RCR好文!一种基于城市等级的方法,将生态系统服务纳入多尺度可持续土地利用规划:以中国为例

科技   2024-09-01 00:01   贵州  
An urban hierarchy-based approach integrating ecosystem services into multiscale sustainable land use planning: The case of China

Resources, Conservation & Recycling


了解如何管理生态系统服务(ES)对于可持续的区域发展至关重要。多尺度ES评估可以为土地利用规划提供新视角。我们评估了中国三大城市群在不同层级上的多个ES的时空模式:北京-天津-河北、长江三角洲和珠江三角洲,时间跨度为1980年至2018年。城市层级从市中心延伸到大都市区,再到城市群层级。结合ES的权衡关系和影响因素,提出了一个新的方法论框架,通过在不同城市层级发展改进的土地利用情景来增强ES。主要结果显示:(1)不同层级的ES时空模式不同,并非所有ES随着空间尺度的增加而增加;(2)小尺度的ES关系不适用于更广泛的尺度,甚至可能导致截然相反的结果;(3)社会经济因素是低层级的主要驱动因素,而自然因素在高层级成为主要驱动因素;(4)更可持续的政策组合情景也是基于地点和尺度的,例如,在市中心层级加强已开发土地的集约利用,在大都市区实施农林复合种植,在城市群层级促进森林保护实践。这表明在管理ES时应考虑多尺度方法。明确的尺度土地利用策略可以帮助决策者和规划者更有效地增强ES和景观可持续性,并避免误导性的指导。



引言



引言

生态系统支持着对人类生存和福祉至关重要的多种产品和服务。土地利用的变化可以显著改变生态系统的结构并影响其提供的服务。全球范围内的快速城市化通过将自然土地覆盖转变为不透水表面,对生态系统服务(ESs)提出了许多挑战。到2030年,全球城市人口将占总人口的近60%,而城市土地的增长率将是城市人口增长率的两倍。中国占世界城市面积和人口增长的很大一部分。中国这种快速的城市化改变了许多生态系统,威胁了社会经济发展。因此,了解如何在城市地区管理ESs是中国区域可持续性的关键。ES概念通常被视为更好地审查和增强区域可持续性的适当工具。ES评估可以提供一个概念框架,用于解释和理解人类活动与环境保护之间的相互作用。千年生态系统评估首次设计为一个国际工作计划,重点关注ESs变化如何影响全球范围内的人类福祉。从那时起,相关研究主要集中在量化ESs,分析ESs之间的关系,探索城市化对ESs的影响因素,以及在规划实践中保护和管理ESs。这些研究表明,ES科学不仅可以明确权衡,还可以促进规划讨论。随着我们将ESs从评估工具转变为实际规划工具,需要更好地理解ESs及其相互关系。生态系统与生物多样性经济学(TEEB, 2010)和生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES, 2019)强调了将土地利用决策和科学政策接口整合到ESs和生物多样性保护中的重要性。在欧盟,像Oppla和OPERAs这样的基于自然的项目也旨在完善和转变ES科学为政策和实践。尽管政府和机构已经意识到将ESs整合到城市规划实践中的重要性,但仍缺乏系统的方法论框架和理论过程。为了更有效地模拟ESs和实施城市规划,研究人员经常采用情景分析作为常用工具。情景分析是空间和时间上明确的土地覆盖或气候变化等驱动因素的预测,它们可以增强和扩展ES评估,从而促进合理土地利用政策的制定。然而,关于ESs改善的研究通常局限于一个空间或时间尺度。景观结构和空间尺度经常影响ES规划的分布和限制。迄今为止,与ESs相关的多尺度方法已在诸如基于指标的维度(包括城市和社区尺度)、基于自然的维度(包括保护区、流域和单元水平)以及基于物理的维度(包括全球、区域和地方尺度)中广泛应用。此外,以前的研究已经使用城市层级视角来反映不同尺度的景观模式或城市化指标。对于城市层级系统,了解多种ESs如何响应土地利用对于指导城市规划和决策制定中的政府实践也很重要。为了避免误导性的结果,ESs的分布、关系和管理决策不应简单地从一个空间尺度转换到另一个空间尺度。因此,本研究采用基于城市层级的方法来分析不同城市层级水平上的ESs模式、关系和驱动因素。


结果和分析





部分讨论了郑州市都市区域作为一个在中国中部温带大陆性季风气候区迅速发展的区域,其区域热岛效应的季节性和日变化,以及气候和人类因素对区域热岛影响的时空和强度变异性。


讨论


  1. 土地利用与生态系统服务的整合:理解土地利用模式如何影响生态系统服务是土地利用规划和生态系统管理的基础。与大都市区和城市群层面相比,由于建成区比例较高,城市层面在大多数生态系统服务方面表现不佳。

  2. 生态系统服务关系和驱动因素的识别:不同的城市群代表不同级别的经济、基础设施建设、基本公共服务和环境保护水平的综合体。因此,BTH、YRD和PRD城市群面临独特的生态问题和可持续发展挑战。

  3. 优先生态系统服务的改善:由于生态系统服务的空间模式、关系和驱动因素在不同的城市群和层级层面常常表现不同,识别这些差异有助于制定更有效的土地利用策略,促进可持续的生态系统管理。

  4. 不确定性和限制:本研究使用基于土地利用的代理方法来量化生态系统服务,通过InVEST模型和ROS模型。更准确的基础数据将有助于每种土地利用类型的生态系统服务的变异性。

  5. 结论:基于生态系统服务的城市群土地利用规划对于实现区域可持续发展至关重要。我们分析了中国三大城市群从1980年到2018年的多个生态系统服务的时空变化,并提出了一个新的方法框架,以在不同的城市层级改善优先生态系统服务。


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