基于GIS和统计数据的无锡市生态系统服务供需动态研究

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自从2005千年生态系统评估报告发表后,生态系统服务作为自然资源管理决策和环境管理的重要工具得到了普遍认可。对生态系统服务进行量化和分析其时空差异成为生态系统服务的研究热点,但是对生态系统服务进行量化方法的不完善制约了关于生态系统服务供需的研究进展。另外一方面,生态系统服务供给和需求之间的特征关系研究得并不充分。为使生态系统服务这个工具发挥其应有的作用,促进区域可持续发展,指导科学合理开发利用土地资源,实现研究区生态系统保护与功能维护,对生态系统服务的功能、生态系统服务供给和人类对自然资产的依赖有个充分的了解是必不可少的,即充分研究生态系统服务供给和需求的动态变化关系。城市是生态系统服务需求最为强烈也是最易导致环境损害供需失衡的区域,因此城市是研究生态系统服务供需特征的典型区域。  本文以典型的快速城市化区域—无锡市作为研究对象,采用生态系统服务量化模型InVEST和统计数据量化法对2000年、2005年和2010年无锡市粮食供给、水资源供给、水质净化、土壤保持/侵蚀和碳存储五种生态服务功能的供给和需求进行了量化研究,全面揭示了区域生态系统服务空间分布格局和供需数量特征。通过生态系统服务供需时间与空间的动态变化研究,对无锡市城市化过程中生态系统服务供需变化的驱动因素进行了分析讨论,并对城市化发展方向与生态保护策略提出了建议对策。研究的主要结果如下:  (1)食物供给服务:无锡市2000年、2005年和2010年食物供给量均大于需求量,供需比例先下降后上升;市区食物的供需状况从供大于需变为供小于需,供需比例持续下降;江阴市和宜兴市始终保持着供给大于需求的态势,供需比例先下降后上升。  (2)水源供给服务:2000年、2005年和2010年无锡市产水量不断增长,产水高值地区不断扩大;水源供给服务一直处于供不应求的状态,供需比例持续上升;市区、江阴市和宜兴市的水源供给量都随着时间的变化不断增长,需求量除了市区三年间表现出了先减小后增加的态势,其余两个区域的需水量均有不同程度的增加。  (3)水质净化服务:2000年、2005年和2010年无锡市氮供给量小于需求量,供需比例上升;市区2000年和2005年氮供给小于需求,2010年供给量大于需求量,供需比例持续增长;江阴市三年间氮供给量大于需求量,供需比例增加;宜兴市除了2000年的供给量小于需求量,其余两个年份均相反,供需比例先上升后下降。2000年、2005年和2010年无锡市磷供需供给量远远小于需求量,供需比例先下降后上升;市区、江阴市和宜兴市三个区域供需状况均是供不应求,市区供需比例先下降后上升,江阴市一直处于下降状态,宜兴市先上升后下降。  (4)土壤保持/侵蚀服务:2000年、2005年和2010年无锡市土壤保持服务均是土壤保持量远远大于土壤侵蚀量,且供需比例不断增长;市区和宜兴市土壤保持量大于侵蚀量,两个区域的供需比例在不断上升;江阴市的土壤保持量在2000年和2005年都略小于土壤实际侵蚀量,2010年的保持量稍稍大于侵蚀量,供需比例不断增长。  (5)碳存储服务:2000年、2005年和2010年无锡市碳存储服务供不应求,在着巨大的缺口,供需比例数值比较小;市区、江阴市和宜兴市三个区域碳存储供需之间表现出来的特征具有一致性,且供需比例同样在下降。  研究表明,通过对无锡市生态系统服务的供需特征进行全面分析,揭示了土地覆被所引起的生态系统服务变化规律,能够为研究区和相似地区的土地利用管理以及区域发展决策提供依据。
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