人类活动对黄土高原生态系统服务权衡/协同关系影响的多尺度研究
2
2025
... 快速城镇化进程极大地推动了经济的发展,却使得生态系统的结构和功能严重受损,深刻影响了人类福祉以及自然-社会-经济系统的可持续发展,导致生态系统服务供给与需求在时空上出现了错配[1-3].流域是以水为纽带的兼具生产、生活和生态功能的复合系统,由于城镇空间扩张与生态空间保护之间的矛盾日趋激烈,水源涵养、土壤保持、固碳等流域生态系统服务功能的供给能力受阻,从而严重影响当今人们对高质量生态系统服务功能的追求[4-5].因此,厘清流域生态系统服务供需关系及空间匹配特征,有利于进一步提升生态系统综合管理能力,优化自然资源合理配置,构建流域生态安全格局. ...
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
Spatio-temporal evolution and scenario-based optimization of urban ecosystem services supply and demand:a block-scale study in Xiamen,China
1
2025
... 在生态系统服务需求测算方面,相关指标和测算方法尚缺乏统一的标准,人口分布越集中、产业效益越高,从而导致人类对生态系统服务的需求越高[7].因此,当前的研究多选取地区生产总值空间密度、人口空间密度、夜间灯光指数、土地利用强度等指标综合表征生态系统服务需求[20,45],但这类指标难以全面反映不同区域、不同群体在生态系统服务需求上的差异性特征.因此,本研究以人定需法[46-47]计算产水服务、固碳服务、粮食生产服务的需求,有效提高了研究结果的准确性.对于生境质量服务需求的测算采用土地利用强度、人口空间分布和地区生产总值空间分布进行估算,测算结果与黄河流域生境质量需求的空间分布基本一致,说明本研究需求量化结果具有可靠性.然而,人类活动的强度可能在较短时间受政策、灾害等因素的强烈干扰产生剧烈波动[2],因此水质净化、生境质量需求的测算可能会由于人类活动强度在局部地区的波动而产生空间的不确定性. ...
Drivers of ecosystem services and their trade-offs and synergies in different land use policy zones of Shaanxi Province,China
1
2024
... 快速城镇化进程极大地推动了经济的发展,却使得生态系统的结构和功能严重受损,深刻影响了人类福祉以及自然-社会-经济系统的可持续发展,导致生态系统服务供给与需求在时空上出现了错配[1-3].流域是以水为纽带的兼具生产、生活和生态功能的复合系统,由于城镇空间扩张与生态空间保护之间的矛盾日趋激烈,水源涵养、土壤保持、固碳等流域生态系统服务功能的供给能力受阻,从而严重影响当今人们对高质量生态系统服务功能的追求[4-5].因此,厘清流域生态系统服务供需关系及空间匹配特征,有利于进一步提升生态系统综合管理能力,优化自然资源合理配置,构建流域生态安全格局. ...
汾河流域新型城镇化与生态韧性耦合协调时空演变及协调影响力研究
1
2024
... 快速城镇化进程极大地推动了经济的发展,却使得生态系统的结构和功能严重受损,深刻影响了人类福祉以及自然-社会-经济系统的可持续发展,导致生态系统服务供给与需求在时空上出现了错配[1-3].流域是以水为纽带的兼具生产、生活和生态功能的复合系统,由于城镇空间扩张与生态空间保护之间的矛盾日趋激烈,水源涵养、土壤保持、固碳等流域生态系统服务功能的供给能力受阻,从而严重影响当今人们对高质量生态系统服务功能的追求[4-5].因此,厘清流域生态系统服务供需关系及空间匹配特征,有利于进一步提升生态系统综合管理能力,优化自然资源合理配置,构建流域生态安全格局. ...
黑河流域生态系统服务的地形梯度效应及生态分区
1
2023
... 快速城镇化进程极大地推动了经济的发展,却使得生态系统的结构和功能严重受损,深刻影响了人类福祉以及自然-社会-经济系统的可持续发展,导致生态系统服务供给与需求在时空上出现了错配[1-3].流域是以水为纽带的兼具生产、生活和生态功能的复合系统,由于城镇空间扩张与生态空间保护之间的矛盾日趋激烈,水源涵养、土壤保持、固碳等流域生态系统服务功能的供给能力受阻,从而严重影响当今人们对高质量生态系统服务功能的追求[4-5].因此,厘清流域生态系统服务供需关系及空间匹配特征,有利于进一步提升生态系统综合管理能力,优化自然资源合理配置,构建流域生态安全格局. ...
基于生态系统服务供需平衡的国土空间资源配置优化
1
2024
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
黄土高原生态系统服务供需关系的时空变化
6
2021
... 综合考虑汾河流域自然环境本底特征及面临的主要问题,选择了6种典型生态系统服务类型,包括产水服务(WY)、固碳服务(CS)、粮食生产服务(GP)、土壤保持服务(SC)、水质净化服务(WP)和生境质量服务(HQ).具体量化方法见表2[7,28,30-37]. ...
... 服务类型
公式 | 描述 | | 产水服务供给 | [30-31] | AETx 为栅格x实际蒸散量;px 为栅格x降水量 |
| 产水服务需求 | WYdx =Dw×pxpop[32] | Dw为人均用水量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 固碳服务供给 | Cx =Cabove+Cbelow+Cdead+Csoil[33] | Cabove、Cbelow、Cdead、Csoil分别为地上生物碳储量、地下生物碳储量、死亡有机质碳储量、土壤碳储量 |
| 固碳服务需求 | Cdx =Dc×pxpop[34] | Dc为人均碳排放量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 粮食生产服务供给 | [7] | NDVIx 为栅格x的NDVI值;NDVIsum为流域内耕地的NDVI值总和;Gsum为研究区粮食总产量 |
| 粮食生产服务需求 | GPdx =Df×pxpop[7,35] | Df为人均粮食消费量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 土壤保持服务供给 | SDRx =RKLSx -USLEx[35] | RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 |
| 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
... [
7,
35]
Df为人均粮食消费量;pxpop为栅格x人口密度 | | 土壤保持服务供给 | SDRx =RKLSx -USLEx[35] | RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 |
| 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
... 当前,国内外学者广泛使用InVEST模型来测算生态系统供给服务,因此本文借助InVEST模型对汾河流域产水供给服务、固碳供给服务、土壤保持供给服务和生境质量供给服务进行量化评估.在产水服务供给测算方面,结合汾河流域水文特征调整相关参数,并将汾河流域模拟产水系数与全省多年平均产水系数进行对比发现:《山西省水资源公报》显示山西省多年平均产水系数为0.14,而本研究模拟结果显示汾河流域平均产水系数为0.12,说明本研究模拟结果具有可靠性.冯强等[40]利用InVEST模型估算汾河流域产水服务及土壤保持服务,研究结果显示产水服务和土壤保持服务表现为增加趋势,其中2020年产水服务显著提高,这与本文研究结果一致.固碳服务供给测算所需的碳密度数据以及土壤保持供给服务测算所需参数参照类似研究区已有研究[41-42]确定.朱春霞等[43]通过Invest模型测算黄河流域碳储量,其空间分布与本文结果大致一致,说明本研究选取的碳密度参数具有可靠性.诸多研究表明农作物产量与NDVI之间具有显著的线性关系[7,33-34],本文以此为依据测算粮食供给服务,赵雪雁等[7]通过该方法测算黄土高原粮食供给服务,空间分布与本文基本一致,说明本研究对粮食供给服务的测算具有可靠性.水质净化服务与生境质量服务的供给空间分布与学者在黄河流域[41]、山西省[44]的相关研究基本一致,进一步印证了本文供给量化结果的可靠性. ...
... [7]通过该方法测算黄土高原粮食供给服务,空间分布与本文基本一致,说明本研究对粮食供给服务的测算具有可靠性.水质净化服务与生境质量服务的供给空间分布与学者在黄河流域[41]、山西省[44]的相关研究基本一致,进一步印证了本文供给量化结果的可靠性. ...
... 在生态系统服务需求测算方面,相关指标和测算方法尚缺乏统一的标准,人口分布越集中、产业效益越高,从而导致人类对生态系统服务的需求越高[7].因此,当前的研究多选取地区生产总值空间密度、人口空间密度、夜间灯光指数、土地利用强度等指标综合表征生态系统服务需求[20,45],但这类指标难以全面反映不同区域、不同群体在生态系统服务需求上的差异性特征.因此,本研究以人定需法[46-47]计算产水服务、固碳服务、粮食生产服务的需求,有效提高了研究结果的准确性.对于生境质量服务需求的测算采用土地利用强度、人口空间分布和地区生产总值空间分布进行估算,测算结果与黄河流域生境质量需求的空间分布基本一致,说明本研究需求量化结果具有可靠性.然而,人类活动的强度可能在较短时间受政策、灾害等因素的强烈干扰产生剧烈波动[2],因此水质净化、生境质量需求的测算可能会由于人类活动强度在局部地区的波动而产生空间的不确定性. ...
Social-ecological system sustainability in China from the perspective of supply-demand balance for ecosystem services
1
2025
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
Scale effects on the supply-demand mismatches of ecosystem services in Hubei Province,China
2
2023
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
... 生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
Ecosystem services supply-demand matching and its driving factors:a case study of the Shanxi section of the Yellow River Basin,China
0
2023
Fine identification of the supply-demand mismatches and matches of urban green space ecosystem services with a spatial filtering tool
0
2022
基于“水-能源-粮食”纽带的生态系统服务供需关系时空分布研究:以长三角生态绿色一体化发展示范区为例
1
2023
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
生态系统服务权衡协同下的甘肃省生态功能分区优化
1
2025
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
Spatial-temporal dynamics and drivers of ecosystem service interactions along the Yellow River area in Shaanxi Province
1
2025
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
Understanding the spatial relationships and drivers of ecosystem service supply-demand mismatches towards spatially-targeted management of social-ecological system
1
2023
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
Ecosystem service bundles for analyzing tradeoffs in diverse landscapes
0
2010
Identification of bundles and driving factors of ecosystem services at multiple scales in the eastern China region
1
2024
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
生态系统服务簇空间演变轨迹及其社会-生态驱动的地理探测:以大连市为例
1
2022
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
Exploring the heterogeneity and nonlinearity of trade-offs and synergies among ecosystem services bundles in the Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration
1
2020
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
The impact of large-scale ecological restoration projects on trade-offs/synergies and clusters of ecosystem services
3
2024
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
... 在生态系统服务需求测算方面,相关指标和测算方法尚缺乏统一的标准,人口分布越集中、产业效益越高,从而导致人类对生态系统服务的需求越高[7].因此,当前的研究多选取地区生产总值空间密度、人口空间密度、夜间灯光指数、土地利用强度等指标综合表征生态系统服务需求[20,45],但这类指标难以全面反映不同区域、不同群体在生态系统服务需求上的差异性特征.因此,本研究以人定需法[46-47]计算产水服务、固碳服务、粮食生产服务的需求,有效提高了研究结果的准确性.对于生境质量服务需求的测算采用土地利用强度、人口空间分布和地区生产总值空间分布进行估算,测算结果与黄河流域生境质量需求的空间分布基本一致,说明本研究需求量化结果具有可靠性.然而,人类活动的强度可能在较短时间受政策、灾害等因素的强烈干扰产生剧烈波动[2],因此水质净化、生境质量需求的测算可能会由于人类活动强度在局部地区的波动而产生空间的不确定性. ...
... 生态系统服务供需匹配机制本质上反映了自然禀赋与人类活动之间的供求关系.本研究结果表明,6种生态系统服务供给量均呈现不同程度的增加,表明20年来汾河流域生态治理工程取得了显著的成效[20].与此同时,伴随经济社会的快速发展,人们对各类生态系统服务的需求量迅速增加.对于资源型地区而言,资源的大面积开采与加工使得山西省人均碳排放量由2000年的4.56 t增加至2020年的16.71 t,在固碳供给量变化不大的情况下,固碳供需比呈快速下降趋势.2000—2010年产水服务和水质净化服务平均供需比均呈现赤字状态,而2020年均转为盈余状态.这是由于2020年降水量偏多,使得流域内产水供给量和水质净化供给量显著增加,侯晋星等[48]的研究也证实了这一结论. ...
多情景模拟下宁夏平原生态系统服务簇识别研究
1
2022
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
Mapping ecosystem services bundles for analyzing spatial trade-offs in Inner Mongolia,China
1
2020
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
湖北省生态系统服务供需时空演变特征及其多尺度的空间平衡与匹配分析
1
2024
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
基于多尺度生态系统服务供需的大都市区生态安全格局构建与优化
1
2024
... 生态系统服务供需关系的研究旨在阐明复杂环境下生态系统服务过程-格局与人类福祉之间的相互关系,而如何有效地将生态系统服务供需关系纳入生态环境管理与国土空间优化配置已成为学者关注的热点[6-8].当前的研究主要采用供需比、空间自相关分析、供需协调性分析等,从供需耦合的视角评估各单一指标生态系统服务供需的匹配格局,从而指导生态管理及修复分区、生态风险评价等[9-12].近年来,融合多种生态系统服务功能并探究其相互作用关系为开展可持续管理决策提供了重要的依据[13-14].生态系统服务簇可以反映一组在时间或空间上重复出现的生态系统服务组合,有助于阐明各生态系统服务之间的非线性关系,适合用在多目标规划体系下构建空间管理框架和生态系统管理体系[15-17].已有研究主要在城市[18]、都市圈[19]、省域[20]等方面,从生态系统服务供给这一单一维度出发,采用K-means聚类分析法[21]、自组织映射神经网络[22]等识别簇的类型,进而分析其演变特征.此外,越来越多的学者开始认识到生态系统服务之间的相互作用会受到尺度效应的强烈影响,从网格尺度到乡镇、县域尺度的跨尺度供需关系也存在显著差异[23-24].小尺度的分析结果有助于精准把握局部特征,而容易忽略供给的溢出性和需求的可移动性.大尺度的研究则有助于掌握生态环境治理的大方向,而缺乏对局部治理的针对性[1]. ...
Identification and optimization of ecological corridors in the middle reaches of the Yellow River Basin
1
2025
... 汾河流域是黄河流域的重要组成单元,是山西省重要的生态屏障,在维系区域生态安全方面意义重大[25].作为山西省粮食主产区和重要的能源基地,在山西省经济社会发展中居于十分重要的地位.流域内地表结构复杂,生态脆弱,自然本底条件差[26-28].伴随高强度的资源开采和频繁的人类活动,流域内原本就脆弱的生态环境负荷加重,人地矛盾突出,导致生态系统服务供需失衡.基于此,本文融合2000—2020年汾河流域自然与经济社会空间大数据,在量化网格尺度6种典型生态系统服务供需的基础上,通过供需比构建乡镇尺度供需匹配模型.进而,利用自组织映射神经网络识别生态系统服务供需簇的组成.最后,结合供需簇的空间分布与结构特点提出汾河流域生态分区管控策略,以期为汾河流域生态管理分区乃至黄河流域生态安全格局的构建提供理论支撑和决策依据. ...
汾河流域文化景观旅游开发潜力综合评价
1
2024
... 汾河流域是黄河流域的重要组成单元,是山西省重要的生态屏障,在维系区域生态安全方面意义重大[25].作为山西省粮食主产区和重要的能源基地,在山西省经济社会发展中居于十分重要的地位.流域内地表结构复杂,生态脆弱,自然本底条件差[26-28].伴随高强度的资源开采和频繁的人类活动,流域内原本就脆弱的生态环境负荷加重,人地矛盾突出,导致生态系统服务供需失衡.基于此,本文融合2000—2020年汾河流域自然与经济社会空间大数据,在量化网格尺度6种典型生态系统服务供需的基础上,通过供需比构建乡镇尺度供需匹配模型.进而,利用自组织映射神经网络识别生态系统服务供需簇的组成.最后,结合供需簇的空间分布与结构特点提出汾河流域生态分区管控策略,以期为汾河流域生态管理分区乃至黄河流域生态安全格局的构建提供理论支撑和决策依据. ...
生态系统服务权衡强度与供需匹配度的关联性分析:以山西省为例
0
2022
汾河流域县域经济差异的时空格局演变及驱动因素
3
2020
... 汾河流域是黄河流域的重要组成单元,是山西省重要的生态屏障,在维系区域生态安全方面意义重大[25].作为山西省粮食主产区和重要的能源基地,在山西省经济社会发展中居于十分重要的地位.流域内地表结构复杂,生态脆弱,自然本底条件差[26-28].伴随高强度的资源开采和频繁的人类活动,流域内原本就脆弱的生态环境负荷加重,人地矛盾突出,导致生态系统服务供需失衡.基于此,本文融合2000—2020年汾河流域自然与经济社会空间大数据,在量化网格尺度6种典型生态系统服务供需的基础上,通过供需比构建乡镇尺度供需匹配模型.进而,利用自组织映射神经网络识别生态系统服务供需簇的组成.最后,结合供需簇的空间分布与结构特点提出汾河流域生态分区管控策略,以期为汾河流域生态管理分区乃至黄河流域生态安全格局的构建提供理论支撑和决策依据. ...
... 综合考虑汾河流域自然环境本底特征及面临的主要问题,选择了6种典型生态系统服务类型,包括产水服务(WY)、固碳服务(CS)、粮食生产服务(GP)、土壤保持服务(SC)、水质净化服务(WP)和生境质量服务(HQ).具体量化方法见表2[7,28,30-37]. ...
... 服务类型
公式 | 描述 | | 产水服务供给 | [30-31] | AETx 为栅格x实际蒸散量;px 为栅格x降水量 |
| 产水服务需求 | WYdx =Dw×pxpop[32] | Dw为人均用水量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 固碳服务供给 | Cx =Cabove+Cbelow+Cdead+Csoil[33] | Cabove、Cbelow、Cdead、Csoil分别为地上生物碳储量、地下生物碳储量、死亡有机质碳储量、土壤碳储量 |
| 固碳服务需求 | Cdx =Dc×pxpop[34] | Dc为人均碳排放量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 粮食生产服务供给 | [7] | NDVIx 为栅格x的NDVI值;NDVIsum为流域内耕地的NDVI值总和;Gsum为研究区粮食总产量 |
| 粮食生产服务需求 | GPdx =Df×pxpop[7,35] | Df为人均粮食消费量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 土壤保持服务供给 | SDRx =RKLSx -USLEx[35] | RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 |
| 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
汾河流域水生态环境保护与可持续发展策略研究
1
2024
... 为保障研究的科学性、合理性和数据的可获得性,以《汾河流域生态景观规划(2020—2035年)》中划定的汾河流域自然地理单元为依据,且保证流域内各县域行政单元的完整性,研究区共涉及6个地级市、41个县域、502个乡镇及街道,以太原市上兰村和洪洞县石滩村为界,流域分为上、中、下游[29]. ...
Identifying the drivers of water yield ecosystem service:a case study in the Yangtze River Basin,China
2
2021
... 综合考虑汾河流域自然环境本底特征及面临的主要问题,选择了6种典型生态系统服务类型,包括产水服务(WY)、固碳服务(CS)、粮食生产服务(GP)、土壤保持服务(SC)、水质净化服务(WP)和生境质量服务(HQ).具体量化方法见表2[7,28,30-37]. ...
... 服务类型
公式 | 描述 | | 产水服务供给 | [30-31] | AETx 为栅格x实际蒸散量;px 为栅格x降水量 |
| 产水服务需求 | WYdx =Dw×pxpop[32] | Dw为人均用水量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 固碳服务供给 | Cx =Cabove+Cbelow+Cdead+Csoil[33] | Cabove、Cbelow、Cdead、Csoil分别为地上生物碳储量、地下生物碳储量、死亡有机质碳储量、土壤碳储量 |
| 固碳服务需求 | Cdx =Dc×pxpop[34] | Dc为人均碳排放量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 粮食生产服务供给 | [7] | NDVIx 为栅格x的NDVI值;NDVIsum为流域内耕地的NDVI值总和;Gsum为研究区粮食总产量 |
| 粮食生产服务需求 | GPdx =Df×pxpop[7,35] | Df为人均粮食消费量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 土壤保持服务供给 | SDRx =RKLSx -USLEx[35] | RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 |
| 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
基于InVEST模型的黄河流域产水量时空变化及其对降水和土地利用变化的响应
1
2020
... 服务类型
公式 | 描述 | | 产水服务供给 | [30-31] | AETx 为栅格x实际蒸散量;px 为栅格x降水量 |
| 产水服务需求 | WYdx =Dw×pxpop[32] | Dw为人均用水量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 固碳服务供给 | Cx =Cabove+Cbelow+Cdead+Csoil[33] | Cabove、Cbelow、Cdead、Csoil分别为地上生物碳储量、地下生物碳储量、死亡有机质碳储量、土壤碳储量 |
| 固碳服务需求 | Cdx =Dc×pxpop[34] | Dc为人均碳排放量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 粮食生产服务供给 | [7] | NDVIx 为栅格x的NDVI值;NDVIsum为流域内耕地的NDVI值总和;Gsum为研究区粮食总产量 |
| 粮食生产服务需求 | GPdx =Df×pxpop[7,35] | Df为人均粮食消费量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 土壤保持服务供给 | SDRx =RKLSx -USLEx[35] | RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 |
| 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
基于水量与水质的太湖流域水生态服务供需关系及多情景评估
2
2023
... 服务类型
公式 | 描述 | | 产水服务供给 | [30-31] | AETx 为栅格x实际蒸散量;px 为栅格x降水量 |
| 产水服务需求 | WYdx =Dw×pxpop[32] | Dw为人均用水量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 固碳服务供给 | Cx =Cabove+Cbelow+Cdead+Csoil[33] | Cabove、Cbelow、Cdead、Csoil分别为地上生物碳储量、地下生物碳储量、死亡有机质碳储量、土壤碳储量 |
| 固碳服务需求 | Cdx =Dc×pxpop[34] | Dc为人均碳排放量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 粮食生产服务供给 | [7] | NDVIx 为栅格x的NDVI值;NDVIsum为流域内耕地的NDVI值总和;Gsum为研究区粮食总产量 |
| 粮食生产服务需求 | GPdx =Df×pxpop[7,35] | Df为人均粮食消费量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 土壤保持服务供给 | SDRx =RKLSx -USLEx[35] | RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 |
| 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
... ,
32,
36]
QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 | | 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
东北生态系统服务的供需匹配关系:基于水-能源-粮食纽带视角
3
2024
... 服务类型
公式 | 描述 | | 产水服务供给 | [30-31] | AETx 为栅格x实际蒸散量;px 为栅格x降水量 |
| 产水服务需求 | WYdx =Dw×pxpop[32] | Dw为人均用水量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 固碳服务供给 | Cx =Cabove+Cbelow+Cdead+Csoil[33] | Cabove、Cbelow、Cdead、Csoil分别为地上生物碳储量、地下生物碳储量、死亡有机质碳储量、土壤碳储量 |
| 固碳服务需求 | Cdx =Dc×pxpop[34] | Dc为人均碳排放量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 粮食生产服务供给 | [7] | NDVIx 为栅格x的NDVI值;NDVIsum为流域内耕地的NDVI值总和;Gsum为研究区粮食总产量 |
| 粮食生产服务需求 | GPdx =Df×pxpop[7,35] | Df为人均粮食消费量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 土壤保持服务供给 | SDRx =RKLSx -USLEx[35] | RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 |
| 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
... 当前,国内外学者广泛使用InVEST模型来测算生态系统供给服务,因此本文借助InVEST模型对汾河流域产水供给服务、固碳供给服务、土壤保持供给服务和生境质量供给服务进行量化评估.在产水服务供给测算方面,结合汾河流域水文特征调整相关参数,并将汾河流域模拟产水系数与全省多年平均产水系数进行对比发现:《山西省水资源公报》显示山西省多年平均产水系数为0.14,而本研究模拟结果显示汾河流域平均产水系数为0.12,说明本研究模拟结果具有可靠性.冯强等[40]利用InVEST模型估算汾河流域产水服务及土壤保持服务,研究结果显示产水服务和土壤保持服务表现为增加趋势,其中2020年产水服务显著提高,这与本文研究结果一致.固碳服务供给测算所需的碳密度数据以及土壤保持供给服务测算所需参数参照类似研究区已有研究[41-42]确定.朱春霞等[43]通过Invest模型测算黄河流域碳储量,其空间分布与本文结果大致一致,说明本研究选取的碳密度参数具有可靠性.诸多研究表明农作物产量与NDVI之间具有显著的线性关系[7,33-34],本文以此为依据测算粮食供给服务,赵雪雁等[7]通过该方法测算黄土高原粮食供给服务,空间分布与本文基本一致,说明本研究对粮食供给服务的测算具有可靠性.水质净化服务与生境质量服务的供给空间分布与学者在黄河流域[41]、山西省[44]的相关研究基本一致,进一步印证了本文供给量化结果的可靠性. ...
... 就空间而言,各生态系统服务供需赤字区主要集中在人类活动强度大的中、下游地区,而高盈余区集中在上游山区和中下游东西两侧吕梁山区和太行山区.诸多研究也表明,在人口密集的工农业集聚区,人们对生态系统服务的需求更高,而人口稀疏且经济发展较落后的区域,人们对生态系统服务的需求较低[33].而水质净化服务和生境质量服务在中、下游的赤字区显著增加,是由于中下游平原区是山西省重要的粮食种植区和工业发展区,工农业需水量大,且由工农业生产导致的水体污染也较其他区域更为严重,高强度的人类活动对生态系统产生了强烈的干扰,因此造成了生态系统服务供需在空间上的严重错配. ...
基于生态系统服务供需簇的武汉都市圈生态风险评估及影响因素
5
2024
... 服务类型
公式 | 描述 | | 产水服务供给 | [30-31] | AETx 为栅格x实际蒸散量;px 为栅格x降水量 |
| 产水服务需求 | WYdx =Dw×pxpop[32] | Dw为人均用水量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 固碳服务供给 | Cx =Cabove+Cbelow+Cdead+Csoil[33] | Cabove、Cbelow、Cdead、Csoil分别为地上生物碳储量、地下生物碳储量、死亡有机质碳储量、土壤碳储量 |
| 固碳服务需求 | Cdx =Dc×pxpop[34] | Dc为人均碳排放量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 粮食生产服务供给 | [7] | NDVIx 为栅格x的NDVI值;NDVIsum为流域内耕地的NDVI值总和;Gsum为研究区粮食总产量 |
| 粮食生产服务需求 | GPdx =Df×pxpop[7,35] | Df为人均粮食消费量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 土壤保持服务供给 | SDRx =RKLSx -USLEx[35] | RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 |
| 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
... [
34]
R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 | | 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
... [
34,
36]
表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 | | 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
... 当前,国内外学者广泛使用InVEST模型来测算生态系统供给服务,因此本文借助InVEST模型对汾河流域产水供给服务、固碳供给服务、土壤保持供给服务和生境质量供给服务进行量化评估.在产水服务供给测算方面,结合汾河流域水文特征调整相关参数,并将汾河流域模拟产水系数与全省多年平均产水系数进行对比发现:《山西省水资源公报》显示山西省多年平均产水系数为0.14,而本研究模拟结果显示汾河流域平均产水系数为0.12,说明本研究模拟结果具有可靠性.冯强等[40]利用InVEST模型估算汾河流域产水服务及土壤保持服务,研究结果显示产水服务和土壤保持服务表现为增加趋势,其中2020年产水服务显著提高,这与本文研究结果一致.固碳服务供给测算所需的碳密度数据以及土壤保持供给服务测算所需参数参照类似研究区已有研究[41-42]确定.朱春霞等[43]通过Invest模型测算黄河流域碳储量,其空间分布与本文结果大致一致,说明本研究选取的碳密度参数具有可靠性.诸多研究表明农作物产量与NDVI之间具有显著的线性关系[7,33-34],本文以此为依据测算粮食供给服务,赵雪雁等[7]通过该方法测算黄土高原粮食供给服务,空间分布与本文基本一致,说明本研究对粮食供给服务的测算具有可靠性.水质净化服务与生境质量服务的供给空间分布与学者在黄河流域[41]、山西省[44]的相关研究基本一致,进一步印证了本文供给量化结果的可靠性. ...
... 流域是以水为纽带兼具“三生”功能的复杂系统,高强度的人类活动不仅深刻地影响和改变着流域的状态,同时还受益于流域所提供的各种生态系统服务.将供需关系纳入到生态管理与决策中,对于实现精细化的生态管控、构建区域生态安全格局具有重要意义.本研究基于生态系统服务供需簇进行生态管控分区的可靠性主要体现在3个方面:第一,基于生态系统服务供需理论,考虑了生态系统服务多功能供需间的非线性耦合关系,将单一指标供需匹配-时空演变-对策建议的研究框架拓展至供需簇组合识别-时空演变-管控策略,弥补了现有研究中对多功能供需耦合分析不足导致的类型误判和分区管控综合性差的问题,可以为进一步高效精准调控流域生态系统服务提供科学依据.第二,本研究基于SOM识别簇类特征,并根据其空间分布划分生态管理分区,与以往研究对多种生态系统服务供需比进行加权求和或求平均值作为分区依据相比,可以更加精准判别服务组合和错配类型.供需错配簇可以有效地将自然禀赋供给与经济社会需求的多种不匹配性有机地结合起来,既有助于准确把握区域生态冲突区,又可以通过综合考量各错配类型之间的复杂关系从而在不同错配区实施差异化管理措施.第三,本研究识别出的综合生态系统服务供需强错配簇主要分布于高度城市化的太原主城区,而综合生态系统服务供需弱错配簇主要分布于城郊过渡带及经济发达的县城,这与何国钰等[34]与孟令琦等[49]的研究结果相似,进一步证明研究结果的可靠性. ...
京津风沙源治理工程区生态系统服务供需匹配关系
2
2025
... 服务类型
公式 | 描述 | | 产水服务供给 | [30-31] | AETx 为栅格x实际蒸散量;px 为栅格x降水量 |
| 产水服务需求 | WYdx =Dw×pxpop[32] | Dw为人均用水量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 固碳服务供给 | Cx =Cabove+Cbelow+Cdead+Csoil[33] | Cabove、Cbelow、Cdead、Csoil分别为地上生物碳储量、地下生物碳储量、死亡有机质碳储量、土壤碳储量 |
| 固碳服务需求 | Cdx =Dc×pxpop[34] | Dc为人均碳排放量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 粮食生产服务供给 | [7] | NDVIx 为栅格x的NDVI值;NDVIsum为流域内耕地的NDVI值总和;Gsum为研究区粮食总产量 |
| 粮食生产服务需求 | GPdx =Df×pxpop[7,35] | Df为人均粮食消费量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 土壤保持服务供给 | SDRx =RKLSx -USLEx[35] | RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 |
| 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
... [
35]
RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 | | 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
基于水生态系统服务的黄河流域生态修复投资优先区识别
2
2024
... 服务类型
公式 | 描述 | | 产水服务供给 | [30-31] | AETx 为栅格x实际蒸散量;px 为栅格x降水量 |
| 产水服务需求 | WYdx =Dw×pxpop[32] | Dw为人均用水量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 固碳服务供给 | Cx =Cabove+Cbelow+Cdead+Csoil[33] | Cabove、Cbelow、Cdead、Csoil分别为地上生物碳储量、地下生物碳储量、死亡有机质碳储量、土壤碳储量 |
| 固碳服务需求 | Cdx =Dc×pxpop[34] | Dc为人均碳排放量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 粮食生产服务供给 | [7] | NDVIx 为栅格x的NDVI值;NDVIsum为流域内耕地的NDVI值总和;Gsum为研究区粮食总产量 |
| 粮食生产服务需求 | GPdx =Df×pxpop[7,35] | Df为人均粮食消费量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 土壤保持服务供给 | SDRx =RKLSx -USLEx[35] | RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 |
| 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
... ,
36]
表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 | | 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
基于InVEST模型的兰州地区生境质量评价
3
2021
... 综合考虑汾河流域自然环境本底特征及面临的主要问题,选择了6种典型生态系统服务类型,包括产水服务(WY)、固碳服务(CS)、粮食生产服务(GP)、土壤保持服务(SC)、水质净化服务(WP)和生境质量服务(HQ).具体量化方法见表2[7,28,30-37]. ...
... 服务类型
公式 | 描述 | | 产水服务供给 | [30-31] | AETx 为栅格x实际蒸散量;px 为栅格x降水量 |
| 产水服务需求 | WYdx =Dw×pxpop[32] | Dw为人均用水量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 固碳服务供给 | Cx =Cabove+Cbelow+Cdead+Csoil[33] | Cabove、Cbelow、Cdead、Csoil分别为地上生物碳储量、地下生物碳储量、死亡有机质碳储量、土壤碳储量 |
| 固碳服务需求 | Cdx =Dc×pxpop[34] | Dc为人均碳排放量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 粮食生产服务供给 | [7] | NDVIx 为栅格x的NDVI值;NDVIsum为流域内耕地的NDVI值总和;Gsum为研究区粮食总产量 |
| 粮食生产服务需求 | GPdx =Df×pxpop[7,35] | Df为人均粮食消费量;pxpop为栅格x人口密度 |
| 土壤保持服务供给 | SDRx =RKLSx -USLEx[35] | RKLSx 为栅格x土壤潜在侵蚀量;USLEx 为栅格x土壤实际侵蚀量 |
| 土壤保持服务需求 | USLEx =R×K×LS×C×P[34] | R、K、LS、C、P分别为降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、地形因子、植被因子、土壤保持措施因子 |
| 水质净化服务供给 | WPx =QⅢgrade×Vwater[28,32,36] | QⅢgrade表示Ⅲ类水质标准下允许排放的氮输出量;Vwater表示流域的产水量 |
| 水质净化服务需求 | [34,36] | 表示栅格x的氮负荷量;NDRx 表示栅格x氮输出率 |
| 生境质量服务供给 | [37] | H为生境适宜度;Dx 为栅格x生境胁迫水平;k为半饱和常数;z为归一化常数 |
| 生境质量服务需求 | [37] | C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 |
2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
... [
37]
C为土地利用强度;px 为人口空间分布;Ex 为地区生产总值空间分布 | 2.2.2 生态系统服务供需关系生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
Quantification and spatially explicit driving forces of the incoordination between ecosystem service supply and social demand at a regional scale
1
2022
... 生态系统服务在精细尺度上具有较强的流动性[9],因此在该尺度上识别的供需匹配特征难以衔接宏观尺度的治理决策.乡镇作为国土空间规划的基本单元,可以有效衔接宏观和微观的生态管理决策.因此,本文选取乡镇作为评价汾河流域生态系统服务供需匹配特征的基本单元,旨在减少在评价过程中造成的生态系统服务流不确定性,同时有助于制定精细化的生态分区管控策略.本研究通过生态系统服务供需比(ESDR)来揭示汾河流域生态系统服务供需匹配特征[38],量化汾河流域502个乡镇及街道的生态系统服务供需匹配特征,并以此为依据进行供需簇的识别.公式如下: ...
城市生态系统服务供需簇与生态功能管控:以齐齐哈尔市中心城区为例
1
2023
... 自组织映射神经网络(SOM)是无监督学习类神经网络模型[39].与其他聚类分析方法相比,SOM无需预先标注数据,更擅长处理非线性数据,自适应能力强,能够根据数据分布自动调整权重节点.首先,本研究通过“k-means”确定最佳簇类数量(图2),当簇类数量为4时,数据的簇内误差平方和趋于稳定.然后采用R语言4.3.2中的“kohonen”包执行SOM分析,训练次数达到2 000次时,聚类结果趋于稳定.最后,根据簇间组合、簇内特征将4类生态系统服务供需簇分别命名为B1簇(综合生态系统服务供需强错配簇)、B2簇(综合生态系统服务供需弱错配簇)、B3簇(水质净化-生境质量服务供需错配簇)、B4簇(综合生态系统服务供需匹配簇). ...
类型识别视角下汾河流域生态系统服务权衡时空分异及非线性驱动特征
1
2025
... 当前,国内外学者广泛使用InVEST模型来测算生态系统供给服务,因此本文借助InVEST模型对汾河流域产水供给服务、固碳供给服务、土壤保持供给服务和生境质量供给服务进行量化评估.在产水服务供给测算方面,结合汾河流域水文特征调整相关参数,并将汾河流域模拟产水系数与全省多年平均产水系数进行对比发现:《山西省水资源公报》显示山西省多年平均产水系数为0.14,而本研究模拟结果显示汾河流域平均产水系数为0.12,说明本研究模拟结果具有可靠性.冯强等[40]利用InVEST模型估算汾河流域产水服务及土壤保持服务,研究结果显示产水服务和土壤保持服务表现为增加趋势,其中2020年产水服务显著提高,这与本文研究结果一致.固碳服务供给测算所需的碳密度数据以及土壤保持供给服务测算所需参数参照类似研究区已有研究[41-42]确定.朱春霞等[43]通过Invest模型测算黄河流域碳储量,其空间分布与本文结果大致一致,说明本研究选取的碳密度参数具有可靠性.诸多研究表明农作物产量与NDVI之间具有显著的线性关系[7,33-34],本文以此为依据测算粮食供给服务,赵雪雁等[7]通过该方法测算黄土高原粮食供给服务,空间分布与本文基本一致,说明本研究对粮食供给服务的测算具有可靠性.水质净化服务与生境质量服务的供给空间分布与学者在黄河流域[41]、山西省[44]的相关研究基本一致,进一步印证了本文供给量化结果的可靠性. ...
黄河流域生态系统服务供需变化及其驱动因素分析
2
2025
... 当前,国内外学者广泛使用InVEST模型来测算生态系统供给服务,因此本文借助InVEST模型对汾河流域产水供给服务、固碳供给服务、土壤保持供给服务和生境质量供给服务进行量化评估.在产水服务供给测算方面,结合汾河流域水文特征调整相关参数,并将汾河流域模拟产水系数与全省多年平均产水系数进行对比发现:《山西省水资源公报》显示山西省多年平均产水系数为0.14,而本研究模拟结果显示汾河流域平均产水系数为0.12,说明本研究模拟结果具有可靠性.冯强等[40]利用InVEST模型估算汾河流域产水服务及土壤保持服务,研究结果显示产水服务和土壤保持服务表现为增加趋势,其中2020年产水服务显著提高,这与本文研究结果一致.固碳服务供给测算所需的碳密度数据以及土壤保持供给服务测算所需参数参照类似研究区已有研究[41-42]确定.朱春霞等[43]通过Invest模型测算黄河流域碳储量,其空间分布与本文结果大致一致,说明本研究选取的碳密度参数具有可靠性.诸多研究表明农作物产量与NDVI之间具有显著的线性关系[7,33-34],本文以此为依据测算粮食供给服务,赵雪雁等[7]通过该方法测算黄土高原粮食供给服务,空间分布与本文基本一致,说明本研究对粮食供给服务的测算具有可靠性.水质净化服务与生境质量服务的供给空间分布与学者在黄河流域[41]、山西省[44]的相关研究基本一致,进一步印证了本文供给量化结果的可靠性. ...
... [41]、山西省[44]的相关研究基本一致,进一步印证了本文供给量化结果的可靠性. ...
黄河流域生态系统服务权衡协同关系及其时空异质性
1
2025
... 当前,国内外学者广泛使用InVEST模型来测算生态系统供给服务,因此本文借助InVEST模型对汾河流域产水供给服务、固碳供给服务、土壤保持供给服务和生境质量供给服务进行量化评估.在产水服务供给测算方面,结合汾河流域水文特征调整相关参数,并将汾河流域模拟产水系数与全省多年平均产水系数进行对比发现:《山西省水资源公报》显示山西省多年平均产水系数为0.14,而本研究模拟结果显示汾河流域平均产水系数为0.12,说明本研究模拟结果具有可靠性.冯强等[40]利用InVEST模型估算汾河流域产水服务及土壤保持服务,研究结果显示产水服务和土壤保持服务表现为增加趋势,其中2020年产水服务显著提高,这与本文研究结果一致.固碳服务供给测算所需的碳密度数据以及土壤保持供给服务测算所需参数参照类似研究区已有研究[41-42]确定.朱春霞等[43]通过Invest模型测算黄河流域碳储量,其空间分布与本文结果大致一致,说明本研究选取的碳密度参数具有可靠性.诸多研究表明农作物产量与NDVI之间具有显著的线性关系[7,33-34],本文以此为依据测算粮食供给服务,赵雪雁等[7]通过该方法测算黄土高原粮食供给服务,空间分布与本文基本一致,说明本研究对粮食供给服务的测算具有可靠性.水质净化服务与生境质量服务的供给空间分布与学者在黄河流域[41]、山西省[44]的相关研究基本一致,进一步印证了本文供给量化结果的可靠性. ...
黄河流域生态系统服务的时空演变及其驱动力
1
2023
... 当前,国内外学者广泛使用InVEST模型来测算生态系统供给服务,因此本文借助InVEST模型对汾河流域产水供给服务、固碳供给服务、土壤保持供给服务和生境质量供给服务进行量化评估.在产水服务供给测算方面,结合汾河流域水文特征调整相关参数,并将汾河流域模拟产水系数与全省多年平均产水系数进行对比发现:《山西省水资源公报》显示山西省多年平均产水系数为0.14,而本研究模拟结果显示汾河流域平均产水系数为0.12,说明本研究模拟结果具有可靠性.冯强等[40]利用InVEST模型估算汾河流域产水服务及土壤保持服务,研究结果显示产水服务和土壤保持服务表现为增加趋势,其中2020年产水服务显著提高,这与本文研究结果一致.固碳服务供给测算所需的碳密度数据以及土壤保持供给服务测算所需参数参照类似研究区已有研究[41-42]确定.朱春霞等[43]通过Invest模型测算黄河流域碳储量,其空间分布与本文结果大致一致,说明本研究选取的碳密度参数具有可靠性.诸多研究表明农作物产量与NDVI之间具有显著的线性关系[7,33-34],本文以此为依据测算粮食供给服务,赵雪雁等[7]通过该方法测算黄土高原粮食供给服务,空间分布与本文基本一致,说明本研究对粮食供给服务的测算具有可靠性.水质净化服务与生境质量服务的供给空间分布与学者在黄河流域[41]、山西省[44]的相关研究基本一致,进一步印证了本文供给量化结果的可靠性. ...
多尺度生态系统服务及其驱动机制:以山西省为例
1
2025
... 当前,国内外学者广泛使用InVEST模型来测算生态系统供给服务,因此本文借助InVEST模型对汾河流域产水供给服务、固碳供给服务、土壤保持供给服务和生境质量供给服务进行量化评估.在产水服务供给测算方面,结合汾河流域水文特征调整相关参数,并将汾河流域模拟产水系数与全省多年平均产水系数进行对比发现:《山西省水资源公报》显示山西省多年平均产水系数为0.14,而本研究模拟结果显示汾河流域平均产水系数为0.12,说明本研究模拟结果具有可靠性.冯强等[40]利用InVEST模型估算汾河流域产水服务及土壤保持服务,研究结果显示产水服务和土壤保持服务表现为增加趋势,其中2020年产水服务显著提高,这与本文研究结果一致.固碳服务供给测算所需的碳密度数据以及土壤保持供给服务测算所需参数参照类似研究区已有研究[41-42]确定.朱春霞等[43]通过Invest模型测算黄河流域碳储量,其空间分布与本文结果大致一致,说明本研究选取的碳密度参数具有可靠性.诸多研究表明农作物产量与NDVI之间具有显著的线性关系[7,33-34],本文以此为依据测算粮食供给服务,赵雪雁等[7]通过该方法测算黄土高原粮食供给服务,空间分布与本文基本一致,说明本研究对粮食供给服务的测算具有可靠性.水质净化服务与生境质量服务的供给空间分布与学者在黄河流域[41]、山西省[44]的相关研究基本一致,进一步印证了本文供给量化结果的可靠性. ...
黄河流域生态系统服务供需匹配及生态管理分区研究
1
2023
... 在生态系统服务需求测算方面,相关指标和测算方法尚缺乏统一的标准,人口分布越集中、产业效益越高,从而导致人类对生态系统服务的需求越高[7].因此,当前的研究多选取地区生产总值空间密度、人口空间密度、夜间灯光指数、土地利用强度等指标综合表征生态系统服务需求[20,45],但这类指标难以全面反映不同区域、不同群体在生态系统服务需求上的差异性特征.因此,本研究以人定需法[46-47]计算产水服务、固碳服务、粮食生产服务的需求,有效提高了研究结果的准确性.对于生境质量服务需求的测算采用土地利用强度、人口空间分布和地区生产总值空间分布进行估算,测算结果与黄河流域生境质量需求的空间分布基本一致,说明本研究需求量化结果具有可靠性.然而,人类活动的强度可能在较短时间受政策、灾害等因素的强烈干扰产生剧烈波动[2],因此水质净化、生境质量需求的测算可能会由于人类活动强度在局部地区的波动而产生空间的不确定性. ...
基于生态系统服务供需的新疆天山北坡城市群生态安全格局构建
1
2025
... 在生态系统服务需求测算方面,相关指标和测算方法尚缺乏统一的标准,人口分布越集中、产业效益越高,从而导致人类对生态系统服务的需求越高[7].因此,当前的研究多选取地区生产总值空间密度、人口空间密度、夜间灯光指数、土地利用强度等指标综合表征生态系统服务需求[20,45],但这类指标难以全面反映不同区域、不同群体在生态系统服务需求上的差异性特征.因此,本研究以人定需法[46-47]计算产水服务、固碳服务、粮食生产服务的需求,有效提高了研究结果的准确性.对于生境质量服务需求的测算采用土地利用强度、人口空间分布和地区生产总值空间分布进行估算,测算结果与黄河流域生境质量需求的空间分布基本一致,说明本研究需求量化结果具有可靠性.然而,人类活动的强度可能在较短时间受政策、灾害等因素的强烈干扰产生剧烈波动[2],因此水质净化、生境质量需求的测算可能会由于人类活动强度在局部地区的波动而产生空间的不确定性. ...
基于生态系统服务供需匹配的西北地区生态管理分区
1
2025
... 在生态系统服务需求测算方面,相关指标和测算方法尚缺乏统一的标准,人口分布越集中、产业效益越高,从而导致人类对生态系统服务的需求越高[7].因此,当前的研究多选取地区生产总值空间密度、人口空间密度、夜间灯光指数、土地利用强度等指标综合表征生态系统服务需求[20,45],但这类指标难以全面反映不同区域、不同群体在生态系统服务需求上的差异性特征.因此,本研究以人定需法[46-47]计算产水服务、固碳服务、粮食生产服务的需求,有效提高了研究结果的准确性.对于生境质量服务需求的测算采用土地利用强度、人口空间分布和地区生产总值空间分布进行估算,测算结果与黄河流域生境质量需求的空间分布基本一致,说明本研究需求量化结果具有可靠性.然而,人类活动的强度可能在较短时间受政策、灾害等因素的强烈干扰产生剧烈波动[2],因此水质净化、生境质量需求的测算可能会由于人类活动强度在局部地区的波动而产生空间的不确定性. ...
山西黄河流域水生态系统服务时空分析
1
2024
... 生态系统服务供需匹配机制本质上反映了自然禀赋与人类活动之间的供求关系.本研究结果表明,6种生态系统服务供给量均呈现不同程度的增加,表明20年来汾河流域生态治理工程取得了显著的成效[20].与此同时,伴随经济社会的快速发展,人们对各类生态系统服务的需求量迅速增加.对于资源型地区而言,资源的大面积开采与加工使得山西省人均碳排放量由2000年的4.56 t增加至2020年的16.71 t,在固碳供给量变化不大的情况下,固碳供需比呈快速下降趋势.2000—2010年产水服务和水质净化服务平均供需比均呈现赤字状态,而2020年均转为盈余状态.这是由于2020年降水量偏多,使得流域内产水供给量和水质净化供给量显著增加,侯晋星等[48]的研究也证实了这一结论. ...
生态系统服务供需风险簇时空演变特征及影响因素:以信江流域为例
1
1
... 流域是以水为纽带兼具“三生”功能的复杂系统,高强度的人类活动不仅深刻地影响和改变着流域的状态,同时还受益于流域所提供的各种生态系统服务.将供需关系纳入到生态管理与决策中,对于实现精细化的生态管控、构建区域生态安全格局具有重要意义.本研究基于生态系统服务供需簇进行生态管控分区的可靠性主要体现在3个方面:第一,基于生态系统服务供需理论,考虑了生态系统服务多功能供需间的非线性耦合关系,将单一指标供需匹配-时空演变-对策建议的研究框架拓展至供需簇组合识别-时空演变-管控策略,弥补了现有研究中对多功能供需耦合分析不足导致的类型误判和分区管控综合性差的问题,可以为进一步高效精准调控流域生态系统服务提供科学依据.第二,本研究基于SOM识别簇类特征,并根据其空间分布划分生态管理分区,与以往研究对多种生态系统服务供需比进行加权求和或求平均值作为分区依据相比,可以更加精准判别服务组合和错配类型.供需错配簇可以有效地将自然禀赋供给与经济社会需求的多种不匹配性有机地结合起来,既有助于准确把握区域生态冲突区,又可以通过综合考量各错配类型之间的复杂关系从而在不同错配区实施差异化管理措施.第三,本研究识别出的综合生态系统服务供需强错配簇主要分布于高度城市化的太原主城区,而综合生态系统服务供需弱错配簇主要分布于城郊过渡带及经济发达的县城,这与何国钰等[34]与孟令琦等[49]的研究结果相似,进一步证明研究结果的可靠性. ...