海河流域生态服务功能空间格局及其驱动机制

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生态系统服务功能作为生态系统评估的重点和研究热点,对人类生存发展及生态系统的平衡和延续起着至关重要的作用,其好坏直接影响着社会经济的可持续发展。GIS、RS技术的发展为生态系统服务功能的空间化研究提供了有力的技术支撑。以人类活动密集、水质净化等服务功能退化严重的海河流域为例,采用综合生态系统服务功能价值评估及权衡模型(InVEST, Integrated Valuation of Environment Services and Tradeoffs)结合GIS、RS技术评估海河流域产品提供、产水量、水质净化、土壤保持和固碳五种生态系统服务功能,并分析这五种生态系统服务功能在县域、子流域、水资源分区、省域等不同管理尺度上的空间特征,探讨影响其空间格局的社会经济驱动机制。主要内容及结果如下:(1)基于多年环境及污染数据分析了生态系统服务功能受损状况下的海河流域生态环境特征,为区域生态环境保护和治理提供了科学依据。2010年海河流域水资源开发率达120%,Ⅳ类、V类、劣V类水体比例达41.9%。2007年水土流失面积达8.1万km2,约占整个流域面积的25%。(2)采用综合生态系统服务功能价值评估及权衡工具(In VEST)结合GIS、RS技术,揭示了海河流域生态系统产品提供功能的空间格局。海河流域产品提供功能主要集中在流域东南方向海拔<300米的平原地带,该地带占据海河流域面积的41.3%,却提供了整个流域85.9%的产品。(3)采用综合生态系统服务功能价值评估及权衡工具(In VEST)结合GIS、 RS技术,揭示了海河流域生态系统调节功能的空间格局。海河流域调节功能(水质净化、土壤保持、固碳功能)主要分布在流域西北方向海拔>300米的丘陵和山区地带,该区域单位面积水质净化、土壤保持和固碳功能分别是平原地区的1.6倍、13.9倍和11.1倍。(4)通过Pearson相关系数定量化研究了海河流域生态系统服务功能之间的相互关系,为生态系统服务功能权衡研究提供有力的支撑。管理者需要权衡海河流域内的生态系统产品提供功能与调节功能(水质净化、土壤保持和固碳功能),同时最大程度发挥、利用调节功能(水质净化、土壤保持和固碳功能)之间呈现出显著的协同效应。(5)引入生物群落梯度分析(RDA)方法,分析了影响海河流域生态系统服务功能空间格局的驱动机制,很好地揭示出驱动因子对生态系统服务功能空间分布的影响。InVEST模型在评价中更多考虑生态系统的自然输入输出过程,空间制图中充分考虑生态系统服务功能的空间异质性,具有很大优势。在保护好海河流域丘陵山区生态系统较高调节功能的同时,也要调控权衡好平原区生态系统产品提供功能与调节功能的关系,避免因过度强调平原区的产品提供功能而牺牲其调节功能。
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