绿色屋顶径流氮磷浓度分布及赋存形态

为了解绿色屋顶暴雨径流的氮磷浓度分布及赋存形态,在重庆大学构建了两种绿色屋顶,于2009年9月至2011年10月期间进行了绿色屋顶和对照屋面的暴雨径流水质监测。研究结果表明,绿色屋顶暴雨径流pH值在7.7左右,氨氮浓度满足地表水环境质量标准Ⅲ类标准;总氮、总磷、硝酸根的平均浓度分别为3.6—4.4 mg/L、0.17—0.28 mg/L和3.1—3.7 mg/L,均高于降雨雨水浓度;与对照屋面暴雨径流相比,同时期的绿色屋顶暴雨径流中总氮、氨氮和总磷浓度较低,而硝酸根、磷酸根浓度较高。绿色屋顶暴雨径流水质的季节差异明显,夏季污染物浓度较低,而春秋季节污染物浓度较高;总体上看,随绿色屋顶运行时间的延长,暴雨径流中总氮和硝酸根浓度逐渐降低,而总磷和磷酸盐浓度则呈现出一定的波动性。气象因素、降雨雨水水质与绿色屋顶暴雨径流水质的相关性分析表明,气温越高、前期干旱时间越长,越有利于绿色屋顶径流中氨氮浓度的降低;绿色屋顶径流中的总磷和氨氮主要来自降雨。研究结果为绿色屋顶的科学构建和城市暴雨径流管理提供了重要参考。     

中国北方草地生态系统服务评估

北方草地是我国天然草地主体部分,其生态功能对提升生态系统稳定性、保障国家生态安全具有重要的作用。在北方草地生态功能分区基础上,开展2011-2015年不同功能区内防风固沙、土壤保持、水源涵养等生态功能评估,探明其现状和空间格局,为北方草地生态功能分区研究提供评估数据,也为推进草地生态系统保护与修复工作提供科技支撑。结果表明：（1）北方草地防风固沙能力为32.44 t hm^-2 a^-1,防风固沙量为89.22亿t/a。半干旱草原区防风固沙能力和固沙量最大,分别为68.76 t hm^-2 a^-1和29.16亿t/a,其固沙量占北方草地固沙总量的32.68%。（2）北方草地土壤保持能力为124.5 t hm^-2 a^-1,土壤保持量为243.59亿t/a。土壤保持功能的空间异质性较大,暖性灌草丛区土壤保持能力最大,为431.52 t hm^-2 a^-1;高寒草甸区土壤保持量最多,为105.36亿t/a,占北方草地土壤保持总量的43.19%。（3）北方草地水源涵养能力为93.03 m³ hm^-2 a^-1,水源涵养量为288.98亿m³/a。高寒草甸区和高寒草原区水源涵养能力较大,分别为211.09 m³ hm^-2 a^-1和118.04 m³ hm^-2 a^-1。两个区域的水源涵养量也较多,分别为125.36亿m³/a和72.13亿m³/a,合占北方草地水源涵养总量的68.34%。整体上,北方半干旱草原区、暖性灌草丛区、高寒草甸区和高寒草原区对发挥我国草地防风固沙、土壤保持、水源涵养等生态多功能效益、提升生态系统服务和稳定性具有极其重要的作用。     

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.     

北京市平原区不同圈层绿色空间格局及生态服务变化

基于城市发展特点与绿色空间规划将北京市平原区分成核心城区、第一道绿色隔离带、城市扩展区、第二道绿色隔离带与边缘集团5个圈层.利用多时相遥感影像解译了土地利用及NDVI指数,并在此基础上核算了北京不同圈层1999与2007年的生态服务价值.结果表明:核心城区及第一道绿色隔离带的生态服务价值总量从1999-2007年有所提高,但平原区整体有大幅降低;从城市扩展区向外,耕地与果园地的生态服务价值在整个绿色空间所占比例逐渐升高;北京市平原区生态服务价值减少的58.8%是由于土地利用方式的改变,主要是建设用地侵占农用地与林地;41.2%的减少是由于景观退化,其中主要是农田景观退化,尤其在边缘集团区.在现有土地资源稀缺与城市建设用地扩张压力逐渐增大的情况下,将优质农田纳入绿色空间建设,增强其景观质量与生态服务功能,是提高北京市绿色空间整体生态服务功能的有效途径.     

基于生态系统服务理论的中国绿色经济转型预测分析

着眼于中国绿色经济转型之路的科学预测与分析,借鉴传统环境负荷模型以及资源与经济脱钩理论、区位熵理论等,提出基于生态系统服务理论的有关绿色经济指标评价模型。应用该模型计算出2001—2010年全球及中国有关绿色经济指标,依照未来中国经济与社会发展规划目标,预计"十二五"末期中国经济发展中的资源消耗及环境损失成本、人均绿色GDP将分别达到3.11×1012美元、0.37×104美元,生态负荷强度、资源脱钩指数及绿色GDP的区位熵指数分别为0.38、0.66、75;2020年中国绿色GDP的区位熵指数将超越全球平均水平、2024年人均GDP将突破1万美元关口步入中等发达国家行列。计算结果表明中国生态系统压力逐年降低、资源利用效率、环境绩效与经济效益同步提高,逐渐在全球经济绿色转型过程中发挥重要作用;未来,中国仍需秉承"共同但有区别的责任"原则,处理好与其他国家的权责纷争;同时积极推进节能减排、经济结构调整工作,进一步协调好城乡之间、区域之间经济社会发展与自然资源及生态环境的关系。     

城市屋顶绿化资源潜力评估及绿化策略分析——以深圳市福田中心区为例

屋顶绿化是现代城市改善生态环境条件,缓解高密度建成区人为活动负面影响的重要策略选择。以深圳市福田中心区为工作区,利用高精度遥感数据结合设计资料查询和实地调查构建基础数据源;在总结国内外研究成果的基础上,筛选适宜的屋顶绿化约束影响因子,构建资源潜力评估方法;对工作区进行城市屋顶绿化资源潜力评估和绿化策略探讨。结果表明:(1)建筑年代、承重结构、屋顶属性、屋顶小气候是城市屋顶绿化4个方面的主要适建要素,其所涵盖的建筑年代、建筑结构、屋面构造、屋顶功能、屋顶坡度、设备面积、建筑高度和遮荫状况等8个影响因子是决定城市屋顶绿化资源潜力的关键性指标;(2)把城市屋顶绿化纳入城市生态结构和功能建设的整体考虑中,积极开展资源评估、规划研究和配套管理政策建设是推进我国城市屋顶绿化发展重要任务;(3)深圳市中心区现状屋顶绿化率仅9%,剩余构筑物中有51%适合进行全部或部分屋顶绿化覆盖,今后应考虑采取强制、引导和鼓励等不同政策手段,选择适宜的绿化技术方案,对于现有以及正在建设的并且条件适宜的构筑物进行屋顶绿化。     

基于水-陆耦合生态系统服务的生态安全格局构建研究——以长三角生态绿色一体化发展示范区为例

快速城市化和国土空间规划大背景下,评估区域生态系统服务、构建生态安全格局是实现城市精细化发展的有效手段。本研究立足生态系统服务供给效能,以长三角生态绿色一体化发展示范区为例,从陆域、水域两个层面进行量化计算,构建水-陆耦合生态系统服务综合评价体系,将高供给区域识别为生态源地,并基于MCR模型和电路理论分别提取廊道和节点,构建区域生态安全格局。研究结果表明：1）分别识别陆域和水域生境斑块面积34.31km²、272.50km²,为江南水乡空间存续和城市绿地空间选址提供了理论依据;2）水-陆耦合度评价得到源地41个,总面积206.79km²,占研究区总面积8.57%,呈现"西北多东南少"的格局;3）提取89条生态廊道和91个生态节点,生态廊道总长度586.35km,呈均匀网状分布,节点包括44个夹点及47个障碍点,主要位于吴江区。通过区域生态安全格局的构建与优先级评价,分级提出国土空间生态保护与修复建议,为我国其他快速城市化地区及都市圈周边区域的国土空间合理布局、土地利用的转化与管理提供参考。     

乌江流域生物多样性与生态系统服务的空间格局及相互关系

生物多样性与生态系统服务密切相关,但二者间的复杂关系和反馈机制尚未明晰。本研究以乌江流域为研究区域,基于物种空间分布格局,使用Max Ent模型、Zonation软件评估了乌江流域的生物多样性,并应用In VEST模型核算各项生态系统服务,运用随机森林模型、部分依赖图模型(PDP模型)分析了生物多样性与生态系统服务间的相互关系。结果显示:乌江流域的生物多样性呈东北高西南低的分布特征,表现为下游>中游>上游;2020年,乌江流域的水源供给量为810.57 mm/m²,粮食供给量为735.08 kg/ha,固碳服务为134.00 Mg/ha,水源涵养量为227.98 mm/m²,土壤保持量为401.30 t/ha,生境质量为0.68;水源供给和水源涵养对生物多样性的贡献度较高,分别为66.24%和44.72%;除粮食供给这种依赖人为活动的生态系统服务外,生物多样性与各生态系统服务均呈正相关。研究说明,受气候和人类活动影响较大的生态系统服务驱使着生物多样性的改变,但对于依赖生物功能的生态系统服务,生物多样性是其重要调节因素。     

城市绿色基础设施生态系统服务供给与需求的空间关系——以西安市为例

城市绿色基础设施(Urban Green Infrastructure,UGI)是城市自然景观和生态环境的主要营造者,为居民提供关键的生态系统服务。探讨UGI生态系统服务供给及其需求之间的空间关系,对城市生态建设和绿地系统规划具有重要科学意义。本文运用生态系统服务测算的方法基于人口、GDP以及土地利用数据构建需求测算模型,对西安市建成区UGI的生态系统服务供给与需求的空间格局进行研究,并分析了城市各功能区内UGI生态系统服务供给与需求的空间关系。结果表明:西安市建成区UGI生态系统服务供给总价值为4.23亿元;生态系统服务供给从研究区边缘向中心区逐渐减少,而生态系统服务需求表现出相反的格局,在空间上明显不一致,并且在城市各功能区内差别显著;西安市建成区UGI生态系统服务供给与城市对生态系统服务需求在空间分布上不相匹配。因此为了实现城市的生态环境与经济社会的可持续发展,迫切需要通过合理的UGI建设使生态系统服务供需趋于协调。     

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。     

IPBES框架下的生物多样性和生态系统服务区域评估及政策经验

生物多样性和生态系统服务为人类的生计和良好的生活质量奠定了重要基础。然而, 越来越多的研究表明, 生物多样性和生态系统服务在全球范围内的持续下降使自然对人类的贡献大幅降低。多尺度评估能够说明不同尺度下生物多样性的现状, 有利于制定适合区域特点、符合国情的决策建议。2013年12月, 生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services, IPBES)通过第一轮工作方案, 决定开展“区域/次区域生物多样性和生态系统服务评估”(简称“区域评估”), 即评估亚洲-太平洋(简称亚太)、美洲、非洲以及欧洲-中亚四大地理区域的生物多样性和生态系统服务。区域评估报告及其决策者摘要已在IPBES第六次全体会议上(2018年3月, 哥伦比亚麦德林)审议通过。本文概述了四大地理区域的生物多样性的重要性、生物多样性保护领域取得的进展、面临的主要危机和机遇, 探讨了评估对其他国际进程的影响, 综合分析了各区域生物多样性和生态系统服务的特点以及各区域评估结果的差别, 总结了评估的政策经验, 以期为中国的生物多样性保护提供科学参考。     

中国森林生态系统服务功能价值评估

森林作为陆地生态系统的主体,在全球生态系统中发挥举足轻重的作用,其服务功能价值的评估是研究的一个热点。本研究根据全国第5次资源清查资料(1994~1998年)及Costanza等人的计算方法估算了我国森林生态系统八项服务功能的总价值为30601.20×108yuan/a,其中间接价值是直接经济价值的14.94倍;在我国森林生态系统中,单位面积的各种森林生态系统所提供的年平均价值为23095.25yuan/(hm2·a)。在森林涵养水源、固碳释氧、营养物质循环、净化空气和保护土壤五项服务功能中,热带雨林、季雨林单位面积所提供的价值量最大为32417.45yuan/(hm2·a),温带荒漠单位面积所提供的价值最小为12507.90yuan/(hm2·a);在森林生态系统各项服务功能价值的贡献之当中,其大小顺序依次为:固碳释氧>净化空气>土壤保持>涵养水源>养分循环>林木、林副产品〉维持生物多样性〉森林游憩。该研究的目的在于尽快将自然资源和环境因素纳入国民经济核算体系而最终为实现绿色GDP提供基础,为我国可持续发展的政策与生态环境保护提供科学依据。     

陆地生态系统服务与生物多样性研究进展

在生物多样性迅速消失的压力下,人类面临生态系统服务质量严重下降的威胁。为了使生态系统的重要功能更直观的展现在人们面前,许多学者把生态系统服务对人类的惠益进行整理分类,最有影响力的是千年生态系统评估(MA,Millennium Ecosystem Assessment)把生态系统服务分为供给、调节、文化和支持服务四类,服务的核心是生态系统的产品、过程和格局。生态系统服务的识别与分类是生态系统功能的对象化过程,也是以人类需求来审视生态系统的过程。生态系统通过结构-过程-功能这一途径来实现生态系统服务,各种服务的直接动力来源于自然界生物地球化学循环,生物多样性通过生态系统属性和过程来影响生态系统服务形成和维持。生物多样性越高,生态系统功能性状的范围越广,生态系统服务质量就越高、越稳定。全球变化中的土地利用和土地覆盖变化是生物多样性快速下降的主要原因,也是目前影响生态系统服务最广泛、最剧烈的驱动力,而这正是人类活动造成的,人类需求和生态系统有限的服务能力之间在不同尺度表现出严重冲突。要提高生态系统服务质量,要在不同区域进行重点不同的布局,尽可能的扩大生态系统规模和提高生态系统功能,核心是提高生物多样性水平。     

城市绿地系统的生态服务功能评价、规划与预测研究——以扬州市为例

城市绿地是城市自然生态系统的重要组成部分,具有重要的生态服务功能。以扬州市为例,依据社会—经济—自然复合生态系统理论和生态规划原则,参照国内外有关标准进行了规划,构建了“内环绿带、近郊绿带和外围大环境绿色屏障”三环绿带的布局结构,并从绿化覆盖率、人均绿地、人均公共绿地、绿地结构、绿地均匀度、本地种优势度6个指标分阶段进行了具体规划,应用多边形综合指标法对规划结果进行了评价与预测。结果表明：2000年扬州市区绿地系统生态服务功能一般,2005年也一般,2010较好,2020年优良。为了达到规划的预期目标,扬州市必须通过法律、经济、行政、社会、技术等手段加强后期的实施、监督与管理,从生态学角度提出了绿地系统建设的生态对策。城市生态建设应多元化而不应仅“唯绿地论”,城市绿地建设应体现城市特色,同时考虑其建设成本和维护管理费用等问题。     

香溪河河流生态系统服务功能评价

河流作为水资源的重要载体,在水资源危机日益严峻的我国,有特别重要的意义。尤其是近年来国内对水电开发的强度不断上升,如何科学地评价河流在不同情况下给人类带来的效益,进而有效地开发与管理河流生态系统,是生态学家面临的重大任务和挑战。香溪河是三峡水库湖北段的最大支流,其生态系统服务功能的正常发挥与否会影响河流沿岸居民的生产生活,也会影响其自身和相关生态系统的稳定,其河流的状况将直接影响到三峡水库。在对河流生态系统服务功能分类的基础上,结合数据的可获得性,对部分河段生态系统服务功能进行初步评价。研究结果表明,所研究河段生态系统服务功能总价值可达8.41×108元.a-1,各种功能的价值量排序为贮水功能>发电>旅游>调蓄洪水>水供给>水产品>输沙>净化>大气组分调节>控制侵蚀。经分析所研究河段的水电开发和旅游功能是其核心服务功能,提出在河流管理中既要考虑到核心功能的发挥,又要保证其它功能的支持作用得以实现的管理策略。     

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...     

太湖流域圩区水生态系统服务功能价值

以遥感图像、气象水文资料和实地水生态状况调查数据为基础,利用构建的评价指标体系对太湖流域圩区的水生态系统服务功能进行了评价,并分析其空间差异性。结果表明:太湖流域的圩区水生态系统服务功能价值为325.93×108元,以对生态系统的调节、维持功能等间接使用价值为主,是直接使用价值的6.18倍。主要受水域分布面积大小的影响,圩区水生态系统服务功能价值总量呈现出杭嘉湖区阳澄淀泖区湖西区浙西区武澄锡虞区浦西区太湖区浦东区的特点。太湖流域单位面积圩区水生态系统服务功能的平均价值为22.73元m-2a-1,整体表现为南高北低,西高东低的空间分布格局。     

Forest ecosystem services of changbai mountain in china

The forest ecosystem of the Changbai Mountain is the most typical upland temperate forest ecosystem in eastern Asia. It is also of the most primitive vegetation type that came into being through the natural succession of soil and vegetation following volcanic eruption. The forest ecosystem has great importance for maintaining the structures and functions of the watershed ecosystems of the Songhua River, the Yalu River and the Tumen River. We combined physical assessment method (PAM) with the value assessment method (VAM) to evaluate the forest ecosystem services of the northern slope of the, including eco-tourism, forest by-products, timber, soil and water conservation, air purification, and the recycling of nutritive elements. We also assessed the integrated forest ecosystem service and analyzed its dynamics. The service value provided by the Changbai Mountain forest ecosystem amounts up to RMB 3.38 × 10¹² yuan, of which, water conservation is 66%, water conservation and air purification together make up 80%, while the timber value is only 7%. Therefore, developing the ecosystem services besides timber is the best way to exert the integrated value of the forest ecosystem services of Changbai Mountain.     

基于生态系统服务和生态系统健康的生态风险评价——以长株潭城市群为例

基于生态系统服务和生态系统健康的生态风险评估框架为城市群生态风险管理和国土生态修复提供新的视角。以生态风险评估框架为基础,综合运用生态系统服务、生态系统健康评估模型以及相关分析法对长株潭城市群展开生态风险评价,并对风险程度进行分类。结果表明:(1)城市群的城市化水平提升,区域生态风险也随之增加。生态系统服务价值、生态系统组织、生态系统活力、生态系统弹性等生态指数呈现下降趋势。(2)人工表面比率和生态指数之间的Pearson相关系数表明,人工表面比率与生态指数之间存在负相关关系,人工表面比率是生态风险提升的关键因素。(3)城市群人工表面比率要控制在36%以下,以进行生态风险管理和国土生态修复。总的来说,评价框架可以作为区域生态风险的评价终点。     

中国生物多样性与生态系统服务评估指标体系

生物多样性和生态系统服务评估是生态系统管理与决策制定的重要依据,指标体系是开展评估的主要工具。中国在生物多样性与生态系统服务评估指标体系建设方面,由于没有形成统一的指标体系和技术方法,导致不同区域间的评估结果可比性差,区域和国家尺度上的集成研究难以开展。因此,构建一套适用于中国国家尺度的科学化、系统性和规范化的生物多样性和生态系统服务评估指标体系,便成为当前迫切需要研究解决的问题。本文参考国内外生物多样性与生态系统服务评估的主要研究成果,在充分考虑"生物多样性—生态系统结构—过程与功能—服务"级联关系基础上,建立了生物多样性与生态系统服务评估指标体系构建的主要原则,构建了中国生物多样性与生态系统服务评估指标体系。