生态系统服务权衡/协同关系的时空格局变化和关键阈值识别对区域生态保护与修复工程的建设和效益评价具有重要参考意义.已有研究主要关注生态保护和修复工程带来的生态系统服务及其权衡/协同关系的变化,很少将生态恢复的阈值效应考虑其中.采用基于生态系统服务权衡/协同关系构建的生态获益指数,评价了陕西省2000年和2020年净初级生产力、土壤保持和产水服务的协同供给能力;利用地理探测器和约束线方法分析了生态系统服务协同供给能力的主导影响因素和阈值特征.结果表明:与2000年相比,2020年陕西省净初级生产力、土壤保持和产水服务均有所增加,两两生态系统服务之间总体表现为协同关系,但具有明显的时空差异.2020年生态系统服务协同供给能力明显增加,其中陕北中部和陕南西部提升最为明显.降水和归一化植被指数(NDVI)是生态系统服务协同供给能力的主导影响因素,他们对生态系统服务协同供给能力的影响具有非线性效应和阈值特征.当NDVI在0.6-0.7之间或年降水量为1100 mm左右时,生态系统服务协同供给能力达到最高,超过上述阈值后NDVI或降水对生态系统服务协同供给能力的促进作用减弱.研究能够为生态恢复效益评价提供参考方案,为陕西省生态保护和恢复建设提供决策支持.

基于自然的解决方案(NbS)作为应对全球生物多样性丧失和气候变化双重危机的重要手段,已成为生态与环境科学领域的研究前沿.自然保护地是保护生物多样性和应对气候变化的重要载体,充分借鉴NbS的标准与方法在自然保护地进行科学实施,可以在生物多样性保护、减缓和适应气候变化、推动实现可持续发展等方面实现协同增效.目前我国正处于以国家公园为主体的自然保护地体系建设的关键时期,国家公园建设与管理及相关研究已成为近年来我国生态文明和美丽中国建设进程中的热点领域.为此,基于世界自然保护联盟(IUCN)提出的NbS全球标准的八项准则,首先梳理了 NbS的各项准则对我国国家公园理论与实践的适用性,进而结合NbS的八项准则,以及我国国家公园建设与管理中的实际需求,将我国国家公园建设与管理的相关理论与实践进展围绕以下四个方面进行了梳理,即:(1)如何科学建设国家公园(准则1,应对社会挑战;准则2,根据不同尺度设计);(2)国家公园如何有效治理/管理(准则5,基于包容、透明和赋权的治理过程;准则7,基于证据进行适应性管理);(3)国家公园建设与管理成效如何(准则3,带来生物多样性净增长和生态系统完整性;准则6,在首要目标和其他多种效益间公正地权衡);(4)国家公园如何实现可持续性(准则4,具有经济可行性;准则8,具可持续性并在适当的辖区内主流化).最后,充分借鉴NbS的各项准则,研究就我国国家公园建设与管理及相关研究提出了启示与展望,以期为我国国家公园相关学科的发展提供参考,并为推动将NbS纳入我国国家公园建设与管理行动提供支撑.

明晰生态系统服务供需的匹配程度和权衡/协同关系,对科学划分生态管理分区和城市的可持续发展具有重要意义.本研究基于多源数据,以街道为尺度单元量化了太原市生态系统服务供给及需求量,借助Getis-Ord Gi*工具和相关性分析方法探究了 6种生态系统服务供需比冷热点区域及供需间的权衡/协同关系,并根据自然资源特征及社会经济情况提出了生态管理分区及管控建议.结果表明:太原市生态系统服务供需分布具有空间分异性,在供给方面,固碳量、空气净化、热环境调节、休闲服务在东西部较高,土壤保持西部较高,产水服务南部较高;在需求方面,固碳量、热环境调节、产水和休闲服务呈现出中部及东南部高、四周低的特点,空气净化需求南部和北部较高,土壤保持需求西部较高.生态系统服务供需不匹配特征明显,6种服务供需风险等级总体呈现由汾河向东西两山递减的规律.供给方面,产水服务与其他5种服务呈现为权衡关系;需求方面,空气净化和土壤保持与其他4种服务呈现为权衡关系.本研究提出了"保护优先-调控为主-协同治理"的分区框架,将研究区分为3个一级分区和8个二级分区,并提出了差异化管护策略.本研究可为平衡生态系统服务供需关系、促进城市可持续发展提供参考.

城市边缘区是城乡之间的过渡区域,具有人地关系复杂、城乡冲突尖锐的特征,其生态系统服务(Ecosystem Services,ESs)功能呈现权衡或协同的复杂相互作用.研究城市边缘区ESs的相互关系、基于功能协调目的对其进行优化,对于缓解人地关系矛盾、实现乡村振兴和促进区域可持续发展具有重要意义.以苏州市为例,在识别城市边缘区基础上,选取粮食供给、产水量、碳储存、土壤保持、生境质量、水质净化、文化服务7种关键ESs进行评估,结合Spearman相关性分析和自组织网络方法探究ESs权衡协同关系及其时空演变特征,最后对城市边缘区进行分类及提出优化策略.结果表明:1)苏州市918个村庄被识别为城市边缘区;2)生境质量与粮食供给存在极显著的权衡关系(R(xy)=-0.77),生境质量与文化服务存在极显著的协同关系(R(xy)=0.95),2010-2022年间ESs间的关系以权衡效应为主,协同效应较少,整体权衡关系呈减弱趋势;3)根据聚类分析结果,可将研究区分为5类生态系统服务簇,分别为生态服务协调簇、生态服务失调簇、生态保育簇、生态游憩休闲簇以及生态风险加剧簇;4)提出了促进城市边缘区ESs协调,有助于自然-经济-社会复合生态系统可持续发展的优化策略.

探明不同利益主体对生态系统文化服务(CES)的价值认知,对于实现国家公园生态系统的科学管理具有重要理论价值与现实意义.以钱江源国家公园体制试点区为例,基于建立的CES评价指标体系,通过1073份有效调查问卷分析,探明居民、管理人员、游客等多元核心利益主体对CES的认知,并在此基础上,利用熵值法与综合模糊评价法对国家公园CES重要性与水平进行综合评价.结果表明:(1)居民和管理人员都对生态改善服务的价值认知最高,具有一定趋同性;而游客则对保健服务认知程度最高(2.44),这与其旅行目的相关.居民、管理人员与游客认知程度最低的CES分别是系统治理(1.89)、民俗文化普及(2.12)、精神崇拜(1.86)服务.(2)在重要性方面,3类主体均认为人文关怀服务＞自然体验服务＞社会服务,在具体指标层面,居民最看重民俗文化普及服务(0.1355)、管理人员和游客最看重精神崇拜服务.(3)3类主体对CES认知评价排序为管理人员(4.24)＞游客(4.11)＞居民(3.99),管理人员与居民分别作为重要的政策制定执行者与利益获得者,体现了不同政策参与主体利益需求对CES认知评价的驱动作用.(4)CES认知的权衡关系主要体现在管理人员,居民与游客的CES认知为协同关系.协同性最强的CES是管理人员对于生态改善和艺术灵感服务的认知、权衡性最强的是荒野保护与科普教育服务之间的认知.CES认知与不同主体的内在利益需求和自身认知难易程度有关,研究结果将为国家公园政策制定提供参考.

科学评估乡镇尺度生态系统服务价值(ESV)是乡村生态系统生产总值(GEP)定量核算以及镇域国土空间规划的重要前提.以四川丘陵区 215 个典型乡镇为研究对象,基于乡村生产—生活—生态用地("三生用地")分类系统和单位面积价值当量因子法,定量评估了乡镇尺度生态系统服务价值的空间分布及供需格局特征,并引入和弦图清晰表达了生态系统服务之间的权衡与协同关系.研究结果表明:(1)研究区乡村ESV空间分布存在明显的空间异质性和聚集特征,总体上南部和西南部丘陵区ESV高于北部和中部,中部地区ESV最低同时,ESV热点主要集中于西部和南部,冷点主要分布于中部和东北.(2)2015 年,研究区 ESV 为 62705 元·hm-2,以调节服务为主(75.69%),其次为食物生产(9.07%)和生境服务(6.45%).以农业生产用地为主导的乡村"三生用地"格局很大程度上导致了四川丘陵区ESV偏低,提升生态用地的数量与质量是改善区域生态系统服务的关键.对 ESV 的贡献率较高的"三生用地"类型为:乔木林地(41.25%)、河流湿地(22.95%)、水田(15.08%)、旱地(12.13).(3)生态系统供给服务与其他三类服务均存在权衡关系,而调节、文化和生境服务之间为协同关系.随着人类对食物与水资源获取能力的增强,可能导致研究区大部分生态系统服务的下降.(4)研究区生态系统服务供需失衡较为明显,供需模式以 L—H(39.98%)和 H—L(35.92%)为主,呈现两极分化的趋势.同时,H—H模式"三生用地"结构合理,经济生态效益协调,是乡镇尺度可持续发展的代表模板.本文研究结果可为四川盆地乡村振兴空间布局优化以及长江上游生态环境保护提供科学依据.

生态系统服务供给能力和权衡/协同关系已被广泛用于生态保护和生态安全分区研究中.但现有分区研究多侧重于生态系统服务供给能力或权衡/协同关系的某一方面,且在分区过程中较少考虑生态系统服务对驱动因素的非线性响应.基于此,以西南地区为例,在对区域土壤保持、产水、净初级生产力(NPP)及粮食供应四类服务供给量和权衡/协同关系进行估算的基础上,构建生态系统服务供给指数、关系指数和综合指数.在对三类指数时空变化特征进行剖析的同时,重点探讨主要驱动因素与生态系统服务综合指数间的约束关系,识别临界阈值,进而明确区域生态安全分区及优化方案.结果显示:(1)2000-2020年,区域生态系统服务供给指数呈上升趋势,体现了生态修复的积极作用;同时,在追求生态系统服务供给能力最大化输出的过程中,造成了区域生态系统服务权衡关系的增强.因此,有必要将生态系统服务供给和权衡/协同关系同时纳入生态安全分区中.(2)空间上,三类指数的低值区高度重合,均位于川西高原;但高值区的分布存在一定差异,供给指数的高值区位于研究区西南角,而关系指数和综合指数的高值区位于研究区东部.(3)自然-社会条件、植被环境条件和社会-经济条件是影响区域生态系统服务综合指数变化的主要因素,三者与综合指数间呈倒"U"型约束关系,即存在明显的阈值效应.且随时间推移,自然-社会条件和植被环境条件对生态系统服务综合指数的约束效应略有收紧.(4)研究区以相对修复区为主,其次是重点修复区和相对安全区,生态安全区面积最小.未来可以对不同分区上的限制因素进行调整以实现区域生态系统服务供给最大和关系最优.

生态保护修复是维持和提升生态系统稳定性和可持续性的重要举措.识别生态保护修复优先区并进行有规划的生态保护修复能够达到抑制生态环境退化的目的.以浙江省为研究对象,运用生态系统服务价值计算模型、神经网络自组织映射(SOM)聚类分析法、空间统计、Spearman非参数相关性分析等方法,识别生态系统服务簇,分析生态系统服务簇演化和人类活动强度变化特征,识别生态保护修复优先区,探讨不同生态系统服务价值的权衡/协同关系,提出生态保护修复优先区规划策略.结果表明:(1)2000-2021年浙江省生态系统服务空间分布逐渐趋于均衡,生态系统服务价值总量由7279.73亿元降低至6980.28亿元;(2)2000-2021年浙江省人类活动强度显著增加,呈现由西到东、由南到北的递增趋势;(3)2000-2021年浙江省生态系统服务与人类活动强度变化Moran's I指数呈现显著负相关性,说明人类活动强度与生态服务价值两者空间上处于相互制约状态;(4)2000-2021年浙江省90县(区)可划分为4类生态系统服务簇,包括:城市中心簇、农业生产簇、核心生态簇和生态保育簇;(5)基于2021年双变量Moran's I指数聚类结果将研究区划分的5种类型分区作为生态保护修复一级分区,以区域内主导生态系统服务簇作为生态保护修复二级分区划分依据.浙江省生态保护修复优先区划分为4个类型,即面积占比14.83％的生态预防治理区、面积占比19.94％的生态调控建设区、面积占比50.23％的核心生态保护区和面积占比15.00％的生态综合提升区.据此,提出不同类型优先分区实施生态保护修复的规划策略.

探究黄河三角洲高效生态经济区生态系统服务权衡与协同关系,对区域生态系统服务功能分区和高质量发展具有重要的现实意义.本研究利用InVEST模型、空间 自相关和权衡协同度(ESTD)模型,分析黄河三角洲高效生态经济区2000-2020年生境质量、碳储存、土壤保持、水源涵养和水质净化5种生态系统服务在乡镇尺度上的时空变化特征及其权衡协同关系.结果表明:2000-2020年,研究区生境质量、碳储量和氮、磷输出量整体递减,土壤保持量和水源涵养量波动递增;生境质量呈现北高南低的分布格局,碳储存、氮、磷输出、土壤保持和水源涵养大致呈北低南高的格局.研究期间,研究区5种生态系统服务间在时间截面和时段上均以协同关系为主,但仍存在差异,在时间截面上协同关系主要存在于碳储存与其他服务之间,在时段上协同关系主要存在于生境质量与其他服务之间.研究结果可为黄河三角洲高效生态经济区生态系统服务的提升及生态系统功能分区提供理论指导与实践借鉴,并为国土空间格局优化提供基础支撑.

研究生态系统服务权衡与协同关系为制定合理的区域社会-生态系统管理方案提供依据,促进区域可持续发展.太子河是维护辽宁中部城市群生态安全和用水安全的重要保障,以重工业为主的产业布局使得该区生态安全受到威胁,严重影响社会经济的可持续发展.综合气象、土地利用等多源数据,借助InVEST模型,探究太子河流域固碳、土壤保持、生境质量的时空特征;采用Pearson相关分析法,探讨不同样点尺度、不同地类上权衡与协同关系的时空变化,并对2030年不同土地利用情景进行预测.结果表明:①三种生态系统服务在各尺度上(除100m尺度)均为协同关系,且样点尺度越大,相关系数越高.②在不同地类中,耕地、林地、草地三种地类生态系统服务功能类似,以土壤保持功能为主,碳储功能其次;生态系统服务的热点区分布在流域的东部,冷点区集中在流域西部.③不同预测情景下三种生态系统服务间仍为协同关系,在保护情景下生境质量最好、水域面积最多,生态系统服务能力最高;开发情景下建设用地面积增加最多,但生境质量最差.