2001-2010年洞庭湖生态系统质量遥感综合评价与变化分析

生态系统质量能够反映生态系统的重要特征,是表征生态环境质量和服务功能的重要指标。在生态系统质量的理论框架指导下,结合GIS综合指数法,利用遥感数据和土地覆被数据,对2001—2010年洞庭湖区域各生态系统类型进行生态系统质量综合评价和变化分析。以NPP年均值和变异系数构建生态系统生产能力指数(EPI)和稳定性指数(ESI),结合PSR模型和AHP层次分析法构建生态系统承载力指数(EBCI),并基于熵值权重法,构建生态系统质量遥感综合评价模型,实现对生态系统生产能力、稳定性和承载力三方面的综合评价。结果表明,洞庭湖区域生态系统质量综合评价分数达到59.81(总分100),而且在三项指数评价中,各指数均值分别为72.79、52.21和71.86,可见洞庭湖区域生态系统稳定性略差。三项指数在2001—2010年期间变化表现不同,EPI和EBCI分别下降8.85%和9.11%,ESI小幅度上升3.09%;整体生态系统质量在2001—2010年呈现逐年降低趋势,下降5.97%,平均变化率为-0.508/年。针对各生态系统类型的分析可知,森林生态系统质量高于其他生态系统类型,湿地生态系统质量最低,同时在这十年间,湿地生态系统质量下降最明显,降幅达12.97%,森林生态系统质量变化较小,降幅只有2.26%。     

栾城县农田生态系统服务功能正负效应综合评价

农田生态系统具有半自然半人工化特性,其既接受相邻生态系统提供的服务,也对其他生态系统产生正、负双面性影响.本文根据生态系统服务的内涵,建立了高产农田生态系统服务功能正负效应评价指标与方法体系,并利用环境经济学方法,对2008年栾城县农田生态系统服务功能的正负效应价值进行了综合评价.结果表明:1)栾城县农田生态系统服务功能的正、负效应价值分别为46.20×108元和4.05×108元;2)农产品生产功能价值为17.61×108元,是栾城县农田生态系统最主要的服务功能;3)不合理的农业活动造成农田生态系统服务功能整体效益的下降,扣除环境成本后的净效益值与农产品价值之比由扣除前的2.62∶1降低为2.39∶1;4)地下水资源紧缺是栾城县农田生态系统最突出的生态问题,其造成的环境成本占总环境成本的76.0％.     

东台市滩涂生态系统服务价值研究

采用卫星遥感技术以及Costanza等的生态系统服务价值评价方法对江苏省东台市滩涂生态服务系统的面积和服务功能价值变化进行研究.结果表明,在1984～2003年的19年间,东台市滩涂各类生态系统的总面积从108.54 km²自然淤积增加到171.31 km²,增加了57.83%,其中自然生态系统的总面积从60.82 km²减少到21.64 km²,下降64.42%;人为生态系统的总面积从47.72 km²上升到195.23 km²,增加了309.12%.同期,各类滩涂生态系统每年提供的服务总价值上升了76.96%,其中自然生态系统的服务价值从56.26×10⁴美元减少到17.19×10⁴美元,下降69.45%;人为生态系统的服务价值从40.55×10⁴美元上升到154.13×10⁴美元,增加了280.10%.在滩涂生态系统中,自然生态系统面积逐年减少,人为生态系统面积逐年增加,说明东台市滩涂生态系统逐年退化,其自然生态系统服务功能价值的下降与生态系统的退化和面积减少有关.     

基于土地利用与土地覆被的长三角生态系统服务供需空间格局及热点区变化

快速城市化与土地利用变化导致区域生态系统服务供需失衡,进而使得生态环境恶化已成为共识。开展生态系统服务供需关系及其空间量化研究,有助于识别出区域中存在的主要生态环境问题及其关键驱动。以长江三角洲为研究区,基于土地利用与土地覆被和生态系统服务供给和需求评价矩阵的方法对1985—2015年长三角生态系统服务供需盈亏格局及热点变化进行分析,结果表明:1)长三角地区生态系统服务供给减少,需求增多,生态系统服务盈余区从1985年的40.9%下降至2015年的38.5%,生态系统服务赤字区面积占比从1985年的1.3%增长到2015年的10.6%,总体呈现供不应求的趋势; 2)沪宁杭城市发展梯度带上生态系统服务供需盈亏呈"V"型分布,且30年内城市中心及其附近的生态系统服务供需值下降更为明显; 3) 30年内长三角生态系统服务供需盈余热点区整体变化不大,30年内面积减少了0.1%;而赤字热点区则呈现出快速扩张趋势,面积占比30年内增加了14.9%。说明随着城市化进程的加快,长三角生态系统服务供需亏损状况更严重; 4)生态系统服务供需评价矩阵可以比较简便、全面的反映出生态系统服务供需盈亏状况,研究结果可对快速城市化地区生态环境与土地利用规划与管理提供有益参考。     

人类活动对生态系统服务流的影响

生态系统服务流对生态系统服务地形成、输送、转化和维持具有重要作用,搭建起了生态系统服务供给与人类需求之间的桥梁,成为近期学者关注的焦点之一。随着人口数量的急剧增加和经济社会的快速发展,人类的物质需求呈非线性方式增长。人类在利用生态系统服务流带来惠益的同时,也给生态系统服务流带来压力。综述了生态系统服务流的内涵和属性特征,包括生态系统服务流的定义、分类、时空尺度、载体特征和量化属性等。分析了人类活动对生态系统服务流的影响机制,即积极的与消极的人类活动通过对生态系统服务流的空间单元、传递载体和量化属性等方面的影响进而影响到具体的生态系统服务流并最终影响人类福祉。探讨了通过生态系统服务流价值和风险评估、生态系统服务流保护规划、生态系统服务流恢复与重建等积极的人类活动,来实现生态系统服务流传输功能的可持续。未来可以通过对生态系统服务流路径载体衰减效应研究、多尺度分析处理系统的使用和生态系统服务流传输网络动态耦合模型的构建等来制定合理的生态系统服务流集成管理。通过对人类活动与生态系统服务流相互关系的研究,有利于对退化的生态系统服务流进行保护和恢复,也可为生态系统服务流相关研究奠定基础。     

2001—2010年疏勒河流域生态系统质量综合评价

疏勒河流域属于典型的干旱区内陆河流域,生态环境脆弱,对其进行生态系统质量评价意义重大.本文利用多源遥感数据,依据生态系统生产能力指数(EPI)/生态系统稳定性指数(ESI)/生态系统承载力指数(EBCI),建立遥感综合评价模型,对疏勒河流域2001—2010年的生态系统质量进行综合评价.结果表明: 疏勒河流域2001—2010年生态系统质量平均值为43.21,处于较低水平.EPI、ESI和EBCI的均值分别为47.16、58.09和28.52,说明疏勒河流域生态系统承载力较低.2001—2010年,EPI和EBCI分别增加了18.9％和20.1％,ESI下降了9.4％.流域生态系统质量总体呈现出先增加后下降的趋势,2001、2005和2010年生态系统质量年均值分别为 43.71、44.80和41.13.农田生态系统质量最高,水体生态系统质量最低.人工生态系统质量综合评价值为46.43,明显高于自然生态系统.     

Transforming existing local ecosystems to circular economy ecosystems for plastics: The case of the PlastiCity ecosystem

This paper discusses the transition toward a circular economy ecosystem (CEE) for plastics by assessing and mapping existing ecosystems and coordinating efforts among ecosystem actors. The PlastiCity ecosystem is used as a case study. The study employs ecosystem analysis and mapping to identify the new activities and actors needed to transition toward a CEE. These include local and eco-friendly transportation, plastic recycling knowledge management, and upgrading the existing recycling infrastructure. The findings emphasize the significance of the joint orchestration of ecosystem actors facilitated by an ecosystem coordinator and knowledge team to achieve a CEE. It presents a tangible and feasible approach to achieving a local plastic CEE. The policymakers are encouraged to support collaborative orchestration efforts among ecosystem actors and establish knowledge management practices that facilitate ecosystem transitions.     

Coupling of green and brown food webs and ecosystem stability

Ecosystems comprise living organisms and organic matter or detritus. In earlier community ecology theories, ecosystem dynamics were normally understood in terms of aboveground, green‐world trophic interaction networks, or food webs. Recently, there has been growing interest in the role played in ecosystem dynamics by detritus in underground, brown‐world interactions. However, the role of decomposers in the consumption of detritus to produce nutrients in ecosystem dynamics remains unclear. Here, an ecosystem model of trophic food chains, detritus, decomposers, and decomposer predators demonstrated that decomposers play a totally different role than that previously predicted, with regard to their relationship between nutrient cycling and ecosystem stability. The high flux of nutrients due to efficient decomposition by decomposers increases ecosystem stability. However, moderate levels of ecosystem openness (with movement of materials) can either greatly increase or decrease ecosystem stability. Furthermore, the stability of an ecosystem peaks at intermediate openness because open systems are less stable than closed systems. These findings suggest that decomposers and the food‐web dynamics of brown‐world interactions are crucial for ecosystem stability, and that the properties of decomposition rate and openness are important in predicting changes in ecosystem stability in response to changes in decomposition efficiency driven by climate change.     

生态系统服务流定量化研究进展

生态系统服务流对生态系统服务的形成、输送、转化和维持等均有重要作用,且能够在生态系统服务的供需之间建立时空连接,对生态系统服务流的量化有利于生态系统服务的准确评估,对生态系统保育和管理以及制定积极有效的生态补偿等具有重要意义.本文阐述了生态系统服务流的理论基础,在总结不同学者对生态系统服务流定义的前提下,分析了定量化服务流的侧重点,并对生态系统服务流进行分类;探讨了影响生态系统服务流定量化的关键因素,分析了生态系统服务供给、流和需求之间的相互作用关系;提出了生态系统服务流定量化的具体过程,并详细介绍了各个步骤.     

基于生态资产的生态系统风险分析模型及应用实例

生态学将在生态系统的管理和生命支持系统的可持续发展上发挥核心作用.对生态系统的定量研究是生态系统管理研究的核心和前沿.研究借助于金融资产风险管理方法,结合生态资产价值化和生态系统风险研究建立了基于生态资产的生态系统风险分析方法,给出了对区域(流域)生态系统总体风险进行度量的分析模型和计算公式,并以民勤绿洲生态系统为例进行了实证研究.实证研究结果表明:未来3a内民勤绿洲生态资产价值损失在95%置信水平下不会超过1.92亿元.所建立的生态资产风险分析模型对区域生态系统管理具有一定的意义.     

干扰对生态系统多功能性的影响研究进展

干扰作为生态系统中的一种固有属性,在部分生态系统中已严重影响到了该地区生态系统平衡。生态系统多功能性作为衡量生态系统的一个综合指标,能够同时反映生态系统的整体功能。随着干扰活动的不断变化,干扰对生态系统的影响也受到社会各界广泛关注,针对干扰对生态系统多功能性的研究也在不断增加,但由于对干扰对生态系统多功能性的影响还缺乏系统总结,因此本文从概念进展、量化指标、测度方法、影响因子四个方面论述生态系统多功能性的研究现状,结合干扰对生态系统多功能性的研究,对比分析其研究进展,以期为今后生态系统多功能性的研究提供参考。针对目前森林生态系统多功能性研究存在的问题,今后的相关研究应从以下三点实现突破:(1)生态系统多功能性的应用性研究;(2)评估各生态系统功能之间的相互作用对生态系统多功能性的影响研究;(3)干扰对生态系统多功能性影响的机制性研究。以期为进一步探索干扰对生态系统多功能性的影响机制研究提供借鉴,以推动该领域的发展。     

Ecosystem services and their values: a case study in the Qinba mountains of China

Terrestrial ecosystem services can provide both direct and indirect economic benefits. In this case study, we estimated the annual economic value of some ecosystem services provided by terrestrial ecosystems in the Qinba mountains of Shaanxi Province of China, using both simulation models and a geographic information system that helps to analyze the effect of ecological factors on ecosystem functions. With respect to differences in vegetation types and their coverage, by combining the latest research, and using theory and methods for the value of terrestrial ecosystem services, we not only calculated goods produced by different types of vegetation but also estimated the value of various terrestrial ecosystem services. We also set up a database and an eco-account of a terrestrial ecosystem. The ecosystem services assessed relate to the following aspects: the vegetations primary productivity, soil and fertility conservation, water conservation, carbon fixation and oxygen supply. The total economic value of terrestrial ecosystem services in the Qinba mountains was estimated to be 968.33 billion renminbi per year, and represents a part of the actual ecosystem services. In addition, we analyzed the spatial distribution of the vegetation based on the economic values of the terrestrial ecosystem services. Our findings can contribute to the conservation of these terrestrial ecosystems and the effective use of these ecosystem services.     

河流景观生态服务供给与需求/消费的互馈机制

河流景观系统孕育了人类文明,为人类社会提供类型多样的生态系统服务。其本身是一个自然景观过程和社会经济过程高度耦合的社会-生态系统,具有极高的空间异质性、时间动态和鲜明的组织尺度等级结构。当前,对河流景观系统这种特点所决定的生态系统服务供给与需求/消费互馈的机制研究不够深入,普遍缺乏从过程角度刻画生态服务供给与需求/消费互馈关系及其时空异质性和尺度特征。生态服务供给、需求和消费产生于社会-生态系统,是社会-生态耦合的纽带。阐述了河流景观生态服务供给和需求/消费的时空异质性,阐释了它们时空耦合机制和尺度特征,梳理了当前对生态服务供给、需求/消费互馈机理研究的不足。认为未来需要在社会-生态系统的框架下,从景观结构和生态过程出发,融合景观生态过程和社会过程来深入认识河流景观系统的生态服务供给与区内人类对生态服务的需求/消费之间的互馈机制。未来应重点关注：（1）河流景观结构和过程决定的生态服务供给和消费的空间分异及驱动机制;（2）河流生态服务传输的自然和人文载体及其耦合格局;（3）将生态服务需求/消费通过景观结构和生态过程对生态服务供给的反馈融入生态服务评估的方法框架,研发基于生态服务供给和需求/消费的社会-生态互馈过程模型。     

卧龙自然保护区生态系统服务福祉贡献评估:当地居民的视角

福祉贡献是生态系统服务的核心,也是生态系统管理和恢复的目标之一。从当地居民的角度,以卧龙自然保护区为例,调查了生态系统服务的福祉贡献,研究了生态系统服务、福祉贡献和受益者之间的联系。研究表明,从福祉角度看,24种生态系统服务的福祉贡献存在差异,表现为社会福祉高于个人福祉。从生态系统服务类型来看,调节服务的福祉贡献高于文化服务和供应服务,特别是净化空气、预防自然灾害和淡水供应这3项生态系统服务的福祉贡献最高。从生态系统服务的变化趋势和福祉贡献来看,由于生物多样性保护和生态恢复政策的实施,采集、传统农作物、牲畜和土壤肥力等生态系统服务呈下降趋势,其中土壤肥力是下降趋势明显且对受访者福祉贡献较大的生态系统服务类型,可确定为关键的生态系统服务。多元方差分析和逻辑斯蒂回归分析表明,生态系统服务的福祉贡献与受访者的性别、年龄、职业、收入构成等因素显著相关。研究分析了影响生态系统服务福祉贡献差异性的原因并提出了相应的管理对策。     

海湾生态系统健康评价方法构建及在大亚湾的应用

根据海洋生态系统的压力-结构-响应框架模型,从压力指标、结构指标、响应指标等几个方面构建了海湾生态系统健康评价的指标体系,提出了基于GIS的海湾生态系统健康综合指数法.以春季大亚湾海洋生态系统为例进行实证研究.结果表明:大亚湾海湾生态系统春季的健康综合指数平均值为0.57±0.08,从总体看来,生态系统健康状态处于“较好”水平,浮游植物丰度、浮游植物多样性和生态缓冲容量是其主要健康负面因子,健康状况可能面临着向“临界”状态转化的危险.实证研究表明该方法适用性强、结果客观准确、形象生动,是一种值得推广的定量评价方法.     

秦岭森林生态系统服务价值的时空演变

以1984、2000、2005和2014年的Landsat TM影像为数据源,使用ERDAS软件中的监督分类方法获得秦岭土地利用类型分布图;从时间和空间角度对单位面积生态系统服务价值当量因子进行区域修正,并利用植被覆盖度进行逐像元二次修正后,运用RS和GIS技术计算1984—2014年秦岭森林生态系统服务价值,所得结果利用敏感性指数进行验证.结果表明: 1984—2014年,研究区森林面积约占总面积的77%,耕地和建设用地面积变化最明显;秦岭生态系统总服务价值逐年增长,研究期间共增长1.68×10¹⁷元,增长速率最快的森林生态系统服务价值的贡献率为93.8%,水域和草地的贡献率分别为1.6%和1.3%;生态系统服务价值在空间分布上呈现出随距研究区边界距离增大而增长的状态,且与秦岭土地利用类型的空间分布和单位面积价值基本一致;各项服务功能的年变化率相差不显著,4大生态系统功能中,调节服务价值对生态系统总服务价值的贡献最大(62.7%～65.8%),而气候调节服务价值变化最大,增加4.91×10¹⁶元;敏感性指数均小于1,表明修正后的服务价值指数较稳定,估算结果较可靠.秦岭森林生态系统服务价值巨大,加强森林生态系统的保护是维持秦岭生态系统稳定的有效措施.     

城市生态智慧管理系统的生态系统服务评估功能与应用

开展生态系统服务评估已经成为国土空间功能管治、城市治理、生态产品价值实现等工作中的先行基础动作。生态系统服务的类型和模型方法多,数据需求复杂,传统基于多学科软件开展生态系统服务评估的工作模式知识和技术门槛较高、效率低。当前专业的生态系统服务评估软件多为美国从业人员开发,对我国的数据构成和本地化参数适应性有限。介绍了我国自主开发的生态系统分析软件（城市生态智慧管理系统,IUEMS）的主要功能和应用情况,并将其的生态系统服务评估功能与InVEST、ARIES等国外主流软件在操作逻辑、评估模型、数据取得、空间精度、界面交互五个方面进行了对比。     

生态系统生态服务的供应与消耗平衡关系分析

目前对生态服务功能价值的研究主要集中在自然生态系统的供应方面,而对人工生态系统,尤其是建设用地系统对生态服务价值的消费或影响重视不够。在Costanza全球生态服务价值研究成果基础上,采用替代成本法、防治成本法、影子价格法等多种间接市场方法给出人工生态系统对生态服务消费或影响的估算方法,并结合江苏省太仓市的应用实例,研究其生态系统服务1996—2003不同年度变化的供应及消费情况,并在此基础上分析生态服务的平衡状况,结果显示,1996-2001年间生态服务基本保持平衡,2001年后生态净服务（供需相抵后的生态服务）呈急剧下降之势,建议在今后的社会经济活动中应适量降低活动强度,尽量维持区域生态服务的平衡。不单单分析生态服务的供应状况,而是从整个生态系统生态服务的平衡着手,有利于引导人类的社会活动向维护生态服务的方向进行。     

青藏高原地区生态资产核算研究——以西藏自治区山南市为例

生态资产是重要的自然资源资产,也是优质生态产品提供的基础,生态资产的变化趋势可作为衡量生态保护和恢复成效的重要指标。山南市拥有青藏高原地区各种生态资产类型,以山南市为例开展生态资产核算可为青藏高原地区生态资产评估与保护提供参考。以生态资产数量、质量和生态资产指数为主要指标,揭示山南市2000-2015年生态资产的变化趋势及影响因素。结果表明：（1）2015年山南市生态资产以草地和森林为主,分别占生态资产总面积的40.6%和35.8%;但质量不高,优、良等级比例仅占11.8%和12.0%;生态资产综合指数为38.26,草地、森林、灌丛和湿地生态资产指数分别为16.23、14.88、5.37和1.78;（2）2000-2015年,山南市生态资产面积总体变化不大,森林和荒漠生态资产分别增加50.2 km²和43.9 km²,但湿地、农田、草地、灌丛、冰川生态资产面积分别减少97.4、29.8、2.9、2.7、0.3 km²;生态资产质量明显提升,优级和良级生态资产增幅分别为40.5%和108.5%;生态资产指数增加了16.1%;（3）退耕还林还草等生态保护和修复政策、城镇扩张以及气候变化等是山南市生态资产变化的主要因素。