论文部分内容阅读
随着人类社会的快速发展，各类生态环境问题突出，阻碍了人类社会和生态系统的健康发展，为实现和维护人类社会和自然生态系统之间的和谐，满足人类当代及后代发展的需求，探究自然生态与人类社会之间的联系生态系统服务逐渐成为生态学和生态经济学的研究热点。本研究以三峡库区为研究对象，以多源异构数据评估2000、2006、2012、2018年土壤保持、水源涵养、生物多样性、固碳释氧4项主要生态系统服务，基于协同与权衡角度构建生态系统综合服务指标体系，并以OLS、GWR模型分析不同自然社会经济因子对生态系统服务的影响情况，通过CA-MarKov模型预测2024、2030年三峡库区生态系统服务，并识别生态系统服务关键修复区区域，有针对性提出保护策略，主要结论如下：
(1)三峡库区2000、2006、2012、2018年的单位面积土壤保持量分别为606.77、359.25、500.55、558.49t·hm-2，水源涵养量栅格平均值分别为502.27、349.61、397.59、395.86mm，生境质量平均值分别0.588、0.585、0.583、0.580，固碳量平均值分别为1.05㎏C/m2、0.94㎏C/m2、1.01㎏C/m2、1.04㎏C/m2，释氧量平均值分别为0.77㎏C/m2、0.69㎏C/m2、0.75㎏C/m2、0.77㎏C/m2，其中土壤保持、水源涵养、固碳释氧的时序变化特征较为一致，均表现为2000年均值高而2006均值低，生境质量质量均值则随着时序变化而降低。各项生态系统服务其空间分布整体上呈现由东北高西南低的分布态势，研究年限内三峡库区的土壤保持服务、水源涵养服务、生物多样性服务等级整体变化区域不明显但局部区域，而固碳释氧服务等级变化中增加的面积均大于减少的面积呈现微弱提高趋势。
(2)三峡库区2000-2018年生态系统综合服务指数的平均值分别0.633、0.670、0.674、0.66，三峡库区生态系统综合服务状况先变差再逐渐改善。生态系统综合服务好的区域主要分布于库区湖北段的兴山县、秭归县、巴东县以及重庆段的巫溪县、巫山县、奉节县等多项生态系统服务本底情况较好的区域，生态系统综合服务差的区域主要分布于库重庆段的重庆主城区的核心区域等多项生态系统服务本底情况较差的区域。OLS模型结果表明2000-2018年研究区范围内各类自然因子与生态系统综合服务指数的回归系数均为负值，社会因子与生态系统综合服务指数的回归系数正负较为均等。2018年自然因子、社会因子与生态系统综合服务指数的GWR回归结果表明，自然因子对生态系统综合服务指数的影响程度空间分异明显，各自然因子在空间上影响程度分界明显，社会经济因子中夜间灯光指数因子与行政中心因子对生态系统综合服务指数以正向影响为主，建筑密度因子与道路密度因子对生态系统综合服务指数以负向影响为主。
(3)生态系统服务各等级的模拟面积的精度均在90%以上，且Kappa系数为0.80，构建的CA-MarKov模型较为合理，可用于预测未来年份的生态系统服务。2024-2030年三峡库区生态系统服务等级在空间上具有明显的分布特征，且2024年与2030年的空间分布较为一致，生态系统服务以较好等级为主。2018-2030年三峡库区生态系统服务等级中较好与极好等级面积增加较为明显，而较差与极差等级面积也有所减少，三峡库区生态系统服务状况逐渐向好发展。各级生态系统服务质心分布情况差异较大，生态系统服务极好的质心主要分布于三峡库区东北部的巫溪县、开州区以及湖北段的巴东县，生态系统服务较好与中等的质心空间分布无明显的聚集态势，生态系统服务较差与极差的质心主要分布于三峡库区的西南部。三峡库区生态系统服务等级变化中未发生变化的区域空间分布最为广泛，其余等级变化波动较小。2000-2030年生态系统服务等级稳定不变的面积及其占比分别为32947.99km2、57.46%，轻微下降比轻微上升的面积多10030.74km2，而剧烈变化的区域占比均为0.05%，表明30年间生态系统服务等级以稳定不变为主，但呈现出轻微下降的趋势。
(4)关键修复区共计251块图斑，总面积为379.05km2，占研究区总面积的0.66%。三峡库区各区县中除渝中区与南岸区无关键修复区分布，其余24个区县均有关键修复区分布。组团型、蔓延型、孤岛型、墨渍型四类关键修复区的数量及面积依次减少，其数量分别是150、65、20、16块，面积分别为273.10km2、75.82km2、18.28km2、11.85km2。
(1)三峡库区2000、2006、2012、2018年的单位面积土壤保持量分别为606.77、359.25、500.55、558.49t·hm-2，水源涵养量栅格平均值分别为502.27、349.61、397.59、395.86mm，生境质量平均值分别0.588、0.585、0.583、0.580，固碳量平均值分别为1.05㎏C/m2、0.94㎏C/m2、1.01㎏C/m2、1.04㎏C/m2，释氧量平均值分别为0.77㎏C/m2、0.69㎏C/m2、0.75㎏C/m2、0.77㎏C/m2，其中土壤保持、水源涵养、固碳释氧的时序变化特征较为一致，均表现为2000年均值高而2006均值低，生境质量质量均值则随着时序变化而降低。各项生态系统服务其空间分布整体上呈现由东北高西南低的分布态势，研究年限内三峡库区的土壤保持服务、水源涵养服务、生物多样性服务等级整体变化区域不明显但局部区域，而固碳释氧服务等级变化中增加的面积均大于减少的面积呈现微弱提高趋势。
(2)三峡库区2000-2018年生态系统综合服务指数的平均值分别0.633、0.670、0.674、0.66，三峡库区生态系统综合服务状况先变差再逐渐改善。生态系统综合服务好的区域主要分布于库区湖北段的兴山县、秭归县、巴东县以及重庆段的巫溪县、巫山县、奉节县等多项生态系统服务本底情况较好的区域，生态系统综合服务差的区域主要分布于库重庆段的重庆主城区的核心区域等多项生态系统服务本底情况较差的区域。OLS模型结果表明2000-2018年研究区范围内各类自然因子与生态系统综合服务指数的回归系数均为负值，社会因子与生态系统综合服务指数的回归系数正负较为均等。2018年自然因子、社会因子与生态系统综合服务指数的GWR回归结果表明，自然因子对生态系统综合服务指数的影响程度空间分异明显，各自然因子在空间上影响程度分界明显，社会经济因子中夜间灯光指数因子与行政中心因子对生态系统综合服务指数以正向影响为主，建筑密度因子与道路密度因子对生态系统综合服务指数以负向影响为主。
(3)生态系统服务各等级的模拟面积的精度均在90%以上，且Kappa系数为0.80，构建的CA-MarKov模型较为合理，可用于预测未来年份的生态系统服务。2024-2030年三峡库区生态系统服务等级在空间上具有明显的分布特征，且2024年与2030年的空间分布较为一致，生态系统服务以较好等级为主。2018-2030年三峡库区生态系统服务等级中较好与极好等级面积增加较为明显，而较差与极差等级面积也有所减少，三峡库区生态系统服务状况逐渐向好发展。各级生态系统服务质心分布情况差异较大，生态系统服务极好的质心主要分布于三峡库区东北部的巫溪县、开州区以及湖北段的巴东县，生态系统服务较好与中等的质心空间分布无明显的聚集态势，生态系统服务较差与极差的质心主要分布于三峡库区的西南部。三峡库区生态系统服务等级变化中未发生变化的区域空间分布最为广泛，其余等级变化波动较小。2000-2030年生态系统服务等级稳定不变的面积及其占比分别为32947.99km2、57.46%，轻微下降比轻微上升的面积多10030.74km2，而剧烈变化的区域占比均为0.05%，表明30年间生态系统服务等级以稳定不变为主，但呈现出轻微下降的趋势。
(4)关键修复区共计251块图斑，总面积为379.05km2，占研究区总面积的0.66%。三峡库区各区县中除渝中区与南岸区无关键修复区分布，其余24个区县均有关键修复区分布。组团型、蔓延型、孤岛型、墨渍型四类关键修复区的数量及面积依次减少，其数量分别是150、65、20、16块，面积分别为273.10km2、75.82km2、18.28km2、11.85km2。