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江西省生态系统服务时空变化、权衡/协同关系与功能分区研究

摘要

在人口增长、城镇化持续推进的背景下，生态系统遭受到了强烈的人为干扰和破

坏。因此，人类意识到需要重新思考和调整自然资源利用方式以增加生态系统服务供

给、缓解生态危机。生态系统服务是指生态系统提供给人类的益处，包括有形的产品

与无形的服务。虽然目前生态系统服务研究成果丰富，但其学术努力仍存在不足与局

限，尤其是在生态系统服务时空变化、相互关系及功能分区方面。江西省地处长江中

南岸，具有丰富的自然资源和生态资源，生态环境位居全国前列。然而，近几十年来，

频繁的人类活动造成了该地区水土流失加剧、水质下降和生物多样性丧失等生态环境

问题。因此，全面评估江西省生态系统服务时空演变特征、权衡与协同关系以及划分

生态功能区有助于制定生态补偿政策，因地制宜分区管理生态系统服务以实现人与自

然和谐发展。

本文以江西省为例，基于多源地理数据，利用生物物理模型评估2001-2020年水资

源供给、粮食供应、碳固存、土壤保持和生境质量空间格局，并利用Theil-Sen和

Mann-Kendall趋势分析研究5类生态系统服务变化趋势的空间异质性；利用统计相关性

分析江西全域、市域和像元尺度的生态系统服务相互关系；基于生态系统服务簇视角，

采用聚类算法，划分江西省生态功能区，并使用主成分析和随机森林算法探讨各功能

区内生态系统服务的相互关系及影响因子，最后基于此提出相应的分区管理意见和建

议。主要研究结果如下：

（1）2001-2020年水资源供给呈东北高和西部低的空间特征，且高值区总体增加；

2001-2020年粮食供应由研究区的中北部平原逐渐向四周低丘缓坡地区扩散；2001-2020

年碳固存、土壤保持与生境质量呈现中部低四周高的空间分布特征，其中碳固存高值

区明显增加，土壤保持变化较为稳定，生境质量高值区逐渐减少。

（2）2001-2020年生境质量年际变化具有显著下降趋势，并且显著下降区域面积

比例约为60%；2001-2020年粮食供应和碳固存年际变化具有显著上升趋势，二者的显

著上升区域面积比例分别为74%和65%；2001-2020年水资源供给和土壤保持年际变化

呈非显著上升趋势，且二者非显著上升区域均遍布整个江西省。

（3）对于全域尺度生态系统服务间权衡与协同关系，供给与供给服务的协同效应

波动增加；供给与调节服务、支持服务间存在权衡关系，其中与水资源供给有关的权

衡效应具有增强趋势，与粮食供给有关的权衡效应波动下降；调节与调节、支持服务

间协同效应波动下降或保持稳定。

（4）2001-2020年供给与供给服务、调节与调节、支持服务间的关系在江西省各

I

摘要

市均为协同；生境质量与水资源供给在各市表现为权衡关系；其余生态系统服务间的

关系在江西省地级市中均同时存在协同与权衡关系。

（5）对于像元尺度的生态系统服务相互关系，五组生态系统服务对主导关系为协

同，四组生态系统服务对主导关系为权衡，一组生态系统服务对相互关系由权衡和协

同共同主导。

（6）基于生态系统服务簇，将江西省划分为生态重点保育区、粮食生产区、生态

农业过渡区和城乡生活区四类生态功能区；在生态重点保育区和城乡生活区中，生态

系统服务间关系表现为协同；粮食生产区和生态农业过渡区的生态系统服务间的协同

与权衡关系均存在；NDVI、地形、土壤属性和人口密度是影响生态功能区内生态系统

服务的关键因子；最后，针对四类生态功能区提出相应的管理建议。

综上，本文的研究结论为江西省粮食供给、碳固存和生境质量具有显著的变化趋

势，而水资源供给与土壤保持服务变化较为平稳。生态系统服务间的相互关系存在明

显的尺度效应。划分江西省生态功能区并制定差异化的管理策略是增加生态系统服务

供给和减少权衡增大协同的关键。

关键词：生态系统服务；权衡与协同；生态功能分区；江西省

II

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