云南省喀斯特山区生态系统服务演变及人文驱动力研究

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随着人口的快速增长、人类对自然资源的不合理利用以及生态系统自身的脆弱性,使喀斯特山区的生态环境受到严重破坏,各种生态服务功能受到影响,最终影响到人类的生产和生活。因此,基于生态系统服务的重要性和喀斯特山区的特殊性,本研究选取滇东南典型喀斯特山区广南县为研究区,运用Invest模型、CASA模型和RUSLE模型,分析2000年、2010年和2018年喀斯特山区食物供给、产水量、土壤保持、固碳、生境支持和文化等6种生态系统服务功能,研究喀斯特山区生态系统服务时空变化特征及人文驱动力。为喀斯特生态脆弱地区生态恢复提供数据支持和理论支撑。主要研究结论如下:(1)时间上,2000-2018年,广南县年平均食物供给量和文化服务价值量呈现逐年增加趋势。其中,食物供给量年平均增加1.59t/hm~2和文化价值量年平均增加4.61元/cell;年平均产水量、土壤保持量和固碳价值量呈现先减少后增加趋势。其中,产水量年平均增加17.03mm、土壤保持量年平均增加129.67t/hm~2和固碳价值量年平均减少84.33元·ha-1·a-1;年平均生境质量呈现逐年减少趋势,年平均减少0.07。(2)空间上,2000-2018年,广南县食物供给量空间上呈现中部、中南部和东南部增加较多,西部和东部减少较多的趋势;产水量呈现北部、中部和中南部增加较多,东南部减少较多,而土壤保持量与产水量呈现大致相反的趋势;固碳价值量和生境质量空间上呈现东部增加较多,西北部减少较多的趋势;文化服务价值量空间上呈现中部增加较多,西部和西北部减少较多的趋势。(3)2000-2018年,广南县各生态系统服务全局Morans I指数大小依次为:固碳服务>食物供给服务>土壤保持服务>产水量服务>文化服务>生境支持服务。各生态系统服务聚类类型及空间分异特征主要以“不显著”区和“低-低”值区集群分布为主,空间上主要分布在广南县西部、南部和东南部地区。(4)2018年广南县农户年龄段45-60岁的人群为主要劳动力,且受教育水平较低,家庭收入来源主要靠外出务工,以壮族、苗族和彝族等少数民族为主。2000-2018年,广南县农户行为态度及意愿对生态系统服务产生一定影响:农户农药和化肥施用量、意愿及新增使用农药和化肥农户数不断增加,对食物供给服务产生积极影响,但对生境质量产生消极影响。农户关于生态工程政策实施的效益态度是肯定的,退耕还林工程一定程度有利于土壤保持、文化价值和生境支持服务增加。坡改梯工程一定程度有利于土壤保持和食物供给服务增加。水利工程一定程度有利于增加水源储存。大多数农户意愿增加参与生态工程量。农户关于垃圾随意丢弃、污水的随意泼洒和农作物秸秆焚烧等行为影响村容美观,不利于生境质量增加。而农户生活能源方式转变一定程度有利于生境质量、水土保持和固碳服务的增加。(5)广南县2000-2018年、2010-2018年和2000-2010年三期中,驱动因子对各生态系统服务影响特征:对食物供给服务影响强度大小为,化肥施用量变化>农药施用量变化>化肥实施意愿>坡改梯工程实施变化>第一产业占比变化>农药实施意愿。其中,化肥施用量变化影响最为显著;对产水量服务影响强度大小为,水利工程实施变化>坡改梯工程实施意愿>退耕还林工程实施变化>坡改梯工程实施变化>水利工程实施意愿。其中,水利工程实施变化影响最为显著;对土壤保持服务影响强度大小为,人为干扰度指数变化>退耕还林工程实施变化>坡改梯工程实施意愿>退耕还林工程实施意愿>坡改梯工程实施变化;对固碳服务影响强度大小为,人为干扰度指数变化>退耕还林工程实施变化>退耕还林工程实施意愿>农业人口密度变化;对生境支持服务影响强度大小为,人为干扰度指数变化>农药实施意愿>农药施用量变化>退耕还林工程实施变化>农业人口密度变化>退耕还林工程实施意愿。其中,人为干扰度指数变化分别为土壤保持服务、固碳服务和生境支持服务最为显著的影响因子;对文化价值服务影响强度大小,第三产业占比变化>美学价值>退耕还林工程实施变化。其中,第三产业占比变化影响最为显著。
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