2000—2010年我国重点生态功能区生态系统变化状况

分析了2000—2010年我国水源涵养型、水土保持型、防风固沙型、生物多样性维护型重点生态功能区的生态系统结构、质量与核心服务的变化.结果表明: 近11年来,水源涵养型重点生态功能区的森林、草地面积减少,水体与湿的面积增加,森林、草地、湿地生态系统水源涵养总量增加了2.9%,该类区域需要遏制森林、草地的减少趋势.水土保持型重点生态功能区的农田面积减少,而森林、草地、水体与湿地的面积增加,土壤侵蚀总量减少了28.2%,生态系统土壤保持总量增加了38.1%.防风固沙型重点生态功能区的农田、森林面积增加,草地、水体与湿地的面积减少,单位面积土壤风蚀量下降,单位面积防风固沙服务量有所提升,该类区域多位于干旱半干旱区,需要减少农田面积,优先保护原有生态系统.生物多样性维护型重点生态功能区的草地、荒漠面积减少,其他类型的面积有所增加,人类扰动呈现微弱的上升趋势,该类区域需要减少人类干扰.重点生态功能区应该针对核心服务和保护目标,分类分区开展生态系统保护、改善及其效果的定量综合评估.     

国家重点生态功能区2010-2015年生态系统服务价值变化评估

国家重点生态功能区是国家重要的生态安全屏障，其生态保护价值对维护国家生态安全具有重要意义。基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法，采用模型运算和地理信息空间分析，定量分析了25个国家重点生态功能区在实施转移支付后（2010-2015年）生态系统服务价值的时空分布格局及其变化特征。研究结果表明：（1）2015年，全国重点生态功能区生态系统服务价值呈现明显的"西北低，东南高"的分布格局。从25个重点生态功能区来看，中高值区的面积占比31.60%，个数占比60%。4类自然生态功能区的生态系统服务价值大小排序为水土保持型功能区 > 生物多样性维护型功能区 > 水源涵养型功能区 > 防风固沙型功能区。（2）2010-2015年，全国重点生态功能区的生态系统服务价值整体呈明显增加趋势，增幅为16.46%。从空间分布来看，80.14%面积的生态系统服务价值基本持衡；从分级变化特征来看，高值区、较高值区的面积增加，中值区面积减少，较低值区面积增加，低值区面积减少。（3）近5年来，25个重点生态功能区的生态系统服务价值呈增加的有21个，占比84%，而生态系统服务价值出现减少区域的变化幅度均小于1%；4类自然生态功能区生态系统服务价值均呈增加趋势，其变化幅度从高到低依次为水土保持生态功能区（1.44%） > 水源涵养生态功能区（0.22%） > 防风固沙生态功能区（0.21%） > 生物多样性生态功能区（0.08%）。生态系统服务价值整体呈上升趋势，反映出生态保护与工程建设成效明显。本文研究成果可为分类分区开展生态系统保护、改善及其效果的定量综合评估提供科学依据，为重点生态功能区管理和国家生态安全格局的构建提供有效参考依据。     

国家重点功能区转移支付对生态系统格局变化的县域对比分析

国家财政部于2009年印发了《国家重点生态功能区转移支付(试点)办法》,中央财政开始以转移支付的方式对国家重点生态功能区进行生态补偿，截止到2020年国家已累计下达转移支付资金6035.5亿元。评估国家重点功能区财政转移支付的生态保护成效对国家生态环境保护与修复决策具有重要意义，以国家重点生态功能区转移支付县域为调查和评估对象，基于多期遥感解译的土地利用/土地覆被数据，对正式实施财政转移支付政策以来国家重点生态功能区生态系统格局及其变化进行了评估，并对是否接受财政转移支付县域生态系统格局变化进行了对比分析。研究结果表明：国家重点生态功能区生态质量状况整体好转，2011—2019年土地覆被转类指数为3.85%,生态质量整体上好转主要与水域增加有关。享受国家财政转移支付政策后各县域生态质量改善明显，从2011—2016年的空间横向比较来看，享受财政转移支付县域土地覆被转类指数为2.28%,未享受县域为-3.36%;从2011—2019年的时间纵向比较来看，享受财政转移支付前土地覆被转类指数为-3.35%,而享受后为1.70%。然而，国家重点生态功能区人为活动干扰仍然较为强烈，研究时段内城乡...     

国家重点生态功能区生态环境质量变化动态分析

国家重点生态功能区是保障国家生态安全、提升生态环境质量的重要区域。基于国家重点/非重点生态功能区生态环境质量变化的对比分析,结合土地覆被变化,对国家重点生态功能区转移支付政策执行之前的生态环境质量状况形成全面的认识。结果表明:国家重点/非重点生态功能区土地覆被类型均以生态用地为主,2000—2010年生态用地占比下降。国家重点生态功能区各年生态用地占比均高于非重点生态功能区,且土地覆被类型转换程度相对于非重点生态功能区要小。重点/非重点生态功能区的植被覆盖度、生物量密度、NPP均由东南向西北逐渐降低。水土保持型重点生态功能区的植被覆盖度最高,生物多样性维护型重点生态功能区的平均生物量密度、平均NPP最高,水源涵养型重点生态功能区的生物量总量、NPP总量最高,防风固沙型重点生态功能区由于多位于西北内陆,整体上植被覆盖度最低,生物量密度和生物量总量、平均NPP和NPP总量也最低。总的来说,2000—2010年间国家重点生态功能区的生态系统质量有所改善,但是改善的幅度不及非重点生态功能区。表明实施生态保护工程与转移支付,进一步改善重点生态功能区的生态环境质量,对提升全国整体生态安全水平具有重要的作用。     

国家重点生态功能区县域环境空气质量时空变化分析

评估国家重点生态功能区县域空气质量改善状况,对落实国家生态文明建设与重点生态功能区转移支付制度具有现实意义。以国家重点生态功能区转移支付县域空气质量为评价对象,基于2015年至2019年的空气质量监测站点日均值数据,对环境空气质量状况和变化进行了评价分析。研究结果表明：国家重点生态功能区转移支付县域空气质量总体表现较好且仍在稳步提升,转移支付政策对2015—2019年国家重点功能区空气质量的改善有着明显的推动作用。优良天数比例超过90%的县域占比由2015年的33.77%提高到2019年的69.52%,水源涵养区的优良天数占比由2015年的72.71%提高到2019年的92.09%,空气质量改善效果最为显著。2015—2019年间,细颗粒物(PM_2.5)污染占比明显下降,臭氧(O₃)污染占比大幅上升,主要超标污染物由颗粒物逐渐转为颗粒物和臭氧。当前防风固沙区的主要超标污染物为可吸入颗粒物(PM₁₀)和细颗粒物,其他三类生态功能区为细颗粒物和臭氧。重点生态功能区的空气质量存在着显著的空间差异,空气污染表现出显著的空间聚集特...     

北方重点生态功能区生态系统服务权衡与协同

北方地区作为我国最重要的生态屏障区,也是我国荒漠化发展最快、生态极为脆弱、受风沙危害最严重的区域。分析了北方地区6个国家重点生态功能区生态系统结构变化和防风固沙、土壤保持、水源涵养、牧草供给等生态系统关键服务多年变化状况,从而客观科学地评价典型生态功能区生态保护效果,总结目前存在的主要生态问题,为重点生态功能区监管和考核提供科学地决策依据。结果表明：1）草地面积除阴山北麓有所增加以外,其他功能区皆减少;荒漠面积在东部三个功能区有所增加,而在西部三个功能区有所减少;草地植被覆盖度皆有所提高,增幅0.4%-7%。2）防风固沙服务除呼伦贝尔有所提升以外,其他功能区皆呈现下降态势;水源涵养在西部塔里木河与阿尔金先上升后下降,中部阴山北麓和科尔沁有所提高,而东部浑善达克与呼伦贝尔呈持续上升态势;各功能区的土壤保持呈现不同程度提升,而牧草供给皆有所下降。3）除呼伦贝尔和浑善达克南端以外,牧草供给与防风固沙服务之间以协同关系为主;除科尔沁西北部和呼伦贝尔东端以外,牧草供给与水源涵养、土壤保持服务之间以协同关系为主。通过生态系统类型变化及供给与调节服务相关关系分析可以看出,生态功能区开垦导致草地减少的现象需要遏制,出现权衡关系的东部区域也是生态保护与生产利用矛盾较大的农牧交错带,需要成为后续保护和修复的重点区域。     

2011和2019年生物多样性维护型国家重点生态功能区状态及变化评估

适时掌握国家生物多样性维护型重点生态功能区的生境质量状况及其变化特征,是国家生物多样性保护战略规划及措施实施的重要科学依据。针对生物多样性维护型国家重点生态功能区,重点考虑生态系统结构与功能、人类活动的生态胁迫、人类社会响应3方面影响因素,构建生物多样性综合评估指标体系,评估了生物多样性维护型国家重点生态功能区2011和2019年的状况及变化。结果表明：（1）从2011到2019年,生物多样性维护国家重点生态功能区内人口以迁出为主,但路网密度显著上升,人类干扰指数和生态空间破碎度仍然呈增加趋势;（2）2011和2019年,各生物多样性维护型生态功能区综合评估指数BDI总体上均维持在0.4以上,生境质量总体上处于中、良等级范围内;（3）从2011年到2019年,各生态功能区BDI值平均从0.582上升到了0.606,中、良等级的功能区占比从61.5%提升到了76.9%;（4）从2011年到2019年,有2个生态功能区的BDI值出现下降,占比15.4%。近十多年内,生物多样性维护型国家重点生态功能区总体上呈现持续向好的变化趋势,但人口密度、路网建设、生态空间破碎度等因素,仍然是今后一定时期内国家生物多样性保护面临的关键压力,而加大保护区面积并严格控制,是缓解压力的有效途径。     

基于SWAT模型的浑河中上游水源涵养服务价值评估

浑河中上游流域的森林覆盖率高达68%,是辽宁省饮用水的重要水源保护地。本研究基于SWAT模型和影子工程法,评估2000—2019年浑河中上游流域的水源涵养量及其服务价值,并分析其时空变化的原因,以期为流域内生态补偿和生态恢复提供依据。结果表明:2000—2019年浑河中上游水源涵养量及其价值量呈先增加后减少趋势;年均水源涵养总量和水源涵养服务价值分别为24.6亿m³和150.4亿元;研究区水源涵养量存在明显的空间差异,高值区主要分布在清原县和新宾县,低值区集中于沈阳市辖区;不同生态系统的水源涵养服务价值差异较大,森林的单位面积水源涵养量远高于草地、农田和城市。     

粤港澳大湾区生态系统服务时空演化及其权衡与协同特征

打造国际一流湾区和世界级城市群的粤港澳大湾区,生态保护、环境优化与城市发展、经济开放具有同等重要地位,掌握其城镇化过程中生态系统及其服务变化状况有助于科学合理、有针对性的制定生态保护修复相关政策。基于2000-2015年粤港澳大湾区生态系统宏观格局变化,分析了大湾区生态系统生产力、水源涵养、土壤保持服务的时空演化特征,进而探讨了供给与调节服务之间的权衡与协同关系。结果表明：（1）森林与农田是大湾区的主体生态系统,面积占大湾区国土面积的54.1%和22.8%,近15年由于城镇面积快速增长（增幅达68.6%）,导致森林、农田、湿地面积不断减少。（2）基于净初级生产力的供给服务量和土壤保持量整体上均呈现轻度增加趋势,特别是江门、肇庆等生态服务主要提供区域;东南部最高、北部次之、中部偏低的水源涵养量,除西北部呈现增加趋势以外,其它区域皆呈现减少趋势;城镇扩张是生态系统供给、调节服务明显减少的主要影响因素。（3）大湾区生态系统供给服务与水源涵养、土壤保持调节服务之间的相关关系均以协同为主,然而,在大湾区东北部和南部的广州、惠州、江门等区域呈现明显的权衡关系,提示大湾区发展过程中,需要在这些呈现权衡关系的区域实施有针对性的生态保护修复措施,优化绿地结构、保护生态空间,减少城镇扩张和不合理的人类活动对生态系统服务的消极影响,建设生态优美、文化繁荣的美丽湾区。     

中国生态系统水源涵养空间特征及其影响因素

水源涵养是陆地生态系统重要生态服务功能之一,包含着大气、水分、植被和土壤等自然过程,其变化将直接影响区域气候水文、植被和土壤等状况,是区域生态系统状况的重要指示器。我国水资源贫乏,降水时空分布不均,在区域尺度上评估全国生态系统水源涵养功能空间特征及其影响因素,对科学认识和合理保护我国生态系统水源涵养,和制定生态环境保护决策具有十分重要的意义。以全国生态系统水源涵养功能为研究对象,通过收集和分析相关数据,对各类典型生态系统水源涵养数据进行归类与统计,在区域尺度上评估中国生态系统水源涵养功能,并分析气候与人类活动对其影响。结果表明:(1)中国水源涵养总体上呈现东南高西北低、由东到西逐渐递减特征。2010年全国生态系统水源涵养总量为12224.33亿m~3。(2)森林是我国生态系统水源涵养的主体,其水源涵养量最高,占全国水源涵养总量的60.80%。其中,常绿针叶林生态系统水源涵养量最多,而常绿阔叶林水源涵养能力最高。按流域统计,相对于其他一级流域,长江流域生态系统的水源涵养量最高。(3)中国生态系统水源涵养受气候和人类活动的影响,与降水、温度、蒸散、坡度、COD密度和长江生态工程呈现显著的正相关,而与GDP密度和农村人口密度呈现明显的负相关。     

国家重点生态功能区转移支付改善县域生态环境质量效应评估

国家重点生态功能区转移支付已成为中国乃至全球最大的政府生态保护补偿项目,其资金使用对地方生态环境保护的作用尤为值得关注。为解决既有研究在研究对象和数据采用上的不足,基于包含全国区县、省级和陕西县域等多尺度数据,采用分组平均值及其变化率、统计相关性检验等评估方法,通过不同批次享受政策的县域及不同生态功能区类型县域的对比,对国家重点生态功能区转移支付在自然生态、大气、水环境3个方面的生态环境效益进行了多维度评估。研究结果表明：（1）2011-2017年,转移支付县域在生态质量上趋于稳定,部分生态类型特征的指标有向好趋势,案例和省级分析表明,转移支付与湿地覆盖率存在显著的正相关,该政策对县域生态质量的稳定和提升起到了一定积极作用。（2）2015-2018年,转移支付政策县域PM_2.5、SO₂、NO₂平均浓度均呈下降趋势,大气环境改善较为显著,其中PM_2.5浓度下降尤为明显且在防风固沙型生态功能区县域降幅最大。NO₂浓度的下降幅度较小。（3）转移支付县域的水环境各项指标在2012-2018年波动较大,总体看水环境质量有轻微改善,不同时间享受政策县域的改善效果有所差异,2016年新增的政策县域水环境质量改善更为显著。评估结论表明,国家重点生态功能区转移支付对县域生态环境质量产生了一定积极影响,其中对大气环境质量改善最为明显,对生态和水质的改善存在较大提升空间。     

天保工程转移支付的森林生态效益及其影响机制

天保工程政策对天然林资源保护恢复工作具有重要意义,但是如何发挥天保工程转移支付对森林生态效益的作用机制目前还没有确切答案。本研究基于2011—2017年《中国林业统计年鉴》的面板数据,以森林管护面积和森林抚育面积作为衡量森林生态效益的指标,采用空间滞后模型和中介效应模型分析重点国有林区天保工程转移支付资金对森林生态效益的影响机制。结果表明: 二期天保工程中重点国有林区的森林资源生态效益状况逐年变好,并且各森林工业分局的森林资源生态效益存在显著的空间溢出效应;天保工程转移支付资金对重点国有林区的森林资源生态效益具有显著的促进作用,其中人力资本水平的提升和一线管护站的建设存在部分中介效应。因此,建议中央加大对天保工程转移支付资金的投入,并且林业管理部门应在提升人力资本水平与建设一线管护站两方面提高资金使用比例。     

面向生态系统结构的生物多样性保护成效空间对比评估

开展生物多样性保护成效对比评估对于合理执行生态补偿机制的转移支付政策,以及进一步促进全国生态保护管理水平的有效提升都具有重要意义。以2015年版《全国生态功能区划》划定的生物多样性保护重要生态功能区为研究对象,采用生物多样性保护成效结构指数,探讨重要生态功能区生物多样性保护成效的区域分异情况。研究结果表明：(1)华南、华东与华中地区重要生态功能区的生态结构参照基准较高,东北地区重要生态功能区居中,较差的重要生态功能区则位于西南和西北地区,说明了全国生态环境本底的区域分异性;(2)西北和西南地区重要生态功能区的保护成效结构指数较高,华中和华南地区居中,而东北和华东地区的保护成效结构指数较低,体现了2015年全国重要生态功能区生物多样性保护成效的空间差异情况;(3)从草原、森林与湿地生物多样性的保护成效结构指数来看,西北与西南地区、东北和西南地区及华东地区的重要生态功能区分别具有较大优势。上述研究结果反映了全国重要生态功能区生物多样性保护成效优劣的空间差异状况,可为政府部门健全生态补偿机制以及制定生态系统恢复方案提供决策参考。     

退耕还林(草)工程对渭河流域生态系统服务的影响

退耕还林(草)工程作为中国启动的重要生态补偿项目,对维护国家生态安全起着关键作用,系统剖析退耕还林(草)工程对生态系统服务的影响,有助于为健全生态补偿制度提供借鉴。本研究以渭河流域为例,基于土地利用数据、气象数据等资料,在分析退耕还林(草)工程实施以来渭河流域土地利用和生态系统服务时空变化的基础上,运用Invest模型、地理加权回归等方法,探究退耕还林(草)工程对渭河流域水源涵养、土壤保持、碳储量、生境质量等生态系统服务变化的影响。结果表明: 退耕还林(草)工程实施以来,渭河流域林草覆盖率呈波动上升趋势,林草面积增加2704.49 km²。2000—2018年间,渭河流域水源涵养、土壤保持、碳储量、生境质量均呈波动上升趋势,其中,水源涵养和固碳服务增幅较大,生境质量和土壤保持增幅较小。退耕还林(草)工程有效提升了渭河流域的水源涵养、土壤保持、固碳、生境质量等生态系统服务,但对不同地域单元生态系统服务影响强度不同。     

全国重要生态功能区生物多样性保护成效区域对比评估

国家重要生态功能区是国家主体功能区战略实施和生态保护红线划定的基础,关系到全国乃至全球范围的生态安全。开展大尺度生物多样性保护成效区域对比评估对促进物种栖息地科学管理、提升国家生物多样性保护水平具有较为重要的意义。本研究以2015年《全国生态功能区划》修编版划定的24个生物多样性保护生态功能区为研究对象,选取生态功能区内或邻近生态功能区的国家级自然保护区核心区作为参照区,利用InVEST模型计算多年参照区生境质量指数,并从中筛选出最大值,构建全国尺度的生境质量指数参照基准,在此基础上,采用空间叠加分析方法建立保护成效指数,定量分析了24个重要生态功能区生物多样性保护成效空间对比差异。研究结果表明:(1)基于参照基准的生物多样性保护成效区域对比评估方法可以较好地应用于全国尺度,全国重要生态功能区生境质量指数参照基准呈现明显的"西北低,东南高"的分布格局,而重要生态功能区生物多样性保护成效则表现出"西北高,东南低"的空间差异;(2)位于华东和华南地区的重要生态功能区生态环境本底状况较好,东北和华中地区的重要生态功能区居中,而西北和西南地区的重要生态功能区生态环境本底状况较差;(3)2015年西北和西南地区的重要生态功能区生境质量指数基本与参照基准持平,表现为生物多样性保护成效较好,华中和华南地区的重要生态功能区生境质量指数小幅度低于参照基准,体现保护效果居中,保护效果较差的重要生态功能区则位于东北与华东地区,其生境质量指数大幅度低于参照基准。通过对全国尺度重要生态功能区生物多样性保护成效区域对比评估,为进一步完善国家生物多样性保护成效的绩效考评机制和转移支付提供科学依据。