基于理想参照系-关键指标的赤水河流域生态系统质量变化趋势分析

赤水河流域是长江上游重要的生态安全屏障,针对赤水河流域经济开发与生态环境保护的突出矛盾,基于MODIS数据产品提取赤水河流域2000—2018年归一化植被指数（NDVI）、叶面积指数（LAI）、表层水分含量指数（SWCI）和陆地表面温度（LST）生态系统质量关键指标,利用ENVI主成分分析构建遥感生态指数（RSEI）,计算赤水河流域2000—2018年生态系统质量,进行Sen+Mann-Kendall趋势分析,并与贵州习水自然保护区林地最优状态下RSEI值进行比较,进而量化区域生态系统质量恢复潜力,为赤水河流域生态恢复、绿水青山就是金山银山重要理论实现提供科学参考。结果表明：RSEI能够很好地反映赤水河流域生态系统质量时空分布特征,且绿度和湿度对赤水河流域生态系统质量起关键作用。赤水河流域RSEI平均值为0.613,高值区域主要分布在下游湿润常绿阔叶林区,中游河谷中山阔叶林林、常绿针叶林区,上游镇雄县、威信县和叙永县交界处的高山常绿针叶林、落叶阔叶林区。赤水河流域近20年生态系统质量以整体以改善为主,但局部仍出现退化现象,其中生态系统质量显著改善面积占总面积的6.12%,轻微改善面积占59.51%,轻微退化面积占23.17%,显著退化面积占1.49%。赤水河流域林地RSEI值与理想参照系RESI值差距在10%以上面积占林地总面积的49.82%,主要分布在大方县、桐梓县、播州区及怀仁市、习水县部分地区。     

基于“参照系-现状-变化量”的生态系统评估方法

生态系统评估是开展生态系统管理的重要手段,其评估结果已成为衡量区域生态系统状况优劣的重要依据。由于没有充分考虑生态系统禀赋的区域差异性,缺乏有效区分气候变化和人类活动影响的手段,导致生态系统评估结果的实用性与区域可比性一直存有争议。在生态大数据背景下,基于生态完整性理论,结合长期地面监测数据、野外调查数据、遥感数据等海量数据,耦合生态系统过程模型,构建了基于“参照系-现状-变化量”(RSD)的生态系统评估体系,以受干扰较少接近原生、完整的地带性植被生态系统(完整的生态系统)作为参照系,其表现出来的组成、结构、功能等特征为参照条件,生态系统状况现状与参照条件的偏离程度作为评估生态系统优劣程度的依据,从而将现状评估转变为变化量评估,增强评估结果的时空可比性。并以生态系统过程模型为工具,利用RSD评估方法评估了中国陆地生态系统生产力功能,验证了该方法体系的可行性。评估结果显示,2000—2018年我国植被净初级生产力(NPP)参照值、现实值和变化量均表现为上升趋势,而NPP现实值与变化量的空间分布存在显著差异,基于RSD的评估方法较好地解决了评估结果区域不可比的问题。研究对完善我国生态系统评...     

基于参照系的中国陆地生态系统质量变化研究

提升生态系统质量(ESQ)是国家生态文明建设的重大需求和生态治理工程的最终目标。目前有关生态系统功能、健康和质量的评估以受气候主导的现实值为主,不同地区之间评价结果的可比性较低,难以满足国家生态系统管理的需求。采用基于参照系的生态系统质量评估框架,按照由中国生态地理分区和植被类型划分出的168个评估单元,以国家自然保护区核心区、中国生态系统研究网络(CERN)永久观测样地以及生产力主要受气候影响的区域等较少受人类活动干扰且生态系统结构和功能优良的生态系统作为参照系,评估了1990—2015年基于参照系的中国陆地生态系统质量(ESQ′)及其变化情况。结果表明:与参照生态系统相比,中国陆地生态系统质量指数平均值总体偏低28%。1990—2000年和2000—2015年ESQ′全国平均值分别下降1.2%和上升3.69%。ESQ′转变比较明显的区域集中分布在"陕-甘-宁"的黄土高原丘陵沟壑水土保持生态功能区、长白山地区和西南石漠化治理工程县域。在这些区域实施的退耕还林还草、防护林和石漠化治理工程等措施对提升生态系统结构、功能和稳定性发挥了重要作用,从而促使生态系统质量的改善。基于参照系的生态系...     

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。     

生态恢复中生态系统服务的演变:趋势、过程与评估

经过10余年的发展,生态系统服务已经成为生态恢复研究关注的前沿和热点。生态恢复改变了生态系统格局与过程,对生态系统服务的产生和提供具有重要影响。但是目前对于生态系统服务在生态恢复过程中的演化仍缺少系统性研究。对国内外相关研究的最新成果进行综述,总结了生态系统服务评估中框架的构建和方法的选择(参数转移法、系统模型法和定量指标法),介绍了生态恢复对生态系统服务的促进作用、生态系统服务的演变过程以及不同生态系统服务间的协同与权衡关系,分析了社会经济因素对生态恢复和生态系统服务维持的影响。最后结合我国生态恢复实践,提出未来生态恢复和生态系统服务研究可以从深化作用机制研究、推动服务评估创新、增强研究成果应用3方面深化和拓展。     

生态系统服务供需评估方法研究进展

生态系统服务供需评估可为识别地区均衡状况、生态权衡、生态管理、生态补偿提供依据,是生态系统服务研究的热点之一。本文收集与梳理国内外生态系统服务评估方法,将其归纳为生态模型法、价值法、参与法和经验统计模型法四大类,从供需评估角度、适用尺度范围和数据要求等方面,比较了各类方法在生态服务评估中的应用情况及优缺点。四类方法应用以评估服务供给为主,而在需求评估中的应用较少。生态模型法与价值法适用尺度范围广,涵盖从局地尺度到全球尺度,参与法与经验统计模型法则多用于中小尺度。生态模型法所需数据种类多,对数据要求高,评估精度也相对较高,在方法适用尺度、数据获取、推广应用等方面更具优势。未来生态系统服务供需评估方法研究需重点考虑以下三个方面:构建多样、标准供需指标体系,加强生态系统服务评估精确性研究,加强模型集成与开发。     

生态系统及其服务保护评估:指标与方法

生态系统及其服务的保护日益成为保护生态学研究的前沿和热点领域.本文对国际上生态系统保护和生态系统服务评估的最新概念和方法进展进行综述,主要包括生态系统保护状况及濒危或保护优先等级确定的指标、标准,以及生态系统服务评估和保护的主要方法(包括参数法、模型法和定量指标法),并结合中国生态保护研究的进展和需求,明确了急需解决的问题:1)提出适合中国国情的生态系统保护评估的指标、标准和方法;2)发展生态系统服务评估的定量化方法;3)确定生态系统和生态功能保护需求及其空间优化布局;4)生态系统及其服务保护的政策和激励机制.这些问题的解决将会为生态文明建设提供重要保障.     

生态系统质量及其状态演变的生态学理论和评估方法之探索

生态文明建设和生态环境治理是国家治理的基本任务之一,我国已经明确提出了提升生态系统质量和稳定性的目标。然而,生态系统质量的科学概念及其状态演变的评估理论和方法却是一直困扰学术界且尚未形成广泛共识的难题。本文在梳理生态系统质量的科学概念及其状态演变研究进展基础上,借鉴物质生产的产品质量、质量管理和质量评价概念,论述了生态系统质量概念及生态学理论基础,从生态系统的自然属性-社会属性-经济属性及其相互关系,生态系统组分-结构-过程-功能-服务-功效的级联关系,系统要素-系统-环境互馈关系,以及生态系统的状态波动-数量变化-质量改变的逻辑关系等视角,讨论了生态系统质量及演变的科学内涵,进而从自然资源环境系统、典型生态系统、区域宏观生态系统、生态工程效应/功效等方面,提出了多应用目标的生态系统质量变化评估的视角和方法。     

生物多样性与生态系统服务评估指标与方法

评估、模拟和预测全球生物多样性和生态系统服务的状态、趋势及其对人类福祉的影响,是当前生物多样性和生态系统服务研究领域的重要任务。指标和数据、模型和情景是推动生物多样性与生态系统服务评估研究理论建设和方法集成的重要工具。但是,目前对生物多样性和生态系统服务评估的指标体系和技术方法的综合对比研究相对缺乏。因而,系统评述了生物多样性和生态系统服务评估的概念框架、评估指标以及各类评估模型和方法的最新进展。生物多样性—生态系统功能—生态系统服务—人类福祉的级联框架是极具逻辑性的生物多样性和生态系统服务评估框架。现有的评估指标体系和模型方法还存在很多的问题和挑战,难以充分揭示生态系统服务的形成和影响机制、服务之间的联系和作用机理,有效地指导生态系统服务管理和决策制定。然而,这些评估指标和方法可为构建生物多样性与生态系统服务综合集成模型研究的框架提供重要的切入点。基于此,提出了生物多样性与生态系统服务综合集成模型研究的核心内容:i)目的:基于自然—社会综合特征的情景分析确定所解决的科学问题,输出生态系统服务管理和决策制定方案;ii)内容:尺度、生态系统服务类型、生物多样性的层次结构、组分间相互关系、驱动要素、多源数据的综合分析;iii)方法:对现有的各类模型和模型组合进行比较和不确定性分析,建立符合区域实际需求的生物多样性与生态系统服务综合制图模型库。在此基础上,建议我国应尽快发展适合中国区域特点的标准化指标体系和综合评估模型系统,定期对生物多样性和生态系统服务进行综合评估,掌握生物多样性和生态系统服务的变化趋势,提升我国在生物多样性和生态系统服务研究领域的国际地位和话语权。     

生态系统服务价值评估的研究进展

自然资本、人力资本和人造资本是支持人类生存和发展的三大资本,与后两者对比而言,自然资本及由其提供的生态系统服务缺乏完善的经济价值评估系统。近年来,在生态学家和经济学家的共同关注下生态系统服务价值评估的研究已经取得较好的进展。本文从能量学和经济学两个方面介绍生态系统服务价值评估的理论基础,通过对研究案例的分析和总结,提出生态服务价值评估在方法和技术上的几个改进方面,主要包括生态服务单价的生物量订正法、空间尺度问题的转换、条件价值评估法的改进以及动态模拟模型的应用。生态系统服务价值评估还存在某些问题有待今后发展的理论和方法来改进和完善。     

退化森林生态系统恢复评价研究综述

森林退化是一个世界性的问题,对退化的森林进行恢复评价是合理地进行森林生态系统管理的基础。介绍了森林退化的概念,综述了退化森林生态系统恢复评价的一般程序,主要包括恢复目标的确定、参照系的选择、评价指标体系的构建及定量评价等几个方面。目前,大多数退化森林恢复评价主要包括物种多样性、植被结构和生态学过程3个方面。其中,物种多样性包括物种丰富度和多度等;植被结构包括植被盖度、乔木密度、高度、胸高断面积、生物量和凋落物结构等;生态学过程包括养分库、土壤有机质以及生物间的相互关系等。不同的研究者或管理者由于对恢复其生态系统服务功能的需求存在差异,评价退化生态系统恢复的角度也不一样。恢复评价可以从特殊种群到整个生态系统的不同层次进行。在深刻理解森林退化定义的基础上,建立现实的目标和正确地选择参照系是恢复评价的前提。     

尼泊尔生态系统质量评估与时空格局变化——基于参照条件的评估方法

良好的生态系统质量是维持人类社会供给需求和可持续发展目标实现的重要保障。针对尼泊尔自然地理环境复杂多样,区域间气候差异明显的特点,结合基于参照条件的评估方法可以得到生态系统质量的相对水平值,其结果能够反映出不同的变化信息。植被是区域生态系统质量变化的重要指示器,利用尼泊尔五大地理区以及四种主要植被生态系统类型划分出20个生态评估区,从表征植被生态系统的水平结构、生产功能和垂直结构3个方面计算生态参数相对密度指标（RVI）,结合主成分分析法构建植被生态系统质量指数（VEQI）,并以其国家自然保护区为参照,构建基于参照条件的生态系统质量评估模型,计算了尼泊尔2016和2020年基于参照条件的植被生态系统质量指数（VEQI''）并分析其生态系统质量的时空格局变化。结果表明：（1）2016至2020年,尼泊尔生态系统质量现实值VEQI的平均值增加了3.49%,总体上,在参照生态系统质量（VEQI_ref）提高（约1.41%）的背景下,生态系统质量相对水平值VEQI''增加了1.42%;（2）对于尼泊尔地区,评估区89%分位数的VEQI与其对应的国家自然保护区的参照值具有很强的相关性,总体差异较小,可以代替作为参照值;（3）从空间格局变化趋势来看,尼泊尔生态系统质量变好、基本稳定和变差的面积分别占植被生态系统总面积的74.16%、14.25%和11.59%。与数量不足、较难收集利用的野外观测台站数据相比,国家自然保护区更接近理想参照生态系统的假设,通过有限的自然保护区确定生态评估区的参照值,实现生态系统质量的快速评估,其结果具有更好的时空可比性,可以为区域生态质量变化评估及量化分析等方面提供参考。     

珊瑚礁生态系统服务及其价值评估

珊瑚礁生态系统以其极高的生物多样性和美丽的水下景观而被人类过度利用,为了有效地管理和可持续利用珊瑚礁,对其生态系统服务及价值的评估就显得十分重要。本文介绍了珊瑚礁生态系统服务及其价值。以及评估方法的研究动态。珊瑚礁生态系统服务是指珊瑚礁生态系统与生态过程所形成及维持的人类赖以生存的自然环境条件与其效用,珊瑚礁生态系统服务分为经济性服务、生态性服务和社会性服务3部分,给出相应于珊瑚礁生态系统服务内容的价值分类以及常用的生产效益法、替代费用法、损害费用法、旅行费用法和条件价值法5种评估方法。文中还介绍了中国珊瑚礁的分布与特点,并根据国内珊瑚礁生态系统的状况,指出了中国开展珊瑚礁生态系统服务及其价值评估的迫切性。     

海洋生态系统服务价值评估研究综述

海洋生态系统服务是通过海洋生态系统的功能结构和生态过程,以物品和服务等方式直接或间接地给人类提供的效益。海洋生态系统服务价值衡量了海洋生态系统对人类经济社会的贡献度,加快海洋强国建设,急需加强海洋生态系统服务价值评价。通过对市场价值法、替代市场法和假想市场法三大类海洋生态系统服务价值评估方法进行比较分析后可知,各类方法各有利弊,但是,存在不同方法耦合和方法优化选择的空间。通过海岸带、近海、远洋等典型海洋生态系统服务价值评估的研究案例展现了海洋生态系统服务价值评估在海洋资源开发与保护的政策选择、海洋生态补偿与环境损害赔偿的价格决定中的重要作用。海洋生态系统服务价值评估研究前景广阔,在内涵认知深入化、评估方法科学化、评估指标体系化、结果应用广泛化等方面仍有进一步拓展空间。     

闽江流域生态系统服务价值评估及权衡协同关系

探讨流域地区的生态系统服务功能对高效配置环境资源和合理制定生态环境政策具有重要意义。以闽江流域为研究对象,利用2006年、2011年、2016年三期遥感影像提取闽江流域各个县市的耕地、森林、草地、水体、不透水地表和裸地等专题信息,综合生态系统服务价值表、生态系统服务价值估算模型以及生态系统服务功能权衡协同模型,评估闽江流域生态系统服务价值,并分析该流域生态系统服务价值变化规律趋势及权衡协同关系。结果表明:2006—2016年闽江流域土地利用类型变化较大,森林面积、耕地面积、不透水地表增多,草地面积、水体面积、裸地面积减少,水体面积变化最大;生态系统服务价值总量由2006年的101.12×10⁹元减少到2016年的99.54×10⁹元。2006—2016年,闽江流域内各生态系统服务之间关系以协同关系为主导;2011—2016年,协同关系占比显著提升,但协同度有所降低。同期内,闽江流域生态系统服务功能权衡协同的相似结果亦表现在闽江上游区域中,可认为闽江上游区域作为城市化进程的"衍射区域",可有效地作为调整闽江流域生态系统服务关系的关键区域。     

协商货币评估法在生态系统服务价值评估中的应用

生态系统服务价值评估是生态系统保护和管理的基础。以往研究采用多种方法对生态系统服务价值进行评估,但是至今还未形成得到一致认可的生态系统服务价值的评估方法。协商货币评估法(Deliberative Monetary Valuation,DMV)将协商方法和陈述偏好法相结合,成为一种正在探索使用的新的货币评估法。分析了DMV的研究背景,并从DMV的独特适用性、DMV在生态系统服务价值评估中的应用、DMV获得价值的性质3个方面总结了DMV的主要研究内容,在此基础上阐述了DMV面临的挑战,并提出了DMV在中国生态系统价值评估应用中的启示,以期能够为DMV在中国的应用及推广提供借鉴,为生态系统服务价值评估探索更有效的方法。     

锡林郭勒盟草地生态系统服务功能价值动态估算

定量评价草地生态系统服务功能价值及其动态变化,对草地资源保护具有重要意义。以锡林郭勒盟为研究区域,选用2000—2015年MODIS数据和年值降水量数据,构建了定量的生态服务价值估算体系,对草地生态系统提供产品、营养物质循环、维持碳氧平衡、涵养水源、保持土壤及文化娱乐六种服务功能进行了动态估算和对比分析,并探讨了研究区域内各旗、市、县草地生态服务价值的动态变化情况。研究结果表明:2000—2015年锡林郭勒盟草地生态系统提供的总服务价值年际增长率为2.52%,年均增值33.71亿元,呈波动上升的趋势。但各旗、市、县之间草地资源发展不平衡(年际增长率范围-0.46%—1.71%),尤其在正镶白旗(年际增长率-0.30%)和太仆寺旗(年际增长率-0.46%)两地服务价值负增长;不同草地生态系统服务功能提供的服务价值相差悬殊,维持碳氧平衡功能约占比当年总价值35%,而提供产品功能仅占比约5%,对草地生态系统保护起着至关重要作用的涵养水源功能也仅占比约1.5%。为动态估算内蒙古自治区,乃至京津冀地区的草地生态系统服务功能价值提供借鉴。