川西地区生态系统服务对可持续发展目标的影响

可持续发展目标(Sustainable Development Goals,SDGs)的实现往往会因为生态保护或人类福祉之间可能存在的权衡关系而受到阻碍。将生态系统服务(Ecosystem services,ESs)纳入到可持续发展目标的决策中能够避免各方利益的冲突,促进SDGs的实现。然而,在生态环境脆弱的山区,ESs对SDGs的贡献分析仍然不足。以川西地区为研究区,对2000—2020年11个可持续发展目标进行了量化,利用生态系统服务和权衡的综合评估(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs,InVEST)模型和定量指标法估算了碳固存、土壤保持和食物生产三种重要生态系统服务,并使用空间面板数据模型研究ESs对SDGs的影响及其空间溢出效应。结果表明:(1)可持续发展目标水平整体提升,但SDG1(无贫穷)和SDG3(良好健康和人类福祉)表现较差,分值低于5分。从空间上看,与环境相关的SDGs在川西北高原表现更好,与社会经济相关的SDGs在川西东部和川西南山地地区表现更好。(2)川西地区碳固存和食物生产服务呈现线性增长趋势,土壤保持服务呈现波动增长趋势,分别增长了0.23×10~8t、8.93×10~5t和1.23×10~8t。(3)与土壤保持和食物生产相比,碳固存对SDGs表现出更强烈的直接影响和空间溢出效应。其中县域碳固存对本县域和邻近县域的SDG11(可持续城市和社区)和SDG1具有显著的促进作用,对SDG2(零饥饿)呈现显著负向影响。研究结果可为区域联合管理提供科学依据,推动可持续发展目标的实现。

基于土地利用变化的长江中游地区生态系统服务供需平衡研究

[目的]揭示生态系统服务供需平衡的时空特征,并进一步探究土地利用变化对生态系统服务供需平衡的双重效应及其影响机理。[方法]选取长江中游地区作为研究对象,引入生态系统服务供需量化矩阵分析生态系统供需平衡的时空格局,并运用土地利用变化生态贡献率模型分析土地利用变化对生态系统服务供需平衡的双重影响。[结果](1)研究期间,长江中游地区生态系统服务供需平衡状况持续恶化,主要是由建设用地大规模扩张和耕地、林地大面积缩减带来的生态系统服务供给能力减少和消费需求增加造成的。(2)长江中游地区不同类型生态系统服务供给间的关系在时间尺度上由权衡转为协同,需求和供给平衡间的协同关系在时间尺度上进一步增强,但不同类型生态系统服务供给、需求和供需平衡间的权衡或协同性质及其程度在空间尺度上却存在高度异质。(3)长江中游地区土地利用变化对生态系统服务供需平衡存在改善和恶化双重效应,且恶化效应显著大于改善效应,但引起生态系统服务及其分项服务供需改善和恶化的土地利用变化类型具有时序异质性。[结论]应促进具有协同改善生态系统服务供需平衡的土地利用变化类型,提升与区域主体生态系统服务功能一致的土地利用类型,以及遏制具有协同恶化生态系统服务供需平衡的土地利用变化类型,以实现区域生态系统服务供需改善。

长江中下游地区生态系统服务对景观占比的响应及其阈值

人类活动所导致的土地利用方式改变对区域生态系统服务有着显著影响,厘清区域内不同土地利用类型景观面积占比对生态系统服务的影响机制对区域景观调控与用地管理有着重要意义。以长江中下游地区为研究区,以二级流域为研究单元,基于InVEST模型、RULSE模型以及NPP数据,评估产水量(WY)、固碳量(CS)以及土壤保持(SC)3种生态系统服务的空间分布特征;使用分段线性回归探究生态系统服务综合指数(TES)对人类活动影响较为强烈的林地、建设用地和耕地面积占比的响应及其阈值。结果表明:(1)长江中下游地区林地占比较高地区分布在西部和南部,建设用地占比较高地区分布在东部和北部,耕地占比较高地区分布在东北部和中西部。(2)生态系统服务空间分布表现出明显的空间异质性,其中WY呈现出西南高,东北低的分布特征,CS呈现出南高北低的分布特征,SC高值区主要分布在植被覆盖率较高的山区,TES与SC分布呈现相似特征。(3)林地面积占比对TES有正向促进作用,其影响阈值为93.2%,当超过此阈值,促进作用会加强;建设用地和耕地面积占比对TES有着负向的作用,当面积占比分别超过8.7%和46.9%时,二者的负向作用会减弱,耕地在阈值前后的负向影响均弱于建设用地,因此,约束建设用地和耕地的开发,促进林地面积增加可以提升流域生态系统服务水平。研究结果可为长江中下游地区流域的景观调控和土地利用管理提供一定理论依据与参考。

长江中游生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合的时空特征

生态系统服务供给、需求与居民福祉的相互复杂关系是自然生态系统和社会经济系统研究中重要的交叉科学问题,也是生态系统服务和居民福祉研究的热点难点问题和矛盾多发领域。然而,已有研究更为关注生态系统服务供给对居民福祉的贡献,忽视了生态系统服务需求以及供需平衡对居民福祉的影响。选择长江中游地区作为研究靶区和2000—2018年作为研究时段,建立生态系统服务供需量化矩阵测度生态系统服务供需平衡,采用年度组合赋权法和线性函数加权法评估居民福祉,引入弹性系数模型划分生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合关系类型,并进一步研究其时空特征。结果表明:1)生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合关系可划分为“供需改善-福祉增加”“供需恶化-福祉增加”“供需改善-福祉减少”以及“供需恶化-福祉减少”4种,分别对应最优、次优、次差以及最差耦合关系类型;2)长江中游地区生态系统服务供需平衡与居民综合福祉耦合关系表现为以权衡关系为主导且逐渐增强,其中“供需恶化-福祉增加”县域单元占比由2000—2010年的81.99%增至2010—2018年的91.57%;3)生态系统服务供需平衡与居民福祉耦合关系会随着福祉类型、服务类型、空间尺度、时间范围、经济社会发展水平等表现出不同形式的反馈。长江中游地区各县域单元和有关部门应当结合地区自然地理条件、经济发展水平等多方面因素,因地制宜、因时制宜地推进生态环境保护与修复工程,尽可能地规避“生态诅咒”或“生态魔咒”效应,充分发挥经济社会发展过程中的“生态祝福”效应。

基于土地利用变化的长江上游生态系统服务价值核算及预测模拟

为研究长江上游地区土地利用变化对生态系统服务价值(ESV)的影响,基于GIS网格空间可视化表达技术,以土地利用和社会经济为数据源,采用土地利用动态度、ESV评估模型和空间自相关模型等方法,对研究区土地利用动态度和ESV时空变化特征及二者的相关性进行研究。结果表明,1)长江上游地区林地和草地是最主要土地利用类型,2000-2020年,林地、水域、建设用地、未利用地面积呈现增加趋势,其中建设用地面积在2020年较2000年增加148.66%,耕地和草地的面积呈现减少的趋势;2)在2050年未来气候情景下各类型土地利用变化差异较为显著,耕地、水域、建设用地和未利用地面积均减少,变化速度最快的是水域,而林地和草地面积呈增大趋势,未来2个不同气候情景下的土地利用综合变化速度稳定在0.80%~0.92%;3)长江上游地区土地利用存在很大开发潜力,2000-2020年及2050年未来气候情景下土地开发以中低强度为主,而高强度等级土地利用聚集分布于四川和重庆,特别在2050年未来2个气候情景下区域极核分布更为显著,需引起高度重视;4)研究区单位面积ESV以中和较高等级为主,总ESV稳定在80000亿元以上,呈先增后减的趋势,但空间分异较为显著,其中长江上游中部山地以及青藏高原部分区域单位面积生态系统服务价值较高,而四川、重庆主城区是较低和低级生态系统服务的集中分布区域,在未来气候变化下ESV呈下降趋势,中等排放情景ESV小于低排放情景ESV;5)ESV与综合土地利用强度呈正相关性,空间上主要以高-高聚集、高-低聚集和低-低聚集分布为主,高-高型主要分布于青藏高原和横断山脉的部分地区,高-低型集中分布于经济发展较快的四川、重庆地区,低-低型分布于草地广泛、经济发展较为落后的青藏西北地区。研究结果揭示了长江上游地区2000-2020年及未来气候变化下ESV与土地利用动态的时空演变规律及其相关性,可为制定科学合理的地区生态保护政策、建立生态保护修复的长效机制提供科学依据。

农村地区土地利用变化对生态系统服务的影响

土地利用变化是影响生态系统服务的重要因素。该文以农村地区为研究对象,探讨了土地利用变化对生态系统服务的影响。研究发现,不同类型的土地利用变化对生态系统服务的影响存在差异。农田扩张和城镇化会导致生态系统服务功能降低,而植被恢复则能提高生态系统服务功能。该文强调了合理规划土地利用的重要性,以期实现生态系统服务的可持续发展。

青藏高原东缘草地生态系统动态定位监测与可持续发展要素研究 Ⅲ 8个重点草地类型植物优势种营养含量季节变化动态

分析研究了青藏高原东缘 8个重点草地类型的 8个优势植物种异针茅、金露梅、藏嵩草、珠芽蓼、高山柳、垂穗披碱草、窄叶鲜卑花、短柄草各个生育期粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维和粗灰分等营养成分的含量。结果表明 ,牧草中各种营养成分的含量动态与生长发育阶段密切相关。粗蛋白质含量随生育期逐渐减少 ;粗纤维和粗灰分含量随着生育期逐渐增加。比较分析几种优势牧草和灌木的营养成分 ,发现灌木蛋白质含量高 ,利用价值大 。

基于信息熵的长江下游地区人居生态系统发展演化

基于对人居生态系统结构复杂性的分析,结合耗散结构理论以及熵变理论,构建了长江下游地区人居生态系统演化评价指标体系;运用年份信息熵和指标信息熵两个模型分别对人居生态系统的演化方向以及健康协调程度进行了评价;最后运用灰关联模型对评价指标和城市综合、协调发展度间的关联性进行了分析,结合熵权大小识别出研究区未来发展的制约性因子,并对今后人居生态系统的发展提出建议。结果显示:在2005—2015年,长江下游五省人居生态系统熵流、熵产生和总熵变均呈波动下降趋势,人居生态系统有序度不断提高,总体朝健康态势发展;系统综合发展度先下降再上升,向着健康有序的方向发展。而协调发展度则是先上升再下降,由环境滞后型向经济滞后型转化;研究区今后重点治理方向有增加地方财政收入、开发新能源、调整消费结构、治理城市污水以及工业废气、加大环保投资比例等。本研究方法能反映出研究区人居生态系统的演化方向及趋势,并能针对性地提出增强系统可持续发展能力的针对性措施。

长江流域生态系统可持续管理策略

长江流域涉及长江经济带发展和长三角一体化发展两大国家区域协调发展战略,但生态环境问题仍然是长江流域可持续发展面临的严峻挑战,加强长江流域生态系统可持续管理策略研究具有重大意义.长江流域的环境管理策略大致经历了以水量管理、污染物排放总量管理和水质目标管理三个阶段.在统一生态环境监管职能、实现五个"打通"的新形势下,长江流域生态环境管理策略必将由水质目标管理快速向生态系统可持续管理转变.在分析长江流域生态系统保护修复取得的积极进展和面临的严峻形势的基础上,提出了长江流域生态系统可持续管理策略:①规划和建设服务于应急预警和管理决策的长江生态系统观测网络,推动不同层级、不同职能部门、空天地一体化的多源数据融合,提高生态环境监测网络的数据时空精度和反应速度,开展水陆统筹、"山水林田湖草"生命共同体综合观测;②加强长江生态系统结构、过程、功能和服务的综合性、整体性研究,主要开展长江流域生态系统综合研究、重点区域生态系统研究和突出生态问题专题研究,不断创新科研与管理深度融合的科研模式,把论文写在祖国大地上;③制定长江社会-经济-自然复合生态系统保护修复可持续发展目标及分阶段分区域目标,促进水资源、水环境、水生态、陆域生态和水陆交错带的持续改善以及生态环境系统与社会经济系统的持续协同;④提出长江生态系统保护修复的整体性、综合性和针对性、差异化的解决方案,推动长江流域生态系统健康可持续发展目标的早日实现和重点区域、突出问题的尽快解决.

长江中游地区生态系统格局动态演变特征

利用3期(2000、2005、2010年)遥感分类数据为基础数据源,对长江中游地区2000~2010年生态系统格局动态变化特征进行了分析。结果表明:长江中游地区主要存在6种生态系统类型,其中以森林生态系统和农田生态系统为主,二者面积约占全区域总面积的58%和31%。各生态系统面积大小依次为:森林生态系统>农田生态系统>湿地生态系统>城镇生态系统>草地生态系统>其他生态系统。森林生态系统、草地生态系统等绿色生态空间主要呈环状结构分布。农田生态系统主要分布在中部江汉平原地区。湿地生态系统则主要分布在洞庭湖地区和鄱阳湖地区。10年间,区域内生态系统均发生明显变化,以城镇生态系统变化幅度最大,增长约25.45%。湿地生态系统变化幅度最小,约为0.03%。空间转移最显著特征为农田生态系统转为城镇生态系统,呈现极端非平衡态势。

长江流域中部地区生态系统服务价值评估与综合驱动力分析

为了探索人类发展系统和自然生态系统的耦合,分析生态系统服务价值的综合驱动力,基于2010年、2017年两期Landset TM/ETM遥感土地利用解译数据,运用基于植被净初级生产力的系数修正当量因子,计算和比较不同区域的生态系统服务价值,采用空间回归方法从景观类型、宏观经济和社会发展水平方面对其综合驱动力进行了阐释。结果表明:(1)生态系统服务价值整体有所提高,但是湖北省、湖南省和江西省各自变化的幅度有所不同。(2)各类用地中生态系统服务价值最大的是水域和林地,其次为耕地和草地,都呈增加趋势;未利用地生态系统服务价值最小,且呈减少趋势。(3)在县域尺度上,生态系统服务价值呈现显著的空间自相关现象,斑块密度、第三产业增加值占比、城镇居民人均可支配收入显著负向影响区域的生态系统服务价值,其中城镇居民人均可支配收入的负向影响最大。由此可以得出,通过避免高密度、细碎化的开发与建设并保护重要的生态功能区,可以提高生态系统服务价值,促进长江经济带的生态文明建设。

南方红壤草地生态系统持续发展与经济施肥问题探讨

草地生态持续发展研究是当今草地生态学研究的主要内容之一。我国南方红壤地区草地资源十分丰富,具有广阔的开发利用前景,但由于红壤自身特性和不合理的施肥管理制度,致使该地区草地生态系统严重退化,草地生产力低。从红壤草地肥力特性和生态系统养分循环与平衡方面,阐述了该地区草地生态系统持续发展中施肥重要性及研究现状,以期为我国南方现代化草地畜牧业的持续发展提供理论依据。

长江中游地区稻田生态系统服务功能价值评估研究进展

长江中游地区是我国重要的水稻生产基地,为全国粮食安全和生态系统安全健康作出了重要贡献。科学合理评估稻田生态系统服务功能价值,可为其服务功能价值演变、改善和推广稻田绿色可持续发展模式提供重要依据。本文在梳理稻田生态系统服务功能内涵和服务功能价值评估体系、方法的基础上,对评估长江中游地区不同稻田生态系统服务功能的方法进行了分类对比,并归纳总结了该区稻田生态系统服务功能价值评估研究框架和研究思路。因稻田类型、稻区分布区域和价值评估指标体系不同,各稻田生态系统服务功能价值评估的方法和单位面积服务功能价值量存在一定差异,认为未来研究需要不断完善不同稻田生态系统服务功能价值评估指标体系,改进评估方法,提高评估准确性;同时本文还对长江中游地区部分稻田的服务功能进行了分析,发现研究主要集中在稻田微观试验和省市县区域宏观测算2个维度上,对稻田生态系统某一部分服务功能或系统整体服务功能价值进行了静态评估,而对其价值评估的长期动态跟踪研究不足,对稻田生态系统服务功能净价值研究也有待于进一步深入。

长江中游地区生态系统服务平衡与城镇化的空间关系

生态系统服务与城镇化的相互作用关系研究是目前国际人地系统研究的热点和前沿领域。以长江中游地区325个县为研究单元,通过生态系统服务供需平衡评估矩阵法与城镇化相关指标分别测算了1995年、2005年、2015年生态系统服务平衡状况和城镇化水平,同时运用双变量空间自相关模型、空间计量模型探索了生态系统服务平衡与城镇化的空间关系。研究结果表明:(1)研究期间长江中游地区生态系统服务平衡状况不断恶化,而城镇化水平则持续上升;(2)生态系统服务平衡与城镇化之间存在显著负相关关系,不同区域的空间聚类模式表现出异质性;(3)添加控制变量的空间计量模型被证明能更好解释生态系统服务平衡与城镇化的空间关系,结果显示城镇化对态系统服务平衡的影响具有负外部效应,这种负外部效应在城镇化发展到一定阶段时逐渐减弱。建议,在城镇化进程中应统筹管理生态空间,尝试跨区域合作,实现生态与经济资源的共享与互补。

长江口湿地生态系统服务功能价值的评估

长江口湿地是我国重要的滨海湿地,具有多种生态服务功能。参考Costanza等提出的17项生态系统服务功能,利用市场价值法、造林成本法、影子工程法、费用替代法以及专家评估法等方法,对长江口湿地生态价值进行了评估。结果表明,长江口湿地生态系统的生态服务价值为40.00亿元/a。其中,成陆造地价值为9.0亿元/a,物质生产价值8.86亿元/a,大气组分调节价值为1.15亿元/a,水分调节价值为1.54亿元/a,净化水体价值为3.41亿元/a,提供栖息地价值为2.86亿元/a,文化科研价值为8.38亿元/a,美学价值为4.81亿元/a。并提出对生态系统服务价值的利用应本着可持续发展的原则。

东北地区农业生态系统的能值分析

利用能值分析方法对东北地区农业生态系统的投入产出状况、运行效率和环境负荷进行了系统分析,结果表明,该区农业生态系统能值投以人工辅助能源为主,净能值产出率相对较高;由于资源优势明显,环境压力相对较小,农业生态系统运行状况良好,黑、吉、辽三省可持续发展指数分别为1.31、0.94和0.70,可持续发展性强。三省中辽宁省能值投入率最高,环境负荷最大,农业集约化程度最高,可持续发展性能指数最小;黑龙江省能值投入率最低,环境负载率最低,可持续发展性能最强;为了获得高质量的农产品,促进农业生态系统的建设和可持续发展,东北地区应当加强高质量能值特别是科学技术的投入,同时注重自身资源优势的保护和高效利用。

长江沿岸地区经济可持续发展面临的主要问题与对策

开放开发长江,建设强大的长江经济带,是国家的一项重大战略决策,给长江沿岸地区的经济发展带来了勃勃生机,同时也加剧了该地区经济发展与资源环境之间的各种矛盾.本文综合分析了该地区经济可持续发展过程中存在的产业组织结构分散、重大项目重复建设、区域发展的差异扩大以及生态与环境不断恶化等主要问题,并在此基础上,提出了加强区域经济持续发展能力建设的对策与建议.

水草畜生态经济系统可持续发展评价体系研究

草地畜牧业生产是一个复杂的生态经济系统,其产出受系统自身生物学特性决定,也严重依赖于环境条件以及人类生产生活活动,只有正确认识系统特性,进行资源优化配置和合理的干预,方能保证人口—资源—社会—经济—生态环境系统的可持续发展。