陕西河谷盆地生态系统服务协同与权衡时空差异分析
陕西省人民政府办公厅关于印发陕西省生态功能区划的通知
陕西省人民政府办公厅关于印发陕西省生态功能区划的通知文章属性•【制定机关】陕西省人民政府•【公布日期】2004.11.17•【字号】陕政办发[2004]115号•【施行日期】2004.11.17•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】机关工作正文陕西省人民政府办公厅关于印发陕西省生态功能区划的通知（陕政办发[2004]115号）各设区市人民政府，省人民政府各有关工作部门、直属机构：《陕西省生态功能区划》（以下简称《区划》）已经省政府第13次常务会议审议通过，现印发给你们，请认真遵照执行。
各级政府和有关部门要按照科学发展观要求，充分认识《区划》在生态保护和保持经济社会全面、协调和可持续发展方面的重要作用，结合各地实际，研究制订切实可行的具体实施意见并认真组织实施。
同时，要将其作为编制国民经济和社会发展规划以及研究和编制行业发展规划、区域生态环境保护与建设规划、确定区域环境容量、制订生态环境评价标准的重要参考依据。
各地和各有关部门要组织有关技术力量，根据《区划》内容，研究当地的主要生态问题及其产生原因，有针对性地提出有效防治措施。
要科学划定和保护区域内具有涵养水源、水土保持、防风固沙、洪水调蓄、维护生物多样性功能的生态系统，并以此合理规划生产力布局和产业调整结构，使区域内的资源开发与生态保护协调发展。
省环境保护行政主管部门要加强对《区划》执行情况的监督检查，确保措施到位，取得实效。
陕西省人民政府办公厅二00四年十一月十七日陕西省生态功能区划第一章生态功能区划意义及指导原则1.区划编制背景人类与生态环境是密不可分的。
一方面，生态环境是人类赖以生存和发展的基础，它不仅可为人类提供各种所需的自然资源，而且还可通过对气候等的调节为人类提供适宜的居住环境；另一方面，人类为发展经济的各种生产活动又或多或少地对生态环境带来一些负面影响，而环境的恶化则会阻碍经济的进一步发展。
因此，稳定而适宜的生态环境是人类生存和社会经济发展的保障。
陕西渭河流域近15年土壤侵蚀时空变化分析
郭力宇，郭 昭，王 涛，等．陕西渭河流域近１５年土壤侵蚀时空变化分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０１８，４６（２）：１８５－１９０．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１８．０２．０４９陕西渭河流域近１５年土壤侵蚀时空变化分析郭力宇，郭 昭，王 涛，张 娅（西安科技大学测绘科学与技术学院，陕西西安７１００５４） 摘要：渭河流域土壤侵蚀与气候变化、生态保护与建设政策、城市扩张等人类活动密切相关，受到广泛关注。
基于渭河流域ＤＥＭ、土壤类型、２０００—２０１４年渭河流域气象站点逐日降水数据及ＭＯＤＩＳＮＤＶＩ数据，采用修正通用土壤侵蚀方程（ＲＵＳＬＥ）估算流域土壤侵蚀模数，并分析２０００—２０１４年渭河流域土壤侵蚀时空变化特征。
结果表明，渭河流域２０００—２０１４年植被呈改善趋势，其中陕北丘陵沟壑区、渭北高原沟壑区ＮＤＶＩ增加明显，分别提高了２８．４％、１５．１％。
２０００—２０１４年渭河流域土壤侵蚀以微度侵蚀和轻度侵蚀为主，共占总面积的６１．４７％；以２００９年为拐点，之前微度侵蚀土壤面积呈增加趋势，而中度以上土壤侵蚀面积呈减少趋势，之后则完全相反。
渭河流域不同地貌单元土壤侵蚀强度差异较大，渭河平原区以微度侵蚀为主，占该区域面积的８０％以上；陕北丘陵沟壑区的中度及中度以上侵蚀强度的面积则占到了５２．７％；渭北高原沟壑区以微度侵蚀和轻度侵蚀为主，占该区域面积的６１％；秦岭北坡山区年侵蚀性降雨量较大，以中度及中度以上土壤侵蚀为主，占该区域面积的７１％。
关键词：土壤侵蚀；ＲＵＳＬＥ模型；降雨侵蚀力；ＭＯＤＩＳＮＤＶＩ；渭河流域；水土保持；生态环境保护；政策参考 中图分类号：Ｓ１５７．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０１８）０２－０１８５－０５收稿日期：２０１７－０４－１３基金项目：国家重点研发计划（编号：２０１６ＹＦＣ０５０１７０７）；黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室开放基金（编号：Ａ３１４０２１４０２－１６１６）。
丹江口水源区生态系统服务时空变化及权衡协同关系
第３８卷第１３期２０１８年７月生态学报ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．３８，Ｎｏ．１３Ｊｕｌ．，２０１８基金项目：江西省重大生态安全问题监控协同创新中心专项项目（ＪＸＳ⁃ＥＷ⁃０８）；２０１５测绘地理信息公益性行业科研专项项目（２０１５１２０２６）；湖北省青年科技晨光计划（ＨＢＣＧ）；国家自然科学基金项目（４１６０１２９８）收稿日期：２０１７⁃０６⁃２８；㊀㊀网络出版日期：２０１８⁃０３⁃１６∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｉａｏｌｉｎｇ＿ｃｈｅｎ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０１７０６２８１１６９刘海，武靖，陈晓玲．丹江口水源区生态系统服务时空变化及权衡协同关系．生态学报，２０１８，３８（１３）：４６０９⁃４６２４．ＬｉｕＨ，ＷｕＪ，ＣｈｅｎＸＬ．Ｓｔｕｄｙｏｎｓｐａｔｉａｌ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌｃｈａｎｇｅａｎｄｔｒａｄｅ⁃ｏｆｆ／ｓｙｎｅｒｇｙｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｉｎｔｈｅＤａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０１８，３８（１３）：４６０９⁃４６２４．丹江口水源区生态系统服务时空变化及权衡协同关系刘㊀海１，２，３，武㊀靖１，陈晓玲４，５，∗１湖北大学资源环境学院，武汉㊀４３００６２２武汉大学遥感信息工程学院，武汉㊀４３００７９３江西省基础地理信息中心，南昌㊀３３０２０９４武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，武汉㊀４３００７９５江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室，南昌㊀３３００２２摘要：研究区域多种生态系统服务之间的权衡协同关系特征，对不同生态系统服务㊁不同区域之间的协调发展，实现利益相关方效益最大化，达到区域发展与生态保护 双赢 具有重要意义㊂针对目前权衡协同定性分析㊁长时间动态变化研究不足的现状，以丹江口水源区为例，在采用 当量因子法 求得研究区生态系统服务价值的基础上，使用长时间整体分析占优的相关性分析方法和短时期动态变化分析占优的生态系统服务权衡协同度（ＥＳＴＤ）模型对研究区１９９０ ２０１５年１０种生态系统服务的权衡协同关系展开研究㊂结果表明：１９９０ １９９５年，丹江口水源区生态系统服务价值呈负增长，之后则呈不断上涨的时序变化趋势，增幅最大的生态系统服务为水资源供给㊂生态服务价值最高的用地类型为林地，其次为草地和水域㊂空间上，生态系统服务价值呈东南高西北低特征㊂在丹江口水源区生态系统服务之间相互关系中，协同关系占６４％，是丹江口水源区生态系统服务之间的主导关系，权衡关系较少，且大多存在于供给服务与调节服务㊁文化服务㊁支持服务之间㊂丹江口大坝加高后，即２００５年之后，水源区内生态系统服务之间的权衡协同方向有所改变，改变明显的生态服务有净化环境㊁水文调节和水资源供给㊂这３种生态系统服务与生态系统服务之间的权衡关系增多，除这３种生态系统服务外，其余几种单项生态系统服务与生态系统服务之间的权衡关系减少㊂关键词：丹江口水源区；生态系统服务价值；时空变化；权衡协同Ｓｔｕｄｙｏｎｓｐａｔｉａｌ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌｃｈａｎｇｅａｎｄｔｒａｄｅ⁃ｏｆｆ／ｓｙｎｅｒｇｙｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｉｎｔｈｅＤａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａＬＩＵＨａｉ１，２，３，ＷＵＪｉｎｇ１，ＣＨＥＮＸｉａｏｌｉｎｇ４，５，∗１ＨｕｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＦａｃｕｌｔｙｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，Ｗｕｈａｎ４３００６２，Ｃｈｉｎａ２ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ４３００７９，Ｃｈｉｎａ３ＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＧｅｏｍａｔｉｃｓＣｅｎｔｅｒ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３０２０９，Ｃｈｉｎａ４ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＳｕｒｖｅｙｉｎｇ，ＭａｐｐｉｎｇａｎｄＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７９，Ｃｈｉｎａ５ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｙａｎｇＬａｋｅＷｅｔｌａｎｄａｎｄＷａｔｅｒｓｈｅｄＲｅｓｅａｒｃｈ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＪｉａｎｇｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００２２，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｍａｎａｇｅｍｅｎｔｔｈａｔａｔｔｅｍｐｔｓｔｏｍａｘｉｍｉｚｅｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｏｎｅｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｍａｙｒｅｓｕｌｔｉｎｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｄｅｃｌｉｎｅｓｉｎｔｈｅｐｒｏｖｉｓｉｏｎｏｆｏｔｈｅｒｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓ．Ｆｏｒｔｈｉｓｒｅａｓｏｎ，ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｔｈｅｔｒａｄｅ⁃ｏｆｆｓａｎｄｓｙｎｅｒｇｉｅｓｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｉｓｏｆｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｂａｌａｎｃｅｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓａｎｄｍａｘｉｍｉｚｅｔｈｅｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓ．Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｉｓｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ０１６４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３８卷㊀ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｌｏｎｇｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓｏｆｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｅａｍｏｎｇｔｈｅｔｒａｄｅ⁃ｏｆｆｓａｎｄｓｙｎｅｒｇｉｅｓｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓａｒｅｉｎａｄｅｑｕａｔｅ．ＴｈｅＤａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔａｒｅａｏｆｔｈｅＳｏｕｔｈ⁃ｔｏ⁃ＮｏｒｔｈＷａｔｅｒＤｉｖｅｒｓｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔ，ａｎｄｃｌａｒｉｆｙｉｎｇｔｈｅｔｅｍｐｏｒａｌａｎｄｓｐａｔｉａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓａｍｏｎｇｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｓｍｏｏｔｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｗａｔｅｒｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｊｅｃｔｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｒｏｕｔｅｏｆｔｈｅＳｏｕｔｈｔｏＮｏｒｔｈＷａｔｅｒＴｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｊｅｃｔ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓａｍｏｎｇｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｉｎｔｈｅＤａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａｉｓｓｔｉｌｌｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｇｉｖｅｎｔｈｉｓｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｗｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｏｆａｌｏｎｇｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓｉｎｔｈｅＤａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａｕｓｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓ．Ｆｉｒｓｔ，ｗｅｕｓｅｄｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｆａｃｔｏｒｍｅｔｈｏｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅ．Ｗｅｔｈｅｎｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｓｐａｔｉａｌ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｉｎｓｉｘｐｅｒｉｏｄｓｂｙｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｕｓｉｎｇａｎｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｔｒａｄｅ⁃ｏｆｆｄｅｇｒｅｅ（ＥＳＴＤ）ｍｏｄｅｌ．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｖｅｒｌｏｎｇｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓａｎａｌｙｓｉｓ．ＴｈｅＥＳＴＤｍｏｄｅｌｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｅａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｓｈｏｒｔｔｉｍｅｐｅｒｉｏｄｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｅｒｉｏｄｏｆ１９９０ｔｏ１９９５，ｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｉｎｔｈｅＤａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａｓｈｏｗｅｄａｎｅｇａｔｉｖｅｇｒｏｗｔｈ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｆｒｏｍ１９９５ｔｏ２０１５．Ｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙ，ａｎｄｆｏｒｅｓｔｌａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｖａｌｕｅｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓ．Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍｎｏｒｔｈｅａｓｔｔｏｓｏｕｔｈｗｅｓｔ．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｓｙｎｅｒｇｙｉｓｔｈｅｄｏｍｉｎａｔｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓ，ａｎｄｔｈａｔｔｈｅｒｅａｒｅｆｅｗｔｒａｄｅ⁃ｏｆｆｓｉｎｔｈｅＤａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａ．ＳｉｎｃｅｔｈｅＤａｎｊｉａｎｇｋｏｕｄａｍｗａｓｈｅｉｇｈｔｅｎｅｄ（ａｆｔｅｒ２００５），ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａｈａｖｅｃｈａｎｇｅｄ．Ｔｈｅｔｒａｄｅ⁃ｏｆｆｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａｉｎｃｒｅａｓｅｄａｍｏｎｇｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙ，ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌａｄｊｕｓｔｉｎｇ，ａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄｅｐｕｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｒａｄｅ⁃ｏｆｆｓｗｅｒｅｒｅｄｕｃｅｄｉｎｏｔｈｅｒｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓ．Ｈｕｍａｎｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｉｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｔｈａｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｃｈａｎｇｅ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：Ｄａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａ；ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅ；ｓｐａｔｉａｌ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌｃｈａｎｇｅ；ｔｒａｄｅ⁃ｏｆｆｓｙｎｅｒｇｙ生态系统服务是指人类从生态系统中直接或间接获取的所有利益，其中包括供给服务㊁调节服务㊁支持服务和文化服务四个方面［１⁃２］㊂该概念由Ｗｉｌｓｏｎ于１９７０年首次提出，之后Ｄａｉｌｙ，Ｃｏｓｔａｎｚａ于１９９７年对生态系统服务进行了更深层次的研究［１⁃３］㊂生态系统服务作为生态系统评估的核心领域，成为生态学的研究热点［４］㊂２００５年，随着千年生态系统评估工作完成［５］，对生态系统服务研究从单纯的静态价值评估向着更加重视生态系统服务对人类福祉的影响方向发展［６］㊂随着城市化加剧，人类所需求的生态系统服务的数量和种类越来越多［７⁃９］，人类对自然资源的利用已经超过了生态系统本身的提供限度，造成对某一服务功能的需求是以牺牲其他服务功能为代价，不同生态系统服务之间相互影响，导致很难甚至不可能同时达到利益最大化［１０］㊂为了明晰区域多种生态系统服务之间的相互关联特征，兼顾多种生态系统服务不同生态系统服务之间㊁不同区域之间的协调发展，实现利益相关方效益最大化，优化生态系统服务管理政策［１１］，达到区域发展与生态保护 双赢 的目的［１２］，有必要对生态系统服务进行集成研究［１３］㊂权衡 指某类型生态系统服务的供给由于其他类型生态系统服务使用的增加而减少的情形， 协同 指两种或多种生态系统服务同时增强或减少的情形［１４］㊂各类生态系统服务之间的相互作用，在不同尺度（时间与空间）的利益需求不同，几乎所有生态系统服务的决策都涉及到利益权衡［１５］，因此权衡协同关系在全球范围内的生态系统服务之间普遍存在，但又表现出明显的地域差异性与动态变化性［１６⁃１７］㊂目前，主要采用地理学和生态学相关理论对生态系统服务权衡与协同进行定性分析㊂对生态系统服务效益量化的研究较少［１８⁃１９］㊂囿于数据获取㊁计算模型㊁指标构建等因素，选取的生态系统服务类型有限，对生态系统服务总体效益和单一服务效益之间动态关系的量化和评估研究不足［１２］㊂南水北调中线工程是我国重要的跨流域调水工程，旨在解决我国华北地区的缺水困境，缓解北方城市的用水冲突，实现水资源的合理布局和分配［２０］㊂丹江口水源区作为中线工程的重要组成，明晰流域生态系统服务价值变化情况以及生态系统服务之间权衡与协同关系变化特征，对分析中线调水工程对流域生态环境的影响，智慧调水以及生态补偿具有重要意义㊂目前对于水源区的生态系统服务价值以定性研究较多，且仅关注某一种生态系统类型的单一生态服务价值［２１⁃２２］㊂近年来，有较少学者以定量分析视角对水源区内的生态系统服务价值进行研究，但选取的生态系统服务有限，且未考虑单位面积生态服务价值当量的时空差异［２３⁃２４］㊂对于水源区的生态系统服务之间的权衡协同关系，研究也较少［２５］㊂因此，本文以丹江口水源区为研究区，采用Ｃｏｓｔａｎｚａ等提出的生态系统服务价值估算方法，与基于地理模型的计算方法相比，该方法具有数据易于计算，标准化的优点，可以对多种生态服务价值进行计算㊂考虑到生态系统服务在时间尺度上的动态变化性和空间上的异质性，本文在借鉴Ｃｏｓｔａｎｚａ和谢高地团队的研究结果基础上，对丹江口水源区的当量因子进行区域修正和功能性系数修正，对研究区１９９０ ２０１５年（１９９０年㊁１９９５年㊁２０００年㊁２００５年㊁２０１０年㊁２０１０年㊁２０１５）６个时期研究区１０种生态系统服务价值及其时空变化特征进行估算分析㊂然后，基于以长时间整体分析占优的相关性分析方法和短时期动态变化分析占优的生态系统服务权衡协同度（ＥｃｏｓｙｓｔｅｍＳｅｒｖｉｃｅｓＴｒａｄｅ⁃ｏｆｆＤｅｇｒｅｅ，ＥＳＴＤ）模型，分析了不同时期水源区内各类型生态系统服务之间的权衡与协同关系㊂研究定量分析了总体效益与单一服务效益之间的关系，更清晰的展示了单一生态系统服务在整体效益中的作用，有利于决策者判断流域各生态服务起主导作用的服务类型，为流域生态系统服务的可持续增长提供方法支持；此外，研究以大坝加高的时间点为节点，分析了水源区内不同时期的各生态系统服务之间的权衡与协同关系，清晰的分析调水工程对水源区内生态系统服务的影响，为流域更科学的调水及生态补偿提供参考㊂１㊀研究区概况和数据来源汉江是长江中游最大的支流，发源于秦巴山地的宁强县，在武汉汇入长江㊂其干流全长１５７７ｋｍ，流域面积约为１．５９ˑ１０５ｋｍ２［２６⁃２７］㊂其中丹江口以上为汉江上游，流域主要范围跨越陕西㊁湖北㊁河南，流域面积９．５２万ｋｍ２［２７］（图１）㊂研究区域位于秦岭山脉和大巴山脉之间，西部为中低山区，东部以平原丘陵为主㊂流域位于亚热带季风区，年均气温１２ １６ħ，年均降雨量约７００ １８００ｍｍ，主要地带性植被是落叶㊁常绿阔叶与针叶混交林［２５］㊂流域水资源丰富，是南水北调中线水源区，２００５年大坝加高工程之后，丹江口水库库容增加，正常蓄水位由１５７ｍ提高到１７０ｍ，正常蓄水位库容由１７４亿ｍ３增加到２９０亿ｍ３，汉江水资源将得到更好的调节［２７］㊂本研究利用的主要数据包括：１９９０ ２０１５年６个时期土地利用矢量数据，由中国国家地球系统科学数据共享平台（ｗｗｗ．ｇｅｏｄａｔａ．ｃｎ）提供；１９９０ ２０１５年６个时期全国稻谷㊁小麦和玉米的播种面积以及单位面积收益和支出，数据来源于‘中国统计年鉴“［２８］和‘全国农产品成本收益资料汇编“［２９］；全国㊁湖北省㊁陕西省㊁河南省１９９０ ２０１５年６个时期的农田粮食单位面积产量，数据来源于中国及各省统计年鉴；１９９０ ２０１５年丹江口水源区ＮＰＰ数据，来源于国家地球系统科学数据共享服务平台（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｅｏｄａｔａ．ｃｎ）㊂２㊀研究方法２．１㊀生态系统服务价值估算２．１．１㊀标准单位当量因子的价值量核算标准单位当量因子（以下简称当量因子）是指１ｈｍ２全国平均产量的农田每年自然粮食产量的经济价值［３０］，以此当量为参照并结合专家知识可以确定其他生态系统服务的当量因子的价值量，可以表征和量化不同类型生态系统对生态服务功能的潜在贡献能力㊂本研究参考谢高地［３１］等的处理方法，将单位面积农田生态系统粮食生产经济价值的１／７作为１个标准当量因子的生态系统服务价值量，计算公式如式１㊂Ｄｊ＝１／７（ðｎｉ＝１ｓｉｊｗｉｊ－ｐｉｊ）（１）式中，Ｄ表示１个标准当量因子的生态系统服务价值量（元／ｈｍ２），Ｓｉｊ为研究区第ｊ年第ｉ类农作物（ｈｍ２）；ｗｉｊ１１６４１３期㊀㊀㊀刘海㊀等：丹江口水源区生态系统服务时空变化及权衡协同关系㊀２１６４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３８卷㊀图１㊀丹江口水源区Ｆｉｇ．１㊀Ｄａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａ为第ｊ年第ｉ类农作物单位面积总收益；ｐｉｊ为第ｊ年第ｉ类农作物总支出㊂２．１．２㊀单位面积生态系统服务价值的基础当量表单位面积生态系统服务价值的基础当量是评估区域生态系统的各项生态系统服务价值的基础，它是指不同类型生态系统单位面积上各类服务功能年均价值当量［３１］㊂Ｃｏｓｔａｎｚａ方法中，土地利用类型的单位面积生态系统服务价值主要反映的是欧美发达国家的经济水平，在中国应用中存在偏差［３２］，为此，中国科学院地理科学与资源研究所谢高地团队针对上述问题，根据中国生态系统和社会经济发展状况，对中国７００位具有生态学背景的专业人员进行问卷调查的基础上进行改进，制定了中国生态系统服务价值的基础当量表［３２］㊂由于本研究所使用的ＬＵＣＣ土地利用数据分级标准和谢高地团队的生态系统分级标准存在差异，故需要按研究需要将土地利用数据进行重分类㊂谢高地的生态系统一级分类包含的６种土地利用类型中，４种土地利用类型与中国科学院提供的土地利用类型相一致，存在差异的土地利用类型包括建设用地与未利用土地，因谢高地的生态系统分类中只包含有荒漠和湿地，故需要将这两类土地利用数据依据谢高地的生态系统分级标准进行重分类㊂鉴于丹江口水源区的未利用地主要为沙地，沼泽地，裸土地，裸岩石质地，其中沙地的生态系统服务价值与荒漠比较一致；沼泽地的生态系统服务价值与湿地较为相近；裸土地，裸岩石质地以及城乡工矿居民用地的生态系统服务价值与裸地较为相近，故这里将中国科学院土地利用类型中沙地，裸土地，裸岩石质地与建设用地的生态系统服务价值当量归并为谢高地的生态系统分类中的荒漠，将沼泽地重分类为湿地㊂除一级分类外，二者二级类型分级标准也存在差异，主要存在于林地㊁草地中㊂ＬＵＣＣ土地利用数据分级标准中，将林地分为有林地㊁疏林地㊁其他林地和灌木林，而谢高地团队将林地分为针叶㊁针阔混交林㊁阔叶林和灌木林，考虑到丹江口水源区属亚热带季风区，故将林地中的有林地和其他林地归为针阔混交林；根据林学野外调查，将疏林地和灌木林归为灌木林；ＬＵＣＣ土地利用数据分级标准中，将草地分为高覆盖度草地㊁中覆盖度草地㊁低覆盖度草地，而谢高地团队将草地草原㊁灌草丛和草甸，目前对生态系统服务的研究中并未明确高覆盖草地㊁中覆盖草地㊁低覆盖草地３种草地类型各自的当量，考虑到后期计算，此处将这３种类型草地统一归为灌草丛㊂重分类后，得到汉江流域单位面积生态系统服务价值基础当量表㊂表１㊀单位面积生态系统服务价值基础当量表Ｔａｂｌｅ１㊀Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｖａｌｕｅｐｅｒｕｎｉｔａｒｅａ生态系统分类Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅ供给服务Ｓｕｐｐｌｙｓｅｒｖｉｃｅ调节服务Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｅｒｖｉｃｅ支持服务Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｅｒｖｉｃｅ文化服务Ｃｕｌｔｕｒｅｓｅｒｖｉｃｅ一级分类二级分类食物生产原料生产水资源供给气体调节气候调节净化环境水文调节土壤保持生物多样性美学景观农田Ｆａｒｍｌａｎｄ旱地０．８５０．４０．０２０．６７０．３６０．１０．２７１．０３０．１３０．０６水田１．３６０．０９－２．６３１．１１０．５７０．１７２．７２０．０１０．２１０．０９森林Ｆｏｒｅｓｔｌａｎｄ针阔混交林０．３１０．７１０．３７２．３５７．０３１．９９３．５１２．８６２．６１．１４草地Ｇｒａｓｓｌａｎｄ灌木０．１９０．４３０．２２１．４１４．２３１．２８３．３５１．７２１．５７０．６９灌草丛０．３８０．５６０．３１１．９７５．２１１．７２３．８２２．４２．１８０．９６湿地Ｗｅｔｌａｎｄ湿地０．５１０．５２．５９１．９３．６３．６２４．２３２．３１７．８７４．７３荒漠Ｄｅｓｅｒｔ荒漠０．０１０．０３０．０２０．１１０．１０．３１０．２１０．１３０．１２０．０５裸地００００．０２００．１０．０３０．０２０．０２０．０１水域Ｗａｔｅｒ水系０．８０．２３８．２９０．７７２．２９５．５５１０２．２４０．９３２．５５１．８９２．１．３㊀当量因子的修正２．１．３．１㊀区域修正由于表１是谢高地团队基于２０１０年全国的相关数据计算而得，考虑到生态系统服务价值的变化具有时间和空间效应，故本研究以２０１０年为基准，对丹江口水源区１９９０ ２０１５年当量因子进行区域修正，修正系数为丹江口水源区相应年份农田粮食单位面积产量与２０１０年全国农田粮食单位面积产量的比值㊂修正结果如表２㊂表２㊀丹江口水源区不同年份不同省份当量因子／（元／ｈｍ２）当量因子Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｆａｃｔｏｒ全国Ｃｈｉｎａ丹江口水源区Ｄａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａ当量因子ＥｑｕｉｖａｌｅｎｔＦａｃｔｏｒ全国Ｃｈｉｎａ丹江口水源区Ｄａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａ１９９０３５６．７４３１５．７９２００５４４９．１０３８４．４５１９９５３８３．２４３２６．０６２０１０４８１．１９４０９．９９２０００４０４．８０３６７．１０２０１５５３０．４６４８５．９０２．１．３．２㊀功能性系数修正微观空间尺度上，生态系统本身的多样性和环境条件的多样性决定了生态系统服务的类型和强度具有空间差异性㊂一般来说，生态系统的生态服务功能大小与该生态系统的生物量有密切关系［３０］㊂不同的景观类型，其生物量和区域水热状况也不同，生物量越大，其生态功能越强㊂但由于生物量的计算模型众多，且不同生态系统的计算方法不同［３３］，因此难以对丹江口水源区的生物量进行准确计算㊂鉴于此，本文选取与生物量相近的植被净初级生产力（ＮＰＰ）来对研究区当量因子进行功能性系数修正㊂由于ＮＰＰ计算涉及数据众多，２０００年以前的相关数据获取困难，为了保证数据的一致性，本文使用ＮＰＰ模拟数据进行修正（该数据是在ＣＲＵ气象中心发布的全球历史时期气象数据的驱动下，利用ＩＢＩＳ模型模拟获得），方法如下：将研究区内中某一像元的ＮＰＰ值（ＮＰＰｉｊ）与该像元所属类型的生态系统的ＮＰＰ平均值相比，将比值作为功能性系数（ｐｉ）对当量因子进行逐像元的动态调整㊂ｐｉ＝ＮＰＰｉ／ＮＰＰｉｊｍｅａｎ（ｉ＝１９９０，１９９５， ，２０１５）（ｊ＝１，２， ）（２）式中，ｐｉ代表第ｉ年的功能性调整系数；ＮＰＰｉｊ代表第ｉ年某一像元的ＮＰＰ值；ＮＰＰｉｊｍｅａｎ代表第ｉ年第ｊ类生态系统的ＮＰＰ的平均值㊂３１６４㊀１３期㊀㊀㊀刘海㊀等：丹江口水源区生态系统服务时空变化及权衡协同关系㊀２．１．４㊀生态系统服务价值估算模型以表２中丹江口水源区不同年份当量因子，结合表１单位面积生态系统服务价值基础当量表和ＮＰＰ模拟数据计算得到丹江口水源区不同年份生态系统服务单位面积价值当量㊂在此基础上，以不同年份汉江流域土地利用数据为主要数据源，基于生态系统服务价值估算模型对汉江流域生态系统服务价值进行估算㊂估算模型如公式２：ＥＳＶ＝ðｎｉ＝１（ＳｉˑＶＣｉˑａˑｐｉ）（３）式中，ＥＳＶ为生态系统服务价值总量，Ｓｉ为研究区第ｉ类土地利用类型面积（ｈｍ２）；ＶＣｉ为第ｉ类土地利用类型的单位面积生态系统服务价值（元／ｈｍ２）；ｉ为土地利用类型；ａ为修订系数，ｐｉ为第ｉ年的功能性调整系数㊂２．２㊀权衡与协同关系研究方法２．２．１㊀相关分析相关分析可以定量描述两个变量之间的线性相关程度，明确两个变量之间的相关方向［３４］㊂相关关系有强弱方向之分，数值越大相关性越强，数值越小相关性越弱；数值为正表明一个变量增加，另一个变量也增加，称为正相关，数值为负，表明一个变量增加，另一个变量减少，称为负相关㊂计算公式如下：Ｒｘｙ＝ðｎｉ＝１（ｘｉ－ ｘ）（ｙ－ ｙ）ｉ＝１（ｘｉ－ ｘ）２ðｎｉ＝１（ｙｉ－ ｙ）２（４）式中，Ｒｘｙ为相关系数；ｎ为样本数；ｘｉｙｉ分别是ｘ㊁ｙ的第ｉ个值； ｘ， ｙ分别是变量ｘ，ｙ的平均值㊂２．２．２㊀生态系统服务权衡协同度生态系统服务权衡协同度（ＥｃｏｓｙｓｔｅｍＳｅｒｖｉｃｅｓＴｒａｄｅ⁃ｏｆｆＤｅｇｒｅｅ）是建立在数据线性拟合的基础之上，反映各个生态系统服务间相互作用的方向和程度的方法［１３］，目的是对研究区生态系统服务变化量的相互作用进行整体的评价㊂下文简称为ＥＳＴＤ，计算公式如下：ＥＳＴＤｉｊ＝ＥＳＣｉｂ－ＥＳＣｉａＥＳＣｊｂ－ＥＳＣｊａ（５）式中，ＥＳＴＤｉｊ表示第ｉ㊁ｊ种生态系统服务权衡协同度；ＥＳＣｉｂ为ｂ时刻第ｉ种生态系统服务的变化量；ＥＳＣｉａ为ａ时刻第ｉ种生态系统服务的变化量；ＥＳＣｊｂ㊁ＥＳＣｊａ与此相同㊂ＥＳＴＤ代表某两种生态系统服务变化量相互作用的程度和方向，ＥＳＴＤ为负值时，表示第ｉ与ｊ种生态系统服务为权衡关系；ＥＳＴＤ为正值时，表示两者之间为协同关系；ＥＳＴＤ绝对值代表相较于第ｊ种生态系统服务的变化，第ｉ种生态系统服务变化的程度㊂３㊀结果３．１㊀生态系统服务价值时空变化３．１．１㊀生态系统服务价值时间变化利用公式３求得丹江口水源区１９９０ ２０１５年各项生态系统服务价值如下（表３）：１９９０ ２０１５年丹江口水源区生态服务价值从４０４．０３亿元增加至５７１．１５亿元，共增长了２１１．８６亿元，增幅为５８．９７％，年平均增长率为２．３６％㊂其中１９９０ １９９５年，丹江口水源区生态服务价值为负增长，与１９９０年相比减少了４４．７４亿元，降幅为１１．０７％㊂其余年份水源区生态服务价值总体呈增长趋势，其中增长幅度最大的时间段为２００５ ２０１０年，增幅为２４．８６％；增幅最小的时间段为２０００ ２００５年，仅为５．２２％㊂４１６４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３８卷㊀表３㊀１９９０ ２０１５丹江口水源区生态系统服务价值／（元／ｈｍ２）Ｔａｂｌｅ３㊀ＥｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｖａｌｕｅｏｆＤａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａｉｎ１９９０ ２０１５年份Ｙｅａｒ供给服务Ｓｕｐｐｌｙｓｅｒｖｉｃｅ支持服务Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｅｒｖｉｃｅ调节服务Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｅｒｖｉｃｅ文化服务Ｃｕｌｔｕｒｅｓｅｒｖｉｃｅ食物生产原料生产水资源供给土壤保持生物多样性气体调节气候调节净化环境水文调节美学景观计Ｔｏｔａｌ前一时间段与后时间段的变化率／％Ｃｈａｎｇｅｒａｔｅ１９９０１１．５７１２．０６１．３７４７．１３４１．３２４０．６２１０４．８４３３．０２９３．７７１８．３３４０４．０３１９９５１０．１８１０．７８０．７７４２．１３３６．９３３６．２６９３．９６２９．４８８２．４１１６．３９３５９．２９－１１．０７２０００１１．４７１２．０９１．３１４７．２２４１．３８４０．５９１０４．９２３２．８４８９．５８２０．３２４０１．７１１１．８１２００５１２．０６１２．７１１．４４４９．６１４３．５８４２．６９１１０．４６３４．６８９６．１１１９．３５４２２．６８５．２２２０１０１５．０４１５．８６１．８９６１．９１５４．３４５３．２４１３７．８４３．２８１２０．２６２４．１３５２７．７４２４．８６２０１５１６．３１１７．１３１．９６６６．９５５８．７６５７．６５１４８．９７４６．８２１３０．５２６．０９５７１．１５８．２３从生态系统服务类型来看，气候调节㊁水文调节㊁土壤保持和生物多样性构成了丹江口水源区生态系统服务价值的主体㊂水资源供给价值最低，但增长幅度最大，２５年间增长了０．５８亿元，增幅为４３％㊂增长幅度最小的生态服务价值为水文调节，２５年间增长了３６．７２亿元，增幅为３９％㊂从丹江口水源区各类用地提供的生态系统服务价值来看，林地的生态系统服务价值始终最高，其次为草地㊁水域㊁农田，这４类用地提供了水源区９５％以上的生态服务㊂从各类用地生态系统服务价值占总生态服务价值的比例变化情况来看，农田占总生态服务价值的比例呈波动变化，但总体呈增加趋势，由３．２６％增加至４．１７％；草地占总生态服务价值的比例与农田相同，总体呈增加趋势，由２９．０４％增加至３０．０６％；林地占总生态服务价值的比例则呈波动减小的趋势，由５８．７３％减少至５６．９４％；水系则相反，占总生态服务价值的比例呈波动增加的趋势，由８．６２％增加至９．０５％；建设用地，荒漠，裸地占总生态服务价值的比例呈增加趋势，但所占比例极小，均小于０．１％㊂３．１．２㊀生态系统服务价值空间变化在ＧＩＳ软件中，基于栅格统计了丹江口水源区１９９０㊁１９９５㊁２０００㊁２００５㊁２０１０和２０１５年研究区域的生态系统服务价值，根据价值高低分为六类，得到生态系统服务价值分布图（图２）㊂由图２可知，丹江口水源区生态系统服务价值呈现明显的西南高，东北低的特征㊂生态系统价值高值的区域分布在南部和东部部分地区，最高值位于丹江口水库周围㊂生态系统价值低值的区域与农田分布较为一致，主要分布在西部的水田以及东部的旱地区域㊂生态系统价值中值分布范围较广，主要分布在水源区的中部和西部部分地区㊂１９９０ １９９５年，水源区生态服务价值减少，生态服务低值区域范围由中东部向西扩大，南部的高值区域范围减小㊂１９９５ ２０１５年生态服务价值呈增长趋势，西部和南部区域的生态服务价值增大，东部的低值区域也有所减少㊂计算１９９０ ２０１５年各网格的生态系统服务价值动态变化度后得到水源区生态系统服务价值动态变化度空间分布图（图３）㊂可以看出，动态变化度为负值的区域零散分在在水源区内，与土地利用变化区域的分布范围比较吻合；动态变化度低值和中值区域主要分布于水源区的西部部分地区和东部地区，且这些区域大都为农田；动态变化度高值区域面积最广，中西部较为集中，与水源区内林草地的分布较为一致；动态变化度极高值区域主要分布于水源区北部㊂３．２㊀丹江口水源区生态系统服务之间的关系３．２．１㊀生态系统服务关联关系在对丹江口水源区生态系统服务价值进行估算之后，依据相关分析，得到１０种生态系统服务之间的相关性（表４）㊂相关性结果为正值时，表明两种生态系统服务具有协同关系，即两种生态系统服务在同一时间段具有同样的上升或降低趋势，一种服务的增加会对另一种服务产生一定的促进和增幅作用，结果为负值时，表明两种生态系统服务具有权衡关系，即一种生态系统服务的增加引起了另一种生态服务的减少㊂丹江口水源区１０种生态系统服务之间组成１００组值，其中３６组值为负，６４组为正，其中１８组在０．０１水平上显著正相关，８组在０．０５水平上显著正相关㊂５１６４㊀１３期㊀㊀㊀刘海㊀等：丹江口水源区生态系统服务时空变化及权衡协同关系㊀图２㊀历年生态系统服务价值分布图／（元／ｈｍ２）Ｆｉｇ．２㊀ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＥｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｖａｌｕｅｉｎ１９９０—２０１５表４㊀丹江口水源区生态系统服务价值间关系Ｔａｂｌｅ４㊀ＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｉｎＤａｎｊｉａｎｇｋｏｕｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｒｅａ相关Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ供给服务Ｓｕｐｐｌｙｓｅｒｖｉｃｅ调节服务Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｅｒｖｉｃｅ支持服务Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｅｒｖｉｃｅ文化服务Ｃｕｌｔｕｒｅｓｅｒｖｉｃｅ食物生产原料生产水资源供给气体调节气候调节净化环境水文调节土壤保持生物多样性美学景观食物生产Ｆｏｏｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ１－０．０５２－０．６２４－０．１７９－０．５２９－０．７４８－０．４９３－０．３５９－０．６３２－０．７０５原料生产Ｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ－０．０５２１－０．５９３０．９６５∗∗０．８５１∗０．１５６－０．５６０．９３１∗∗０．６６６０．４５８水资源供给Ｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙ－０．６２４－０．５９１－０．３７７－０．０８８０．７０２０．９７６∗∗－０．２５４０．２０９０．４４６气体调节Ｇａｓｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ－０．１７９０．９６５∗∗－０．３７７１０．９３０∗∗０．３９５－０．３２６０．９８２∗∗０．８２１∗０．６５９气候调节Ｃｌｉｍａｔｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ－０．５２９０．８５１∗－０．０８８０．９３０∗∗１０．６２５－０．０９２０．９８２∗∗０．９４７∗∗０．８３６∗６１６４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３８卷㊀续表相关Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ供给服务Ｓｕｐｐｌｙｓｅｒｖｉｃｅ调节服务Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｅｒｖｉｃｅ支持服务Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｅｒｖｉｃｅ文化服务Ｃｕｌｔｕｒｅｓｅｒｖｉｃｅ食物生产原料生产水资源供给气体调节气候调节净化环境水文调节土壤保持生物多样性美学景观净化环境Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄｅｐｕｒａｔｉｏｎ－０．７４８０．１５６０．７０２０．３９５０．６２５１０．７２－０．６０３０．８３８∗０．９４９∗∗水文调节Ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌａｄｊｕｓｔｉｎｇ－０．４９３－０．５６０．９７６∗∗－０．３２６－０．０９２０．７２１－０．２３４０．２２６０．４６７土壤保持Ｓｏｉｌｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ－０．３５９０．９３１∗∗－０．２５４０．９８２∗∗０．９８２∗∗０．５０２－０．２３４１０．８９２∗０．７４８生物多样性Ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ－０．６３２０．６６６－０．３１４０．８２１∗０．９４７∗∗０．８３８∗０．２２６０．８９２∗１０．９６７∗∗美学景观Ａｅｓｔｈｅｔｉｃｌａｎｄｓｃａｐｅ－０．７０５０．４５８０．４４６０．６５９０．８３６∗０．９４９∗∗０．４６７０．７４８０．９６７∗∗１㊀㊀∗∗表示两种生态系统服务在０．０１水平上显著相关；∗表示两种生态系统服务在０．０５水平上显著相关图３㊀１９９０ ２０１５年生态系统服务价值动态变化度分布图㊀Ｆｉｇ．３㊀ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｄｙｎａｍｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆＥｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓｖａｌｕｅｉｎ１９９０ ２０１５在丹江口水源区生态系统服务之间相互关系中，协同关系占６４％，表明协同关系是丹江口水源区生态系统服务之间的主导关系㊂这些协同关系主要存在于调节服务㊁支持服务与其他类型的生态系统服务的关系之中㊂丹江口水源区存在的权衡关系中，８３．４６％与供给服务有关㊂在供给服务中，３种不同类型的供给服务彼此之间均呈此消彼长的权衡关系，其中食物生产与调节服务㊁支持服务㊁文化服务均呈权衡关系；原料生产与食物生产㊁水文调节为权衡关系；水资源供给与食物生产㊁原料生产㊁气体调节㊁气候调节以及土壤保持为权衡关系㊂调节服务中，气候调节㊁气体调节㊁净化环境三者之间相互为正相关，其中气候调节与气体调节的相关性较高，这３种调节服务之间为彼此增益的协同关系，水文调节与气体调节㊁气候调节则呈不显著权衡关系，与净化环境为协同关系㊂这４种调节服务均与支持服务㊁文化服务存在正相关关系，呈协同增长的态势㊂支持服务中，土壤保持与生物多样性之间存在显著正相关关系，与调节服务㊁文化服务均为相互增益的协同关系，与供给服务中的食物生产为权衡关系，与原料生产和水资源供给为协同关系㊂文化服务中的美学景观除与食物生产为权衡关系外，与其他服务均为相互增益的协同关系，其中，与调节服务中的气候调节㊁净化环境以及支持服务中的生物多样性存在较强的协同关系㊂３．２．２㊀生态系统服务权衡协同度生态系统服务之间的相关分析是从整个时间跨度方面分析生态系统服务之间的关系㊂为了进一步评估不同时间段生态系统服务之间相互作用的程度和方向，本研究引入生态系统服务权衡协同度（ＥＳＴＤ）模型对丹江口水源区生态系统服务间的关系进行量化评估，当ＥＳＴＤ为正值时，表明这两种生态系统服务变化方向相同㊂ＥＳＴＤ为负值时，表明这两种生态系统服务变化方向相反㊂ＥＳＴＤ绝对值表示两种生态系统服务之间的变化程度的大小㊂除了计算１９９０ ２０１５年的权衡协同度外，为了研究丹江口大坝加高后对丹江口水源区生态系统之间相互关系的影响，本文在对丹江口水源区生态系统服务价值估算的基础上，以丹江口大坝加高的时间点为间隔点，对丹江口水源区１９９０ ２００５年㊁２００５ ２０１５年两个时间段的生态系统服务权衡度进行计算㊂结果如下（图４ 图６）㊂７１６４㊀１３期㊀㊀㊀刘海㊀等：丹江口水源区生态系统服务时空变化及权衡协同关系㊀。
基于GIS和力矩平衡点的生态系统服务价值时空动态分布研究
基于GIS和力矩平衡点的生态系统服务价值时空动态分布研究张鑫I』杨激威I王晓敏I王宁I刘奇I赵娟I张平W(1.西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048;2.陕西省土地整治重点实验室，陕西西安710075)摘要：以中国为研究区域，定量计算2001,2007,2013年中国生态系统服务价值，分析中国生态系统服务价值的时空动态分布变化，采用力矩平衡点法揭示中国生态系统服务价值重心的时空转移规律o结果表明，2001—2013年中国生态系统服务价值呈现出先减少后增加的规律，从2001年119335.39亿元减少到2007年的118437.31亿元，再增加到2013年的120408.88亿元;对于不同用地类型及总价值重心而言，总价值与林地的价值重心在研究时期内的转移方向是同步的，其中2001—2007年价值重心都是由西往东移动，而在2007—2013年期间，主要从北向南移动。
研究结果可为生态系统服务价值的评价、土地可持续利用提供参考。
关键词：生态系统服务价值;力矩平衡点法;重心转移Abstract:Based on the quantitative calculation of ecosystem service value in China in2001,2007and2013,this paper analyzes the spatiotemporal dynamic distribution change of ecosystem service value in China and studies the spatiotemporal transmission of the gravity center of ecosystem service value in China by using torque balance point method.The results show that from2001to2013,China/s total ecosystem service value decreased first and then increased,from11933.539billion in2001to11843.731billion in2007,and then increased to12040.888billion in2013.For different types of land use and the center of total value,the transfer direction of value center of total value and forestland has always been synchronous during the research period.From2001to2007their focus shifted from west to east.From2007to2013,it was mostly north to south.This study provides reference for the e-valuation of ecosystem service value and sustainable land use.Key words：ecosystem service value;torque balance point method;focus shift中图分类号：X171.1文献标识码:A文章编号:1674-1021(2020)02-0041-051引言生态系统服务是指通过生态系统的过程、结构和功能直接或间接得到的生命产品和服务，形成和维持了人类生存和发展的环境条件与效用，是人类得以生存的基础[1]o人类对环境的压力正在时空上发生变化，这对地球的生物多样性和人类经济发展有着深远的影响，合理评价生态系统的服务价值是进行生态环境保护的必要前提匕⑷。
太行山区生态系统服务冷热点区域识别及其权衡协同关系分析
DOI: 10.12357/cjea.20220041高会, 付同刚, 梁红柱, 刘金铜. 太行山区生态系统服务冷热点区域识别及其权衡/协同关系分析[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2022, 30(7): 1045−1053GAO H, FU T G, LIANG H Z, LIU J T. Cold/hot spots identification and tradeoff/synergy analysis of ecosystem services in Taihang Mountain area[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2022, 30(7): 1045−1053太行山区生态系统服务冷热点区域识别及其权衡/协同关系分析*高 会1, 付同刚1, 梁红柱2, 刘金铜1**(1. 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室 石家庄 050022; 2. 河北师范大学 石家庄 050024)摘 要: 生态系统服务冷热点区域特征的研究对生态系统服务的保护与优化提升有重要意义, 山地提供的生态系统服务具有不可替代性。
因此, 本文以太行山区的生态系统服务为研究对象, 基于Getis-Ord Gi*统计指数方法, 识别太行山区1990年、2000年、2010年和2015年的生态系统服务冷热点区域, 分析冷热点区域供给、调节、支持和文化生态系统服务两两之间的权衡/协同关系。
研究结果表明: 1)时间尺度上: 太行山区3 km×3 km 栅格尺度上生态系统服务总价值在0~18 506万元间划分出5个等级区间, 4个研究年度各等级区间的面积和空间分布格局基本保持不变。
2)冷热点空间分布上: 以2015年为例, 太行山区生态系统服务热点区域遍布于整个太行山区, 其中以亚高山区面积占比最大; 冷点区域主要分布在太行山区东西部的山地平原过渡带的低山丘陵区, 冷点区域在亚高山区没有分布。
乌兰布和沙漠生态系统服务时空动态与权衡分析
乌兰布和沙漠生态系统服务时空动态与权衡分析生态系统服务是连接人类福祉与自然资本的桥梁,探讨生态系统服务的时空动态及其权衡关系对实现干旱区区域可持续发展具有重要意义。
本研究选取内蒙古自治区乌兰布和沙漠为研究区,基于千年生态系统评估提出的生态系统服务评估框架,借助GIS技术基于RUSLE和InVEST模型和方法,结合实地调研,刻画近30年(1990~2018)乌兰布和沙漠土地利用/覆盖时空动态,定量测算了近30年乌兰布和沙漠的水源涵养、土壤保持和净初级生产力服务并分析其生态系统服务的时空格局及演变特征,运用相关分析法探究研究区生态系统服务间的权衡关系,通过热点分析确定多重生态系统服务热点区域。
得出如下结论:(1)近30年乌兰布和沙漠土地利用/覆盖变化剧烈。
耕地、林地和固定沙丘面积显著增加,流动沙丘显著减少,且流动沙丘面积主要向半流动沙丘、固定沙丘转化。
(2)近30年乌兰布和沙漠水源涵养服务、净初级生产力服务随时间变化先降低后增加,土壤保持服务呈现增加趋势。
在空间分布上,水源涵养服务高值区主要分布在北部和西部;土壤保持、净初级生产力服务呈现由北向南逐渐减小。
在各乡镇尺度上,水源涵养、净初级生产力服务呈现先减少后增加趋势,土壤保持服务呈现增加趋势。
(3)近30年乌兰布和沙漠净初级生产力与水源涵养表现为协同关系。
土壤保持和净初级生产力在1990~2000年表现为权衡关系,2000~2010年表现为协同关系。
土壤保持和水源涵养服务在1990~2010年表现为协同关
系,2010~2018年表现为权衡关系。
热点区分析表明多重生态系统服务区主要分布在乌斯太镇东部,沙金套海苏
木北部区。