生态环境学报 ›› 2023, Vol. 32 ›› Issue (7): 1196-1206.DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2023.07.003
收稿日期:
2023-03-28
出版日期:
2023-07-18
发布日期:
2023-09-27
作者简介:
徐梓津(1987年生),女,博士,研究方向为土地资源与空间规划。E-mail: xuzijin1856@163.com
基金资助:
XU Zijin1,2(), ZHANG Xuesong1, CHEN Mingman3
Received:
2023-03-28
Online:
2023-07-18
Published:
2023-09-27
摘要:
从水平空间与纵向空间对山地岩溶区开展长时序的生态系统服务演变研究可以增进对山地岩溶区生态系统发展演变规律的理解,为山地岩溶区生态保护政策和石漠化防止措施的制定提供科学参考,对区域可持续发展具有重要意义。基于InVEST模型,实现了2000-2020年研究区陆地生态系统服务产水量、土壤保持与生境质量功能的定量评估,并揭示研究区在水平空间和纵向空间的生态系统服务功能变化特征,更为立体的了解山地岩溶区生态系统服务功能变化特点。研究结果表明,(1)2000-2020年,研究区土地利用类型变化最大的为建设用地,变化最小的为耕地。(2)从水平空间看,不同土地利用类型的产水量、土壤保持及生境质量功能存在显著差异。2000-2020年间,研究区裸地的单位面积产水量最高,林地单位面积产水量最低。土壤保持功能则与之相反,表现出林地单位面积土壤保持量最高而裸地单位面积土壤保持量最低。建设用地与裸地的生境质量均较低。(3)从纵向空间看,产水量、土壤保持和生境质量功能在不同海拔等级具有显著的空间异质性。2000-2020年,研究区产水量与土壤保持功能均表现出随海拔升高而波动式降低的变化特点;生境质量随海拔上升呈现出先下降后上升(浅U型)的分布特征。(4)根据研究结果,研究区生态保护及石漠化防治政策和措施应重点关注裸地、建设用地和林地,同时也应关注不同海拔等级各类生态系统服务功能变化特点,必要时可以对高海拔和低海拔区域实施有差别的生态保护措施。这些发现可为山地岩溶区的生态可持续性提供更切实可行的措施,并为其他类似地区提供参考。
中图分类号:
徐梓津, 张雪松, 陈明曼. 山地岩溶区生态系统服务时空演变特征分析——以贵州省为例[J]. 生态环境学报, 2023, 32(7): 1196-1206.
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海拔梯度 | 海拔/m | 面积占比/% | 海拔梯度 | 海拔/m | 面积占比/% | 海拔梯度 | 海拔/m | 面积占比/% |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 148-300 | 0.13 | 10 | 1100-1200 | 7.98 | 19 | 2000-2100 | 1.27 |
2 | 300-400 | 1.42 | 11 | 1200-1300 | 8.66 | 20 | 2100-2200 | 1.20 |
3 | 400-500 | 3.26 | 12 | 1300-1400 | 7.00 | 21 | 2200-2300 | 1.06 |
4 | 500-600 | 5.04 | 13 | 1400-1500 | 4.67 | 22 | 2300-2400 | 0.71 |
5 | 600-700 | 6.92 | 14 | 1500-1600 | 3.33 | 23 | 2400-2500 | 0.35 |
6 | 700-800 | 8.41 | 15 | 1600-1700 | 2.59 | 24 | 2500-2600 | 0.15 |
7 | 800-900 | 10.4 | 16 | 1700-1800 | 2.25 | 25 | 2600-2700 | 0.06 |
8 | 900-1000 | 10.4 | 17 | 1800-1900 | 2.04 | 26 | 2700-2800 | 0.02 |
9 | 1000-1100 | 9.07 | 18 | 1900-2000 | 1.59 | 27 | 2800-2855 | 0.00 |
表1 研究区海拔分级及各海拔等级面积占比
Table 1 Altitude classification and area proportion of each altitude level in the study area
海拔梯度 | 海拔/m | 面积占比/% | 海拔梯度 | 海拔/m | 面积占比/% | 海拔梯度 | 海拔/m | 面积占比/% |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 148-300 | 0.13 | 10 | 1100-1200 | 7.98 | 19 | 2000-2100 | 1.27 |
2 | 300-400 | 1.42 | 11 | 1200-1300 | 8.66 | 20 | 2100-2200 | 1.20 |
3 | 400-500 | 3.26 | 12 | 1300-1400 | 7.00 | 21 | 2200-2300 | 1.06 |
4 | 500-600 | 5.04 | 13 | 1400-1500 | 4.67 | 22 | 2300-2400 | 0.71 |
5 | 600-700 | 6.92 | 14 | 1500-1600 | 3.33 | 23 | 2400-2500 | 0.35 |
6 | 700-800 | 8.41 | 15 | 1600-1700 | 2.59 | 24 | 2500-2600 | 0.15 |
7 | 800-900 | 10.4 | 16 | 1700-1800 | 2.25 | 25 | 2600-2700 | 0.06 |
8 | 900-1000 | 10.4 | 17 | 1800-1900 | 2.04 | 26 | 2700-2800 | 0.02 |
9 | 1000-1100 | 9.07 | 18 | 1900-2000 | 1.59 | 27 | 2800-2855 | 0.00 |
土地利用类型 | 2000年 | 2005年 | 2010年 | 2015年 | 2020年 | 2000-2020年变化面积 | 变化率 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
耕地 | 4.96×106 | 4.98×106 | 4.94×106 | 4.91×106 | 4.95×106 | -0.01×106 | -0.201% |
林地 | 9.35×106 | 9.48×106 | 9.55×106 | 9.54×106 | 9.41×106 | 0.06×106 | 6.41% |
草地 | 3.19×106 | 3.04×106 | 2.96×106 | 2.95×106 | 2.88×106 | -0.31×106 | -9.72% |
湿地 | 804 | 810 | 484 | 680 | 2.38×103 | 158×103 | 196% |
水域 | 4.03×104 | 4.08×104 | 6.87×104 | 6.97×104 | 7.06×104 | 3.03×104 | 75.2% |
建设用地 | 6.01×104 | 6.24×104 | 8.74×104 | 13.2×104 | 28.3×104 | 22.3×104 | 371% |
裸地 | 4×103 | 3.21×103 | 2.99×103 | 3.15×103 | 3.7×103 | -300 | -7.5% |
表2 研究区2000-2020年土地利用类型面积变化
Table 2 Land use type area change in the study area from 2000 to 2020 hm2
土地利用类型 | 2000年 | 2005年 | 2010年 | 2015年 | 2020年 | 2000-2020年变化面积 | 变化率 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
耕地 | 4.96×106 | 4.98×106 | 4.94×106 | 4.91×106 | 4.95×106 | -0.01×106 | -0.201% |
林地 | 9.35×106 | 9.48×106 | 9.55×106 | 9.54×106 | 9.41×106 | 0.06×106 | 6.41% |
草地 | 3.19×106 | 3.04×106 | 2.96×106 | 2.95×106 | 2.88×106 | -0.31×106 | -9.72% |
湿地 | 804 | 810 | 484 | 680 | 2.38×103 | 158×103 | 196% |
水域 | 4.03×104 | 4.08×104 | 6.87×104 | 6.97×104 | 7.06×104 | 3.03×104 | 75.2% |
建设用地 | 6.01×104 | 6.24×104 | 8.74×104 | 13.2×104 | 28.3×104 | 22.3×104 | 371% |
裸地 | 4×103 | 3.21×103 | 2.99×103 | 3.15×103 | 3.7×103 | -300 | -7.5% |
LUCC | 2000年 | 2005年 | 2010年 | 2015年 | 2020年 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
产水量/ 109 m3 | 单位面积产水量/ (104m3·hm-2) | 产水量/ 109 m3 | 单位面积产水量/ (104m3·hm-2) | 产水量/ 109 m3 | 单位面积产水量/ (104m3·hm-2) | 产水量/ 109 m3 | 单位面积产水量/ (104m3·hm-2) | 产水量/ 109 m3 | 单位面积产水量/ (104m3·hm-2) | |||||
耕地 | 46.9 | 0.948 | 32.2 | 0.646 | 39.2 | 0.794 | 58.5 | 1.19 | 32.9 | 0.664 | ||||
林地 | 53.2 | 0.569 | 28.7 | 0.303 | 39.7 | 0.416 | 74.9 | 0.785 | 28.1 | 0.299 | ||||
草地 | 23.3 | 0.729 | 13.9 | 0.456 | 17.4 | 0.587 | 29.5 | 1 | 17.5 | 0.609 | ||||
湿地 | 0.008 | 0.941 | 0.004 | 0.512 | 0.003 | 0.685 | 0.007 | 0.998 | 0.014 | 0.583 | ||||
水域 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||
建设用地 | 0.76 | 1.26 | 0.571 | 0.915 | 0.752 | 0.860 | 2.46 | 1.86 | 2.77 | 0.979 | ||||
裸地 | 0.056 | 1.4 | 0.037 | 1.15 | 0.041 | 1.37 | 0.035 | 1.68 | 0.038 | 1.03 |
表3 2000-2020年贵州省各土地利用类型产水量及单位面积产水量
Table 3 Water production and unit area water production of various land use types in Guizhou province from 2000 to 2020
LUCC | 2000年 | 2005年 | 2010年 | 2015年 | 2020年 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
产水量/ 109 m3 | 单位面积产水量/ (104m3·hm-2) | 产水量/ 109 m3 | 单位面积产水量/ (104m3·hm-2) | 产水量/ 109 m3 | 单位面积产水量/ (104m3·hm-2) | 产水量/ 109 m3 | 单位面积产水量/ (104m3·hm-2) | 产水量/ 109 m3 | 单位面积产水量/ (104m3·hm-2) | |||||
耕地 | 46.9 | 0.948 | 32.2 | 0.646 | 39.2 | 0.794 | 58.5 | 1.19 | 32.9 | 0.664 | ||||
林地 | 53.2 | 0.569 | 28.7 | 0.303 | 39.7 | 0.416 | 74.9 | 0.785 | 28.1 | 0.299 | ||||
草地 | 23.3 | 0.729 | 13.9 | 0.456 | 17.4 | 0.587 | 29.5 | 1 | 17.5 | 0.609 | ||||
湿地 | 0.008 | 0.941 | 0.004 | 0.512 | 0.003 | 0.685 | 0.007 | 0.998 | 0.014 | 0.583 | ||||
水域 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||
建设用地 | 0.76 | 1.26 | 0.571 | 0.915 | 0.752 | 0.860 | 2.46 | 1.86 | 2.77 | 0.979 | ||||
裸地 | 0.056 | 1.4 | 0.037 | 1.15 | 0.041 | 1.37 | 0.035 | 1.68 | 0.038 | 1.03 |
LUCC | 2000年 | 2005年 | 2010年 | 2015年 | 2020年 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
土壤保持量/ 109 t | 单位面积 土壤保持量/ (105 t·hm-2) | 土壤保持量/ 109 t | 单位面积 土壤保持量/ (105 t·hm-2) | 土壤保持量/ 109 t | 单位面积 土壤保持量/ (105 t·hm-2) | 土壤保持量/ 1010 t | 单位面积 土壤保持量/ (105 t·hm-2) | 土壤保持量/ 109t | 单位面积 土壤保持量/ (105 t·hm-2) | |||||
耕地 | 433 | 0.873 | 316 | 0.635 | 379 | 0.767 | 56.4 | 0.115 | 391 | 0.789 | ||||
林地 | 862 | 0.922 | 627 | 0.661 | 761 | 0.797 | 113 | 0.118 | 799 | 0.849 | ||||
草地 | 281 | 0.882 | 186 | 0.611 | 206 | 0.697 | 30.4 | 0.103 | 220 | 0.764 | ||||
湿地 | 0.046 | 0.569 | 0.044 | 0.542 | 0.028 | 0.519 | 0.068 | 0.999 | 0.164 | 0.687 | ||||
水域 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||
建设用地 | 2.61 | 0.434 | 1.78 | 0.285 | 2.73 | 0.312 | 0.984 | 0.075 | 8.78 | 0.311 | ||||
裸地 | 0.292 | 0.73 | 0.198 | 0.617 | 0.23 | 0.769 | 0.034 | 0.108 | 0.282 | 0.762 |
表4 研究期内贵州省不同土地利用类型土壤保持量及单位面积土壤保持量
Table 4 Soil conservation of different land use types and soil conservation per unit area in Guizhou Province during the study period
LUCC | 2000年 | 2005年 | 2010年 | 2015年 | 2020年 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
土壤保持量/ 109 t | 单位面积 土壤保持量/ (105 t·hm-2) | 土壤保持量/ 109 t | 单位面积 土壤保持量/ (105 t·hm-2) | 土壤保持量/ 109 t | 单位面积 土壤保持量/ (105 t·hm-2) | 土壤保持量/ 1010 t | 单位面积 土壤保持量/ (105 t·hm-2) | 土壤保持量/ 109t | 单位面积 土壤保持量/ (105 t·hm-2) | |||||
耕地 | 433 | 0.873 | 316 | 0.635 | 379 | 0.767 | 56.4 | 0.115 | 391 | 0.789 | ||||
林地 | 862 | 0.922 | 627 | 0.661 | 761 | 0.797 | 113 | 0.118 | 799 | 0.849 | ||||
草地 | 281 | 0.882 | 186 | 0.611 | 206 | 0.697 | 30.4 | 0.103 | 220 | 0.764 | ||||
湿地 | 0.046 | 0.569 | 0.044 | 0.542 | 0.028 | 0.519 | 0.068 | 0.999 | 0.164 | 0.687 | ||||
水域 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||
建设用地 | 2.61 | 0.434 | 1.78 | 0.285 | 2.73 | 0.312 | 0.984 | 0.075 | 8.78 | 0.311 | ||||
裸地 | 0.292 | 0.73 | 0.198 | 0.617 | 0.23 | 0.769 | 0.034 | 0.108 | 0.282 | 0.762 |
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