图们江流域城市景观过程对区域生态系统服务影响的模型模拟研究

The Tumen River basin is a core area of Northeast Asia and a key part of the “Changbai mountain key ecologically functional zone” and the “China-Russia-DPRK-Mongolia” international route in the “Belt and Road” strategy. How to maintain natural environment and improve ecosystem service (ES) provisioning ability, has become an important task for achieving the sustainable development in this region and the Northeast Asia area. However, further studies are still needed in the fields of urban landscape dynamics and assessing its impacts on regional ESs. In this project, our objective is to assessing the impacts of urban landscape dynamics on regional ESs by using models in the Tumen River basin, following a framework of “Pattern-Process-Impact”. We plan to quantify the spatial pattern of regional key ESs, analyze urban landscape dynamics from 1990 to 2016 by using multi-source remote sensing data, simulate future urban landscape dynamics from 2016 to 2050 based on the Shared Socioeconomic Pathways, urban expansion model, and scenario analysis, assess the potential impacts of future urban landscape dynamics on regional key ESs, and finally explore the planning and managing paths for urban landscape to protect regional key ESs. The results are helpful in urban planning and achieving the sustainable development in the Tumen River basin.

图们江流域是东北亚生态网络核心区域，是“长白山森林生态功能区”和“一带一路”战略中“中俄朝蒙”国际大通道的重要组成部分。维持和改善区域环境，提高生态系统服务供给能力，对促进该区以及整个东北亚地区的可持续发展具有重要意义。但是，在城市景观过程及其对区域生态系统服务影响等方面还亟待开展深入研究。为此，本项目拟基于“格局—过程—影响”的景观地理学研究思路，以模型模拟为主要手段，系统开展图们江流域城市景观过程对区域生态系统服务影响的模拟研究。本项目将首先量化区域关键生态系统服务空间格局，然后基于多源遥感数据重建1990-2016年城市景观过程。结合共享社会经济路径、城市扩展模型和情景分析，模拟2016-2050年城市景观过程，评估其对区域关键生态系统服务的可能影响。最后，探讨能够有效保护区域关键生态系统服务的城市景观设计和管理途径。本研究能够为该区城市空间布局和可持续发展提供支持和帮助。

伴随着中国、朝鲜和俄罗斯之间的贸易往来和人口流动，图们江流域经历了快速的城市景观过程，对区域生态系统服务产生了显著的负面影响。因此，模拟和评价图们江流域城市景观过程对区域生态系统服务的影响，对促进该区乃至东北亚地区可持续发展均具有重要意义。本项目以模型模拟和情景分析为主要研究方法，在图们江流域系统开展了城市景观过程及其对区域生态系统服务影响评估研究。项目进展主要包括三个方面：（1）结合共享社会经济路径和土地利用情景变化动力学模型，发展了适用于图们江流域的城市景观过程模拟方法，模拟了区域未来城市景观过程。（2）在未来城市景观过程模拟基础上，进一步模拟了未来耕地迁移过程，评估了未来城市景观过程对区域生态系统服务的直接影响和间接影响。（3）模拟了不同生态系统服务保护情景下的城市土地和农村土地变化过程，探讨了区域城市景观和农村景观设计途径。共发表学术论文6篇，其中SCI论文5篇（第一标注1篇，第三标注4篇），中文期刊论文1篇（第一标注1篇），联合培养硕士研究生4人。项目顺利完成了研究任务，达到了预期目标。研究结果可为图们江流域城市景观规划和区域可持续发展提供科学依据。