基于PLUS-InVEST的池州市土地利用及碳储量时空演变分析

探究池州市土地利用及碳储量时空变化,对合理利用土地、土地规划与开发及减少碳排放提升生态环境质量具有重要意义。以2000—2020年池州市土地利用类型为数据源,基于PLUS模型预测2030年土地利用分布数据,分析30年间池州市各土地利用类型变化趋势,并运用In VEST模型计算不同时期碳储值,分析池州市碳储量的时空变化。结果表明：2000—2030年池州市的土地利用变化显著,耕地、水域、人造地表面积总体呈增加趋势,林地、草地、未利用地呈减少趋势,其中人造地表面积增加最多,增加了154.02 km²,林地面积减少最多,减少了200.35 km²;池州市碳储量呈先下降后升高趋势,总体为减少趋势,共减少了4.85×10⁶t;4个时期林地和耕地的碳储量占比最高,林地转出使得碳储量减少1.46×10⁷t,耕地转出增加了4.67×10⁶t。2000—2030年池州市土地利用类型发生显著变化,各地类之间的相互变化影响着碳储量的变化,应加强生态环境保护提高生态系统的固碳能力。     

河北省海岸带碳汇现状评估

本文尝试从自然生态系统方面基于相关统计数据、遥感数据、核算参数数据对河北省海岸带碳汇现状进行核算,阐述其空间分布格局,并对成因及对策进行分析,同时对河北省区域尺度的沿海碳汇研究数据进行了补充和完善。本文采用遥感观测和现场采样相结合的方法,对河北省海岸带碳汇的面积、碳储量、固碳量和固碳价值进行了调查。结论如下:河北省现有的沿海碳汇主要分布在唐山和沧州地区。总的碳储量约在2.23×10⁶ t～49.63×10⁶ t之间,其中盐沼碳储量超过50%;从行政区划角度分析,唐山市碳储量最大,其次为沧州和秦皇岛。海岸带碳汇碳封存量均值为6.38×10⁴ t/a,盐沼湿地碳封存量达到4.12×10⁴ t/a,占比64.58%。海岸带碳汇年固碳价值为0.121×10⁸ USD/a,其中盐沼湿地固碳价值最高。通过比较分析,三种碳汇生境固碳能力规律如下:盐沼>海草床>河口。土地利用变化、蓝碳生态系统与海水养殖的不协调发展、生物入侵、富营养化是影响河北省海岸带碳汇的重要因素。最后就河北省海...     

五马河流域森林生态系统服务价值评估

森林生态系统是最大的陆地生态系统,明确森林生态系统服务功能价值对其管理和发展有重要意义。运用影子工程法、市场价值法、费用分析法等价值评估方法,对2015年五马河流域森林生态系统涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境和生物多样性保护6项服务进行价值评估。结果显示:2015年五马河流域森林生态系统服务总价值为1. 32×109元/a,其中涵养水源价值最高,为5. 54×108元/a,积累营养物质的价值最低,为2. 06×107元/a。6项服务的价值排序:涵养水源价值固碳释氧价值生物多样性保护价值净化大气环境价值保育土壤价值积累营养物质价值。建议加强对森林生态系统的管理与调控,促进五马河流域整体生态系统服务总价值的增加。     

海南岛中部山区土地利用变化对碳储量时空分异的影响

【目的】研究海南岛中部山区土地利用变化与生态系统碳储量之间的时空变化规律,为区域可持续发展及国土空间规划决策提供依据。【方法】采用InVEST模型估算2000—2018年海南岛中部山区碳储量及其时空分异,结合PLUS模型模拟2050年中部山区土地利用及碳储量变化。【结果】2000、2010和2018年海南岛中部山区的碳储量分别为80.44×10⁶、79.96×10⁶和79.82×10⁶t,呈逐年减少趋势,累计减少620 406.31 t。各时期碳储量降低的原因不同：2000—2010年草地的转出是中部山区碳储量减少的主要因素;2010—2018年碳储量减少的原因在于城镇化扩张侵占林地及耕地。林地作为主要地类,贡献大部分的碳储量,是中部山区碳汇的主要来源;同时,草地碳密度远高于其他地类,区域碳储量对其变化较为敏感。基于自然发展状态下的模拟发现,2050年海南岛中部山区的碳储量显著下降,原因在于建设用地和水域面积增加及林地、草地和耕地面积减少。【结论】在城镇化扩张的背景下,生态系统碳储量存在不断下降的风险。未来国土空间规划应...     

滇池流域森林生态系统固碳释氧服务价值评估

森林是地球上最重要的多功能生态系统,它不仅为人类社会提供多样的实物产品,同时也蕴藏着巨大的生态价值,其中固碳释氧价值更是地球生命支持的基础.研究根据2008年完成的滇池流域森林资源调查数据,采用材积源生物量法以及碳税法和造氧成本法,计算出森林生态系统固碳释氧服务价值.结果表明,滇池流域森林生态系统固碳释氧服务价值为331.576×10~7元/a,其中固碳服务价值为188.452×10~7元/a,释氧服务价值为143.124×10~7元/a.滇池流域目前所有植被种类中云南松(Pinus yunnanensis)的固碳释氧服务价值是最高的,达到39.649×10~7元/a.单位面积竹林(Bambusoideae)的固碳释氧能力最强,每年每公顷竹林固碳释氧服务价值是50 409.519元,目前滇池流域内竹林面积很小,增加竹林种植面积可以作为未来森林改建计划,进一步提高森林生态系统固碳释氧服务价值.     

“双碳”背景下山东自然保护地碳汇功能及价值

以山东省自然保护地为研究对象,系统分析了自然保护地内不同生态系统的碳汇功能及其差异性,并针对碳汇价值实现路径进行了探索研究。结果表明,山东省自然保护地的碳汇总量为2.99×10⁶ t/a,其中森林生态系统碳汇最高(1.20×10⁶ t/a),随后依次为农田生态系统(9.09×10⁵ t/a)、近海生态系统(5.22×10⁵ t/a)、滨海湿地生态系统(2.27×10⁵ t/a)、内陆湿地生态系统(1.28×10⁵ t/a)、草地生态系统(0.04×10⁴ t/a),其碳汇总价值为1.23×10⁹元,单位面积碳汇价值为7.61×10³元/hm²。鉴于自然保护地的碳汇价值,本研究从基于自然保护地生态补偿的角度对碳汇价值实现路径进行了讨论分析,提出了碳交易与生态补偿相结合的框架体系。     

基于坡度视角的黄土高原退耕还林(草)工程碳汇效应分析

【目的】探究退耕还林(草)背景下黄土高原不同坡度退耕地的固碳效应及存在的差异,根据不同坡度碳储量的变化优化新一轮退耕还林工程。【方法】基于2000—2020年黄土高原固碳数据和2000—2015年土地利用数据,运用GIS空间分析法,分析了近20年黄土高原固碳量的时空变化,以及不同坡度退耕地的碳汇效应。【结果】2000—2020年黄土高原固碳量前期增幅较大,后期增幅较平缓,固碳量变化与森林覆盖面的走向基本一致,呈现南高北低的现象;2000—2015年黄土高原土地利用结构发生明显改变,耕地显著减少,林、草地覆盖率增长至56.42%,且各土地利用类型单位面积固碳量呈增加态势,林地单位面积上固碳量最多;此外,坡度15°～25°林地单位面积上固碳量最大,约716.93 g/m²,8°～15°草地的单位面积固碳量最大,约748.65 g/m²。【结论】黄土高原退耕还林还草工程带来了巨大的碳汇效应,不同坡度林、草地的固碳能力存在明显差异,缓坡度地带草地固碳能力最强,中高坡度地带林地固碳能力最强。     

崇左市森林生态系统服务功能价值评估

根据森林生态系统服务功能评估规范(LY/T1721-2008),将崇左市森林生态系统服务功能价值划分为生物多样性保护、涵养水源、固碳释氧、净化空气、保育土壤、森林休憩及营养累积7个类别,以崇左市2015年统计年鉴数据、2014年林地变更数据、2015年崇左市森林资源主要数据更新数据和相关森林生态连续观测数据及社会公共数据为参数,评估崇左市森林生态系统服务功能的总价值。结果表明:2015年崇左市森林生态系统服务功能价值总量为549.59亿元人民币,单位面积生态服务功能价值为57 918.29元,7项生态服务功能价值的排序依次为:涵养水源生物多样性保护固碳释氧净化空气保育土壤森林游憩营养累积。不同林分类型单位面积生态系统服务功能价值由大到小的顺序为:石山灌木林松类一般阔叶林速生桉八角林硬阔叶林农地乔木及四旁树土山灌木林乔木经济林杉木类一般桉竹子灌木经济林栎类速生相思。     

中小尺度荒漠生态系统服务研究及其价值评价——以宁夏沙坡头保护区为例

为探索中小尺度荒漠的生态系统服务,基于千年生态系统评估(MA)的评价体系和土地用地类型资料,并结合国内外现有的研究方法,对有明确边界的宁夏中卫沙坡头国家级自然保护区荒漠生态系统服务进行评估.结果表明,该区域2010年生态系统服务总价值为1.94亿元,其中直接价值即提供食物服务的价值约为12.9×106元;间接价值包括防风固沙、侵蚀控制、固碳释氧和阻滞尘埃,价值约为181.4×106元;各类服务价值由大到小的排序为:固碳释氧、侵蚀控制、提供食物、阻滞尘埃、防风固沙;荒漠生态系统服务价值的重要程度与一般认知存在差异,间接服务价值比直接服务价值高出很多.可为荒漠生态系统管理和生态恢复研究提供参考.     

2002-2010年中国陆域植被净初级生产力模拟

基于时间序列MODIS数据和气象数据驱动遥感NPP模型,模拟了2002-2010年的中国陆域植被净初级生产力.采用了重建后的NDVI数据作为模型输入,对不同类型NDVI序列数据的比较发现,重建后的NDVI数据有效地校正了时序MODIS NDVI数据集中的噪声,有助于提高模型模拟的精度.模拟结果表明,中国陆域生态系统净初级生产力的空间分布格局呈现出明显的地带性分异特征.2002-2010年中国陆域植被的年总初级生产力约为3.78×10¹⁵gC/a,春、夏、秋季的植被NPP均值分别为6.40×10¹⁴,1.59×10¹⁵,8.10×10¹⁴gC/a.     

三峡库区土地利用/覆被变化对碳储量的影响

【目的】土地利用/覆被变化通过改变陆地植被覆盖度对生态系统产生影响,笔者估算1990—2015年三峡库区不同土地利用类型碳储量的变化,及时有效地评估土地利用变化与区域生态系统碳储量的关系,了解三峡库区生态系统碳储量对土地利用变化的响应,为区域碳循环研究提供参考。【方法】以1990年、2000年、2015年Landsat影像获取三峡库区土地利用/覆被变化数据,应用InVEST模型定量分析了土地利用/覆被变化对三峡库区生态系统碳储量的影响。【结果】1990—2015年三峡库区土地利用格局和各类土地面积发生了明显变化,林地、水域、建设用地和未利用地面积均不断增加,而耕地和草地面积减少; 1990—2015年三峡库区生态系统碳储量呈持续增加趋势,净增加量为90.43 Tg,增加率为24.47%,年增加率为0.98%; 三峡库区生态系统碳储量空间分布不均,呈现出东高西低、南高北低的趋势; 耕地转化为林地是库区生态系统碳储量增加的主要原因,碳损失途径主要源于林地开垦为耕地、其他土地利用类型转为水域和建设用地。【结论】三峡库区土地利用类型变化导致生态系统碳储量时空分布格局发生了相应变化,生态系统碳储量随林地面积的增加而增加。因此,在保障耕地安全的前提下,加大三峡库区退耕还林力度,加强三峡库区林地保护,有助于增加库区碳汇潜力并改善库区生态环境。     

江苏省生态系统服务价值对土地利用/土地覆盖变化的动态响应

以江苏省为研究区,利用1990—2018共4期土地利用数据,借助ArcGIS技术,综合运用生态系统服务价值当量修正法、热图聚类分析、弹性分析、IDW统计分析等方法,分析了江苏省土地利用与生态系统服务价值的时空动态变化特征,探讨了研究区特定土地利用类型动态变化对其所提供的生态服务产生的细微差异．结果表明:1990年以来,江苏省耕地、林地、滨海湿地、河流湿地面积逐渐减少,湖泊湿地、未利用地、建设用地面积不断增加,其中,耕地面积减少最多（9.23×105 hm2）,2018年耕地面积为6.50×106 hm2,建设用地面积增加最多（8.59×105 hm2）,2018年建设用地面积为1.93×106 hm2;1990—2018年江苏省总生态系统服务价值不断升高,1990年总生态系统服务价值为1.61×104亿元,2018年为1.68×104亿元;耕地、滨海湿地、湖泊湿地对总生态系统服务价值的贡献率较高,研究期内耕地、林地、滨海湿地与河流湿地的生态系统服务价值减少,湖泊湿地与未利用地生态系统服务价值增加;土地利用/土地覆盖(LU/LC)变化决定了生态系统服务价值弹性变化并影响生态系统服务价值,特别是价值系数比较高的土地利用类型,其弹性变化对LU/LC变化的响应更为明显．      

永昌县东大河天然林区生态系统服务功能经济价值评估

根据有关文献研究数据，参照中华人民共和国林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》，对永昌县东大河林区生态系统服务功能价值进行了评估。结果表明，东大河天然林区生态系统服务功能经济价值为16．26×10^8元。其中，涵养水源功能价值2．67×10^8元，保育土壤功能价值7．92×10^8元；固碳释氧功能价值0．36×10^8元，积累营养物质功能价值2．95×10^8元；净化空气功能价值6．8×10^6元，娱乐文化功能价值2．29×10^6元；生物多样性保护价值2．27×10^6元。     

青海省门源县森林生态系统服务功能价值评估

依据森林效益监测数据、森林生态系统长期连续定位观测数据、森林资源调查数据和国家权威机构公布的社会公共数据,采用《森林生态系统服务功能评估规范》评估模型,对2013年青海省门源县森林生态系统服务功能价值进行评估。结果显示:森林生态系统服务功能总价值为293.63亿元/a;各生态系统服务功能价值大小顺序为:保育土壤生物多样性保护涵养水源净化环境固碳释氧森林防护森林游憩积累营养物质;单位面积年服务功能价值为9.257 2万元/(hm2·a)。     

青藏高原生态屏障区近10 年生态系统结构变化研究

以2000, 2005和2010年3期生态系统类型数据为基础, 采用生态系统转移矩阵、动态度等统计分析方法, 研究青藏高原生态屏障区近10年的生态系统结构变化及驱动因素分析。研究结果表明: 1) 近10年屏障区内生态系统结构较为稳定, 以草地生态系统为主, 约占研究区总面积的69%; 2) 生态用地与非生态用地均有增加或减少, 其中湿地增加2660.9 km², 草地减少1377.5 km², 城镇面积增加224.6 km², 农田面积减少163.4 km², 荒漠减少1388.5 km²; 3) 受人类活动影响较大的城镇、农田类型变化速率明显高于湿地等生态用地, 2000-2010年城镇面积以2.88% 的年平均增长率迅速增加, 农田面积以0.64%的年均速率持续减少, 而湿地年均增长率仅为0.44%; 4) 生态系统类型整体转移量较小, 仅为整个研究区的0.5%, 其中草地→湿地、荒漠→湿地的转移量最大, 两个转移方向的总转移比例达到69%; 5) 自然因素和人为因素是生态系统结构变化的共同驱动因素, 其中气候变化是引起湿地面积增加的主要自然因素, 人口与GDP的急速增长导致城镇不断扩张, 其深层次原因是工矿业的发展, 载畜量增加是引起草地退化的主要原因, 但生态保护工程对草地生态系统恢复具有积极作用。     

黑河市森林火灾碳排放的计量估算研究

根据黑河市森林调查的实测数据和1971—2011年间森林火灾的统计资料,采用地理信息系统(GIS)技术,通过大量野外火烧迹地的调查,结合实验室的控制实验,确定森林火灾碳排放的各计量参数,并利用排放因子的方法,估算了黑河市41年间森林火灾碳排放量和含碳气体排放量。结果表明:41年间黑河市森林火灾碳排放量为4.00×10⁷ t,年均排放量为9.76×10⁵ t,约占全国年均森林火灾碳排放量的8.63%; 含碳气体CO₂、CO、CH₄和非甲烷烃(NMHC)的排放量分别为1.24×10⁸、6.51×10⁶、4.30×10⁵和3.47×10⁵ t,年均排放量分别为3.01×10⁶、1.59×10⁵、1.05×10⁴和8.46×10³ t,分别占全国年均森林火灾各含碳气体排放量的7.42%、5.86%、9.37%和7.49%。研究发现针阔混交林型的森林火灾面积占总过火林地面积的42.73%,由于该林型燃烧效率较低,其森林火灾中的碳排放量仅占排放总量的29.61%,且CO₂的排放因子较低,其CO₂排放量仅占CO₂总排放量的30.11%。同时研究表明,黑河市年均碳排放对该市的碳循环与碳平衡产生重要影响,针对研究结果提出了合理的林火管理路径。     

河南省生态系统服务价值的时空变化研究

基于河南省2000年、2010年、2018年土地利用数据，测算分析了各年的生态系统服务价值(ESV)总量及构成情况，并基于格网尺度，运用GIS空间分析工具探索了河南省ESV的空间格局及演化特征。结果表明：(1)2000—2018年，河南省生态系统服务价值减少了3.754×10⁸元，在豫西及豫南地区保持稳定，在人类活动密集的豫中及豫东地区变化显著；(2)生态系统贡献上，耕地生态系统的贡献最大，单项生态系统服务价值中，保持土壤价值最大；(3)河南省生态系统服务价值呈现出明显的尺度效应，5 km×5 km的格网尺度下莫兰指数最大，以此尺度分析发现，河南省ESV空间差异明显，受水系影响，呈现出自豫西、豫南林地区向豫东耕地区递减的条带状分布格局。高-高集聚区集中分布在豫西大部分地区、豫南部分地区及豫北沿省界呈条带状分布地区。     

基于能值的海岸带生态修复成效评估——以鹦鹉洲湿地为例

鹦鹉洲湿地自建成以来已开展了连续5年以上的实地调查和监测,结合长期监测数据构建科学系统的修复成效评价体系对海岸带生态修复工程的评估具有重要的参考价值.采用能值分析方法,通过实地调研、科学监测和查阅文献,搜集所需相关数据,构建了湿地生态系统能量分析结构图和能值指标体系,对自然资产、生态服务等主要能值指标进行了分析,并比较了不同修复时期湿地的功能表现.研究结果表明:2021年,鹦鹉洲湿地自然资产总能值为8.92×10¹⁶ sej,相当于能值–货币价值22.47万元,湿地生态服务总能值为8.88×10¹⁷ sej·a^-1;实施生态修复后,鹦鹉洲生态质量明显改善,其自然资产和生态服务能值分别是修复前的5.01倍和5.73倍;鹦鹉洲湿地生态系统的能值自给率(emergy self-support ratio, ESR)为0.47,能值产出率(emergy yield ratio, EYR)和能值可持续指数(emergy sustainable index, ESI)分别为28.29和25.03,表明湿地产出效率高且可持续发展空间较...     

基于情景的关中平原土地利用和生态系统服务预测及变化分析

结合气候情景和政策情景设置了16种未来情景,在2000年和2010年土地利用数据的基础上利用IDRISI软件中的LCM模块模拟了2050年关中平原地区的土地利用,并估算了2050年各情景的3种生态系统服务(固碳、保土和保水)。结果表明:全球气候变化对未来土地利用有显著影响,生态系统服务主要随着土地利用变化而变化。碳税政策的实施对林地影响较大,对土壤保持和固碳有积极作用,对产水有消极作用;人口政策实施对城镇用地影响较为显著,降低固碳与土壤保持能力,增加产水能力。固碳量和保土量总量高的情景中,产水量通常较低;而固碳量和产水量低的情景中,产水量通常较高。     

汾河流域生态系统服务供需匹配关系研究

生态系统的供需服务研究是生态系统服务研究的一个重点方向，其供需服务的定量分析、供需匹配程度的识别及其与地形分异的关系，对流域生态系统的健康持续发展具有重要意义。汾河流域是典型的生态脆弱区，以其为研究对象集成多源数据，对汾河流域2015年产水、粮食供给、碳固存和土壤保持服务的供需匹配程度进行量化评估，并探究其与地形位指数之间的相关性。研究表明：1)从整体上看，汾河流域生态系统服务供需总量除碳固存服务外，其余生态系统服务供应量大于需求量，但局部区域仍存在明显赤字；2)不同生态系统服务的空间供需匹配程度差异明显，由高到低分别是产水服务(0.085)、土壤保持服务(0.023)、粮食供给服务(0.009)和碳固存服务(-0.012);3)各生态系统服务供需匹配程度与地形位指数均通过显著性检验，说明地形对研究区4种典型生态系统服务供给与需求的分布、结构和功能具有一定影响，但地形因素并非唯一影响因素，应结合地区具体情况进行分析；4)在不同地形位指数区间内，不同生态系统服务供需匹配程度具有不同的关系，此时可以根据当地社会经济发展水平及对生态保护的要求进行主要生态功能的界定，提出生态功能分区。