生态系统服务对气候与土地利用变化的响应模拟 ——以中国长江经济带为例

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“生态系统服务”是生态系统形成和维持的,有利于人类自身生存和发展的,与生态环境相关的条件和利益。生态系统服务主要分为四类,即调节服务、供应服务、文化服务和支持服务。由于其与生态系统环境相依相存,人类的健康生存与社会的福祉建设也与之密切相关。气候变化和土地利用变更是驱动生态系统服务供应变化和不同类型生态系统服务之间发生转换的两个主要因素。作为气候变化的主要驱动力,大气成分的变化会影响地表生物的生物化学过程和养分循环,从而对地球生物物理系统产生一系列间接影响。而土地利用模式则会直接影响生态系统类型、地表景观和生物生长过程,从而进一步影响生态系统及其产生生态系统服务的水平。气候变化的加剧以及土地利用的快速变化,极大地影响了生态系统的结构和服务,干扰了生态系统服务和社会经济的协同发展。长江经济带是中国人口最多,工业规模最大的经济带。因此,预测生态系统服务如何响应长江经济带的未来土地利用和气候变化对于中国的可持续发展至关重要。为了更好地探究长江经济带未来不同气候环境下土地利用变化对生态系统服务的影响,本研究基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)最新发布的SSPRCP未来情景框架,利用能够结合人类活动和自然环境综合影响的未来多类土地利用模拟模型(FLUS),进行了长江经济带未来土地利用变化的模拟。在此基础上构建了未来生态系统服务的估算框架,从而计算并探讨了生态系统服务对土地利用和气候条件的响应变化。本研究得到的主要结果为:(1)SSP3-7.0和SSP4-3.4情景中预测了耕地面积的最大变化。SSP3-7.0情景中耕地面积减少最多,约28.49万km2。SSP4-3.4情景中耕地面积增长最大,约36.57万km2。在SSP1-1.9与SSP1-2.6情景中,草地出现了急剧减少,至2100年草地面积仅约0.61万km2,占总土地面积的1%不到,且空间上草地面积的减少主要发生在四川省西北部与云南省东部。(2)由于气候影响下的土地利用的变化,至2100年,除了SSP-1.9与SSP4-3.4,其他6个SSP-RCP情景中长江经济带总体生态系统服务价值呈现上升趋势,增长幅度从108.08-469.84亿元不等,其中在SSP3-7.0情景中出现了最大程度的增长。SSP4-3.4情景中总体生态系统服务价值损失严重,减少了约449.925亿元,相比2015年下降了约6%。(3)在四类生态系统服务类型中,调节服务占比最大(68.62%-72.69%)。至2100年,SSP4-3.4情景未来生态系统供应服务价值减少最大,约46.59亿元。文化服务占总体生态系统服务的比例较小(少于3%)。对于支持服务,SSP1-2.6、SSP1-1.9与SSP4-3.4情景中出现下降趋势,SSP4-3.4情景中减少量最大。总体而言,基于未来发展情景的分析方法可以支持探索未来气候变化对生态系统服务的影响,能够帮助政策决策者发现不同发展情景下的生态系统服务变化热点,制定出更有效的环境应对政策,从而实现绿色健康的可持续发展目标。
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