Characteristics of ecological service value and ecological risk changes in Ningxia， China in 1980-2020

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00019

Journal of Desert Research ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (5): 182-194.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00019

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Characteristics of ecological service value and ecological risk changes in Ningxia， China in 1980-2020

Xiao Wang¹^,²(), Bing Liu¹^,³(), Wenzhi Zhao¹^,³, Weichun Qin⁴, Bo Zhang⁴, Rui Zhu⁴, Wanxue You⁴

^1.Key Laboratory of Ecological Security and Sustainable Development in Arid Regions / Linze Inland River Basin Research Station，Northwest Institute of Eco-Environment and Resources，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，China
^2.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China
^3.China and Iran Joint Laboratory on Agriculture and Ecology in Arid Regions，Lanzhou 730000，China
^4.Zhongwei Shapotou National Nature Reserve Administration，Zhongwei 751700，Ningxia，China

Received:2023-11-03 Revised:2024-01-16 Online:2024-09-20 Published:2024-10-15
Contact: Bing Liu

Abstract

Abstract:

Comprehensive assessment of ecological service value and ecological risk will provide decision support and reference basis for the construction of regional ecological security pattern and sustainable development. Taking Ningxia Hui Autonomous Region as the research object， we comprehensively applied ArcGIS， ENVI， Fragststs and GeoDa software， combined with 1980， 1990， 2000， 2010 and 2020 land-use data， to quantitatively study the spatial and temporal characteristics of the ecological service value and ecological risk， as well as their correlation. The results showed that：（1） From 1980 to 2020， the land area was in the order of grassland （47.60%±2.51%）， cropland （33.22%±1.77%）， unutilized land （9.70%±0.31%）， forest land （4.58%±0.43%）， construction land （2.63±1.09%）， and watershed （1.95%±0.17%）. Land types changed significantly， with the areas of cropland， forest land and construction land increasing， while grassland， watershed and unused land decreased. （2） The value of ecological services decreased by 6.44% overall， with regulating and supporting services dominating， accounting for about 85.90% of the total value. （3） The ecological risk index increased by 5.33% overall， with the areas of medium and high ecological risk classes increasing. （4） The global Moran's I index are close to 0， there is no obvious trend of aggregation or dispersion in the spatial distribution of ecological service value and ecological risk， the high-value-high-risk area has slightly expanded in general， and the high-value-low-risk area has remained relatively stable. in general， the ecological risk of the Ningxia Autonomous Region has been reduced after 2000.

Key words: land use, ecological service value, ecological risk, spatio-temporal correlation, spatial autocorrelation

CLC Number:

Q148

Xiao Wang, Bing Liu, Wenzhi Zhao, Weichun Qin, Bo Zhang, Rui Zhu, Wanxue You. Characteristics of ecological service value and ecological risk changes in Ningxia， China in 1980-2020[J]. Journal of Desert Research, 2024, 44(5): 182-194.

Figures/Tables 11

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一级类型	二级类型	耕地	林地	草地	水域	未利用地
供给服务	食物生产	949.93±24.51	212.34±12.84	260.77±11.45	732.01±25.62	11.18±0.36
	原料生产	447.03±11.53	480.56±29.07	383.7±16.84	407.91±14.27	33.53±1.08
	水资源供给	22.35±0.58	245.87±14.87	212.34±9.32	6 079.58±212.78	22.35±0.72
调节服务	气体调节	748.77±19.32	1 575.77±95.33	1 348.53±59.20	1 491.96±52.21	122.93±3.96
	气候调节	402.33±10.38	4 727.32±286.00	3 565.05±156.51	3 291.24±115.19	111.76±3.60
	净化环境	111.76±2.88	1 430.49±86.54	1 177.17±51.68	5 112.88±178.95	346.45±11.17
	水文调节	301.74±7.78	3 743.86±226.50	2 611.39±114.64	70 669.54±2 473.43	234.69±7.56
支持服务	土壤保持	1 151.10±29.70	1 922.22±116.29	1 642.83±72.12	1 810.46±63.36	145.28±4.68
	维持养分循环	134.11±3.46	145.28±8.79	126.33±5.55	139.70±4.88	11.18±0.36
	生物多样性	145.28±3.75	1 754.58±106.15	1 493.82±65.58	5 822.54±203.78	134.11±4.32
文化服务	美学景观	67.05±1.73	771.12±46.65	659.37±28.95	3 699.16±129.47	55.88±1.80
总计		4 481.46±115.62	13 441.93±813.23	13 481.62±591.84	99 256.98±3 473.99	1 229.33±39.64

一级类型	二级类型	耕地	林地	草地	水域	未利用地
供给服务	食物生产	949.93±24.51	212.34±12.84	260.77±11.45	732.01±25.62	11.18±0.36
	原料生产	447.03±11.53	480.56±29.07	383.7±16.84	407.91±14.27	33.53±1.08
	水资源供给	22.35±0.58	245.87±14.87	212.34±9.32	6 079.58±212.78	22.35±0.72
调节服务	气体调节	748.77±19.32	1 575.77±95.33	1 348.53±59.20	1 491.96±52.21	122.93±3.96
	气候调节	402.33±10.38	4 727.32±286.00	3 565.05±156.51	3 291.24±115.19	111.76±3.60
	净化环境	111.76±2.88	1 430.49±86.54	1 177.17±51.68	5 112.88±178.95	346.45±11.17
	水文调节	301.74±7.78	3 743.86±226.50	2 611.39±114.64	70 669.54±2 473.43	234.69±7.56
支持服务	土壤保持	1 151.10±29.70	1 922.22±116.29	1 642.83±72.12	1 810.46±63.36	145.28±4.68
	维持养分循环	134.11±3.46	145.28±8.79	126.33±5.55	139.70±4.88	11.18±0.36
	生物多样性	145.28±3.75	1 754.58±106.15	1 493.82±65.58	5 822.54±203.78	134.11±4.32
文化服务	美学景观	67.05±1.73	771.12±46.65	659.37±28.95	3 699.16±129.47	55.88±1.80
总计		4 481.46±115.62	13 441.93±813.23	13 481.62±591.84	99 256.98±3 473.99	1 229.33±39.64

类型	面积/10⁸ m²					平均占比 /%	变化率/%
类型	1980年	1990年	2000年	2010年	2020年	平均占比 /%	1980—1990年	1990—2000年	2000—2010年	2010—2020年	1980—2020年
耕地	161.19	163.14	185.57	178.10	175.25	33.22±1.77	1.20	13.74	0.45	-4.02	8.72
林地	23.07	23.08	24.08	27.94	27.97	4.85±0.43	-0.043	4.33	16.02	0.10	21.23
草地	263.26	263.46	238.73	236.53	234.93	47.60±2.51	0.075	-9.38	0.92	-0.67	-10.76
水域	11.81	9.46	9.46	9.80	10.39	1.95±0.17	-19.89	0.00	-3.59	6.02	-12.02
建设用地	8.94	8.96	10.13	16.97	23.39	2.63±1.09	0.22	13.05	76.33	37.83	161.63
未利用土地	50.62	52.52	51.64	50.28	47.66	9.7±0.31	3.75	-1.67	-2.58	-5.21	-5.84

类型	面积/10⁸ m²					平均占比 /%	变化率/%
类型	1980年	1990年	2000年	2010年	2020年	平均占比 /%	1980—1990年	1990—2000年	2000—2010年	2010—2020年	1980—2020年
耕地	161.19	163.14	185.57	178.10	175.25	33.22±1.77	1.20	13.74	0.45	-4.02	8.72
林地	23.07	23.08	24.08	27.94	27.97	4.85±0.43	-0.043	4.33	16.02	0.10	21.23
草地	263.26	263.46	238.73	236.53	234.93	47.60±2.51	0.075	-9.38	0.92	-0.67	-10.76
水域	11.81	9.46	9.46	9.80	10.39	1.95±0.17	-19.89	0.00	-3.59	6.02	-12.02
建设用地	8.94	8.96	10.13	16.97	23.39	2.63±1.09	0.22	13.05	76.33	37.83	161.63
未利用土地	50.62	52.52	51.64	50.28	47.66	9.7±0.31	3.75	-1.67	-2.58	-5.21	-5.84

项目		生态服务价值/10⁸ 元						变化率/%
项目		1980年	1990年	2000年	2010年	2020年	年均占比 /%	1980—1990年	1990—2000年	2000—2010年	2010—2020年	1980—2020年
土地利用类型	耕地	72.23	73.11	83.16	79.81	78.54	13.80±4.62	1.21	13.75	-0.040	-1.59	8.73
	林地	39.24	39.25	40.96	47.52	47.58	7.65±4.29	0.025	4.36	16.01	0.17	21.25
	草地	354.92	353.84	321.85	318.89	316.72	59.42±19.38	-0.30	-9.04	-0.92	-0.68	-10.76
	水域	117.22	93.90	93.90	97.27	103.13	18.02±9.77	-19.89	0.00	3.59	3.46	-12.02
	建设用地	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00±0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
	未利用土地	6.22	6.46	6.35	6.18	5.85	1.11/0.23	3.86	-1.71	-0.267	-5.34	-5.94
	合计	589.83	566.56	546.22	549.67	549.67	100±18.27
生态系统服务类型	供给服务	56.47	54.99	56.22	55.58	55.49	9.94±0.59	-2.62	2.23	-1.13	-0.16	-1.73
	调节服务	380.06	360.91	344.84	348.82	351.58	63.72±14.06	-5.03	-4.45	1.15	0.79	-7.49
	支持服务	128.44	126.68	122.52	122.42	121.89	22.18±2.96	-1.37	-3.28	-0.082	-0.43	-5.10
	文化服务	24.86	22.90	22.64	22.93	22.93	4.14±0.90	-7.88	-1.13	1.28	0.00	-7.76
	合计	589.83	565.48	546.22	549.75	551.89	100±17.87

Characteristics of ecological service value and ecological risk changes in Ningxia， China in 1980-2020

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期初生态风险等级	1980—1990年			1990—2000年			2000—2010年			2010—2020年			1980—2020年
期初生态风险等级	增加	不变	减少	增加	不变	减少	增加	不变	减少	增加	不变	减少	增加	不变	减少
合计	1 108	24	1 166	410	458	1 430	1 109	152	1 037	1 088	135	1 075	1 153	22	1 123
高生态风险	169	4	118	44	83	145	178	11	173	198	11	121	125	5	161
中生态风险	277	2	245	114	71	367	333	21	261	347	24	258	219	0	305
低生态风险	246	5	289	81	52	408	265	25	233	225	25	251	212	0	328
弱生态风险	165	9	195	67	54	258	142	22	155	129	23	189	188	2	179
无生态风险	251	4	319	104	198	252	191	73	215	189	52	256	409	15	150

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