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基于GIS的当量价值改进法对渭河流域生态系统服务价值的评估

林亚辉

  生态系统服务价值(Ecosystem Services Value,ESV)是生态系统结构和过程向人类直接或间接提供的能够促进人类生存和发展的服务价值化,能够间接体现气候和土地利用变化对ES(Ecosystem Service,生态系统服务)的影响,是反映人类活动对ES作用的重要指标。以渭河流域为研究对象进行ESV的核算,对该区域未来人类活动具有指导性意义。自20世纪90年代,ES相关研究逐渐成为全球研究的热点,ESV的研究也日渐兴盛。ESV的主要核算方法大致可分为两类:基于单位服务功能价值的功能价值法和基于单位面积价值的当量因子法。本文运用基于当量因子的改进方法对渭河流域各单项ESV进行核算,主要结论如下:(1)退耕还林还草的综合治理措施推动了研究区域土地利用方式的科学化,促进了土地的恢复发展。措施实施初期,土地利用方式变化剧烈,动态度较大;实施后期即巩固期,土地利用转化量均有减少,单一动态度和综合动态度以及人类对生态系统的扰动指数逐年降低,表明土地利用变化趋于缓和,利用方式逐渐稳定,人类干预程度不断减弱。(2)敏感性指数模型计算ESV对价值系数(Value Coefficients,VC)的依赖程度,结果表明,基于改进当量价值法核算的VC具有较高的可靠性。通过对当量因子进行NPP值、降水量、土壤保持量三方面时空调节,获得时空动态VC,在此基础上估算渭河流域不同生态系统的9种ESV,经敏感性指数验证本文估算的ESV具有科学性和参考价值。(3)2000-2010年间,运用基于改进当量价值方法估算的渭河流域综合ESV表现出先减少后增多的年际变化和明显的年内变化特征,除2000年外,主要集中在夏半年,冬半年较少;空间上,2000年ESV具有较强的随机性和异质性,2005年和2010年空间自相关性较显著,聚集度较高,H-H值主要集中在秦岭、太白山、六盘山、子午岭、黄龙山等山区地带,L-L值则主要分布在关中地区。时间特征与退耕还林还草措施的实施及流域的综合治理,夏半年雨热组合状况良好,植被生长茂盛,生物量较多等具有较大关系,因此ESV较大。空间特征与地形、气候、水源等因素密切相关,该结论进一步证明了时空调节的当量价值法在渭河流域具有适用性。(4)不同土地利用类型提供的综合ESV、单项ESV及单位面积ESV供给能力均存在较大差异,每种土地利用类型的ESV变差贡献率不同。2000年综合ESV大小关系为:林地>耕地>草地>水域>未利用地;2005年与2010年综合ESV的大小关系均呈现:林地>草地>耕地>水域>未利用地。单项ESV具有明显的地域和时间特征,不同生态系统不同时间呈现不同的变化特征。单位面积ESV供给能力呈现:水域>林地>草地>耕地>未利用地的变化特点。土地利用类型面积与单项服务ESV具有显著的相关性,ESV变差贡献率结果表明:林地>耕地>草地>水域>未利用地,即林地ESV的变化引起研究区域综合ESV的作用最大,未利用地ESV变化对综合ESV的影响最小。(5)不同生态系统各单项服务功能间存在权衡与协同关系。供给服务与调节、支持、文化等服务之间存在权衡关系,四大服务内部各单项功能间亦存在权衡与协同关系。如,该研究区域的生物多样性保护功能和土壤形成与维持功能呈现相反的变化趋势,即权衡或竞争关系;耕地提供的食物生产服务与林地提供的原材料供给服务在各时段均呈现逐年减弱的特点;气候调节和气体调节功能呈现出协同关系。土地利用方式对由其产生的ESV有较大的影响。(6)渭河流域ESV与气温、降水、土地利用、NPP和海拔分布表现出不同的特征关系。单项ESV与气温、降水的相关性高于综合ESV与其的相关性;单项ESV与土地利用面积的相关性受生态系统类型的制约;综合ESV与NPP的相关性较显著;ESV高低值分布区、集中分布区和稀疏分布区随海拔变化而变化,最低值、最高值分布在海拔最低的平原、河谷地区,1000-1800m海拔高程为ESV集中分布区。……   
[关键词]:ESV;土地利用;气候变化;当量价值;渭河流域
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:陕西师范大学2017年