基于SD-PLUS耦合模型的陕西省土地利用变化及碳储量多情景预测

[目的]为探讨不同土地利用方式对区域生态系统碳储量的影响。[方法]以陕西省为研究对象,利用SD-PLUS耦合模型,采用国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP6)提出的耦合共享社会经济路线和代表性浓度路线(SSP-RCP)情景,对2030年陕西省的土地利用变化进行预测,然后利用InVEST模型模拟未来不同情景下陕西省碳储量及其空间分布。[结果](1)对构建的SD模型进行历史检验,其误差<5%,PLUS模型模拟的2020年土地利用Kappa指数为0.86,模型精度和可靠性总体符合要求;(2)3种情景下,未来建设用地面积均增加,增长速率从低到高的情景分别为SSP126、SSP245、SSP585;在所有情景下,林地面积均增加,水域面积均保持稳定;草地面积在SSP126情景下有小幅度增加,其他情景下减少;耕地面积3种情景下均减少;(3)3种情景下,陕西省碳储量均减少,关中平原建设用地的扩张占用大量的耕地是造成陕西省碳储量下降的主要原因。[结论]在SSP126情景下,建设用地扩张所占用的生态用地面积最小,碳储量损失最少,该情景同时考虑社会经济发展及生态保护的需要,可为未来陕西省国土资源保护和高质量发展提供参考模式。

人类活动及气候变化影响下伊犁河谷生境质量预测研究

生境质量是衡量生态系统服务功能及其健康程度的重要指标,准确预测生境质量的演变对于推动区域生态环境的高质量发展至关重要。耦合系统动力学-斑块生成土地利用模拟(SDPLUS)模型与生态系统服务和权衡的综合评估(InVEST)模型,预测了2035年不同气候情景下(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5)伊犁河谷土地利用/覆被格局变化,并评估了其生境质量时空演变特征。结果表明:(1)1980—2020年,伊犁河谷土地利用类型呈现“4增2减”的变化趋势。2035年4种气候情景下,伊犁河谷林草地面积降幅较大,建设用地扩张趋势较为明显,挤占了城郊优质耕地资源。(2)伊犁河谷生境质量等级与土地利用/覆被类型密切相关。生境高值及较高值区主要分布在地形崎岖的林草地覆被区,低值及较低值区主要分布在人类活动集聚区及南北天山未利用地覆被区。(3)1980—2020年,伊犁河谷生境质量呈现下降趋势。生境质量退化区主要分布在伊犁河-巩乃斯河流域以及特克斯河流域附近。(4)2035年4种气候情景下,伊犁河谷生境指数持续走低。生境指数均值排序为:SSP1-2.6>SSP2-4.5>SSP3-7.0>SSP5-8.5。伊宁市、边境口岸、农牧业基地等区域生境质量存在退化风险。研究结果可为伊犁河谷地区生态修复政策的制定提供参考依据,为干旱区半干旱区生境质量预测提供新思路。

基于气候和土地利用变化的云南省水源涵养功能时空演变及驱动力分析

[目的]探讨水源涵养功能是应对未来气候变化的重要途径,现有研究主要侧重于历史和现状的水源涵养功能评估,缺乏对未来水源涵养功能的认识,限制了对区域可持续发展和动态管理的指导价值。[方法]以云南省为例,结合系统动力学模型、斑块级土地利用变化模拟模型(PLUS模型)和InVEST模型,构建了未来气候和土地利用变化影响下水源涵养评价框架。该框架可在未来气候变化和不同经济发展的背景下预测土地利用变化和评估水源涵养。基于3种共享社会经济路径和典型浓度路径(SSP1-1.9、SSP2-4.5、SSP5-8.5)的耦合情景对云南省水源涵养进行评价,并利用最优参数地理探测器识别云南省水源涵养时空变化的主要驱动因子。[结果](1)2000-2030年,耕地、未利用地面积整体减少,水域和建设用地面积逐渐增加,林地和草地呈波浪线变化;不同情景的土地利用变化趋势大致相同,表现为草地>建设用地>耕地>未利用地>水域>林地。(2)2000-2020年水源涵养量总体上呈现逐渐减少趋势,减少2.27×10^(9)m^(3);受不同气候和土地利用模式的影响,不同情景下的水源涵养量有所差异,其中SSP2-4.5情景下的水源涵养量最高,为9.338×10^(9)m^(3);空间上呈“西南高东北低”的分布格局。(3)地理探测结果表明,年平均降水量、土壤类型、DEM是影响水源涵养时空分布差异的主要驱动因素,且降水量与其他因素交互显著增强。[结论]研究根据云南省水源涵养时空分异提出不同建议,为云南省生态系统服务研究和可持续发展路线规划提供科学参考。