本文发表在国际期刊InternationalJournalofEnvironmentalResearchandPublicHealth,年第18卷上,通讯作者为河南大学的高建华教授。文章认为,生态系统是人类生存和发展的基础。随着工业化进程的推进,人类对自然界的干预不断增加,部分生态系统服务处于持续退化状态。生态系统服务是一个由多种因素驱动的复杂过程,这些因素涉及自然、经济、社会和许多其他方面,仅分析人类活动对生态系统服务的影响或仅分析自然环境对生态系统服务的影响是不够的。因此,要综合考虑自然环境和人类活动对生态系统服务价值的影响。伏牛山水源保护区位于我国人口稠密的中部地区,人类对生态系统的干扰强烈,生态系统服务面临着非常严峻的形势。识别和评价伏牛山水源保护区生态系统服务价值(ESV)变化的影响因素,可以为生态管理和可持续发展提供科学指导。文章利用修正后的价值当量因子法和地理信息系统(GIS)空间分析方法,揭示了生态系统服务价值的时空格局,并从自然环境和人类活动的综合角度构建了生态系统服务价值影响因素体系,利用随机森林(RF)模型对-年伏牛山地区生态系统服务价值的影响因素进行了定量研究。文章为理解生态脆弱性的影响机制提供一个新的视角,其结果可以为我国生态文明建设提供决策依据。

文章从以下三个方面展开研究:(1)基于1km×1km的网格尺度,采用等效因子法,基于谢高地研究员构建的中国单位面积陆地生态系统生态服务价值表,利用研究区粮食产量对价值当量进行了修正,实现了价值当量表从全国向伏牛山地区的规模转换。为了避免通货膨胀的影响,基于经济学中可比价格的概念,使用消费者价格指数(CPI)将每个时期的生态系统服务价值映射到相同的价格水平,以增加结果的可比性。最终得出伏牛山地区单位面积生态系统服务价值评价系数,计算了伏牛山水源保护区-年的生态系统服务价值,并分析了该地区的时空演变特征。(2)在探索生态系统服务价值影响机制的基础上,从自然环境和人类活动的综合角度总结了影响生态系统服务价值的三个主要因素:自然因素、人文因素和区位因素。其中,自然因素包括地形、气候、土壤质地、归一化植被指数(NDVI),人文因素包括经济发展、人口水平、城市化水平,区位因素包括土地位置、交通位置和水系位置。(3)文章使用随机森林(RF)算法来阐明生态系统服务价值变化的主导因素。

研究结果表明:(1)生态系统服务价值先升后降,-年增加3.75亿元,-年减少1.54亿元。年,生态系统服务价值达到65.亿元,与年相比增长0.34%。生态系统服务价值的空间变异特征明显。(2)在一级服务类型中,调节服务占很大比例。在二级服务类型中,水文调节、生物多样性维护、土壤保持、天然气调节和气候调节是伏牛山地区的主要生态系统服务类型。(3)伏牛山水源保护区的生态系统服务价值受自然环境和人类活动的综合影响。总的来说,自然环境在影响生态系统服务价值的空间分布方面起着基础性作用。人类活动是生态系统服务价值最重要的影响因素。(4)自然因素的影响系数降低了0.,人文因素和区位因素分别增加了0.和0.。人文因素成为影响生态系统服务价值的主要因素。随着经济的发展,人类活动对生态系统服务价值的影响可能进一步加剧。(5)NDVI是最积极的影响因子,其次是降水量。人口密度是最消极的影响因素,其次是经济密度。虽然年城市化水平的影响系数仅为0.,但与年相比增加了.41%。未来城市化水平的影响将大大增加。

(图片来自原文)

文章认为,等效因子法具有计算简单、可比性强的优点,可以为大面积、长期的生态系统服务价值评估提供方便。然而,由于生态系统的复杂性、动态性和非线性特征,评价结果具有一定的变异性和不确定性。例如,在本研究中,由于区域面积巨大,建设用地面积比例微不足道,文章没有计算其生态价值,因此得出的生态系统服务价值可能有一定的偏差。另外,文章构建的随机森林(RF)模型主要考虑了确定性因素对生态系统服务价值的影响,这只是一个初步的简化模型。由于生态系统服务价值的影响因素是复杂和非线性的,即使所有因素都包含在生态系统服务价值评估系统中,结果也可能存在一定的不确定性。此外,由于随机森林(RF)算法没有考虑数据的空间非平稳特性,因此无法量化生态系统服务价值影响因素的空间异质性。由于数据采集和量化的困难,文章未考虑政策因素。

声明:本推送内容仅代表课题组对文章的理解,不是对原文的翻译,请有兴趣的同学阅读原文。课题组水平有限,难免出现错讹,也请各位专家、同学批评指正。

原文请见:GuoC,GaoJ,ZhouB,etal.Factorsoftheecosystemservicevalueinwaterconservationareasconsideringthenaturalenvironmentandhumanactivities:AcasestudyofFuniuMountain,China.InternationalJournalofEnvironmentalResearchandPublicHealth,,18(21):.

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