基于栖息水鸟保护-人类福祉-社会经济发展权衡的海岸带土地利用优化研究——以山东省海岸带为例

In the last few decades, the coastal zones in China are being severely threatened due to the rapid pace of industrialization and urbanization. Large areas of natural wetlands have been reclaimed for the economic activities. Habitats for migratory water birds are seriously damaged, and the ecosystem services are out of balance. Study of land use optimization based on the trade-offs among waterbird protection, human well-being, and social economic development has been considered as having important significance for sustainable development. With the coastal zone of Shandong Province as the study area, by using InVEST Habitat Model, Meta-analysis model, and CA-Markov model based on GIS method, the project will 1) analysis the influence of land use change on waterbird habitat quality and habitat risk sources distribution; 2) by using habitat risk as the indicator of negative effects caused by social economic activities, assess 3 key ecosystem services (gas regulation, coastal protection, and recreation and tourism ) value based on Meta-analysis model with risk, land use and social economic factors as explanatory variables, and identify the imbalance region of these key ecosystem services in coastal zones; 3) develop land use sustainable development plan by intergrating waterbird habitat quality, key ecosystem services based on the trade-offs among waterbird protection, human well-being, and social economic development. This work could provide scientific support for coastal zone sustainable development.

随着中国沿海地区的快速工业化和城镇化，海岸带作为人类活动的集中区，土地利用变化显著，湿地面积锐减，并导致水鸟栖息地日益破碎化，关键生态系统服务失衡。如何兼顾水鸟保护、人类福祉与社会经济发展，优化土地利用格局，成为可持续发展目标实现的严峻挑战。因此，本项目以山东省海岸带为研究区，在GIS环境中集成和应用InVEST Habitat模块、Meta-analysis模型、CA-Markov模型等技术方法，1）分析土地利用变化对水鸟栖息地质量、风险源分布的影响特征；2）用栖息地风险源指示社会经济活动的负效应，融合风险、土地利用、社会经济因子对关键生态系统服务（气体调节、灾害调节、休憩旅游）的价值进行时空模拟，识别海岸带关键生态系统服务高危失衡区；3）基于水鸟保护—人类福祉—社会经济权衡，将水鸟栖息地质量、关键生态系统服务失衡特征与土地利用规划相结合，提出未来时期土地利用可持续发展规划方案。

随着中国沿海地区的快速工业化和城镇化，海岸带作为人类活动的集中区，土地利用变化显著，湿地面积锐减，并导致水鸟栖息地日益破碎化，关键生态系统服务失衡。如何兼顾水鸟保护、人类福祉与社会经济发展，优化土地利用格局，成为可持续发展目标实现的严峻挑战。因此，本项目以山东省海岸带为研究区，在GIS环境中集成和应用InVEST Habitat模块、生态系统服务价值评估、Markov及FLUS模型等技术方法，分析了山东省海岸带土地利用现状及变化特征，基于多源水鸟观测数据，分析了黄河三角洲水鸟生物多样性变化特征及水鸟栖息地时空分布特征，模拟了黄河三角洲鸻鹬类水鸟栖息地质量时空分布，分析了莱州湾及山东省海岸带土地利用变化下的生态系统服务价值失衡特征，进行了生物多样性、生态系统服务、经济产品与管理连接性的研究，进行了黄河三角洲-莱州湾区域趋势延续、经济社会发展和生态保护优先三种土地利用情景模拟。结果表明：2000-2015年，黄河三角洲滨海湿地鸻鹬类栖息地质量总体下降13.94%，优质栖息地由1433km2下降到1154km2。2005-2014年，山东省海岸带城镇面积增长1729km2，增幅52%；而湿地、滩涂等海岸带土地资源开发为城镇、盐田、养殖、工矿等类型的过程在沿海区域尤为突出，滨海湿地丧失691km2，工矿交通面积增加495km2。山东省海岸带围填海总面积（净值）达571.35 km2。山东省海岸带生态系统服务价值量剧降，由2005年的323亿美元/年下降到2014年的159亿美元/年，下降50.7%。其中城市化和围填海分别造成38、121亿美元/年的损失，废物处理、供水、栖息地、干扰调节（抵御风暴潮）、空气组分调节5类服务丧失最为严重，分别损失83、64、9.5、3.5、2.4亿美元/年。至2014年，山东省海岸带供水及空气组分调节服务价值呈现为负值，分别为-241.9亿美元、-8.5亿美元。基于山东省海岸带生态系统服务失衡特征，针对围填海活跃的8个区域，以及仅存的6个生态系统服务高值滨海湿地区，提出了应对山东省海岸带生态失衡的政策建议。本研究为深入研究海岸带可持续发展规划管理提供了良好的科研基础。