福建省生物多样性价值核算及其时空分布特征研究

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生物多样性是人类生存和可持续发展的必要条件,由于人类对于生物多样性价值尚未有一个全面认识,生物多样性丧失趋势在全球范围内未得到有效抑制。正确合理地评价生物多样性价值是实施生物多样性保护的具体政策规划前提。目前,各类生物多样性价值核算,存在着法律制度与能力上障碍、核算方法与标准上不足。对于不同种群结构生物多样性核算,目前尚未有一套完整的、通用的核算指标。选取福建省为研究区,采用2010、2015、2018年Landsat、MODIS遥感影像,运用面向对象、支持向量机分类模型对研究区土地利用类型进行分类,提取面积百分比、净初级生产力、生境质量、生境稀缺性、Shannon多样性等5种生物量信息,运用XGBoost模型定量估算福建省生物多样性价值,分析其空间分布特征。主要结论:
  (1)提取Landsat遥感影像的特征,运用面向对象分类法和SVM法对遥感影像进行各类土地信息提取效果最好,分类精度为98.86%,Kappa系数为0.93。
  (2)以2010-2018年为变动对象,福建省耕地、林地面积大幅减少,共减少了625km2,建设用地面积增加了390km2,生物多样性遭到破坏。福州市用地类型变化是以林地为主转变为以耕地为主;莆田市是由以建设用地为主转变为以草地为主,两个城市生物多样性均在缩小;龙岩市则是由以耕地为主转变为以草地为主,其余城市则保持稳定状态。NPP空间分布上从南至北呈现递增趋势,内陆区域NPP值在1995-2660gCm-2d-1,普遍高于沿海区域250-665gCm-2d-1;总体生境质量处于较高水平,从西北地区向东南沿海地区,生境质量逐渐递减,2010-2018年来整个生境由原来稳定态势逐渐向稳定斑块转变,生物多样性在减小。
  (3)依据XGBoost模型拟合生物量信息与生物多样性价值之间关系,得出福建省生物多样性价值的空间分布,结果显示R2为0.86,也测算出2018年福建省生物多样性价值为584.87亿元。内陆生物多样性价值普遍高于沿海地区,所有土地类型中单位面积生物多样性价值最高类型是林地,4种林地类型的单位面积生物多样性均保持在622500元/km2左右。其中沿海地区单位面积生物多样性价值高的是林地、湖泊两类土地利用类型,最低是耕地144000元/km2,而内陆主要是林地最高,最低是湖泊类3410元/km2。
  (4)时间分布上,2010-2015年福建省生物多样性价值呈现减小趋势,减少量最多的是疏林地,减少了14.59亿元,2015-2018年呈现增长趋势,林地、草地两种生境有所恢复,截止至2018年,两种土地类型的生物多样性价值比2010年仍亏损了1.07亿元。2010-2018年福建省生物多样性价值空间分布上,内陆城市在增加,沿海地区在减少,尤其是滨海城市的生物多样性价值最低。沿海城市福州市减小了56.3亿元,漳州市减小了24亿元,内陆城市宁德市增加了44.08亿元。
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