基于GIS的吕梁山区贫困县生态环境敏感性评价

生态敏感性是指生态系统有外界干扰的情况下, 其适应能力及遭到破坏后生态系统恢复能力强弱。生态敏感性评价能为分析和预测区域的生态环境问题提供科学依据。论文以吕梁山区13个国家级贫困县为研究区域, 针对吕梁山区的生态环境特点, 在GIS和RS技术支持下, 选取高程、坡度、植被覆盖指数(NDVI)、土地利用、土壤质地及降水侵蚀力6个因子进行生态环境敏感性评价。结果表明: 吕梁山区极高敏感区占研究区面积0.44%, 高度敏感区占46.74%, 中度敏感区占39.60%, 低度敏感区占12.11%, 不敏感区占1.11%, 生态环境敏感程度总体偏高, 其中岢岚县、隰县、静乐县生态环境敏感程度最高, 永和县、临县、汾西县相对较低。研究结果可为政府部门制定区域生态安全防范策略提供一定的参考。      

基于GIS平台的东山岛生态保护红线划定研究

为构建东山岛绿色空间网络和实现东山岛国际旅游海岛城市的发展目标, 对东山岛生态空间的红线划定进行研究。以定性和定量相结合方法, 运用GIS技术将研究区的生态功能重要性、生态环境敏感性及禁止开发区进行综合评价, 划定其生态红线。研究结果表明, 东山岛生态功能红线区域总面积为7518. 3hm2, 占研究区面积的30.27%。主要分两级管控区域, 一级生态红线区域面积为2064.84 hm2, 二级生态保护红线区域面积5453.46 hm2, 生态红线区域主要分布在西北部的大山、王爹山、针岭山、牛犊山, 东南部的苏峰山、亲营山, 东部的海岸景观带, 南部的大帽山、旗山等植被覆盖度高的区域。红线区域的生态价值极高, 对维护全县生态系统稳定性、提升生态安全格局水平、提高旅游生态承载力有着重要意义。      

基于生态系统服务的城市生态管理分区——以深圳市为例

生态系统服务是人类赖以生存和发展的基础,开展城市生态系统服务评估并对生态管理单元实行分区管控有助于人居环境的改善。针对高度城市化地区生态系统服务的功能特征,采用生态系统服务价值当量测算不同用地类型的生态系统服务价值。研究从生态功能和经济功能2个方面构建生态系统服务指标体系,对2017年深圳市666个社区单元的生态系统服务价值进行评估;运用空间自相关分析方法,依据局部空间自相关的集聚特征叠加产生的组合类型,划分不同社区生态管理单元,并提出生态分区管控策略。研究结果表明：①生态系统服务价值评估便于高度城市化地区城市生态系统服务功能的整体评价。②2017年深圳市生态系统服务价值空间差异明显,呈现东部高、中西部低的空间格局。深圳市生态系统服务总价值约583.96亿元,最高值为大鹏新区的160.25亿元,最低值为福田区的13.24亿元。③将深圳市666个社区单元划分为4类城市生态管理分区,并采用差异化的分区管控措施,表明有效的城市生态管理分区能够兼顾各项生态系统服务功能并实现功能效益的最优化。该研究结果可为区域生态系统服务精细化管理和生态治理差异化管控提供借鉴。     

基于生态系统服务簇的小尺度区域生态用地功能分类-以重庆两江新区为例

生态用地功能分类是其生态价值评估及管理的基础,与生态系统服务的权衡和协同关系联系密切;对小尺度区域进行生态用地功能分类研究有助于实现精细化生态资源管理。以重庆两江新区为例,选取该区8种重要的生态系统服务,兼顾生态与社会成分,基于层次聚类法得到6类生态系统服务簇,依据提供重要生态系统服务和维护关键生态过程的原则,对其重要性等级进行了划分;依据生态系统服务簇与土地利用类型之间的关联关系,将生态用地定义为提供重要生态系统服务、维护关键生态过程或生态脆弱的用地空间,并按重要性将其划分为3个等级。研究结果表明,基于生态系统服务簇的生态用地分类框架不仅能够最大限度涵盖生态用地的功能属性,而且能够在空间上量化不同生态系统服务的相对比例,有助于对用地类型与生态功能之间的对应关系形成深入系统的认识,也可为精细化生态管理提供参考。     

基于信息熵理论的汉江流域生态系统服务结构特征及时空演化

生态系统服务结构是影响生态系统服务协调稳定及人类福祉可持续性的重要因素。在分析汉江流域1990-2010年生态系统服务价值时空变化的基础上, 构建了生态系统服务熵模型, 探讨生态系统服务结构特征及其时空演变规律。结果表明: (1)研究区生态系统服务总价值由1990年的3059.764亿元上升到2010年的3466.84亿元, 增加了407.076亿元; 空间上表现为东南部及汉江干流周围地区生态系统服务价值较高, 而东北部及中南部地区相对较低的分布特征。(2)供给、调节、支持、文化四大生态系统服务具有显著的相关性, 且空间异质性差异较大。供给-调节、调节-文化、支持-文化之间的相关系数均超过了0.58。供给服务价值高的区域, 支持和文化服务价值相对较低; 调节服务受水域和湿地空间分布的影响较大。(3)1990-2010年生态系统服务熵平均值逐渐减小, 由1990年的1.87下降到2010年的1.78, 且空间上与生态系统服务价值呈显著负相关。虽然该区域生态系统服务总价值增大, 但生态系统服务的类型趋于单一, 其结构的复杂性及稳定性降低; 这一问题应引起人们的高度重视。生态系统服务熵模型可以为流域生态系统服务结构分析提供新思路和方法。研究结果可为区域生态系统服务维护和可持续发展提供决策依据。      

近20年来生态补偿绩效测评方法研究综述

生态补偿绩效测评, 作为生态补偿“后研究”的重要内容, 对其测评方法的研究逐渐成为学术界关注的重点。以近20年来国内外生态补偿绩效测评研究文献为基础, 对生态补偿绩效测评方法进行了归纳总结。同时, 从优缺点、适用性等方面对各方法进行了对比。最后, 对生态补偿绩效测评方法研究的发展趋势进行了展望。总体而言, 在生态补偿绩效测评方法的未来研究中, 需进一步突出时空动态性、系统综合性及实践应用性。      

稳定同位素技术在植物水分关系研究中的应用综述

稳定同位素技术凭借简捷、高效的特点, 在水文学、生态学和生物地球化学等众多科学研究领域中得到广泛应用, 同时也为植物水分关系研究提供了新的技术手段。植物的生长和分布与水分的可利用程度紧密相关, 对植物水分利用的研究有助于更好的了解生态系统的水分平衡以及结构和功能。就稳定同位素技术在植物水分关系研究中的应用, 综述了碳氢氧稳定同位素在植物水分利用效率以及水分来源等研究中的原理、方法及应用进展, 为稳定同位素技术在植物水分关系研究中的应用提供科学参考作用。      

长江经济带生态系统服务供需时空分异与平衡格局分析

为加强区域生态资产管理和实现生态环境的可持续发展, 以长江经济带为研究区, 综合运用格网、供需平衡模型和空间自相关分析长江经济带2000-2015年生态系统服务供需时空分异及平衡格局, 并进行空间依赖性检验。结果发现: (1)研究期内长江经济带生态系统服务供给总体呈先增加后减少的变化趋势, 共缩减115.34亿元, 下降0.15%, 其中，耕地的生态系统服务供给减少幅度最大, 达338亿元。(2)2000-2015年生态系统服务供给的年际变化不太显著，但需求呈现阶段性增长，且两者都存在显著的空间异质性。高供给主要分布在长江中下游的湖泊湿地、京杭运河沿线及长江入海口；低供给主要分布在贵州中西部、四川盆地、川西北及川北、长江中下游平原及河流入海口附近。高需求主要分布在长三角、江汉平原、长株潭地区、鄱阳湖平原、成都平原，空间上具有明显“核心-边缘”的特点。低需求主要分布在各县市的建成区, 空间上呈离散点状。(3)时间变化上, 生态系统服务供需平衡格局总体变化不大, 但也存在个别年份的明显变动。空间分布上, 生态服务供需平衡格局主要以较高盈余区、一般盈余区、供需平衡区和一般赤字区这四种类型区为主。(4)15年间生态服务供需平衡关系始终存在显著的空间正相关, 空间集聚显著，且集聚变化具有阶段性。2000-2010年莫兰指数逐年增加, 空间集聚愈加显著; 2010年之后莫兰指数大幅减小, 空间集聚减弱。LISA聚类占比反映出生态服务供需平衡格局具有明显的空间不平衡性。因此, 从生态赤字区、平衡区和盈余区三方面提出了相应的发展建议, 为长江经济带的生态补偿与生态建设提供参考。      

人类活动对资源型城市生态系统服务价值的影响——以鄂尔多斯为例

资源型城市通过资源开采驱动城市快速发展,同时通过生态恢复维持生态系统稳定。探究典型人类活动对资源型城市生态系统服务的消极和积极影响对于可持续城市建设具有重要意义。以鄂尔多斯市为例,基于1990-2018年土地利用/覆盖、NDVI等数据,修订了生态系统服务价值计算方法,量化了区域生态系统服务价值的时空格局,进而评估了人类活动过程对生态系统服务的影响。研究结果表明,研究时段内鄂尔多斯市城镇建设用地、林地和草地面积总体增加,耕地及未利用土地面积减少。区域生态系统服务总价值总体呈上升趋势,从1990年的2312.24亿元上升至2018年的2421.38亿元,增加了4.72%。2000年以后鄂尔多斯市退耕还林、未利用地植被恢复等措施使得生态系统服务价值增加了113.53亿元,同期城镇建设用地扩展占用生态生产用地导致生态系统服务价值减少了91.36亿元,生态建设的积极影响大于城镇建设用地扩展的消极影响。     

海南岛生态系统生态调节功能及其生态经济价值研究

生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用．最新研究表明,生态系统服务功能包括生态系统产品、生态调节功能、生命支持功能与社会文化功能．对生态调节功能的认识与评价是区域生态环境保护与资源开发的基础,并已成为当前区域生态评价与生态规划的前沿课题．以海南岛为例,探讨了基于生态系统结构与过程的生态调节功能评价方法．在研究中。将海南生态系统类型划分为13类。分析、评价了海南岛各类生态系统在水源涵养、水土保持、营养物质循环、固碳、防风固沙等方面的生态调节功能及其生态经济价值,以及生态系统提供产品的价值．研究表明,2002年海南岛生态系统所提供的生态调节功能的价值为2035．88×10^8～2153.39×10^8元,而生态系统产品价值仅为254．06×10^8元,生态调节功能价值是其产品价值的8倍多。     

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。     

昆虫的生态服务功能

昆虫作为生物多样性最丰富的物种,在传粉、生物控制、物质分解与资源供给等方面发挥着重要作用。昆虫生态服务功能是指昆虫类群在生态系统过程中发挥的功能作用,以及为人类提供的各种收益,包括有形收益的产品和无形收益的服务。它主要包括昆虫的供给服务、调节服务、文化服务和支持服务4种服务类型,体现在直接使用价值、间接使用价值、条件价值和存在价值4个方面。基于昆虫类群在传粉、生物控制、物质分解与资源供给等维持生态系统功能、满足人类需求做出重大的贡献,本文阐述了昆虫生态服务功能概念、类型,讨论了昆虫生态服务功能价值的评估方法,提出了未来发展的方向。     

近20 年平顶山市生态用地及其生态系统服务演变

生态系统服务功能的改变以及生态系统服务价值的核算是区域生态规划、生态资产管理以及生态补偿的重要依据。基于RS、GIS 技术以及生态系统服务单位面积价值当量评估方法, 对平顶山市1995-2015 年间3 个时段遥感影像进行解译及比较分析,研究表明: 研究期内, 平顶山市生态用地发生“林地水域增加, 农田草地减少”的结构变化特点。研究期末平顶山市生态系统服务价值呈增长态势, 20 年间生态系统服务价值一共增加129.05 亿元。就生态系统服务类别而言, 平顶山市调节服务与文化服务分别增长2.53%和0.22%, 支持服务和供给服务分别下降1.35%和1.42%。从生态系统服务功能来看, 平顶山市水文调节功能价值增长最多, 20 年间一共增长70.70 亿元, 而食物生产功能价值下降了10.53 亿元。森林生态系统和水域生态系统覆被增长是平顶山市生态系统服务功能增长的主要因素, 农田生态系统的减少是食物生产、原料供给功能下降的主要原因。研究结果可以为平顶山市生态用地布局以及生态系统服务演变提供数据支撑, 也可为未来平顶山市生态资产管理、生态规划以及生态补偿提供理论依据与技术方法。     

生态系统服务价值的生态区位修正方法——以北京市为例

生态系统服务价值评估是当前生态经济学和环境经济学的研究热点和焦点,生态区位是影响生态系统服务价值的重要因子。以北京市为例,对北京市进行生态区位的划分,遵循资源稀缺性原理,将不同生态区位赋予不同的生态区位系数,并以北京市1980年、1995年和2000年土地利用图为例,以生态区位系数对北京市用地类型的生态服务价值进行修正,以体现不同生态区位单位面积生态系统服务价值的不同。研究得到了北京市3期土地利用单位面积生态系统服务价值分布图。分析发现:北京市的生态系统服务价值组成中,水田、有林地、灌木林和水体的生态系统服务价值占的比重较高;各生态区位生态系统服务总价值从城区到近郊平原区到近郊半山区到远郊山区依次增加;从1980年到1995年,北京市的生态系统服务价值减少了1.21×107元,而且各生态区位的生态系统服务价值也大都减少;从1995年到2000年,北京市的生态系统服务价值有所提高,但与1980年相比还是减少了3.07×106元。     

基于生态系统服务价值与粮食安全的生态安全底线核算

河北省沿海经济的快速发展导致滨海土地利用结构快速转变,威胁土地生态安全.针对性核算滨海土地生态系统服务价值并测算生态安全底线可为区域生态保护和修复提供依据.本文以河北省东南部黄骅市为研究区,科学地选择生态安全与粮食安全的结合点、设计结合通道并创建结合方式,利用生态系统服务价值和粮食安全标准进行生态安全底线测算.结果表明： 2011年,研究区各地类单位面积生态系统服务价值大小依次为： 湿地＞水域＞园地＞耕地＞草地＞其他土地＞盐田＞盐碱地＞建设用地;各单项生态系统服务价值贡献率从大到小依次为： 养分循环＞水源涵养＞娱乐文化＞物质生产＞生物多样性维持＞气体调节＞气候调节＞净化环境;单位面积耕地粮食产量底线为0.21 kg·m^-2,粮食产值底线为0.41 元·m^-2,单位面积土地生态系统服务价值底线为21.58 元·m^-2,研究区土地生态服务总价值底线值为42.44亿元;2081年研究区生态安全达到底线,以人为主体的生态系统将濒临崩溃.根据生态安全状况,黄骅市可分为生态核心保护区、生态缓冲区、生态恢复区和人类活动核心区.     

中国生态用地重要性及其格局优化研究进展

生态用地因提供了比其他用地更多、更重要的生态服务功能而成为衡量区域生态环境质量好坏的依据,也成为了区域生态安全格局构建的核心内容。本文对近年来国内对生态用地的内涵、分类、识别及规划等研究进展进行了系统的归纳总结,得出以下结论:(1)生态用地是以发挥生态功能或生态效应为主的土地利用类型,具有非生产性、非建设性、以发挥生态功能、稳定区域生态平衡为主等特点;(2)生态用地重要性识别应该从生态系统服务功能、生态敏感性、生态脆弱性等方面来衡量,基于主导生态系统服务功能与关键生态过程的最小生态用地核算是实现自然生态和社会经济协调发展的底线,数量结构与空间布局的协同优化是生态用地格局优化的关键;(3)在多尺度视角下,定性与定量相结合的生态用地重要性识别、基于情景分析的生态用地动态模拟、将研究结果应用于生态用地规划编制是未来研究的重点,也是推动生态系统管理实施的关键。     

基于空间扩张互侵过程的土地生态安全动态评价——以(中国)苏锡常地区为例

从景观单元水平过程出发,通过采用生态用地和建设用地两种不同源空间扩张互侵过程的方法,提出了以分区形式的土地生态安全动态评价方法。以快速城市化苏锡常地区为研究区域,分别以生态系统服务价值高的水域和林地及建设用地现状为扩张源,生态系统服务价值和生态风险值为阻力赋值依据,在模拟不同生态安全格局水平和城市发展模式的基础上测算互侵结果并进行区划。结果表明:1)不同城市发展模式下建设用地空间扩张随生态用地从底线到满意到理想水平变化呈空间集聚收敛趋势;生态用地呈似圈层状空间集聚趋势。2)城市发展模式对土地生态安全水平具有显著影响;高等级源优先发展模式下土地资源利用更集约。3)将研究区划分为生态核心区(面积占比35.27%)、生态安全区(29.07%)、缓冲区(7.76%)及建设区(27.90%),提出相应土地用途管制措施。探讨了新方法不足和未来研究方向。     

“三生用地”转型的生态系统服务价值效应——以营口市为例

基于"三生"功能视角研究土地利用转型及其生态环境效应,是土地利用/土地覆盖变化研究的重要内容,可为区域"三生用地"优化提供支持。本文以辽宁省营口市为例,构建以土地利用主导功能为主的"生态-生产-生活"用地分类体系,采用修正的数量和空间分析模型分析"三生用地"转型的动态变化及地域类型,并采用改进的当量因子法分析生态系统服务价值的损益情况。结果表明:(1) 2000—2015年,生态用地转移面积最大,转移活跃型分布在西南部和中北部;生活用地显著增加,增速较快,主要来源为生态用地和农业生产用地。(2)营口市生态系统服务功能总价值量先减后增再减,东南部高西部低;其变化呈现出"三区"的空间格局,其中,2000—2005年和2010—2015年东南部和中北部生态系统服务价值量明显减少,且其变化区域与生活用地新增活跃型的空间分布具有较强的一致性。     

生态系统服务功能分类与价值评估探讨

生态系统服务功能及其价值评估研究是当前生态学研究的热点,对于促进生态系统可持续管理具有重要作用。目前,在生态系统服务功能分类及价值评估方面,还没有形成比较系统的理论;在服务价值的评估方面,国内相关研究多数套用现有的一般化计算公式对生态服务功能进行计算,缺少针对性和探索性。总结近年来笔者在这方面的研究得失,并综合前人的研究,将生态系统服务功能进行新的分类,提出“核心”服务功能、“理论”服务价值与“现实”服务价值的概念,并以温州三湿地生态系统服务功能及其价值评估研究作为实例,论证所提出的新概念。生态系统服务功能及价值评估研究的最终目的是为生态系统管理决策者提供信息,因此服务价值评估的意义不在于对每一项服务功能价值的精确估算,甚至不需要计算一个生态系统所有的服务功能价值,而应抓住一个或几个有计算依据的核心服务功能。提出理论服务价值概念的主要目的在于同现实服务价值的比较,量化某服务功能的退化程度,明确后续生态恢复和重建的主要目标,并可在一定程度上作为生态恢复的重要指标。     

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。