土地利用景观格局变化的服务功能响应研究——以大清河水系阜平流域为例

以河北省大清河水系阜平流域为研究对象,利用景观格局指数分析法、服务功能价值量评价法及相关分析等方法,研究了1985—2015年该区域土地利用景观格局及生态系统服务价值变化规律,分析了服务功能与土地利用景观格局之间的相互关系,探讨了生态服务功能对土地利用景观格局变化的响应过程。结果表明:1)研究区近30年城市、林业、农业、水域景观呈增加趋势,荒漠、草地景观呈减少趋势。总体上表现为斑块数量减少,平均斑块面积增大,各景观类型连通性增强,景观结构愈加稳定。2)研究区生态服务总价值在2000年最高(58.08亿元),2000年之前呈增加趋势,2000年之后呈减少趋势。林地服务价值贡献率最大,其次为农田和草地;单项服务价值中维持生物多样性与保持土壤服务贡献率最大,其次为气体调节和气候调节。3)生态系统总服务价值与斑块密度、景观形状指数、面积加权平均形状指标、面积加权平均分维数、平均斑块面积、聚集度均有较强的相关性。

北京大清河流域生态涵养区生态环境敏感性评价

生态环境敏感性评价是用于表征外界干扰对生态系统可能造成结果的重要指标,对生态涵养区的环境政策有效进行区域生态建设具有重要作用。针对北京大清河流域生态涵养区的土壤侵蚀性和水污染敏感性两个生态敏感问题,根据研究区地质环境特点选取相应的评价因子,并将运用GIS技术在单因子评价的前提下,采用地图叠加法对研究区生态环境敏感性进行综合分析。结果表明:北京大清河流域生态涵养区生态环境敏感性分为4个等级,其中高敏感区面积约251km2,占16%,主要分布在百花山、霞云岭、十渡、长沟峪等地区。研究进一步明确了北京大清河流域生态环境敏感性的空间分布特征,地层岩性、土层厚度及其理化性质,在生态环境敏感性评价中起重要作用。

大清河流域生态功能区划研究

以区域生态功能特征进行生态区划是区域生态保护与修复的重点内容,根据生态主导性原则,引入生态敏感度、生态服务价值和生态风险3个指标进行大清河流域生态重要性评价及生态功能区划分。研究表明:(1)生态重要性低、较低、中等、较高、高的区域面积占研究区比例分别为40.47%、32.96%、6.28%、3.20%、17.07%。空间上,生态重要性呈现以水源地与自然保护区高,向四周逐渐降低的趋势。(2)将大清河流域分为山地区、丘陵过渡区、平原区3个一级生态功能区,明确不同生态功能区的生态保护与修复重点,其中山地区以维持生态平衡、修复尾矿处理不当造成的地质灾害为目的;丘陵过渡区应注重矿业活动开采的影响,注重矿—地—水的协调发展;下游地区包含有雄安新区和白洋淀水域,应注重耕地开发利用与水域保护相结合。(3)在一级生态功能区的基础上划分出16个二级生态功能区,包括水源涵养生态功能区、植被保护区、洪水调蓄生态功能区3个生态功能重要区,并且明确了各个生态功能区的生态保护措施与生态修复重点。据此研究结果,可以在生态保护的基础上,为大清河流域矿山整理修复、土壤侵蚀严重区整治、降低水源地风险、合理利用矿、林资源提供支持,实现流域内矿—地—水的协调发展。

大清河阜平流域生态系统结构变化的服务价值响应研究

生态系统通过物质循环、能量流动和信息传递为人类提供必要的生态服务功能,其结构变化可引起生态系统过程和服务功能的改变。研究区域的生态服务功能对生态系统结构变化的响应规律对高效配置环境资源和合理制定环境政策具有重要意义。论文以大清河阜平流域为研究对象,利用1985—2015年每隔5 a的遥感影像,采用监督分类法及价值量法,研究了该区域生态系统结构、服务功能近30 a的变化规律趋势,分析了研究区服务功能对生态系统结构变化的响应规律。结果表明:1)1985—2015年研究区生态系统结构发生明显变化,建设用地、林地、耕地、水域生态系统呈正变化,变化幅度分别为139.57%、90.66%、68.79%、6.55%;未利用地、草地生态系统呈负变化,变化幅度分别为-83.48%、-54.92%;其中林地面积的增加主要是由草地和未利用地转变而来,耕地面积增加主要由未利用地构成,建设用地的扩张主要占用耕地和未利用地。2)研究区服务价值变化趋势以2000年为界,前15 a呈增加趋势,后15 a呈减少趋势。2000年总服务价值最高,为58.08亿元;不同时期林地服务价值对研究区总服务价值贡献率最大,其次是耕地和草地;单项服务价值中,保持土壤服务价值贡献率最大,其次是维持生物多样性、气体调节和气候调节服务价值。3)研究区服务价值的增加得益于草地→林地的服务价值流向和未利用地→林地的价值流向,服务价值的损失来自于耕地转变为建设用地的服务价值损失和林地转变为耕地的服务价值损失。