今天带领大家来一分钟了解基于多种生态系统服务之间权衡和协同作用的空间明确优先级优化研究。![]()
人类直接或间接从生态系统中获得的益处被定义为生态系统服务（ES）。作为连接自然生态系统与人类社会的桥梁，生态系统服务包括提供、支持、调节和文化服务。此外，联合国提出的可持续发展目标（SDGs）可通过生态系统服务来实现。然而，由于缺乏对生态系统服务的深入了解，自然影响和不合理的人类活动带来了许多前所未有的环境问题，如草原退化、栖息地破碎化和土壤侵蚀等。值得庆幸的是，人类对环境系统的研究已经取得了广泛的成果，主要集中在时空演化、量化 ES 值、供需失衡和驱动机制方面。人们普遍认为，土壤保持、碳储存、生境质量、产水量以及防风固沙在旱地生态系统中发挥着至关重要的作用。尽管如此，旱地生态系统仍是生态脆弱的地区，会受到气候变化和负面生态后果的影响，从而对区域生态系统服务造成冲击。贝叶斯信念网络（BBN）是一种图形概率模型，它将生态和社会经济因素与专家知识联系起来，根据不同的管理目的模拟各种过程并推断各种假设。生态系统服务和 BBN 的结合可将影响生态系统服务的各种因素纳入生态系统过程，从而为生态系统保护和管理提供决策参考。文献中的研究主要集中在生态系统服务的驱动力以及利用 BBN 对单一生态系统服务进行优化。然而，基于 BBN 模型并考虑 ES 之间关系的旱地 EFRs 多 ES 空间显式优先优化研究仍然缺乏。内蒙古地处干旱、半干旱和亚湿润干旱地区，是中国干旱地区的重要组成部分。因此，内蒙古对人为影响和气候波动十分敏感。因此，内蒙古对人为影响和气候波动十分敏感。随着经济的加速发展和城市化进程的不断推进，人口的不断膨胀不可避免地导致了生态环境的严重恶化。因此，内蒙古的土壤保持力、碳储量和栖息地质量显著下降，而产水量、防风固沙能力也各不相同。以往有关内蒙古的文献试图披露从市到县不同规模的生态系统服务，目的是加强生态环境保护。然而，在这种典型的环境影响评价中，基于协同和权衡的土地环境系统优化研究仍然有限。为践行 “绿水青山就是金山银山”，建设 “美丽中国 ”和我国重要的生态安全屏障，亟需开展此类研究。本研究通过使用修订的通用土壤流失方程 (RUSLE) 模型、生态系统服务和权衡综合估值 (InVEST) 模型以及修订的风蚀方程 (RWEQ) 模型，整合了内蒙古的多源数据，以确定空间上明确的优先优化区域。该研究的目标是 (1) 量化 2000 年、2010 年和 2020 年 SR、CS、HQ、WY 和 WS 的时空模式；(2) 识别 2000 年至 2020 年期间成对 ES 之间的相关性；(3) 利用 BBN 模型模拟在涉及 ES 之间权衡和协同作用的不同情景下的空间明确优先优化区域。根据我们的研究结果，提出了可持续管理的可持续土地利用政策。这些分析提供了对多种生态系统服务的全面、系统的认识，并为全球环境影响报告区有效的土地生态系统管理提供了理论参考。![]()
图1.内蒙古的地理位置 （a）、土地利用类型 （b）、年平均降水量 （c） 和年平均气温 （d）。
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图2.空间显式优先级优化区域标识的流程图。
本研究量化了 2000 年至 2020 年内蒙古的五种基本土地环境服务，并说明了这些服务之间的权衡与协同关系。研究发现了影响生态系统的重要变量。模拟了各种情景下优化土地生态系统的空间优先区域。主要结论如下 生态系统服务供应的分布和动态在空间和时间上是不均衡的。配对生态系统服务之间的关系存在时空差异。生态系统服务受内蒙古土地利用类型、气候和地形条件的影响较大。在不同情景下，确定了不同的优先优化区域。方案 II 的空间优化区域最大，而方案 III 的空间优化区域最小。提出了多样化的土地利用政策。这项研究可为全球类似的环境影响评价区域的可持续管理提供有价值的见解和参考。![]()
图 3.2000年、2010年和2020年内蒙古地区生态系统服务空间关系分布（HH：高-高，LL：低-低，HL：高-低，LH：低-高，SR：土壤保持，CS：碳储存，HQ：生境质量，WY：产水量，WS：防风固沙）。![]()
图 4.内蒙古生态系统服务之间权衡和协同关系的面积百分比（HH：高-高，LL：低-低，HL：高-低，LH：低-高，SR：土壤保留，CS：碳储存，HQ：栖息地质量，WY：产水量，WS：防风和固沙）。
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图 5.内蒙古不同场景下空间明确的优先级优化区域。
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图 6.内蒙古自治区土地保护（黄色）、规划（橙色）和管理（蓝色）等方面的可持续土地利用政策现状 （a） 和优化目标 （b） 的概念图。
Yu Liu, Zhengjia Liu, Xun Zhang, Bin Zhang, Jinlian Shi, Aijun Liu, Shujuan Chang, Yong Yang, Yu Wang,Spatially explicit priority optimization of land ecosystem services in the ecologically fragile region,Land Use Policy,Volume 147,2024,107356,ISSN 0264-8377
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