生态系统服务供给、消耗的平衡与盈余——以密云县为例

全面评估生态系统服务供给与消耗以及定量分析二者间的关系,对区域生态系统服务管理和可持续发展决策的制定有重要意义.本研究构建了生态系统服务供给与消耗价值的评估体系,基于遥感、统计、调研等多源数据对密云县1998和2013年的生态系统服务供给及消耗进行评估,并分析了1998—2013年密云县"生态-社会-经济"系统发展的主要驱动力.结果表明:研究期内,密云县生态系统服务供给价值远大于消耗价值,这主要由其区位功能定位决定;密云县生态系统服务供给价值、消耗价值均明显增加,但消耗增长率远大于供给增长率,这主要是由社会的快速发展引起;密云县及密云水库在供给北京市饮用水、保护生态屏障甚至维护地区稳定等多方面起着重要作用,应给予其生态补偿.

面向生态系统服务供需的开都-孔雀河流域生态安全格局研究

构建干旱区生态安全格局有利于促进区域生态系统服务供应与需求之间的动态平衡。以干旱区开都-孔雀河流域为研究区,利用InVEST模型、RWEQ模型和Getis-Ord Gi*模型分析生态供给源地,以土地利用程度、地均GDP、人口密度和夜间灯光指数分析生态需求源地,并基于最小累积阻力模型确定供给源地与需求源地之间的生态廊道,从而构建研究区生态安全格局。研究结果表明:(1)开都-孔雀河流域生态供给源地14个,占研究区面积的21.46%,重点生态需求源地共9个斑块,占流域总面积4.63%;生态廊道126条,重要廊道17条,总长度654.68km;生态节点65个,重点生态节点24个。(2)开都-孔雀河流域生态系统服务供给与需求空间错位明显,高供给区域与高需求区域呈现出以城镇边界为分界线的明显特征。(3)结合研究区自然地理特征和景观生态系统服务流动性,运用阻力面模型,构建“两核心、两片区、三横四纵多节点”的开都-孔雀河流域生态安全格局可为保障区域生态系统服务功能和可持续发展政策的制定提供科学参考。

生态系统服务供给、消费与人类福祉的关系

生态系统服务的持续供给是区域可持续发展的基础,人类通过对生态系统服务的消费来满足和提高自身福祉.科学认识生态系统服务供给、消费与人类福祉之间的关系,对于协调生态系统服务保育与人类福祉提高的关系具有重要意义.本文对生态系统服务供给的多样性、复杂性、区域性特点和生态系统服务消费的差异性、不可或缺性特征,以及人类福祉的多维性、地域性、评价指标多样性分别进行了综述,分析了生态系统服务供给与消费之间的不确定性关系和多尺度关联特征,阐述了生态系统服务与人类福祉之间相互反馈和非同步性关系.最后,围绕生态系统服务供给、消费与人类福祉的关系,提出了有待进一步研究的问题.

基于生态系统服务供需关系的国土空间生态修复分区研究——以云南省为例

以云南省为研究区,通过量化生态系统服务供给与需求水平,分析二者匹配关系,研究全省县域尺度的生态保护与修复分区。结果表明,生态系统服务供给与需求存在空间异质性,二者空间上整体表现为互补关系。滇西北和滇西南林区是高供给区,滇东城镇化较为发达地区是低供给区和高需求区。依据供需特征,将云南省分为4个区域,供需协调型(高供给-高需求),应重点提高除水域外其他生态用地供给水平;城乡重构型(低供给-高需求),应重点关注城市绿地空间配置及覆盖;重点修复型(低供给-低需求),在局部地区开展水土保持、矿山修复等修复工程;生态保育型(高供给-低需求),以生态保育为主要目标,实现森林质量的整体提升。

生态系统服务供给和需求研究评述及框架体系构建

生态系统服务供给和需求联系着自然生态系统与社会经济系统,对生态系统服务供给和需求的研究有助于加强生态系统管理和实现资源优化配置,从而保障区域生态安全与社会经济可持续发展。本文在系统梳理国内外相关研究的基础上,对生态系统服务供给和需求的概念内涵、评估方法和实践应用等方面进行全面综述。从理论发展的角度看,虽然目前已取得较为丰富的研究成果,但是现有研究仍较为分散,缺乏统一的生态系统服务供需研究框架体系。鉴于此,本文在对生态系统服务供给和需求的研究范畴进行拓展的基础上,按照"理论-方法-实践"相统一的研究脉络,构建了"定性-定位-定量-定策"的生态系统服务供给和需求研究框架体系,最后提出未来研究应围绕"重点关注生态系统服务供给和需求的空间转移规律、加强生态系统服务供给和需求的定量方法研究、深化生态系统服务供给和需求应用管理实践和建立生态系统服务供给和需求应用评价机制"等方面展开,以期促进生态系统服务供给和需求的理论与实践研究。

“生态系统服务”与“环境服务”法律概念辨析

在国际与各国的法律文件中,生态系统服务与环境服务两个概念内涵存在混淆。事实上,生态系统服务概念与生态系统利益、生态服务概念内涵相同,但是与环境服务概念内涵不同,不能交替使用。建议引入生态系统服务供给概念,并将其纳入环境服务属概念下作为一个种概念。

基于能值理论的雄安新区生态系统物质供给服务功能研究

城市生态安全的核心问题是生态系统服务的供需平衡。量化分析生态系统供给服务,有助于掌握区域粮食安全和相关产业绿色化水平。运用能值理论定量分析了雄安新区生态系统物质供给服务供需关系和农田生态系统供给负面服务,同时,结合历史数据分析了不同利用类型土地生态系统能值产出的变化。结果表明:1)为提供畜禽产品的其他用地是生态系统供给服务能值最大贡献者,该类型用地贡献了57.9%的能值,其次为提供粮食和蔬菜的耕地,提供的能值占比为30.8%,水域和林地生态系统供给能值比例分别仅占9.9%和1.3%;2)雄安新区生态系统物质供给服务总体处于盈余状态,可实现173.5%的自给率,但随着疏解北京非首都功能的不断发挥,人口不断增加,雄安新区生态系统供给服务自给能力不断减弱;3)农田生态系统正负服务比例逐年减少,生态系统负面服务相对于物质供给服务的增长更快,农业绿色化水平有待提高。

长三角地区生态系统供给服务价值评估及权衡协同分析

基于2000—2017年长三角地区省际数据,采用市场价值法对长三角地区生态系统供给服务价值进行评估并计算其可比价,利用ESCI和ESTD模型从食物、原材料和水资源供给服务三个方面探究长三角地区生态系统供给服务价值变化及权衡协同关系。结果显示:生态系统不同类型供给服务价值均呈上升趋势;2000—2010年为长三角生态系统供给服务价值大发展时期,食物供给服务价值增长最为迅猛;2010—2017年发展势头明显放缓;食物供给服务价值占据绝大部分比例,其中农产品供给服务价值占比最大,水资源供给服务价值占比最小;长三角地区整体及苏皖两省生态系统不同类型供给服务间均呈现协同关系,沪浙两地生态系统不同类型供给服务间呈现权衡协同关系。

基于生态系统服务供需的雄安新区生态网络构建与优化

城市生态网络构建是城市生态系统服务有效发挥作用的保障,构建完善的生态网络对于城市生态格局的优化具有重要的意义。结合雄安新区总体规划,通过雄安新区生态系统服务供给、需求两个层面识别生态源地。基于源地⁃缓冲区⁃廊道⁃节点框架,构建新区生态网络。其中,基于生态源地与城镇用地驱动因子,运用最小累积阻力方法得到累积阻力差,构建新区三生空间布局。根据成本距离分析和路径分析,结合雄安新区规划绿带分布,生成生态廊道,并在廊道与廊道交汇点、重要生态功能与脆弱的关键点以及道路轨道交汇点识别生态节点。得出:(1)新区生态源地主要位于白洋淀、公园绿地与其他绿地,分为水域生态源和林地生态源两类生态源地,面积总共728 km2。城镇源地主要位于新区东部容城县与雄县城区以及一些零星的农村居民点区域,面积为166 km2。(2)在新区三生空间布局下,加强生态廊道的构建,提升生态源地之间、生态源地与城镇源地之间的连通性,新区生态廊道主要依赖河流廊道和林地廊道两种类型。(3)在新区未来生态网络的建设中,需要重点关注河流廊道交汇点、河流廊道与城区的交汇处、交通道路与生态用地交汇处等的生态节点的建设及其生态功能的提升。

长江经济带生态系统服务供需格局变化与关联性分析

生态系统服务持续供给是人类社会可持续发展的重要基础。随着社会经济发展和人类生活品质的提高,综合考虑生态系统服务供给与人类需求,并纳入自然资源管理实践对我国生态文明建设至关重要。然而,目前的研究大多集中于生态系统服务供给研究,针对跨区域尺度的生态系统服务供需研究仍较薄弱。以我国跨区域的长江经济带为例,采用生态系统服务供给指数(ESPI)和土地开发指数(LDI),定量测度了生态系统服务的供给和需求,构建了生态系统服务供需指数(ESSDI),分析了长江经济带生态系统服务供需格局的时空变化规律及其区域特征,并利用皮尔逊相关系数和回归分析方法,定量探究了长江经济带生态系统服务供需格局的关联性及其区域差异。研究结果表明:(1)2015年长江经济带的生态系统服务供需格局区域差异明显,总体上呈现西部盈余东部超载的供需格局,其中生态系统服务供需格局状况较好和状况好的区域面积比例较高,占长江经济带总面积的69.45%。(2)长江经济带生态系统服务供需格局空间失衡现象较为突出,长江经济带55.36%的GDP和31.41%的人口均集中在7%生态系统服务供需状况差的区域。2000—2015年期间,长江经济带实施了系列生态保护与修复工程,生态系统服务供需状况趋向变好,生态系统服务供需状况好的县域增加了43个,供需状况差的县域减少了58个;长江经济带上游和中游地区生态系统服务供需状况比下游地区提升幅度大。(3)长江经济带生态系统服务供给和需求整体上呈现负相关。生态系统服务的供需关系存在区域差异。在经济快速增长和土地集约开发的下游地区,生态系统服务供需负相关关系斜率较大。随着ESPI的变化,下游LDI的变化幅度大于欠发达的上游和中游地区。研究结果可为长江经济带生态系统管理和政策制定提供参考。

基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分——以长三角城市群为例

生态系统服务供给与需求能力存在显著的空间异质性与空间失衡,对区域经济发展与环境保护产生巨大影响。以长三角城市群区县为研究单元,分别核算其生态系统服务供给与需求值,引入梯度分析,分析生态系统服务供给与需求的空间特征,并基于供求分析提出长三角城市群生态格局分区方案,且针对性地提出相应片区的发展策略,为长三角城市群土地利用规划、区域协调发展提供科学依据。研究结果表明:(1)长三角城市群生态系统服务供给能力与土地利用类型密切相关,呈现从北到南逐渐升高趋势;(2)长三角城市群生态系统服务需求能力与社会经济发展联系紧密,在长江入海口附近形成生态系统服务需求高值区,然后向外围递减;(3)沪宁杭庐发展梯度带上,生态系统服务供需大致呈现负相关趋势;(4)基于生态系统服务供需关系构建,得到长三角城市群生态格局四大分区:生态保育区(高供给⁃高需求),生态修复区(低供给⁃高需求),生态重塑区(低供给⁃低需求),生态开发区(高供给⁃低需求)。

2005-2015年小江流域生态系统服务供需变化及对石漠化的响应

喀斯特地区石漠化及其生态修复引起的土地利用变化,改变了地表植被覆盖等下垫面条件,进而对生态系统服务产生影响。为了探究石漠化治理工程以来生态系统服务变化情况,采用InVEST、CASA模型等多种模型和方法,研究了小江流域2005—2015年水服务、粮食服务和固碳服务的供需时空变化及对石漠化的响应。结果表明:(1)3种服务的供给水平整体都呈现递增趋势,增幅分别为14.34%,44.00%,40.11%,而需求方面,水服务和固碳服务呈现增加趋势,增幅为3.26%和61.54%,粮食服务呈现减小趋势,减幅为6.98%。(2)水服务和粮食服务的供需比均呈现增加趋势,且供给大于需求,而固碳服务的供需比呈现减小趋势,2015年供给小于需求。(3)石漠化面积越大的区域,粮食服务越低,随着石漠化程度的加重,水服务和固碳服务都呈现递减趋势,而随着石漠化面积减小,水服务和固碳服务变化不明显,粮食服务呈现一定程度的增加趋势,其中变化的面积越大,趋势越明显。流域内生态系统服务的供需状况及对石漠化的响应可在一定程度上反映石漠化治理对人类福祉的影响,能够为区域内生态系统的管理以及石漠化综合治理提供重要的参考。

陕北黄土高原生态系统服务供需格局及其演变

为探究陕北黄土高原生态系统服务供需格局及其时空变化,利用2000—2015年陕北黄土高原土地利用和相关地理数据等,在定量评估生态系统服务供给和需求的基础上,构建生态系统服务供需综合参数,分析了研究区生态系统服务供需格局及其变化。结果表明:(1)2000—2015年研究区各类供给服务数量均有所增加,但生态系统服务的供给格局总体变化不大;其中供给服务增幅最大(22.05%),调节服务增幅最小(2.41%);供给呈现为北部高值、中部中值、中东部较低值和中部偏北低值格局。(2)生态系统服务需求逐年增加,但整体生态系统服务需求格局大体保持不变。增幅最大的影响因素是GDP总量(20.93倍),最小的是人口总量(1.17倍);研究期间,生态系统服务需求大体保持南部和中东部以低需求和较低需求类型为主、中西部以中需求和较高需求为主、北部以高需求为主的格局。(3)综合研究区生态系统服务供需整体状况,形成4种生态系统服务供需类型和4种演变方式。综上,2000—2015年陕北黄土高原区生态系统服务供需均有所增加,但供需格局大体保持一致。

武陵山片区生态系统服务供需耦合协调评价及其驱动因素分析

探索武陵山片区生态系统服务供需耦合协调的时空演变规律及其驱动因素,助力于区域社会、经济与生态环境的可持续发展。采用了市场价值法、耦合协调度模型和地理加权回归模型等方法,对片区2001~2019年生态系统服务供给与需求进行定量分析,并研究多个因素对其耦合协调度的影响。结果表明:(1)研究期间片区生态系统服务价值增加了30亿元,2019年达到了3 696.97亿元。(2)片区生态系统服务供需耦合度和耦合协调度空间分布较为稳定,耦合度以中级耦合状态为主,耦合协调度以勉强协调状态为主。(3)NDVI、生态环境质量指数和地方财政一般预算支出对片区生态系统服务供需耦合协调度呈现正向驱动关系,NPP、降水量和GDP为负向驱动关系。武陵山片区生态系统服务供需耦合协调关系呈现北高南低的空间格局,且受环境和社会的多重因素影响,研究结果可为区域管理的科学决策提供参考。

京津冀SO_(2)区域调控生态补偿机制研究

通过查阅资料和文献,获得京津冀地区各种植物类型的面积及其吸收能力。2005年,北京、天津和河北省植物分别能吸收7.65万t、3.25万t和81.89万t的SO_(2)。前人对硫沉降的模拟,分别得到2002年、2005年、2008年、2011年和2014年的SO_(2)沉降量。基于生态系统服务供给和消费的SO_(2)生态补偿,得到2014年北京市和河北省理论上的生态补偿金额为894万元和2076万元,天津的为8070万元。可以由京津冀的上级政府或三个地区的政府共同建立区际生态补偿基金,用以联防联控京津冀的SO_(2)污染。

生态系统供给服务评估及经济价值测算

针对目前生态系统产品供给服务评估中缺乏空间表达、未考虑产品可获得性等不足,基于ArcGIS9.2,综合考虑生态系统产品的供、需两方面因素,构建了生态系统供给服务物质量和价值量的空间表达技术方法和评估模型,并对2000年丽江老君山地区的木材产品提供进行了分析.结果表明:2000年,老君山地区实际木材产品年供给服务总量为11.12×104m3.a-1,仅为年总蓄积增加量的3.2%;木材产品供给服务总价值为6669.27万元,其中以针叶林为主(90.41%).由于研究区东部人口及道路较密集,部分区域位于保护区外,且森林植被分布零散,供给服务物质量的空间分布呈"东高西低"格局.

雄安新区生态系统服务簇权衡与协同

河北雄安新区建设是千年大计、国家大事。在生态优先、绿色发展理念引领下,深入理解生态系统服务间关系对于优化国土空间开发保护、实现自然资源可持续管理具有重要意义。本文基于多源数据评估了雄安新区四种生态系统服务,分析了生态系统服务间关系,并利用自组织映射特征网络划分了生态系统服务簇,以期为新区统筹权衡规划建设提供科学依据。研究结果表明:雄安新区生物多样性维持服务供给总体呈从东北向西南递增;食物供给服务在安新县与容城县供给较高,在雄县供给较低;产水服务供给以西南部地区较高,东北部地区较低;娱乐服务供给则以中北部地区较高,西南部地区较低。不同类型生态系统服务间多为协同关系,少为权衡关系。识别出四种生态系统服务簇,不同服务簇的主要土地利用类型及服务供给特点均存在差异,食物供给簇以旱地为主,主要提供食物供给服务;文化娱乐簇也以旱地为主,主要提供娱乐服务;生态保育簇以水域、旱地和林地为主,主要提供生物多样性维持服务;城镇生活簇则以建设用地为主,也包括少部分水田,主要以产水服务较高。根据不同生态系统服务供给间关系特征,为新区合理确定土地利用变更时序与位置以及促进多重生态系统服务可持续供给提出了建议。

基于生态系统服务评估的农地生态补偿机制研究进展

为推进生态保护与修复,中共中央对生态补偿制度体系建设提出了新的指导意见,并在重点区域进行了实践。但是,生态系统服务空间供需错位导致参与主体不明确,生态补偿标准不统一阻碍机制的稳定运行,影响了生态补偿机制的实施效果。因此,本文剖析生态系统服务供给和需求的概念,总结二者的相互关系,分析生态系统服务流的定义和传递过程,介绍生态系统服务评估的主要建模方法,同时归纳农地生态补偿机制构建、补偿标准确定和参与主体识别的现状。在此基础上,指出生态系统服务评估的不足之处和未来方向,概括生态系统服务建模方法的发展趋势,为农地生态补偿机制的设计和改进提出可行的方向和思路。根据分析和梳理得出主要的研究进展为:①目前的生态系统服务评估侧重功能和潜力,忽视了生态系统服务传递的中间过程;②生态系统服务的建模方法不断被完善,技术门槛逐渐提高,并更加注重多元化、交叉学科的融合;③农地生态补偿机制的方案设计亟需结合生态系统服务的空间流动属性进行改进。因此,合理地改进农地生态补偿方案,可根据农地生态系统服务流的空间流量分布测度生态补偿标准,并通过识别生态系统服务效益的接收对象确定参与主体,从而建立农地生态补偿机制的运行平台。