;在各省区中新疆地区的生态价值最高,平均单位面积生态价值为5 728.83元·hm~(-2),生态系统服务价值空间分布集聚特征显著且变化维持较高的稳定性;地理探测器的探测结果表明人口密度因子为影响研究区生态价值空间分布的主要因素;整体生态安全格局维持在相对有效的保护之下,但仍需增强各生态系统之间的连通性和稳定性,可建成"东南生态带动、中部生态支撑、西北生态崛起"的生态安全格局.     

南昌市土地利用与生态系统服务价值的关联性分析

南昌市正处于社会经济快速发展时期,土地利用的改变造成生态系统服务价值的变化,研究南昌市土地利用变化及其对生态系统服务的影响对未来城市的可持续发展具有重要意义.基于南昌市1995年、2005年和2015年3期土地利用数据,利用景观格局指数计算模型、生态系统服务价值指数模型和灰色关联分析模型,计算南昌市1995—2015年土地利用及生态系统服务价值的变化并分析了两者间的关联性.结果表明:1)1995—2015年南昌市建设用地和草地的变化率最大,变化率分别为103.50％和-21.71％;土地类型斑块破碎度增加,景观整体形状趋于规则化;2)21 a间,南昌市的生态系统服务价值总体呈现上升的趋势,其中水域提供了70％以上的生态系统服务价值,且生态系统服务价值较高区和中等区逐渐增加,生态系统较低区逐渐下降;3)耕地和林地面积下降是食物生产和维持养分循环功能下降的主要原因,水域面积增加是水文调节功能增加的主要原因,南昌市水域分布的分散是生态系统服务总价值上升的重要影响因素.     

北方农牧交错带土地利用变化对生态服务价值的影响——以内蒙古赤峰市为例

基于1995、2000年的土地利用数据,应用谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,估算了科尔沁沙地主体部分之一—赤峰市土地利用格局变化引起的生态系统服务价值的改变.结果表明,从1995～2000年5年间,赤峰市耕地增加5.04%,林地减少2.44%,草地减少1.32%,水域减少0.58%,湿地减少0.16%,城乡工矿居民用地减少0.19%,未利用地减少0.55%;研究区内土地利用变化的区域差异性很大,表现为大部分旗县仍存在毁林毁草开荒的不合理土地利用活动,尤以敖汉旗较为严重.赤峰市生态系统服务价值从1995年的782.88亿元减少到2000年的778.49亿元,净减少值为4.39亿元,减幅为0.56%;赤峰市生态系统服务价值下降主要因草地、林地转换为耕地后使得草地、林地面积减少、耕地面积增大所致.     

汾河流域山水林田湖草生态系统服务价值 时空变化特征

汾河是黄河的重要支流,汾河流域的生态保护和高质量发展需要精准把握山水林田湖 草动态变化及其生态系统服务价值时空分异规律。基于1980—2020年4期土地利用覆被变化遥 感监测数据,采用土地利用动态分析和价值当量因子评估等方法,以县域为单位对汾河流域山水 林田湖草生态系统服务价值时空变化规律进行研究。结果表明：1980—2000年汾河流域土地利用 变化缓慢,2000—2010年变化速度加快,2010—2020年变化速度又逐渐放缓,1980—2020年林地和 未利用土地增加幅度小,耕地和草地逐年减少,分别减少 996.55 km2和 725.85 km2 ,水域减少 20.18%;转型迁移主要发生在 2000—2010 年,其他地类向城乡、工矿、居民用地迁移量最大,为 1 858.45 km2 ,耕地和草地是山水林田湖草生态系统中转型迁移最活跃的地类;1980—2020年汾河 流域山水林田湖草生态系统服务价值减少18.34亿元,县域地均生态系统服务价值上游>中游>下 游,高值区集中在上中游,从动态变化看,流域内88.6%的县域生态系统服务价值均存在不同程度 的下降,其中,中下游变化幅度大,草地、耕地和水域大面积减少成为汾河流域生态系统服务价值 减少的主要原因。     

基于需求的京津冀地区生态系统服务价值时空变化研究

在分析生态系统服务供需逻辑关系的基础上选择指标, 评估京津冀地区生态系统服务需求状况, 划定需求类型区。基于2000和2015年土地利用现状数据, 分析生态系统服务价值的时空变化, 并提出相应的土地利用策略。结果表明: 1) 人类对生态系统有物质、环境和文化三大需求, 对应生态系统供给、调节、支持和文化4大功能中的9项服务, 可以从人口数量、经济水平、产业发展和教育水平4个方面来评估; 2) 京津冀地区生态系统服务需求空间差异较大, 可以划分为极高需求区、高需求区、中需求区和低需求区; 3) 在所研究的时段内, 京津冀地区生态系统服务总价值降低, 县域生态系统服务总价值和地均价值在空间上呈现总体上从北往南逐步降低的特征; 4) 不同需求类型区的生态系统服务价值分布不均衡, 2000—2015年间各类型区价值都有所降低, 不同类型区的土地利用策略不同。     

华阳河湖群地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响?

以华阳河湖群地区为研究对象,采用1990、2002、2010年3期的土地利用数据,运用Costanza方法,从生态系统服务功能的角度,结合中国生态服务价值当量因子表,分析了研究区土地利用变化及其对生态服务价值的影响.结果表明:1)1990—2010年间,耕地、湿地、水域和草地均减少,林地和建设用地大幅度增加,土地利用强度处于上升阶段;2)近20年来,研究区生态系统服务总价值从34.197亿元下降到31.17亿元,共下降了3.027亿元,下降趋势明显,主要是生态价值系数较高的湖泊面积减少所致,水域对研究区生态系统服务总价值贡献率最大;3)从单项生态系统服务功能看,研究区水源涵养、废物处理等服务性功能价值远大于其生产性功能价值,该区域在未来发展和规划中应更注重自然资源的保护,更多的保护水域、林地等高生态价值的生态用地,以实现人口、资源与环境的可持续发展.     

长江流域安徽段生态系统服务价值与景观生态风险时空演变及其关联分析

【目的】综合运用生态系统服务价值和景观生态风险评估,更好地为长江流域安徽段可持续发展提供决策支持,也为跨江区域生态环境管护提供一定参考。【方法】基于1995年、2005年和2015年安徽省土地利用数据,采用生态系统服务价值评估、景观生态风险评估和双变量空间自相关模型等方法,分析长江流域安徽段生态服务价值、生态风险时空变化及其关联特征。【结果】①1995—2015年研究区总生态系统服务价值呈减少趋势,减少率为0.54%;研究区以较高和中等生态服务价值等级为主,主要分布在长江沿岸、大别山区及皖南山区。②近20年长江流域安徽段生态风险整体呈升高趋势,以中、较低和低生态风险等级为主;空间上,较高和高风险区主要分布在长江沿岸及巢湖区域,并由集聚分布趋于连片扩张。③长江流域安徽段单位面积生态系统服务价值与生态风险之间存在空间正相关性,主要关系为高价值-高风险相关,即生态服务价值高的区域也是生态环境比较脆弱的区域,应特别关注。【结论】必须重视对湿地和林草景观的保护,加强以长江沿岸、巢湖区域为主的湿地生态保护和对大别山、皖南山区自然山体林草景观的保护与修复,将对提高长江流域安徽段生态系统服务功能和保护长江生态环境起着重要作用。     

基于土地利用变化的宝鸡市生态系统服务价值研究

本文基于宝鸡市2005-2015年土地利用变化统计数据,分析并研究了土地利用变化情况和生态系统服务价值变化特征,为宝鸡市土地利用科学布局及合理规划提供了参考。结果表明:(1)研究期内,宝鸡市土地利用结构发生了明显变化,林地和其他农用地面积出现增加,未利用地、草地、水域、园地、建设用地、耕地均有不同程度的减少,未利用地面积减少最多,减幅高达55.45%,林地面积增加最多,增幅为17.67%。(2)近10年,宝鸡市生态系统服务总价值由327.45亿元增加到363.01亿元,增加了35.56亿元,林地的贡献度最大,耕地次之。(3)宝鸡市突出的生态系统服务功能是土壤形成与保护、水源涵养、生物多样性保护、气体调节,该4项生态系统服务价值超过了宝鸡市生态系统服务总价值的60%。(4)各时期不同土地利用类型的生态服务价值敏感性指数均小于1,表明研究结果可信。     

基于CVM的崇明东滩湿地非使用价值评价

【目的】上海崇明东滩湿地在维持鸟类生物多样性、净化大气和湿地水质及促淤成陆等方面具有较大的非使用价值,为了对湿地生态系统的生态资源价值核算、生态补偿政策制定等提供参考,对崇明东滩湿地的非使用价值进行评估。【方法】基于条件价值法(CVM),针对该湿地生态系统非使用价值保护支付意愿,采用支付卡式问卷进行湿地生态价值调查。【结果】研究共发放问卷490份,回收有效问卷462份,发现受访者为保护崇明东滩湿地环境、维持湿地功能,平均每年愿意支付58.3元,则估算出崇明东滩湿地生态系统非使用价值为48.75亿元/a。根据Pearson相关分析及Logistic 回归分析结果,支付意愿与受访者年龄、职业、近3 a旅游次数等因素极显著相关,与教育程度、对崇明东滩湿地的熟悉程度显著相关,与性别、月收入、居住地等因素相关性不显著。最大支付意愿值与受访者性别、教育程度、近3 a旅游次数等因素极显著相关; 与年龄、职业、月收入、对崇明湿地了解程度、居住地等的相关性因素不显著。【结论】应加强对崇明东滩湿地提供生态服务功能的宣传, 增强人们对东滩湿地作用和功能的认识以有利于东滩湿地非使用价值体现, 从而有效开展东滩湿地的建设和管理。     

山地城市园地时空变化及对生态服务价值的影响

【目的】厘清山区城市园地时空变化特点及对生态环境的影响,可指导山区园地管理与城市用地的科学规划。【方法】利用ArcGIS软件和生态服务价值系数法,以山地城市贵阳为例,分析了2000—2010年其园地时空变化特征及其对生态服务价值(ecosystem service value, ESV)的影响。【结果】研究期间,园地面积由2000年的14 088.78 hm²增加到2010年的15 255.72 hm²,增加区域多分布于西部和北部。10 a间,耕地转为园地是园地与其他地类之间转化的主要类型。园地面积在坡度、高程、城乡和公路各梯度带均呈增加趋势。各梯度带园地增加速度有所不同。园地ESV由2000年的26 786.15万元增加到2010年的29 004.79万元,增加区域多分布于研究区中北部。耕地和草地转为园地以及园地转为林地使ESV分别增加1 164.88万元、0.09万元和1.12万元,而林地转为园地以及园地转为草地使ESV分别下降0.86万元和0.09万元。【结论】地形、交通和城市区位是影响山区城市园地空间格局的重要因素。在经济快速发展、退耕还林政策影响下大量耕地转为园地是园地面积及其ESV增加的主要原因。     

区域土地利用景观格局变化对生态服务价值的影响——以重庆市永川区为例

目前,土地利用变化对生态服务价值(ESV)的影响是生态研究的热点之一.本文以区域土地利用景观格局变化对生态服务价值影响为研究目的,基于土地利用过程中图斑的变化,采用因子比较法,修定了"永川区不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表".引进破碎度(F)、多样性指数(H)、生态、经济协调度(ES)、敏感度(CS)等,研究了2000—2010年永川土地景观格局变化,计算了由此导致的生态服务价值,EC,CS和情景年(2020年)生态服务价值;借助SPSS软件进行了ESV—F、H相关性分析.研究结果表明:(1)研究期内破碎度和多样性指数均呈下降趋势,但变动幅度和过程有所差异;(2)永川区ESV减少,特别是自2006年后变化较为强烈,经济发展与生态服务价值变化明显不协调;(3)ESV同F,H具有显著相关关系,且敏感度高.降低土地利用过程中人为干扰力度,提高土地利用多样性有利于生态服务价值的提高.     

快速城镇化地区耕地景观生态安全格局演变特征及其驱动机制

【目的】探索快速城镇化地区耕地景观生态安全格局演变特征及其驱动机制新方法和新思路,为实施 “18亿亩耕地红线”保护政策提供科学依据。【方法】以江苏扬州耕地景观为对象,运用Fragstas 4.2软件和ArcGIS 10.2软件模拟计算扬州耕地景观安全格局时空演变特征;基于统计年鉴数据,运用地理探测器筛选出主导影响因素,并结合地理加权回归软件分析出影响因素之间的空间差异。【结果】扬州市耕地景观生态安全以市中心周边地区向西北方向逐年降低;社会经济影响因子解释度明显高于自然影响因子;各个主导社会经济因素对扬州市耕地景观生态安全格局的影响存在显著的空间差异。【结论】通过GIS空间模拟、地理探测器筛选和地理加权回归模型分析相结合的方法,可以科学准确地模拟分析出快速城镇化地区耕地景观生态安全格局时空演变特征及其驱动机制和空间差异。     

An analysis of the spatial and temporal changes in Chinese terrestrial ecosystem service functions

Since Westman(1977) and Ehrlich(1982) put forward the concepts of "the service of nature" and "ecosystem service functions",respectively,methods for conducting value accounting for them,and their practical application have become the subjects of intense study.Based on an overview of available research findings,we discuss three scientific hypotheses.First,the terrestrial ecosystem offers both positive and negative service functions.Second,changes in terrestrial ecosystem service functions lie not only in the number of ecosystem types and the coverage area of each type,but also in their quality.Third,the value of terrestrial ecosystem service functions should be assessed both in terms of the value stocked and the value added.We collected land use data from China during the period 1999-2008,and Normalized Difference Vegetation Index data based on remote sensing images from the Global Inventory Modeling and Mapping Studies for the same period.We then calculated and analyzed spatial and temporal changes in China’s terrestrial ecosystem service values over the 10-year period.Considering temporal change,the total value(stocked) of China’s terrestrial ecosystem service functions decreased from 6.82 trillion Yuan RMB in 1999 to 6.57 trillion Yuan RMB in 2008.During that period,the positive value decreased by 240.17 billion Yuan RMB and the negative value increased by 8.85 billion Yuan RMB.The decrease in total value lies mainly in the humidity control,soil formation,and waste recycling functions.The total value(added) of China’s terrestrial ecosystem service functions increased by 4.31 billion Yuan RMB in 2000,but decreased by 0.13 billion Yuan RMB in 2008(based on the constant price of China in 1999).The value(added) was a negative figure.From the perspective of spatial change,we can see that the supply of China’s terrestrial ecosystem service functions fell slightly over the past 10 years,mainly in Northeast and Southern China.As a result of human activities on ecosystems,the loss of ecosystem service functions’ value was relatively prominent in Shanxi and Gansu provinces,compared with an increase in value in Shaanxi Province.Terrestrial ecosystem service functions’ value per unit area was relatively high in mid-and East China,showing a prominent spatial change over the 10-year period,but low in Western China.Some conclusions are drawn after an in-depth analysis of the factors causing the spatial and temporal changes in China’s terrestrial ecosystem service functions,in the hope that our suggestions will be helpful for the management of China’s terrestrial ecosystems.