探讨土地利用变化所引发的水质净化演变,对于保护和改善水质,实现可持续发展具有重要意义。以“两湖一库”流域为例,运用PLUS(patch-level land use simulation)模型和InVEST(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs...探讨土地利用变化所引发的水质净化演变,对于保护和改善水质,实现可持续发展具有重要意义。以“两湖一库”流域为例,运用PLUS(patch-level land use simulation)模型和InVEST(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs)模型生态系统服务水质净化模块,基于2000年、2010年和2020年土地利用数据,模拟流域在未来自然发展情景和生态保护情景下的用地类型时空格局变化以及水质净化特征。定量揭示土地利用变化与水质净化功能的响应关系。结果表明:“两湖一库”流域土地类型以耕地为主,2030年在自然发展情景下耕地、林地、草地面积呈下降趋势,建设用地呈上升趋势,生态保护情景可有效保护流域耕地、林地等空间分布和面积;“两湖一库”流域TN、TP输出量以低强度输出为主,2000—2020年TN输出量先增加后减少,TP输出量逐年增加,水质净化能力呈稳中变好的趋势;2030年自然发展情境下TN输出量持续减少,TP输出量呈向上浮动,生态保护情景下TN、TP输出量较自然发展情景下减少,生态保护情景可以增加水质净化能力。生态用地类型可以有效截留N、P进入水体,生态保护情景下有效降低生态用地类型的变化速度,减少TN、TP的输出量,“两湖一库”流域未来规划中应增加生态用地的占比,增加土地类型对TN、TP的截留能力。展开更多
水资源短缺问题已经严重制约人类的生产生活,研究不同土地利用条件下的产水量和水源涵养功能,可科学指导区域水资源的利用和管理。利用生态系统服务和权衡的综合评估模型(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs,InV...水资源短缺问题已经严重制约人类的生产生活,研究不同土地利用条件下的产水量和水源涵养功能,可科学指导区域水资源的利用和管理。利用生态系统服务和权衡的综合评估模型(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs,InVEST)模型分析了杨溪河流域1995年、2005年和2015年不同土地利用情况下的水源涵养量和水源涵养服务价值。结果表明:杨溪河流域在1995年的水源涵养量大于2005年和2015年,2005年和2015年的水源涵养量较为接近;杨溪河流域1995年、2005年和2015年的产水量均显示出上游和下游有较高的产水量;杨溪河流域在1995年、2005年和2015年的水源涵养服务价值分别为23.56亿元/a、21.44亿元/a和21.55亿元/a。人类活动将影响杨溪河流域水源涵养功能,在水资源开发利用方面,要协调好经济、环境和资源等各方的关系,为杨溪河流域等中国南方地区中小流域的开发利用和保护提供参考依据。展开更多
生境质量是关系人类福祉和实现可持续发展的重要基础,对区域生态保护和土地资源可持续利用具有重大意义。以渭河流域为研究对象,基于2000、2010年和2020年的土地利用数据,应用斑块生成土地利用变化模拟(Patch-generating land use simul...生境质量是关系人类福祉和实现可持续发展的重要基础,对区域生态保护和土地资源可持续利用具有重大意义。以渭河流域为研究对象,基于2000、2010年和2020年的土地利用数据,应用斑块生成土地利用变化模拟(Patch-generating land use simulation,PLUS)模型、生态系统服务和权衡的综合评估(Integrated valuation of ecosystem services and trade-offs,InVEST)模型预测并评价了土地利用与生境质量时空变化特征。结果表明:(1)2000—2020年渭河流域建设用地和草地面积逐年增加,林地面积略微增长,耕地面积持续减少;2020—2050年土地利用变化趋势同2000—2020年基本一致但剧烈程度显著下降,建设用地扩张趋势减缓,耕地减少幅度下降,草地面积占比超过耕地跃居流域第一。(2)2000—2020年流域内生境质量两极分化趋势明显,低生境质量和高生境质量区域面积有所增加,中等生境质量的面积减少,整体生境质量水平呈上升趋势;2020—2050年生境质量水平继续保持逐年上升趋势但增幅放缓,生境质量变化强度下降,低生境质量区域面积逐渐减少,中等生境质量面积保持稳定,高生境质量面积有所增长。研究结果可为渭河流域土地资源可持续利用和高质量发展提供相应科学依据和决策参考。展开更多
研究以渤海湾为生态系统服务需求区,以渤海湾滨海地区为生态系统服务供给区,从生态系统服务供需的视角,以水资源、水环境、水生态为问题与目标维度构建了渤海湾滨海地区生态安全屏障功能评价体系。根据渤海湾生态问题,截污净化、产水量...研究以渤海湾为生态系统服务需求区,以渤海湾滨海地区为生态系统服务供给区,从生态系统服务供需的视角,以水资源、水环境、水生态为问题与目标维度构建了渤海湾滨海地区生态安全屏障功能评价体系。根据渤海湾生态问题,截污净化、产水量和生境质量3类指标被筛选为生态安全屏障功能的关键指标,并分别使用生态系统服务和权衡的综合评估模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs,InVEST)模型中的营养物迁移模型、产水量模型和生境质量模型进行评价。此外,对2000—2020年渤海湾滨海地区土地利用格局和截污净化、产水量、生境质量3类生态安全屏障功能指标的时空变化进行评价,并分析了生态安全屏障功能时空演变的驱动因素。研究的主要结果如下:(1)在20 a间渤海湾滨海地区,耕地、未利用地面积减少而建设用地和湿地面积增加,氮磷截留率和产水量增加,但生境质量下降。(2)渤海湾滨海地区综合生态安全屏障功能供给良好,但近年来呈下降趋势。(3)人类活动引起的土地利用变化是影响渤海湾滨海地区生态安全屏障功能时空演变的主要驱动力。研究对渤海湾滨海地区生态安全屏障功能评价方法及结果不仅可指导本区域生态建设,同时对其他区域的生态安全屏障功能评价具有借鉴意义。展开更多
黄土高原植被恢复状况制约生态系统服务的提升,本研究依托中国科学院水利部水土保持研究所安塞国家科学野外观测站的基础土壤、植被、气象和水文等数据,在黄土丘陵沟壑区选取纸坊沟和坊塌2个典型小流域,通过购买1998、2008和2018年遥感...黄土高原植被恢复状况制约生态系统服务的提升,本研究依托中国科学院水利部水土保持研究所安塞国家科学野外观测站的基础土壤、植被、气象和水文等数据,在黄土丘陵沟壑区选取纸坊沟和坊塌2个典型小流域,通过购买1998、2008和2018年遥感影像,采用InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型对生态服务(碳储量、土壤保持量、生境质量和产水量)进行评估,探究植被恢复过程中生态系统服务的协同效应和权衡关系。通过对比得知:随着植被的恢复,坊塌和纸坊沟各生态服务(碳储量、土壤保持量、生境质量和产水量)均得到了大幅度的提升,其中2008—2018年增加幅度较小,而1998—2008年增加幅度较大,主要原因在于该阶段(1998—2008年)是退耕还林还草的初始10年,林地及草地面积增长较多,而后10年为退耕的延续阶段,退耕面积增长减缓。从1998—2018年,受自然因素和人为因素的影响,坊塌和纸坊沟流域生态系统服务表现出协同和权衡关系。对于坊塌流域,2008年生态系统服务主要表现为协同关系,1998、2018年以权衡关系为主;对于纸坊沟流域,1998年生态系统服务主要表现为协同关系,2008和2018年以权衡关系为主。相同生态系统服务在不同年份有所差别,土地利用类型相同生态系统服务也可能不同。综合来看,2个典型小流域的碳储量、产水量和土壤保持量均以协同关系为主,伴随区域的权衡关系;主要是由于在植被恢复过程中,生态系统服务在时空上增加的幅度不同;因此,在黄土丘陵沟壑区的植被恢复过程中,应综合考虑生态系统服务的协同与权衡,因地制宜的划分和制定合适的保护策略。展开更多
文摘探讨土地利用变化所引发的水质净化演变,对于保护和改善水质,实现可持续发展具有重要意义。以“两湖一库”流域为例,运用PLUS(patch-level land use simulation)模型和InVEST(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs)模型生态系统服务水质净化模块,基于2000年、2010年和2020年土地利用数据,模拟流域在未来自然发展情景和生态保护情景下的用地类型时空格局变化以及水质净化特征。定量揭示土地利用变化与水质净化功能的响应关系。结果表明:“两湖一库”流域土地类型以耕地为主,2030年在自然发展情景下耕地、林地、草地面积呈下降趋势,建设用地呈上升趋势,生态保护情景可有效保护流域耕地、林地等空间分布和面积;“两湖一库”流域TN、TP输出量以低强度输出为主,2000—2020年TN输出量先增加后减少,TP输出量逐年增加,水质净化能力呈稳中变好的趋势;2030年自然发展情境下TN输出量持续减少,TP输出量呈向上浮动,生态保护情景下TN、TP输出量较自然发展情景下减少,生态保护情景可以增加水质净化能力。生态用地类型可以有效截留N、P进入水体,生态保护情景下有效降低生态用地类型的变化速度,减少TN、TP的输出量,“两湖一库”流域未来规划中应增加生态用地的占比,增加土地类型对TN、TP的截留能力。
文摘水资源短缺问题已经严重制约人类的生产生活,研究不同土地利用条件下的产水量和水源涵养功能,可科学指导区域水资源的利用和管理。利用生态系统服务和权衡的综合评估模型(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs,InVEST)模型分析了杨溪河流域1995年、2005年和2015年不同土地利用情况下的水源涵养量和水源涵养服务价值。结果表明:杨溪河流域在1995年的水源涵养量大于2005年和2015年,2005年和2015年的水源涵养量较为接近;杨溪河流域1995年、2005年和2015年的产水量均显示出上游和下游有较高的产水量;杨溪河流域在1995年、2005年和2015年的水源涵养服务价值分别为23.56亿元/a、21.44亿元/a和21.55亿元/a。人类活动将影响杨溪河流域水源涵养功能,在水资源开发利用方面,要协调好经济、环境和资源等各方的关系,为杨溪河流域等中国南方地区中小流域的开发利用和保护提供参考依据。
文摘生境质量是关系人类福祉和实现可持续发展的重要基础,对区域生态保护和土地资源可持续利用具有重大意义。以渭河流域为研究对象,基于2000、2010年和2020年的土地利用数据,应用斑块生成土地利用变化模拟(Patch-generating land use simulation,PLUS)模型、生态系统服务和权衡的综合评估(Integrated valuation of ecosystem services and trade-offs,InVEST)模型预测并评价了土地利用与生境质量时空变化特征。结果表明:(1)2000—2020年渭河流域建设用地和草地面积逐年增加,林地面积略微增长,耕地面积持续减少;2020—2050年土地利用变化趋势同2000—2020年基本一致但剧烈程度显著下降,建设用地扩张趋势减缓,耕地减少幅度下降,草地面积占比超过耕地跃居流域第一。(2)2000—2020年流域内生境质量两极分化趋势明显,低生境质量和高生境质量区域面积有所增加,中等生境质量的面积减少,整体生境质量水平呈上升趋势;2020—2050年生境质量水平继续保持逐年上升趋势但增幅放缓,生境质量变化强度下降,低生境质量区域面积逐渐减少,中等生境质量面积保持稳定,高生境质量面积有所增长。研究结果可为渭河流域土地资源可持续利用和高质量发展提供相应科学依据和决策参考。
文摘研究以渤海湾为生态系统服务需求区,以渤海湾滨海地区为生态系统服务供给区,从生态系统服务供需的视角,以水资源、水环境、水生态为问题与目标维度构建了渤海湾滨海地区生态安全屏障功能评价体系。根据渤海湾生态问题,截污净化、产水量和生境质量3类指标被筛选为生态安全屏障功能的关键指标,并分别使用生态系统服务和权衡的综合评估模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs,InVEST)模型中的营养物迁移模型、产水量模型和生境质量模型进行评价。此外,对2000—2020年渤海湾滨海地区土地利用格局和截污净化、产水量、生境质量3类生态安全屏障功能指标的时空变化进行评价,并分析了生态安全屏障功能时空演变的驱动因素。研究的主要结果如下:(1)在20 a间渤海湾滨海地区,耕地、未利用地面积减少而建设用地和湿地面积增加,氮磷截留率和产水量增加,但生境质量下降。(2)渤海湾滨海地区综合生态安全屏障功能供给良好,但近年来呈下降趋势。(3)人类活动引起的土地利用变化是影响渤海湾滨海地区生态安全屏障功能时空演变的主要驱动力。研究对渤海湾滨海地区生态安全屏障功能评价方法及结果不仅可指导本区域生态建设,同时对其他区域的生态安全屏障功能评价具有借鉴意义。
文摘黄土高原植被恢复状况制约生态系统服务的提升,本研究依托中国科学院水利部水土保持研究所安塞国家科学野外观测站的基础土壤、植被、气象和水文等数据,在黄土丘陵沟壑区选取纸坊沟和坊塌2个典型小流域,通过购买1998、2008和2018年遥感影像,采用InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型对生态服务(碳储量、土壤保持量、生境质量和产水量)进行评估,探究植被恢复过程中生态系统服务的协同效应和权衡关系。通过对比得知:随着植被的恢复,坊塌和纸坊沟各生态服务(碳储量、土壤保持量、生境质量和产水量)均得到了大幅度的提升,其中2008—2018年增加幅度较小,而1998—2008年增加幅度较大,主要原因在于该阶段(1998—2008年)是退耕还林还草的初始10年,林地及草地面积增长较多,而后10年为退耕的延续阶段,退耕面积增长减缓。从1998—2018年,受自然因素和人为因素的影响,坊塌和纸坊沟流域生态系统服务表现出协同和权衡关系。对于坊塌流域,2008年生态系统服务主要表现为协同关系,1998、2018年以权衡关系为主;对于纸坊沟流域,1998年生态系统服务主要表现为协同关系,2008和2018年以权衡关系为主。相同生态系统服务在不同年份有所差别,土地利用类型相同生态系统服务也可能不同。综合来看,2个典型小流域的碳储量、产水量和土壤保持量均以协同关系为主,伴随区域的权衡关系;主要是由于在植被恢复过程中,生态系统服务在时空上增加的幅度不同;因此,在黄土丘陵沟壑区的植被恢复过程中,应综合考虑生态系统服务的协同与权衡,因地制宜的划分和制定合适的保护策略。
