海东市不同地形、土地利用方式生态系统服务价值及生态环境与社会经济系统耦合协调度研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yueyangmm22
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青海省海东市居于青藏高原与黄土高原的过渡区,是高寒农牧交错区,也是黄河上游最大支流湟水河的入河口区域,生态环境脆弱。地形以山地为主,农业和放牧是当地的主要收入,对自然资源的依赖大。长期以来人们对土地实行粗放经营和不合理利用,导致生态环境状况持续恶化。虽然已经实施了大规模的“退耕还林还草”工程,但目前土壤退化、水土流失严重,生态环境恶化依然严重。再加上近年来工业化、城镇化进程加快,土地利用强度进一步加大,海东市土地利用压力巨大。目前对不同地形、不同土地利用方式间生态系统服务功能价值差异缺乏系统的研究,对生态环境系统与当地社会经济系统的耦合协调状况不明确。因此,本论文对海东市不同地形土地利用方式生态系统服务价值进行了实地调查,并就生态环境与社会经济系统耦合协调度进行了研究,主要结果如下:  1.土壤理化性状和植物群落特征的研究发现,总体上,不同土地利用方式间土壤容重、吸湿水、最大持水量、SOC、速效N、速效P、全P、全K、物种丰富度、地上生物量和总生物量有显著差异。耕地土壤容重和地上生物量最大,退耕还草地具有最大的土壤吸湿水和土壤持水量,退耕还草地和撂荒地SOC含量平均值高于退耕还林地和耕地,撂荒地全N、全P、全K含量大于退耕还林地和退耕还草地,退耕还草地物种丰富度高于退耕还林地和撂荒地。海拔与土壤吸湿水、最大持水量、速效N、全N、全K以及地上生物量呈正相关,和土壤pH、容重、速效K、地下生物量和根冠比呈负相关。但在不同土地利用方式间有差异。不同地形脑山区土壤理化性质和植物群落特征在不同土地利用方式间无显著差异,浅山区退耕还草地和撂荒地有最大的土壤持水量,川水区退耕还草地容重小、退耕还林地和退耕还草地持水量高。  2.不同土地利用方式下生态系统功能间关系的研究结果表明,物种多样性与大多数植物群落特征和土壤理化性质有显著相关性,但在不同土地利用方式间有差异。植物物种多样性是高寒生态系统SOC和N养分循环的主要影响因子,但其影响大小因土地利用类型和土壤养分状况而变化。撂荒地SOC受物种多样性的影响最大,退耕还草地次之,退耕还林地最小,而耕地SOC则不受物种多样性的影响。物种多样性对生态系统功能的影响随着土壤养分含量的变化而变化,在中度土壤N条件下,高寒草地生态系统N存留受物种多样性控制,而在低N和高N条件下,则分别受资源利用保守型和资源快速利用型性状所控制。这些研究结果将为海东市生态系统服务价值-营养物质循环价值的计算以及海东市生态环境系统中物种多样性和SOC等指标权重的确定提供理论依据。  3.实物量法计算生态系统服务价值结果显示,浅山耕地具有最大的生态系统服务总价值。其他土地利用方式下生态服务价值在川水、浅山和脑山之间均无显著差异。这种关系在不同海拔区域有变化,平均海拔最高的互助县浅山耕地各种生态系统服务价值最大,平均海拔最低的民和县脑山耕地各种生态系统服务价值最大,平均海拔居中的乐都县川水耕地各种生态系统服务价值最大。实物量法和当量因子法两种方法计算出的生态系统服务价值差异巨大,可达到22-48倍。当量法是在前人研究结果基础上做的估计值,由于生态系统服务功能的复杂性和空间异质性等问题,估计值误差太大,与当量法相比较,实物量法更符合当地实际。  4.海东市2012-2016年环境治理综合评价指数上升较快;环境压力综合评价指数先下降后大幅上升;资源禀赋综合评价指数处于下降趋势。2012-2016年经济实力综合评价指数增长最快,其次是经济效益综合评价指数,说明海东市在经济发展方面取得了显著的成效,同时产业结构也有提升。社会发展综合评价指数在2012-2014年下降,2015年开始缓慢上升。社会发展综合评价指数在2013年后低于经济实力综合评价指数,说明社会发展滞后于经济发展。环境压力综合评价指数始终高于环境治理综合评价指数,说明在这五年中,尽管环境治理投入强度比较大,但环境治理速度还是赶不上环境污染速度,环境压力逐步加大。生态环境系统综合评价指数在2013年后开始缓慢回升,2012-2016年社会经济系统综合评价指数呈持续上升趋势。2013-2016年生态环境系统综合评价指数始终低于社会经济系统综合评价指数,生态环境与社会经济系统综合评价指数出现了剪刀差,差距逐渐增大。  5.生态环境和社会经济系统耦合度在2012-2014年间处于下降趋势,2015-2016年开始上升。生态环境与社会经济系统在2012年处于高水平耦合阶段,生态环境与社会经济协调发展;2014年处于颉颃阶段,生态环境压力加大;2013、2015、2016年处于磨合阶段,生态环境问题开始被关注。海东市生态环境和社会经济系统协调发展度在2012-2014年处于失调类不可接受区的中度失调衰退类,2012年协调等级属于中度失调衰退类的经济滞后型,2013、2014年协调等级属于中度失调衰退类的环境滞后型;2015年处于过渡区的轻度失调衰退类,协调等级属于轻度失调衰退类的环境滞后型;2016年处于过渡区的濒临失调衰退类,协调等级属于濒临失调衰退类的环境滞后型,社会经济超前发展,生态环境严重滞后,生态环境系统不断退化。  本论文基于实物量法计算生态系统服务价值,构建的海东市生态环境-社会经济系统耦合协调度评价模型和评判标准不仅能够反映海东市生态环境-社会经济系统的均衡程度和冲突强度,而且可以实现两者之间耦合协调发展关系的定量评价。较科学地表征了海东市生态环境-社会经济系统的演化态势以及两者的耦合协调度发展轨迹,间接指明了海东市发展过程中的问题,可为海东市今后的发展、建设、管理和可持续发展提供参考。
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