Spatio-temporal evaluation of ecosystem service value in Gansu Province based on optimization model

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00119

Journal of Desert Research ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (2): 53-64.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00119

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Spatio-temporal evaluation of ecosystem service value in Gansu Province based on optimization model

Qiyang Xu(), Yongyu Wang(), Yanyan Yang

School of Statistics，Lanzhou University of Finance and Economics，Lanzhou 730020，China

Received:2022-03-20 Revised:2022-08-02 Online:2023-03-20 Published:2023-04-12
Contact: Yongyu Wang

Abstract

Abstract:

There are still limitations in the measurement scope and applicability of current ecosystem service valuation models. Based on SEEA-EA， the scope of ecosystem service measurement was defined， and an optimized ecosystem service value assessment model was constructed by using the modified equivalent factor method. Taking Gansu Province as the study area， the trend of ecosystem service value changed from 2010 to 2018 and the spatial distribution characteristics of 14 cities and states in Gansu Province were evaluated and analyzed. The results showed that：（1） The land use structure of Gansu Province was dominated by desert and grassland. The area of farmland and desert decreased during the study period， while the area of forest， grassland and water area increased in different ranges. （2） The increase rate of ecosystem service value in Gansu Province from 2010 to 2018 was 20.68%. The ecosystem service value of water area， forest and grassland increased， while the ecosystem service value of cropland and desert decreased. The value of each individual ecosystem service showed an increasing trend. （3） The ecosystem service value of Gansu Province was more in the south and less in the north. The ecosystem service value per unit area of Longnan， Gannan and Zhangye ranked the top three in Gansu Province in 2018. （4） The scarcity of ecosystem services was becoming more and more prominent in Gansu Province， and the scarcity degree of ecosystem services value relative to socio-economic value varied significantly among cities and states. This optimization model can be used to carry out a comprehensive spatio-temporal evaluation of ecosystem service value， which can provide a certain decision basis for ecological compensation and value realization of ecological products in Gansu Province and even in the Yellow River Basin.

Key words: ecosystem service value, measurement range, correction method, optimization model, Gansu Province

CLC Number:

F062.2

Qiyang Xu, Yongyu Wang, Yanyan Yang. Spatio-temporal evaluation of ecosystem service value in Gansu Province based on optimization model[J]. Journal of Desert Research, 2023, 43(2): 53-64.

Figures/Tables 12

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一级分类	二级分类
供应服务	食物生产
	原材料生产
	水资源供给
调节服务	气体调节
	气候调节
	净化环境
	水文调节
	土壤保持
文化服务	美学景观

一级分类	二级分类
供应服务	食物生产
	原材料生产
	水资源供给
调节服务	气体调节
	气候调节
	净化环境
	水文调节
	土壤保持
文化服务	美学景观

服务功能类型		生态系统类型
服务功能类型		森林	草地	水域	农田	荒漠
供给服务	食物生产	0.18	0.17	0.32	0.80	0.00
	原材料生产	0.42	0.25	0.18	0.18	0.01
	水资源供给	0.22	0.14	3.14	-0.94	0.01
调节服务	气体调节	1.38	0.87	0.69	0.64	0.05
	气候调节	4.12	2.30	1.55	0.34	0.04
	净化环境	1.21	0.76	2.24	0.10	0.15
	水文调节	2.70	1.69	32.18	1.08	0.09
	土壤保持	1.68	1.06	0.78	0.38	0.05
文化服务	美学景观	0.67	0.43	1.62	0.05	0.02

服务功能类型		生态系统类型
服务功能类型		森林	草地	水域	农田	荒漠
供给服务	食物生产	0.18	0.17	0.32	0.80	0.00
	原材料生产	0.42	0.25	0.18	0.18	0.01
	水资源供给	0.22	0.14	3.14	-0.94	0.01
调节服务	气体调节	1.38	0.87	0.69	0.64	0.05
	气候调节	4.12	2.30	1.55	0.34	0.04
	净化环境	1.21	0.76	2.24	0.10	0.15
	水文调节	2.70	1.69	32.18	1.08	0.09
	土壤保持	1.68	1.06	0.78	0.38	0.05
文化服务	美学景观	0.67	0.43	1.62	0.05	0.02

生态系统类型		森林	草地	水域	农田	荒漠
土地利用类型		林地	草地	水域及水利设施用地	耕地、园地及其他农用地	未利用地
面积/万hm²	2010年	518.46	1 410.96	2.88	611.06	1618.09
	2015年	609.92	1 419.37	74.76	563.21	1488.06
	2018年	609.58	1 417.23	74.73	563.19	1487.16
面积占比/%	2010年	12.46	33.91	0.07	14.68	38.88
	2015年	14.68	34.16	1.80	13.55	35.81
	2018年	14.68	34.13	1.80	13.56	35.82
变化量/万hm²	2010—2015年	91.46	8.41	71.88	-47.85	-130.03
	2015—2018年	-0.34	-2.14	-0.03	-0.02	-0.9
	2010—2018年	91.12	6.27	71.85	-47.87	-130.93
土地利用动态度/%	2010—2015年	18.29	1.68	14.38	-9.57	-26.01
	2015—2018年	-0.11	-0.71	-0.01	-0.01	-0.30
	2010—2018年	11.39	0.78	8.98	-5.98	-16.37

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ESV相关指标		生态系统类型
ESV相关指标		森林	草地	水域	农田	荒漠	合计
ESV/亿元	2010年	1 078.43	1 789.65	20.33	264.72	111.19	3 264.33
	2015年	1 268.67	1 800.32	527.79	243.99	102.26	3 943.03
	2018年	1 267.96	1 797.61	527.58	243.99	102.19	3 939.33
变化量/亿元	2010—2015年	190.24	10.67	507.46	-20.73	-8.94	678.70
	2015—2018年	-0.71	-2.71	-0.21	-0.01	-0.06	-3.70
	2010—2018年	189.54	7.95	507.25	-20.74	-9.00	675.00
变化率/%	2010—2015年	17.64	0.60	2 495.83	-7.83	-8.04	20.79
	2015—2018年	-0.06	-0.15	-0.04	0.00	-0.06	-0.09
	2010—2018年	17.58	0.44	2 494.79	-7.83	-8.09	20.68
贡献率/%	2010年	33.04	54.82	0.62	8.11	3.41	100
	2015年	32.17	45.66	13.39	6.19	2.59	100
	2018年	32.19	45.63	13.39	6.19	2.59	100

地区	生态系统类型					合计	ESV占比 /%	单位面积ESV /（元·hm^-2）
地区	森林	草地	水域	农田	荒漠	合计	ESV占比 /%	单位面积ESV /（元·hm^-2）
兰州市	21.92	96.17	8.61	12.52	0.40	139.62	3.59	11 419.93
嘉峪关市	0.23	0.96	1.13	0.43	0.60	3.35	0.09	3 130.99
金昌市	22.59	18.61	10.24	4.84	2.36	58.64	1.51	8 087.83
白银市	22.26	127.45	13.06	22.93	1.83	187.53	4.82	9 736.58
天水市	108.41	18.68	9.81	25.64	0.51	163.07	4.19	12 087.85
武威市	76.92	124.47	26.76	19.70	8.91	256.76	6.59	8 175.36
张掖市	77.30	253.98	113.17	13.88	4.98	463.30	11.90	12 945.09
平凉市	87.32	12.61	8.12	19.23	0.39	127.67	3.28	12 383.86
酒泉市	24.30	560.83	255.42	11.67	79.15	931.37	23.92	5 581.26
庆阳市	159.73	129.93	7.55	30.91	0.46	328.59	8.44	12 721.15
定西市	81.00	65.41	15.18	35.00	0.82	197.41	5.07	10 647.90
陇南市	327.53	47.54	17.86	27.24	0.73	420.90	10.81	15 530.82
临夏州	16.27	31.18	15.04	12.28	0.37	75.13	1.93	11 007.74
甘南州	217.14	294.86	22.03	5.79	0.68	540.50	13.88	14 879.08

地区	ESV/亿元	GDP/亿元	总人口	人均ESV/元	人均GDP/元	人均ESV/人均GDP
兰州市	139.62	2 732.94	3 284 678	4 250.65	83 202.59	0.05
嘉峪关市	3.35	299.62	208 295	1 606.87	143 844.06	0.01
金昌市	58.64	264.24	453 842	12 920.08	58 223.04	0.22
白银市	187.53	511.60	1 817 450	10 318.12	28 149.16	0.37
天水市	163.07	652.05	3 719 380	4 384.20	17 531.26	0.25
武威市	256.76	469.27	1 894 482	13 552.81	24 770.11	0.55
张掖市	463.30	407.71	1 310 897	35 342.58	31 101.35	1.14
平凉市	127.67	395.17	2 341 758	5 451.68	16 874.72	0.32
酒泉市	931.37	596.89	1 017 031	91 577.54	58 689.17	1.56
庆阳市	328.59	708.15	2 699 848	12 170.58	26 229.25	0.46
定西市	197.41	356.26	3 042 661	6 488.14	11 708.86	0.55
陇南市	420.90	379.23	2 881 567	14 606.66	13 160.45	1.11
临夏州	75.13	255.35	2 406 886	3 121.37	10 609.10	0.29
甘南州	540.50	155.73	748 591	72 201.95	20 802.63	3.47

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[15]	SHI Fu-xi1, SONG Chang-chun1, ZHAO Cheng-zhang2, ZHANG Jing2, SHI Li-li2. Dynamic of Service Value of Farmland Meta-ecosystem of Mountain, Oasis and Desert and Multiple Regression Analysis of the Influence Factors in the Hexi Corridor, Gansu, China [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2013, 33(5): 1598-1604.

服务功能类型		生态系统类型
服务功能类型		森林	草地	水域	农田	荒漠
合计		20 800.62	12 683.94	70 598.21	4 332.22	687.18
供给服务	食物生产	301.76	278.86	521.86	1 320.58	5.98
	原材料生产	693.15	410.32	290.81	292.80	17.93
	水资源供给	358.53	227.07	5 194.68	-1 559.60	11.95
调节服务	气体调节	2 279.64	1 442.08	1 135.34	1 063.63	77.68
	气候调节	6 821.00	3 812.35	2 561.49	555.72	59.75
	净化环境	1 998.80	1 258.83	3 708.78	161.34	244.99
	水文调节	4 463.68	2 792.54	53 221.54	1 786.67	143.41
	土壤保持	2 775.61	1 756.79	1 290.70	621.45	89.63
文化服务	美学景观	1 108.45	705.11	2 673.03	89.63	35.85

服务功能类型		生态系统类型
服务功能类型		森林	草地	水域	农田	荒漠
合计		20 800.62	12 683.94	70 598.21	4 332.22	687.18
供给服务	食物生产	301.76	278.86	521.86	1 320.58	5.98
	原材料生产	693.15	410.32	290.81	292.80	17.93
	水资源供给	358.53	227.07	5 194.68	-1 559.60	11.95
调节服务	气体调节	2 279.64	1 442.08	1 135.34	1 063.63	77.68
	气候调节	6 821.00	3 812.35	2 561.49	555.72	59.75
	净化环境	1 998.80	1 258.83	3 708.78	161.34	244.99
	水文调节	4 463.68	2 792.54	53 221.54	1 786.67	143.41
	土壤保持	2 775.61	1 756.79	1 290.70	621.45	89.63
文化服务	美学景观	1 108.45	705.11	2 673.03	89.63	35.85

服务功能类型		ESV/亿元			ESV变化率/%	ESV占比/%
服务功能类型		2010年	2015年	2018年	2010—2018年	2010年	2015年	2018年
合计		3 264.33	3 943.03	3 939.33	20.68	100	100	100
供给服务	食物生产	136.80	137.15	137.08	0.20	4.19	3.48	3.48
	原材料生产	114.71	121.85	121.73	6.13	3.51	3.09	3.09
	水资源供给	-41.24	6.87	6.80	116.48	-1.26	0.17	0.17
	小计					6.44	6.74	6.74
调节服务	气体调节	399.55	423.68	423.28	5.94	12.24	10.74	10.74
	气候调节	935.91	1 016.48	1 015.42	8.49	28.67	25.78	25.78
	净化环境	331.81	373.86	373.48	12.56	10.16	9.48	9.48
	水文调节	773.15	1 188.46	1187.54	53.60	23.68	30.14	30.15
	土壤保持	444.63	476.63	476.15	7.09	13.62	12.09	12.09
	小计					88.38	88.23	88.23
文化服务	美学景观	169.00	198.05	197.85	17.07	5.18	5.02	5.02

服务功能类型		ESV/亿元			ESV变化率/%	ESV占比/%
服务功能类型		2010年	2015年	2018年	2010—2018年	2010年	2015年	2018年
合计		3 264.33	3 943.03	3 939.33	20.68	100	100	100
供给服务	食物生产	136.80	137.15	137.08	0.20	4.19	3.48	3.48
	原材料生产	114.71	121.85	121.73	6.13	3.51	3.09	3.09
	水资源供给	-41.24	6.87	6.80	116.48	-1.26	0.17	0.17
	小计					6.44	6.74	6.74
调节服务	气体调节	399.55	423.68	423.28	5.94	12.24	10.74	10.74
	气候调节	935.91	1 016.48	1 015.42	8.49	28.67	25.78	25.78
	净化环境	331.81	373.86	373.48	12.56	10.16	9.48	9.48
	水文调节	773.15	1 188.46	1187.54	53.60	23.68	30.14	30.15
	土壤保持	444.63	476.63	476.15	7.09	13.62	12.09	12.09
	小计					88.38	88.23	88.23
文化服务	美学景观	169.00	198.05	197.85	17.07	5.18	5.02	5.02