【摘 要】
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在生态文明建设和全面建成小康社会的时代背景下,促进区域经济与环境协调发展是重中之重。清江流域的生态战略地位显著,经济条件相对落后,绿色发展道路是必经之路,如何权衡协调区域生态保护和经济发展的矛盾关系是十分重要的课题。本文以清江流域为研究对象,分析1980-2018年间土地利用/覆被与主要生态系统服务时空变化规律,探究不同尺度下流域的生态系统服务权衡/协同关系,通过构建Logistic-CA-Mar
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在生态文明建设和全面建成小康社会的时代背景下,促进区域经济与环境协调发展是重中之重。清江流域的生态战略地位显著,经济条件相对落后,绿色发展道路是必经之路,如何权衡协调区域生态保护和经济发展的矛盾关系是十分重要的课题。本文以清江流域为研究对象,分析1980-2018年间土地利用/覆被与主要生态系统服务时空变化规律,探究不同尺度下流域的生态系统服务权衡/协同关系,通过构建Logistic-CA-Markov模型模拟自然增长、耕地保护、生态保护和生态建设4种情景下的清江流域2034年的土地利用格局,进一步探索流域未来生态系统服务及其权衡/协同关系的演变趋势。研究结果表明:（1）清江流域的土地利用结构以林地为主导,2000年后流域内部的土地利用强度相较以前明显增大,主要表现为林地的减少、建设用地和水域的增多,2010年流域开始重视生态环境保护后以上转移规律有所减缓。在实施退耕还林还草的同时,有相当数量林地转入耕地,农业在流域经济结构中占有较高比例。2002年清江中游的水布垭水电站开始截流后,中游以水布垭水电站为终点的河道总体水量明显增加,高坝洲水库段水量也有一定程度的抬升,导致以上河道两侧林地转为水域;水布垭水电站与隔河岩水电站之间水量的下降导致该区间段河道两侧林地面积增多。林地是转入建设用地的主要地类,集中在恩施市中心和部分交通要道。（2）近40年间,清江流域单位面积的水源供给量位于384.78-983.09mm区间,产水总量在65-166亿平方米之间,降雨量是影响水源供给的重要因素。土壤保持量位于121.48-166.27t/hm2,土壤保持总量位于22.7-31.1亿吨;土壤实际侵蚀量位于69.99-94.89t/（hm2·a）,侵蚀总量位于16.99-20.87亿吨,分布规律受地形因素影响较大,土壤保持高值区聚集在中下游河道两侧沟谷地带,土壤侵蚀低值区分布在利川、建始、恩施市境内盆地,以及最东部河口的平原地带,随地形复杂度增加,土壤侵蚀加剧。碳储存位于11.50-11.63t/hm2,碳储存总量位于2.15-2.18亿吨,数值逐年降低,分布主要受流域内部土地利用结构和分布的影响。生境质量介于0.73-0.74之间,下降速率有增大的趋势,低值区集中分布在各县域的中心建成区,明显受人类活动干扰。（3）清江流域生态系统服务权衡/协同关系具有较强的尺度依存效应。在生态系统服务结构分析中,各空间尺度下的主导型生态系统服务有所差异,在流域尺度上,生态系统服务结构始终以水源供给为主;在子流域尺度上,干流的结构比支流更稳定,干流上游以水源供给为主,中下游以土壤保持和生境质量为主,其中下游高坝洲水库段的碳储存功能相对突出;在主要土地利用/覆被尺度上,耕地和草地由水源供给主导,林地由碳储存和生境质量主导,林地在提供碳储存服务和维护生物多样性方面发挥重要作用,耕地在提供水土保持功能上有较大影响;在地貌区尺度上,平原和高中山区以水源供给为主,丘陵和低山区以土壤保持为主,低中山区由土壤保持和生境质量转为土壤保持主导。在生态系统服务相关性分析中,水源供给和土壤保持、碳储存、生境质量三者的权衡/协同关系受时空尺度影响更为显著,多数情况为权衡关系;土壤保持、碳储存和生境质量三者之间呈协同作用,其中碳存储和生境质量始终为显著强协同。在生态系统服务多重热点区分析中,清江流域的热点区面积排序为:1重＞2重＞3重＞4重,其分布特征受地形和土地利用格局影响。（4）使用Logistic-CA-Markov模型,可较准确地模拟在自然增长、生态保护、耕地保护和生态建设4种模拟情景下的2034年清江流域土地利用/覆被格局。在4种模拟情景中,耕地保护和生态保护情景中的土地利用结构存在矛盾;生态建设情景在满足区域环境保护要求的前提下,能更好地满足区域经济建设的空间需求,但耕地和建设用地的空间扩张之间有较为明显的冲突,集中体现在以恩施市为中心的地区。2034年清江流域的4种生态系统服务呈现不同的演化趋势,水源供给能力有减弱风险,土壤保持、碳储存和生境质量有不同程度的提高,耕地的水源供给能力仍为最强,林地除了在碳储存和生境质量方面继续发挥优势,土壤保持功能的重要性也有所增加。未来清江流域内部不同生态系统服务权衡与协同作用之间的绝对差距在4种情景中均保持增长趋势,亟需重视流域内部生态系统服务的供给能力,协调不同发展政策下的矛盾与冲突,保障流域生态系统的可持续发展。
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