厦门市土地利用变化下的生态敏感性

当前,城市化与全球变化背景叠加,海岸带生态系统发生了巨大的变化,沿海城市在全球变化下的脆弱性、敏感性与适应能力等问题已经成为政府和科学界关注的重要问题.土地利用变化是导致生态系统敏感性的重要因素之一.以厦门市作为沿海城市的典型代表,对近20 a土地利用变化下的生态敏感性进行系统研究.分析了城市建设用地扩张、围填海等主要土地利用活动对生态敏感性的影响机制;其次建立土地利用变化下的生态敏感性指数,并分析其变化过程;最后通过ArcGIS图层叠加计算功能,获得生态敏感性空间分布状况.结果表明:1987-2007年厦门市城市建设用地面积由1987年的67.48 km2,增加为2007年的308.21 km2,扩张了4.57倍,主要为蚕食农业用地和林地而来;海岸线长度由1987年的290.19 km,增加为1992年的343.23 km,而后减小为2007年的299.93 km,围垦养殖活动使得岸线变得曲折,填海造地活动导致岸线变得平滑.厦门市土地利用强度由1987年的2.44逐年增加为2007年的2.52,生态系统服务价值总体呈现减小的趋势,由1987年的7.39×109元减少到2007年的7.02× 109元,土地利用强度与生态系统服务价值呈现负相关关系.土地利用变化下的生态敏感性指数由1992年的1.50增加为1997年的4.94,而后减小为2002年的4.12,再增加为2007年的4.47.整体而言,近20a来厦门市生态系统对土地利用变化的敏感性灵敏响应程度不很剧烈,生态敏感性高的区域主要位于沿海区域.     

厦门岛生态系统服务对土地利用变化的响应

土地利用变化是对生态系统服务产生胁迫的主要驱动力之一。论文以厦门岛为例,分析生态系统服务对土地利用变化的响应,基于对2007年中国陆地生态系统服务价值当量修正的两种方法,对厦门岛生态系统服务价值(ESV)变化作出评估。研究表明:1950～2007年间,两种方法得出的厦门岛ESV变化趋势一致,随岛内土地利用强度逐年增加均呈减少态势,1987年前厦门岛ESV因水域和湿地增加12.87 km²,而提高了1 076 655元;1984年厦门岛设立经济特区后快速城市化导致ESV急剧降低,1987年后年均损失达619 773元。随着厦门岛内各土地类型利用趋于饱和,及2006年厦门环东海域综合整治工程等生态措施的实施,预计未来ESV降低的趋势将得以缓解。从生态系统服务价值全面修正的方法解决了仅从供给服务方面修正造成结果偏高的问题。     

近30年辽东湾北部区土地利用强度与生态系统服务价值的时空关系

探讨滨海湿地土地利用强度与生态系统服务价值的时空关系,是促进滨海湿地资源合理配置及维持生态系统可持续发展的重要依据。基于辽东湾北部区1985、1993、2002、2014年4期Landsat TM遥感数据,在计算土地利用强度综合指数的基础上,运用地统计学方法及地理加权回归模型探讨土地利用强度与生态系统服务价值的时空耦合关系,结果表明:1)1985—2014年,生态系统服务价值变化显著,其中水域占比最大,滩涂和草地次之。2)研究区单位面积生态系统服务价值在空间上总体呈现由南高北低向西高东低演变的趋势。3)研究区土地利用强度与生态系统服务价值之间整体呈强烈的负相关关系,当土地利用强度增加时,生态系统服务价值降低。4)随着土地利用强度的增加,四种服务类型之间出现以供给服务价值的增加而导致其他服务类型价值减少的权衡关系。     

城市土地利用变化对生态系统服务的影响——以淮北市为例

城市是一类以人类活动为中心的社会-经济-自然复合生态系统.城市的快速蔓延及强烈的人类活动显著地改变了城市的土地利用结构,进而严重影响了城市生态系统服务及人居环境.通过遥感、GIS技术及生态系统服务价值评估等方法,对淮北市1987年、2000年和2007年3个时期20a间的土地利用结构及生态系统服务价值的演变进行定量评价.研究结果表明:1987-2007年间淮北市生态用地空间结构和面积发生剧烈变化,生态用地占城市面积的比例由91.45％降低至71.86％.1987-2000年,农田面积大幅度下降,而林地和水体都呈不同程度的增加趋势,建设用地面积增长迅速.2000-2007年,农田面积有所增加,林地和水体面积却明显下降,建设用地总面积虽然没有明显变化,但其聚集度显著增加.20年间,城市生态服务功能的价值呈现先增加后减少的趋势,在2000年达31.32亿元.2000-2007年,以废物处理和水源涵养功能退化最为严重.可见,城市土地利用结构的变化与生态服务功能密切相关,此结果可为淮北市景观格局优化及土地合理调控和管理提供一定的科学依据.     

莽措湖流域生态系统服务功能经济价值变化研究

运用中国生态系统服务价值当量因子表和莽措湖流域单位面积农田生态系统在1990年和2000年提供的食物生产服务的经济价值,以及1990年和2000年土地利用情况,对该区生态系统服务功能经济价值进行了评价,得出1990年和2000年莽措湖流域生态系统服务功能经济价值分别为3．10×10^9元·年^-1和3．05×10^-9元·年^-l,2000年比1990年减少4．71×10^7元·年^-1．同时分析了1990年和2000年生态系统服务功能经济价值变化的原因并对结果进行了讨论。     

基于RS与GIS的赣江上游流域生态系统服务价值变化

研究土地利用背景下的生态系统服务价值变化对促进区域生态建设和可持续发展具有重要意义。以赣江上游流域为例,依据1990年、1995年、2000年和2005年4期的遥感数据,利用RS和GIS手段对土地利用数据进行了处理,并分析了土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1990-1995年赣江上游流域生态系统服务价值变化不大,1995—2005年生态系统服务价值总量不断增加,且各类生态服务功能价值波动较大;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明生态系统服务价值对服务价值指数缺乏弹性。     

菜州湾南岸滨海湿地的生态系统服务价值及变化

在提出莱州湾南岸滨海湿地生态系统服务价值分类系统和湿地类型系统基础上,提取1987年10月、2002年10月2个时段Landsat 7卫星遥感影像空间数据计算了莱州湾南岸滨海湿地的生态系统服务价值,并分析了湿地生态系统服务价值的变化.结果表明:湿地产出的水产品和原盐价值、气体调节服务价值和涵养水源服务价值是研究区湿地的核心生态系统服务价值,自然湿地的生态系统服务价值以气体调节服务价值和涵养水源服务价值为主,人工湿地的生态系统服务价值以产出的水产品和原盐价值为主.15年间湿地总的生态系统服务价值由38.953亿元降至27.743亿元,降低了28.8%;单位面积湿地的生态系统服务价值由4.291万元·hm-2降至3.031万元·hm-2,降低了29.4%.引起湿地总生态系统服务价值降低的主要原因是自然湿地转化为养殖池和盐田等人工湿地,自然湿地转化为人工湿地后,湿地总的生态系统服务价值中直接使用价值升高了,但间接使用价值和非使用价值降低了.为避免湿地生态系统服务价值的降低,应严格控制人工湿地建设,保护现有的自然湿地.     

土地利用演变对国家公园生态系统服务价值的影响——以三江源国家公园为例

研判土地利用演变对国家公园生态系统服务价值的影响，是推进国家公园生态文明体制建设的重要依据。为厘清土地利用演变对生态系统服务价值的影响效应，基于2000-2020年三江源国家公园土地利用数据，首先采用生态系统服务价值修正模型测算生态系统服务价值，继而运用价值变率模型、GIS空间分析方法刻画三江源国家公园生态系统服务价值演变的空间差异特征，最后引入交叉敏感性系数揭示三江源国家公园土地利用演变对生态系统服务价值的影响趋势。结果表明：(1)20年间三江源国家公园的土地利用演变表现为荒漠、草地、水体三地类间的互相转换，变化速率最大的时间段在2015-2020年，集中发生于长江源园区西北部和北部；(2)从时间序列来看，三江源国家公园的生态系统服务价值呈现"趋好"态势，其中，2015-2020年的变化量高达82.42亿元，草地和水体对园区生态环境贡献较大，土地利用类型的演变与生态系统服务价值存在一定的关联；(3)从空间演变来看，三江源国家公园三园区(长江源、黄河源和澜沧江源)的生态系统服务价值从高值到低值依次为：长江源>黄河源>澜沧江源，呈现出从西北向东南递增的分布特征；(4)土地利用类型演变对生态系统服务价值的影响程度从大到小排序为：荒漠与水体>草地与水体>荒漠与草地，土地利用转型跨度愈大，对生态系统服务价值的影响就愈强。研究时段内土地利用演变对生态系统服务价值影响的交叉敏感性系数呈现先升高后降低的特征，表明生态系统服务价值的变化也会反作用于土地利用对生态系统服务价值影响的敏感性。     

菜州湾南岸滨海湿地的生态系统服务价值及变化

在提出莱州湾南岸滨海湿地生态系统服务价值分类系统和湿地类型系统基础上,提取1987年10月、2002年10月2个时段Landsat 7卫星遥感影像空间数据计算了莱州湾南岸滨海湿地的生态系统服务价值,并分析了湿地生态系统服务价值的变化。结果表明：湿地产出的水产品和原盐价值、气体调节服务价值和涵养水源服务价值是研究区湿地的核心生态系统服务价值,自然湿地的生态系统服务价值以气体调节服务价值和涵养水源服务价值为主,人工湿地的生态系统服务价值以产出的水产品和原盐价值为主。15年间湿地总的生态系统服务价值由38.953亿元降至27.743亿元,降低了28.8%;单位面积湿地的生态系统服务价值由4.291万元·hm^-2降至3.031万元·hm^-2,降低了29.4%。引起湿地总生态系统服务价值降低的主要原因是自然湿地转化为养殖池和盐田等人工湿地,自然湿地转化为人工湿地后,湿地总的生态系统服务价值中直接使用价值升高了,但间接使用价值和非使用价值降低了。为避免湿地生态系统服务价值的降低,应严格控制人工湿地建设,保护现有的自然湿地。     

近30年淀山湖地区生态系统服务价值对土地利用变化的响应

水源是区域和城市发展的重要保障,研究其生态系统服务的变化及其影响因素对水源跨区域联防联治有重要意义。利用淀山湖地区1984、1993、2006和2014年的遥感影像,通过修正生态系统服务价值当量因子,基于GIS空间分析技术对淀山湖地区1984—1993年、1993—2006年、2006—2014年土地利用变化及生态系统服务价值(Ecosystem Service Value, ESV)进行了分析。结果表明,淀山湖地区林地面积和建筑用地面总体呈增加趋势,而耕地面积和水体面积呈下降趋势。ESV结果显示,1984—2014期间水体ESV减少了2.15亿元,耕地的ESV减少了2.41亿元,林地的ESV增加了2.50亿元。各土地利用类型ESV敏感性指数均小于1,说明研究区生态系统服务价值是缺乏弹性的。在乡镇尺度,仅朱家角镇和锦溪镇ESV呈现净增长;在省市级尺度,江苏省境内的总土地单位面积ESV减少,而上海市境内的总土地单位面积ESV增加。驱动力分析表明,自然因素和社会经济因素均对ESV有影响,人口密度、区域总产值与ESV存在显著相关性。可见,土地利用方式的改变显著影响生态系统服务价值,合理的土地利用将有利于提高总土地单位面积生态系统服务价值。     

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。     

海州湾生态系统服务价值评估

参照千年生态系统评估的分类体系,并考虑污染等因素引起生态系统服务的退化,评估了海州湾生态系统的潜在和实际服务价值.结果表明,2005年海州湾的潜在服务价值为16.64×108元,平均单位面积海域的服务价值为1.90× 106元/km2.潜在服务价值中,供给服务、文化服务和调节服务分别占53.39％,35.48％和10.84％.考虑赤潮、食品中累积的污染物超标以及温室气体排放等因素造成的生态服务质量和数量的退化,2005年海州湾生态系统提供的实际服务价值为14.08×108元,平均单位面积海域的服务价值为1.61×106元/km2.实际服务价值中,供给服务、文化服务和调节服务分别占48.32％,41.94％和9.74％.海水富营养化和污染等因素导致的生态服务价值降低2.56× 108元,影响最大的是食品供给和气候调节服务.     

不同视角下基于InVEST模型的流域生态补偿标准核算——以渭河甘肃段为例

补偿标准是生态补偿项目研究的核心内容。为提高补偿标准的可操作性,以渭河干流甘肃段为研究区,基于流域生态补偿标准范围界定,在考虑耕地向多种林地转化情况下采用In VEST模型和加权法核算流域新增生态服务量,并以新增生态服务价值为补偿上限,农户机会成本为补偿下限,先从国家新一轮退耕还林政策导向视角,探讨15°—25°和25°以上坡耕地退耕还林的差异化补偿标准。再从利益公平分配视角,耦合机会成本投入与生态系统服务产出,探讨生态补偿净收益不同地区的差异化补偿标准。结果表明:(1)渭河干流甘肃段退耕还林,生态补偿标准范围为146.39—481.98万元km~(-2)a~(-1)。(2)重要水源地一级保护区和保留区迎水面15°—25°坡耕地全部退耕还林需补偿金额13.95—33.55亿元。25°以上坡耕地全部退耕还林需要补偿金额12.96—28.35亿元。(3)各县/区比较,退耕还林净收益麦积区最大,陇西县最小。其生态补偿范围分别为202.23—727.92、96.99—136.53万元km~(-2)a~(-1)。     

扎龙湿地生态系统服务价值评价

从避免重复计算的角度出发,将湿地生态系统服务分为最终服务和中间服务两部分,以最终服务的价值作为湿地生态系统服务的总价值。以扎龙湿地为例,其最终服务包括物质生产、土壤保持、水质净化、气候调节、固碳、调蓄洪水、大气调节、休闲旅游、科研教育和授粉服务,中间服务包括净初级生产力、营养循环、涵养水源、地下水补给和生物多样性维持服务,采用市场价值法、替代成本法和旅行费用法等生态经济学方法对扎龙湿地的生态系统服务进行了评价。结果表明,2011年扎龙湿地生态系统服务总价值为679.4亿元,中间服务价值为471.5亿元,各项最终服务的价值大小为气候调节调蓄洪水大气调节固碳休闲旅游授粉服务物质生产水质净化科研教育土壤保持。扎龙湿地不仅是重要的蓄洪区和泥碳储存地,在区域气候调节方面也起着巨大的作用。针对扎龙湿地的管理,应该保护和恢复湿地面积,同时注意适当的增加旅游。     

藏北草地退化与生态服务功能价值损失评估——以申扎县为例

藏北草地是我国重要的畜牧业生产基地和生态安全屏障。基于遥感和GIS技术,利用1990、2000、2010年3期不同时相的TM、ETM+和CEBERS遥感影像,对申扎县草地资源退化状况进行了遥感监测,并采用生态经济学评估模型对草地生态系统8个方面的服务功能价值损失进行了评估测算。结果表明:1990—2010年,申扎县草地退化面积增加了47.40×10~4hm~2,生态系统服务功能价值损失高达5.20×10~8元;其中1990—2000年,草地退化较严重,该时段也是生态系统服务功能价值损失较多的时期;2000—2010年,草地退化趋势变缓。藏北草地提供生物量价值仅约占生态系统服务功能总价值的7.0%,草地生态服务功能远大于其提供的生物量价值,因此必须从生态服务功能的的理念出发去经营草地,从而实现草地的可持续发展。     

基于InVEST模型的疏勒河流域碳储量时空变化研究

研究区域土地利用方式与生态系统服务碳储量的关系，对于区域生态系统保护及经济社会可持续发展具有重要意义。利用InVEST模型碳储量模块和CA-Markov模型，探究并预测疏勒河流域1990-2015及2015-2040年流域生态系统碳储量时空变化特征及其与土地利用方式之间的关系。结果表明：疏勒河流域1990、1995、2000、2005、2010、2015年碳储量分别为7.994×10⁸、7.996×10⁸、7.998×10⁸、8.038×10⁸、8.064×10⁸、8.071×10⁸t，呈逐年增加趋势，累计增加7.7×10⁶t。土地利用类型变化是导致生态系统碳储量变化的主要因素，未利用地向耕地和草地转化有利于碳储量增加，而草地向耕地和未利用地的转化则导致碳储量减少。疏勒河流域碳储量存在显著的空间格局，碳储量较高区域呈现"北部点状-中部带状-南部点状片状"特征，这种分布格局与流域土地利用类型紧密联系。预测表明至2040年疏勒河流域碳储量为9.128×10⁸t，较2015年增加13.1%，主要原因是草地、耕地和林地面积较大幅度增长，提高了流域内的碳储量。     

Valuation of the loss of plant-related ecosystem services caused by water stress in the wetland of China’s Yellow River Delta

China’s Yellow River Delta is ecologically important because of its role as an eco-tone between terrestrial and aquatic ecosystems. However, water stress caused by drought or flooding creates ecological risks for this important ecosystem. In this study, we assessed community biodiversity, plant biomass, and the plant total nitrogen, total phosphorus, and potassium contents to quantify the potential loss of ecosystem services value arising from water stress. The annual ecosystem services and function value of the wetlands totaled 3.68 × 10⁸ Yuan, of which biomass production and local climate regulation accounted for 39.4% and 49.5% of the total, respectively. The area with the highest value (>2 Yuan m⁻²) lies along both banks of the downstream reaches of the river, whereas areas with the lowest values (<1.5 Yuan m⁻²) were located on the northern bank, near the Bohai Sea coastline. We defined scenarios based on three levels of water stress: drought, sufficient water, and flooding. The potential annual value loss in the drought scenario was 3.60 × 10⁸ Yuan, versus 2.78 × 10⁸ Yuan in the flooding scenario. The minimum loss (with sufficient water) was 2.06 × 10⁸ Yuan. The wetland’s soil water content should therefore be managed to protect the vegetation and minimize the ecological risks (and associated ecosystem service value losses) caused by water stress. Our approach provides a tool for assessing the potential loss of ecosystem services and functions and for calculating ecological compensation payments for wetland damage.     

保障粮食安全造成的生态价值损失评估模型及应用

粮食安全和生态安全是我国政府必须切实解决的关系到社会经济发展、人民生活质量提高和社会稳定的重大战略问题。借鉴前人的生态服务价值理论与评估模型的基础上,阐明了保障粮食安全造成的生态服务价值损失的内涵,并以理论分析为依据,分别构建了评估不同类型生态服务价值损失的模型,为了验证所构建模型的可操作性和实用性,以陕西省长武县为案例区,对其2008年保障粮食安全导致的生态价值损失进行了评估,在不同类型生态服务价值损失中,由于不同生态系统的合理转换引起的生态服务价值损失为22834.16×104元;如果将长武县所有粮食生产用地作为林地、草地、水体,与作为耕地相比,可为人们多提供的生态服务价值分别为:21963.30×104元、4095.04×104元、40678.82×104元;单位面积林地、草地、水体可以多提供的生态服务价值量,最高的是水体,为19682.34元/hm2,林地和草地分别为:10627.4元/hm2和1981.37元/hm2。     

生态修复项目成本-效益动态评估

生态系统服务价值评估是全球生态学和经济学研究的热点领域,然而,多数学者在开展生态系统服务价值估算时忽略了生态系统在提供服务时所需要的成本或者仅仅计算了部分成本;生态系统服务净价值评估方法虽然对生态系统服务价值评估方法进行了改进,但没有考虑生态修复项目实施前和实施后土地景观变化引起净价值的变化,获得的结果只能反映土地利用的静态效益,不能反映生态修复项目引起土地变更的成本-收益动态变化。因此,构建基于生态系统服务和投入产出相结合的生态修复项目成本-效益动态评估新方法,是生态修复研究领域的重要科学问题。为了弥补这一领域的不足,该研究构建了生态工程成本-效益动态评估新方法,并以三北防护林、天然林保护、退耕还林工程为研究案例,验证了这一评估方法。结果表明,与项目实施前相比,三北防护林、天然林保护、退耕还林工程每年增加的净收益分别为 461.7×10⁹、2930.5×10⁹、530.1×10⁹ 元,收益率分别为29.3%、328.9%、77.0%。六种典型生态修复措施中退耕地种植经济林、荒地种植经济林和天然植被恢复能够在每个省产生净收益,荒地造林、飞播造林和退耕还林的实施会在部分地区产生损耗。依据成本-效益动态评估方法核算的结果可以帮助政府部门选择最佳土地利用和保护措施,最大限度地提高生态修复项目的生态经济效益。由于不同地区社会经济条件和资源禀赋存在较大差异,尊重区域差异因地制宜的生态修复非常必要。