摘要:我国南方红壤区具有丰富的水热资源和优越的社会区位条件,是重要的农业生产基地。由于长期高强度的农业开发,同时山地丘陵的坡度较大,降水集中且强度大,导致该区生态功能退化、环境问题突出,威胁粮食安全和生态安全。以南方红壤区为研究对象,利用估算区域植被净生产力(Carnegie Ames-Stanford Approach,CASA)模型、InVEST模型及修正通用土壤流失方程(RUSLE)定量评估了该区退耕还林前后植被净初级生产力(Net Primary Production,NPP)、农作物生产(Crop Production,CP)、土壤保持(Soil Conservation,SC)和产水(Water Yield,WY)四种生态系统服务;采用偏相关分析和空间自相关分析探讨了各项生态系统服务间权衡与协同关系的时空变化特征和集聚特征,揭示了退耕还林对南方红壤区的多种生态系统服务间相互关系的影响。结果表明:(1)退耕还林后,南方红壤区的NPP、CP、SC和WY总体增强,但部分区域呈现减弱趋势。其中,NPP在南部呈现减弱趋势,SC在东北部减弱,CP与WY均在东南沿海减弱;(2)退耕还林后,NPP与WY间由极显著协同关系(r=0.315,P=0.025)转变为显著权衡关系(r=-0.279,P=0.059):而SC与WY间由无显著相关转变为极显著权衡关系(r=-0.427,P=0.024);(3)退耕还林前后,南方红壤区的NPP、CP和SC的空间分布格局均未发生显著变化,而WY的空间分布发生较大变化;(4)四种生态系统服务间的权衡与协同关系空间异质性显著,CP-SC关系的Moran's I指数最小(0.012),NPP-SC和NPP-WY关系的Moran's I指数均大于0.7。研究结果有利于深入理解退耕还林对南方红壤区生态系统服务时空变化的影响,并为确定生态脆弱区的生态农林牧业的发展方向与面向可持续发展目标的生态系统服务优化调控提供科学依据。
Abstract:The red soil region of southern China is an important agricultural production base because it is rich in water, heat resources, and has an excellent social location. However, the long-term and intensive farming, the large slope of hills and the concentrated and strong precipitation trigger many environmental problems such as the ecological function degradation, which threatens the food and ecological security. Therefore, it is urgent to study the changes of ecosystem services in the region. This paper used the Carnegie Ames-Stanford Approach (CASA) model, InVEST model, and RUSLE to quantitatively evaluate the Net Primary Productivity (NPP), Crop Production (CP), Soil Conservation (SC), and Water Yield (WY) in the red region of southern China before and after Grain-for-Green Project (GTGP). The temporal and spatial characteristics of tradeoffs and synergies among different ecosystem services were discussed using partial correlation analysis and spatial autocorrelation analysis. The effect of GTGP on the relationships among various ecosystem services was determined. The results showed that:(1) after GTGP, NPP, CP, SC and WY in the red soil region of southern China all increased overall, but some areas still presented a weakening trend. The NPP indicated a weakening trend in the south, SC showed a weakening trend in the northeast, and both CP and WY showed a weakening trend in the southeast coast. (2) After GTGP, the relationship between NPP and WY changed from very significant synergies (r=0.315, P=0.025) to significant tradeoffs (r=-0.279, P=0.059); no significant synergies relationship between SC and WY changed to significant tradeoffs (r=-0.427, P=0.024); the rest of the relationship of ecosystem services has not changed much. (3) Before and after GTGP, the distribution pattern of NPP, CP, and SC did not change significantly, and the distribution pattern of WY changed dramatically with significant increase in Northeast and Southwest. (4) Spatially, the trade-offs and synergies among the four ecosystem services were significantly heterogeneous. The Moran's I index of the CP-SC was the smallest (0.012), and the Moran's I index of the NPP-SC and NPP-WY were all greater than 0.7, all other Moran's I index are greater than 0. The results of this article are conducive to the depth understanding the impact of GTGP on the spatial and temporal changes of ecosystem services, and provide a scientific basis of determine the development direction of ecological agriculture, forestry and animal husbandry in vulnerable ecologically areas and the optimization of ecosystem services for sustainable development in the red soil region of southern China.
PDF全文下载地址:
https://www.ecologica.cn/stxb/article/pdf/stxb202005101169
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
南方红壤区生态系统服务权衡与协同关系演变对退耕还林的响应
本站小编 Free考研考试/2021-12-31
相关话题/生态 空间 土壤 生产 资源
基于赤水河流域生态补偿的政府和社会资本合作项目风险识别与分担
摘要:赤水河流域为生态脆弱区域,现行的流域生态补偿机制存在补偿资金来源单一、总量不足且持续性较差、补偿方式较为单一等问题。将政府和社会资本合作(Public-PrivatePartnership,PPP)模式应用于建立赤水河流域生态补偿机制,有助于拓宽补偿资金来源、增加资金总量、丰富补偿方式,推动各 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31城市小尺度生态基础设施的设计方法——以雄安新区启动区为例
摘要:高速的城市化进程带来一系列生态破坏和环境污染等可持续发展挑战,需要在城市规划阶段尽量规避这些风险。生态基础设施建设倡导生态系统修复和环境协同治理的理念,是新兴城市化背景下指导城市规划的一种有效手段。目前,国内外生态基础设施建设在宏观尺度研究比较系统,而在小尺度的研究相对欠缺。我国社区等小尺度生 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31基于格局-过程生态适应性循环三维框架的自然景观生态风险评价——以黄土高原为例
摘要:传统的景观生态风险评估侧重于评价景观镶嵌体相对于最优格局的偏离程度,忽视生态系统过程和景观类型内部分异,使得黄土高原景观生态风险评估存在一定的片面性。综合"格局-过程"的生态适应性循环三维框架,构建适合自然生态系统的景观生态风险评价指标体系,对黄土高原2000年、2010年、2017年的景观生 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31珠三角城市群生态空间游憩利用扩展格局及影响因素
摘要:生态空间是城市群人居环境的重要保障,探析城市群生态空间游憩利用扩展的格局及影响因素,对于完善城市群功能、构建均衡共享的生态空间游憩服务体系具有重要意义。以珠三角城市群为研究区域,从数量和面积两方面分析其在1990-2017年间区域内生态空间游憩利用的动态扩展特征,并探究其影响因素。研究结果表明 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31火干扰对森林生态系统土壤呼吸组分的影响研究进展
摘要:土壤呼吸是陆地生态系统与大气碳交换的主要方式,主要分为自养呼吸和异养呼吸。土壤呼吸不仅是森林生态系统碳循环过程的关键环节,也是森林生态系统能量流动和物质循环的重要生态过程。火作为森林生态系统中一个重要的生态因子,可以在短时间内对土壤呼吸组分造成巨大的影响。火干扰对土壤呼吸组分的影响与火烧强度、 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31生态系统多稳态研究进展
摘要:在多稳态的生态系统中,外力可能导致生态系统状态突然之间发生不可逆转的转变,从而达到一个新的平衡状态。但目前对多稳态理论的系统研究很少,如何使用预警信号来预测生态系统的状态转变依旧是个难题。通过多稳态理论的梳理提出了一个更加综合的多稳态定义,并以放牧模型为例,系统总结了多稳态理论的相关概念,将多 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31城市“源-汇”热景观变化及其空间作用强度特征——以深圳西部地区为例
摘要:城市热岛作为一种整体涌现性的地球表层系统环境问题受到地理学和景观生态学的广泛关注,基于空间异质性对城市冷热岛影响方面的研究初步揭示了城市热环境的形成机制,然而城市冷热岛在空间上是否存在相互影响及相互作用强度还有待研究。以深圳市西部城市区为例,应用地表温度和景观分类数据,通过构建二维矩阵识别"源 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31基于土地利用变化的和田地区生态系统服务价值分析
摘要:生态系统服务的可持续利用有利于促进人类福祉。了解土地利用对生态系统服务的影响能为可持续发展生态系统提供科学与针对性指导。基于和田地区2010-2018年土地利用数据,利用单一土地利用动态度,系统分析土地利用变化特征。随后,修改等效系数,并在评估模型中引入支付意愿与支付能力来衡量生态系统服务价值 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-312001—2018年中国总初级生产力时空变化的遥感研究
摘要:总初级生产力(GPP)是绿色植被吸收大气中CO2进行光合作用生产的有机质,是陆地生态系统碳循环研究的一个关键参数。利用遥感数据和气象数据驱动的双叶光能利用率DTEC模型计算了2001-2018年中国逐月GPP,并结合日光诱导叶绿素荧光(SIF)反演的GOSIFGPP数据集,分析了中国陆地生态系 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31岷江上游土地利用与生态系统服务价值的动态变化
摘要:岷江上游是中国西南典型生态脆弱区之一,研究岷江上游土地利用与生态系统服务价值(EcosystemServicesValues,ESV)的动态变化,对区域生态保护,实现可持续发展具有重要意义。基于岷江上游2000、2005、2010和2015年四期遥感解译数据,利用CA-Markov模型预测了2 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31