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幸运28:喀斯特地区生态服务权衡与协同关系研究取得新认识

喀斯特地区生态服务权衡与协同关系研究取得新认识

  生态系统服务是人类直接或间接地从生态系统中获得的各种收益,包括防风固沙、水源涵养、调节气候、水土保持等功能。但是,由于喀斯特流域地质结构的特殊性和复杂性,国际上关于喀斯特流域生态系统服务权衡与协同之间的关系研究还是极其匮乏和罕见的,大部分的研究成果只是局限于对生态系统服务的单一服务功能进行研究,很少有学者将生态系统服务之间的相互关系进行对比研究,更没有揭示喀斯特典型流域生态系统服务权衡与协同之间的关系。定量识别生态系统各项服务能力之间权衡与协同关系,对于从生态系统服务权衡的角度为土地利用规划、土地决策制定和生态环境保护提供科学的理论依据具有极强的必要性。

  针对上述问题,中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室研究员王世杰带领研究团队以中国石板塘喀斯特流域为研究对象,耦合SWAT模型和CASA模型,对流域2000幸运28年和2010年的净初级生产力(NPP)、产水量以及产沙量进行了模拟和估算,在此基础上引入风向玫瑰图对这三种生态系统服务之间的权衡和协同关系进行了研究。该研究重新理解和定量评估喀斯特典型流域生态系统服务之间的关系,拓展了幸运28生态系统服务权衡与协同研究的深度和广度,并为研究喀斯特流域生态系统服务权衡与协同之间的关系探索出一套技术流程。结果显示:12000-2010年流域内林地、草地、建设用地和水域呈现增加趋势,而旱地、水田、园地则呈减少趋势;幸运282流域各个年份年产沙量呈现出降低的趋势,由2000年的26.15t/ha降低到2010年的23.81t/ha。而流域年均净初级生产力则呈上升趋势,由739.38gCm-2a-1增加到2010年的746.25gCm-2a-13流域产水量与产沙量之间存在协同关系,产水量的增加会促进土壤侵蚀量的提高;NPP与产水量以及产沙量之间为权衡关系,NPP的增长有利于减少产水量和土壤侵蚀量,增加土壤保持量。

  该研究通过定量评估不同土地利用格局下诸如初级生产力、产水量和产沙量各项生态系统服务之间相互依赖性、权衡和此消彼长关系,为喀斯特地区生态系统服务权衡提供了新的理论基础和方法上的重要支撑。

  相关成果已发表于国际杂志Science of the Total EnvironmentYichao Tian, Shijie Wang, Xiaoyong Bai, Guangjie Luo, Yan Xu. Trade-offs among ecosystem services in a typical Karst watershed, SW China. Science of the Total Environment, 2016, s 566–567, 1297-1308)。

  论文链接

 

20002010年间研究区不同土地利用类型生态系统服务功能的玫瑰图