黑河流域生态系统服务的地形梯度效应及生态分区

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00102

摘要/Abstract

摘要：

黑河流域是中国西北地区生态安全重要屏障，厘清该地区生态系统服务的梯度效应对制定差异化生态保护政策具有重要意义。基于InVEST模型和CASA模型等方法，利用多源遥感数据量化2018年黑河流域典型生态系统服务，结合海拔、坡度、地形起伏度和地形位指数因子分析各生态系统服务的梯度效应，根据地形分布指数划分生态分区。结果表明：（1）黑河流域产水、土壤保持、植被固碳和食物供给服务空间分布差异明显，高值区在上游祁连山区，低值区在下游荒漠区。（2）各生态系统服务在各地形梯度上存在明显层级分布，总体上随地形梯度等级的提升而呈先增加后下降的趋势。（3）流域多重生态系统服务重要区空间分布差异明显，生态系统服务重要性随着地形梯度等级的提升而提升。（4）基于地形分异规律，黑河流域可划分为核心生态保护区、山地生态提升区、可持续发展区和生态防护治理区。

关键词: 生态系统服务, 地形梯度, 生态分区, 黑河流域

Abstract:

Heihe River Basin is an important barrier for ecological security in Northwest China. It is of great significance to clarify the gradient effect of ecosystem services in this region for formulating differentiated ecological protection policies. Based on the methods of InVEST model and CASA model， this study quantified ecosystem services by using multi-source remote sensing data in 2018 in Heihe River Basin， and then analyzed gradient effects of ecosystem services from four aspects of elevation， slope， relief amplitude and terrain index， divided ecological regions according to the topography distribution index at last. The results shows that：（1） The space distributions of water production， soil conservation， vegetation carbon sequestration and food supply are obviously different in Heihe River Basin， high value areas mainly in the upstream， low value areas widely distributed in the downstream. （2） The ecosystem services exist obviously hierarchy distribution on various landform gradient， overall have the trend of increasing first and then decreasing with the terrain gradient levels increase. （3） The distributions of multiple ecosystem services important zones are different， and overall the importance of ecosystem services zones are increasing with the increase of terrain gradient levels. （4） Based on the terrain distribution rules， Heihe River Basin can be divided into area of core ecological reserve， area of mountain ecological improvement， area of sustainable development and ecological protection area.

Key words: ecosystem services, topographic gradient, ecological zoning, Heihe River Basin

中图分类号:

X171.1

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图/表 12

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级别	海拔/m	坡度/（°）	地形起伏度	地形位指数
1	<1 700	0~2	0~5	<0.363
2	1 700~2 500	2~6	5~15	0.363~0.587
3	2 500~3 300	6~15	15~45	0.587~0.900
4	3 300~3 800	15~25	45~140	0.900~1.198
5	>3 800	>25	>140	1.198~1.972

级别	海拔/m	坡度/（°）	地形起伏度	地形位指数
1	<1 700	0~2	0~5	<0.363
2	1 700~2 500	2~6	5~15	0.363~0.587
3	2 500~3 300	6~15	15~45	0.587~0.900
4	3 300~3 800	15~25	45~140	0.900~1.198
5	>3 800	>25	>140	1.198~1.972

多重生态系统服务重要区分级	海拔梯度分级
多重生态系统服务重要区分级	1级	2级	3级	4级	5级
非重要区	1.242	0.728	0.081	0.033	0.033
一般重要区	0.440	2.976	1.022	1.238	4.907
中度重要区	0.439	1.736	4.248	2.637	2.769
高度重要区	0.001	1.843	5.479	5.413	4.453
极度重要区	0.000	0.107	3.457	9.300	4.788

多重生态系统服务重要区分级	海拔梯度分级
多重生态系统服务重要区分级	1级	2级	3级	4级	5级
非重要区	1.242	0.728	0.081	0.033	0.033
一般重要区	0.440	2.976	1.022	1.238	4.907
中度重要区	0.439	1.736	4.248	2.637	2.769
高度重要区	0.001	1.843	5.479	5.413	4.453
极度重要区	0.000	0.107	3.457	9.300	4.788

多重生态系统服务重要区分级	坡度梯度分级
多重生态系统服务重要区分级	1级	2级	3级	4级	5级
非重要区	1.181	1.018	0.412	0.123	0.108
一般重要区	0.578	0.879	1.794	2.982	4.246
中度重要区	0.634	0.817	2.248	2.844	3.099
高度重要区	0.276	1.196	3.486	4.253	3.772
极度重要区	0.025	0.723	4.647	6.317	4.990