基于GIS的鄱阳湖流域生态系统服务价值结构变化研究

鄱阳湖作为中国最大的淡水湖,国际重要湿地,其生态环境保护与可持续发展意义重大。基于生态系统服务价值分析方法,以鄱阳湖全流域为研究区,利用1990年、2000年、2008年3个时期数据,分别从全流域与子区域两个层次,计算了生态系统服务价值。并且基于威弗(Weaver)组合指数,求出了鄱阳湖各子流域的生态系统服务价值结构与坡度结构类型。分析表明,鄱阳湖流域在3个时期生态系统服务价值量持续增大,全流域的可持续性向有利的方向发展。在各子区域中,大部分区域生态系统服务价值较高,可持续发展水平较好,且呈现良性发展趋势,但是在鄱阳湖流域的中部地区生态系统服务价值较低,可持续发展水平较差,且呈现不良发展趋势。鄱阳湖流域的生态系统服务价值组合结构以林地、农用地、水体3类为主,且单重结构类型所占比例最大,双重结构类型与三重结构类型次之;坡度类型以小于15°的组合类型为主,结构类型除三重结构类型外,其它类型分布均较多。促进流域可持续发展向更高水平发展,在全流域角度,应该继续执行退耕还林、还湖工程,严格控制建设用地的增加;从子区域的角度,对鄱阳湖流域的中部地区应该控制建设用地与农用地对林地、草地的占用,严格执行退耕还林、还草工程。从生态系统服务价值结构角度,对于山地丘陵区,应该加大对生态环境的维护,并且合理的发展林业经济以促进经济发展;对于环鄱阳湖平原区,应该推进资源消耗少,污染排放小,高科技产业,促进湖区生态环境保护与社会经济的协调发展。     

鄱阳湖生态经济区植被固碳研究

对鄱阳湖生态经济区的植被固碳研究表明,该区森林碳储量364.3×106 t,草地植被固碳量90.65×104 t,水稻固碳量18.51×106 t,其他农作物固碳量20.64×106 t;鄱阳湖湿地固定CO2量为609 120 t/a。因此,建议对现有森林进行科学抚育与合理采伐,进而形成合理的树种结构、林龄结构与林层结构,提高森林生态系统的稳定性与碳汇能力;运用保护性耕作、灌溉节水和合理施肥技术,培育新型氮素高效利用的农作物新品种,提高光合作用率,从而提高该区农作物的固碳能力;进行合理放牧和草地资源生态监测,严格控制养殖数量和规模,实现草地生态系统减少与固定CO2的重要功能;严禁围湖造田,健全水域环境监测网络,保护湿地生态功能。     

基于景观格局分析的雄安城市湿地生态健康评价

城市湿地是城市生态系统的重要组成部分。近年来，高度的城市化发展使城市湿地原有的自然生态本底和水文特征发生根本性的变化，严重威胁到湿地生态系统的安全。为了维持良好的城市环境质量，如何维持和保护城市湿地的生态健康和可持续发展成为人们关注的热点问题。选择雄安城区（起步区、安新组团和容城组团）为研究对象，借助ArcGIS平台对Landsat遥感影像进行地类的提取和划分，采用Fragstats软件对研究区景观格局进行分析；在此基础上，利用"压力-状态-响应"模型，构建雄安城区湿地生态系统健康评价指标体系，探讨湿地的生态系统健康状况。研究结果表明：研究区耕地和建设用地占地面积大，其完整性、聚合程度和连通性优于其他景观类型；水域、未利用地和林地占地面积小，受人为活动影响，破碎化程度高，连通性比较差。研究区整体景观破碎度、聚合度较高，连通性和均匀度不显著。研究区湿地类型主要为坑塘和沟渠，湿地分布不均匀，呈现南多北少的格局；沟渠占地面积较大，完整性和连通性较好；坑塘连通性较差，破碎化程度、聚合度高于沟渠。研究区湿地生态健康综合指数为0.262，处于不健康状态，人为活动和气候是影响湿地生态环境的重要因子，急需加强湿地保护和修复工作。本研究结果为雄安新区的可持续发展和保护城市湿地资源提供理论依据。     

鄱阳湖湖岸带景观变化

湖岸带是水陆生态系统过渡带,是人类活动最集中的区域之一,也是生态系统较为脆弱的区域。湖岸带具有重要的生态功能,湖岸带研究对于湖泊湿地生态系统保护具有重要意义。利用1995年,2000年,2005年和2010年4个时期的同水位条件下鄱阳湖湿地湖岸带遥感影像,对鄱阳湖湖岸带的景观进行了研究,结果表明,鄱阳湖湖岸带各种景观类型的面积变化显著,2010时期的水体面积较1995年、2000年和2005年时期减少近100km~2,绿地面积2010年较1995年减少近500km~2,建设用地和裸地面积2010年较1995年增加700km~2以上。景观指数变化明显,景观斑块数量逐年上升,最大斑块面积逐年减小,周长面积分形指数逐年加大,辛普森和香浓景观多样性指数逐年增大,表明湖岸带景观破碎化程度逐年加强。通过遥感影像解译结果综合分析,鄱阳湖湖岸带建设用地和裸地增加主要表现在沙化土地面积、交通建设用地面积和居民建筑建设用地的增加有关。     

基于土地利用的粤港澳大湾区生态系统服务价值及承载力演变分析

研究粤港澳大湾区土地利用、生态系统服务价值及承载力的时空演变特征是优化大湾区生态系统管理、提升生态质量的重要依据。当前针对大湾区的土地利用变化过程、生态系统服务价值及生态承载力相结合的系统分析仍较少。系统研究了快速城市化背景下粤港澳大湾区的土地利用变化、生态系统服务价值及生态承载力变化。基于高分辨率遥感数据分析粤港澳大湾区1990-2015年土地利用变化及特征,采用当量法评估大湾区的生态系统服务价值,基于生态足迹法评估大湾区的生态承载力变化。结果表明：1990-2015年大湾区内建设用地增加,耕地、林地、湿地及未利用地面积逐渐减少;建设用地的增加主要来源于耕地、林地、水域及未利用地等的转化。伴随着剧烈的土地利用变化,大湾区的生态系统服务价值从1990年的6385.09亿元减少到2015年6183.89亿元,减少了3.15%。大湾区的生态承载力总体稳定,但由于消耗增加,整体呈现生态赤字,人均生态赤字达3.09 hm²。未来大湾区土地利用规划中,需加强自然资源保护,合理调整土地结构,实现经济和生态的可持续发展。     

鄱阳湖湿地生态系统服务功能价值评估研究

鄱阳湖湿地是永久性淡水湖泊 ,湿地水位随季节性洪枯水位而变化 ,而周期性地显露或淹没 ,这种变化直接影响鄱阳湖湿地的效益 ,包括湿地用途、湿地生态功能、湿地属性。评估这些效益的方法有直接市场评价法 ,揭示偏好与替代品市场法 ,陈述偏好法。本文着重分析鄱阳湖湿地的主导服务功能 ,并对涵养水源功能、洪水调蓄功能、保护土壤功能、固定CO2 功能、释放O2 功能、污染物降解功能、生物栖息地功能进行了价值的货币化评价研究 ,得到鄱阳湖湿地主导服务功能的总价值为 3 6 2 7× 1 0 1 0 元。其中调蓄洪水功能最大 ,占总服务功能价值的4 3 98% ;其次是降解污染功能 ,占总服务功能价值的 38 4 9%。     

北京市生态用地规划与管理对策

不合理土地开发加速了对自然生态系统的干扰和侵占,导致生态系统服务功能下降,危机区域生态安全,开展生态用地规划是构建区域生态安全格局的基础。合理规划和管理不同土地利用类型的数量和空间分布对区域可持续发展具有重要意义。目前我国广泛应用的土地利用分类体系主要以土地的社会经济属性为基础,忽视其生态属性,导致以提供生态系统服务为主、保障生态安全的土地缺乏保护机制,具有重要生态功能的土地得不到有效保护。以北京市为例,建立了北京市生态用地分类与规划的思路与程序,在明确北京市生态安全与生态系统服务功能的关系基础上分析了北京市生态系统服务功能重要性及其空间格局,并进行了北京市生态用地规划。研究规划了保障北京市生态安全的7类生态用地:地表水涵养与保护用地、地下水保护用地、生物多样性保护用地、水土保持用地、河流防护用地、公路防护用地和城市绿地,总面积5137.37km2,占北京市域面积的31.31%。最后从生态用地识别和划分、将生态用地融入土地利用分类体系、生态用地管理措施和对策3个方面探讨了生态用地规划和管理的方法与措施。研究结果为北京市土地利用规划和有效管理提供依据,也为其它地区的生态用地规划提供参考。     

江西省生境质量时空演化特征及预测

生境质量关乎区域可持续发展和人类福祉，评估其时空演化特征和预测未来变化对生态文明建设和高质量发展具有重要意义。以江西省为研究区，利用InVEST模型和热点分析方法定量评估2000—2020年生境质量时空演化特征，结合PLUS模型模拟预测2020—2050年土地利用和生境质量变化。结果表明：(1)2000—2020年江西省有林地、灌木林地、疏林地、水田、旱地面积呈减少趋势，减少部分主要位于南昌市等城市边缘，转为城镇用地和其他建设用地。(2)江西省生境质量总体较好，均值呈微幅下降且加速下降的趋势，具有以南昌市等城市为中心、向外辐射提高和中部低、四周高、北部低、南部高的时空分异特点，20年内8.52%的区域生境质量得到改善，44.85%的区域发生退化，退化区域以生境质量低值区域为核心向外辐射。热点分析显示，在乡镇尺度上，生境质量与生境退化度在空间分布上具有相似的集聚特征，但高低值相反。(3)结合PLUS模型预测显示，2020—2050年江西省城镇用地、其他建设用地进一步急剧扩张，时空特征表现为环鄱阳湖扩张圈和萍乡市-宜春市-新余市-南昌市-抚州市-鹰潭市-上饶市东西向扩张带，生境质量均值保持...     

中国生态用地研究:内涵、分类与时空格局

生态用地具有重要的生态系统服务功能,是衡量一个地区国土生态环境质量好坏的"晴雨表"。在综述生态用地概念内涵基础上,划分生态用地类型、构建生态用地分类体系,基于全国土地利用变更调查数据对我国生态用地开展评估。研究表明:(1)生态用地内涵在区域尺度上主要有"生态要素决定论"、"生态功能决定论"和"主体功能决定论"3种观点,生态功能主体性应作为界定生态用地的基本准则。(2)基于生态系统服务主体功能,生态用地分类体系包括湿地、森林、草地和其他生态土地4个一级类型、19个二级类型。其中,湿地、森林、草地可统称为基础性生态用地,其他生态土地为保全性生态用地。(3)2008年我国生态用地总量7.64×106km2,约占陆域国土面积的80%,其中基础性生态用地约为5.31×106km2;基础性生态用地总量和人均基础性生态用地面积在空间上均呈现出"东南低、西北高"的特点;2002年至2008年间,我国生态用地总量与基础性生态用地面积均呈逐年下降态势,年均分别减少0.55×104km2和0.18×104km2,部分地区生态安全状况不容忽视。     

基于GIS的关键性生态空间辨识——以鄱阳湖生态经济区为例

生态空间承担着维持区域生态平衡的使命,并为社会提供持续不断的生态空间服务,是区域土地生态能持续地提供自然空间服务的基本保障。以自然生态环境脆弱的鄱阳湖生态经济区为研究区,结合国内外学者的相关实践经验和研究成果,基于RS和GIS等相关空间信息技术,通过生态系统服务功能重要性评价和生态系统敏感性评价方法,因地制宜地选取了相应评价指标,以栅格为单元辨识了鄱阳湖生态经济区关键性生态空间。研究结果表明:鄱阳湖生态经济区关键性生态空间面积为27751.25 km~2,占研究区总面积的52.55%,其中底线型生态空间面积为17125.31 km~2,占研究区总面积三分之一,危机型生态空间面积为4431.19 km~2,占研究区总面积的8.39%,缓冲型生态空间面积为6194.75 km~2,占研究区总面积的11.73%。在现状土地利用生态安全冲突分析中,有14.29%的耕地、9.31%的建设用地处于关键性生态区内。     

中国内陆湿地生态系统服务价值评估——以71个湿地案例点为数据源

湿地生态系统为人类生存和发展提供了多种服务功能,不仅包括水资源、水产品等直接输出功能,还包括调蓄洪水、净化水质、调节大气成分等调节服务功能和文化服务功能。通过对已经发表湿地生态系统服务功能价值评价相关的文献进行搜集和整理,得到全国71个湿地案例点的价值评价数据,在此基础上对湿地生态系统各项服务功能在全国各区域的生态系统价值量进行对比分析。全国湿地价值评价结果显示,按照各项服务功能按照价值量高低排序依次为调节气候调蓄洪水涵养水源净化水质保持土壤产品输出固碳释氧生物栖息地旅游休闲科研教育。在对全国湿地进行分区分析得知,东北平原及山区、东部地区和青藏高原地区在各项调节、供给服务功能方面发挥着显著的积极作用,这3个区域同时也是我国湿地的密集分布区。结合不同地理分区下的湿地生态系统服务功能价值量特点,可以实现区域发展与湿地生态环境研究的协同发展,并能够为湿地的保护和建设起到科学、合理的参考方案。     

湿地生态系统服务功能及其价值核算——以福州市为例

湿地在生态保护和社会发展中占据重要地位,科学合理评估湿地生态系统价值,是湿地保护与合理开发、确保湿地资源可持续性利用的基础。如何科学有效、标准化地评估湿地生态系统生产总值(GEP)并使之纳入国民经济体系核算是科学界和政府部门关注的焦点。本研究构建了湿地生态系统生产总值核算框架体系,并以福州市为研究案例,以多源数据为基础,从功能量与价值量层面,开展了福州市湿地GEP核算研究。结果表明: 2015年,福州市湿地生态系统GEP为2392.33亿元,主要源于湿地的生态调节服务价值(1578.69亿元,占总价值的66.0%),约是产品供给服务价值和精神文化服务价值的2.2和15.6倍。湿地生态调节服务中,以水流动调节服务价值和气候调节服务价值最高,两者占生态调节服务价值的82.9%。福州市湿地单位面积生态调节价值为134.78万元·hm^-2,高于全国水平。福州市各区县中,闽清县湿地生态系统价值量最大,为888.31亿元,占福州市湿地生态系统产品供给和生态调节总价值量的40.1%。福州市滨海湿地的生态调节服务价值最大,约分别是河流湿地和人工湿地类型的2.5倍。福州市湿地生态系统GEP核算是“绿水青山就是金山银山”理念城市尺度的重要践行,为指导地方政府科学管理湿地生态系统提供了技术支撑。     

南四湖湿地外来入侵植物

南四湖是我国重要的淡水湖泊湿地之一。为阐明南四湖湿地外来植物的现状及入侵规律, 为湿地生态系统的重建、生物多样性的保护和湿地资源开发等提供指导, 通过野外调查和参考有关文献资料, 对南四湖湿地外来植物进行了较为深入的研究, 并与青岛、昆嵛山、滨州沿海三地作了比较。结果表明, 南四湖湿地外来入侵植物有41种, 隶属19科35属; 以菊科和豆科为优势科; 外来入侵物种中热带来源与温带来源比例相当, 人为引入导致的外来入侵植物高达39%。南四湖与沿海三地相比, 沿海三地外来入侵植物的种类均比南四湖湿地多, 其中以经济最发达的青岛种类最多; 青岛外来入侵植物中有35种在南四湖湿地未发现; 南四湖湿地的特有外来入侵植物有5种, 体现出湿地外来入侵植物水生特性。群落相似性分析表明, Jaccard指数和Sorenson指数呈现的规律一致, 南四湖与滨州的相似性最高, 其次为昆嵛山, 与青岛的差异最大。通过分析南四湖湿地外来入侵植物种类和分布规律, 提出了相应的防治对策。     

海河流域湿地生态系统服务功能价值评价

摘要：海河流域湿地生态系统给人类提供了许多重要的产品和服务,但在社会经济发展的过程中,这些服务并没有完全被认识到,给海河流域社会经济的可持续发展造成了一定的影响。本研究结合海河流域湿地生态系统的特征、结构及过程,将海河流域湿地生态系统服务功能划分为提供产品功能、调节功能、支持功能及文化服务功能4大类,以2005年为基准年,评价了海河流域湿地生态系统所提供的12类生态系统服务,将这12类服务功能划分为具有直接使用价值的产品和具有间接使用价值的服务。结果表明,海河流域湿地生态系统提供的12类生态系统服务的总价值为4123.66?108元,其中直接使用价值和间接使用价值分别为257.46?108元和3866.20?108元,间接使用价值是直接使用价值的15.02倍。海河流域单位面积的湿地生态系统提供的生态系统服务功能价值为47.05?104元/hm2,高于单位面积的GDP产值8.10?104元/hm2。研究认为海河流域湿地生态系统对支持和保护人类社会具有重要的作用,为管理者和决策者有效的保护和管理湿地提供了重要的信息。     

湿地退化的经济成因分析

运用环境经济学中的外部性与产权等理论,结合天然湿地的一些经济属性,对湿地退化的经济学原因进行探讨与分析,以期为湿地保护提供理论基础。湿地的“椎公共资源性”决定了在湿地资源的使用过程中不能排除他人使用这种财产的权利,以至造成对湿地的抢先使用和过度开发：从外部性理论的角度分析,湿地保护的正外部性行为未得到应有补偿,湿地破坏的负外部性行为未付出应有代价,缺乏正反两种外部性的补偿与制约是造成湿地退化的主要原因之一：湿地资源的特点决定其产权不完整,湿地保护者无法完整拥有湿地带来的所有收益或无法控制湿地收益的稳定,故而对湿地保护不足;湿地资源具有稀缺性,但由于其许多效益缺乏市场或湿地资源价格偏低,使得市场无法真实反映湿地资源的价值,造成湿地资源退化或丧失。     

泉州湾河口湿地生态系统服务价值的动态评价及驱动力分析

以泉州湾河口湿地为研究对象,结合服务指标分类和去重复计算,采用市场价值法、替代价值法及机会成本法等,对泉州湾河口湿地1997、2005、2013、2015年的生态系统服务价值进行了动态评价,并采用逐步回归分析法、通径分析方法探讨服务价值变化的主要驱动因子及其作用途径和强度.结果表明: 泉州湾河口湿地的主导服务为调蓄洪水、气候调节及食物供给服务;对泉州湾河口湿地生态系统主导服务价值变化直接影响最大的因子分别为供水量、海水养殖量和地区生产总值,其他驱动因子则通过间接影响作用于服务价值的变化.     

基于协同发展的北方湿地公园生态修复技术研究——以琉璃河湿地公园为例

以北京房山区琉璃河湿地公园为例, 针对该区水质污染严重、水生态退化及景观单一等问题, 统筹考虑区域生态环境特征及历史文化底蕴, 以水质改善、水生态健康稳定、水景观协调为目标, 基于水环境水生态、水景观“三位一体+”的生态综合治理理念, 采用水系廊道连通、人工湿地及构建水生态系统等一系列适合区域环境特点的关键技术, 逐步实现河流湿地水系连通、河湖水质提升、恢复水生态、打造水景观, 建设成集水文调蓄、生物多样性保护、水质净化及休闲娱乐为一体的城市湿地公园, 协同湿地保护与城市发展战略需求。湿地公园生态修复方案可为北方湿地公园的生态修复提供相应的借鉴。     

不同设计参数对雨水湿地水量水质的调控规律

基于前置塘+二阶表流湿地组合的雨水湿地系统的室内降雨径流模拟实验数据,研究了不同降雨重现期、不同常水位、不同湿地出水口高度、不同湿地级数以及不同污染负荷等设计参数对湿地水量水质调控效果的影响规律,研究结果表明:前置塘+二阶湿地组合的雨水湿地系统通过截留、缓冲和存储作用,对不同降雨径流条件下的产流时间、流量、径流削减率具有多重调控作用,延长了污染物在流域内部的滞留时间,减少了污染负荷的输出,对降雨径流过程中污染物总量具有较好的截留效果。并随设计参数的变化有明显的变化规律。随着降雨重现期的增加,湿地出水口高度的降低,湿地常水位的增加,以及湿地级数的减少,湿地出流量增加,产流时间提前,出流持续时间延长,径流削减率降低。从场次降雨污染物平均浓度(EMC)削减率上看,降雨过程中,雨水湿地仅对SS削减比较明显,削减率达70%—80%,对其他污染物浓度的削减效果不明显。从场次降雨污染物总量削减率来看,雨水湿地对降雨径流污染物具有较好的截留效果,并随着降雨重现期减少、湿地出水口高度增加、湿地常水位降低,呈逐渐增加趋势。     

南四湖湿地外来入侵植物

南四湖是我国重要的淡水湖泊湿地之一。为阐明南四湖湿地外来植物的现状及入侵规律,为湿地生态系统的重建、生物多样性的保护和湿地资源开发等提供指导,通过野外调查和参考有关文献资料,对南四湖湿地外来植物进行了较为深入的研究,并与青岛、昆嵛山、滨州沿海三地作了比较。结果表明,南四湖湿地外来入侵植物有41种,隶属19科35属;以菊科和豆科为优势科;外来入侵物种中热带来源与温带来源比例相当,人为引入导致的外来入侵植物高达39%。南四湖与沿海三地相比,沿海三地外来入侵植物的种类均比南四湖湿地多,其中以经济最发达的青岛种类最多;青岛外来入侵植物中有35种在南四湖湿地未发现;南四湖湿地的特有外来入侵植物有5种,体现出湿地外来入侵植物水生特性。群落相似性分析表明,Jaccard指数和Sorenson指数呈现的规律一致,南四湖与滨州的相似性最高,其次为昆嵛山,与青岛的差异最大。通过分析南四湖湿地外来入侵植物种类和分布规律,提出了相应的防治对策。