地理研究 ›› 2019, Vol. 38 ›› Issue (11): 2790-2803.doi: 10.11821/dlyj020181075
收稿日期:
2018-10-08
修回日期:
2019-01-02
出版日期:
2019-11-20
发布日期:
2019-12-02
通讯作者:
岳文泽
作者简介:
黄木易(1978-),男,安徽芜湖人,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为城镇化、土地利用与生态环境效应研究。E-mail: huangyang78@163.com
基金资助:
HUANG Muyi1, FANG Bin2, YUE Wenze3,*(), FENG Shaoru1
Received:
2018-10-08
Revised:
2019-01-02
Online:
2019-11-20
Published:
2019-12-02
Contact:
YUE Wenze
摘要:
生态系统服务功能是生态系统和生态过程形成和维持的自然环境条件及作用。基于1995—2017年遥感分类数据,对研究区按3 km×3 km幅度网格化2019个样方,利用空间统计和缓冲区等方法进行巢湖流域生态服务价值时空演变特征分析,应用地理探测器工具揭示生态服务价值空间分异的主导因子及因子交互作用机制,并提出生态服务价值空间优化策略。结果表明:① 巢湖流域生态服务价值量由1995年的303.17亿元分别下降为2005年300.95亿元和2017年287.70亿元,近20a来减少约5.11%,年均下降率0.23%,其中合肥市区、巢湖南部和东部地区降速明显;② 生态服务价值等级空间转移分析表明,巢湖流域低级别生态服务价值区域在扩展,中等及高级别区域在缩小。以巢湖为核心的缓冲区分析表明,20a来缓冲区核心环带内生态服务价值量下降18.55%,巢湖流域水环境保护核心区的生态系统功能变化值得关注;③ 地理探测分析表明,人为影响综合指数是生态服务价值空间分异的主导因子;地形、气象因素是重要影响因子;人为影响指数因子、自然因子及社会经济因子的交互协同增强效应共同影响了流域生态服务价值在空间上的分异效果。研究结果在一定程度上可为巢湖流域生态系统调控与优化提供理论依据。
黄木易, 方斌, 岳文泽, 冯少茹. 近20a来巢湖流域生态服务价值空间分异机制的地理探测[J]. 地理研究, 2019, 38(11): 2790-2803.
HUANG Muyi, FANG Bin, YUE Wenze, FENG Shaoru. Spatial differentiation of ecosystem service values and its geographical detection in Chaohu Basin during 1995-2017[J]. GEOGRAPHICAL RESEARCH, 2019, 38(11): 2790-2803.
表2
巢湖流域生态服务价值总量空间变化趋势"
不同ESV等级区 | 低级 | 较低级 | 中等 | 较高级 | 高级 | |
---|---|---|---|---|---|---|
面积(km2) | 1995年 | 853.89 | 6310.36 | 7420.10 | 972.94 | 1090.25 |
2005年 | 1048.48 | 6908.74 | 6696.75 | 1214.87 | 778.70 | |
2017年 | 1113.92 | 8651.68 | 5791.69 | 311.55 | 778.70 | |
变化率(%) | 1995—2005年 | 22.79 | 9.48 | -9.75 | 24.87 | -28.58 |
2005—2017年 | 6.24 | 25.23 | -13.51 | -74.36 | 0.00 | |
1995—2017年 | 30.45 | 37.10 | -21.95 | -67.98 | -28.58 |
表3
巢湖流域不同行政单元内的生态服务价值变化特征"
县区 | 1995年ESV总值 | 2005年ESV总值 | 2017年ESV总值 | 1995—2005年变化率 | 2005—2017年变化率 | 1995—2017年变化率 |
---|---|---|---|---|---|---|
肥东 | 28.79 | 29.55 | 31.44 | 2.64 | 6.38 | 9.19 |
肥西 | 35.11 | 33.88 | 33.27 | -3.49 | -1.79 | -5.22 |
合肥市 | 8.32 | 7.22 | 7.37 | -13.22 | 2.03 | -11.46 |
巢湖市 | 54.99 | 52.84 | 52.71 | -3.90 | -0.25 | -4.15 |
含山 | 17.47 | 17.45 | 17.40 | -0.15 | -0.27 | -0.42 |
和县 | 23.69 | 23.09 | 21.61 | -2.53 | -6.44 | -8.81 |
庐江 | 43.18 | 40.64 | 36.16 | -5.88 | -11.02 | -16.26 |
无为 | 42.45 | 38.61 | 38.51 | -9.03 | -0.28 | -9.28 |
舒城 | 49.17 | 57.67 | 49.24 | 17.29 | -14.61 | 0.15 |
流域总计 | 303.17 | 300.95 | 287.70 | -0.73 | -4.41 | -5.11 |
表5
巢湖流域生态服务价值空间分异驱动因子的交互探测结果"
因子交互探测 q统计量 | 高程 | 坡度 | HAI | 降雨 | 土壤 侵蚀 | ≥10℃ 积温 | 道路 密度 | GDP | 人口 密度 | NDVI |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
高程 | 0.2429 | |||||||||
坡度 | 0.3474 | 0.2572 | ||||||||
HAI | 0.5127 | 0.5089 | 0.4096 | |||||||
降雨 | 0.3508 | 0.3752 | 0.6178 | 0.1701 | ||||||
土壤侵蚀 | 0.2463 | 0.2598 | 0.4971 | 0.1920 | 0.0220 | |||||
≥10℃积温 | 0.3570 | 0.3672 | 0.6248 | 0.4649 | 0.2865 | 0.2717 | ||||
道路密度 | 0.3105 | 0.2995 | 0.5089 | 0.2406 | 0.0858 | 0.3512 | 0.0638 | |||
GDP | 0.3459 | 0.3612 | 0.5612 | 0.3801 | 0.2064 | 0.3871 | 0.2545 | 0.1975 | ||
人口密度 | 0.3440 | 0.3598 | 0.5514 | 0.4412 | 0.1977 | 0.4335 | 0.2335 | 0.3514 | 0.1715 | |
NDVI | 0.4801 | 0.5024 | 0.6398 | 0.5481 | 0.2194 | 0.5673 | 0.3258 | 0.4775 | 0.4641 | 0.1900 |
[1] | Daily G C. Nature’s Service: Societal Dependence on Natural Ecosystems. Washington D C: Island Press, 1997: 3-6. |
[2] | Costanza R, Arge R, Groot R , et al. The value of the world’s ecosystem services and natural capital. Nature, 1997,387:253-260. |
[3] | 郑华, 欧阳志云, 赵同谦 , 等. 人类活动对生态系统服务功能的影响. 自然资源学报, 2003,18(1):118-126. |
[ Zheng Hua, Ouyang Zhiyun, Zhao Tongqian , et al. The impact of human activities on ecosystem services. Journal of Natural Resources, 2003,18(1):118-126.] | |
[4] |
Termorshuizen J W, Opdam P . Landscape services as a bridge between landscape ecology and sustainable development. Landscape Ecology, 2009,24(8):1037-1052.
doi: 10.1007/s10980-008-9314-8 |
[5] | 管青春, 郝晋珉, 石雪洁 , 等. 中国生态用地及生态系统服务价值变化研究. 自然资源学报, 2018,33(2):195-207. |
[ Guan Qingchun, Hao Jinmin, Shi Xuejie , et al. Study on the changes of ecological land and ecosystem service value in China. Journal of Natural Resources, 2018,33(2):195-207.] | |
[6] | MA. Ecosystems and Human Well- being: Synthesis (Millennium Ecosystem Assessment). Washington DC: Island Press, 2005. |
[7] | 李双成, 王珏, 朱文博 , 等. 基于空间与区域视角的生态系统服务地理学框架. 地理学报, 2014,69(11):1628-1639. |
[ Li Shucheng, Wang Jue, Zhu Wenbo , et al. Research framework of ecosystem services geography from spatial and regional perspectives. Acta Geographica Sinica, 2014,69(11):1628-1639.] | |
[8] | 傅伯杰, 周国逸, 白永飞 , 等. 中国主要陆地生态系统服务功能与生态安全. 地球科学进展, 2009,24(6):571-576. |
[ Fu Bojie, Zhou Guoyi, Bai Yongfei , et al. The main terrestrial ecosystem services and ecological security in China. Advances in Earth Science, 2009,24(6):571-576.] | |
[9] | Costanza R, Groot R, Sutton P , et al. Changes in the global value of ecosystem services. Global Environmental Change, 2014,26:152-158. |
[10] | 欧阳志云, 王如松, 赵景柱 . 生态系统服务功能及其生态经济价值评价. 应用生态学报, 1999,10(5):635-640. |
[ Ouyang Zhiyun, Wang Rusong, Zhao Jingzhu . Ecosystem services and their economic valuation. Chinese Journal of Applied Ecology, 1999,10(5):635-640.] | |
[11] | 谢高地, 鲁春霞, 冷允法 , 等. 青藏高原生态资产的价值评估. 自然资源学报, 2003,18(2):189-196. |
[ Xie Gaodi, Lu Chunxia, Leng Yunfa , et al. Ecological assets valuation of the Tibetan Plateau. Journal of Natural Resources, 2003,18(2):189-196.] | |
[12] | Zheng Z M, Fu B J, Hu H T , et al. A method to identify the variable ecosystem services relationship across time: A case study on Yanhe Basin, China. Landscape Ecology, 2014,29(10):1689-1696. |
[13] | Loc H H Diep H N T H Tuan V T , et al. An analytical approach in accounting for social values of ecosystem services in a Ramsar site: A case study in the Mekong Delta, Vietnam. Ecological Indicators, 2018,89:118-129. |
[14] | 满苏尔·沙比提, 娜斯曼·那斯尔丁, 阿尔斯朗·马木提 . 托木尔峰国家级自然保护区土地利用/覆被生态服务价值变化分析. 地理研究, 2016,35(11):2116-2124. |
[ Sabit Mansur, Nasirdin Nasima, Mamut Arslan . Analysis on the change of land use/cover ecological service valuein Tomur National Nature Reserve. Geographical Research, 2016,35(11):2116-2124.] | |
[15] | 刘绿怡, 刘慧敏, 任嘉衍 , 等. 生态系统服务形成机制研究进展. 应用生态学报, 2017,28(8):2731-2738. |
[ Liu Lyuyi, Liu Huimin, Ren Jiayan , et al. Research progress on the mechanism of ecosystem services generation. Chinese Journal of Applied Ecology, 2017,28(8):2731-2738.] | |
[16] | Wang Z L, Wang Z M, Zhang B , et al. Impact of land use/land cover changes on ecosystem services in the Nenjiang River Basin, Northeast China. Ecological Processes, 2015,4:1-12. |
[17] | 刘永强, 龙花楼, 李加林 . 长江中游经济带土地利用转型及其生态服务功能交叉敏感性研究. 地理研究, 2018,37(5):1009-1022. |
[ Liu Yongqiang, Long Hualou, Li Jialin . Study on the land use transition and its cross-sensitivity of ecological service function in the middle of Yangtze River Economic Belt. Geographical Research, 2018,37(5):1009-1022.] | |
[18] | 陈端吕, 陈哲夫, 彭保发 . 土地利用生态服务价值与经济发展的协调及空间分异: 以西洞庭湖区为例. 地理研究, 2018,37(9):1692-1703. |
[ Chen Duanlyu, Chen Zhefu, Peng Baofa . Spatial differentiation and coupling effect between land ecosystem services value and economic development: A case study of West Dongting Lake area. Geographical Research, 2018,37(9):1692-1703.] | |
[19] | 刘吉平, 马长迪, 刘雁 , 等. 基于地理探测器的沼泽湿地变化驱动因子定量分析: 以小三江平原为例. 东北师大学报(自然科学版), 2017,49(2):127-135. |
[ Liu Jiping, Ma Changdi, Liu Yan , et al. Quantitative study on the driving factors of marsh change based in geographical getector: Case study on Small Sanjiang Plain. Journal of Northeast Normal University (Natural Science Edition), 2017,49(2):127-135.] | |
[20] | 张金茜, 巩杰, 柳冬青 . 地理探测器方法下甘肃白龙江流域景观破碎化与驱动因子分析. 地理科学, 2018,38(8):1370-1378. |
[ Zhang Jinxi, Gong Jie, Liu Dongqing . Dynamics and driving factors of landscape fragmentation based on GeoDetector in the Bailongjiang watershed of Gansu province. Scientia Geographica Sinica, 2018,38(8):1370-1378.] | |
[21] | 李颖, 冯玉, 彭飞 , 等. 基于地理探测器的天津市生态用地格局演变. 经济地理, 2017,37(12):180-189. |
[ Li Ying, Feng Yu, Peng Fei , et al. Pattern evolvement of ecological land in Tianjin based on geodetector. Economic Geography, 2017,37(12):180-189.] | |
[22] | 杨锁华 . 武汉城市圈生态系统服务价值时空分异影响机制研究. 武汉: 中国地质大学硕士学位论文, 2018. |
[ Yang Suohua . Spatial-temporal distribution difference andinfluence mechanism of ecosystem service value in Wuhan Urban Agglomeration. Wuhan: Master Dissertation of China University of Geosciences, 2018.] | |
[23] |
Wang J F, Li X H, Christakos G , et al. Geographical detectors-based health risk assessment and its application in the neural tube defects study of the Heshun Region, China. International Journal of Geographical Information Science, 2010,24(1):107-127.
doi: 10.1080/13658810802443457 |
[24] | Wang J F, Hu Y . Environmental health risk detection with GeogDetector. Environmental Modelling & Software, 2012,33:114-115. |
[25] | 刘春芳, 王川, 刘立程 . 三大自然区过渡带生境质量时空差异及形成机制: 以榆中县为例. 地理研究, 2018,37(2):419-432. |
[ Liu Chunfang, Wang Chuan, Liu Licheng . Spatio-temporal variation on habitat quality and its mechanism within the transitional area of the Three Natural Zones: A case study in Yuzhong county. Geographical Research, 2018,37(2):419-432.] | |
[26] | 李进涛, 刘彦随, 杨园园 , 等. 1985-2015年京津冀地区城市建设用地时空演变特征及驱动因素研究. 地理研究, 2018,37(1):37-52. |
[ Li Jintao, Liu Yansui, Yang Yuanyuan , et al. Spatial-temporal characteristics and driving factors of urban construction land in Beijing-Tianjin-Hebei region during 1985-2015. Geographical Research, 2018,37(1):37-52.] | |
[27] | 叶妍君, 齐清文, 姜莉莉 , 等. 基于地理探测器的黑龙江垦区农场粮食产量影响因素分析. 地理研究, 2018,37(1):171-182. |
[ Ye Yanjun, Qi Qingwen, Jiang Lili , et al. Impact factors of grain output from farms in Heilongjiang reclamation area based on geographical detector. Geographical Research, 2018,37(1):171-182.] | |
[28] | 武鹏, 李同昇, 李卫民 . 县域农村贫困化空间分异及其影响因素: 以陕西山阳县为例. 地理研究, 2018,37(3):593-606. |
[ Wu Peng, Li Tongsheng, Li Weimin . Spatial differentiation and influencing factors analysis of rural poverty at county scale: A case study of Shanyang county in Shaanxi province, China. Geographical Research, 2018,37(3):593-606.] | |
[29] | 阎伍玖, 王心源 . 巢湖流域非点源污染初步研究. 地理科学, 1998,18(3):263-267. |
[ Yan Wujiu, Wang Xinyuan . Preliminary study on non-point sources pollution in the Chaohu Lake drainage basin. Scientia Geographica Sinica, 1998,18(3):263-267.] | |
[30] | 谢高地, 甄霖, 鲁春霞 , 等. 生态系统服务的供给、消费和价值化. 资源科学, 2008,30(1):93-99. |
[ Xie Gaodi, Zhen Lin, Lu Chunxia , et al. Supply, consumption and valuation of ecosystem services in China. Resources Science, 2008,30(1):93-99.] | |
[31] | 谢高地, 张彩霞, 张雷明 , 等. 基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法改进. 自然资源学报, 2015,30(8):1243-1254. |
[ Xie Gaodi, Zhang Caixia, Zhang Leiming , et al. Improvement of the evaluation method for ecosystem service value based on per unit area. Journal of Natural Resources, 2015,30(8):1243-1254.] | |
[32] | 吴连喜 . 20年巢湖流域土地利用变化及生态服务功能价值分析. 土壤, 2009,41(6):986-991. |
[ Wu Lianxi . Analysis on land-use change and ecosystem function value for the Chaohu lake basin during past 20 years. Soils, 2009,41(6):986-991.] | |
[33] | Zhang Z M, Gao J F, Gao Y N . The influences of land use changes on the value of ecosystem services in Chaohu Lake Basin, China. Environmental Earth Sciences, 2015,74(1):385-395. |
[34] | 姚飞, 陈龙乾, 张宇 , 等. 巢湖水陆交错带生态服务价值梯度分析. 长江流域资源与环境, 2015,24(9):1568-1576. |
[ Yao Fei, Chen Longqian, Zhang Yu , et al. Gradient analysis of the ecosystem service value in the Chaohu lake-land ecotone. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2015,24(9):1568-1576.] | |
[35] | 文雅, 龚建周, 胡银根 , 等. 基于生态安全导向的城市空间扩展模拟与分析. 地理研究, 2017,36(3):518-528. |
[ Wen Ya, Gong Jianzhou, Hu Yingen , et al. Simulation and analysis of urban land expansion conducted by ecological security. Geographical Research, 2017,36(3):518-528.] | |
[36] | 徐丽芬, 许学工, 罗涛 , 等. 基于土地利用的生态系统服务价值当量修订方法: 以渤海湾沿岸为例. 地理研究, 2012,31(10):1775-1784. |
[ Xu Lifen, Xu Xuegong, Luo Tao , et al. Services based on land use: A case study of Bohai Rim. Geographical Research, 2012,31(10):1775-1784.] | |
[37] | 黄木易, 何翔, 吴迪 , 等. 巢湖流域土地利用程度变化及其空间异质性分析. 土壤, 2015,47(5):994-1000. |
[ Huang Muyi, He Xiang, Wu Di , et al. Study of land use degree change and its spatial heterogeneity in Chaohu Lake Basin. Soils, 2015,47(5):994-1000.] | |
[38] | 陈浮, 葛小平, 陈刚 , 等. 城市边缘区景观变化与人为影响的空间分异研究. 地理科学, 2001,21(3):210-216. |
[ Chen Fu, Ge Xiaoping, Chen Gang , et al. Spatial different analysis of landscape change and human impact in urban fringe. Scientia Geographica Sinica, 2001,21(3):210-216.] | |
[39] | 严恩萍, 林辉, 王广兴 , 等. 1990-2011年三峡库区生态系统服务价值演变及驱动力. 生态学报, 2014,34(20):5962-5973. |
[ Yan Enping, Lin Hui, Wang Guangxing , et al. Analysis of evolution and driving force of ecosystem service values in the Three Gorges reservoir region during 1990-2011. Acta Ecologica Sinica, 2014,34(20):5962-5973.] | |
[40] | 王劲峰, 徐成东 . 地理探测器: 原理与展望. 地理学报, 2017,72(1):116-134. |
[ Wang Jinfeng, Xu Chengdong . Geodetector: Principle and prospective. Acta Geographica Sinica, 2017,72(1):116-134.] | |
[41] | Li Y, Feng Y, Guo X R , et al. Changes in coastal city ecosystem service values based on land use: A case study of Yingkou, China. Land Use Policy, 2017,65:287-293. |
[42] | 黄木易, 何翔 . 近20年来巢湖流域景观生态风险评估与时空演化机制. 湖泊科学, 2016,28(4):785-793. |
[ Huang Muyi, He Xiang . Landscape ecological risk assessment and its mechanism in Chaohu Basin during thepast almost 20 years. Journal of Lake Sciences, 2016,28(4):785-793.] | |
[43] | 黄木易, 岳文泽, 方斌 , 等. 1970-2015年大别山区生态服务价值尺度响应特征及地理探测机制. 地理学报, 2019,74(9):1904-1920. |
[ Huang Muyi, Yue Wenze, Fang Bin , et al. Scale response characteristics and geographic exploration mechanism of spatial differentiation of ecosystem service values in Dabie Mountain area, central China from 1970 to 2015. Acta Geographica Sinica, 2019,74(9):1904-1920.] |
[1] | 曲衍波, 王霞, 王世磊, 朱伟亚, 平宗莉, 王森. 环渤海地区城市规模扩张与质量增长的时空演变及耦合特征[J]. 地理研究, 2021, 40(3): 762-778. |
[2] | 汪洋, 杨丹, 闵婕, 翟非同, 王雨, 吴晓娇, 张洪睿. 山地高密度城市热岛效应的多约束因子格局分析与定量探测——重庆都市区案例研究[J]. 地理研究, 2021, 40(3): 856-868. |
[3] | 刘一鸣, 辜婧玲, 张梓钰, 刘青, 李贵才. 基于地理探测器的地域社会认同空间分异研究[J]. 地理研究, 2021, 40(2): 495-512. |
[4] | 王甫园, 王开泳, 虞虎, 陈田. 珠三角城市群生态游憩空间分异特征及关联性因素[J]. 地理研究, 2020, 39(9): 2148-2164. |
[5] | 朱佩娟, 郎泽慧, 贺清云, 张美芳, 吴国权. 长沙城市空间破碎化的格局特征及其影响因素[J]. 地理研究, 2020, 39(8): 1739-1754. |
[6] | 王萍, 刘敏. 地理要素在传统无形文化传承中的空间印迹——以山西省非物质文化遗产为例[J]. 地理研究, 2020, 39(8): 1807-1821. |
[7] | 张改素, 魏建飞, 丁志伟. 中国镇域工业化和城镇化综合水平的空间格局特征及其影响因素[J]. 地理研究, 2020, 39(3): 627-650. |
[8] | 马海涛, 卢硕, 张文忠. 京津冀城市群城镇化与创新的耦合过程与机理[J]. 地理研究, 2020, 39(2): 303-318. |
[9] | 刘莹, 李琳, 张喜艳. 中国区域经济协同网络演变及成因分析——以2003—2017年中国40470组两两城市对为样本[J]. 地理研究, 2020, 39(12): 2779-2795. |
[10] | 寇志翔, 姚永慧, 胡宇凡. 基于地理探测器的中国亚热带北界探讨[J]. 地理研究, 2020, 39(12): 2821-2832. |
[11] | 马斌斌, 陈兴鹏, 陈芳婷, 陈艳碧, 丁博文鹏. 中华老字号企业空间分异及影响因素研究[J]. 地理研究, 2020, 39(10): 2313-2329. |
[12] | 涂心萌, 杨绪红, 张景源, 栾心晨, 宁可心. 2014—2019年中国秸秆焚烧火点的地理特征分析[J]. 地理研究, 2020, 39(10): 2379-2390. |
[13] | 陈万旭,李江风,曾杰,冉端,杨斌. 中国土地利用变化生态环境效应的空间分异性与形成机理[J]. 地理研究, 2019, 38(9): 2173-2187. |
[14] | 余国良,李建华,孙嘉欣,沈培培,杨春白雪. 基于地理探测器的中国城市男性青少年BMI影响因子探究[J]. 地理研究, 2019, 38(9): 2288-2301. |
[15] | 古恒宇,覃小玲,沈体雁. 中国城市流动人口回流意愿的空间分异及影响因素[J]. 地理研究, 2019, 38(8): 1877-1890. |
|