2001-2020年内蒙古净生态系统生产力格局多时间尺度分析

掌握净生态系统生产力(NEP)时空格局对提高干旱/半干旱地区生态系统功能有重要意义。已有的NEP时空格局研究大多以年尺度开展分析,而NEP在多时间尺度上的特征差异尚不明晰。基于多源遥感、气象和地面实测数据,采用CASA模型、土壤呼吸地质统计模型(GSMSR)和土壤呼吸-土壤异养呼吸(Rs-Rh)关系模型耦合模拟内蒙古2001-2020年NEP,分析其年、季、月多时间尺度时空特征,并探讨8种不同植被NEP的多时间尺度特征差异。结果表明,1)内蒙古年尺度NEP的空间分布格局稳定,从东北向西南递减,这一格局与春夏秋3季及植被生长期的3-10月一致,而冬季植被进入休眠期使得空间差异显著减小。2)内蒙古多时间尺度NEP年际变化趋势有所不同:年尺度上,内蒙古总NEP呈波动上升趋势,年际变化率为C 3.75 Tg·a^(-1);季尺度上,夏季增长趋势最大,占全年增长的41.6%,春秋两季对NEP的增长也起到至关重要的作用,分别占比34.9%和23.3%,冬季对NEP增长贡献非常有限;月尺度上,NEP年内变化与植被生长物候周期较为接近,1月和12月年际NEP为减少趋势,其余月份年际NEP均为上升趋势,其中9月增长趋势最大,占全年增长的19.3%。3)不同植被类型NEP年际趋势存在差异,5种植被类型年NEP呈增长趋势,3种呈下降趋势;草地在季尺度年际变化中均保持增长,在夏季最高,而灌木林在季尺度年际变化中均为降低趋势,夏季降幅最大;月尺度年际变化中灌木林均为降低趋势,1月降幅最大。该研究能够为明晰区域碳循环及改善生态系统功能提供科学依据。

近十年青海湖水生态系统生产总值变化及其影响因素

受气候变化和人类活动影响,湖泊水生态系统及其服务功能发生改变,研究湖泊水生态系统生产总值动态变化及其影响因素,对于维护湖泊健康生命、实现湖泊功能永续利用具有重要意义。选择位于气候敏感区和生态脆弱区的青海湖作为研究对象,根据青海湖水生态系统特征及当前保护状况,筛选调节服务及文化服务2类8个评估指标,构建湖泊水生态系统生产总值指标体系,核算2010—2020年青海湖水生态系统生产总值,分析其变化趋势及主要影响因素。结果表明,2010—2020年青海湖水生态系统生产总值总体呈波动上升趋势,变化范围为6903.47亿~7848.55亿元;调节服务是青海湖水生态系统主要的服务类型,占比高达91%。近十年,气候调节和水质净化价值有所减少,其他服务功能价值均呈增加趋势。水源涵养价值增加最多,增长760.70亿元;气候调节价值下降最多,减少658.59亿元。偏最小二乘回归分析表明,水温、水位是影响青海湖水生态系统生产总值的主要因素。气候变化影响下,水温升高引起初级生产力增加及鱼类数量增长,同时近年来水体矿化度下降有利于水生生物生长,提高了固碳释氧和物种保育价值。水位与水面面积增加引起水源涵养、洪水调蓄价值增长;蒸发量减少导致气候调节价值下降。人类合理开发利用与保护作用下,物种保育、休闲旅游和科研教育价值均得到了显著提升。本研究量化了青海湖水生态系统对人类的贡献,为变化环境下退化水生态系统修复、生态保护措施效果定量评价提供了科学依据。建议定期核算青海湖水生态系统生产总值,跟踪评估气候变化与人类活动共同影响下青海湖水生态系统变化,对维持青藏高原东北部生态安全具有重要作用。

晋中市生态系统生产总值核算与空间利用研究

基于功能价格法对生态系统生产总值(GEP)核算框架进行构建,分供给服务、调节服务、文化服务三大类别共15个核算科目对2019年山西省晋中市GEP进行核算,并根据不同价值量的分布进行空间分析与利用评价。结果表明,2019年晋中市GEP为1 719.32亿元,供给服务、调节服务和文化服务价值分别占10.3%、71.6%、18.1%;不同生态系统类型所提供的GEP由大到小依次为森林、湿地、农田、草地;各县(市、区)GEP由大到小依次为和顺县、左权县、寿阳县、昔阳县、榆社县、平遥县、榆次区、灵石县、太谷区、祁县、介休市,整体呈东高西低的分布态势;最后依据GEP不同服务类别的空间分布及其重要程度对研究区开展了生态产品主导服务分区和空间利用评价。

湖南省茶陵县森林生态系统生产总值核算研究

以茶陵县森林生态系统为研究对象,基于生态系统服务功能评估理论,采用ArcGIS 10.8软件和InVEST 3.14模型,从产品供给服务价值、调节服务价值、文化服务价值三个方面分析2010—2020年间的森林生态系统生产总值。结果表明:2010—2020年茶陵县森林生态系统生产总值呈上升的趋势,上升幅度为12.60%,各类服务价值按大小排序为调节服务价值>文化服务价值>产品供给服务价值;除气候调节价值下降和空气净化价值几乎无变化外,2010—2020年茶陵县森林生态系统服务的其他各项功能价值均呈现上升的趋势,各服务价值按大小排序为水源涵养>气候调节>文化服务>土壤保持>固碳释氧>林产品>空气净化。研究结果验证了森林具有重要的生态功能,对于茶陵县下一步开展森林生态系统的管理和保护、推进生态文明建设、将“绿水青山”转化为“金山银山”具有重要的指导意义。

江西省湿地生态系统生产总值(GEP)核算及时空动态分析

生态系统服务是人类社会赖以生存和发展的基础,对生态系统生产总值(GEP)开展精确评估,在协调生态保护与经济增长方面发挥着至关重要的作用。江西省湿地类型丰富,为了更好地掌握湿地生态系统服务价值及其变化规律,增强湿地保护意识,笔者基于江西省2005—2020年4期遥感影像,结合统计数据和地理信息技术,构建了湿地GEP核算指标体系,使用InVEST模型对江西省湿地GEP进行核算并分析其时空动态规律。结果表明:(1)2005—2020年江西省湿地GEP呈现稳定增长态势,至2020年达74336.27亿元,主要得益于气候调节、固碳释氧和洪水调蓄等核心生态系统服务功能的显著贡献。(2)从结构组成分析来看,调节服务始终占据最大比重,尽管文化服务的初始贡献较小,其增长速度却最为显著。具体到服务价值的变化趋势,供给服务价值经历了一个先升后降的过程,调节服务价值则是先降后升,而文化服务价值持续增长;在众多湿地类型中,水田对于湿地调节服务的贡献最为显著;同时,土地利用/覆被及气候变化对湿地生态系统服务的影响最大。(3)2005—2020年江西省湿地单位面积GEP逐年增长,绿金指数(GEP/GDP比)呈逐年下降趋势,表明江西省湿地生态优势正逐渐转变为经济优势。未来应因地制宜提升GEP,以促进生态与经济的耦合发展。

小南海库区生态系统生产总值变化预测与分析

目前处于研究论证阶段的小南海水电站是长江重庆河段内集交通、能源、水利等多重功能为一体的重大基础设施工程,是位于超大城市主城区的大型枢纽工程项目,受到广泛关注。为了系统地评估和预测该项目建设可能的生态效益和影响,参考生态系统生产总值的研究框架和方法,通过构建库区生态系统生产总值评估指标体系,综合运用影子价格法、机会成本法等方法预测水电站建设给库区生态系统生产总值带来的影响。结果表明:①水电站建设不仅可以助力重庆市防洪、供水和航运,还将推动生态系统生产总值提升和生态价值“外溢”,总体上水电站建设前后生态系统生产总值共增加56.86亿元,生态产品价值、生态调节服务价值和生态文化服务价值总量均呈现上升趋势。②水电价值升高趋势较为明显,预计提升50.88亿元/a,其次是休闲旅游价值,预计提升0.34亿元/a;自然景观价值提升约2.30亿元/a;水源涵养、洪水调蓄价值分别提升2.32亿元/a和1.28亿元/a。③水电站建设导致坝址上游水位抬升,林草面积被少量侵占,将对土壤保持价值有轻微影响,建议同步实施一江两岸青山工程水土保持措施,保障库区水土保持效益的维持与提升。从生态、经济、社会多维度评估权衡小南海水电站建设可能造成的库区生态系统结构和生态系统生产总值的变化,可以为水电站建设后的库区生态空间生态修复与绿色发展方向提供指引。

桂西南净生态系统生产力时空变化及其影响因素

净生态系统生产力(NEP)是估算生态系统碳源/汇的重要指标,分析NEP时空变化特征及其对气候因子之间的响应,对科学评估区域生态系统的固碳能力及应对气候变化具有重要意义。以桂西南作为研究对象,基于遥感数据、土地利用数据、气象数据、DEM数据等数据,运用趋势分析、相关分析和残差分析等方法研究了桂西南地区NEP时空分布特征,并探讨了不同气候因子对NEP的影响。结果表明:(1)2000-2018年研究区NEP的均值变化趋势均呈增长趋势,NEP年增长率为2.0384 g·m^(-2)·a^(-1),非喀斯特地区的NEP增长速率为2.7428 g·m^(-2)·a^(-1),而喀斯特地区NEP增长速率为0.6817 g·m^(-2)·a^(-1)。(2)19年来研究区NEP总体在空间呈现西北高,东南低的分布格局。NEP呈极显著增加的区域(15.39%)大于呈极显著减少区域(8.13%),说明研究区整体上生态系统的碳汇能力呈现出增强趋势。(3)研究区NEP与气温和降水均呈现出正相关关系,但NEP与降水的相关系数(0.0904)强于与气温的相关系数(0.0455)。(4)研究区内人类活动对NEP正负影响的贡献率分别是50.24%和49.76%。

生态系统生产总值(GEP)价值实现机制研究及案例剖析

生态系统生产总值(GEP)价值实现是平衡生态产品供给者和需求者、使用者和其他利益相关者、私人利益与公共利益之间的权利与责任、收益与成本的机制。本文通过对我国GEP价值实现机制总结与分析,结合南平市“森林生态银行”案例,发现目前GEP价值实现路径存在地域属性过高,市场化程度较低,难以在全国范围内推广等问题。本文建议,建立信息公开平台、探索建立全国性的生态系统服务交易平台、培育专业化金融服务机构等,提高市场运作效率。

不完美维护下质量退化系统生产维护联合优化

针对设备劣化串联生产系统中质量退化问题,基于维纳过程对设备劣化建模,考虑设备不完美维护对残余劣化量和残余劣化率的综合影响,提出基于实时产品质量信息的设备不完美维护与换新策略,并与生产计划联合优化,建立最小化总成本的数学模型。利用蒙特卡洛仿真对总成本抽样,采用优化转换概率的花粉授粉算法对模型求解。数值实验证明,利用实时质量信息的视情维护策略相较于3类对比策略总成本更低,在高生产负荷系统下平均优化比例为9.61%,在低生产负荷系统下平均优化比例为10.71%。

水下生产系统生产期检验要求

考虑到水下生产系统生产期检验要求不明确,为指导检验进而保证系统安全运行,对其检验要求进行分析。对生产期主要风险进行分类识别并提出针对性的控制策略,总结和对比法律法规、国内外标准及主要船级社标准对生产期检验的不同要求。以渤海湾首套浅水水下生产系统为例,制定具体的生产期检验计划,分析检验执行中的难点及其替代检验方式。分析表明,当前可参照的检验依据主要为船级社标准,制定检验计划应综合考虑风险控制和标准的要求。

降雨因素对生态系统生产总值核算结果的影响

目前生态系统生产总值(GEP)核算工作已在全国多地开展,并在不少地方已将其纳入政绩考核指标,但GEP核算中相关生态系统服务多基于实际降雨数据和多年平均降雨数据,导致在进行年际间GEP变化分析时,结果难以反应实际的生态系统质量和数量的变化,从而影响GEP管理应用的效果。本文以深圳为研究案例,提出了更能代表本地降雨一般化特征的可比降雨条件,以及基于主成分分析的确定方法,并且在可比降雨条件和实际降雨条件下核算了可比降雨年和临近年共3种情景下的生态系统生产总值(GEP),分析了不同情景下的GEP构成以及降雨因素对年际间GEP变化的影响能力。研究发现:(1)2019年为深圳可比降雨年,且符合2008—2020年间各年《深圳市气候公报》对降雨情况的阐述;(2)可比降雨条件下,与降雨相关的4项生态系统服务价值(减少泥沙淤积、减少面源污染、涵养水源、削减洪涝)呈年际间增长趋势,实际降雨条件下,减少泥沙淤积、减少面源污染价值增长,涵养水源、削减洪涝价值下降;(3)降雨因素显著影响GEP年际变化,不同降雨条件下,深圳2019—2020年GEP变化差异高达24.78亿元,而可比降雨条件可以有效减少非人为因素对GEP变化的影响;(4)计算多年平均降雨过程中,数据“峰度”会被人为降低的,导致平均结果不能代表地区典型气候特征;(5)可比降雨条件下,年际间GEP变化特征更能反应生态系统质量和数量的实际变化特征。研究结果可为今后面向管理应用的GEP核算提供新的思路与方法。

生态系统生产总值核算制度及管理应用——以深圳为例

"两山"理念提升了我国各级各地政府对生态价值的认识和重视,自然资本核算在全球学界研究及应用已进入新的阶段。如何开展常态化的核算与应用,如何将科研分析转化为管理制度,成为该领域新的研究命题。深圳积极响应中央政府要求,开展生态系统服务价值核算,服务生态治理,在全国(乃至全球)率先制定了第一个政府生态系统生产总值(GEP)核算制度体系。介绍了深圳GEP核算制度体系的建设过程,描述了深圳GEP核算的主要特点,以及"十三五"期间(2016-2020年)深圳GEP试算的结果,讨论了深圳GEP在城市治理方面的应用路径。

坡向对长白山区西南部蒙古栎林净初级生产力和净生态系统生产力的影响

以长白山西南部地区(地理中心坐标:125°58′54″E、41°44′31″N)为研究区域,以蒙古栎(Quercus mongolica)天然次生林为研究对象,分别在代表研究区域主要植被特征的同一座山、同一海拔高度的阳坡和阴坡,各设置固定样地3块(20 m×30 m)。在两坡向样地内分别设置3个样方(10 m×10 m),阳坡3个样方蒙古栎样木分别为17、13、17株,阴坡3个样方蒙古栎样木分别为13、19、10株,在生长季晚期测量样方内蒙古栎样木胸径、树高;利用生长锥(内径5 mm)钻取样方内所有树木的微生长芯,利用Lintab6年轮分析仪还原树木历年胸径。利用异速生长方程,结合树木年代学方法,测算两坡向蒙古栎林生物量、净初级生产力(NPP);在生长季初,利用挖壕法在各样地中随机设置3个异养呼吸样方(1 m×1 m),样方内随机放置土壤环1个(环高5.0 cm,内径19.5 cm),利用LGR便携式温室气体分析仪配备土壤呼吸气室,观测土壤异养呼吸速率;结合微气象法,整合森林净初级生产力及土壤异养呼吸速率数据,综合估算净生态系统生产力(NEP)。依据试验测试数据,分析坡向环境对蒙古栎林净初级生产力和净生态系统生产力的影响。结果表明:(1)两个坡向蒙古栎林净初级生产力呈现逐年增加的趋势。径向生长在生长初期较快,随着树龄增长生长速度趋于平缓,生长旺盛期在2~10 a。(2)目前,蒙古栎林两坡向生物量,由大到小依次为树干、粗根、树枝、树叶、细根;蒙古栎林两坡向净初级生产力,由大到小依次为树叶、树干、细根、树枝、粗根,阳坡蒙古栎林净初级生产力为840.21 g·m^(-2)·a^(-1)、阴坡蒙古栎林净初级生产力801.22 g·m^(-2)·a^(-1),两坡向蒙古栎林净初级生产力没有显著差异。(3)阳坡土壤异养呼吸通量分别为172.30 g·m^(-2)、阴坡土壤异养呼吸通量212.95 g·m^(-2),阳坡显著低于阴坡(P<0.05)。(4)当前,阳坡净生态系统生产力为667.91 g·m^(-2)·a^(-1)、阴坡净生态系统生产力588.27 g·m^(-2)·a^(-1),阳坡比阴坡高13.54%。(5)近20 a,蒙古栎径向生长速率先快后慢,净初级生产力呈现逐年增长趋势,1998—2017年阳坡净初级生产力显著高于阴坡。土壤异养呼吸通量显著低于阴坡;但阳坡和阴坡的净生态系统生产力,差异不显著。(6)坡向通过影响水热因子的再分配,导致蒙古栎林净初级生产力、土壤异养呼吸通量、净生态系统生产力的高空间异质性,致使其碳封存能力评估和比较还存在很大的不确定性。

高空间分辨率生态系统生产总值时空演化分析--以2000—2020年湖南省为例

基于现有生态系统服务理论与方法,通过引入文教科研指标、优化气体调节指标,提出了湖南省本土自然资源生态系统生产总值(gross ecosystem product,GEP)核算指标体系,集成构建了GEP格网化评估模型,在30 m×30 m格网尺度评估分析了全省2000年、2010年和2020年GEP时空演化特征。研究结果表明:①时间维度,近20 a间湖南省GEP上升3.34×105亿元,增幅达40.28%;各生态系统类型对GEP贡献的排序为:森林>农田>草地>湿地>城市。②空间维度,湖南省GEP总体呈现出西部和东南部高、中部和北部低的空间分布格局;西部武陵山片区增长率高,北部洞庭湖区增长率低。③与已有10 km×10 km研究结果相比,本研究高空间分辨率GEP结果在水域及城市生态系统呈现的空间分布细节信息更多。④各单项生态系统功能价值量对湖南省GEP的贡献度排序随时间呈现规律性变化,土壤保持功能价值量的贡献对武陵山片区和洞庭湖区GEP变化占据主导作用。研究结果可为湖南省自然资源监管及生态环境保护提供科学决策依据。

价值核算体系融合物质流分析的沱江流域生态系统生产总值分配研究

【目的】探究2018—2019年沱江流域生态系统生产总值(gross ecosystem product,GEP)变化特征,为流域生态补偿机制设计提供参考。【方法】利用GEP核算体系融合物质流分析开展流域城市的GEP分配,揭示流域GEP的变化特征。【结果】(1)2018年和2019年沱江流域GEP分别为4120.21亿元和4477.67亿元,其中,气候调节服务价值和文化服务价值贡献最大,二者累积贡献分别为2468.99亿元和2721.14亿元,占比分别达59.9%和60.8%;(2)流域内成都的GEP总量最大,2018年和2019年分别为1484.87亿元和1589.17亿元;泸州的GEP总量最小,分别为150.59亿元和168.48亿元,但其涨幅最高,达11.9%;(3)2018年,内江生态价值溢出最多,达427.68亿元,但2019年减少至99.76亿元;成都生态价值溢出的增量最大,从2018年的192.15亿元增加至2019年的329.49亿元;泸州由生态价值外溢转为生态价值消耗,从2018年的74.93亿元减少至2019年的-4.95亿元,由受偿主体转变为补偿主体。【结论】流域GEP因上下游生态服务供需关系呈现出价值流动特征,其变化主要受生态流量变化、政策激励和产业结构调整等影响。

1982—2020年安徽省净生态系统生产力时空格局变化及其成因

净生态系统生产力(NEP)是定量描述陆地生态系统与大气之间碳交换的重要指标。明确区域尺度NEP的时空格局及主导因子,有助于增强对区域碳循环变化机制的认知。基于BEPS(Boreal Ecosystem Productivity Simulator)模型模拟结果,评估了安徽省1982-2020年NEP时空格局,分析了安徽省NEP对主要环境植被因子的敏感性,并借助通径分析和贡献率分析探究了影响安徽省NEP时空变化的驱动因子。结果表明:(1)1982-2020年,安徽省多年年均NEP为651.14 gC/m^(2),线性趋势变化率为1.10 gC m^(-2)a^(-1),总体呈显著增加趋势(P<0.01)。在空间上,NEP表现为"南北部较高、中部较低"的分布,显著增加(P<0.05)的区域占52.77%,主要分布在北部和南部,显著减小(P<0.05)的区域占7.11%,主要分布在西部和东南部。NEP重心有显著的北移趋势(P<0.01)。(2)NEP对大气CO_(2)浓度变化最为敏感,对降水变化最不敏感。时间上,NEP对叶面积指数(LAI)(P<0.01)、CO_(2)(P<0.01)和饱和水汽压差(VPD)(P<0.05)的敏感性变化显著增强,对总辐射的敏感性变化显著减弱(P<0.01),对气温和降水的敏感性变化不显著(P>0.05)。空间上,NEP对各因子的敏感性有地区差异性。(3)所选环境植被因子综合解释了NEP 79%的时空变化。LAI与CO_(2)是安徽省NEP时空变化的主导因子,为正贡献,气候因子为次主导因子,为负贡献。空间上,LAI为主导因子的地区主要分布在安徽省北部、中西部的大部分地区,占49.65%,CO_(2)为主导因子的地区主要分布在安徽省西北部与东南部的大部分地区,占44.54%。

生态系统生产总值(GEP)核算研究综述

本文首先介绍了生态系统价值核算的研究现状,生态系统价值核算主要是对生态系统产品与服务功能进行物质量和价值量核算,又进一步介绍了GEP核算的概念和研究现状以及常用的指标体系和核算方法。最后总结了我国GEP核算的不足之处,并提出了我国GEP核算的未来展望。

土地利用强度与生态系统生产总值的耦合协调研究——以浙江省建德市为例

为深入理解土地利用变化与生态系统生产总值(GEP)间的耦合关系,为当地政府实现经济与环境协同发展提供理论参考,本文以浙江省建德市为研究对象,计算其2010、2015、2020年的GEP,并构建土地利用强度指标体系,以耦合协调度模型分析土地利用强度与GEP的关联并分析其机理。结果表明,2010—2020年,建德市的土地利用强度逐年增加,土地利用变化较大,主要体现在林地、耕地和建设用地上;GEP增加192.93亿元,增幅为36.73%;土地利用强度与GEP处于良好耦合协调向优质耦合协调过渡阶段,耦合协调度逐年上升,2020年耦合协调度达到0.7240,整体向好发展。

成都环城生态公园土地综合整治与生态修复对生态系统生产总值(GEP)的影响

成都是中国“公园城市”首提地和国家先行示范区,研究其大型城市公园建设与管理成效意义重大。论文以成都市环城生态公园为对象,开展2020和2021年生态系统生产总值(GEP)核算,探析全域土地整治与生态修复工程建设对GEP的影响。结果表明,城市公园土地整治与生态修复会改变生态系统组成与景观格局,短期内造成物质产品价值略有增加、调节服务价值略有降低,而文化服务价值快速增加。基于环城生态公园GEP构成特征和城市特色,提出生态产品价值实现与转化策略。

潍坊市生态系统生产总值核算研究

生态系统生产总值核算可用于评估一个地区可持续发展能力,是评价区域生态文明建设的重要指标。利用对遥感影像、气象数据、水资源和农林牧渔经济等数据,基于市场价值法、替代成本法、防止费用法等进行了潍坊市生态系统生产总值(GEP)的核算。结果显示:2018年潍坊市全年生态系统生产总值为10445.47亿元,是潍坊市国内生产总值(GDP)的1.7倍。其中生态调节服务功能的价值最大,为8679.72亿元,占GEP总值的83.10%;产品提供和文化服务分别为924.84亿元和840.91亿元,分别占GEP总值的8.85%和8.05%。生态系统生产总值核算能够反映人类活动对生态系统的影响程度,对潍坊市经济发展规划具有指导作用,也为生态环境保护提供了决策参考。