区域生态系统服务供需风险时空演变特征——以陕西省产水服务为例

生态系统服务评估是地理学与生态学研究的重要议题。目前的生态系统服务评估研究主要着眼于服务供给能力的退化风险评估,缺乏将服务的供需匹配特征、供需动态变化趋势以及服务之间的权衡协同关系综合考虑的生态系统服务风险评价框架及案例研究。首先通过系统地梳理生态系统服务供需风险评估研究进展,提出了区域尺度的生态系统服务供需风险研究框架,并以陕西省产水服务为例进行案例分析,揭示其供需风险时空格局变化特征。讨论了生态系统服务供需风险评估的影响因素、研究意义和未来研究方向。结果显示:①在产水服务供需时空格局方面,2000—2010年陕西省产水服务供给与需求总量均有所增加。陕南地区是主要的产水服务供给区,而产水服务需求量较大的地区主要分布在关中地区和汉中盆地。②在产水服务供需匹配方面,2010年陕西省产水服务供给不能满足需求的区域相对于2000年减少3.93%,供需空间匹配状况整体有所改善。③在产水服务供需风险方面,2000—2010年陕西省产水服务供需高风险区域占全省的13.37%,主要分布在关中地区和榆林市;低风险区域占全省的86.63%,主要分布在陕南地区以及延安市和宝鸡市。与2000—2005年相比,2005—2010年陕西省产水服务供需风险水平明显降低,高风险区域比重减少1.63%。研究结果以期为生态系统服务风险评估研究与管理应用提供理论支撑。     

承灾脆弱性视角下的生态系统服务需求评估及供需空间匹配

生态系统服务供需空间分布格局及匹配关系是生态系统服务领域的热点问题。将生态系统服务聚焦于增强城市系统承受自然灾害的能力和恢复力功能上,引入承灾脆弱性表征生态系统服务需求。选择首批经济特区之一的珠海市为案例研究区,土壤保持服务为供需分析的对象,利用承灾脆弱性评价城市系统及居民的服务需求并刻画需求的空间异质性,采用基于"3S技术"的In VEST模型定量评估服务供给潜力,从流域与镇、街道两种尺度分析生态系统服务供需匹配状况,以期为市级土地利用管理、景观格局优化及城市经济建设提供建议。研究结果表明:根据供需空间匹配状况,珠海市包含高供给高需求、低供给高需求、低供给低需求与高供给低需求四种供需匹配类型。珠海市土壤保持服务供需空间错位状况较为严重,人口密集的城镇区域需求极高但供给严重缺乏,部分生态源地的高供给无法惠及周边区域人口;兼顾经济建设与生态保护的高供给高需求地区仅占全域面积的8.7%;以农业导向且经济发展缓慢的低供给低需求地区分布较广。是对生态系统服务供给与需求的空间异质性刻画及供需空间匹配的重要尝试,为城市建设和生态管理提供参考。     

生态系统服务评估方法研究进展

自然生态系统是人类生存不可或缺的支持系统,为人类提供了供给服务、调节服务、文化服务及支持服务,高质量的生态系统服务能促进人类社会的平稳、可持续发展,因此准确评估生态系统服务对生态系统多样性保护、区域规划以及管理整治有重要意义。文章在介绍生态系统服务概念及生态系统服务目前主要研究内容的基础上,重点总结回顾了国内外生态系统服务价值量和物质量评估方法,分别分析了当量因子法、功能价值法、能值法及模型法的利弊及适用范围,并对目前价值量评估忽视生态学机理、物质量方法模型构建不完善等问题进行了探讨,展望了建立信息共享平台以及充分利用数据处理技术,完善、综合利用价值量和物质量评估方法等未来拓展方向。     

长白山森林生态系统服务功能

长白山森林生态系统是亚洲东部最典型的、保存最完好的温带山地森林生态系统, 对维持松花江、鸭绿江和图们江三大流域生态系统的结构和功能具有重要的作 用. 采用物质量和价值量相结合的评价方法, 对长白山北坡森林生态系统的生态旅游、森林林副产品、木材、涵养水源、水土保持、净化空气、营养元素循环等服务价值及其总体服务价值进行了评估及动态分析. 结果表明, 1999年服务功能价值达3.38 ´ 10⁸万元. 涵养水源服务价值是长白山森林生态系统服务价值的主要部分, 占66%, 涵养水源和净化空气作为森林生态系统最重要的生态功能, 其服务价值占总服务价值的80%, 而木材生产的服务价值仅占总价值的7%. 由此可见, 木材生产并不是森林生态系统服务价值中的主要部分, 充分发展长白山森林生态系统其他的生态功能, 才是发挥其生态系统服务价值的最佳途径.     

崇义客家梯田生态系统服务功能

开展崇义客家梯田系统生态服务功能价值评估,有助于人们更好地了解梯田系统对崇义客家社会的重要贡献,为当地政府保护客家梯田系统提供重要依据.本研究基于崇义客家梯田系统及其所处区域的社会经济特征,构建了相应的生态服务功能价值评估指标体系;运用定性分析法对客家梯田系统的生态服务功能机理及其重要性作了识别;以2014年统计数据为基础,采用物质量和价值量相结合的定量评价方法,对客家梯田系统的9项生态服务指标进行评估.结果表明: 在评估的9项指标中,土壤保持的物质量和价值量同居各指标之首,分别为76457 kg·hm^-2和105033 元·hm^-2,相应地占梯田系统总物质量和总价质量的72.2%和30.0%.文化传承和景观体现了客家梯田系统独特的生态服务功能,价值量分别为100000和46333元·hm^-2,位居9项指标的2、3位.产品供给是客家梯田系统提供给崇义客家人的重要福祉,但其物质量和价值量只占梯田系统生态服务总物质量和总价值量的6.1%与10.4%,因此仅考虑产品供给将严重低估梯田系统的生态服务功能.直观的经济数字反映了客家梯田系统对社会的巨大贡献,不仅有利于提高管理者和公众保护农业文化遗产的意识,也为政府制定客家梯田系统生态补偿标准提供了数据支撑.     

基于InVEST模型的黑河流域生态系统服务空间格局分析

本文基于InVEST模型对黑河流域2011年产水量、土壤保持、水质净化、生物多样性维持、碳储存、食物供给6项服务进行估算,并利用空间统计方法计算各项生态系统服务的冷热点分布格局、空间分异特征、服务综合热点区域。结果表明:各服务类型在空间分布上呈现出差异化规律;上游是该流域主要的产水区域,其他生态系统服务主要集中在中游,下游产水供给、水质净化服务都远低于中游;在主要生态系统类型中,草地是承担生态系统供给服务的主要角色;热点分布大多呈现"南高北低,中上游高、下游低"的空间格局,各类生态系统服务空间分异以低-低类型和低-高类型为主。本文通过分析流域生态系统服务的空间分布格局,为确定流域生态保护与建设目标提供了基础,也为其他流域开展生态系统服务空间评估研究提供了重要参考。     

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.     

基于生物量因子的山西省森林生态系统服务功能评估

根据森林生态系统的特征和服务功能的内涵,采用物质量和价值量相结合的评价方法,基于生物量因子和前人研究成果,定量评价了山西省森林的生态系统服务价值。结果表明:山西省1995、2000和2005年森林生态系统服务的总价值量分别为377.24×108、428.79×108和501.12×108元,服务单价分别为2.60×104、2.72×104和2.93×104元,均呈加速增加趋势;山西省10 a间增加的森林生态系统服务价值量由栎类贡献最大(39%),油松次之(17%),云杉贡献了14%。10 a间山西省森林面积约增加了18%,生态系统服务的各种物质量和价值量却增加了33%,表明山西省森林生态系统具有极为重要的服务功能。10 a间山西省单位面积森林生态系统服务的物质量和价值量约均增加了13%;各项功能的价值量依次为涵养水源>生物多样性保护>保育土壤>固碳释氧>净化大气环境>积累营养物质。如果不考虑生物量因子,山西省森林生态系统服务的物质量和价值量将比实际值明显偏高,表明生物量因子对森林生态系统服务功能具有重要影响。     

生态系统减轻水环境磷素非点源污染服务及价值——以雅砻江二滩水库为例

以ArcGIS9.2为平台,构建了生态系统减轻集水区出口受纳水体非点源污染服务物质量和价值量评估模型。包括模拟集水区范围,根据各种土地利用/覆被类型的污染物质输出及过滤污染能力系数,沿汇流路径,模拟集水区内每个栅格像元被植被移除而未进入水环境的污染物质量空间分布特征。价值量模型结合期望水质标准和净化污染物的边际成本进行计算。以磷素作为指示污染物,在二滩水库的集水区进行了模型的运用。结果表明:二滩水库集水区南部的河道附近是水文敏感区。其中盐源县腹地的农作区、西昌市与冕宁县,以及集水区最北端的称多县、中部的甘孜县等部分地区是是磷素关键污染源区。2000年被集水区生态系统过滤移除而未进入水环境的磷素污染物质总量达到978.90t.a-1,占关键污染源区指数总量的81.88%。林地生态系统服务价值贡献率最高。2000年集水区生态系统对于减轻其出口受纳水体磷素非点源污染服务的总价值为1370.18万元。     

西南地区生态系统服务供需历史变化与SSP-RCP情景预测

生态系统服务的供需平衡对实现可持续发展至关重要。为了更好地了解过去气候变化和社会经济发展对生态系统服务的影响,并对未来不同气候和社会经济发展情景做出正确响应,有必要对生态系统服务的供需变化进行系统的评估和预测。研究对我国西南地区2000、2010、2015年的水源涵养、食物生产和固碳3项生态系统服务的供给和需求进行了定量的空间评估,然后基于IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)提出的社会经济发展和气候变化联合情景框架,即SSP-RCP情景(Shared Socio-economic Pathways-Representative Concentration Pathways),对此3项生态系统服务在未来2035年和2050年的供给和需求进行了SSP1-RCP2.6、SSP2-RCP4.5、SSP4-RCP6.0和SSP5-RCP8.5 4个情景下的预测。结果显示,西南地区水源涵养和固碳服务的供给和需求具有显著的空间不匹配特征,且其需求从2000—2015年分别增长了11.49%和252.41%。根据SSP-RCP情景预测结果,水源...     

江苏近海生态系统服务价值评估

海洋生态系统服务是人类从海洋生态系统中获得的效益,对沿海地区社会经济具有重要的支撑作用。采用国家标准《海洋生态资本评估技术导则》的方法,评估了江苏省管辖海域的生态系统服务价值,并揭示了其空间分布特征。江苏近海海域面积1.18万km2,2008年提供的生态系统服务总价值为426.02亿元,供给服务、文化服务、调节服务和支持服务价值分别为226.38亿元,186.61亿元,12.68亿元和0.34亿元;3个沿海地市比较,盐城近海生态系统服务价值最高,为184.55亿元;其次是连云港近海,为155.58亿元;南通近海最低,为85.89亿元。江苏近海生态系统服务价值空间分布密度平均为361.91万元/km2,从近岸到远海总体呈逐渐降低趋势,高值区主要分布在滨海旅游区和海洋保护区,中值区出现在养殖区,其它海域的服务价值则较低。江苏近海生态系统服务利用属于供给服务和文化服务共同主导的综合开发利用型,连云港近海属于文化服务主导的开发利用型,盐城近海属于供给服务和文化服务共同主导的综合开发利用型,南通近海则属于供给服务主导的开发利用型。建议在江苏近海开展离岸养殖工程,以提高近海供给服务价值;在盐城,特别是南通近岸海域开发海洋公园、渔家乐和其他亲水性旅游活动以提高文化服务价值。     

西藏草地多项供给及调节服务相互作用的时空演变规律

基于统计数据及MODIS产品,计算西藏草地2000与2010年载畜支持服务、肉类供给服务、水源涵养服务和碳吸收服务的功能量。构建Pearson相关系数、总生态系统服务(TES)、供给-调节服务互竞指数(TO),分析了4项生态系统服务相互作用关系随纬度、海拔及时间变化的规律。结果表明:西藏草地两项供给服务和两项调节服务之间分别为相互协同作用,且随时空变化不大。供给服务和调节服务之间的相互作用随海拔和纬度升高时,基本由相互竞争转变为相互协同,在高纬度时则无相互作用。4项服务在低纬度及低海拔呈相互竞争关系时,其生态系统服务总体水平也较低,中纬度及中高海拔呈协同关系时,其总体水平较高。从2000年到2010年,西藏草地4项生态系统服务皆发生较大变化。在变化中,12%的草地供给服务与调节服务发生相互竞争作用,33%的草地则为相互协同关系。发生相互竞争作用的草地主要集中在中低纬度的一江两河地区,而相互协同的区域主要为藏北羌塘高原中南部。     

鹤岗矿区生态系统服务价值

生态系统服务与人类福祉有着密切的关系。采用修正后的单位面积生态系统价值当量因子的方法,对鹤岗矿区不同沉陷时期（1993、2000、2013年）9种类型生态系统服务价值进行核算。结果表明：①1993、2000和2013年鹤岗矿区生态系统的总服务价值量分别为2219.21、1025.15和3531.95万元。就生态系统而言,耕地的平均服务价值最高,占平均总价值的189.35%;其次是林地和水域,分别占平均总价值的46.50%和26.83%。②就生态系统服务类别而言,支持功能服务价值最高,平均价值量占平均总价值量的186.67%,其次是调节服务,占45.34%,文化服务占5.73%,供给服务占-137.74%。③1993-2013年,鹤岗矿区生态系统服务价值自西向东递增,这与采煤方向和开采程度差异有关。这种分布趋势主要受由采矿活动引起的土地利用类型、面积及质量变化的影响。④与无考虑空间异质性因素情况相比,1993、2000年鹤岗矿区生态系统服务总价值分别减少了152.96和580.12万元,2013年增加了781.63万元。随煤炭开采,1993-2013年鹤岗矿区采煤沉陷地自然生态环境状况呈现一个由下降到好转的过程。     

贵州草海湿地生态系统服务价值评估

贵州草海是中国三大高原淡水湖泊之一,其湿地生态系统能给人类提供产品和服务,为社会可持续发展提供基础,由于其价值没有被量化,人们对其重要性缺乏直观认识,导致了湿地的不合理开发及利用。根据草海湿地的特征,运用市场价值法、影子工程法、问卷调查法等定量评估了2010年草海湿地生态系统最终服务价值,包括供给服务、调节服务和文化服务。结果表明,草海湿地生态系统服务总价值为4.39×108元,其中供给服务价值为0.74×108元,调节服务价值为1.14×108元,文化服务价值为2.51×108元;所计算的10项服务按其价值大小排序为:休闲娱乐生物多样性与景观资源保护水资源供给调蓄洪水气候调节补给地下水大气组分调节原材料生产水质净化食物生产;单位面积服务价值为16.40×104元/hm2,是2010年贵州省威宁县单位面积GDP产值的16.91倍。从研究结果来看,草海湿地生态系统服务价值较大,为草海湿地的管理及保护提供了一定参考依据。     

乌鲁木齐山地草地生态系统服务价值变化评估——基于遥感与GIS

草地生态系统服务功能是指草地生态系统及其生态过程所形成和维持的人类赖以生存的自然环境及其有效性,中国干旱半干旱地区的草地退化严重制约着生态系统服务功能的。以乌鲁木齐市山地草地为研究靶区,利用遥感图像(Landsat TM/OLI)划分出7种不同草地类型并计算其生态系统服务价值(Ecosystem Service Values, ESV)。使用空间统计方法、网格分析、空间自相关等方法进一步分析研究区山地草地退化程度和ESV变化。结果表明:21年中,乌鲁木齐市草地生态系统服务价值呈现波动性下降趋势,年均减少0.27×10~7元。生态损失主要是由山地荒漠草地(7.44%)、山地荒漠草原草地(10.71%)、山地草甸草原草地(18.32%)和高寒草甸草地(40.69%)退化造成。单项生态系统服务价值中,草地对调节服务(土壤形成)和供给服务的贡献率较高。草地ESVs Moran平均值为0.869(1994—2015年),并且草地ESV与相邻网格(2 km×2 km)具有更高的空间相关性。草地ESV具有明显的空间分布特征,高ESV区基本上分布在南山山区,低ESV区主要分布在平原草地区,博格达山草地亚区呈现随机分布格局。研究区气候变化对草地的影响十分显著,平均气温、平均地表温度、湿度、蒸散量、降水量和风速对草地ESV变化均有一定的影响,过度放牧、不合理垦荒、药用植物过度开发、城市化等人为活动仍然是驱动草地退化的主要因子,因此亟需采取措施保育乌鲁木齐市山地草原生态系统。     

近十年太湖生态系统服务功能价值变化评估

理解和把握近年来湖泊生态系统服务功能退化规律的最佳手段是评估其生态系统服务功能价值的变化。以太湖为例,基于近十年来太湖生态系统的科学调查数据,综合运用生态学及经济学方法,对太湖生态系统的四大类功能和11个亚类的服务价值进行了综合评估。研究结果表明,2000年、2003年、2007年和2009年太湖生态系统服务总价值分别为1627.98亿元、1908.68亿元、1503.99亿元和3528.73亿元,保持逐渐升高的趋势,但是在2007年却意外降低。从2000年到2009年太湖生态系统服务功能价值构成发生了一些变化,2000年以供水功能为主体,约占总价值的43%,2003年和2007年变为以航运功能为主体,分别占总价值的41.31%和38.73%,而2009年又变为以旅游功能为主体,约占总价值的52.52%,总体上由供给功能向文化功能转变。航运功能和旅游功能急剧上升而供水功能急剧下降不利于长远发挥的太湖生态服务功能。蓝藻水华的发生可能降低太湖供给功能、支持服务功能和文化服务功能,进而对太湖生态服务的总价值产生负面影响。研究认为太湖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湖泊生态系统提供了重要的信息。     

滨州市生态系统服务价值与生态风险时空演变及其关联性

以山东省滨州市为研究对象,利用2000、2005、2010年和2015年4期遥感影像数据划分土地利用类型,基于3km×3km评价小区格网化重采样,核算生态系统服务价值和生态风险指数,分析二者动态变化特征及时、空关联性。结果表明：（1）2000-2015年滨州市生态系统服务价值总量由168.06×10⁸元持续增长到205.30×10⁸元,生态风险指数呈现缓慢降低趋势,总体下降5.86%,区域生态安全问题有所改善;（2）单位面积生态系统服务价值和生态风险指数具有较强的正向等级相关性,并存在一定的正向空间关联性;（3）生态系统服务价值变化相对于生态风险指数具有一定的滞后性,高等级生态风险区域的生态系统服务价值存在极大的减小变化的可能性。研究有助于为区域生态安全格局建设和环境保护政策的制定提供参考。     

山东近海生态资本价值评估——供给服务价值

海洋生态资本是沿海地区社会经济活动的重要生产要素,供给服务价值是海洋生态资本价值的关键构成要素之一。选择养殖生产、捕捞生产和氧气生产3个指标,分别采用市场价格法和替代成本法对山东近海生态系统提供的供给服务价值进行了评估,并揭示山东近海供给服务价值的空间分布规律。山东近海3.16万km²的海域,2008年产出的供给服务价值为574.1亿元,占全省沿海地级市生产总值的3.62%。其中,养殖生产价值452.86亿元,捕捞生产价值66.02亿元,氧气生产价值55.23亿元。山东沿海7个地级市比较,威海和烟台近海的供给服务价值最高,分别为180亿元和169.13亿元;其次是青岛近海,为103.58亿元;滨州、潍坊、日照和东营近海较低且相差不大。山东近海生态系统供给服务价值的分布密度平均为167.7万元/km²。供给服务价值的高值区集中分布于青岛和日照近海,中值区主要分布于威海和烟台近海,滨州、东营和潍坊近海的分布密度较低。山东近海生态系统供给服务价值空间分布遵守从近岸向外海总体降低的规律,有养殖区分布的局部海域,供给服务价值较高。山东近海供给服务与调节服务、支持服务存在正相关的关系,养殖生产、捕捞生产、氧气生产3项服务之间也存在互相促进的关系。山东近海供给服务价值,尤其是养殖生产对山东沿海经济发展有着重要的支撑作用。