生态功能改善目标导向的哈尼梯田生态补偿标准

稻田生产对生态环境的影响具有两面性,为使稻田生产提供不同组合或更高水平的环境服务,需要补偿农户因转变操作方式而损失的收益。以云南省红河哈尼族彝族自治州哈尼稻作梯田系统为例,基于稻田生态系统特点以及农户个人的主观经济决策特征,从农户的微观经济决策的视角,探讨稻田生态系统服务供给机会成本的空间分布;再从区域的宏观经济行为的视角,探讨补偿标准与农户愿意提供的生态环境效益的关系。从而,以稻田生态功能改善为导向,以新增生态环境效益为目标,耦合农户的受偿意愿与机会成本,实现了从生态功能改善需求(新增生态效益)来确定动态的补偿标准的可能。计算发现,当生态功能改善的目标定为新增生态系统服务80.77×10~4元hm~(-2) a-1时,补偿的标准应为3000元/hm~2时;当生态功能改善的目标定为新增219.49×10~4元hm~(-2) a~(-1)时,补偿的标准应为9000元/hm~2时。     

生态系统供给服务评估及经济价值测算

针对目前生态系统产品供给服务评估中缺乏空间表达、未考虑产品可获得性等不足,基于ArcGIS9.2,综合考虑生态系统产品的供、需两方面因素,构建了生态系统供给服务物质量和价值量的空间表达技术方法和评估模型,并对2000年丽江老君山地区的木材产品提供进行了分析.结果表明:2000年,老君山地区实际木材产品年供给服务总量为11.12×104m3.a-1,仅为年总蓄积增加量的3.2%;木材产品供给服务总价值为6669.27万元,其中以针叶林为主(90.41%).由于研究区东部人口及道路较密集,部分区域位于保护区外,且森林植被分布零散,供给服务物质量的空间分布呈"东高西低"格局.     

基于最小数据方法的甘南藏族自治州生态补偿标准

生态补偿标准的确定是生态补偿机制建立的难点和重点.根据1987-2007年甘南州气象站和2007年甘南藏族自治州的社会调查资料,采用最小数据方法、社会调查法、降水储水量法对草地生态系统服务的供给曲线进行模拟.结果表明：2007年,甘南藏族自治州年实施生态补偿的机会成本为503.6 yuan·hm^-2,草地生态系统提供的单位水源涵养量为1110.7 m³·hm^-2,补偿标准为788.6 yuan·hm^-2,草地生态系统提供的总水源涵养量为2.56×10.9 m³.     

地表水资源供给服务供需关系对节水政策的响应——以大清河流域为例

水资源是基础性自然资源和战略资源,科学量化水资源供给服务的供需关系、识别供需矛盾的突出区域是进行流域水资源管理的重要前提。以大清河流域为例,利用InVEST模型,建立了水资源供给服务空间流动量化方法,预测了用水效率提升、节水灌溉两种节水政策情景对水资源供给服务供需关系的影响。结果表明：(1)流域水资源供给服务和水资源需求量均呈现出上游低、下游高的空间分布格局,农业用水为流域主要用水类型,2010—2015年,流域水资源供给服务增长0.97%,水资源需求量出现了9.6%的下降;(2)2010—2015年,流域整体水资源供给服务的供需比由0.78提升至0.88,服务的空间流动使得上游盈余的水量缓解了中下游的用水压力,但中下游水资源需求大于供给的问题仍普遍存在;(3)提升用水效率、推行节水灌溉这两种节水政策均能够有效改善大清河流域的水资源供需关系,分别可将流域水资源供需比提升至0.97和0.96,基本达到供需平衡。研究可为北方资源型缺水流域水资源供需匹配度的提高、节水政策潜力的评估提供借鉴。     

太湖流域圩区水生态系统服务功能价值

以遥感图像、气象水文资料和实地水生态状况调查数据为基础,利用构建的评价指标体系对太湖流域圩区的水生态系统服务功能进行了评价,并分析其空间差异性。结果表明:太湖流域的圩区水生态系统服务功能价值为325.93×108元,以对生态系统的调节、维持功能等间接使用价值为主,是直接使用价值的6.18倍。主要受水域分布面积大小的影响,圩区水生态系统服务功能价值总量呈现出杭嘉湖区阳澄淀泖区湖西区浙西区武澄锡虞区浦西区太湖区浦东区的特点。太湖流域单位面积圩区水生态系统服务功能的平均价值为22.73元m-2a-1,整体表现为南高北低,西高东低的空间分布格局。     

基于生态系统服务的黑河中游退耕还林生态补偿研究

退耕还林工程是迄今为止世界上最大的生态建设工程,对我国生态恢复发挥了重要作用,而生态补偿机制构建则是保障该工程顺利实施的关键。以黑河中游为研究区,评估了区域水源涵养、土壤保持和气体调节等生态系统服务及其退耕还林增量;利用最小数据法耦合机会成本和服务增量,推导退耕还林补偿曲线;通过政策目标设定3种情景,比较不同情境下的补偿标准、退耕比例和范围以及生态系统服务增量。结果表明:①退耕还林有助于提高生态系统服务的能力,单位面积水源涵养、土壤保持和固碳三种生态系统服增量分别为8.87 mm/m~2、105.67 kg/m~2和43.16 g/m~2;②如不实施生态补偿,仅有1.42%的耕地愿意实施退耕还林;当补偿标准达到4381.35元/hm~2时,可实现5.17%耕地退耕,且全部属于高度适宜和适宜还林的耕地;而当补偿金额达到7500元/hm~2时,可实现退耕比例13.98%,且多数属于宜林的地块;当补偿标准为2803.06元/hm~2时,退耕比例仅为2.55%,但全部适宜林地生长;③最小数据法可求得理论上相对高效和经济的补偿标准,目前实施的7500元/hm~2的政策标准在合理的补偿范围内。研究结果为完善黑河中游生态补偿机制、提高生态补偿效率提供科学指导。     

博斯腾湖生态系统最终服务价值评估

博斯腾湖是中国最大的内陆淡水湖,为水资源匮乏的干旱地区提供了重要的生态系统服务。开展博斯腾湖生态系统最终服务(final ecosystem services)价值评估能用直观的经济数据揭示博斯腾湖对人类效益的直接贡献,为博斯腾湖生态保护创建生态补偿等经济驱动机制。本文在分析博斯腾湖区域水资源特征及其与社会经济发展相互作用的基础上,建立了博斯腾湖生态系统最终服务评估指标体系,并以2012年为基础年,综合运用市场价值法、替代成本法、个体旅行费用模型法和条件价值法评估了博斯腾湖提供给人类的生态经济价值。结果表明:博斯腾湖生态系统服务总价值为91.89×108元·a-1,其中径流调节价值和休闲娱乐价值分别为77.60×108元和8.44×108元,两项服务价值占总价值的93.63%;对所评价的9项生态系统最终服务按价值量排序,依次为径流调节休闲娱乐释氧原材料生产固碳淡水产品非使用价值水资源供给水质净化。评估结果用直观的数字揭示了博斯腾湖维持区域社会经济发展的作用,不仅能提高管理者和公众的湿地认知,也为管理部门制定相应的生态补偿制度提供了重要依据。评估方法和评估参数为完善博斯腾湖生态系统服务及生态特征动态监测指标体系,研究不同水资源配置方式对人类福祉的影响,协调水资源开发过程中生态、经济、社会之间的矛盾提供了重要方向。     

密云水库上游流域生态系统服务功能空间特征及其与居民福祉的关系

生态系统管理的一个重要挑战是在区域尺度上管理生态系统服务并提高当地居民福祉。以2009年土地利用数据和社会经济数据为基础,利用InVEST模型和空间制图在乡镇尺度上对密云水库上游流域水资源供给服务、土壤保持服务、水质净化服务、产品供给服务以及居民福祉进行了定量评估和空间特征刻画,并探讨了生态系统服务与居民福祉的不同关系模式。结果表明,流域内各乡镇土壤保持服务从上游到下游呈逐渐递增的趋势,水质净化服务从上游到下游整体上也呈逐渐递增的趋势,流域内水质净化服务功能与水资源供给服务、粮食供给服务、蔬菜供给服务以及畜牧产品供给服务在空间上呈显著负相关;基于生态系统服务与居民福祉在空间上的聚集特征,可将56个乡镇划分为低服务低福祉模式、供给服务依赖模式和高服务高福祉模式,针对这3种关系模式特点,可分别提出改善生态系统服务功能和居民福祉的管理措施。案例研究可为其他区域实施分区管理、协调生态系统服务功能保护与居民福祉的关系提供借鉴。     

陕北黄土高原生态系统涵养水源价值的时空变化

在GIS支持下,采用水量平衡法、容量折算法等计算了生态系统涵养水源的物质量,采用成本核算、市场价格法等计算了涵养水源的价值量.结果表明:陕北黄土高原生态系统涵养水源量及其价值在1978-2000年总体呈先增加再减少的趋势.其中,1978-1990年生态系统总涵养水源数量从15.98×109t·a-1增加到19.19×109t·a-1,总涵养水源价值从10.71×109元·a-1增加到12.86×109元·a-1,年均递增率为1.39%;1990-2000年生态系统总涵养水源数量从19.19×109t·a-1减少到17.96 x 109t·a-1,总涵养水源价值从12.86×109元·a-1减少到12.03×109元·a-1,年均递减率为0.68%.陕北黄土高原生态系统涵养水源量及涵养水源价值在空间分布上存在一定的差异,呈现南北高、中部低的趋势.     

城市绿色基础设施生态系统服务供给与需求的空间关系——以西安市为例

城市绿色基础设施(Urban Green Infrastructure,UGI)是城市自然景观和生态环境的主要营造者,为居民提供关键的生态系统服务。探讨UGI生态系统服务供给及其需求之间的空间关系,对城市生态建设和绿地系统规划具有重要科学意义。本文运用生态系统服务测算的方法基于人口、GDP以及土地利用数据构建需求测算模型,对西安市建成区UGI的生态系统服务供给与需求的空间格局进行研究,并分析了城市各功能区内UGI生态系统服务供给与需求的空间关系。结果表明:西安市建成区UGI生态系统服务供给总价值为4.23亿元;生态系统服务供给从研究区边缘向中心区逐渐减少,而生态系统服务需求表现出相反的格局,在空间上明显不一致,并且在城市各功能区内差别显著;西安市建成区UGI生态系统服务供给与城市对生态系统服务需求在空间分布上不相匹配。因此为了实现城市的生态环境与经济社会的可持续发展,迫切需要通过合理的UGI建设使生态系统服务供需趋于协调。     

生态系统服务研究进展

工业革命以来对地球进行的大范围开发 ,导致人类与自然的尖锐对立 ,全球气候在变暖、土地的生产力在下降、水资源的短缺日益突出、生态系统在大范围改变 (水生生态系统衰退、草原荒漠化、森林生态系统退化 )、生物多样性在减少、环境质量在下降。伴随着这些全球性和区域性的生态环境危机的发生 ,人类本身的生存与发展受到威胁 ,表现在 :自然生产的食物越来越少、可用于医疗保健的天然药物越来越少、许多相伴人类的动植物正濒临灭绝、灾难性的水旱灾害日益频繁、清洁的空气和清澈的河溪正变成奢侈品、人类活动产生的废物正在充斥和破坏着环境…     

浇水频率和凋落物覆盖量对黧蒴锥种子萌发及幼苗存活的影响

黧蒴锥是华南用于人工造林和生态恢复的优良乡土树种.选取浇水频率和凋落物覆盖量两个控制因子,研究在不同的土壤湿度和凋落物覆盖量条件下,黧蒴锥种子萌发及幼苗存活和生长特征.结果表明: 凋落物对黧蒴锥种子萌发和幼苗生长的影响与环境的潮湿程度相关.当浇水频率为每天1次时,凋落物覆盖会抑制黧蒴锥种子萌发和幼苗早期生长,导致种子萌发率降低、幼苗死亡率提高; 在浇水频率为2 d 1次和3 d 1次时,凋落物覆盖可以改善土壤的水分状况,有助于种子萌发和幼苗存活.凋落物覆盖还可以显著地提高幼苗的生物量.在通过播种来实现亚热带灌木林地更新时,可利用凋落物覆盖促进黧蒴锥的种子萌发和幼苗存活.     

Analysis of the tradeoffs between provisioning and regulating services from the perspective of varied share of net primary production in an alpine grassland ecosystem

Because ecosystems are complex, tradeoffs exist among supplies of multiple ecosystem services, especially between the provisioning and regulating services. In ecosystem processes, net primary production (NPP) is connected with many other processes such as respiration and evapotranspiration. As one key supporting service, NPP is also related to other provisioning and regulating services. This study introduces an analysis framework of ecosystem services tradeoffs from the perspective of varied share of NPP, in the alpine grassland ecosystem of Damxung County on the Tibetan plateau, China. Total NPP was divided into the share of NPP spent on supplying provisioning services and the share used in supporting regulating services. Tradeoffs between provisioning and regulating services were analyzed by quantifying the change of meat provisioning service and the remaining share of NPP used in other ways; the corresponding change in the share of NPP used to support regulating services was also analyzed and compared with other changes in regulating services, such as carbon sequestration and water conservation services. The results show, from 2000 to 2010, the meat provisioning service increased by 199%, but this was at a cost of additional livestock feeding, which used more NPP of the alpine grassland ecosystem. As a result, by 2010 the remaining NPP used for supporting regulating services shrank to 77% of the 2000 level, which was accompanied by a decrease in carbon sequestration and water conservation services by 90% and 67%, respectively. The analysis of tradeoffs from the perspective of variations in the share of NPP used for various services will contribute to the study of mechanisms involved in providing ecosystem services, interactions between the provisioning of various services, and will also help land managers improve the management of ecosystems.     

流域生态系统服务热点与冷点时空格局特征

生态系统服务热冷点的识别及其空间格局特征研究对生态保护规划有着重要的意义。目前有关生态系统服务热冷点的识别多采用直接分类法,缺乏对空间关系特征的综合研究。以延河流域为例,综合集成多源数据来模拟4种生态系统服务(土壤保持、植被碳固定、产水、洪水调节)的热点与冷点时空格局变化特征。主要结论为:(1)2001—2012年,延河流域土壤保持服务在流域下游高于上游,中游地区增长较快。植被碳固定服务和洪水调节服务在流域南部地区较强,且在中下游呈上升趋势。产水服务呈现"南北低、中间高"的分布格局,在流域上游呈下降趋势,在中下游呈上升趋势。(2)生态系统服务热点主要分布在延河中下游南部地区,冷点主要分布在延河上游地区。延河中下游南部地区4种生态系统服务均较强。生态系统服务保护效率最高的是延河上游。(3)延河流域林地的土壤保持服务、植被碳固定服务和洪水调节服务均强于其他土地利用类型,而产水服务较弱,湿地则相反。草地的土壤保持服务和植被碳固定服务相对较强。耕地的4种服务强于裸露地,裸露地的4种服务均较弱。湿地的土壤保持服务、植被碳固定服务和洪水调节服务保护效率最高,林地的产水服务保护效率最高。研究结果以期为流域生态系统服务保护与恢复决策提供理论支撑。     

基于固碳服务供需视角的河南省碳平衡研究

土地利用变化影响陆地系统碳循环过程。在实现碳中和目标的背景下,分析区域碳平衡,优化土地利用结构具有现实意义。以河南省为例,以1 km网格为单元,应用InVEST碳固存模块、IPCC碳排放核算、人口密度法等方法,研究1995、2005、2015年区域碳平衡的时空变化。结果表明,研究区固碳服务的供需量与土地利用类型密切相关。固碳服务的供需在空间存在错配关系,即需求高的地区通常具有较低的供给。研究时段内,研究区的总碳固量逐年下降,总碳排放量逐年增加,研究区碳平衡表现为整体向好,局部恶化的情况。在碳平衡分析的基础上提出了空间优化利用建议,可为未来国土空间规划碳平衡目标的实现提供参考。     

印度北部Pali Gad 流域资源利用模式研究

喜马拉雅西部独特、丰富的自然资源对当地居民生计及生态服务等方面起着重要的作用。由于长期以来当地居民与山地生态系统的相互作用, 特别是农业生产、畜牧业放牧、薪柴采集以及其他多种多样的资源利用方式, 形成了一种特殊的山区文化景观。本文以印度北部的山地小流域Pali Gad (共有25 个村子)为例, 主要研究当地的资源利用状况, 利用卫星遥感数据对该地区可利用自然资源进行评估分析, 通过从户到户的社会经济调查, 对其提供的生态服务功能以及受威胁的程度进行估计, 研究分析了村民对资源需求及获取的时空变化情况。结果显示, 平均每人每天的薪柴采集量为1 . 12 kg , 平均每人每天通过修剪枝叶获得饲料采集量为3 . 69 kg , 平均每人每天从森林中采集草料的量为3 .25 kg。对生态系统服务功能进行估测的结果显示, 森林可提供更多的临时调节功能, 而农业更多的是支撑服务功能, 河流􊄯水体给当地人提供了文化服务功能。以山区典型的人- 地生态系统为例, 这类生态系统中的自然资源破碎化程度很高。研究发现, 该区域贫瘠土地上的自然资源需求还在不断增加。因此, 从长远来看, 人对资源的无止境获取将不利于整个流域的可持续发展。     

珠穆朗玛峰保护地生态系统文化服务空间分布及评价

珠穆朗玛峰保护地是全球重要的生态保护地和享誉世界的生态旅游目的地,开展该区域的生态系统文化服务研究将有助于了解人与环境相互作用产生的无形价值收益。通过近10年的实地调查,结合网络大数据采集,建立了覆盖珠峰南北坡6个保护地的生态系统文化服务POI数据库,合计116处18个类型。运用生态系统服务制图、线性回归模型等方法,开展研究区文化服务POI空间分布特点分析及评价。研究表明：（1）珠峰北坡保护地的文化服务POI共76处,定日县占总数的73.68%,珠峰南坡保护地的文化服务POI共40处,萨加玛塔国家公园占总数的67.5%,珠峰自然保护区定日县境内和尼泊尔萨加玛塔国家公园是珠峰南北坡保护地文化服务POI的集中区域,文化服务POI在珠峰保护区核心区和尼泊尔国家公园占57.75%,珠峰南北坡保护地的核心区域也是文化服务价值最高的区域;（2）文化服务价值排序为美学价值（280分） > 经济价值（213分） > 信仰价值（200分） > 治疗价值（188分） > 游憩价值（169分）,为游客提供精神享受的美学价值是该区域提供的最重要的文化服务价值类型;（3）通过高程、NDVI和坡度3个环境因子与116个文化服务POI进行皮尔森显著性检验,高程与文化服务总价值呈现高相关性（P=0.004）。通过回归关系计算,高程与美学价值、生命可持续价值、生计价值等回归结果可信度较高。文化服务价值及其各个方面受高程因子的影响最为显著。研究结果为进一步开展生态系统服务研究,促进中国-尼泊尔在珠峰南北坡保护地的可持续发展,推进第三极生态安全屏障建设提供科学支持。     

沈阳市皇姑区中小学生家庭生态足迹

采用生态足迹成分法,分析了沈阳市皇姑区5所中小学校学生家庭消费对自然环境的影响.结果表明:食物是中小学生家庭生态足迹的主要消费项,占生态足迹总量的71%;从生态占用的土地类型构成看,耕地项最大,占总足迹的40%,是中小学校学生家庭消费所占用的主要土地类型;家庭收入高低与生态足迹大小并不呈正比例关系,收入高或低都可能产生较高的生态足迹.本研究结果有助于中小学生及其父母了解自己的消费对周围环境的影响,有利于提高中小学生的环境保护保意识.     

生态系统服务供给、消费与人类福祉的关系

生态系统服务的持续供给是区域可持续发展的基础,人类通过对生态系统服务的消费来满足和提高自身福祉.科学认识生态系统服务供给、消费与人类福祉之间的关系,对于协调生态系统服务保育与人类福祉提高的关系具有重要意义.本文对生态系统服务供给的多样性、复杂性、区域性特点和生态系统服务消费的差异性、不可或缺性特征,以及人类福祉的多维性、地域性、评价指标多样性分别进行了综述,分析了生态系统服务供给与消费之间的不确定性关系和多尺度关联特征,阐述了生态系统服务与人类福祉之间相互反馈和非同步性关系.最后,围绕生态系统服务供给、消费与人类福祉的关系,提出了有待进一步研究的问题.