中巴经济走廊巴基斯坦段生态系统服务供需风险评价及分区研究

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随着全球生态环境变化与人类活动的增加,生态系统服务的供需矛盾日益凸显,制约区域的可持续发展和人类福祉的提升。中巴经济走廊是“一带一路”的旗舰项目,在项目开展过程中,大力推进沿线地区的经济发展,但同时对沿线脆弱的生态环境造成了威胁,影响区域的生态安全和可持续发展。故而,科学地评估生态服务供需匹配,识别生态风险区并有针对性地制定发展政策,是中巴经济走廊今后实现绿色发展的重要依据。本研究以巴基斯坦为研究对象,基于2000年、2005年、2010年、2015年和2020年五期遥感数据和社会经济数据,采用In VEST模型和以人定需法估算产水服务、固碳服务以及土壤保持服务的供给与需求,揭示其时空变化特征,结合供需指数趋势评定三项生态系统服务的生态风险并识别原因,最后从专区、县域、栅格尺度进行分区,提出相应的管控措施。结果表明:(1)在产水服务供需方面,从供给来看,2000—2020年巴基斯坦总产水量呈先增加后减少的趋势,产水服务供给能力总体呈现中部高南北低的趋势;从需求来看,20年间产水需求总量增加了58%,水需求量高值集中分布于城市建成区和耕地区。在产水服务供需匹配状况方面,严重赤字区集中于整个印度河平原和俾路支省的西部,高度盈余区集中在吉尔吉特—巴尔蒂斯坦和俾路支省东部。从产水服务供需风险来看,高风险区域的面积占巴基斯坦面积的22.69%,低风险地区的面积占总面积的36.13%,无风险地区的面积占总面积的41.19%。产水服务高风险区的供需匹配空间类型以低供给低需求为主。(2)在固碳服务供需方面,从供给来看,研究期内年总碳储量呈先增加后缓慢减少的趋势,固碳能力总体呈现中部高,西部和北部低的趋势;从需求来看,20年间巴基斯坦的碳排放量上升幅度为86.71%,其空间分布格局与产水需求空间分布格局一致。在固碳服务供需匹配状况方面,严重赤字区主要分布于旁遮普省、信德省中部和开普省中部的城市建成区。从固碳服务供需风险来看,高风险区域的面积占总面积的2.94%,低风险地区和无风险地区面积分别占总面积的14.06%和83%。固碳服务高风险区的供需匹配空间类型以高供给高需求为主。(3)在土壤保持服务供需方面,从供给来看,2000—2020年土壤保持总量呈现先增加后减少的趋势,土壤保持高供给集中分布于北部地区,低供给主要分布于俾路支省的大部分区域、信德省、旁遮普省以及开普省南部;从需求来看,20年间土壤侵蚀量呈现先增加后减少再回升的波动变化趋势,侵蚀等级以微度土壤侵蚀和轻度侵蚀为主。在土壤保持服务供需匹配状况方面,严重赤字区和中度赤字区集中于印度河平原的西部和东部;中度盈余区和高度盈余区主要集中于印度河平原地区和印度河平原以北地区。从土壤保持服务供需风险来看,高风险区域的面积占全国面积的47.64%,低风险面积占总面积的1.9%,无风险地区的面积50.46%。土壤保持服务高风险区的供需匹配空间类型以低供给低需求为主。(4)在生态风险多尺度分区方面,从专区尺度分区,分为8种类型;从县域尺度分区,分为9种类型;从栅格尺度分为11种类型。在巴基斯坦整体的生态系统服务权衡与协同方面,呈协同关系的是产水服务供给与固碳服务供给,呈权衡关系的是固碳服务供给与土壤保持服务供给以及产水服务供给与土壤保持服务供给。在县域尺度的权衡协同关系方面,瑙谢拉县、阿塔克县、杰格瓦尔县、杰赫勒姆县、斯瓦比县、维哈里县、罗德兰县、木尔坦县、纳西拉巴德县、马里尔县、桑克尔县的固碳服务供给和产水服务供给表现为显著的权衡关系;开普省东部和旁遮普省北部县域的土壤保持服务供给和产水服务供给表现为显著的权衡关系;吉尔吉特—巴尔蒂斯坦、开普省南部以及旁遮普省西部县区的土壤保持服务供给和固碳服务供给表现为权衡关系。结合不同的分区以及生态系统服务之间的权衡与协同关系,给予相应的政策建议。研究巴基斯坦段的各项生态风险能够为顺利开展中巴经济走廊项目制定合理的风险防范措施,同时为其他经济走廊的绿色发展提供借鉴意义。
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