基于GIS的石羊河流域生态系统服务与权衡研究

Ecosystem service assessment and service synergies and tradeoffs, is deep understanding of the ecosystem service function, improving the management efficiency of ecological system, enhancing the elastic of the social and ecosystem, and also the theoretical basis for the protection of ecological safety and regional sustainable development. Using the GIS technology and methods, it is important scientific significance for exploring the scientific evaluation method of ecosystem service in typical regions, which is the basis of establishment and verification of specific and recognized evaluation system. Shiyang River Basin is one of the most densely population, the maximum utilization of land and water resources development and most seriously ecological problems of Inland River Basins, and also the strategic location of national ecological protection barrier construction. Based on the GIS technology platform, using the open source InVEST model and combining the other eco-efficiency model, the thematic data sets of ecosystem service assessment and tradeoffs of Shiyang River Basin are established. The InVEST model and other eco-efficiency models are integrated, optimized and validated, and then the ecosystem service evaluation model based on GIS of Shiyang River Basin is established. The spatial and temporal characteristics of ecosystem services and the relationship between the synergies and tradeoffs of the study area are discussed by using the spatial analysis, graphical comparison and scenario analysis methods. The ecosystem services tradeoffs pattern of Shiyang River Basin is established, and the suggestions of the ecological protection and regional development are put forward from the perspective of ecosystem service synergies and tradeoffs.

生态系统服务评估及服务协同与权衡，是深刻理解生态系统服务功能，提高生态系统管理效率，增强社会-生态系统弹性，保障生态安全和区域持续发展的理论基础。选择典型区域，借助GIS手段探索生态系统服务评估方法，是建立和验证具体和公认评估体系的重要途径，具有重要科学意义。石羊河流域是我国内陆河流域中人口最密集、水土资源开发利用程度最高、生态问题最严峻的流域之一，也是构建国家生态保护屏障的重要地段。本项目以GIS为技术平台，利用开源InVEST模型，结合其他生态效益模型，建立石羊河流域生态系统服务数据集；通过集成InVEST和其他生态效益模型，在优化、校验基础上建立基于GIS的石羊河流域生态系统服务评估模型；采用空间分析、图形比较和情境分析方法，讨论石羊河流域生态系统服务特征、协同与权衡关系；建立石羊河流域生态系统服务权衡模式，从生态系统服务角度提出石羊河流域生态保护与区域发展的对策建议。

石羊河流域是我国内陆河流域中人口最密集、生态问题最严峻的流域之一，也是构建国家生态保护屏障的重要地段。生态系统服务评估及服务协同与权衡，是深刻理解生态系统服务功能，提高生态系统管理效率，增强社会-生态系统弹性，保障生态安全和区域持续发展的理论基础。选择石羊河流域作为典型区域，在生态系统服务理论指导下，借助GIS手段开展流域生态系统服务协同与权衡研究十分必要。.本项目主要从四个方面开展了研究，主要研究内容包括：①石羊河流域生态系统服务环境背景与评价；②生态系统服务评估及其影响因子分析；③石羊河流域生态系统务协同与权衡；④石羊河流域生态治理工程对生态系统服务的影响。.研究表明，近20年来石羊河流域水源涵养、水质净化、碳储存、生物多样性等服务呈现整体增加、局部减少的趋势，土壤保持呈整体减少、局部增加的趋势；多种服务之间权衡与协同关系具有区域依赖特征；自然植被对生态系统服务约束效应分析发现，流域产水、土壤保持和固碳等三种主要生态系统服务的提升潜力呈西南部高东北部低、高服务值与高潜力值并存的特征，上游东大河、西大河、西营河和古浪河是服务供给和服务潜力提升的主要贡献者；生态治理工程的实施对生态系统具有显著影响，产水服务和土壤保持服务有不同程度衰退，固碳能力有比较明显提升；生态输水是下游尾闾湖区域土壤盐渍化程度变化的主要驱动因子。.本项目资助发表核心期刊论文13篇，其中SCIE论文2篇；培养博士研究生3名，完成博士学位论文2篇；培养硕士研究生7名，完成硕士学位论文2篇；完成了石羊河流域生态系统服务评估专题数据集，数据量约197.9G，为后续研究提供了良好基础。.本项目成果对研究石羊河流域生态恢复与保护对策、规划与实施流域生态治理工程有较好的指导和参考意义；对深入认识西北干旱区内陆河流域生态系统服务和流域社会-生态系统，进一步解释其过程和机理，具有借鉴价值和科学意义。