面向多重生态保护目标的广东省生态系统服务退化风险情景模拟

稳定、协调、可持续的生态系统服务供给是维持区域自然生命系统、保障区域生态安全的基础。面临生态系统所受的人为与自然干扰,有必要准确评估生态系统服务退化风险,揭示区域生态安全和可持续性提升路径。现有研究多叠加所有生态系统服务以评估生态系统服务退化风险,未能面向区域生态问题或生态需求对不同类型生态系统服务进行整合。研究提出面向多重生态保护目标的生态系统服务退化风险情景模拟框架,考虑广东省生物多样性保育、水资源安全、自然灾害防范等生态保护目标,选取代表性生态系统服务类型(生境维持、水源涵养、水质净化、土壤保持、洪水缓解、热带气旋缓解),基于不同典型浓度路径情景评估2018-2035年生态系统服务退化风险。结果表明,2018-2035年广东省生态系统服务供给空间格局基本稳定,尽管有所退化、空间异质性强。生态系统服务退化风险的情景模拟表明,面向生物多样性保育目标的生态系统服务退化高风险区位于珠三角的深圳市、佛山市和江门市,以及粤西和粤东地区的湛江市、茂名市和揭阳市;面向水资源安全目标的生态系统服务退化高风险区位于珠三角的深圳市、中山市和江门市,以及粤西与粤东地区的茂名市、揭阳市和江门市;面向自然灾害防范目标的生态系统服务退化高风险区位于珠三角的深圳市与江门市、粤西与粤东地区的茂名市、湛江市和揭阳市,是广东省生态系统服务退化风险防范的关键区域。面向多重生态保护目标,广东省生态系统服务退化风险应对策略应重视城市生态系统生物多样性保育,应加强对生态用地尤其是红树林的保护及恢复,应对流域进行分级管控,因地制宜开展面向多重生态保护目标的生态保护与修复工程,应积极采取气候变化相关干预政策,优选低资源消耗低生态影响的绿色可持续发展路径。

基于景观生态风险和生态系统服务价值的海岸带地区生态修复分区研究——以防城港市为例

以防城港市海岸带地区为例,计算其在不同时期内的景观生态风险和生态系统服务价值,利用空间自相关分析二者的空间关联性,基于分析结果划定海岸带地区的国土空间生态修复分区。结果表明:2000—2020年防城港市海岸带地区的土地利用类型以林地为主,约占研究区面积的50%,其次为海域(18%)、耕地(16%)和建设用地(6%),在研究期间海岸带地区林地、海域和建设用地的类型转换最为剧烈。研究区整体生态风险等级以较低生态风险为主,约占研究区面积的32%,其次为中生态风险(26%)、低生态风险(18%)和较高生态风险(16%),而高生态风险的面积较少,约占研究区面积的8%,研究期间较低生态风险和中生态风险的范围呈现缩减趋势,而低生态风险、较高生态风险和高生态风险的范围呈现扩张趋势。研究区的生态系统服务价值呈现先增后减的趋势,20年间累计减少5.43亿元。基于景观生态风险和生态系统服务价值的空间集聚分析结果,将研究区划分为生态优先修复区、生态重点修复区、生态综合提升区、生态预防治理区和生态保育涵养区,针对不同分区分别提出了滨海湿地修复、农地肥力培育、城市内河治理、提升生态用地完整度和促进林草自然更新等生态修复措施。

基于生态系统服务的青海湖流域生态风险评估及其空间异质性影响因素分析

青海湖流域是我国西北部的“气候调节器”和“空气加湿器”,其生态风险管控对青藏高原乃至我国西部的生态保护和可持续发展都有着重要意义。基于InVEST模型对青海湖流域2005年、2010年、2015年、2020年产水量、土壤保持、生境质量和碳储存4项生态系统服务进行定量评估,借助熵权—TOPSIS法,以生态系统服务的相对损失量来构建区域生态风险指数,并运用地理探测器和地理加权回归模型分析自然—社会要素对青海湖流域生态风险空间异质性的影响。结果表明:(1)2005—2020年青海湖流域产水量、土壤保持、生境质量和碳储存均呈现波动增加的趋势,增幅分别为10.17%、18.36%、9.84%、3.47%,各项生态系统服务的高值区分布于河流上游的河源区和植被覆盖率高的林地区域;(2)2005—2020年青海湖流域生态风险较高,但呈现波动降低的趋势。高风险区主要位于湖区、环湖区、布哈河河谷以及流域西北部;(3)青海湖流域生态风险的空间格局受地形及高程因子主导,但人为干扰度的影响力呈逐年上升趋势。驱动因子交互作用的解释力显著高于单因子;(4)主要驱动因子对研究区生态风险的作用方向及强度存在明显的空间分异特征,坡度呈正相关,年平均气温呈负相关,归一化植被指数(NDVI)和人为干扰度呈现出正负两种效应,但以正向效应为主。研究结果对青海湖流域生态风险管控和高原生态环境保护有一定借鉴意义。

基于GEE的昆明市生态系统服务价值与生态风险变化

[目的]研究区域生态系统服务价值和生态风险变化及影响,为土地资源合理利用及国土空间生态修复提供决策支持。[方法]以Landsat遥感影像为数据源,使用GEE(Google Earth Engine)平台随机森林分类方法对云南省昆明市1990—2020年的土地利用变化信息进行提取,基于解译结果进行空间动态变化分析,采用当量因子法估算生态系统服务价值,运用生态风险模型揭示生态风险变化趋势,并借助双变量空间自相关模型计算二者的相关性。[结果]①1990—2020年,昆明市土地利用类型中林地和草地占地面积最大,建设用地面积明显增加,耕地、草地和林地面积减少。②昆明市生态系统服务价值总体呈逐年上升趋势,共上升3.08×108元,生态保护政策的有效实施对生态系统服务价值的提升有积极作用;研究期间生态风险以中、低风险为主,占总面积的79%,生态风险总体均值下降了0.12,城市经济发展与环境保护向良性态势发展。③生态风险对生态系统服务价值变化具有一定的影响。随着时间的推移,高价值—高风险区面积逐渐减少,低价值—低风险区面积逐渐增加,无明显极值。[结论]将区域生态系统服务价值和生态风险结合,能够较好地刻画昆明市人类活动所引起的生态环境状况的改变,为环境保护和高质量的可持续发展提供决策管理参考,有效防范生态风险,使昆明市经济发展与环境保护向良性态势发展。

安徽省生态系统服务价值与景观生态风险时空协同研究

摸清生态系统服务价值家底,科学防范治理生态风险,可为地区在“两山”政策背景下保障绿色可持续发展提供理论支撑,给出化人地“矛盾”为“和谐”思路。鉴于近20年间安徽省经济增长突出、人地矛盾凸显,以安徽省为研究区域,基于2000—2020年土地利用数据,构建生态系统服务价值、景观生态风险评价模型,综合运用空间相关分析、地理加权回归及地理探测器等研究方法,探究安徽省生态系统服务价值与景观生态风险的时空演变趋势及空间影响关系。结果表明:(1)20年间安徽省生态系统服务价值(ESV)下滑明显,流域与山区价值较高,中部北部耕地价值较低,景观生态风险(ERI)在20年间逐渐好转。(2)研究区ESV与ERI的莫兰指数显著降低,高—高、低—高聚集区减少,且ESV对ERI的激化作用显著减弱。(3)自然、社会因素均能显著驱动ESV,ERI则主要受自然因素驱动。研究表明生态系统稳定性对ESV与ERI间的关系有显著影响,未来应持续保护南部山区林地,重点治理境内水域生态环境,提升草地景观整体性,科学划定城镇开发边界,增强安徽省生态系统稳定度。

湘江流域生态系统服务价值与生态风险时空演变及其相关性分析

以湘江流域1995—2020年共6期遥感解译后的土地利用数据为基础,对湘江流域生态系统服务价值和生态风险时空演变及其相关性进行研究.结果表明:(1)25年间,湘江流域生态系统服务价值总体下降,共减少2919.77亿元,空间上呈现南北高中间低,各土地利用类型的生态系统服务价值占比大小依次为:林地>水域>耕地>草地>湿地>未利用地>建设用地.(2)1995—2020年,湘江流域生态风险指数总体呈缓慢降低的变化趋势,生态风险值最小的是建设用地,最大的是耕地;生态风险等级呈整体成片、局部聚集的分布状态.(3)生态风险指数在空间分布上呈正相关性,土地利用生态风险等级相似样地的空间集聚总体呈减少态势;空间自相关表明相关性显著区域主要分布在岳阳、株洲、郴州和永州.

西安市生态系统服务价值与生态风险时空演变及其关联分析

随着城市化进程不断加快,土地利用方式对环境产生重要影响。本研究以ArcGIS 10.8、Fragatats 4.2、GeoDa 1.20、Excel 365软件为支撑平台,以1995年、2000年、2005年、2010年、2015年、2020年等近30年西安市土地利用数据为数据源,基于1 km×1 km评价单元格网研究了近30年西安市生态风险时空变化与生态系统服务价值相关性关系。结果表明:1)近30年土地利用耕地、草地主要流向林地、水域、建设用地,其中林地最多,其次为建设用地,再次为水域;2)近30年西安市生态系统服务价值围绕228.11×10^(8)元上下波动,且提供生态价值由大到小为林地>耕地>水域>草地>未利用地>建设用地;3)近30年西安市景观生态风险变化为先减小后增加的态势,且整体景观生态风险值较低,最大生态风险分别为6.63、2.57、1.24、1.48、1.38、3.58,高生态风险区域集中在林地与水域、草地与林地、水域与耕地交会处;4)西安市生态服务价值与景观生态风险指数呈负相关,负相关斜率分别为-0.142、-0.180、-0.135、-0.246、-0.246、-0.191。本研究旨在为西安市土地利用合理规划及环境治理提供参考。

汉江生态经济带景观生态风险与生态系统服务价值的时空变化及关联性

[目的]研究汉江生态经济带景观生态风险与生态系统服务价值的时空变化及关联性,不仅为区域生态安全及生态系统的可持续发展提供理论依据,也为经济带景观格局优化和土地资源合理配置提供理论支撑。[方法]基于生态系统服务价值当量表,对汉江生态经济带土地景观格局及生态系统服务价值进行了评估,分析二者之间的内在联系,揭示景观生态风险与生态系统服务价值的时空变化规律,探析了二者的互馈关系。[结果]①1990—2020年汉江生态经济带景观破碎度逐渐增强,景观生态风险有微增现象;空间上呈现“上游低风险,中游中高风险与低风险相伴,下游高风险”的格局。②1990—2020年汉江生态经济带生态系统服务价值有微增态势,增加了86.6亿元,年增长率为0.06%,其中调节服务的贡献率高达66.8%,支持服务贡献率为22.2%;空间上呈现“上游山区为中高值区,中游中高价值与低价值相伴生,下游低价值”的格局;③1990—2020年二者呈现负相关的波动性变化,低生态服务价值面临高生态风险,而高价值存在低生态风险,2005年以前显著性有所下降,2005年以后显著性有所上升。[结论]总体来看,应重视该经济带的生态系统整体性,加强流域内部的有机协同发展,上游重视生物多样性保护,下游加强生态空间用途管制,综合提高经济带生态系统服务价值。

青藏高原草地生态系统演化过程、可持续发展瓶颈及应对分析

青藏高原面积巨大,自然条件恶劣,生态环境脆弱,具有生态、生产和生活的三生服务功能。自20世纪80年代以来,在气候变化、人口激增、市场冲击和经营管理模式改变等多种因素影响下,青藏高原草地生产服务功能逐渐被弱化,“人-地”矛盾凸显,如何实现青藏高原草地生态系统的可持续发展成为“关系人民福祉、关乎民族未来的大计”。基于此,本文梳理了青藏高原生态系统演化历史、植被演化过程及不同历史时期人类活动及区域经济-资源发展模式特征,发现:1)在大的时空间尺度下,青藏高原植被演替的主控因子为气候变化和剧烈的地质变迁,在小的时空尺度下,导致相同地理和气候单元植被特征分异的原因是放牧强度的分异,而草地过度放牧的原因同家庭牧场的管理、草地生态价值的可评估性、人口与生产力发展适配度等关系密切。2)规模化放牧在青藏高原区域具有数千年历史,并形成了人-草-畜协同演化的互利共生关系,青藏高原草地生态系统可持续发展需要在汲取当地传统知识和文化精华的基础之上,扩大草地生产的层次性,引入或研发以生产和生态效益共赢为目的的科学技术,完善和延伸草地生产产业链,完善高原生态系统生态价值评估体系,调动牧场管理者草地健康保护的主观能动性,完成草地健康监管奖惩制度,以生产力、管理和文化为调节手段提高青藏高原区域农牧业现代化和商品化程度,实现青藏高原草地生态系统资源可持续利用发展及区域生态文明建设。

2000—2020年广西生态系统服务价值时空变化评估

近年来,广西壮族自治区(简称广西)社会经济稳步发展,但部分因素依然制约区域生态系统服务价值的持续提升。分析2000—2020年广西生态系统服务价值和生态风险的时空变化特征及二者关联性,可为广西生态系统保护和修复提供参考。本文运用单位面积当量因子法、生态风险核算模型、双变量空间自相关分析,核算2000—2020年广西生态系统服务价值与生态风险指数,并分析其时空分异特征及其相关性。结果表明,2000—2020年广西生态系统服务价值增减起伏,从2000年的25240.24亿元增加到2020年的25251.56亿元,总体增幅为0.05%。生态风险等级总体呈现南高北低的空间格局,各区域面积表现出增减起伏的走向。从数量相关性来看,生态系统服务价值和生态风险具有较强的相关性;从空间相关性来看,生态系统服务价值与生态风险在空间上呈聚集分布,呈显著的负相关。广西生态系统服务价值与生态风险呈负相关,二者的结合研究可以更好地体现人类活动造成的生态环境变化,为生态系统修复及土地可持续利用提供支持。

基于生态系统服务价值和景观生态风险的生态分区识别与优化策略——以祁连山国家公园青海片区为例

生态空间分区识别是支撑自然保护地生态资产管理的前提性和基础性工作。以祁连山国家公园青海片区(以下简称为“园区”)为例,集成遥感技术、地理信息模型方法、景观生态学方法、GIS格网法,分析了园区1998—2018年土地利用、生态系统服务价值、景观生态风险的时空演变特征,选用Z-score标准化构建了四类生态分区。结果表明:(1)草地占园区面积的55.00%以上,30年间(1998—2018年)园区土地利用之间转移总面积为102.49 km^(2)。(2)3个时期(1998年、2008年、2018年)园区生态系统服务价值(ESV)约为274亿元/a,单位面积ESV为172.94万元/km^(2)。不同ESV等级呈现“大分散、小集聚”的镶嵌交错分布格局,高寒河源湿地区和寒温带针叶林区为ESV的高值区。(3)3个时期园区景观生态风险指数(ERI)分别为0.2287、0.2286和0.2310,生态安全状态整体较好,景观生态风险以低生态风险等级和较低生态风险等级占主导地位,占园区面积的90.00%左右。人工牧草地、旱地、建设用地的景观生态风险等级较高。(4)结合生态系统服务价值和景观生态风险两个维度将园区划分为生态保障型生境修复区(I)、生态脆弱型特别保护区(II)、生态改良型发展利用区(III)和生态预防型保育涵养区(IV)四类生态分区,并提出差异化管控方案。

基于生态系统服务的黄河三角洲生态风险评估研究

生态安全与人类福祉密切相关,因此量化区域生态风险能够有效地对高风险地区进行防范,同时更利于区域可持续发展。本文通过InVEST模型测算黄河三角洲区域1990年、2000年、2010年、2020年生态系统碳存储、生境质量和土壤保持3种生态系统服务的物理量,根据测算结果构建生态风险评估模型,在此基础上对黄河三角洲生态风险进行时空格局演变特征分析。结果表明:1)黄河三角洲区域生态系统服务整体弱化,在建设用地、水域等区域最为明显。2)1990—2020年黄河三角洲区域碳存储整体呈现内陆高沿海低的空间格局,生境质量空间波动范围增大,土壤保持能力降低。3)黄河三角洲区域生态风险有上升趋势。沿海水域及建设用地区域受风险概率较大,而林草地等植被覆盖区域生态风险低。研究结果可为黄河流域生态保护和高质量发展提供决策支持与参考。

托克托县生态系统服务价值与景观生态风险时空变化及其关联性

随着我国城市化水平的提升,不合理的土地利用及资源的过度开发导致区域生态系统服务功能出现退化、景观破碎化程度增加的现象,给生态安全带来了考验。基于RS、GIS、Geoda等软件,以1990、2000、2010年和2020年4期托克托县遥感影像为数据源,核算托克托县1990-2020年的生态系统服务价值和生态风险指数,并对两者时空变化及相关性进行分析。结果表明,1)30 a间托克托县生态系统服务价值总量由17.84×10^(8)元降低到17.77×10^(8)元,较高及高等级生态风险占比呈现缓慢降低趋势,总体下降24.6%,区域生态状况总体状况呈现好转;2)托克托县景观生态风险指数与生态系统服务价值的空间自相关表现为显著负相关关系;3)托克托县景观生态风险指数高的区域对应生态系统服务价值有增大的可能性,生态风险指数低的区域其生态系统服务价值也会随之降低。

广州市生态系统服务价值与生态风险时空变化及相关性分析

随着城市化进程的不断发展,过度地开采和资源的不合理利用导致生态环境不断恶化,加剧了生态系统服务功能的退化,生态风险不断攀升。鉴于近20年广州市经济增长突出,人地矛盾加剧,本文以遥感和地理信息系统技术为基础,基于双变量空间自相关模型,以2 km*2 km的评价单元格为基础,对2000年、2010年、2020年三期广州市的土地利用数据计算20年来广州市的生态系统服务价值、生态风险指数以及两者之间的相关性。2000年至2020年生态系统服务价值由249.32亿元降至224.16亿元,减少了10.09%,生态风险的面积20年来增加了14.77%,且生态风险指数上升的速度越来越快,研究表明广州市的生态质量持续下降且速率不断增长。

高山草甸生态系统修复单元划定研究——以达日县为例

受高海拔和高原气候的影响,高寒草甸极易发生退化,且草地生态系统对水源涵养、土壤保持、防风固沙、生物多样性等生态系统服务功能有重要影响,在保障区域生态安全格局和响应全球气候变化等方面发挥着重要的作用。达日县具有典型的高寒草甸生态系统,本研究基于达日2015-2020年草地生态监测数据、遥感影像数据、大气监测数据、土壤监测等数据,运用遥感解译、空间分析、水量平衡方程、土壤流失方程、修成风蚀方程、INVEST模型等方法,分析草地退化,评价草地生态系统服务功能,划分主导生态功能分区,对生态修复单元划定进行研究,结果显示,(1)达日生态主导功能以水源涵养和生物多样性及土壤保持为主;(2)中重度退化草地近草地总面积的40%;(3)共划分7个生态修复单元:夏曲流域草地退化修复单元、昂苍曲流域草地退化修复单元、吉迈河流域草地退化修复单元、黄河沿岸草地退化修复单元、达日河流域综合修复单元、柯曲流域综合修复单元、尼曲流域草地退化修复单元。研究结果将为高寒草甸退化地区生态修复提供方向。

湿地生态系统的恢复和可持续管理

湿地生态系统是地球上最重要的生态系统之一,对生物多样性维护、水资源管理、气候调节等起着重要作用.然而,湿地面临着湿地退化、生态系统服务丧失、人类活动压力、气候变化和生物入侵等多重问题.为了保护和恢复湿地生态系统,出台可持续管理和应对气候变化的策略至关重要.探讨了湿地生态系统的重要性、面临的问题以及解决对策,包括湿地恢复、可持续管理、人类活动管理、气候适应策略和生物入侵控制措施.

生态修复及草地生态系统修复措施探究

人类活动对全球生态系统产生了普遍而深刻的危害。土地利用变化、过度开发、污染和气候变化等因素导致了生态系统退化,对生命多样性、生态系统服务,以及人类生产生活造成了严重威胁。为了应对这些挑战,生态修复应运而生,其目标是通过人为干预措施,修复受损生态系统的构成与功能,以增强其稳定性与可持续性。生态修复的概念最早由Bradshaw提出,他将其定义为“通过去除退化原因,辅助受损生态系统的自然恢复过程。”此后,许多学者对这一定义进行了补充和完善。McDonald等强调,生态修复不仅要恢复地球生态系统的生物组成,同时恢复其内部结构、功用以及自身维持能力。

基于生态系统服务的生态风险评价研究进展

生态风险评价对科学管理与保护生态系统具有重要的意义,为弥补传统生态风险评价方法的不足和提高风险管理的效率,将生态系统服务引入生态风险评价中进行发展和完善,成为了当前生态风险评价研究的前沿和热点。系统分析了生态系统服务在生态风险评价中的应用,指出生态系统服务在问题形成阶段中可明确保护对象和属性,在风险分析阶段可联系生态系统结构过程作用,在风险表征阶段及后续阶段能可提供清晰明确的评价结果,加强风险交流和管理,能有效地改进生态系统传统生态风险评价。在实践上,基于生态系统服务的生态风险评价可从3个不同层面开展:一是针对外界压力对某类特定功能或者系统中某些服务功能的影响,构建基于某种特定服务的实体属性评价方法;二是针对外界压力作用下生态系统结构与过程变化下对功能影响,构建基于复杂生态系统作用的评价方法,实现对生态风险的模拟评价;三是评价社会生态系统下外界驱动对人类福祉的影响时,可将DPSIR(Drive-Pressure-State-Impact-Response)理论模型运用到生态风险管理中,也可基于景观生态系统服务与压力源的空间作用关系,实现社会生态系统风险评价与管理。作为生态风险表征手段,可基于生态系统服务损失与不利服务进行表征,也可选取热力学等指标作为评估量纲。从理论、评价方法、风险管理等方面对基于生态系统服务生态风险评价给予展望。

基于生态系统服务的土地整治生态风险评价与管控建议

土地整治的生态风险评价与管理是生态文明背景下土地整治项目可持续发展的客观要求。"十三五"期间,土地整治投资和力度规模持续加大,在对区域社会和经济发展带来积极作用的同时,也会对区域生态系统结构与功能产生深远影响,如何管控土地整治的生态风险受到越来越多的关注。在系统阐述了土地整治生态风险的内涵与特点的基础上,分析了土地整治不同生态效应所对应的生态风险因子与评价指标体系,提出了基于土地整治全过程分析的生态风险识别、评价与管控的思路,并将生态系统服务功能的提升作为生态风险评价的重要内容,克服了以往生态风险研究更多侧重生态系统结构与功能本身变化的局限性,并指出了土地整治生态风险所需要关注的科学问题与发展趋势。

基于生态系统服务视角的生态风险评估及生态修复空间辨识——以长江源区为例

辨识生态修复空间是进行生态恢复与重建的重要前提。在流域尺度,以长江源区为研究对象,构建了青藏高原生态修复空间辨识框架,以定量方法为主、定性方法为辅,依次开展了区域主导生态系统服务评估、生态风险评估、植被退化评价,识别了生态修复优先区,提出了系统保护与修复建议。结果表明:(1)2000年、2015年长江源区生态系统服务呈现从西北部向东南部增加的趋势,单位面积水源涵养量、土壤保持量分别下降18.06%、22.9%,单位面积防风固沙量增加8.84%,NPP未发生显著变化。(2)生态风险以1、2、3级中低风险为主,面积占比共计74.41%;4级区面积占比19.35%;5级区面积占比仅6.24%,集中分布于称多、玉树和唐古拉山。不同风险等级呈圈层递减的分布格局。(3)2000—2015年NDVI增长率为0.013%/a。绝大部分草地未发生退化,轻度退化草地面积占比0.82%;中重度退化草地面积占比1.09%;(4)严格施行划区轮牧和草畜平衡管理,坚持以自然修复为主、辅以人工修复,治理黑土滩、沙化土地、水土流失。对于昂日曲、麻多乡北、加巧曲等9个地块(393.75 km^(2)),严格封禁,针对性地实施沙化地修复、黑土滩修复、草原有害生物防控工程等人工干预和保护措施。研究结果能为青藏高原生态系统服务功能维护和提升、退化生态系统的修复治理提供理论依据和技术支撑。