黄土高原知多少：点评我国黄土高原土地利用土地掩盖转化对生态系统服务价值改变的影响 MDPI Sustainability

  会主任、世界生态学会副主席、世界长时刻生态系统研讨网络副主席、我国地舆学会理事长。兼任国家天然科学基金地学部主任。已宣布学术论文500余篇，其间SCI录入论文260余篇，SCI引证7,000余次，当选高引证作者，我国国内引证43,000余次 (CNKI)，出书作品10余部。

  傅伯杰院士首要从事天然地舆学和景象生态学研讨，在土地利用结构与生态进程、景象生态等方面取得了系统性立异效果。开创性的将格式-进程-标准有机结合，提醒了黄土丘陵沟壑区不同标准土地利用格式对土壤水分、营养和土壤腐蚀的影响机理，建立了坡地土壤水分空间散布模型，比较剖析了不同土地利用结构的水土保持效应，为水土流失办理和植被康复供给了科学依据。傅伯杰院士提出了景象多样性的概念和类型，开展了农业景象可持续性点评指数和模型，推动了我国景象生态学的开展。掌管完结了我国生态区划计划并得到广泛运用。

  姜维，德国哥廷根大学资源与环境经济学系博士后，现任我国科学院生态环境研讨中心助理研讨员，首要从事生态系统服务、可持续开展研讨。

  生态系统服务，包含供给、调理、栖息地和文明服务，是保持人类幸福生活、可持续开展必不可少的一部分。这些服务的钱银估值直观地阐明晰人类从生态系统中的较大获益，进一步突出了生态系统的重要性，能够强有力地支撑促进有用的生态系统维护和办理的相关决议计划。因而近年来，生态系统服务价值 (Ecosystem Services Value, ESVs) 的点评引起了许多重视。

  我国黄土高原正在遭受剧烈的人类活动 (例如大规模的森林采伐和长时刻耕耘) 和严峻的环境条件 (例如高度易蚀的黄土土壤，不均匀散布的降水和破碎的地貌) 的应战。因而，它已成为世界上最软弱，且受腐蚀程度和水土流失最严峻的区域之一。水土流失使农业生产力下降、水资源干涸和生态系统退化。自2000年国家施行退耕还林工程二十年来，生态康复对生态系统服务的影响引起了学者和大众的广泛重视。许多研讨报告了区域、次区域、分水岭和当地标准的不同生态系统服务的空间格式、时刻改变和权衡。可是，很少有研讨考虑到土地利用/土地掩盖改变 (Land Use/Land Cover, LULC) 对该要害区域生态系统服务价值的影响。

  作者选用我国土地掩盖数据集的数据为样本，选取1990年、2000年、2010年、2015年四个时刻节点的数据，将土地利用/土地掩盖类型从头归类为16种，包含旱地、稻田、灌木丛、针叶林、混交林、阔叶、草场、草地、湿地、河流和湖泊、冰雪地、修建用地等。

  效益搬运法 (Benefit Transfer Method) 是经过将一个或多个现已完结的可用信息搬运到其他缺少首要信息的地点来点评生态系统服务的经济价值[1,2]。作者运用该办法对全球[3]标准下16种LULC类型的17种生态系统服务价值进行了预算。根据我国生态专家[4]的查询问卷，对我国6种首要LULC类型的9种生态系统服务功用进行了调整。为进一步进步14种LULC类型[5]的11种生态系统服务单位价值，建立了等效系数法。因而，这些单位值关于计算在我国的生态系统服务价值时更牢靠。

  由表1可知：旱地大幅削减，从1990年的31.25％降至2015年的28.80％；灌木丛扩展，从1990年的13.58％增至2015年的14.03％；草场和灌木草略有添加；湿地、河流和湖泊略有削减；裸地面积略有缩小，1990年为3.79％，2015年为3.61％；修建用地扩张可观，从1990年的2.57％上升到2015年的3.95％。

  表1. 1990年、2000年、2010年和2015年土地利用/土地掩盖的面积和占比。

  由图1中可得知，从1990年到2000年，黄土高原总生态系统服务价值从3271亿美元下降到3203亿美元，削减约70亿美元。自2000年退耕还林工程施行以来，黄土高原总生态系统服务价值开端稳步上升，2010年到达3240亿美元，但并未康复到1990年的水平。

  黄土高原生态系统的调理服务价值占比最大，并且它的改变趋势与整体生态系统服务价值的改变共同，第一阶段下降，后两个阶段上升；

  供给服务价值逐步下降，从1990年的299.82亿美元下降到2015年的289.94亿美元；

  栖息地和文明服务价值在2010年到达峰值，别离为303.52亿美元和136亿美元，2010至2015年稍微回落但并未低于1990年的价值。

  该公式衡量了当土地利用/土地掩盖改变为百分之一时，生态系统服务价值改变的百分比。关于给定的区域，如黄土高原，弹性系数计算公式为：

  弹性的解说如下：土地利用/土地掩盖类型的弹性越大，该土地利用/土地掩盖类型对总ESV改变的影响越大。如1%的土地利用/土地掩盖面积的转化，导致了给定区域在给定周期内生态系统服务价值改变的E%。当较小的面积转化导致较大的ESV改变时，意味着弹性较大是合理的。弹性可分为0 E 0.5、0.5E 1和E1三个层次，阐明ESVs改变对LULC改变的呼应别离为无弹性、有弹性和赋有弹性。

  由表2得知，三个时段的弹性系数别离是1.03、0.38和0.05，这意味着黄土高原土地利用/土地掩盖面积改变为1%时，这三个时段别离会引起生态系统服务价值改变1.03%、0.38%和0.05%。这个弹性系数标明，1990-2000年生态系统服务价值改变随土地利用/土地掩盖改变的弹性非常大，而在后两个时段无弹性。

  表2. 三个时段土地利用/土地掩盖改变、生态系统服务价值改变和弹性系数。

  黄土高原不只是遭受水土流失和水资源缺少等生态要挟的软弱区域，并且仍是为我国很多人口供给各种根本生态系统服务的名贵区域。从1990年到2015年，各种天然和社会经济要素已大大改变了黄土高原土地利用/土地掩盖的办法。将弹性作为简化的目标有助于发现不同区域之间的反常改变，并确认生态系统办理的特定方针需求。恰当的生态系统办理不只能够添加生态系统服务的供给，并且能够促进区域可持续开展。数据的精准度是影响研讨质量的重要目标，应从土地利用/土地掩盖的数据质量和单位生态系统服务价值精度的视点考虑进步成果的准确性。

  Sustainability(ISSN 2071-1050,IF 2.576) 是一个世界型敞开获取期刊。期刊主题包括人类在环境、文明、经济以及社会各方面的可持续开展议题。Sustainability采纳单盲同行评定，一审周期约为14.7天，文章从接收到宣布仅需2.9天。

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