西安都市农业水源涵养功能测评

都市农业作为城市生态系统的重要组成部分,在城市生态系统服务功能的发挥及城市可持续发展维持方面具有重要价值。利用生态经济学方法,从都市农业的自然属性、社会经济属性出发,通过引入农用地与建设用地的蓄水系数之差和水源涵养价值发展系数等参数,构建了都市农业水源涵养功能测算模型。对2011年西安都市农业圈水源涵养功能进行了评估和分析,结果表明:2011年西安都市农业圈涵养水源物质量16.6×108m3,价值量1.05×108元,其中周至、蓝田、户县、临潼、长安是主要贡献者;粮食作物种植是西安都市农业圈水源涵养服务的主体,但从单位面积水源涵养的能力来看,果木水源涵养能力最强;西安都市农业圈农业水源涵养功能在空间上呈现明显的带状结构,即东西高,中间低的格局,与西安市城市发展格局相反,说明城市的发展对都市农业生态服务功能具有负面影响。     

国土空间规划中水源涵养功能生态保护红线备选区的识别

水源涵养功能重要性是生态保护红线划分工作中重要的评价指标之一。通过对以往生态系统水源涵养功能区划分的指标及其区域导向的系统梳理,在进一步明晰国土空间规划中水源涵养功能生态保护红线区域指向的基础上,按照国土空间规划关于“三区三线”自下而上试划的要求,探讨了水源涵养重要性生态保护红线划分及其评价的改进方法。选取中国典型喀斯特区域六盘水市作为研究案例区,分别用环保部2015版与2017版《生态保护红线划定技术指南》中的模型法、NPP法以及本研究提出的改进方法,对六盘水市水源涵养功能生态保护红线进行了试划。对比三种方法的划定结果可以看出,改进方法因评价数据精度的提高减少了《生态保护红线划定技术指南》方法的区域损失,提高了区域判别的精准性,可望为国土空间规划中生态保护红线的划定提供科学依据。     

北京市水源涵养服务空间格局动态分析（英文）

水资源短缺是制约北京市经济社会可持续发展的关键因素。本研究基于水量平衡方程从市域、主体功能区、重点区县的多个尺度分析北京市水源涵养服务的时空格局,明确北京市不同土地覆被类型的水源涵养量差异,探究水源涵养量时空格局差异的原因。结果表明:(1)与2005年相比,2010年北京市水源涵养量明显增加,但是总体上水源涵养能力较低;(2)北京市各土地覆被类型中,湿地、林地、草地、耕地、裸地、人工表面的平均水源涵养能力依次降低;(3)北京市各主体功能区的平均水源涵养量差异较大,只有生态涵养发展区的平均水源涵养量为正值;(4)北京市生态涵养发展区内各区县的水源涵养功能也存在明显差异,密云区、怀柔区、平谷区的森林水源涵养贡献率最高。北京市水源涵养的时空格局变化是地表覆被和气象条件变化综合影响的结果。本研究对于实现北京市水资源的可持续利用具有重要的借鉴意义。     

2000-2020年藏北高寒草地水源涵养功能变化及影响因素分析（英文）

藏北地区平均海拔4500 m以上,被称为“世界屋脊上的屋脊”,同时也是青藏高原生态安全屏障的主体,但在全球气候变化和人类活动的双重影响下,藏北高寒草地生态系统变化明显,部分区域出现退化趋势。2009年我国开始实施了《西藏生态安全屏障保护与建设工程》(以下简称工程),旨在恢复和保育高原的生态系统及其服务功能。而水源涵养是藏北高寒草地生态系统最为重要的服务功能之一,工程实施以来,藏北草地的水源涵养功能如何变化、生态工程的效益如何？本文基于InVEST模型评估了2000–2020年生态工程前后藏北草地水源涵养功能的变化,量化了气候变化和人类活动在其中的贡献率。结果表明：(1)藏北各类型草地的水源涵养能力虽然差异较大,但工程实施后水源涵养的功能均出现了明显的变化,产水量比工程实施前增加10.07%,水源涵养服务上升8.86%。其中高寒草甸区的水源涵养变化速率增长最大,由工程前的–1.84 mm yr^–1转变为工程后的2.24 mm yr^–1;其次是高寒荒漠草原和高寒草原,在工程的影响下水源涵养功能下降的速率明显减缓。(2)气候变化仍是藏北草地水源涵养...     

基于InVEST模型的黑河流域上游水源涵养量

黑河流域上游生态系统具有重要的水源涵养功能,对维系流域生态平衡有着重要的意义。基于InVEST模型估算了黑河流域上游水源涵养量,分析了水源涵养量的时空变化特征及其与气候因子的相关性。结果表明：2001—2015年黑河流域上游草地、林地、灌丛面积分别增加了1 665.00、381.75、162.75 km²,而荒漠和农田分别减少了2 165.25、20.50 km²;2001—2015年黑河流域上游水源涵养量年均值为228.64 mm,在空间上呈现东南高、西北低的分布特征,高值区位于祁连山一带,肃南裕固族自治县北部条带状为上游水源涵养量的低值区;从变化趋势来看,研究区水源涵养量以7.60 mm·a^-1的速率减少;近15年来,研究区潜在蒸散、降水量分别呈现增加和减少趋势,速率分别为1.45、-0.67 mm·a^-1,水源涵养与潜在蒸散以负相关为主,而与降水量正相关,降水量主要影响上游的中东部、北部的祁连山高寒地区,而潜在蒸散主要制约西北部的水源涵养量。     

最小数据方法在生态补偿中的应用——以甘南黄河水源补给区为例

甘南黄河水源补给区蓄水、补水功能对整个黄河流域水资源调节起了关键作用,亟需建立生态补偿机制保护生态环境。采用最小数据方法模拟出了草地水源涵养服务供给曲线,根据不同的生态恢复目标,确定补偿标准,估算新增水源涵养量。研究结果显示:(1) 通过生态补偿提高甘南黄河水源补给区水源涵养能力是可行的; (2)当合作、夏河、玛曲、碌曲、卓尼、临潭的补偿额分别达1 024.3、999.79、861.74、1 008.54、585.54、983.22元/hm²时,该区退化草地将全部禁牧,将新增水源涵养量2.253×10⁹m³;(3) 草地提供的水源涵养服务和农户经济行为存在空间异质性,因此应建立差别化、动态化补偿标准。     

重点生态功能区水源涵养受益区研究（英文）

生态系统服务以某种物质、能量或信息作为载体,通过特定的方式从供给区到达受益区,满足受益区人类需求。现有的研究更多关注生态系统服务的供给,有关生态系统服务需求及其空间位置的研究还需深入。本研究在分析重点生态功能区水源涵养服务从供给区到受益区空间流动过程基础上,研究水源涵养服务产生的各种惠益,确定了重点生态功能区水源涵养服务的受益区域。研究结果显示:2010年重点生态功能区水源涵养服务为1.67×105 km2水田和1.01×105 km2水浇地提供灌溉水源;为2.64×104 km2城镇建设用地的城市居民和工矿企业分别提供生活用水和工业用水以及为3.73×104 km2农村聚落的农村居民提供生活用水;在下游形成6.64×104 km2内陆水面可用于淡水养殖;形成通航河道1.31×104 km用于内河航运。位于长江中上游的重点生态功能区水源涵养受益区更大,影响范围更广,在功能区保护中应该更关注水源涵养功能的维持和改善。部分受益区最多可以受到来自9个重点生态功能区的水源涵养提供的惠益,其受益面积占总受益区面积的17%,受益航道长度占总受益航道长度的7%,在制定生态补偿政策时应同时考虑多个重点生态功能区。本研究结果可以为重点生态功能区的生态系统服务有偿使用和生态补偿提供科学依据。     

干旱区森林水源涵养生态服务功能研究进展

论述了干早区森林水源涵养的机理、研究方法及研究现状，根据长期的定位观测资料分析干旱区森林对降水到径流过程的影响及对水分归宿的作用。认为干旱区森林水源涵养的生态功能在干旱区生态环境建设中具有重要作用。目前国内对干旱区森林涵养功能的分析仍偏重于定点定位观测，获取的资料以统计分析为主，在大尺度上建立定量预测模型及监控措施等方面还需作深入的研究。     

干旱半干旱区生态保护红线划分研究——以“多规合一”试点榆林市为例

划定生态保护红线是构筑区域生态安全屏障的基础,是经济社会可持续发展的基本保障;干旱半干旱区水资源短缺是威胁区域生态安全的首要因素,生态保护红线划分应切实以保护水资源安全供给为根本。以干旱半干旱区“多规合一”试点地区榆林市为例,通过对关键生态系统服务功能评估和生态敏感性评价,以水资源约束为核心,提出了生态保护红线体系与划分方法。结果表明：① 榆林市生态保护红线总面积16998.59 km²,占到全市国土面积的39.60%;其中水源涵养功能红线面积5147.15 km²,秃尾河、榆溪河、芦河、无定河上游是水源涵养核心区域,产水总量高达34.57×10⁷ m³;丘陵沟壑区和风沙滩区植被覆盖较高的区域生态功能极为重要,其中12.38%和23.25%的国土面积分别提供了50%以上的水土保持功能和防风固沙功能。② 水源涵养、防风固沙、生物多样性维护功能红线和禁止开发区红线主要分布于西北风沙滩区;南部沟壑区以水土保持功能为主,红线类型较单一。因此,西北风沙滩区的生态保护对榆林市生态安全维护更重要。研究结果可为“多规合一”各类规划间相互矛盾的有效化解提供决策依据,同时为其他干旱半干旱区生态保护红线的划定提供参考。     

西庄河流域森林生态系统涵养水源的价值

森林的生态服务功能在很长时间内被人们漠视和忽略,很大程度上是因为森林的生态和文化价值难以用货币的形式进行衡量,因此,生态服务功能价值化已成为国外研究的一个热点。以云南保山西庄河流域为研究区,通过在流域建立水文站、气象站和雨量站等组成监测网络,获取了多年的各类气象和水文要素的观测值,进而利用水量平衡公式分析流域森林生态服务功能中的涵养水源总量,并通过影子工程等评价方法计算出其所蕴藏的经济价值。QUICKBIRD高空间分辨率卫星影像的应用,有助于提取西庄河流域森林生态系统的面积、组分及平均树龄。结果显示,西庄河流域多年平均年降雨量1516 9mm,年径流量1950×104m3,森林生态系统平均年蒸散量为952 7mm。研究表明:西庄河流域森林生态系统年均涵养水源能力为1949 88×104m3,其涵养水源功能的经济总价值为1306 4×104元/a,每公顷森林面积涵养水源的价值为6963 84元/a。     

水源涵养功能概念的生态和水文视角辨析

水源涵养是评价陆地生态系统服务功能的重要指标,然而学界对水源涵养功能概念和计算方法仍存在诸多争论。这一方面说明水源涵养功能评估具有重要的现实意义,同时也说明其概念的复杂性和模糊性,亟需从生态学和水文学的基本理论出发,厘清水源涵养功能概念的内涵和评估方法,促进科学决策和有效管理。研究水源涵养功能时,生态学家更关注陆地生态系统的蓄水能力（Smax）,而水文学家更关注流域的产流量（Q）,两者均具有合理性,但各有侧重,若不分别辨析,极易造成概念混淆。理论和数据分析表明,蓄水能力和产流量虽然联系紧密,但概念完全不同。陆地生态系统的Smax决定了流域对降水的分配：即蒸散发（绿水）和Q（蓝水）,Smax和Q在降水量一定的情况下往往存在此消彼长的关系。研究发现生态系统的根区蓄水能力（SRmax）是联系绿水和蓝水的核心要素,是水源涵养功能评估的关键变量。大尺度根区蓄水能力主要由气候决定,可借鉴工程水文中设计水库的累积曲线法,根据生态系统用水的生存策略通过气候反演。最后,本文提出3点建议：(1)在实践中分别评估生态系统的绿水和蓝水涵养功能;(2)进一步全面考虑冰川积雪、地下水等多要素的水源涵养功能;(3)...     

商洛市水源涵养服务功能空间格局与影响因素

以商洛市为例,利用InVEST产水量模型和多年平均涵养水量模型,以参数本地化、实地率定和结果验证,对该区水源涵养功能的空间格局分异规律及其影响因素进行分析。结果表明：① 商洛市水源涵养总量为27.48×10⁸m3/a,水源涵养能力为324.85 mm。五大流域水源涵养功能依次为旬河>乾佑河>金钱河>丹江>洛河。② 气候因素对产水能力空间格局影响最大,10 a土地利用变化和下垫面植被、土壤因素则对水源涵养空间异质性影响显著。③ 子流域单元产水能力相关性强的因子为多年平均降水、实际蒸散发和植物可利用水,水源涵养功能关键驱动因子是潜在蒸散量、土壤饱和导水率与森林覆盖率。     

基于InVEST模型的陕北黄土高原水源涵养功能时空变化

以陕北黄土高原为研究区,基于InVEST水源涵养功能评价模块,定量评价退耕还林还草工程背景下土地利用/覆被变化对研究区水源涵养的影响,在此基础上开展水源涵养空间分区。结果表明：① 2000-2010年,陕北黄土高原草地、灌丛和林地的面积分别增加了3204 km²、285.3 km²和122.7 km²,城镇面积增加了450.4 km²;农田、荒漠、湿地的面积分别面积减少了3984.5 km²、72.7 km²和5.2 km²。② 2000-2010年,陕北黄土高原水源涵养量整体以减少为主,中部减少最为显著,减少量在25 m³/hm²~40 m³/hm²,局部区域在40 m³/hm²以上;其他大部分区域均有0~25 m³/hm²不等的减少。③ 陕北黄土高原水源涵养功能高度重要区和极重要区的总面积为32255.1 km²,所占比例为40.5%。④ 通过陕北黄土高原水源涵养功能评价和重要性分区为生态系统的科学管理提供参考。     

论自然保护地与国家生态安全格局构建

科学评估自然保护地与国家生态安全格局的关系是合理开展自然保护地建设和国家生态安全格局构建的重要基础。以中国国家重点生态功能区、生物多样性保护优先区和国家级自然保护区等自然保护地为研究对象,定量分析自然保护地的时空分布特征及其对保障国家生态安全的重要作用,基于生态系统服务重要性评估辨识国家生态安全格局构建的空间缺失,面向国家生态安全构建和保障需求提出生态保护管控对策建议。结果表明:(1)自然保护地总面积为488.42万km~2,占陆地国土面积的51.38%。生态系统类型以草地、森林、荒漠等自然生态系统为主,三种生态系统的总面积为371.24万km~2,占自然保护地总面积的76.0%。2000-2010年,自然保护地的生态系统构成整体稳定,对保护生态空间稳定性和生态安全格局稳定发挥了重要作用。不同类型生态系统之间有少量转化,不同自然保护地内生态系统转换特征略有差异。(2)综合水源涵养、土壤保持、生物多样性保护等生态系统服务重要性评估,自然保护地的生态系统服务极重要区和重要区总面积为321.4万km~2,占区域国土总面积的66.02%。森林、草地和灌丛生态系统是水源涵养、土壤保持、维护生物多样性等生态系统服务主体。2000-2010年,水源涵养、土壤保持功能有所改善,但生物多样性维护功能无明显变化。(3)生态系统服务极重要区的31.7%没有在自然保护地内,是今后国家生态安全格局构建和自然保护地建设需要重点关注的区域。面向国家生态安全构建和保障需求,迫切需要基于国家治理模式、建立最严格保护制度,提高自然规律认知水平、强化生态系统综合管理,完善分类分区管理、强化自然保护地管控,完善生态补偿机制、建立协同保护制度,加强生态保护综合监管、严格生态损害责任追究。     

基于自然地理区的生态调节功能重要性评价及主导因子识别——以陕西省为例

开展生态调节功能重要性评价对于分析区域生态系统服务空间分布与格局具有重要的理论和实践意义。本文基于自然资源基础数据库,构建生态调节功能重要性评价指标体系,从自然地理区的角度进行陕西省生态调节功能重要性评价研究,揭示生态调节功能重要性及其组合的空间特点,并对影响生态调节功能重要性分异的主导因素进行识别和分析,结果如下：(1)陕西省生态调节功能重要性空间差异显著,极重要区集中在秦岭山地区与大巴山山地区的连片区域、渭北高原丘陵区的块状区域以及长城北部风沙高原区的带状区域。(2)生态调节功能的极重要和重要区呈现为重叠多的特点,并以生物多样性维护功能、水源涵养功能和水土保持功能的三重或双重重叠为主。(3)各用地类型的生态调节功能重要性差异显著,林地的生态调节功能重要性最高,其后依次为水域、草地、耕地和建设用地。(4)陕西省生态调节功能重要性总体上呈现南高北低的格局,生态调节功能重要性的主导因子存在较大差异。针对陕西省各自然地理区的生态调节功能重要性特点和主导因子,应实施差异化的空间管治政策和生态保护策略。     

基于SWAT模型的森林分布不连续流域水源涵养量多时间尺度分析

为解决森林分布不连续流域森林水源涵养功能及其多时间尺度特征的定量评价问题,根据分布式水文模型（SWAT）的特点,提出了反映森林斑块空间分布的水文响应单元划分方法,以及基于水量平衡法的森林不连续分布流域森林水源涵养量计算公式。以东南沿海的晋江流域为例,构建了2006年土地利用条件下的日时间步长SWAT模型,统计分析了2002—2010年降水条件下森林水源涵养量的时空变化规律。结果表明：① 构建的晋江流域SWAT模型精度较高,面积阈值为零生成的水文响应单元比较准确地反映流域森林斑块分布,提出的森林水源涵养量计算公式适用于森林空间分布不连续流域森林水源涵养量的多时间尺度分析,为流域森林水源涵养功能评价提供了一个新的方法。② 晋江流域森林水源年涵养量271.41~565.25 mm;月涵养量-29.15~154.59 mm;日尺度的极端降水期皆为正值,极端枯水期都为负值。表明年际之间不存在森林水源涵养的蓄丰补枯调节作用,但在年内的部分月份得到体现,而日尺度的森林蓄丰补枯功能充分发挥。从而揭示了不同时间尺度森林水源涵养量及其蓄丰补枯功能的差异。     

过去30年气候变化对黄河源区水源涵养量的影响

黄河源区高寒生态系统具有重要的水源涵养功能。基于改进的LPJ动态植被模型,模拟研究1981-2010年中国黄河源区水源涵养量的时空变化特征,进一步探讨气候要素变化的影响。结果表明：近30年来黄河源区水源涵养量整体略呈减少趋势,减少速率为-1.15 mm/a,区域差异特征体现为大部分地区以减少趋势为主,特别是黄河源区东南部。过去30年黄河源区降水量以及大气水分需求能力的变化是影响生态系统水源涵养量增减的主要气候因素。随着干湿条件不同,两者影响程度各异,降水减少和潜在蒸散增加共同导致黄河源区东南部半湿润地区水源涵养量减少,而降水增加则是北部半干旱地区水源涵养量增加的主要原因。     

基于土地利用变化的典型喀斯特城市流域生态系统服务功能研究（英文）

揭示喀斯特城市流域土地利用对生态系统服务功能的影响机制,对喀斯特地区的社会经济发展与生态环境保护具有重要意义。本研究以贵州典型喀斯特城市流域—南明河流域为例,基于Arc GIS技术平台揭示了2000–2020年3个时期流域的土地利用时空演变规律,采用In VEST模型对流域不同土地利用类型的生态系统服务功能进行了系统评价。结果表明：（1）流域土地利用以林地、耕地和草地为主,土地利用变化方式主要表现为建设用地的增长,增长了13.07%;(2)流域水源涵养功能显著提升,碳储存功能略微减弱,空间上两者的物质量均呈现东北高、西南低的分布特征;（3）林地对流域水源涵养和碳储量的贡献率均超过57%,林地转为建设用地,耕地转为林地分别是生态系统服务功能减弱和增强的两种土地利用变化形式。本研究可为喀斯特生态脆弱区土地利用结构优化、水土资源开发和生态系统可持续管理提供重要数据支撑与科学参考。     

河源市生态环境建设的思路与对策探讨

河源市是典型的山区,地处东江上游,是香港、深圳、广州东部、东莞和惠州等城市和地区供水、涵养水源的重要生态林区,具有重要的生态战略地位.保护好东江水资源、山区自然资源和生态环境,对促进河源市及区域内经济和社会可持续发展具有十分重要的作用.在对河源市生态环境现状、经济发展和城市化进程中产生的环境问题分析基础上,从可持续发展的角度,提出了河源市城市生态环境发展原则及生态建设思路与对策,为当地政府生态环境保护决策提供参考.     

南北盘江森林生态系统水源涵养功能评价

森林生态系统水源涵养功能是植被层、枯枝落叶层和土壤层对降雨进行再分配的复杂过程。运用综合蓄水能力法,基于森林资源二类调查数据,估算了贵州省南北盘江流域不同类型森林生态系统的林冠层截留降水量、枯落物持水量和土壤蓄水量,分析了流域尺度森林生态系统的水源涵养能力及其时空变化。结果表明：① 南北盘江流域森林涵养水源总量约6.13×10⁸m³,单位面积水源涵养量629.85 t/hm²,森林水源涵养能力空间分布呈现东高西低的趋势;② 不同类型森林来说,阔叶林和灌木林对区域水源涵养总量的贡献率最大,而混交林的单位面积水源涵养量最高;③ 不同林龄比较,幼龄林对区域水源涵养贡献率最高,达45.95%,但其单位面积水源涵养能力最差,过熟林的单位面积水源涵养能力最高;④ 就坡位而言,平地和中坡森林对区域水源涵养总量的贡献率最大,山谷森林单位面积水源涵养能力最高,山脊森林单位面积涵养水源能力最低;⑤ 近35 a来,随着生态工程的实施,森林生态系统水源涵养总能力以1 447.89×10⁴m³/a速度持续提升,单位面积水源涵养量以每年5.33 t/hm²的速度稳步提高。