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乡镇尺度大娄山区生态系统服务价值时空变化研究

姜栋栋 马伟波 邹凤丽 李海东 张龙江 刘桂建

姜栋栋, 马伟波, 邹凤丽, 李海东, 张龙江, 刘桂建. 乡镇尺度大娄山区生态系统服务价值时空变化研究[J]. 环境科学研究, 2020, 33(12): 2713-2723. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.10
引用本文: 姜栋栋, 马伟波, 邹凤丽, 李海东, 张龙江, 刘桂建. 乡镇尺度大娄山区生态系统服务价值时空变化研究[J]. 环境科学研究, 2020, 33(12): 2713-2723. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.10
JIANG Dongdong, MA Weibo, ZOU Fengli, LI Haidong, ZHANG Longjiang, LIU Guijian. Spatiotemporal Changes of Ecosystem Service Value in Dalou Mountain Area at Township Scale[J]. Research of Environmental Sciences, 2020, 33(12): 2713-2723. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.10
Citation: JIANG Dongdong, MA Weibo, ZOU Fengli, LI Haidong, ZHANG Longjiang, LIU Guijian. Spatiotemporal Changes of Ecosystem Service Value in Dalou Mountain Area at Township Scale[J]. Research of Environmental Sciences, 2020, 33(12): 2713-2723. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.10

乡镇尺度大娄山区生态系统服务价值时空变化研究

doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.10
基金项目: 

国家重点研发计划项目 2018YFD1100104

详细信息
    作者简介:

    姜栋栋(1985-), 男, 安徽涡阳人, kingjeddie@foxmail.com

    通讯作者:

    马伟波(1991-), 男, 陕西宝鸡人, 助理研究员, 硕士, 主要从事生态保护与修复研究, maweibo@nies.org

  • 中图分类号: X903;F323.22

Spatiotemporal Changes of Ecosystem Service Value in Dalou Mountain Area at Township Scale

Funds: 

National Key Research and Development Program of China 2018YFD1100104

  • 摘要: 乡镇尺度生态系统服务价值(Ecosystem Service Value,ESV)核算对于制定乡镇差异化发展调控政策具有重要参考价值.以大娄山区水源涵养与生物多样性保护功能区(简称“大娄山区”)为研究对象,基于2000年和2018年2期土地利用数据,通过单位面积价值当量核算、地貌、地表粗糙度、空间统计等方法,研究了乡镇域ESV,并分析其地形效应和空间关联特征.结果表明:①2000—2018年大娄山区ESV整体呈稳定且微弱增长趋势,由1 891.44×108元增至1 895.73×108元;有28个乡镇ESV呈下降趋势,其中22个分布在贵州省.②在大娄山区4种地貌类型中,以缓坡区域的ESV最高(2018年),为811.69×108元;而区域单位面积ESV由高到低依次为峡谷底(0.21×108元/km2) >山脊(0.07×108元/km2) >缓坡(0.06×108元/km2) >陡坡(0.01×108元/km2).③2000年和2018年大娄山区ESV全局Moran's I值分别为0.111和0.109,且P值均小于0.05,表明研究区有显著的空间自相关性和空间聚集效应.2000—2018年,乡镇尺度ESV变化主要有5个空间热点聚集区和2个冷点聚集区.研究显示,建议对大娄山区28个ESV下降的乡镇、ESV冷点聚集区所涉及的乡镇、Ⅲ级地表粗糙度和缓坡重叠区域应优先开展“三生”空间优化.

     

  • 图  1  大娄山区水源涵养与生物多样性保护重要区地理位置

    Figure  1.  Distribution map of important areas for water conservation and biodiversity protection in the Dalou Mountain area

    图  2  大娄山区ESV分布格局

    Figure  2.  Distribution pattern of ESV in Dalou Mountain area

    图  3  大娄山区2018年11种乡镇尺度ESV空间分布

    Figure  3.  Spatial distribution of 11 types ESV at township scale in Dalou Mountain area in 2018

    图  4  大娄山区乡镇尺度地表粗糙度和地貌划分

    Figure  4.  Spatial distribution of TPI and landform in the Dalou Mountain area

    图  5  大娄山区乡镇尺度单位面积ESV与地表粗糙度散点图

    Figure  5.  Scatter plot of ESV per unit area and surface roughness in Dalou Mountain area on township scale

    图  6  2000—2018年大娄山区乡镇尺度ESV冷点和热点空间分布

    Figure  6.  Spatial distribution of ESV cold spots and hot spots in Dalou Mountain area from 2000 to 2018 on township scale

    表  1  2000年和2018年大娄山区土地利用情况

    Table  1.   Land use in Dalou Mountain area in 2000 and 2018  km2

    年份 耕地 林地 草地 水域 湿地 建设用地 未利用地
    2000 11 196.00 17 782.20 3 806.77 15.57 16.72 46.71 7.97
    2018 10 938.30 17 987.10 3 596.93 28.55 23.35 289.78 7.93
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    表  2  大娄山区单位面积生态服务价值系数

    Table  2.   ESV coefficient per unit area in Dalou Mountain area 元/(hm2 ·a)

    一级类型 二级类型 耕地 林地 草地 湿地 裸地 水域
    食物生产 3 373.57 1 230.36 1 508.18 2 024.14 0.00 3 175.12
    供给服务 原料生产 1 587.56 2 817.92 2 222.59 1 984.45 0.00 912.85
    水资源供给 51.54 953.57 798.94 6 674.97 0.00 21 365.07
    调节服务 气体调节 2 659.17 9 326.92 7 818.74 7 540.92 79.38 3 056.06
    气候调节 1 428.81 27 901.39 20 677.99 14 288.05 0.00 9 088.79
    净化环境 396.89 7 898.12 6 826.51 14 288.05 396.89 22 027.41
    水文调节 695.85 9 046.01 9 844.94 62 445.80 77.32 263 493.95
    土壤保持 2 654.53 7 370.82 6 185.30 5 953.36 51.54 2 396.81
    支持服务 维持养分循环 476.27 873.16 714.40 714.40 0.00 277.82
    生物多样性 515.96 10 319.15 8 652.21 31 235.27 79.38 10 120.70
    文化服务 美学景观 238.13 4 524.55 3 810.15 18 772.91 39.69 7 501.23
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    表  3  基于TPI的地貌划分

    Table  3.   Division of landform classification based on TPI

    坡度位置 划分方法
    山脊 TPI>143
    陡坡 143≥TPI>-136, slope>12°
    缓坡 143>TPI≥-136, slope≤12°
    峡谷底 TPI < -136
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    表  4  2000—2018年大娄山区ESV时序变化

    Table  4.   Changes in time series of ecosystem service value in Dalou Mountain area from 2000 to 2018

    生态系统服务功能 ESV/(108元) 占比1)/% 变幅/%
    2000年 2018年 2000—2018年变化
    食物生产 65.47 64.59 -0.88 3.41 -1.34
    供给服务 原料生产 76.39 76.12 -0.27 4.02 -0.36
    水资源供给 21.02 21.36 0.34 1.13 1.60
    调节服务 气体调节 225.56 225.24 -0.33 11.88 -0.14
    气候调节 591.24 592.46 1.22 31.25 0.21
    净化环境 171.46 171.92 0.46 9.07 0.27
    水文调节 211.27 214.72 3.44 11.33 1.63
    土壤保持 184.47 184.07 -0.40 9.71 -0.22
    支持服务 维持养分循环 23.59 23.51 -0.09 1.24 -0.36
    生物多样性维护 222.89 223.39 0.50 11.78 0.23
    文化服务 美学景观 98.06 98.35 0.29 5.19 0.29
    合计 1 891.44 1 895.73 4.29 100.00 0.23
    注:1) 2018年各单项ESV占总ESV比例.
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    表  5  大娄山区ESV地貌效应

    Table  5.   The landform effect of ESV in Dalou Mountain area

    地貌 面积/km2 面积占比/% ESV/(108元) 2018年单位面积ESV/
    (108元/km2)
    2000年 2018年 2000—2018年变化
    峡谷底 3 318.87 10.08 710.35 712.55 2.2 0.21
    缓坡 13 581.62 41.27 794.54 811.69 17.15 0.06
    陡坡 12 979.76 39.44 174.57 158.65 -15.92 0.01
    山脊 3 030.36 9.21 211.98 212.84 0.86 0.07
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    表  6  大娄山区ESV地表粗糙度效应

    Table  6.   The effect of ESV surface roughness on the township scale in Dalou Mountain area

    地表粗糙度等级 乡镇数/个 面积/km2 面积占比/% ESV/(108元) 变幅/%
    2000年 2018年 2000—2018年变化
    45 2 088.68 6.36 206.96 203.68 -3.28 -1.58
    106 8 471.69 25.78 521.22 523.69 2.47 0.47
    104 10 790.37 32.84 624.56 630.24 5.68 0.91
    78 8 490.89 25.84 398.55 397.01 -1.54 -0.39
    24 3 015.66 9.18 140.15 141.11 0.96 0.68
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    表  7  大娄山区ESV全局相关性

    Table  7.   The landform effect of ESV in Dalou Mountain area

    项目 2000年 2018年 2000—2018年变化
    全局Moran′s I 0.111 0.109 0.140
    z scores 3.071 3.004 3.858
    P < 0.05 < 0.05 < 0.05
    注:z scores为标准差的倍数.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-15
  • 修回日期:  2020-10-30
  • 刊出日期:  2020-12-25

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