人地共生视角下生态系统服务与民生福祉耦合关系及模拟预测研究——以桂西南喀斯特—北部湾为例

生态系统服务与民生福祉耦合协调发展是区域生态系统管理与可持续发展的关键。以桂西南喀斯特—北部湾为例,基于修正模型、综合评价模型及耦合协调度模型,分析生态系统服务价值(ESV)与民生福祉水平及二者的耦合关系。结果表明:2005—2020年桂西南喀斯特—北部湾ESV降低,呈现西北高、东南低的空间特征;民生福祉达到高水平;ESV与民生福祉的耦合协调性增强,空间分布与ESV西北高、东南低的特征一致;2025—2035年ESV呈降低趋势,民生福祉、二者耦合协调性均增强,但需采取措施应对ESV降低的风险。提出了落实建设用地与生态用地的占补调整,加强沿海防护林建设和引导资本将生态价值充分转化为经济、文化价值等建议,以实现生态可持续与人民收入的稳定增长。

桂西南喀斯特—北部湾碳排放与土地混合利用的脱钩效应

土地混合利用控制碳排放是协调区域低碳发展和生态环境的重要前提。以桂西南喀斯特—北部湾为研究区域,基于2005—2020年NPP-VIIRS夜间灯光及能源消耗数据反演出桂西南喀斯特—北部湾土地利用碳排放,运用信息熵、空间自相关分析和脱钩模型等方法,对桂西南喀斯特—北部湾50个县域碳排放与土地混合利用的时空轨迹变化及脱钩效应进行研究。结果表明:(1)桂西南喀斯特—北部湾土地利用混合度存在区域差异性,各县域变化幅度不同,部分县域土地利用混合度存在“增长粘性”,呈现“中部高四周低”空间分布;(2)桂西南喀斯特—北部湾净碳排放表现为碳排放,呈现显著递增趋势,增加了2.758×10^(7) t,碳排放水平在空间上呈现“东高西低、南高北低”分布格局,也表现出桂西南喀斯特区低于北部湾的区域分异;(3)莫兰指数表明各县域土地利用碳排放存在显著的空间正相关,集聚态势形成高-高集聚、低-低集聚2种类型;(4)碳排放与土地混合利用主要关系类型为强脱钩、强负脱钩和扩张负脱钩,且扩张负脱钩占主导地位,其碳排放水平增加幅度大于土地利用混合度,陷入土地如何高效利用及控制碳排放两难境地。

桂西南喀斯特—北部湾“两山”价值转化研究

为探究桂西南喀斯特—北部湾生态山与经济山间的价值转化效率,通过能值法构建“两山”价值转化输入输出模型,评价2005—2020年桂西南喀斯特—北部湾“两山”价值转化水平与生态资本减值强度,并利用指数平滑法预测2021—2025年“两山”价值转化率。结果表明:(1)2005—2014年,桂西南喀斯特—北部湾“两山”价值转化水平整体呈波动上升的大幅调整过程,2015—2020年有小幅下降。2005—2020年各市“两山”价值转化水平不均衡,但整体呈现增加趋势。(2)2005—2016年推动桂西南喀斯特—北部湾生态资本减值的绝对驱动力量是水土流失,2017—2020年,碳排放是构成生态资本减值的主导因素。(3)指数平滑法预测2021—2025年桂西南喀斯特—北部湾“两山”能值转化率为缓慢下降。因此,需减少人类社会活动对环境的负压,降低区域生态系统的功能损耗。

山江海地域系统关键带综合分类研究——以桂西南喀斯特区-北部湾海岸带为例

为满足自然资源发展规划的需求,本文基于山江海视角,以桂西南喀斯特区-北部湾海岸带为研究对象,采用地貌类型、地质类型、土壤类型、植被类型和土地利用要素构建了山江海地域系统关键带三级分类方案,运用空间叠置法对分类要素进行叠加和制图综合分析,并进行山江海地域系统关键带区划分类、制图和环境因子分析研究。结果表明,可将桂西南喀斯特区-北部湾海岸带划分为38个一级单元、78个二级单元、111个三级单元。一级关键带分类中海拔山地-非碳酸盐岩区占据面积最大,为19.10%;二级分类中海拔山地-非碳酸盐岩区-红壤性土占据面积最大,为13.98%;三级分类中低海拔丘陵-非碳酸盐岩区-复盐基红黏土-针叶林-河渠占据面积最大,为15.21%。研究结果表明,本文所提出的关键带综合分类方案可体现区域特征中的差异和驱动因素,因此可为自然资源地表系统规划提供理论基础,同时可为国内外相关研究提供参考依据。

基于山江海视角与SRP模型的桂西南-北部湾生态环境脆弱性评价

为揭示桂西南喀斯特-北部湾海岸带生态环境脆弱性,本研究基于山江海视角,采用生态敏感度-生态恢复力-生态压力度(SRP)模型、无纲量化模型、层次分析法,结合生态环境脆弱性指数,对该区域进行了生态环境脆弱性的评价,为该区域的生态环境治理和恢复提供科学的理论基础和技术指导。结果表明:(1)2000~2018年三期生态环境脆弱性指数在0.14~0.96之间,平均值在0.52,整体属于中度脆弱。2000年轻度脆弱区面积比重最大为44.96%,中度脆弱区面积其次,重度脆弱区面积最小;2010年轻度脆弱区和中度脆弱区的面积比重相似,潜在脆弱区面积和重度脆弱区面积减少;2018年仍然是轻度脆弱区比重最大,重度脆弱区面积增加1736 km^(2)。(2)随着高程的增加,生态环境脆弱性程度整体有减轻的趋势,重度脆弱比重越来越小。(3)林地主要分布于微度脆弱区和轻度脆弱区,耕地、水域、建设用地和未利用地主要分布在轻度脆弱区,草地主要在微度脆弱区和轻度脆弱区。

山水林田湖草空间格局与生态变化分析——以桂西南喀斯特-北部湾海陆交互关键带为例

为研究山水林田湖草空间格局与生态变化,以桂西南喀斯特-北部湾海陆交互关键带为典型研究区,山水林田湖草为基本单元,依据中国陆地基本地貌类型划分指标,采用混合像元分解模型,开展该区域的山水林田湖草空间格局和生态变化分析。结果表明:1)2018年与2000年相比,研究区内的山水林田湖草空间格局下,山田的面积减少83 km^2,大多数为建设用地,山草增加的趋势多数为山草和山林的相互转化,而山水的面积保持平稳,基本不变;2)由2000年、2013年、2018年3期数据来看,生态环境质量较好,无明显的、大范围的退化情况,但高植被覆盖指数呈现先减少后增加的趋势;3)由2000年、2013年、2018年3期数据来看,各区域的山林和山草的植被覆盖度较高,山水和山裸的植被覆盖度较小,山水变化平稳。同一年的不同地貌类型的植被覆盖度为:平原丘陵<山前台地<山地,因此平原丘陵应是日后治理和规划的重点。

桂西南喀斯特-北部湾海岸带生态环境脆弱性时空分异与驱动机制研究

为揭示生态环境脆弱性的时空分异和驱动因子,本研究在山江海视角下,以桂西南喀斯特-北部湾海岸带为典型研究区,运用空间主成分分析法,地理探测器模型,结合生态环境脆弱性综合指数,系统分析桂西南喀斯特-北部湾海岸带生态环境脆弱性的时空分异特征及驱动机制。结果表明:(1)研究区2008、2013、2018年脆弱性指数分别为0.54、0.61、0.69,多年平均值为0.61,整体处于中度脆弱,在空间上,由城市中心向四周逐渐降低的趋势;在时间上,生态环境脆弱等级呈微恶化趋势;(2)在单因子作用中6个驱动因子对生态环境脆弱性的解释力强度为汛期降雨量(0.457)>植被覆盖度(0.384)>高温季节温度(0.311)>废水入海量(0.248)>NPP(0.184)>人口密度(0.036)。在多因子交互中,只有汛期降水量和NPP,NPP和高温季节温度、废水入海量和NPP呈非线性增强,其余的交互作用均为双线性增强,而且汛期降水量和植被覆盖度的单因子影响较强,交互作用后影响也是最强(0.679),说明了汛期降水量和植被覆盖度为该区域的主要驱动因子。