广州市生态系统服务价值对土地利用变化的响应研究

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生态系统是衡量地区生态系统功能的依据,是社会经济发展和人类各项活动的重要承载因素,而土地利用变化与生态系统服务功能变化呈现相互影响、相互制约的关系,深入探讨这一关系对揭示人类活动对生态系统的影响以及协调人与自然之间的关系具有重要意义。本研究基于土地利用遥感数据,以广州市为研究区,构建广州市生态系统服务价值动态评估模型,运用修正后的模型对2000—2020年广州市生态系统服务价值进行评估,借助GIS和Geoda等软件实现了对研究区的空间分析。并运用线性回归和变差贡献率等方法,对土地利用变化与生态系统服务价值的进行相关性分析,探究土地利用变化对生态系统服务价值的影响。主要结论如下:(1)2000年-2020年广州市土地利用时空分异特征较为明显。研究期间除建设用地和水域外,其余各类型用地面积均呈现不同程度的下降趋势。土地利用类型转换存在显著的区域差异,其中建设用地变化速度明显快于其他用地,耕地、林地和未利用地是其增加的主要来源。(2)2000年-2020年内广州市生态系统服务价值总量由557.37亿元下降至503.80亿元,20年间共下降了 53.57亿元。从六大类土地的生态系统服务价值贡献度来看,林地贡献值最大,其变化幅度也最大。从单项生态系统服务的贡献度来看,水文调节和气候调节两项服务的贡献率最高,变化波动较大。从生态系统服务价值的空间分布特征来看,其大致呈现“中间低,四周高”的分布格局。各单项生态系统服务价值的高值区空间分布不尽相同,低值区大多集中于广州市中部,并且随着时间的推移均有进一步扩大化的趋势。研究期间广州市单位面积生态系统服务价值的Morans,I值始终在0.45以上,并持续上升。各行政区间主要以“高-高”聚集和“低-低”聚集为主,且研究期间“高-高”聚集与“低-低”聚集模式的数量呈上升趋势,其空间聚集现象逐年增强。(3)生态系统服务价值产生变化的原因主要是土地利用类型的转换且存在区域差异性。通过变差贡献率分析,可知建设用地和水域的生态系统服务价值变差贡献率最大,是影响研究区生态系统服务价值的主要土地利用类型,其次为耕地和林地,未利用地对生态系统服务价值的影响最小。通过相关性分析,可知广州市土地利用程度与生态系统服务价值成负相关关系,土地利用程度的加深是生态系统服务价值下降的主要原因,其主要表现在供给服务和调节服务。其次广州市土地生态协调度从轻微冲突到轻微协调,表示在研究早期土地利用率高于生态系统服务价值的增长,土地利用变化造成生态环境的恶化;在研究后期土地利用速度放缓,对生态开始产生正面作用。最后运用灰色预测模型,对2025-2030年广州市土地利用变化和生态系统服务价值进行预测,在预测期间,广州市生态系统服务价值仍处于递减状态。根据研究结论,本文从巩固良性生态用地布局、优化生态价值分布、提高耕地生态价值和提升区域城镇化质量等四个方面出发,为广州市土地利用结构合理优化提供建议。
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