天津市自然保护地与区域生境质量的时空演变格局

生境质量是反映区域生物多样性水平的重要指标,而规划科学、管理有效的自然保护地对于维护生境质量、巩固区域生态安全具有重要作用。以天津市为例,运用InVEST模型Habitat Quality模块评估了天津市2000、2005、2010、2015、2018年生境质量时空变化格局,基于叠加分析自然保护地内外生境质量变化探讨自然保护地对维护区域生境质量发挥的作用。结果表明：(1)2000—2018年间天津市生境质量总体下降了13.18%,并呈现出明显的由中心城区向环城四区扩散的趋势,高质量区域仅占天津陆域国土面积的4%,主要分布在天津北部山区和于桥水库、团泊洼、北大港、大黄堡等湿地。(2)天津保护地空间分布上呈集中分布态势,覆盖了天津市约75%的高质量生境区域和25%的较高质量生境区域。(3)从整体上看不同类型的自然保护地内生境质量保护效果不同,自然保护区优于其它类保护地,其生境质量明显得到提升。所有保护地中有10处保护地生境质量略有下降,但低于全域下降水平,只有盘山风景名胜区和古海岸与湿地自然保护区生境质量下降高于全域平均水平。(4)自然保护地对天津市生境质量下降的趋势起到了一定缓冲作用,其...     

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。     

森林生态效益的线性联立方程组模型的研究

在森林生态效益似乎不相关模型的基础上,分析众多生态效益中的相互依存和从属关系,引入内生变量Y1、Y2作为另一个生态方程的自变量,构造联立方程组模型．该模型比较深入地刻画了在森林生态效益因变量集中,以森林涵养水源效益为主导。与其它生态效益间的支配关系．从森林生态效益自身规律出发。构造联立方程组结构参数矩阵B和T,根据其中隐含的参数间约束条件,生成线性限制方程HA=L。是确保本森林生态效益联立方程组模型成功的关键．特别是对森林生态效益因变量与自变量非线性关系的分析,为森林生态效益联立方程组模型的构造奠定科学基础．本模型是过度可识别且误差结构矩阵不是对角矩阵的联立方程组模型．用三步最小二乘估计法的Matlab程序,得森林涵养水源、森林固土、森林保肥和森林防风固沙效益联立方程组模型,平均精度可达80％以上．由此估计出全国2000年的森林涵养水源生态效益量为4227×10^8t;森林固土效益量为3．9×10^8t;森林保肥效益量为4．7×10^8t;森林防风固沙量为22．8×10^8t．     

西部山区流域生态系统服务权衡与协同关系——以甘肃白龙江流域为例

甘肃白龙江流域是长江上游重要水源涵养和生态屏障区,生态系统服务研究对该流域生态保护与经济发展的双赢具有重要意义。本研究基于InVEST模型进行4种典型生态系统服务(如土壤保持、水源涵养、食物供给、生境质量)评估,并通过相关性和均方根偏差(RMSD)开展服务间多尺度权衡及其成因分析。结果表明: 土壤保持、水源涵养和生境质量两两之间为显著协同关系,食物供给分别与生境质量、土壤保持和水源涵养间为显著权衡关系。3对协同服务和食物供给与生境质量的权衡强度高值主要集中于文县、迭部和舟曲的中高山阴陡坡林区;食物供给与土壤保持、食物供给与水源涵养间的权衡强度高值主要集中于宕昌和武都的中低山阳缓坡农牧区。人类活动驱使下的土地利用/覆被格局空间差异是影响服务权衡程度及其尺度效应的重要因素。     

中国自然保护地体系分类研究

建设自然保护地体系是为子孙后代保留生物多样性资源与自然遗产最有效的途径。自1956年我国建立第一个自然保护区以来，已建设形成覆盖森林、草地、湿地、海洋、荒漠各类生态系统，珍稀濒危动植物物种和种质资源，自然遗迹和自然景观，以及水源保护等各类自然保护地。但由于缺乏自然保护地体系的顶层设计，各类保护地面临功能区分不清晰、空间重叠、管理成效不高等问题。建设以国家公园为主体的自然保护地体系的部署，为理顺我国保护地体系，明确各类保护地的功能定位提供了难得的机会。在分析我国现有自然保护地类型，并参考国际自然保护地体系分类经验的基础上，探讨了我国保护地体系分类，建议将我国自然保护地分为5大类，第I类为自然保护区，第Ⅱ类为国家公园，第Ⅲ类为自然公园，第Ⅳ类为物种与种质资源保护区，第Ⅴ类为生态功能保护区，并分析了各类自然保护地的功能定位和管理目标，以期为自然保护地体系规划建设提供参考。完善我国自然保护地体系分类，根据各类保护地的特点，创新保护地建设政策与机制，加大政府对自然保护地建设力度的同时，发挥全社会力量建设自然保护地，我国自然保护地建设将大有可为。     

北京市退耕还林生态效益评估

基于北京市退耕还林工程区典型样地调查和北京市林业果树科学研究院多年以来对退耕还林生态系统服务功能的监测数据，依据中华人民共和国国家标准《森林生态系统服务功能评估规范》（GB/T 38582-2020）和中华人民共和国林业行业标准《退耕还林工程生态效益监测与评估规范》（LY/T 2573-2016），分别从涵养水源、固碳释氧、保育土壤、林木积累营养物质、净化大气环境和保护生物多样性六项功能指标，对退耕还林生态效益物质量与价值量进行定量评估。结果表明，截至2018年，北京市退耕还林生态系统服务功能总价值量为18.92亿元/a，其中以涵养水源（41.15%）、固碳释氧（26.73%）和净化大气环境（17.27%）分项指标的贡献作用较大。比较北京市退耕还林工程行政区间生态效益价值量大小，发现退耕面积和北京城市总体规划中各行政区功能定位为主要影响因素，其中以密云区价值量最大为4.48亿元/a，占北京市退耕还林生态系统服务功能总价值量的25.56%。退耕工程区内板栗（29.51%）、仁用杏（13.54%）、核桃（12.57%）所贡献的生态系统服务功能价值量位列前三。不同林分类型单位面积价值量排序为生态林 > 生态经济兼用林 > 鲜果林。因此，建议遵循生态优先、适地适树、分类施策的原则，制定退耕还林成果保护政策，并根据各行政区生态价值评估结果确定生态补偿额度和补偿年限，为退耕还林分类补偿政策制定、低质低效林分改造和退耕还林生态系统监测网络体系奠定理论与实践基础。     

自然保护地政策对区域生态环境质量的影响——以三江源地区为例

研究自然保护地政策的生态成效有助于未来更好地开展自然保护地保护和治理。以三江源地区为例,通过构建土地利用动态度和土地覆被转类指数考察了自然保护地的空间布局特征对生态环境质量的影响,刻画了自然保护地政策生态成效在自然保护地内外的空间差异性,结合最小二乘法和实地调研结果探究了保护地政策对生态环境质量的影响机制。结果表明：自然保护地政策实施以来,三江源全域生态环境质量提升越来越明显,未利用地转化为生态地类是促进生态提升的最主要的用地变化类型。集中连片分布的大型保护地生态成效明显,而分布零散且靠近行政边界的小型保护地生态成效相对较小;尽管保护地生态成效优于非保护地,但保护地与周围地区的生态提升具有同步性。保护地政策通过在保护地内实施生态保护和修复项目显著促进了生态环境质量的提升,同时通过采取限牧禁牧、引导转业转产等措施减轻了农牧民活动对生态环境的压力。未来应推动以国家公园为核心的生态系统完整性保护网络体系建设,加强国家公园和周边区域的一体化保护和联动治理,帮助农牧民进一步拓宽生计方式。     

济南市森林生态系统服务功能的维持机制

森林作为陆地生态系统的重要组成部分,在维持生物多样性、固碳、水源涵养和木材供应等方面起着不可替代的作用。依据《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721—2008),以济南市12个林分类型为研究对象,对济南市森林生态系统服务功能维持机制进行研究,得出济南市年森林生态系统涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林木积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护的价值为251.80亿元。其中,涵养水源、固碳释氧、生物多样性保护排在前3位;不同林分类型生态系统服务功能价值量中黑杨类和柏类占绝对优势,而泡桐、落叶松和竹林生态系统服务功能较弱;不同林龄生态系统服务功能价值量以中幼龄林为主;济南市森林生态系统服务功能的维持机制,受到森林资源面积、林龄结构、森林起源以及自然保护区建设等诸多因素的影响。     

福建集体林权制度改革对生态公益林水源涵养能力变化的影响——基于723个村的实证研究

水源涵养等生态功能是生态公益林的首要功能，维护生态安全是集体林权制度改革（简称"林改"）的重要目标。为了厘清福建林改对生态公益林水源涵养能力变化的影响，以促进生态公益林质量的精准提升。运用综合蓄水能力法测算分析了福建省5县（区）723个村林改前后生态公益林水源涵养能力变化，并运用多元线性回归模型探讨了林改对生态公益林水源涵养能力变化的关键影响因素。结果表明：（1）林改后生态公益林水源涵养量普遍增加，但单位面积水源涵养能力多数下降，少数提升。（2）产权归属通过经营管护行为对单位面积水源涵养能力产生显著影响，其中，国有权属存在正向影响，集体权属与私有权属存在负向影响。（3）面积、人工林占比、防护林占比、蓄积量变动和降雨量等因素，主要通过资源结构、经营条件和外部环境对单位面积水源涵养能力产生显著影响。据此提出，在提高生态公益林数量的同时要注重提升生态公益林质量，加大政府赎买，重点挖掘幼龄人工生态林生态潜力，做好天然林和防护林保护等政策建议。     

自然保护地整合优化的景观格局变化分析——以贵州省思南县为例

自然保护地整合优化是我国重构自然保护地体系、衔接三条控制线划定、完善国土空间规划的重要举措。利用自然保护地整合优化成果、国土三调数据,综合运用GIS空间分析、景观格局指数和保护地边界分析法,对贵州思南县自然保护地整合优化各阶段景观格局的变化特征及其合理性进行了分析。结果表明：（1）整合优化后土地利用/覆盖组成变化显著,耕地、建设用地显著减少,优势景观林地面积增加。（2）整合优化后,思南县自然保护地景观异质性降低、优势度增强、破碎度增加。（3）各斑块类型的复杂性和异质性降低,林地优势度增强,但耕地、园地的破碎度增加,整合优化未造成优势景观的破碎化。（4）整合优化后,自然保护地边界复杂度显著提高,自然保护区、地质公园变化最明显,将给自然保护地勘界定桩增加难度。（5）耕地、建设用地、林地变化是思南县自然保护地景观格局变化的主要因素,耕地、建设用地主要作为矛盾调出自然保护地,而林地则主要作为破碎化斑块伴随矛盾一并调出。本研究自然保护地整合优化方案围绕矛盾和问题开展调整,所反映的景观格局变化,与整合优化调整规则限定的内容相适应,整合优化方案总体可行、合理。由于存在的破碎化、边界复杂化、区域分离等问题,在整合优化过程中应进一步优化调整规则,统一数据精度,尽量避免此类问题的产生。景观格局指数变化所反馈的信息可为自然保护地整合优化的科学开展及其成果的合理性评价提供一定参考,引入成果评估机制对自然保护地整合优化工作具有重要意义。     

北京市生态涵养区生态资产时空格局及驱动因素

生态涵养区作为重要的生态屏障和水源保护地,是北京市实现绿色发展和生态保护的重要支撑。基于改进的生态资产估算模型,获得2000年、2005年、2010年和2015年4期北京市生态涵养区生态资产时空分布格局,基于栅格尺度数据进行面板固定效应回归和分位数回归,检验了生态资产时空格局的驱动因素。结果表明：（1）北京市生态涵养区4期生态资产呈先快速增长后缓慢降低的趋势,森林生态系统积累生态资产价值占比长期保持在70%以上,是生态涵养保护的重要支撑,但2015年其占比较2010年下降了3个百分点。（2）气候变化中年均降雨量对生态资产具有显著的促进作用,年均气温的升高对低分位水平下的生态资产具有显著的抑制作用,而对高分位水平的生态资产有正向推动作用;人为干扰度稳定在一定范围内时对生态资产具有显著的正向促进作用;像元单位空间人口的增加对生态资产有阻滞作用;像元单位空间GDP的增加对生态资产有显著的促进作用。（3）陡坡地和斜坡地的生态资产均在每年360亿元以上,远高于其他坡度的生态资产;南坡面积占比最大,其生态资产积累最高,东北坡次之;低山丘陵地带占比高达71.45%,生态资产的年均值远高于其他区域。     

泰山森林生态系统服务功能及其价值评估

森林在给人类带来经济效益的同时,也带来了巨大的生态效益。随着经济社会的发展,人们越来越多地关注森林的生态效益。以泰山森林生态系统为研究对象,依据林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》,从涵养水源、保育土壤、林木营养物质积累、固碳制氧、保护生物多样性、净化大气环境及森林防护7个方面对泰山森林生态系统的生态服务功能进行了定量评估,得出泰山森林生态系统每年的生态服务价值量为18214.97万元,以涵养水源(10376.84万元/a)、生物多样性保护(3796万元/a)和固碳制氧(2736.38万元/a)价值为主;泰山森林生态系统中松栎林的生态服务价值相对高于其他林种的,尤其是以侧柏林为最高;从不同林龄的角度进行评估,泰山森林生态服务价值以中龄林为主,占到生态服务价值总量的35%,过熟林的生态价值总量虽然排在最后,但其单位面积的价值量最高。     

陕西省退耕还林工程生态效益评估

基于截止2013年底陕西省退耕还林工程的资源数据,依据林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》和《退耕还林工程生态效益监测评估技术标准与管理规范》,采用分布式测算方法从涵养水源、保育土壤、林木营养物质积累、固碳释氧、保护生物多样性、净化大气环境及森林防护等7个方面对陕西省退耕还林工程的生态效益进行评估,得出陕西省退耕还林工程生态效益价值量为973.47亿元/a,以涵养水源(274.06亿元/a)、净化大气环境(203.96亿元/a)和固碳释氧(173.95亿元/a)价值为主;3种植被恢复类型中以宜林荒山荒地造林模式的生态价值最高,封山育林模式的价值最低;在3个林种类型中,生态林的生态效益价值大于经济林和灌木林;在不同区域的生态效益价值评估中,以延安市的生态效益价值量为最高。     

国土空间生态修复与保护空间识别——以北京市为例

构建国土空间修复与保护识别体系可以有效实现区域生态系统修复与保护,然而,当前国土空间生态修复与保护研究和规划缺乏从系统性和完整性的角度识别关键生态修复与保护区。因此构建了系统的生态修复与保护空间识别方法,以实现区域协调发展、保障区域生态安全。基于该方法,以北京市为例,通过评估生态系统服务、生态系统质量和生态问题,构建生态修复与保护空间格局。研究结果表明：(1) 2000—2015年生态系统服务和质量退化区主要集中在平原区和密云水库北部,面积为760.4 km~2;生态系统质量低下区主要分布在西南部山区和东北部山区,面积为4925 km~2;水土流失问题区零星分布在山区,面积为130.1 km~2;基于以上三者的北京生态修复建议区总面积5606 km~2。(2)建议北京生态保护区6391 km~2,主要分布在北部山区和西南部山区,保护了79.63%的水源涵养功能,74.97%的土壤保持功能,58.79%的洪水调蓄功能和60.3%的自然栖息地。本研究构建的生态修复与保护空间识别方法体系,为北京生态修复和保护规划与生态安全格局构建提供科学依据,还可以为其他地区的生态修复与保护规划提供参考。     

北京山地森林生态系统服务功能及其价值初步研究

从生态系统服务功能的概念入手,根据观测和研究资料,采用替代工程、市场价值等方法,从两个方面评价了北京山地森林生态系统服务功能的价值。结果表明,面积为4056.64km^2的北京山地森林生态系统的生态服务功能价值每年为167.78亿元,其中涵养水源价值搂91.67%亿元,净化水质价值为15.3亿元,保持土壤价值为2806.92万元,固碳制氧价值为2.24亿元,净化环境价值为48.65亿元,游憩价值为9074.98万元,林果品价值为8.73亿元。     

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。     

内蒙古荒漠草原防风固沙服务变化及其驱动力

荒漠化是内蒙古荒漠草原面临的最严重的生态环境问题之一,而风蚀则是造成土地退化的主要因素。采用修正风蚀方程（Revised wind erosion equation,RWEQ）定量评估了内蒙古荒漠草原2000和2017年的固沙量,并结合土地利用、降水、风速、植被覆盖度数据分析了该区域防风固沙服务的影响因素。结果表明：内蒙古荒漠草原的防风固沙服务表现出明显的空间异质性,不同土地利用类型提供的防风固沙服务有所差异,其中高覆盖度草地的固沙量相对较高。总体来说,2000年固沙量与降水、风速、植被覆盖度均为正相关,2017年固沙量与降水为负相关,与风速和植被覆盖度为正相关。2000-2017年内蒙古荒漠草原固沙物质总量增幅为53.95%,其中9.65%来源于土地利用变化区域,土地利用方式发生变化的面积占研究区总面积的5.6%。2000-2017年土地利用变化以林地的恢复、建设用地的扩张以及不同覆盖度间草地的转换为主。2000-2017年,风力因子的分布模式对防风固沙服务的空间分布变化的影响较大。总的来说,土地利用变化对内蒙古荒漠草原的防风固沙服务有一定的增强作用,防风固沙服务的空间分布在时间上的变化主要受气候因子的影响。     

广义森林生态效益货币量的空间模型分析

从广义森林生态效益计量概念出发,提出了广义森林生态效益货币量和森林生态环境空间的定义。根据广义森林生态环境的空间模型分析概念和实现空间模型分析的3个基本条件,采用Arcview和Autocad图形向GIS空间数据转换的方法对1986、1949和1896年黑龙江省森林资源空间图形资料和反推的小班资源数据库,通过环境图象叠置分析获得森林资源与环境的空间图象,建立广义森林生态效益经济计量模型,由此实现广义森林生态效益的GIS空间分析。结果表明：森林生态效益货币量的分布近似呈正态分布,各森林生态效益经济总量各占一定比重。利用GIS空间分析功能作出的黑龙江省森林生态效益主产区的空间分布图显示,黑龙江省森林生态效益的主产区主要分布在镜泊湖、兴凯湖、汤旺河、嫩江等江河的源头。通过分析黑龙江省森林生态效益货币总量的动态,得出1986年的黑龙江省森林生态效益比1949年下降38％,比原生状态的1896年下降59％。森林生态效益的下降与森林资源的数量和质量的下降呈正相关,森林生态效益的变化总是要滞后于森林资源的变化。     

基于土地利用格局变化的北京市生境质量时空演变研究

城市生境质量对生物多样性保护有至关重要的作用,以北京市为例分析2000—2015年北京市不同土地利用类型的空间分布特征和不同区域之间的差异,并借助In VEST-Habitat Quality模型评估了北京市4个时期(2000年、2005年、2010年和2015年)、4个区域(首都功能核心区、城市发展新区、城市功能拓展区、生态涵养发展区)的生境退化程度和生境质量变化情况。结果表明:(1)从2000年到2015年,建设用地增加了近40%,耕地、湿地是其快速扩张的主要来源,城市发展新区的建设用地增加了60%;(2)主要的生态用地(林地、草地、湿地)所占比例总体增加了5.71%,但是总体景观结构异质性减弱,斑块破碎化程度加大;(3)生境质量总体下降了2%,表现出明显的区域差异,首都功能核心区和生态涵养发展区的生境质量总值逐渐升高;生境退化度逐渐增加,最严重的区域在城市功能拓展区以及平原-山区交界地带。对区域生态服务价值评估的有益探索,为今后进一步城市景观格局的构建和优化提供依据和参考。