Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 黄土高原生态系统服务价值动态评估及其变化研究 | |
| 张瑜 | |
| 出版年 | 2018 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) |
| 中文摘要 | 生态系统服务价值是生态系统服务功能的价值量化方式,价值的高低反映了区域生态环境的优劣状况;同时由于生态系统服务功能与土地利用之间的互反馈作用,服务价值的变化也表明土地利用方式是否合理。研究生态系统服务价值与土地利用变化之间的交互作用,科学地利用土地资源,在发展社会经济的同时注重生态环境的保护,为实现可持续发展提供支撑。中国陆地生态系统服务价值当量表于2001年提出。该表是针对中国大陆的平均水平,将其应用于区域生态系统服务价值评价时,存在两个问题:(1)空间异质性——由于同一类型生态系统在不同地区的内部结构和外部形态差异明显,生态系统服务功能强弱不一,其服务价值也有所不同,导致价值当量表应用于不同区域时其准确度有待商榷;(2)时间演化差异——随着社会经济的发展和生态资源稀缺度的变化,人们对生态系统服务的支付意愿在不同时期也相应发生变化,导致用2001年的价值当量表去评估不同时期的生态系统服务价值时也存在误差。因此,本文基于中国陆地生态系统服务价值当量表,综合考虑生态系统服务功能的空间异质性和时间演化差异,对生态系统服务价值当量进行时间和空间尺度的修正,降低由于空间异质性、社会发展及资源稀缺度变化造成的价值当量变化,提高价值当量表应用于不同区域、不同时期时的精确度。空间异质修正,首先以粮食产量为依据,实现价值当量从全国到区域尺度的修正;然后以植被覆盖度和NPP为指标,实现价值当量从区域到栅格尺度的修正。时间演化修正,首先选取恩格尔系数、GDP及城镇化率进行社会发展系数修正;其次选取人口密度进行资源稀缺系数修正。以2005年粮食净利润作为不变价格,计算一个标准单位当量因子的价值量;由于价值当量表没有考虑聚落的生态系统服务价值,本文对聚落的服务价值单独进行计算,确定黄土高原生态系统服务功能单位面积价值。在进行了价值当量修正及确定生态系统服务功能单位面积价值后,实现黄土高原生态系统服务价值动态评估模型当量修正,提高生态系统服务价值评估的精确度以及2000年、2005年及2010年三期生态系统服务价值的可比性。利用当量修正后的黄土高原生态系统服务价值动态评估模型开展生态系统服务价值时空动态评估,并分析其演变特征。结果显示,黄土高原在2000年、2005年及2010年的生态系统服务总价值呈持续增加的态势,分别为6333.91亿万、7679.95亿元及9390.46亿元,整个时段增幅达48%。在黄土高原各项生态系统服务功能中,保持土壤价值居首位,并且近80%的保持土壤价值是由森林和草地生态系统提供,约19%由农田提供,而湿地水体提供的保持土壤价值不到1%。因此,促进荒漠向草地、林地的转化,利用植被的固土能力减少荒漠的土壤流失是黄土高原水土流失治理的关键。2000-2005年,黄土高原森林生态系统和草地生态系统服务价值增量约占服务价值总增量的70%;2005-2010年,黄土高原生态服务价值持续增加,其中约40%的服务价值增量由草地贡献,退耕还草生态工程效益明显。从空间上来看,黄土高原生态系统服务价值总体趋势为东南高、西北低。生态系统服务价值最高的区域分布在河流水系区域;生态系统服务价值增速最快的是内蒙古自治区。黄土高原地区生态系统服务价值的增加,一方面得益于退耕还林还草、三北防护林等生态措施的实施,另一方面源于人们对生态环境保护的不断重视。2000-2005年期间,黄土高原土地利用变化总面积约11046.86 km~2,约占黄土高原总面积的1.8%。其中,流失耕地主要转出为草地和林地,新增耕地主要由草地转入。林地净增加面积为2205.41 km~2,主要来源为耕地和草地。未利用土地面积净增加1487.02 km2,其中沙地增加面积占69%,表明黄土高原土地沙漠化在此时段尚十分严重。2005-2010年期间,耕地持续减少,主要转变为城乡工矿居民用地、林地、草地。未利用土地面积净减少约790.29 km~2,主要转化为草地和耕地,治理开垦未利用地,不仅改善黄土高原生态环境,也提高了耕地后备资源利用率。为了研究土地利用变化对生态系统服务价值的重要性,计算2000-2005、2005-2010年黄土高原各土地利用类型的生态系统服务价值变率。2000-2005年期间,生态系统服务价值变率最大的是城乡居民工矿用地,城乡工矿居民用地的面积变化8.9%,将会导致其生态系统服务价值102%的变化。其次是林地、草地,增加林地和草地的面积、改善林地和草地自身的质量,对于黄土高原的环境保护至关重要。2005-2010年期间,生态系统服务价值变率最大的是草地。草地的面积变化0.8%,导致其生态系统服务价值变化24.3%。一方面是由于草地的单位面积生态系统服务价值大幅提高,另一方面得益于人们环保意识的增强,使得草地生态系统自身质量得到改善。通过构建环境经济协调度函数,分析黄土高原经济发展与生态环境的协调度。结果表明,黄土高原在2000-2010年期间的环境经济协调指数为0.1153,处于低度协调水平,表示生态系统服务价值的增速低于GDP的增速,经济发展没有对生态环境造成破坏,但是生态系统的稳定存在潜在危机。2005-2010年的环境经济协调度指数相对于2000-2005降低了11.3%,一方面是黄土高原前期造林多,后期造林速度减缓,使得生态系统服务价值增速变小,另一方面是随着西部大开发,社会经济发展速度加快。黄土高原7省中环境经济协调度最高的是宁夏。原因一方面是黄河由南至北横贯宁夏,宁夏北部水浇地分布较多,合理灌溉使得农田食物生产价值增加,加上草地质量的改善,使得宁夏生态系统服务价值增速较大;另一方面是宁夏地区经济发展相对于其余6省较缓,大幅增加的生态系统服务价值使得其环境经济协调指数相对较高。 |
| 中文关键词 | 土地利用变化 ; 价值当量修正 ; 生态系统服务价值动态评估模型 ; 时空演变分析 ; 黄土高原 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | X171.1 |
| 来源机构 | 中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/355225 |
| 作者单位 | 中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张瑜. 黄土高原生态系统服务价值动态评估及其变化研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所),2018. |
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