【摘 要】
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毕节市地处中国西南部喀斯特地区,是典型的经济发展水平不高且生态脆弱型城市。在过去的几十年里,该区域实施了一系列的生态恢复工程(Ecological Restoration Projects,ERPs),包括退耕还林(Grain to Green Program,GGP)和石漠化综合治理(Rocky Desertification Control,RDC)等。生态恢复工程的实施会引起地区生态系统服务
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毕节市地处中国西南部喀斯特地区,是典型的经济发展水平不高且生态脆弱型城市。在过去的几十年里,该区域实施了一系列的生态恢复工程(Ecological Restoration Projects,ERPs),包括退耕还林(Grain to Green Program,GGP)和石漠化综合治理(Rocky Desertification Control,RDC)等。生态恢复工程的实施会引起地区生态系统服务变化(Ecosystem services,ESs),在生态恢复工程实施的背景下,亟待了解地区生态系统服务恢复成效以指导后续生态恢复工程建设。本研究以毕节市为研究区域,旨在量化生态恢复工程实施前(1990-2000)、后(2000-2019年)毕节市生态系统服务的变化情况,分析生态恢复工程实施对毕节市生态系统服务时空演变特征的影响,为地区未来的生态恢复工程实施及生态安全格局构建提供科学依据。基于时间序列的高精度遥感数据,利用连续变化分类算法(Continuous Change Detection and Classification,CCDC)反演了1990-2019 年毕节市土地利用/覆被(Land Use and Land Cover,LULC),分析了土地利用的时空演变特征,评估了 1990-2019年毕节市生态系统服务,并使用居民消费物价指数(Consumer price index,CPI),以2019年的物价为基准调整1990-2019年生态系统服务价值调整。使用热点分析、相关性分析、Sen Slope和Mann-Kendall(MK)等方法,分析了毕节市近30年生态系统服务时空演变特征,探讨土壤保持、水源涵养、碳储存、氧气释放四类生态系统服务的热点区域以及权衡与协同关系,揭示生态恢复工程对生态系统服务变化趋势的影响。主要结论如下:(1)1990-2019年,毕节市的土地利用以森林(55%左右)、农田(45%左右)为主。其中,农田主要分布在威宁、大方和黔西,森林主要分布在七星关、金沙、大方、赫章、纳雍和织金。农田、森林、水体和不透水面是主要变化的地类,其中,农田表现持续下降趋势,而森林、水体和不透水面呈持续增长趋势。(2)毕节市各生态系统服务存在空间异质性。其中,水源涵养、氧气释放、碳储存均呈现出“东高西低”的分布格局,而土壤保持量在空间分布上变化不明显。(3)总体来说,生态恢复工程实施后土壤保持,碳储存、氧气释放和空气净化均呈增长趋势,而水源涵养呈下降趋势。其中,土壤保持量从200.2亿吨增加到312.7亿吨,增长了 56.24%,碳储存量从6.5亿吨增加到10.6亿吨,增长了63.47%,水源涵养量从155亿吨减少到了 153亿吨,减少了 1.29%,空气净化量从5.7亿吨增加到了 5.82吨,增长了 2.26%。氧气释放量从0.9亿吨增加到了 1.15吨,增长了 31.16%。(4)对比生态恢复工程实施前、后,毕节市生态系统服务总价值增长了 4倍以上。其中,供给服务价值从117亿增加到768亿,增长了 359.59%;调节服务价值从4 107.4亿增加到13 303.2亿,增长了 123.17%;文化服务价值从0.12亿增加到1107亿,增长了 91387.6%。(5)在生态恢复工程实施的背景下,毕节市所有的生态系统服务间主要为协同关系(相关性系数:r>0且p<0.01)。生态系统服务间的相关性系数总体呈增长趋势,表现出先增大后减小的波动。本研究利用高精度、长时间序列的遥感数据,量化评估生态恢复工程的实施对毕节市生态系统服务变化的影响,填补了已有研究对贫困且生态脆弱地区生态系统服务变化在时间序列上监测的空白,证实了生态修复工程的实施可以提升生态系统服务。本研究为研究经济发展落后且生态脆弱地区的生态系统服务及生态恢复工程效果评估提供了一个综合框架。
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