基于生态系统服务的海南岛自然保护区体系规划

随着我国生物多样性保护与生态建设的发展,区域尺度自然保护区体系规划得到广泛的关注.以海南岛为例,探索了利用生态系统服务空间格局进行区域自然保护区规划的方法.研究中,首先从生物多样性分布、水源涵养、水资源保护、土壤保持和海岸带防护等5个方面分析了海南岛生态系统服务的空间格局,综合评价单元生态系统重要性;然后基于生态系统服务综合评价结果,并根据海南省保护自然过程与生物多样性并重的要求,识别出生态重要性高但无保护区或保护面积不足的空间单元,提出海南岛自然保护区体系规划.根据本规划,海南岛将共建成规范完善的自然保护区42个,总面积290.14万hm2.其中,陆地自然保护区面积41.26万hm2,占海南岛陆地总面积的11.79％.新建保护区4个(面积8.80万hm2),调整保护区4个(扩大面积8.01万公顷),优化整合原有保护区中的17个为6个,升级保护区4个.结果表明,基于生态系统服务的自然保护区体系规划有助于发挥自然保护区的综合效益,并具有更强的可操作性.将生态系统服务纳入自然保护区体系规划应是今后的发展方向.     

中国自然保护区60周年回顾和展望

正自然保护区是生物多样性保护的核心区域,是推进生态文明、建设美丽中国的重要载体,在涵养水源、保持土壤、防风固沙、调节气候和保护珍稀特有物种资源、典型生态系统及珍贵自然遗迹等方面具有重要作用。广东鼎湖山等33处自然保护区加入联合国教科文组织世界生物圈保护区网络。     

卧龙自然保护区典型生态系统服务时空变化研究

自然保护区作为生态系统服务的产生区和生物多样性保护的重点区,评估其关键生态系统服务,对提高保护区管理水平和生态保护与建设效率有重要意义。利用CASA模型、RUSLE模型、InVEST模型及水量平衡原理等方法分别定量评估了卧龙自然保护区2000年和2015年碳固定（NPP）、土壤保持、生境质量和水源涵养4种生态系统服务并分析了其时空分布及其变化特征,揭示了不同地形位梯度和土地利用类型上生态系统服务的差异,识别了生态系统服务的热点区域。研究结果揭示了2000-2015年4种生态系统服务及其变化的时空异质性：1）研究期间保护区4种生态系统服务供给量均有所增加,且增益面积大于减损面积;2）空间上,NPP、土壤保持和生境质量3种服务表现为东南高、西北低,水源涵养空间分布无明显规律,4种服务的空间分布特征均变化不大且保持相对稳定;3）4种生态系统服务空间分布及变化与地形位和土地利用类型有关。4种服务的高值和增益的优势分布区均位于较低地形位指数梯度上,以保护区东南部最为突出;林地和草地是对保护区生态系统服务贡献较大的土地利用类型,尤以林地突出;4）热点分析表明保护区东南部是主要的生态系统服务供给热点区,研究期间Ⅳ类热点区面积显著增加。结合研究区域生态系统特征和生态恢复与管理政策,探讨分析了目标生态系统服务时空变化的自然生态和社会经济驱动力,为本区域生态系统恢复和生物多样性保护提供依据和建议。     

神农架自然保护区森林生态系统服务价值评估

神农架自然保护区是以亚热带森林生态系统和珍稀动植物为主要保护对象的自然保护区,对中国的生物多样性研究有重要意义.应用市场价值、影子价格、机会成本等方法,对神农架自然保护区提供林产品、涵养水源、土壤保持、气体调节、净化环境、养分循环、娱乐文化和维持生物多样性等森林生态系统功能的生态经济价值进行评估.结果表明:神农架国家级自然保护区森林生态系统服务价值总计为204.33×108元·a-1.按服务类型的价值比例从高到低排序为:生物多样性(68.5%)土壤保持(12.7%)娱乐文化(4.9%)气体调节(4.8%)林产品(4.2%)涵养水源(3.9%)净化环境(0.7%)养分循环(0.3%).按利用类型划分,非使用价值(68.5%)间接使用价值(22.4%)直接使用价值(9.1%).     

桂西北喀斯特地区生态系统服务功能重要性评价与空间分析

生态系统服务功能重要性评价对于明确区域生态系统服务功能空间分布规律,进行生态功能区划有重要意义.本文根据桂西北喀斯特地区的主要生态系统服务功能,选取生物多样性保护、土壤保持、水源涵养、石漠化控制和产品提供5项服务功能,采用层次分析法和多因子综合评价法建立指标体系,在GIS技术支持下,分析了5项生态系统服务功能的重要性及其空间分布特征,并进行了综合评价.结果表明:桂西北喀斯特地区生态系统服务功能重要性程度较高,其中极重要、中等重要地区面积占研究区总面积分别为25.2%和33.4%;喀斯特地区生态系统土壤保持功能和石漠化控制功能对喀斯特区域生态环境具有重要控制作用,其分布区域是桂西北喀斯特地区生态环境治理和生态恢复的重点区域;明确了桂西北喀斯特地区生态系统生物多样性保护功能、水源涵养功能及产品提供功能的重要性等级及空间分布特征,为喀斯特地区生态系统的科学管理和生态功能区划提供重要依据.     

基于InVEST与倾向评分匹配模型评估秦岭国家级自然保护区水源涵养服务保护成效

自然保护区在保障水源涵养等生态系统服务方面发挥了重要作用, 对区域水资源的可持续利用具有重要意义。然而, 自然保护区水源涵养服务保护成效的主要影响因素仍然不清, 不利于自然保护区的有效管理和区域可持续发展目标的实现。本文拟探讨: (1)秦岭区域水源涵养服务的总体情况; (2)自然保护区对水源涵养服务的保护成效; (3)自然保护区水源涵养服务保护成效的主要影响因素是什么。本文采用InVEST模型计算秦岭区域19个国家级自然保护区2010-2015年的水源涵养量, 基于倾向评分配比法研究了自然保护区水源涵养服务保护成效, 并通过随机森林回归判断自然保护区水源涵养服务保护成效的主要影响因素。研究结果表明, 虽然在2010-2015年秦岭区域水源涵养服务整体降低, 但与自然保护区外的配对样本相比, 大多数自然保护区(63.16%)水源涵养服务保护成效显著(N = 12, P < 0.05); 少数保护区(26.32%)在减缓水源涵养服务降低的作用不如自然保护区外(N = 5, P < 0.05); 也有个别自然保护区(10.52%)对水源涵养服务保护成效不明显(N = 2, P > 0.05)。从主要影响因素来看, 自然保护区水源涵养服务保护成效主要受降水量变化和自然保护区资金投入的影响。结果显示: (1) 2010-2015年间秦岭区域水源涵养量减少较为明显, 但总体来看自然保护区在减缓水源涵养服务降低方面取得了积极成效。(2)降水量变化对水源涵养服务保护成效起到主导作用; (3)管理因素也对保护区水源涵养服务保护成效有一定影响, 在管理因素中资金投入的大小对水源涵养服务保护效果影响最大。因此, 建议进一步增加资金投入, 以提升自然保护区水源涵养服务的保护成效。     

三峡库区生态系统服务功能重要性评价

在RS与GIS技术支持下,选择研究区比较重要的生物多样性保护、土壤保持、水源涵养和营养物质保持四个生态系统服务功能,建立生态系统服务功能重要性评价模型与方法,对三峡库区重庆段生态系统服务功能进行综合研究,定量揭示了研究区生态系统服务功能重要性程度及其空间分布规律.结果表明:(1)生物多样性保护高度重要以上地区的面积比达到了15％以上;极重要地区主要呈斑块状分布在东北部、中部和东南部.(2)土壤保持极重要区占据绝对优势地位,面积比为68.80％;土壤保持极重要区主要分布在万州及其东北部地区.(3)水源涵养一般重要区面积最大,其次为极重要地区;极重要区沿江河呈带状分布,高度重要区主要分布在极重要区两侧沿江河呈环带状分布.(4)营养物质保持一般重要区面积最大;其次是极重要区;极重要区基本呈条带形分布在植被覆盖较好的山脉及江河两侧.(5)生态系统服务功能极重要和高度重要区的面积占到了研究区总面积的近50％;极重要区基本沿主要江河两侧第一层分水岭和西部平行岭谷区的山脊呈条带形分布;高度重要区基本分布在极重要区两侧层环带形分布,少部分零散分布.     

石羊河流域生态系统服务权衡与协同关系研究

生态系统服务权衡与协同研究是国际生态学、地理学等学科研究的热点。以石羊河流域为研究区,借助In VEST模型,对流域2005、2010和2015年的水源涵养、土壤保持、水质净化、碳储存和生物多样性五项服务进行精准测度,分析服务的时空格局及演变特征,并利用相关系数法逐像元定量计算5种服务之间的权衡与协同关系,从不同尺度分析权衡与协同关系的空间格局特征。结果表明:(1)各项服务具有空间异质性:水源涵养、土壤保持、碳储存、生物多样性呈"西南高-东北低"的空间格局,且水质净化、碳储存服务的高值区沿河流分布。(2) 10年期间,水源涵养、水质净化、碳储存、生物多样性服务呈现"整体增加-局部减少"的变化趋势,而土壤保持呈"整体减少-局部增加"的变化特征。(3)多种服务之间权衡与协同关系具有区域依赖特征:水源涵养与土壤保持、水源涵养与水质净化、水质净化与碳储存、水质净化与生物多样性、土壤保持与碳储存、土壤保持与生物多样性以权衡关系为主;水源涵养与碳储存、水源涵养与生物多样性、土壤保持与水质净化、碳储存与生物多样性以协同关系为主。定量可视化评估生态系统服务及权衡关系,为制定区域发展与生态保护双赢政策提供依据,同时也为其他流域的相关研究提供可靠参考。     

石羊河流域生态系统服务权衡与协同关系分析

生态系统服务权衡与协同研究是国际生态学、地理学等学科研究的热点。以石羊河流域为研究区,借助InVEST模型,对流域2005、2010和2015年的水源涵养、土壤保持、水质净化、碳储存和生物多样性五项服务进行精准测度,分析服务的时空格局及演变特征,并利用相关系数法逐像元定量计算5种服务之间的权衡与协同关系,从不同尺度分析权衡与协同关系的空间格局特征。结果表明:(1)各项服务具有空间异质性:水源涵养、土壤保持、碳储存、生物多样性呈“西南高-东北低”的空间格局,且水质净化、碳储存服务的高值区沿河流分布。(2)10年期间,水源涵养、水质净化、碳储存、生物多样性服务呈现“整体增加-局部减少”的变化趋势,而土壤保持呈“整体减少-局部增加”的变化特征。(3)多种服务之间权衡与协同关系具有区域依赖特征:水源涵养与土壤保持、水源涵养与水质净化、水质净化与碳储存、水质净化与生物多样性、土壤保持与碳储存、土壤保持与生物多样性以权衡关系为主;水源涵养与碳储存、水源涵养与生物多样性、土壤保持与水质净化、碳储存与生物多样性以协同关系为主。定量可视化评估生态系统服务及权衡关系,为制定区域发展与生态保护双赢政策提供依据,同时也为其他流域的相关研究提供可靠参考。     

云南省国家级和省级自然保护区森林生态服务功能价值评估

采取文献查阅、资料数据处理、统计分析等研究方法,选取合理、成熟、可操作的森林生态服务评估体系和方法（LY/T 1721-2008）,测算出云南省国家级、省级自然保护区森林生态系统在涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护等6类生态系统服务功能的物质量和价值量,并从森林类型、质量、立地状况等多方面进行了分析。经评估,云南省自然保护区森林生态系统服务年总价值为2009.02亿元。其中,涵养水源价值为538.75亿元;保育土壤价值为493.79亿元;固碳释氧价值为122.09亿元;积累营养物质价值为16.11亿元;净化大气环境价值为83.21亿元;生物多样性保护价值为755.07亿元。保护区每年每公顷森林生态系统服务价值平均为12.31万元,相当于全国平均水平的2.9倍,云南省平均水平的2.4倍。     

集成生态系统服务与生物多样性的系统保护规划

生物多样性和生态系统服务的保护与可持续管理是当今世界面临的重大挑战之一,但如何判识与优化集成生态系统服务与生物多样性保护对象的保护优先区网络,相关研究还很有限。针对“三江并流”区,选取珍稀濒危与特有动植物物种和自然植被类型作为生物多样性保护对象,以调节服务(碳存储、固碳和土壤保持)、文化服务(自然游憩)和供给服务(水源供给)为生态系统服务保护对象。应用系统保护规划方法,首先判识出单一生物多样性和生态系统服务保护优先区;然后,分析这些保护优先区间的相关关系,并选择与生物多样性正相关的生态系统服务类型,判识集成生态系统服务与生物多样性的保护优先区;最后,评估了集成生态系统服务与生物多样性保护优先区在六类已建保护地中的保护状况。结果表明：(1)“三江并流”区多情景规划得到的生物多样性与生态系统服务保护优先区之间均呈正相关关系;(2)与分别针对生态系统服务和生物多样性的规划情景相比,集成生态系统服务与生物多样性保护优先区能够同时对两类保护对象提供最高的保护覆盖率;(3)集成生态系统服务和生物多样性保护优先区占研究区总面积的48.9%,其已建保护地覆盖率为32.5%,说明现有保护地体系仍存在保护...     

基于生态系统服务的山水林田湖草生态保护修复研究——以南太行地区鹤山区为例

开展山水林田湖草生态保护修复是生态文明建设的重要内容,将生态系统服务评价成果与山水林田湖草生态保护修复工程相结合,以国家第三批山水林田湖草生态保护修复试点-河南省南太行地区鹤山区为例,探究生态系统服务评价成果在区域山水林田湖草生态保护修复中的应用。结果表明,近年来鹤山区生态系统服务价值整体呈下降趋势且生态环境破坏严重。其中,2014-2017年鹤山区各土地类型二级服务ESV减少了303.95万元。研究期内,水资源供给、气体调节功能、气候调节、净化环境、水文调节、土壤保持、生物多样性和美学景观等8项生态服务价值都出现不同程度的下降;在鹤山区生态保护修复工作中需要重点关注生态系统的水文调节、净化环境、土壤保持和生物多样性等服务功能,相应的生态保护修复工程应集中在河道生态修复与湿地保护、矿山生态环境修复与土地整治、森林及生物多样性保护修复;鹤山区山水林田湖草生态保护修复工程能够提升区域生态服务价值。其中,工程实施后的生态系统服务价值总量预计能达到36407.95万元,比2017年增加7741.96万元,增长率为27%且各项生态服务价值均有提升。研究结果对鹤山区山水林田湖草生态保护修复工程的实施有一定的指导性作用。     

面向多重生态保护目标的广东省生态系统服务退化风险情景模拟

稳定、协调、可持续的生态系统服务供给是维持区域自然生命系统、保障区域生态安全的基础。面临生态系统所受的人为与自然干扰,有必要准确评估生态系统服务退化风险,揭示区域生态安全和可持续性提升路径。现有研究多叠加所有生态系统服务以评估生态系统服务退化风险,未能面向区域生态问题或生态需求对不同类型生态系统服务进行整合。研究提出面向多重生态保护目标的生态系统服务退化风险情景模拟框架,考虑广东省生物多样性保育、水资源安全、自然灾害防范等生态保护目标,选取代表性生态系统服务类型(生境维持、水源涵养、水质净化、土壤保持、洪水缓解、热带气旋缓解),基于不同典型浓度路径情景评估2018—2035年生态系统服务退化风险。结果表明,2018—2035年广东省生态系统服务供给空间格局基本稳定,尽管有所退化、空间异质性强。生态系统服务退化风险的情景模拟表明,面向生物多样性保育目标的生态系统服务退化高风险区位于珠三角的深圳市、佛山市和江门市,以及粤西和粤东地区的湛江市、茂名市和揭阳市;面向水资源安全目标的生态系统服务退化高风险区位于珠三角的深圳市、中山市和江门市,以及粤西与粤东地区的茂名市、揭阳市和江门市;面向自然灾...     

流域生态空间与生态保护红线规划方法——以长江流域为例

生态空间是指以提供生态系统服务为主要目标的地域范围,确定生态空间范围是协调保护与发展、保障生态服务持续供给的基础。长江流域是中华民族的摇篮与中国文化发祥地之一,是中国经济发展的重要增长极,以及具有全球意义的生物多样性热点区。以长江流域为对象,探讨面向流域生态空间规划的方法与管理对策。研究中,选择生态系统服务指标(水源涵养、洪水调蓄、水质净化、水土保持和生物多样性维护)和生态敏感性指标(水土流失、石漠化和土地沙化),基于流域水文路径分析和与其关联的生态系统服务的受益人口,提出一种流域尺度的生态空间规划方法。研究结果显示,长江流域生态空间面积为102.25万km^2,占长江流域总面积的57.42%,森林占52.87%,灌丛占19.51%,草地占18.96%,湿地占4.26%,保护了79.47%的水源涵养功能,86.99%的洪水调蓄功能,78.09%的水质净化功能,80.60%的水土保持功能,以及86.49%的自然栖息地。在生态空间规划的基础上,进一步探讨了长江流域生态保护红线的格局,现阶段生态保护红线面积为59.25万km^2,占长江流域总面积的33.27%,其中上游占比59.24%,中游和下游分别占比38.05%和2.71%。本文提出的规划方法与研究结果,不仅可以为长江流域生态空间规划、保障流域生态安全和促进流域经济社会可持续发展提供依据,还可以为其他流域的生态空间的规划提供参考。     

辽宁省生物多样性保护优先区识别

生物多样性保护优先区是我国为加强生物多样性保护划定的重要区域,辽宁省境内目前并无此类优先区,弥补相关缺失具有重要意义。本研究通过对生态系统保护、人类影响和生物多样性保护区划3个准则层7个指标进行计算,依次获得辽宁省生物多样性保护优先区指标值、准则层值和优先区识别综合值,结合辽宁省县(市)行政边界和自然保护区边界数据,确定了辽宁西部和东部生物多样性保护优先区的建议地域范围。其中,辽宁西部生物多样性保护优先区面积为12951 km²,森林覆盖率为53.6%,包括9个省级以上自然保护区,以水土保持作为区域重要生态功能;辽宁东部生物多样性保护优先区面积为20057 km²,森林覆盖率为78.9%,包括8个省级以上自然保护区,以水源涵养作为区域重要生态功能。上述优先区是国家和省级保护物种的集中分布区,也是辽宁省重要生态系统的分布区,亟待开展生物多样性保护工作。     

国家尺度自然保护地生态系统联网监测指标体系构建与应用研究

自然保护地是维护国家生态安全, 提升生物多样性保护成效的重要载体, 对保护地生态系统进行实时、高频、多尺度的监测是认知其动态变化的有效手段, 也是实现自然保护地生态系统健康管理的基石。由于目前我国没有形成自然保护地生态系统监测网络, 缺少统一的联网监测指标体系, 导致多数自然保护地生态系统组成家底不清、动态不明, 应对生物多样性保护新问题的能力不足, 并且在国家尺度上的自然保护地生态系统健康状况及保护成效评估缺乏联网监测数据支撑。因此, 亟需构建国家尺度的自然保护地生态系统组成和动态监测网络, 以及一套科学、系统、规范的自然保护地生态系统联网监测指标体系。该文针对自然保护地生物多样性和生态系统监测的目标和内容, 参考国内外现有的生态系统监测网络的指标体系, 确定了自然保护地生态系统联网监测指标体系建立和选取的基本原则, 建立了一套适用于国家尺度的自然保护地生态系统联网监测指标体系, 并在6个国家级自然保护区进行示范。构建的指标体系针对构成生态系统的6类关键要素(生境要素、生物要素、气象要素、土壤要素、大气和水环境要素、景观要素)制定了30个监测指标, 有效应用于森林、草地、荒漠、湿地等生态系统类型的自然保护地, 能够实现对不同类型自然保护地生态系统组分和结构的现状和演变特征进行长期、动态化监测, 并可为自然保护地保护成效评估和健康管理提供规范化、标准化的基础数据。     

福建省生态保护重要性评价

生态保护重要性是表征区域生态系统结构和功能重要性程度的综合指标,确定生态保护空间范围是协调保护与发展、保障生态服务持续供给的基础。在明确福建省生态本底和关键生态问题的基础上,综合分析生态服务功能重要性和生态敏感性,构建福建省生态保护重要性评价指标体系,识别具有重要保护意义的生态极重要地区,能够为优化生态保护策略、划定生态红线和主体功能区划提供技术支持。研究结果表明,福建省生态保护极重要区占福建省陆地总面积的38.94%,生态重要性空间格局基本沿福建省闽西大山带、闽中大山带与海岸带分布,其中生态服务功能极重要区面积为3.96万km~2,以生物多样性维护功能和水源涵养功能为主;生态极敏感性区面积占福建省陆地总面积的9.71%,水土流失是主要的生态问题,占福建省陆地总面积的8.93%,土地沙化极敏感区集中在海岸带附近,与海岸侵蚀极敏感区空间范围基本一致。研究建议,生态保护极重要区作为划定生态红线和重点生态功能区的依据,支撑福建省开展有针对性的生态保护,保障和维护生态安全。     

国家公园优先保护区域识别——以浙江丽水为例

如何充分利用有限的资源更好地保护生物多样性一直都是保护地管理所追求的目标。整合保护对象、优化保护地的空间布局、有效识别国家公园优先保护区域是当前中国国家公园体制建设的主要任务。本研究以浙江丽水为例,采用生态模型评估了该区域关键生态系统服务(固碳释氧、水文调节、水资源、土壤保持)的空间分布格局,同时运用MaxEnt模型模拟了37种濒危物种适宜栖息地分布的空间格局。在此基础上,将关键生态系统服务和濒危物种作为保护对象,通过系统保护规划模型MARXAN,在0.4 km×0.4 km规划网格上计算丽水各规划单元的生态保护不可替代性指数,并结合当地管理需求,综合识别了国家公园优先保护区域。结果表明: 2005—2015年间,研究区生态系统固碳量为0.05 kg C·m^-2·a^-1,释氧量为0.13 kg O₂·m^-2·a^-1,水文调节量为83.25亿m³·a^-1,水资源量为803 mm·a^-1,土壤保持量为95.53 t·hm^-2·a^-1;不同土地利用类型的不可替代性指数显著不同,森林为50～100,河流和水库为60～100,园地为30～50,耕地为15～35,住宅用地为0～25,优先保护区域占研究区面积的11.8%。本研究结合生物多样性和生态系统服务的系统保护规划思路,能够为保护地网络优化布局和国家公园优先保护区域的确定提供有用的框架和技术支撑,有助于提升我国建设以国家公园为主体的自然保护体系的整体有效性。