新安江流域生态系统服务演化过程及权衡协同关系

新安江流域作为长三角一体化发展的战略水源地与水源涵养区,其生态系统服务变化与权衡协同关系研究对于推进流域生态文明体制建设,促进人地关系协调发展具有重要意义。基于生态系统服务变化指数、相关系数及空间自相关等方法,对新安江流域1999-2019年生态系统服务价值及权衡协同关系进行定量分析。结果表明：（1）新安江流域生态系统服务价值整体呈波动下降态势,改善趋势渐显,生态补偿工作的系统实施强化了河流、湖泊的生态保护效应与地位;（2）新安江流域地均生态系统服务价值空间分布较为稳定,空间相关类型以正相关为主,生态系统服务价值增益相对明显地区多分布在上游安徽省境内;（3）协同关系是新安江流域生态系统服务间相关关系的主体,生态补偿试点工作实施后,水文调节服务与其他服务之间的相关关系发生明显转化,各乡镇单元生态系统服务的相关关系以协同关系为主。     

黄土高原生态系统服务权衡与协同时空变化及影响因素——以延安市为例

明确黄土高原生态系统服务权衡与协同的时空变化特征及影响因素,深刻理解能源开发和经济发展背景下黄土高原多种生态系统服务之间的相关关系,为实现经济与生态保护的协调发展提供理论依据。以黄土高原典型区延安市为例,探讨1993—2013年间生态服务价值(植被净初级生产力、土壤保持、水源涵养和食物供给)之间权衡与协同关系的时空变化特征,以及退耕还林政策和地形坡度对生态系统服务权衡与协同关系动态变化的影响。结果表明:①各类生态系统服务之间呈现不同的相关关系,食物供给与土壤保持、水源涵养以及NPP之间均为权衡关系,NPP与土壤保持、水源涵养之间为协同关系,土壤保持与水源涵养呈现协同关系;②20年来延安市生态系统服务整体表现为权衡加强协同减弱的趋势;③对比退耕还林区与非退耕还林区权衡与协同的动态变化,发现退耕还林区各类生态服务多呈协同关系且不断加强,而在非退耕还林区多表现为权衡关系;④坡度为15°—25°地区生态服务冲突最为显著,大于25°地区生态服务协同作用显著;⑤NPP与水源涵养的协同关系呈现北部高南部低的分布规律,NPP与食物供给权衡程度在延安市北部较强而东部较弱,水源涵养与食物供给的权衡关系在延安市西南部更为突出而北部最弱。     

生态系统服务理论与山水林田湖草生态保护修复的应用

科学有效的理论基础是推进山水林田湖草生态保护修复工程顺利实施的保障。探讨了生态系统服务理论在山水林田湖草生态保护修复中的应用,以“压力-状态-响应”为主线构建了不同时空尺度上山水林田湖草与生态系统服务之间的关系认知框架,分析了山水林田湖草系统修复工程中生态系统服务研究的关键问题：（1）山水林田湖草系统修复工程区主要生态系统服务的时空演变规律与驱动机制;（2）山水林田湖草系统修复工程区多种生态系统服务之间的权衡与协同关系;（3）山水林田湖草系统修复工程区生态系统服务集成与生态系统管理策略;（4）山水林田湖草系统修复工程调控及其尺度效应;（5）探索优质生态产品价值实现机制,阐述了生态系统服务理论在山水林田湖草系统修复中的现实意义,以期有效推动山水林田湖草生态保护修复工程从科学到实践的深入。     

闽三角城市群生态系统服务权衡的时空动态与情景模拟

闽三角城市群由厦门、泉州和漳州3个城市组成,是我国沿海开放地区之一。21世纪以来,快速的城镇化过程严重影响了该区域的生态安全以及生态系统服务功能,制约了当地的经济社会可持续发展。因此,研究闽三角城市群的生态系统服务权衡协同关系,对该区域的生态安全协同联动管理以及社会经济可持续发展具有重要意义。估算了闽三角城市群的保水服务、保土服务、NPP和食物供给4种生态系统服务功能,使用空间分析和空间统计等方法分析其时空动态变化和相互之间的权衡协同关系,并在不同情景下模拟了2030年的生态系统服务空间分布和权衡关系。结果表明:2005—2015年来,闽三角城市群的保水服务、保土服务、NPP和食物供给四种生态系统服务功能均呈下降趋势;在2005—2015年间,闽三角城市群的保水、NPP与保土3种服务之间呈现协同关系,食物供给服务与其他三种服务均呈权衡关系,虽四种服务的权衡协同关系未变,但权衡协同程度发生了复杂的变化;在空间分布特征上,晋江流域的生态系统服务权衡协同程度均高于九龙江流域,闽三角3个城市的生态系统服务权衡协同关系统一呈现厦门市泉州市漳州市;在不同情境设置中,自然情景下4种生态系统服务出现大幅降低,协同关系主要呈降低趋势,而权衡关系加剧,与规划情景相比,保护情景下的协同关系更高,权衡关系更低。     

丹江口水源区生态系统服务时空变化及权衡协同关系

研究区域多种生态系统服务之间的权衡协同关系特征,对不同生态系统服务、不同区域之间的协调发展,实现利益相关方效益最大化,达到区域发展与生态保护"双赢"具有重要意义。针对目前权衡协同定性分析、长时间动态变化研究不足的现状,以丹江口水源区为例,在采用"当量因子法"求得研究区生态系统服务价值的基础上,使用长时间整体分析占优的相关性分析方法和短时期动态变化分析占优的生态系统服务权衡协同度(ESTD)模型对研究区1990—2015年10种生态系统服务的权衡协同关系展开研究。结果表明:1990—1995年,丹江口水源区生态系统服务价值呈负增长,之后则呈不断上涨的时序变化趋势,增幅最大的生态系统服务为水资源供给。生态服务价值最高的用地类型为林地,其次为草地和水域。空间上,生态系统服务价值呈东南高西北低特征。在丹江口水源区生态系统服务之间相互关系中,协同关系占64%,是丹江口水源区生态系统服务之间的主导关系,权衡关系较少,且大多存在于供给服务与调节服务、文化服务、支持服务之间。丹江口大坝加高后,即2005年之后,水源区内生态系统服务之间的权衡协同方向有所改变,改变明显的生态服务有净化环境、水文调节和水资源供给。这3种生态系统服务与生态系统服务之间的权衡关系增多,除这3种生态系统服务外,其余几种单项生态系统服务与生态系统服务之间的权衡关系减少。     

基于生态系统服务的生态安全研究进展

生态安全是全球环境变化背景下人类可持续发展面临的重要问题之一。生态系统服务作为自然环境中人类赖以生存的环境条件与效用，成为人们感知和评价生态系统结构或功能变化的重要指标，同时为研究自然生态与社会-经济两大系统之间的交互作用提供了连接路径。目前，国内外对基于生态系统服务的生态安全研究尚处于起步阶段。在大量查阅国内外相关文献的基础上，总结了生态安全的理论内涵及方法体系，并从基于生态系统服务内在关系和基于生态系统服务拓展的生态安全研究，以及将生态系统服务与生态安全结合应用的综合研究等3个方面系统性梳理了目前国内外基于生态系统服务的生态安全研究进展。结果表明，发展初期的生态安全研究主要基于各种生态系统服务之间的供需关系、权衡/协同关系和服务重要性等内在关系，二者的结合效果能通过耦合生态系统服与生态系统状态指标和相关模型得到改善，近年来将生态系统服务与生态安全结合应用的综合研究在区域规划管理等领域已呈现良好的发展趋势。在此基础上，本文指出了目前研究过程中所存在的一些不足与未来发展的方向，为进一步深入开展生态系统服务与生态安全的耦合研究提供理论依据。     

基于生态系统服务和农户福祉的生态补偿效果评估研究进展

生态补偿是以经济手段为主调节相关者利益关系的制度安排,最终实现区域生态系统服务和居民福祉"双赢"。尽管我国在生态补偿效果评估方面已开展了大量的研究,但更多关注的是生态系统服务功能的提升,忽略了生态补偿对社区居民福祉的影响及其反馈关系,影响了生态补偿政策的成效和可持续性。围绕生态补偿效果评估中涉及到的主要内容和关键的科学问题,对相关研究进行了归纳总结,认为:生态补偿、农户福祉、生态系统服务三者之间的耦合关系是生态补偿效果评估研究的重要科学问题;生态系统服务、农户生计、成本效益是评估生态补偿效果的3个核心指标;综合自然、人文两个因素统一的生态补偿评估与调控模型与方法体系,是亟待研究探索的重要方向。     

基于服务簇的东北地区生态系统服务权衡与协同

生态系统服务簇是多种生态系统服务的组合,能够表征生态系统服务间权衡与协同关系,可为制定有效的区域社会-生态系统管理方案提供科学依据。研究采用全局Moran′s I指数、主成分分析、聚类分析等方法,系统阐明了东北地区6种生态系统服务的组成、权衡与协同、作用机制和区域差异。结果表明:(1)6种生态系统服务均表现出显著的正空间自相关(Moran′s I0),即各生态系统服务存在空间聚类分布,而非随机分布;(2)聚类分析将东北地区划分为南部经济-生态协调区、东北部森林生态平衡区、西部防风固沙区和中部粮食生产区四个生态功能区;(3)水源涵养、固碳和土壤保持服务之间具有极显著的协同关系(r=0.73,r=0.70,r=0.80),而防风固沙和土壤保持服务之间存在极显著的权衡关系(r=-0.22);(4)东北部森林生态平衡区和南部经济-生态协调区的固碳能力显著高于西部防风固沙区和中部粮食生产区,中部粮食生产区的食物供给服务和生物多样性服务则较高。开展基于服务簇的生态系统服务权衡与协同的研究,有助于针对每种生态功能服务簇制定相应的管理方案,促进各个生态功能区经济、社会、资源与生态环境的全面协调可持续发展。     

生态系统综合评价的内容与方法

生态系统综合评价是系统分析生态系统的生产及服务能力,对生态系统进行健康诊断,做出综合的生态分析和经济分析,评价其当前状态,并预测生态系统今后的发展趋势,为生态系统管理提供科学依据。从总体上讲,综合评价更强调生态系统一系列产品与服务功能之间的权衡,具有很强的实践意义。许多学者对不同的生态系统服务功能进行了经济价值评估,但缺乏对生态系统的产品、服务、健康与管理之间关系的进一步探讨。对生态系统服务功能评价、健康评价的生态管理与预测进行了系统论述,目的是提出生态系统综合评价的框架,指导生态系统评价行动及生态系统管理。     

生态系统服务权衡与协同研究进展

作为链接人类福祉和生态系统的桥梁,生态系统服务成为地理学、生态学和其他相关学科的重要研究内容。掌握生态系统服务权衡与协同关系,对提升生态系统服务总体效益和人类福祉至关重要,并可辅助自然资源管理和生态规划实践,目前已成为生态系统服务研究的热点。在归纳生态系统服务内涵、分类及价值评估研究进展基础上,从理论基础、类型划分和研究方法等方面系统梳理了生态系统服务权衡与协同研究进展,并从以下4个方面提出未来可能的研究趋势,包括丰富权衡与协同理论基础,建构多学科综合研究体系;完善生态系统服务分类体系,量化权衡与协同非线性特征;刻画生态系统服务空间流动,加强权衡与协同跨时空集成;系统化揭示权衡与协同机理,推动成果在国土领域的应用。     

An evolutionary modeling approach for designing a contractual REDD+ payment scheme

Economic development and sustainable ecological and environmental development generally target different goals, and there are trade-offs and game-like behaviors between implementers and donors in reducing emissions from deforestation and degradation (REDD+) program. This paper analyzed the effects of evolutionary behaviors of REDD+ implementers and donors with respect to environmental service payments. Within a theoretical analysis framework, the evolutionary stable strategies of the implementers and donors under different contractual payments for ecosystem services (PES) scenarios are analyzed to explore contractual REDD+ payments through evolutionary game models. On this basis, anon-parametric local regression approach is used to analyze arrange of market-based contractual PES schemes in five REDD+ countries (Congo, Brazil, Ecuador, Nepal and Uganda). The results show the following: First, when the opportunity costs are less than the environmental benefits, some middle and high income developing countries are sufficiently incentivized to conserve forests, even without formal contractual PES scheme. This conservation occurs regardless of whether the industrialized countries will pay for the ecosystem services. Second, when the opportunity costs are greater than the environmental benefits, developing countries will generally not take the initiative to conserve forests when industrialized countries do not pay for the associated ecosystem services. Third, when there are enough contractual PES fines, developing countries will conserve forests, and the industrialized countries will pay for the ecosystem services. Finally, contractual PES fines are related to the costs of reducing emissions. Nepal has the largest marginal effect, and Uganda has the smallest. These results have implications for REDD+ program design and implementation: market-based contractual PES scheme should be given priority to regulate behavior of industrialized countries and developing countries in the PES scheme. Developing a targeted and differentiated contractual PES scheme requires an accounting of emission reduction costs in different countries.     

大宁河流域生态系统服务权衡关系梯度效应

深入理解生态系统服务权衡关系是推动生态系统有效管理和实现区域高质量发展的基础。然而,目前涉及生态系统服务权衡关系梯度效应的研究仍相对较少。选取三峡库区大宁河流域为研究区域,对典型平水年份2018年粮食生产、碳固持、土壤保持和产水量4种生态系统服务进行了量化评估和空间制图,探讨了海拔、降雨量、植被覆盖度3种环境因子梯度下生态系统服务的空间分异规律,采用均方根偏差进一步分析了生态系统服务权衡关系梯度效应。研究结果表明：粮食生产在空间上呈现中部、南部高,北部低的趋势,碳固持由西北向东南递减,土壤保持和产水量高值区均分布在西部。海拔、降雨量和植被覆盖度显著影响了生态系统服务,碳固持、土壤保持总体上随着环境梯度的增加而增加,而粮食生产随着3种环境因子梯度的增加呈下降的趋势。从生态系统服务权衡方面来看,碳固持与产水量为弱权衡关系,土壤保持与粮食生产为中度权衡,生态系统服务之间多为强权衡关系。由于多种环境梯度的相互作用,生态系统服务权衡关系随海拔梯度变化无明显规律,植被覆盖度增加显著加强了生态系统服务权衡关系,而降雨量增加显著减弱了生态系统服务权衡关系。因此,今后以流域生态系统服务协调和功能整体提升为目标的生态修复工程中,应更加注重统筹不同环境梯度区域内生态系统服务权衡关系。     

陇中黄土丘陵区土地利用强度-生态系统服务-人类福祉时空关系研究——以安定区为例

基于土地利用和社会统计数据,构建了"土地利用强度-生态系统服务-人类福祉"多尺度分析框架,从县区和乡镇尺度探讨了定西市安定区1990—2015年土地利用强度-生态系统服务-人类福祉的时空权衡/协同关系。结果表明:1990—2015年安定区土地利用强度-生态系统服务-人类福祉关系变化存在区域整体相似性和乡镇局部差异性;土地利用强度的增加,提高了供给服务和生产资料供给福祉,但弱化了调节和支持服务;供给与支持服务权衡主要集中于安定区北部和西南部。该区生态系统服务间的权衡程度较高,不利于生态系统服务保育和居民福祉的持续提升。区域的脱贫致富因立足于提高居民福祉,退耕还林还草、发展特色高效产业、劳务输出等是实现该区社会生态系统的经济收益与生态效益共赢的有效途径。     

Improving the efficiency of conservation policies with the use of surrogates derived from remotely sensed and ancillary data

Conservation policies are emerging in many places around the world, many of which involve payment for ecosystem services (PES) schemes. PES schemes provide economic incentives for forgoing land uses that reduce the provision of ecosystem services. The efficiency of such schemes depends not only on the ecosystem services provided by an area but also on the willingness of local people to forgo their land use activities. Targeting land for enrollment in PES schemes on the basis of the potential provision of ecosystem services and on the willingness to forgo certain economic activities, may therefore improve the efficiency of these schemes. The objective of this study was to develop a targeting approach, based on three surrogates derived from remotely sensed and ancillary data, for identifying land to be enrolled in one of the largest PES schemes in the world: China's Grain-to-Green Program (GTGP). The GTGP encourages farmers to return steep hillside cropland to forest by providing cash, grain and tree seedlings. The three surrogates used in the targeting approach were slope index, cropland probability, and GTGP enrollment probability. Combining these surrogates through Bernoulli trials allows targeting areas under cropland, with low opportunity costs for farmers and with potentially high soil erosion and landslide susceptibility. Results of applying the targeting approach in a case study area (Baoxing County, Sichuan Province, China) show that around half of the land currently enrolled is placed in areas with gentle slopes and tend to be located distant from forest areas. This reduces the potential benefits obtained from the GTGP. Targeting land using the proposed approach may double the benefits obtained from the program under the same budget, thus improving its efficiency. The approach may be applied to the entire GTGP implementation area in China and with proper modifications it may also be applicable to similar PES programs around the world.     

生态系统服务付费的诊断框架及案例剖析

生态系统服务付费目前已成为生态系统服务研究的热点之一。参考Ostrom的社会-生态系统诊断框架,提取并总结影响生态系统服务付费执行效率的变量,建立了适合区域特点的项目绩效评估体系,并以哥斯达黎加(PSA)项目和中国退耕还林工程为例,探讨了该评估体系在生态系统服务付费效率诊断中的适用性。研究表明,依据该评估体系,未来中国在实施生态系统服务付费项目时应注意以下问题:建立生态系统服务付费的市场机制、实施多样化的付费方式;付费标准应考虑区域特征和供给方特征;建立生态系统服务付费项目的第三方监督和绩效评估机制;加强对生态系统服务的监测。     

基于分布式水文模型和福利成本法的生态补偿空间选择研究

空间选择是生态补偿研究的核心问题之一,选择合理的区域进行生态补偿有利于提高生态补偿项目的效率.以黑河流域上游肃南县为研究区域,运用分布式水文模型Soil and Water Assessment Tool(SWAT)对研究区实施生态补偿后的水源涵养增加量进行模拟,同时考虑土地利用类型转化成本以及生态系统服务丧失风险,采用福利成本法对研究区生态补偿空间选择进行研究.结果表明:黑河上游肃南段内不同子流域的生态补偿效率系数最高值为0.0394,最低值0.0131,相差明显;根据效率系数,采用聚类分析方法,可将各子流域划分为优先补偿区、次级优先补偿区和潜在补偿区,分批进行补偿;采用空间选择后生态补偿效率较不采用时可提高54.5％.     

中国退耕还林还草对生态系统服务权衡与协同的影响

基于生态系统服务之间相关关系的时空动态变化,实现区域可持续发展与生态系统利益最大化,是兼顾生态保护、粮食安全、改善民生等多目标的重要途径。通过分析退耕还林还草工程县域粮食供给与地块水源涵养、土壤保持、防风固沙功能变化,评估退耕还林还草工程对生态系统关键服务之间权衡与协同关系的影响。结果表明：（1）2000-2015年,约76%工程县域的粮食供给增加,约46%和49%工程县域退耕还林还草地块的土壤保持与水源涵养功能呈提升态势,而风蚀区仅约2%工程县域的地块防风固沙功能明显提升。（2）1897个工程县域中,约24%县域粮食供给与地块水源涵养、约18%县域粮食供给与地块土壤保持之间呈显著地空间协同关系,风蚀区约38%县域粮食供给与地块防风固沙之间呈显著地空间权衡关系。（3）31%工程县域表现为多重生态系统服务供给区,其中双重服务供给县域占43%,三重服务供给县域占53%,四重服务供给县域占4%。（4）近16年,不同区域退耕还林还草工程导致粮食供给与调节服务之间呈现权衡与协同相互转换、权衡或协同程度变化等差异的空间相关关系,反映了多重生态系统服务联合权衡与协同在未来工程生态效应评估中的重要性。     

生态系统服务与贫困关联视角下生态扶贫策略的实施路径

生态文明建设与脱贫攻坚均是重要的国家战略。由于贫困与生态环境问题存在紧密耦合关系,在生态保护修复中探索生态扶贫措施的实施路径可获得生态环境改善与社会经济发展的双赢。构建生态系统服务-贫困关联分析模型,以山水林田湖草生态保护修复试点的山西省宁武县和静乐县为例,通过村级多维贫困指数（VPI）评价贫困程度,并结合生态系统服务识别出生态修复与生态系统服务提升的重点地区,最后在这些区域布局合适的生态扶贫措施。结果表明处于高贫困的区域占研究区总面积的41%,中贫困所占面积比例为47%,低贫困所占面积比例为12%,地形条件、劳动力状况、生活水平的差异构成了宁武县和静乐县贫困的空间分布格局。研究区水源涵养、土壤保持、食物供给等生态系统服务计算结果分别与贫困程度叠加出九种类型,并根据叠加结果将研究区划分为低贫困修复区、低贫困保护区、中贫困修复区、高贫困修复区和高贫困保护区五个区域,提出在高贫困保护区、低贫困保护区实施以保护为主的扶贫措施,在低贫困修复区、中贫困修复区、高贫困修复区要利用生态修复的契机解决乡镇的主要致贫因素。研究为贫困或欠发达的农村区域生态保护修复与生态扶贫的结合提供借鉴参考。     

精准扶贫视角下生态系统服务与贫困人口生计耦合关联分析

在生态文明建设和精准扶贫背景下,处理好贫困区生态系统保护和扶贫开发间的关系,是如期实现2020年全面建成小康社会的基础。以全国717个贫困市、区、县为研究对象,构建了精准扶贫视角下生态系统服务与贫困人口生计耦合的评价指标体系和灰色关联耦合模型,分析中国贫困区生态系统服务和贫困人口生计耦合的主要影响因素以及耦合度的时空演变规律,结果表明:(1) 2015年中国贫困区生态系统服务和人口生计两个系统各指标间的关联度在0.363—0.964。其中,生态系统服务对贫困人口生计的综合关联度为0.793,贫困人口生计对生态系统服务的综合关联度为0.740。(2) 2000—2015年生态系统服务和人口生计耦合度长时间序列呈"W"型变化,年际间波动变化明显,但整体维持在0.770—0.801之间。(3) 2000—2015年生态系统服务与贫困人口生计耦合度最高的区域主要集中分布在西部区域,主要包括西藏省、四川省西北藏区及青海省南部,东中部区域的耦合度相对较低,中国贫困区生态系统服务与贫困人口生计间耦合的空间分异显著。(4) 2000—2015年生态系统服务与贫困人口生计耦合度呈上升趋势的区县有92个,占中国全部贫困区县数量的12.83%;呈下降趋势的区县有163个区县,占中国全部贫困区县数量的22.73%;保持稳定不变的区县有462个,占中国全部贫困区县数量的64.44%。这些结论可为区域精准扶贫制定针对性政策,如期实现脱贫,提供参考和借鉴。