陕西秦岭南北地区生态系统服务供需风险演变机制研究

Ecosystem assessment is a critical topic in the study of geography and ecology. To date, there is still lack of quantitative assessment framework to classify the extent of natural and man-made threats to ecosystem from the perspective of ecosystem services (ES) supply and demand. Previous studies main focused on the assessment of ES supply reducing. While few studies have researched the relationships between ES supply, demand and trade-offs. This study taking Northern and Southern Qinling mountains of Shaanxi as study area and integrating multi-source data and mechanism models. This study aims to: 1) build the spatially explicit method for mapping ES supply and demand in order to reveal the pattern variations of the study areas; 2) analysis the impact mechanism of the variations of ES supply and demand in order to reveal the evolution trend of ES supply and demand; 3) build a quantitative threat assessment framework for ES supply and demand at regional scale in order to reveal the evolvement process of ES threats. Expect to make some breakthroughs in two aspects: 1）expanding the connotation of ecosystem assessment theory and building a systematic research paradigm in regional scales for simulating or mapping ES supply and demand，and analyzing the driven mechanism of ES variations and quantifying the threat assessment of ES supply and demand;2）revealing the current situation and future evolution trend of ES supply,demand and its threat levels in order to inform regional ecosystem management decision-making.

生态系统评估是地理学与生态学研究的重要议题。至今缺乏适用性强的量化评估框架，从生态系统服务供需平衡的视角去界定生态系统所面临的自然与人为威胁程度。以往的研究着重于对服务提供能力缺失风险的评估，缺乏将服务的供需匹配关系及服务之间的权衡关系综合研究。以陕西秦岭南北地区为研究区，通过集成多源数据和机理模型，旨在：1）构建空间位置明晰的生态系统服务供需制图方法，揭示服务供需时空格局特征；2）通过对服务供需变化及驱动因子的影响机制分析，判断服务供需的演变趋势；3）构建区域尺度服务供需风险的量化评估框架，揭示服务供需风险格局的演变机制。期望在两个方面有所突破：1）拓展生态系统评估的理论内涵，构建系统的区域尺度生态系统服务供需制图模拟—驱动机制分析—供需风险判断量化评估研究范式；2）揭示区域生态系统服务供需特征及风险程度的现状与未来演变机制，探讨应对策略，为区域生态系统管理决策提供科学依据。

从生态系统服务供给与需求空间匹配风险角度去量化自然与人为胁迫程度生态系统可持续发展的影响有着重要的理论与实践意义。研究以陕西秦岭南北地区为例，在GIS平台中集成多源地理与生态空间数据和多种生态系统服务空间显式过程机理模型，对不同未来气候变化与土地利用演变情景下的多种关键区域生态系统服务类型的供需匹配风险进行了量化与可视化分析。研究最终构建了以生态系统服务供需比、供需比趋势、供给趋势和权衡协同关系为主要指标的多种生态系统服务供需风险量化指标体系。主要结果表明：陕西秦岭南北地区的产水、碳固定、洪水调节、粮食供给和土壤保持服务供给与需求空间分布的不一致性、时间变化的不同步性十分明显，其供需关系具有明显的尺度效应，其供需比值具有不同的时间变化模式。研究区的淡水服务供需高风险等级面积大、呈集中连片分布，主要位于西安市，及咸阳市东北部；粮食服务供需高风险等级面积相对较小，主要位于西安市等城市建成区周围；土壤保持服务供需高风险等级主要离散分布在秦岭山区，呈斑块状分布等。多种类型的生态系统服务随着城市化水平的不同有着城乡梯度变化规律。不同气候与土地利用变化强度情景对生态系统服务影响着生态系统服务供需关系的空间异质性格局演变，文化服务对于居民的偏好有着重要的相互关系。在生态系统服务供需风险管理中，需要针对不同的生态系统服类型和供需风险等级指标体系来制定恰当的管理策略，以最大化实现区域的生态与社会经济持续发展。