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森林生态系统具有多种多样的服务功能,如固碳、水源涵养、木材生产等。这些服务功能并不是孤立存在的,而是彼此关联,表现出此消彼长的权衡关系或彼此增益的协同关系。科学理解森林生态系统多种服务之间的权衡/协同关系,有利于实现森林资源经济效益和生态效益之间的“双赢”,也是实现森林资源可持续经营管理的必然要求。本文基于植被、地形、气象、水文等环境因子数据,综合使用InVEST模型、CASA模型和ArcGIS空间分析工具,对赣江流域森林生态系统主要服务功能(固碳、水源供给、土壤保持与蓄积量)进行了评估与空间制图;并采用空间叠置分析、相关性分析和标准差方法量化了服务之间的权衡/协同关系和综合效益;探讨了自然因子及社会-经济因子与生态系统服务权衡/协同关系之间的联系。所得主要结果与结论如下: (1)赣江流域不同类型森林生态系统服务的空间格局不同。固碳和蓄积量服务在流域北部九岭山、西部的武功山、井冈山、云峰山,南部的九连山、以及东部的凌华山和天湖山等山地区域供给能力最高;水源供给服务则在流域东北部区域供给能力最高;流域西南部区域的土壤侵蚀模数较高,土壤保持服务能力较差,水土流失问题突出。 (2)不同林型,生态系统服务供给总量和供给能力存在很大差异。赣江流域人工林面积比重高达70.6%,提供了>70%的固碳、水源供给、土壤保持和蓄积量服务,但除水源供给服务单位量较高外,固碳、土壤保持和蓄积量服务单位量都低于地带性植被阔叶林和竹林,尤其是土壤保持服务能力,人工林土壤侵蚀模数高达阔叶林的3~4倍。因此,整体上,人工林生态系统服务供给能力还较低,与地带性植被(阔叶林和竹林)之间还有较大差距,未来如何提升人工林质量,降低人工林土壤侵蚀模数将是赣江流域森林资源管理的重要内容。同时,在生态脆弱区推广阔叶林种植和针阔混交林将有助于解决水土流失问题。 (3)赣江流域约有65.71%的森林资源固碳、水源供给、土壤保持和蓄积量服务之间存在着不同程度的效益权衡关系,仅有约1/4的森林4种生态系统服务供给能力均较高,即服务之间协同效应较好,综合效益较高,这些森林多为山地区域的阔叶林或竹林。由此,整个流域尺度上,不同类型森林生态系统服务之间的权衡关系还较显著,生态系统服务效益之间的冲突还较明显,尤其是人工林,水源供给-蓄积量服务与固碳-土壤保持服务之间的效益冲突显著。人工林面积增加一定程度上会加剧赣江流域,尤其是流域上游西南部山地和高丘区域的水土流失问题。 (4)人工林生态系统服务综合效益明显低于阔叶林和竹林,且空间异质性较高,其综合效益还有巨大的增长空间。景观、县域或子流域尺度上,赣江流域4种森林生态系统服务之间存在着不同程度的权衡/协同关系,且子流域尺度上蓄积量服务、土壤保持服务与水源供给服务之间的权衡/协同关系最显著。因此,选取子流域作为赣江流域森林管理操作单元,将能更有效地调控生态系统服务之间的权衡/协同关系,实现综合效益最佳。 (5)生态系统服务之间的权衡/协同关系是自然过程和人类活动共同作用的结果。赣江流域同属中亚热带气候湿润区,局地环境因子对生态系统服务之间的相互作用具有重要影响。随着海拔和坡度增加,森林固碳和蓄积量服务供给能力逐渐增加,水源供给和土壤保持能力逐渐降低;不同坡向之间,生态系统服务供给能力差异较小。高海拔、大坡度区域森林土壤保持服务能力明显低于其他区域,仍是土壤保持工作的重点防护和监测区。社会经济因子与生态系统服务之间的作用过程较复杂,经济发展程度最高,产业结构最合理的萍乡市、樟树市、新余市等市辖区生态系统服务供给能力相比周边县(市,区)略有增加。