基于土地利用的石羊河流域生态服务价值--提到中国生态系统单位面积生态价值表

近40年石羊河流域沙漠化景观格局变化及防治建议近40年石羊河流域沙漠化景观格局变化及防治建议近40年来，中国石羊河流域的沙漠化问题引起了人们的关注。

石羊河位于中国宁夏回族自治区，是该地区重要的支流河流，也是干旱区域的生命线之一。

然而，由于气候变化、人类活动以及不合理的土地利用等原因，石羊河流域的沙漠化现象日益严重。

本文将探讨近40年来石羊河流域沙漠化景观格局的变化，并提出相应的防治建议。

首先，让我们来看看石羊河流域沙漠化景观格局的变化。

近40年来，由于气候变化的影响，石羊河流域的降雨量逐渐减少。

与此同时，不合理的人类活动，如过度放牧、过度开垦土地以及乱砍滥伐等，加剧了土地的退化。

这些因素导致了石羊河流域沙漠化现象的逐渐恶化。

沙丘扩大，盐碱地面积增加，而原本稀少的植被逐渐荒芜。

这些变化对当地的农田和生态环境造成了严重的冲击。

针对石羊河流域沙漠化问题，我们提出以下防治建议。

首先，要加强土地的保护和合理利用。

通过加强土地的治理和恢复，保护植被，提高土地的抗旱能力。

此外，也要制定合理的土地利用政策，避免过度开垦土地，减少土地退化的风险。

其次，要加强水资源管理。

石羊河流域的水资源已经相对有限，但过度使用和浪费水资源的现象仍然存在。

因此，需要加强对水资源的保护和管理，提高水资源的利用效率，并推广节水措施。

第三，要加强生态环境保护。

石羊河流域的生态环境脆弱，需要加强对植被的保护和恢复，减少土壤侵蚀的风险，改善当地生态系统的稳定性。

此外，也要加强对盐碱地的治理，促进土壤的改良，提高土壤的肥力和水分保持能力。

最后，要加强社会宣传和教育。

只有广大公众对石羊河流域沙漠化问题有足够的认识，才能更好地参与到沙漠化防治工作中来。

因此，加强社会宣传和教育，提高公众对沙漠化问题的关注度和认识水平，是非常重要的。

综上所述，近40年来石羊河流域的沙漠化问题严重，给当地的农田和生态环境造成了严重的影响。

为了防治石羊河流域的沙漠化，我们应加强土地的保护和合理利用，加强水资源管理，加强生态环境保护，以及加强社会宣传和教育。

“mcr模型”资料汇编目录一、基于MSPAMCR模型的风电项目对潜在生态廊道影响研究二、基于MCR模型和重力模型的岷江流域生态安全格局评价与优化建议研究三、基于MSPA与MCR模型的嫩江上游流域景观生态安全格局研究四、基于CLUES和MCR模型的石羊河流域土地利用空间优化配置研究五、基于InVEST和MCR模型的南方山地丘陵区生态保护红线优化六、基于ERA和MCR模型的陕西沿黄地区生态安全格局构建基于MSPAMCR模型的风电项目对潜在生态廊道影响研究随着全球对可再生能源需求的日益增长，风电项目在全球范围内得到了大力推广。

然而，这些项目在产生清洁能源的也可能对生态环境产生一定的影响，特别是在潜在生态廊道方面。

因此，对风电项目对潜在生态廊道的影响进行研究，具有重要的理论和实际意义。

MSPAMCR模型是一种多尺度、多目标、多准则的决策分析模型，可以用于评估不同开发方案对生态环境的综合影响。

本文将采用MSPAMCR模型，对风电项目对潜在生态廊道的影响进行研究。

我们通过对风电项目的选址、规划、建设和运营等全过程的潜在生态廊道影响进行分析，确定了影响评价指标体系。

然后，我们利用MSPAMCR模型，对不同方案进行了综合评估。

在模型的应用过程中，我们首先对各影响因子进行了量化处理，然后根据各因子的权重和评价标准，对各方案进行了综合评价。

通过对比不同方案的综合得分，我们可以确定最优方案。

我们还对模型的可行性和有效性进行了验证。

通过对比模型的预测结果和实际观测数据，我们发现模型的预测结果与实际观测数据基本一致，这表明模型具有较高的可行性和有效性。

在模型的应用过程中，我们还采用了GIS技术，将空间信息与评价因子相结合，提高了评价的精度和效率。

我们还采用了可视化技术，将评价结果以图形化的方式呈现出来，方便了用户的理解和使用。

本文采用MSPAMCR模型对风电项目对潜在生态廊道的影响进行了研究。

通过模型的预测结果和实际观测数据的对比分析，我们发现模型具有较高的可行性和有效性。

河流生态修复效益评估研究进展陈兴茹【摘要】近年来后评估越来越受到河流生态修复领域的重视,成为评判河流生态修复措施成功与否的关键,其中河流生态修复效益评估作为河流整治后评估的重要组成部分,与投资方及受益群体的关系最为密切.本文以目前国内外正在大范围开展的河流生态修复工作为着眼点,系统总结了国内外河流生态修复的经济效益、生态环境效益和社会效益及其计算方法,指明了现有研究存在的问题及今后应注重开展的研究方向,为相关从业人员了解该领域的研究动向提供参考.【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》【年(卷),期】2016(014)006【总页数】5页(P443-447)【关键词】河流;生态修复;经济效益;生态环境效益;社会效益【作者】陈兴茹【作者单位】中国水利水电科学研究院水力学研究所,北京 100038【正文语种】中文【中图分类】X171.4河流生态环境的日益恶化，使世界各国逐渐意识到保护和修复生态环境的必要性和迫切性。

基于不同视角的河流生态修复后评估活动正在世界范围内广泛开展。

总体上，国外的后评估工作更为细致，工作内容主要围绕生态修复工程完工后是否达到了既定的目标来进行。

由于国外生态修复研究开展较早，积累了相对完备的数据，因此，其后评估工作也相对细致。

G.MathiasKondolf［1］提出了河流生态修复后评估的五项原则和工作步骤，提出了后评估的标准。

另外，还有许多学者对各种案例工程开展了后评估，获得了不同河流生态修复的效果［2-3］。

然而，河流生态修复工程的后评估不应仅包括实施效果，还应包括实施后产生的效益。

由于河流生态修复前期需要大量的资金投入，包括资料收集、调研、水环境、生态指标监测、现场勘测、规划、设计、施工等，大量的资金投入能否达到预期目标，或者即使达到了预期目标，收益与投入比如何，需要开展基于河流生态修复效益的后评估工作。

虽然从整个社会可持续发展角度讲，河流生态修复工作具有迫切性，但与防洪抗旱减灾等工程相比，其又表现出非紧急性的特点，因此，河流生态修复工作的重要性和蕴含的巨大效益常常被忽视。

引言黄河流域在我国经济社会发展和生态安全方面的作用举足轻重，是我国重要的生态功能区，也是党和政府关注的重点区域。

2014年，习近平总书记赴黄河兰考东坝头段考察，询问黄河防汛情况，了解黄河滩区群众生产生活情况。

2016年，习近平总书记在宁夏考察时强调：“沿岸各省区都要自觉承担起保护黄河的重要责任，坚决杜绝污染黄河行为，让母亲河永远健康。

” 2019年，习近平总书记在内蒙古、甘肃、河南考察调研时指出：“黄河是中华民族的母亲河。

保护母亲河是事关中华民族伟大复兴和永续发展的千秋大计。

” 2019年9月18日的座谈会上，习近平总书记对黄河流域生态保护和高质量发展作出重要指示，10月16日《求是》杂志发表了总书记《在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话》，文章指出：黄河流域构成我国重要的生态屏障，是连接青藏高原、黄土高原、华北平原的生态廊道，拥有三江源、祁连山等多个国家公园和国家重点生态功能区。

黄河流域生态保护和高质量发展的主要目标任务是要坚持绿水青山就是金山银山的理念，坚持生态优先、绿色发展。

因此，要落实这一发展理念首先要对黄河流域的生态资本与服务功能展开科学核算与评估，确保黄河流域生态保护和高质量发展的各类制度体系能够落地。

目前关于黄河流域生态系统服务价值的核算研究多集中在黄河流域的局部地区或个别生态系统服务价值。

如徐大伟等基于支付意愿（Willingness To Pay, WTP）方法测算了黄河流域下游地区郑州段的生态系统服务的条件价值[1]；牛叔文等参考Costanza等[2]提出的方法估算了黄河上游玛曲草地生态系统服务价值为96.25亿元/年[3]；丁辉等采用Costanza等[2]的生态系统服务价值的评估研究方法评估了黄河上游甘南段的涵养水源、净化环境、维持生物多样性等生态系统服务价值[4]；刘玉斌等基于Costanza等[2]提出的方法和千年生态系统评估（The Millennium Ecosystem Assessment）分类体系核算了莱州湾—黄河三角洲区域各类土地利用生态服务价值[5]。

基于Costanza模型的苏州湿地生态服务价值评估林静雅;朱颖【摘要】文章采用Costanza生态系统评价模型评估了苏州湿地生态系统服务价值.研究结果表明,2015年苏州湿地生态系统服务总价值为1 003.53亿元,其中调节服务、供给服务、支持服务和文化服务价值分别为883.27亿元,67.81亿元,34.90亿元和17.55亿元;单位面积生态系统服务价值中河流湖泊湿地最大,为38.34万元/hm2,稻田及人工养殖塘最小,为1.19万元/hm2;在湿地生态系统服务价值中,河流湖泊湿地贡献率最高,达95.46％,其次是沼泽湿地2.78％,稻田与人工养殖塘分别为0.92％和0.84％.【期刊名称】《中国城市林业》【年(卷),期】2019(017)001【总页数】5页(P47-51)【关键词】生态系统服务价值;敏感性指数;湿地;苏州【作者】林静雅;朱颖【作者单位】苏州科技大学建筑与城市规划学院江苏苏州215011;苏州科技大学建筑与城市规划学院江苏苏州215011【正文语种】中文生态系统服务价值 (ESV)是生态保护、生态功能区划、自然资产核算和生态补偿决策的依据和基础[1]。

Costanza等[2]提出了基于生态学和经济学综合方法对生态系统价值进行定量评估，有效推进了生态系统服务价值研究的发展。

谢高地等[3-4]在Costanza等模型的基础上扩展出以单位面积价值当量因子法进行生态系统服务价值评价，此方法参数较少、计算过程相对简单，因而在各类生态系统服务价值评估中广泛应用[5-6]。

苏州作为典型水网地区城市，又处于经济快速发展地区，对湿地生态系统服务价值评估不仅能够直观地表明湿地生态系统不同类型贡献，体现湿地的价值[7]，同时也能够为湿地资源的合理保护提供依据[8-9]，有助于提高决策者、管理者以及公众湿地保护管理水平和保护意识。

1 评估对象及方法1.1 研究区概况苏州境内包含多种类型湿地。

根据《湿地分类》 (GB/T 24708-2009)，结合苏州实际概况，将苏州湿地分为河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地、水稻田及人工养殖塘，其中河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地纳入自然湿地范畴，水稻田和人工养殖塘归为人工湿地范畴。

21第2卷　第26期分析甘肃省石羊河流域水资源管理制度中存在的问题及解决措施张丽霞（甘肃省石羊河流域水资源局，甘肃　武威　733000）摘要：石羊河流域位于我国甘肃省，担负着为周围地区居民、牲畜、工农业等供水的使命，起着保护周围地带自然环境的作用。

然而，现如今石羊河流域水资源的并未得到有效的管理，该管的没管或以错误的方式管理，使得石羊河流域出现了水资源供求矛盾突出、生态环境破坏严重、生态安全下降等问题，进而限制了周边地区区域经济的繁荣发展。

因而，文章将以提高石羊河流域水资源管理效率为目的，简要探讨管理制度中存在的不足以及解决思路。

关键词：石羊河流域；水资源管理制度；存在问题；解决措施中图分类号：TV213.4　文献标识码：A　文章编号：2096-6164（2020）26-0021-02石羊河流域位于河北走廊东部，属于大陆腹地，与海洋相去甚远。

受气流、季风、高压等因素的影响，此地的气候湿润度不足，偏向冷与干。

再加上石羊河流域周边地区人类活动频繁，对其的利用比以往强上许多，从20世纪50年以前开始，其出山的径流变开始慢慢减少，水资源出现短缺情况。

直到今天，持续不断受着自然环境和人类活动双重影响的石羊河流域，生态环境恶劣，水资源供给不足。

因此，为了人类基本的生存要求，也为了地球整体的生态环境，找出其水资源管理制度的漏洞，并将之填好，势在必行。

1　石羊河流域水资源的基本情况从中国行政地图来看，石羊河流域位于甘肃省省内；从中国自然地图来看，石羊河流域深入亚欧大陆的腹地，东西南北方向上，均与海洋较远；从世界气候地图来看，夏季，石羊河流域受到东面的太平洋东亚季风、印度洋季风等季风的影响。

冬季，处于蒙古和西北利亚高压的控制范围之内，空气的湿度不足，干燥度较高。

所以，无论是地形原因还是气候因素，石洋河流域水资源都存在先天劣势，也就是降水量不够；流域南部、中部走廊平原、民勤北部地带的年降水量均低于年蒸发量，导致人类生存和发展所必需的水资源缺乏。

2023年第11期现代园艺石羊河流域中下游植被变化特征及其驱动因素分析蒋忠璇（武威市生态建设（集团）有限公司，甘肃武威733000）摘要：为更好地开展石羊河流域中下游生态修复，分析了石羊河流域中下游的植被特征、面积变化及其影响因素，结果表明，其植被面积在逐年增加。

通过实施国土绿化倍增行动，生态环境得到了改善，各类乔木、灌木面积超过6140.52km 2，占比19.01%；草地面积达到9673.18km 2，占比42.99%。

通过推进科学防沙治沙，坚持义务压沙造林制度，广泛发动干部群众参加义务压沙造林，有效遏制了生态环境恶化趋势，实现了从“沙进人退”到“绿进沙退”的历史性转变。

恢复石羊河流域中下游植被，首先应加强对林业保护区的管护，大力发展人工植被，选用耐干旱、抗风沙、防风固沙性能好树种，科学开展防沙治沙，促进自然生态系统的自我修复。

关键词：石羊河；植被恢复；防沙治沙；生态环境部绿洲灌溉区属温带干旱区，夏季气温24.2~36℃，昼夜温差较大。

全年日照3000h ，降水量102~200mm ，蒸发量2000mm 以上。

北部干旱区干旱缺水，年降水量52~185mm ，蒸发量3000mm [11]，土壤类型以风沙土、灰棕漠土、草甸土、草甸沼泽土为主[14]。

2数据来源针对石羊河流域下游植被变化和生态环境变化特征，运用中国期刊全文数据库（CNKI ，/）和web of science （SCI 科学引文索引数据库），以“石羊河”“植被”“生态环境”等为关键词，对国内外刊物上发表的有关石羊河流域中下游植被变化和生态环境变化的文献数据进行收集。

3结果与分析3.1石羊河流域中下游植被变化特征近年来，武威市大力开展多种形式的绿化行动，坚持“南护水源、中保绿洲、北固风沙”原则，增加数量、保护存量、提高质量、扩大总量[15]，坚持因地制宜、因害设防、因水定绿，以三县一区各类宜林区域为重点，人工造林面积增加了160.57km 2，城市绿地面积增加了10.2.m 2。

第31卷第3期2024年6月水土保持研究R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .31,N o .3J u n .,2024收稿日期:2023-07-03 修回日期:2023-07-26 资助项目:国家自然科学基金项目 喀斯特城市景观格局时空演变及其对山体植物多样性影响的尺度效应 (42061039);贵州大学培育项目 喀斯特山地城市生物多样性维持的景观恢复力机制研究 (贵大培育[2020]46) 第一作者:李井浩(2001 ),男,重庆开州人,硕士研究生,主要从事景观与区域生态研究㊂E -m a i l :3354546236@q q.c o m 通信作者:王志杰(1986 ),男,甘肃会宁人,博士,教授,主要从事景观与区域生态㊁山地生物多样性保护研究㊂E -m a i l :z j w a n g3@g z u .e d u .c n h t t p :ʊs t b c y j .p a p e r o n c e .o r gD O I :10.13869/j .c n k i .r s w c .2024.03.004.李井浩,柳书俊,王志杰.基于F L U S 和I n VE S T 模型的云贵高原土地利用与生态系统服务时空变化多情景模拟研究[J ].水土保持研究,2024,31(3):287-298.L i J i n g h a o ,L i uS h u j u n ,W a n g Z h i j i e .M u l t i -s c e n a r i oS i m u l a t i o no fS p a t i o t e m p o r a lC h a n g e so fL a n d U s eP a t t e r na n d E c o s y s t e m S e r v i c e si n Y u n n a n -G u i z h o uP l a t e a uB a s e do nF L U Sa n d I n V E S T M o d e l s [J ].R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,2024,31(3):287-298.基于F L U S 和I n V E S T 模型的云贵高原土地利用与生态系统服务时空变化多情景模拟研究李井浩1,柳书俊1,王志杰1,2(1.贵州大学生命科学学院,贵阳550025;2.山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室,贵阳550025)摘 要:[目的]探讨云贵高原不同情景下的土地利用与生态系统服务时空变化,为云贵高原土地利用空间格局优化㊁生态系统服务功能提升和可持续发展策略制定提供科学依据㊂[方法]以云贵高原为研究对象,以2001年㊁2010年和2020年3期M C D 12Q 1土地覆被数据为基础数据,辅以自然和社会经济数据,基于A r c G I S ,F L U S 模型和I n V E S T 模型,模拟2030年㊁2040年和2050年自然发展情景㊁生态保护情景和耕地保护情景下的土地利用以及碳储量㊁产水量和土壤保持量3项生态系统服务功能时空分布格局㊂[结果](1)不同情景下云贵高原的土地利用变化以林地持续增加和草地持续减少为主要趋势;耕地保护情景下,耕地面积最高可占总面积的10.38%;生态保护情景下,林草面积在2050年可达总面积的90%㊂(2)3种情景下,云贵高原2020 2050年碳储量和土壤保持量均呈上升趋势,而产水量呈下降趋势㊂生态保护情景下,2050年碳储量预测值最高,为8.13ˑ109t;产水量减少速率显著低于另外两种情景,降幅为0.46%㊂(3)宜昌市㊁普洱市和常德市等市州的生态系统服务供给能力较高;而贵阳市㊁毕节市和安顺市等市州的生态系统服务供给能力较低㊂[结论]云贵高原2020 2050年整体生态系统服务供给能力较好,各项服务功能在不同情景下表现出较强的空间聚集性和异质性㊂云贵高原今后的生态系统服务管理和可持续发展中,应考虑不同生态系统服务功能的空间异质性以及林地面积持续增加可能带来的水资源失衡问题㊂关键词:F L U S 模型;I n V E S T 模型;碳储量;产水量;土壤保持量中图分类号:F 301.2;X 171.1 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2024)03-0287-12M u l t i -s c e n a r i o S i m u l a t i o no f S p a t i o t e m p o r a l C h a n ge s o fL a n dU s e P a t t e r na n dE c o s ys t e mS e r v i c e s i nY u n n a n -G u i z h o uP l a t e a u B a s e do nF L U S a n d I n V E S T M o d e l sL i J i n g h a o 1,L i uS h u j u n 1,W a n g Z h i ji e 1,2(1.C o l l e g e o f L i f eS c i e n c e s ,G u i z h o uU n i v e r s i t y ,G u i y a n g 550025,C h i n a ;2.K e y L a b o r a t o r y o f Pl a n tR e s o u r c e C o n s e r v a t i o na n dG e r m p l a s mI n n o v a t i o n i n M o u n t a i n o u sR e g i o n ,M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ,G u i y a n g 550025,C h i n a )A b s t r a c t :[O b j e c t i v e ]T h ea i m so ft h i ss t u d y a r et oe x p l o r et h es p a t i o t e m p o r a lc h a n ge sof l a n du s ea n d e c o s y s t e ms e r v i c e s u n d e r d i f f e r e n t d e v e l o pm e n t s c e n a r i o s o n t h eY u n n a n -G u i z h o uP l a t e a u ,a n d t o p r o v i d e a n i m p o r t a n t s c i e n t i f i c b a s i s f o r o p t i m i z i n g t h e s p a t i a l p a t t e r no 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e r y i e l da n ds o i lc o n s e r v a t i o n)w e r e s i m u l a t e du nde rt h e N a t u r a l D e v e l o p m e n tS c e n a r i o(N D S),E c o l o g i c a lP r o t e c t i o n S c e n a r i o(E P S)a n d F a r m l a n dP r o t e c t i o nS c e n a r i o(F P S)i n2030,2040a n d2050.[R e s u l t s](1)T h e m a i nt r e n dof l a n du s e s t r u c t u r e i nY u n n a n-G u i z h o uP l a t e a uu n d e r d i f f e r e n t s c e n a r i o sw a s t h e c o n t i n u o u s i n c r e a s e o f f o r e s t l a n d a n d t h e c o n t i n u o u s d e c r e a s e o fg r a s s l a n d.Th e f a r m l a n da r e a c a na c c o u n t f o r10.38%o f t h e t o t a l a r e au n d e r t h e F P S.T h e f o r e s t l a n da n d g r a s s l a n d a r e awi l l r e a c h90%o f t h e t o t a l a r e ab y2050u n d e r t h eE P S.(2)U n d e r t h e t h r e es c e n a r i o s,t h et o t a lc a r b o ns t o r a g ea n ds o i lc o n s e r v a t i o no fe c o s y s t e m s e r v i c e si nt h e Y u n n a n-G u i z h o uP l a t e a u f r o m2020t o2050s h o wa n i n c r e a s i n g t r e n d,w h i l e t h e t o t a lw a t e r y i e l d s h o w s a d e c r e a s i n g t r e n d.U n d e r t h eE P S,t h e p r e d i c t e d v a l u e o f c a r b o n s t o r a g e i n2050w i l l b e t h e h i g h e s t,8.13ˑ109t,a n d t h e r e d u c t i o n r a t eo fw a t e r y i e l d w i l lb es i g n i f i c a n t l y l o w e rt h a nt h eo t h e rt w os c e n a r i o s,w i t had e c r e a s eo f 0.46%.(3)Y i c h a n g,P u'e ra n d C h a n g d eh a v eh i g h e re c o s y s t e m s e r v i c e ss u p p l y c a p a c i t y.H o w e v e r,t h e s u p p l y c a p a c i t y o f e c o s y s t e ms e r v i c e s i nG u i y a n g,B ij i e a n dA n s h u n i s l o w.[C o n c l u s i o n]T h e s u p p l y c a p a c i t y o f e c o s y s t e ms e r v i c e s i nt h es t u d y a r e a i sb e t t e r f r o m2020t o2050,a n da l l s e r v i c e f u n c t i o n ss h o ws t r o n g s p a t i a l a g g r e g a t i o na n dh e t e r o g e n e i t y u n d e rd i f f e r e n t s c e n a r i o s.W h e nf o r m u l a t i n g s t r a t e g i e s f o re c o s y s t e m s e r v i c em a n a g e m e n t a n d s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t i n t h eY u n n a n-G u i z h o uP l a t e a u,t h e s p a t i a l d i f f e r e n t i a t i o n c h a r a c t e r i s t i c so fd i f f e r e n te c o s y s t e m s e r v i c ef u n c t i o n sa n dt h e w a t e rs h o r t a g ec a u s e db y t h ec o n t i n u o u s i n c r e a s e o f f o r e s t a r e a s h o u l db e c o n s i d e r e d.K e y w o r d s:F L U Sm o d e l;I n V E S T m o d e l;c a r b o n s t o r a g e;w a t e r y i e l d;s o i l c o n s e r v a t i o n生态系统服务(E c o s y s t e mS e r v i c e s)是生态系统所提供给人类生存所必需的生态产品与服务的统称,包括供给服务㊁调节服务㊁支持服务和文化服务[1],这些服务提供了人类赖以生存和发展的资源环境,是人类可持续发展的重要保障[2]㊂联合国千年评估报告指出全球60%的生态系统服务正在退化或丧失[3],而土地作为承载人类生产与生活的空间载体,其利用与变化可以直接反映人类活动对区域生态系统的影响[4],是直接影响生态系统服务的重要因素[5]㊂在全球气候变化和经济快速发展背景下,人类对土地过度开发和高强度转换土地覆被类型等行为极大地影响了生态系统的结构㊁过程与功能,对生态系统服务的稳定构成了威胁[6]㊂因此,如何基于有限的土地资源,协调生态保护与经济发展之间的关系,合理优化土地利用与生态系统服务空间布局,是实现区域可持续发展亟需解决的问题㊂国内外关于土地利用变化和生态系统服务评估的研究方法已有大量报道㊂土地利用变化预测模拟方面,自20世纪以来,元胞自动机模型(C A)㊁土地利用变化及效应模型(C L U E-S)㊁多智能体系统模型(MA S)和未来土地利用变化情景模拟模型(F u t u r e L a n dU s eS i m u l a t i o n,F L U S)等土地利用变化预测模型被相继提出,其中,F L U S模型模拟不同情景下土地利用变化结果具有较高的模拟精度,被广泛用于土地利用模拟研究中[7]㊂在生态系统服务评估方面, C o s t a n z a等[1]在1997年首次提出了单位面积经济价值参数评估模型,开启了生态系统服务评估的热潮㊂2008年谢高地等[8]在C o s t a n z a等[1]的研究基础上,结合中国实际情况提出了 中国生态系统服务当量因子表 并得到了广泛运用㊂近年来,随着 3S 技术在生态系统服务评估中的运用与发展,涌现出了众多生态系统服务评估模型,如A R I E S模型㊁S o l V E S模型和I n V E S T (I n t e g r a t e dV a l u a t i o no fE c o s y s t e mS e r v i c e s a n dT r a d e-o f f s)模型等[9],其中I n V E S T模型数据需求简单㊁评估精度高㊁结果空间表达清晰,在生态系统服务功能动态评估领域得到了广泛应用[10]㊂近年来,学者们尝试耦合F L U S模型和I n V E S T模型对未来土地利用变化与生态系统服务功能进行预测和评估,并取得了一系列成果㊂例如,任胤铭等[5]采用F L U S-I n-V E S T模型对京津冀地区2045年3种情景下的土地利用变化和多种生态系统服务功能进行模拟,结果表明生态保护情景是最有利于可持续发展的土地利用方案;王超越等[11]运用F L U S-I n V E S T模型探究呼包鄂榆城市群土地利用与碳储量时空变化之间的关系,结果显示生态保护情景下土地利用变化碳储量稳定性最优;邵壮等[12]基于F L U S-I n V E S T模型预测了多种情景下土地利用和碳储量变化,并得出绿色集约生态保护情景下的碳储量预测值最高㊂综上所述,目前基于F L U S-I n V E S T模型预测土地利用和生态系统服务功能时空变化的研究模式主要为单年多情景模式,研究地区主要集中在东部经济发达地区㊁北部干旱区或城市化地区,研究尺度主要集中在市域尺度上,而西南喀斯特山地区域尺度的多年多情景模拟相关研究鲜见㊂882水土保持研究第31卷云贵高原是世界上喀斯特地貌发育最典型地区之一,土地利用结构复杂,地理环境差异显著[13],拥有丰富的动植物资源和多样的生态系统[14],为该地区提供了碳储存㊁水源涵养和土壤保持等多种生态系统服务功能[15]㊂为解决西南山区贫困问题,中国政府自2000年开始实施西部大开发政策,加剧了云贵高原的人类活动和土地利用变化,深刻影响了自然环境和生态系统服务功能[16]㊂近年来,国家越来越重视生态环境的保护并实施了一系列生态保护与恢复措施,如 喀斯特石漠化恢复工程 ㊁ 退耕还林还草工程 和 天然林保护工程 等[17]㊂在此背景下,云贵高原的生态环境质量和生态系统结构得到了改善和优化,显著提高了碳储存㊁土壤保持和净化环境等生态系统服务功能[17]㊂然而,云贵高原未来土地利用与生态系统服务在当下经济发展速度持续加快㊁人为干扰不断增强和生态保护与修复工程不断实施的多重影响下的时空变化尚不明确,且精确刻画云贵高原在不同情景下的土地利用与生态系统服务时空变化的研究鲜有报道㊂因此,评估云贵高原不同情景下的土地利用与生态系统服务时空变化特征对该地区未来生态保护和可持续发展具有重要的实践与科学意义㊂基于此,本研究以云贵高原2001 2020年M O D I S 土地覆被数据集为基础数据,利用F L U S-I n V E S T模型预测云贵高原2020 2050年3种情景下的土地利用和生态系统服务功能空间分布格局,探讨不同情景下土地利用和多项生态系统服务功能时空变化特征,以期为该地区的土地资源可持续利用㊁优化土地利用结构和提升生态系统服务功能提供科学依据㊂1材料与方法1.1研究区概况云贵高原位于中国西南部,是中国四大高原之一,大致位于东经100ʎ 111ʎ,北纬22ʎ 30ʎ,总面积约77.54ˑ104k m2[18]㊂云贵高原属于典型喀斯特地区,是中国重要的生态功能区,也是全球生态脆弱区,其生态系统对气候变化和人类活动的影响极为敏感[19]㊂云贵高原是青藏高原向丘陵和平原地区的过渡地带,整体地形由西向东下降[20],由于其独特的地理位置㊁气候条件和生态系统多样性,云贵高原拥有着丰富的生态系统服务功能,包括碳储存㊁水源涵养㊁土壤保持和生物多样性保护等[21]㊂然而,在过去的几十年中,由于经济快速发展导致人地矛盾突出,云贵高原的生态环境受到严重的影响和破坏,主要包括石漠化㊁水土流失和生态系统退化等问题[18]㊂1.2数据来源与数据预处理本研究所采用的数据主要包括:(1)土地覆被数据:云贵高原2001年㊁2010年和2020年3期M C D12Q1土地覆被数据(I G B P方案),并根据研究区特点将数据中17类地类重分类为7类地类,即林地㊁草地㊁湿地㊁耕地㊁水域㊁裸地和建设用地;(2)生态系统服务功能评估数据:降水侵蚀性因子R,土壤可蚀性因子K,潜在蒸散发数据,土壤数据(沙含量㊁淤泥含量㊁黏土含量㊁有机物含量),流域数据提取自D E M;(3)土地利用变化驱动因子数据:社会经济因素(G D P和人口密度)㊁自然因素(D E M㊁坡度㊁坡向㊁年均气温㊁年均降水量和土壤类型)㊁交通区位因素(距公路距离)(图1)㊂所有数据统一为WG S_1984_U T M_Z o n e_48N 投影坐标系,并重采样至500m空间分辨率㊂具体数据及其来源如表1所示㊂1.3研究方法1.3.1土地利用变化多情景模拟(1)F L U S模型㊂F L U S模型在传统C A模型基础上采用多层前馈神经网络算法和轮盘赌选择机制进行了改进[22],可以很好地用于多种驱动因素作用下的土地利用变化多情景模拟[23]㊂模型主要计算过程如下:(1)基于神经网络的适宜性概率计算㊂神经网络算法(A N N)包括预测与训练阶段,由输入层㊁隐含层和输出层组成[24],计算公式为:p(p,k,t)=ðj w j,kˑ11+e-n e t j(p,t)(1)式中:p(p,k,t)为第k类地类在栅格p,时间t上的适宜性概率;w j,k是隐藏层和输出层之间的自适应权重;n e t j(p,t)在隐含层中表示神经元j在时间t从栅格单元p上所接收的信号㊂(2)自适应惯性系数㊂自适应惯性系数由每类土地的现状数量与未来需求决定,并在迭代过程中进行自适应调整使各地类数量向需求目标发展[25]㊂第k类地类在时间t上的自适应惯性系数A i t k为:A i t k=A i t-1k D t-2kɤD t-1kA i t-1kˑD t-2k D t-1k0>D t-2k>D t-1kA i t-1kˑD t-2k D t-1k Dt-1k>D t-2k>0ìîíïïïïïï(2)式中:D t-1k,D t-2k分别为t-1,t-2时第k类地类栅格数量与需求量之间的差值㊂(3)邻域因子与权重㊂邻域因子表示不同地类间以及邻域范围内不同土地利用单元间的相互作用[26],其表达式为:Ωt p,k=ðNˑN c o n(c t-1p=k)NˑN-1ˑw k(3)982第3期李井浩等:基于F L U S和I n V E S T模型的云贵高原土地利用与生态系统服务时空变化多情景模拟研究式中:ðN ˑN c o n (c t -1p=k )表示在N ˑN 的M o o r e 邻域窗口中,上一次迭代结束后第k 类地类的栅格总数;w k 为各地类邻域作用的权重㊂本文采用3ˑ3M o o r e 邻域,C A 迭代次数为300次㊂根据过往研究经验[12]与研究区土地利用特征,对各地类邻域权重赋值并反复调试,详细赋值信息如表2所示㊂图1 自然及社会因子空间分布F i g .1 S pa t i a l d i s t r ib u t i o no f n a t u r a l a n d s oc i a l f a c t o r s 表1 数据信息T a b l e 1 D a t e i n f o r m a t i o n数据类型数据名称数据来源土地利用数据M C D 12Q 1产品h t t p s :ʊl a d s w e b .m o d a p s .e o s d i s .n a s a .g o v 土地利用变化驱动因子数据D E M 坡度h t t p s :ʊw w w.gs c l o u d .c n 坡向年均气温年均降水量人口密度h t t ps :ʊw w w.r e s d c .c n G D P 土壤类型距公路距离生态系统服务功能评估数据降水侵蚀因子Rh t t p :ʊc l i c i a .b n u .e d u .c n 土壤可蚀性因子K h t t p s :ʊd a t a .t p d c .a c .c n 潜在蒸散发量土壤数据(沙含量㊁淤泥含量㊁黏土含量㊁有机物含量)h t t p:ʊw w w.n c d c .a c .c n 092 水土保持研究 第31卷表2 F L U S 模型邻域作用权重T a b l e 2 N e i g h b o r h o o dw e i gh t s o f F L U Sm o d e l 土地利用类型林地草地湿地耕地裸地水域建设用地邻域作用权重1.0000.5670.0070.3360.0010.0010.024(2)多情景设置㊂情景分析是权衡国土空间布局的重要方法[27],通过限制土地利用转移成本矩阵[12],设置云贵高原2020 2050年3种发展情景:耕地保护情景(F P S )㊁生态保护情景(E P S )和自然发展情景(N D S )㊂自然发展情景中,保持2001 2020年云贵高原土地利用变化特征,不对转移成本矩阵进行任何限制;生态保护情景中,将7类地类按照生态贡献从高到低排序为林地>草地>水域>湿地>耕地>裸地>建设用地[10],在自然发展的基础上限制高生态贡献用地向低生态贡献用地转化;耕地保护情景中,除建设用地外其他地类均可向耕地转换,并在生态保护情景的基础上限制耕地向其他用地转换[10]㊂各情景中土地利用转移成本矩阵如表3所示㊂表3 土地利用转移成本矩阵T a b l e 3 L a n du s e t r a n s f e r c o s tm a t r i x项目自然发展情景ABCDEFG生态保护情景ABCDEFG耕地保护情景ABCDEFGA 111111110000001101000B 111111111000001111101C 111111111100101111010D 111111111110100001000E 111111111111111101011F 111111111100101011010G1111111000010100101注:A ,B ,C ,D ,E ,F ,G 分别代表林地㊁草地㊁湿地㊁耕地㊁裸地㊁水域和建设用地;1表示可以转换,0表示不可以转换㊂(3)精度验证㊂采用K a p pa 系数和F O M 系数对模型精度进行验证㊂经过计算,模拟结果的K a p pa 系数为0.69(0.6<K a p pa ɤ0.8时表示模拟结果较好[23]),F O M 系数为0.3009(0.1~0.2为标准水平),表明F L U S 模型在云贵高原有较好的模拟能力,可以用于云贵高原2020 2050年的土地利用变化预测㊂1.3.2 生态系统服务功能评估 I n V E S T 模型即生态系统服务综合评估与权衡模型㊂本研究选取云贵高原典型的碳储量㊁产水量和土壤保持量3种生态系统服务功能,基于I n V E S T 模型进行评估㊂(1)碳储量㊂碳储量模块是以地表景观格局和覆被类型为评估单元,参考相关研究[28-29]确定研究区各地类的碳密度(表4)㊂模型计算公式为:C t o t =C a b o v e +C b e l o w +C s o i l +C d e a d (4)式中:C t o t 为总碳储量;C a b o v e 为地上部分的碳储量;C b e l o w 为地下部分的碳储量;C s o i l 为土壤碳储量;C d e a d 为死亡有机碳储量㊂(2)产水量㊂产水量模块是一种以栅格为单元的水量平衡估算模块[30]㊂模型计算公式为:Y (x )=(1-A E T (x )P (x ))ˑP (x )(5)A E T (x )P (x )=1+P E T (x )P (x )-1+(P E T (x )P (x ))w1w(6) P E T (x )=K c (l x )ˑE T 0(x )(7) w (x )=Z ˑAW C (x )P (x )+1.25(8)式中:Y (x )为栅格单元x 的产水量;A E T (x )为云贵高原每个栅格单元的实际蒸散发量;P (x )为栅格单元x 的降水量;P E T (x )为潜在蒸散发量;w 为自然气候 土壤性质的非物理参数;K c (l x )表示栅格单元x 中特定土地利用的植物(植被)蒸散系数;E T 0(x )表示栅格单元x 的参考作物蒸散;AW C (x )表示植物可利用水含量;Z 为经验常数,本研究取值为9.433[29]㊂(3)土壤保持量㊂土壤保持模块通过通用土壤流失方程(U S L E )方程对研究区潜在土壤侵蚀量与实际土壤侵蚀量进行定量估算,潜在侵蚀量与实际侵蚀量的差值即为土壤保持量[31]㊂公式如下: R K L S =R ˑK ˑL S(9) U S L E =R K L S ˑC ˑP(10)式中:R K L S 为栅格单元潜在土壤流失量;R 为降雨侵蚀力;K 为土壤可蚀性;L S 为坡度坡长因子;U S L E 为栅格单元每年土壤侵蚀量;P 为水土保持措施因子;C 为植被覆盖因子㊂1.3.3 相关性分析 为进一步探究不同地类变化对生态系统服务的影响,采用斯皮尔曼相关性系数对20202050年3种情景下不同地类面积和生态系统服务功能192第3期 李井浩等:基于F L U S 和I n V E S T 模型的云贵高原土地利用与生态系统服务时空变化多情景模拟研究变化量进行相关性检验㊂基于A r c G I S10.8平台,使用10k m ˑ10k m 的格网提取研究区土地利用及生态系统服务变化量,采用I B MS P S S 软件进行相关性分析㊂r s =ðni =1(x i -x )(y i -y )ðn i(x i -x )2ðn i(y i -y)2=1-6ðni =1d i2n (n 2-1)式中:d i 表示每对观察值(x ,y )的秩之差;n 为样本容量㊂表4 各土地利用类型碳密度T a b l e 4 C a r b o nd e n s i t y o f e a c h l a n du s e t y pe t /h m2类型C a b o v e C b e l o wC s o i lC d e a d林地46.208.62136.9813.00草地2.337.3043.720.10湿地4.230.00152.650.00耕地4.600.3021.600.00裸地1.001.8234.080.00水域2.750.00144.130.00建设用地0.406.9028.800.002 结果与分析2.1 云贵高原2020-2050年土地利用结构时空变化特征由图2可知,自然发展情景下,云贵高原20202050年的土地利用变化主要表现为林地持续增加,草地持续减少,耕地和建设用地少量扩张;其中,2050年林地面积增加至275565.50k m 2,面积占比由2020年24%上升至36%,而草地则下降至410393.25k m2,面积占比为53%,较2020年降幅为12%㊂在耕地保护情景下,耕地面积从2030 2050年逐步提高,不同模拟年份中耕地面积占比均在10%以上,从2020 2050年每十年分别增长了1914.75k m 2,141.25k m 2,141.25k m 2,20202030年耕地面积增幅最大,2050年耕地面积达到了最高值80502.75k m 2,占比为10.38%㊂在生态保护情景下,林地和草地两类主要生态用地面积总和最高,在2050年达到了696527.00k m 2,面积占比为90%㊂云贵高原2030 2050年3种情景下的土地利用均较好地维持了2020年的空间分布格局,具体表现为林地主要集中于云贵高原西南部和西北与青藏高原接壤区域,建设用地主要分布在各市州的建成区及其周边,耕地环绕建设用地分布,云贵高原土地利用结构从中心向外围呈建设用地ң耕地ң草地ң林地辐射状分布格局(图3)㊂图2 2020-2050年不同情景中土地利用类型面积堆积F i g.2 P l o t o f a r e a a c c u m u l a t i o n i nd i f f e r e n t s c e n a r i o s f r o m2020t o 20502.2 云贵高原2020-2050年不同情景下生态系统服务时空变化不同情景下,云贵高原2020 2050年碳储量和土壤保持量呈增加趋势,而产水量呈下降趋势(表5)㊂具体而言:2020 2050年生态保护情景㊁耕地保护情景和自然发展情景下,总碳储量分别增加1.426ˑ109t ,1.399ˑ109t 和1.399ˑ109t ,增幅分别为21.27%,20.87%和20.87%;土壤保持总量分别增加8.1ˑ109t ,8.5ˑ109t 和8.5ˑ109t ,增幅分别为1.92%,2%和2%;生态保护情景下的总产水量下降至4.767ˑ109m m ,降幅为0.46%,耕地保护情景和自然发展情景下的总产水量均下降至4.766ˑ109m m ,降幅为0.48%㊂生态保护情景下与耕地保护情景和自然发展情景下的土地利用变化与生态系统服务功能模拟结果差异显著,在生态保护情景下,各年碳储量预测值均显著高于另外两种情景,这是因为该情景下林地和草地得到了良好的保护,林草面积持续增加,储存了更多的生物量;虽然生态保护情景下产水量减少趋势并未得到有效遏制,但减少速率显著低于另外两种情景,这主要是由于生态保护情景下对草地的保护使其转出为其他地类的速率低于其他两种情景,因此具有更高的产水服务㊂在耕地保护情景下,2050年耕地面积显著大于其他两种情景,这体现出耕地保护情景中采取的耕地保护措施对维持耕地面积具有显著正向作用㊂空间分布和变化方面,2020 2050年不同情景下3项生态系统服务功能的空间格局呈现出相似的分布特征,而不同生态系统服务的空间分布与变化具有明显的异质性㊂具体而言:3种情景下碳储量高值区均主要集中在研究区西部的普洱市㊁丽江市和临沧市以及东北部的宜昌市等地区,低值区集中在中部地区的安顺市㊁毕节市和292 水土保持研究 第31卷贵阳市以及东部的娄底市等地区㊂不同情景下云贵高原各市州的单位面积碳储量均呈增加趋势;且西部地区增加较为明显,如丽江市㊁普洱市和凉山州等市州增加30t /h m 2以上;而中部和东部大部分市州增加相对较少,如安顺市㊁河池市和宜宾市等市州增加均不足7t /h m 2(图4)㊂图3 2030-2050年云贵高原土地利用空间分布F i g .3 S p a t i a l d i s t r i b u t i o no f l a n du s e i nY u n n a n -G u i z h o uP l a t e a ud u r i n g 2030-2050表5 2020-2050年不同发展情景的三项生态系统服务功能变化T a b l e 5 C h a n g e s o f t h r e e e c o s y s t e ms e r v i c e f u n c t i o n s i nd i f f e r e n t d e v e l o p m e n t s c e n a r i o s f r o m2020t o 2050发展情景年份基准年份2020自然发展情景203020402050生态保护情景203020402050耕地保护情景203020402050碳储量(ˑ109/t )6.7047.0967.5998.1037.1207.6258.1307.0967.6008.103产水量(ˑ109/mm )4.7894.7834.7754.7664.7844.7754.7674.7834.7754.766土壤保持量(ˑ1011/t)4.2264.2544.2814.3114.2504.2804.3074.2554.2824.311 3种情景下产水量高值区主要分布在云贵高原东部(常德市㊁宜昌市和张家界市)㊁北部(泸州市和宜宾市)和南部(文山州)等区域;低值区主要分布在西部(普洱市㊁大理州和临沧市)和东南部(河池市和黔南州)㊂不同情景下各市州单位面积产水量均呈下降趋势,且西部地区下降较为明显,如普洱市㊁丽江市和玉溪市等市州下降0.5mm /h m 2以上,而中部及东南部地区下降相对较少,如安顺市㊁河池市和黔南州等市州下降不足0.1mm /h m 2(图5)㊂3种情景下土壤保持量高值区主要分布在云贵高原东北部(宜昌市㊁张家界市和恩施州)㊁西北部(攀枝花市和凉山州)和西南部(红河州和普洱市)地区;低值区主要分布在中部(贵阳市㊁毕节市和黔南州)和中西部(曲靖市㊁昆明市和楚雄州)地区㊂不同情景下各市州的单位面积土壤保持量均呈增加趋势;且西南㊁西北和东北地区增加较为明显,如攀枝花市㊁宜昌市和丽江市等市州增加200t /h m 2以上;而中部和东南部地区增加相对较少,如安顺市㊁贵阳市和河池市等市州增加均不足40t /h m2(图6)㊂392第3期 李井浩等:基于F L U S 和I n V E S T 模型的云贵高原土地利用与生态系统服务时空变化多情景模拟研究492水土保持研究第31卷图4云贵高原碳储量空间分布及其变化F i g.4S p a t i a l d i s t r i b u t i o na n d c h a n g e o f c a r b o n s t o r a g e i nY u n n a n-G u i z h o uP l a t e a u图5云贵高原产水量空间分布及其变化F i g.5S p a t i a l d i s t r i b u t i o na n d v a r i a t i o no fw a t e r y i e l d i nY u n n a n-G u i z h o uP l a t e a u图6云贵高原土壤保持量空间分布及其变化F i g.6S p a t i a l d i s t r i b u t i o na n d v a r i a t i o no f s o i l c o n s e r v a t i o no nY u n n a n-G u i z h o uP l a t e a u2.3不同土地利用类型与生态系统服务功能的相关性不同情景下,各地类与生态系统服务功能的相关性具有明显差异(表6)㊂碳储量和土壤保持量在不同情景下均与林地呈极显著正相关关系(p<0.01),与草地呈极显著负相关关系(p<0.01),在自然发展情景和耕地保护情景下与耕地呈弱负相关关系(p<0.01),在生态保护情景下与耕地呈弱正相关关系(p< 0.01)㊂产水量在3种情景下均与林地呈极显著负相关关系(p<0.01),与草地呈极显著正相关关系(p< 0.01),在自然发展情景和耕地保护情景下与耕地呈弱正相关关系(p<0.01),在生态保护情景下与耕地呈弱负相关关系(p<0.01)㊂表6不同土地利用类型与生态系统服务功能变化之间的斯皮尔曼相关性T a b l e6S p e a r m a n c o r r e l a t i o nb e t w e e nd i f f e r e n t l a n du s e t y p e s a n d c h a n g e s i n e c o s y s t e ms e r v i c e f u n c t i o n s类型F o L G L W L F a L B L W B C LN D S-WY-0.961**0.912**-0.091**0.222**0.012-0.038**0.184** N D S-S C0.871**-0.821**0.056**-0.195**-0.027*0.017-0.133** N D S-C S0.974**-0.902**0.093**-0.282**-0.0060.034**-0.157** E P S-WY-0.960**0.956**-0.112**-0.269**0.005-0.035**E P S-S C0.867**-0.872**0.085**0.347**-0.024*0.019E P S-C S0.972**-0.955**0.113**0.221**-0.0030.036**F P S-WY-0.964**0.937**-0.088**0.315**-0.0090.036**0.214**F P S-S C0.87**-0.846**0.051**-0.358**-0.022*-0.028*-0.16**F P S-C S0.977**-0.95**0.088**-0.343**0.013-0.034**-0.182**注:**在0.01级别(双尾),相关性显著;*在0.05级别(双尾),相关性显著;林地(F o L);草地(G L);湿地(W L);耕地(F a L);裸地(B L);水域(W B);建设用地(C L);产水量(WY);土壤保持量(S C);碳储量(C S)㊂3讨论本研究利用F L U S-I n V E S T模型模拟云贵高原未来土地利用与生态系统服务功能的时空分布格局,发现云贵高原2020 2050年土地利用结构发生显著变化,林地和草地之间相互转移,林地持续增加,草地持续减少,与W a n g等[18]的研究结论一致,这与中国实施的一系列生态保护与修复工程有关;此外,592第3期李井浩等:基于F L U S和I n V E S T模型的云贵高原土地利用与生态系统服务时空变化多情景模拟研究云贵高原边缘山脉林立,如横断山脉㊁哀牢山和大娄山等大型山脉山势陡峭㊁海拔较高,人迹罕至,保持着良好的原生林草生态系统,也为云贵高原多样的生态系统服务功能奠定了基础㊂云贵高原不同生态系统服务功能在空间分布上有明显的差异性,碳储量和土壤保持量高值区主要分布在西部地区,该地区地表植被覆盖率高,森林茂密,而碳储量和土壤保持量与林地呈极显著正相关性,2020 2050年云贵高原林地面积不断增加,可以储存更多的生物量㊁拦截降雨和提高坡地稳定性[32],因而具有较好的固碳和土壤保持作用;低值区是云贵高原的经济中心,植被覆盖度低且受人类活动影响较大,主要用地类型为耕地和建设用地,导致该地区的碳储量和土壤保持量相对较低[33]㊂产水量高值区主要集中在东部地区,低值区主要集中在西部地区,这主要是因为云贵高原地势由西到东逐渐变缓,西部靠近青藏高原山势陡峭㊁植被覆盖度高不易存水,且林地蒸散发能力较强[34],对地表径流具有拦截作用延迟了降水汇流时间,产水量较低;而东部区域地势较缓,草地面积广阔,是云贵高原的主要集水区,汇水面积较大且大量人造地表和耕地改变了水量平衡,使洪峰流量增加[35],产水量较高;陈田田等[36]的研究结果表明中国西南地区产水服务的空间格局呈东高西低分布态势,与本文的研究结果相似㊂本文选择F L U S模型对云贵高原未来土地利用变化进行多情景预测,精度验证表明模型模拟结果较为可靠,但研究过程中仍然存在许多有待进一步考虑的问题㊂首先,研究区不同栅格尺度下的土地利用数据对F L U S模型模拟结果有一定影响,根据研究文献[11]和经验表明,当栅格尺度在30mˑ30m时, F L U S模型的模拟精度最高,多数学者均选择该尺度进行研究,本文鉴于研究区范围较大和数据可获取性的限制采用了500mˑ500m的栅格尺度,在未来的研究中可以考虑提高数据的分辨率以验证该栅格尺度是否为云贵高原的最佳研究尺度㊂其次,I n V E S T 模型存在一定的局限性,在计算碳储量时忽略了相同地类中4个碳库的差异[37],在计算产水量时仅考虑了降水量和蒸发量,但径流㊁冰川和冻土等其他因素在水文循环中也起着重要作用[38]㊂4结论(1)3种情景下,云贵高原2020 2050年土地利用结构发生明显变化,其中,自然发展情景下,林地通过侵占草地持续增加;耕地保护情景下,耕地面积在2050年可占云贵高原总面积的10.38%;生态保护情景下,林草面积在2050年可达研究区总面积的90%㊂(2)不同情景下,云贵高原地区2020 2050年3项生态系统服务功能的变化趋势基本一致,即碳储量和土壤保持量呈上升趋势,产水量呈下降趋势㊂其中,在生态保护情景下,各年碳储量预测值均显著高于另外两种情景,最高为8.13ˑ109t;虽然产水量减少趋势并未得到有效遏制,但减少速率显著低于另外两种情景,降幅为0.46%,表明生态保护情景是云贵高原可持续发展的最优情景㊂(3)各情景下不同生态系统服务功能的空间分布变化具有明显的异质性,宜昌市㊁普洱市和常德市等市州是云贵高原生态系统服务的核心供给区,贵阳市㊁毕节市和安顺市等市州是研究区各项生态系统服务低值区㊂今后在制定云贵高原生态系统服务管理和可持续发展策略时,应因地制宜,分类施策,采取有效措施保护生态系统服务核心供给区现有的大面积林地,同时应注意林地面积持续增加可能带来的水资源短缺问题;合理优化生态系统服务功能低值区的土地利用结构,平衡生态保护和经济发展的关系,以促进区域社会经济和生态环境的协调可持续发展㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1] C o s t a n z aR,D a r g eR,G r o o tR,e t a l.T h ev a l u eo f t h ew o r l d's e c o s y s t e ms e r v i c e s a n dn a t u r a l c a p i t a l[J].N a t u r e, 1997,387(15):253-260.[2] G o n g Y,C a iM,Y a oL,e t a l.A s s e s s i n g C h a n g e s i n t h eE c o s y s t e m S e r v i c e s V a l u ei n R e s p o n s et o L a n d-U s e/L a n d-C o v e rD y n a m i c si nS h a n g h a i f r o m2000t o2020[J].I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo f E n v i r o n m e n t a l R e s e a r c ha n dP ub l i cH e a l t h,2022,19(19):12080.[3]M i l l e n n i u me c o s y s t e ma s s e s s m e n t(M A).E c o s y s t e m sa n dh u m a n w e l l-b e i n g[M].W a s h i n g t o n D C:I s l a n d P r e s s,2005.[4] X i eH,H eY,C h o i Y,e t a l.W a r n i n g o f n e g a t i v e e f f e c t s o fl a n d-u s e c h a n g e s o n e c o l o g i c a l s e c u r i t y b a s e d o nG I S[J].S c i e n c e o f t h eT o t a l E n v i r o n m e n t,2020,704:135427.[5]任胤铭,刘小平,许晓聪,等.基于F L U S-I n V E S T模型的京津冀多情景土地利用变化模拟及其对生态系统服务功能的影响[J].生态学报,2023,43(11):4473-4487.R e nY M,L i uXP,X uXC,e t a l.M u l t i-s c e n a r i o s i m u-l a t i o no f l a n du s ec h a n g ea n di t si m p a c to ne c o s y s t e ms e r v i c e si n B e i j i n g-T i a n j i n-H e b e ir e g i o n b a s e d o nt h eF L U S-I n V E S T M o d e l[J].A c t aE c o l o g i c aS i n i c a,2023,43(11):4473-4487.[6]李静芝,杨丹.荆南三口地区生态系统服务价值时空特征分析[J].安全与环境学报,2022,22(6):3529-3540.L i JZ,Y a n g D.A n a l y s i so f t h es p a t i a la n dt e m p o r a lc h a r a c t e r i s t i c so fe c o l o g i c a ls e r v i c ev a l u ei nt h et h r e eo u t l e t s o f s o u t h e r n J i n g j i a n g R i v e r[J].J o u r n a l o f S a f e t y692水土保持研究第31卷。

耕地生态系统服务功能类型划分及其评价指标体系构建王茜;任建兰【期刊名称】《山东师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(027)004【摘要】The farming ecosystem serves through each kind of ecology process for the humanity, and meets humanity's physiological need, the security requirements, and the energetic demand. This paper summarizes Costanza, de Groot as well as MA's taxonomy. The farmland ecosystem services are divided into three categories and eight kinds. Based on Maslow's hierarchy of human needs theory, the supply services, support services and cultural and recreational services that provided by the farmland ecosystems, are linked with human physiological needs, security needs and spiritual needs. The relationship between ecosystem services and human needs is further analyzed. Moreover, on the basis of the classification of the farming ecosystem, this paper has constructed an evaluation index system for the fanning ecosystem service function.%耕地生态系统通过各种生态过程为人类服务,满足人类的生理需求、安全需求、精神需求等各种人类需求.笔者综合Costanza、de Groot以及MA等的分类系统,将耕地生态系统的生态系统服务功能划分为3类8种,并基于马斯洛的人类需求层次理论,将耕地生态系统所提供的供给服务、支持服务与文化娱乐服务分别与人类的生理需求、安全需求和精神需求联系起来,进一步分析了生态服务与人类需求之间的关系.而且,在耕地生态系统服务类型划分的基础上,构建了耕地生态系统服务功能的评价指标体系.【总页数】5页(P55-59)【作者】王茜;任建兰【作者单位】山东师范大学人口·资源与环境学院,250014,济南;山东师范大学人口·资源与环境学院,250014,济南【正文语种】中文【中图分类】S181【相关文献】1.基于生态系统服务价值和能值生态足迹的河南省耕地生态补偿研究 [J], 苏浩;雷国平;李荣印2.基于生态适宜性评价的耕地生态系统服务价值变化研究——以山东省章丘市为例[J], 唐秀美;陈百明;路庆斌;张蕾娜;刘芳3.基于生态系统服务的奈曼旗北部沙区耕地生态补偿标准的探讨 [J], 罗娟;刘根春;李春兰;解云虎;沙日娜4.景观生态网络规划:由空间结构优先转向生态系统服务提升的生态空间体系构建[J], 申佳可;王云才5.基于生态系统服务流视角的生态补偿区域划分与标准核算——以石羊河流域为例 [J], 刘春芳;王佳雪;许晓雨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于可持续发展和多目标规划的石羊河流域水资源合理配置摘要：依据石羊河流域水资源的短缺，综合考虑经济发展与水环境保护，以生活、工业、生态环境和农业用水的经济效益最大和水资源消耗最小为优化目标，建立可持续发展的多目标水资源优化配置线性规划模型。

利用MATLAB 软件对线性多目标规划进行求解。

根据计算结果调整决策变量的目标值,获得三种水资源扶持侧重点不同的配置方案。

关键词：水资源配置；可持续发展；多目标规划；石羊河流域自然资源的合理利用与保护，是当今世界上最重大的课题之一，而水资源则是其中最重要的研究对象。

在中国西北干旱地区，石羊河是我国内陆河流域中水资源开发利用程度最高、用水矛盾最突出的流域之一[1]。

石羊河发源于甘肃省南部的祁连山, 消失于巴丹吉林和腾格里沙漠之间的民勤盆地北部。

石羊河流域位于甘肃省河西走廊东段，乌鞘岭以西，祁连山北麓，总面积4.16万平方公里。

流域地势南高北低，自西向东北倾斜。

石羊河流域属大陆性温带干旱气候，太阳辐射强、日照充足，温差大、降水少、蒸发强烈、空气干燥[2]。

随着人口增加和经济社会的快速发展, 特别是灌溉面积的大幅度增加,水资源供需矛盾十分突出, 直接导致下游水量逐渐减少, 甚至河流断流, 生态环境日趋恶化。

同时, 由于灌区大量引水但排水不畅, 灌区内部土壤盐渍化问题严重。

因此有效利用水资源, 对有限的水资源进行合理的配置, 成为当前十分关注的问题。

水资源配置不仅关系到当地的生态系统安全, 也关系到水资源的可持续利用[3]。

针对石羊河流域有限水资源的合理配置问题，近年来许多学者展开了大量研究［2-4］，文献[7]通过计算单元优化配置模型和水资源转化模拟模型的耦合模型，得到优化配置结果，由多目标评价函数评价各方案的优劣；文献［6］建立了该流域的水资源管理模型，用于地区地表水和地下水联合利用的水资源模拟分析，主要实现供水、需水、水质和生态保护的水资源系统模拟，但评价水资源合理配置的可靠性等问题尚待深入研究．为此，本文建立基于工业、生活、生态环境和农业用水效益多目标水资源优化配置模型，根据计算结果调整决策变量的目标值,获得三种水资源扶持侧重点不同的配置方案，以期为石羊河流域水资源优化配置提供理论依据。