本文来源：知天象公众号
气候和土地利用变化对区域生态系统服务的耦合影响
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文章主旨
生态系统服务是维持区域可持续发展的关键。气候变化和土地利用/覆盖变化(LULC)是导致区域生态系统服务变化的主要因素之一。现有研究模拟了不同未来情景下的区域生态系统变化，为区域可持续管理提供了有价值的指导。然而，大多数研究都集中在单个因素(LULC或气候变化)对ES的影响上，对两者的耦合效应关注不足。在未来气候变化和社会经济快速发展的背景下，云南省是生态系统面临挑战的生物多样性热点地区。为了实现可持续管理，必须提前制定政策，以应对未来可能出现的生态风险。研究采用SD、FLUS和InVEST模型模拟了气候变化和土地利用价值对6种ES的耦合效应。将共享社会经济路径SSP245和SSP585情景框架与LULC情景动态相结合，评估了2030年和2050年ES的变化，识别了敏感区，为当地生态系统管理提供了科学依据。2020年，云南省东部地区是所有ES的冷点区。在未来情景下，云南省生态系统具有不同的损失率和明显的空间异质性。未来气候变化和LULC变化对水资源涵养和水质净化的负面影响更为显著。约66%的县将成为生产用水服务的敏感区，37%的县的净水功能将下降50%以上。
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研究目的
量化不同气候情景下LULC与气候变化对6种ESs的耦合影响。以云南省为例，从产水量、净化水、碳储量、土壤保持、生境质量、生态系统服务功能等方面评价了云南省生态系统服务功能的现状。模拟不同情景下云南省未来土地利用变化，计算气候与土地利用变化耦合作用下的生态环境价值。最后，对生态敏感区进行识别，为区域生态系统管理和可持续发展提供建议。
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研究数据及方法
表1列出了使用的所有数据及其来源，包括云南省的土地利用、气候、土壤、DEM、人口等社会经济统计数据。
使用InVEST模型评估了云南ES的一般情况的结果。通过热点分析，确定了6个ES的冷热区。其次，利用系统动力学(SD)模型，结合社会经济和气候数据，对不同情景下的土地利用需求进行了预测。
产水量：InVEST中的产水量表示为区域水量输入(降水)与输出(蒸散)之差；
水净化：InVEST中的养分输送比模型可以评价自然生境的养分保留能力，代表水体的净化功能；
土壤保持：采用经典修正通用土壤流失方程估算土壤保持力；
生境质量：从外部威胁的强度和生态系统类型对威胁的本能敏感性两方面对生境质量进行了评价。
碳储量：计算了不同时期和土地利用类型的四种主要碳储量，包括地上生物量、地下生物量、土壤和死亡有机质。
未来土地使用需求估算：SD模型是研究复杂系统结构、功能和动态行为之间关系的实用方法。通过试错法确定变量的变化和变量之间的定量关系。结合关键气候(温度、降水)和社会经济数据，描述不同社会经济因子和自然因子与土地利用类型之间的相互作用，建立系统动力学模型。
应用未来土地利用模拟模型软件(FLUS)对云南未来土地利用价值进行了模拟。FLUS模型由基于人工神经网络(ANN)的自适应概率计算模块和CA模块组成。研究中使用2015年的数据作为训练数据来确定相关参数，并使用2020年的数据来校准模型。
热点分析：研究利用热点分析方法对云南省ES高值区和低值区进行了表征。
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重要图表
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重要结论
（1）云南省东部地区是六大生态系统服务功能的冷区。快速的城市化进程对区域生态系统的可持续管理构成了重大威胁。在不同的SSP情景下，6种ES表现出不同的空间格局和时间动态。其中，产水服务、净水服务和土壤保持服务将发生较大变化。
（2）66%的县将面临产水量大幅下降，37%的县净水功能下降50%以上。
（3）云南省森林覆盖率高，生境质量、碳储量和传粉量变化相对稳定。建议合理规划城市空间格局，避免影响高质量的自然栖息地。
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小编说
该论文题目为 “Coupled impacts of climate and land use changes on regional ecosystem services” 于2023年发表在《Journal of Environmental Management》期刊（IF= 8.910）。研究采用SD、FLUS和InVEST模型分析了气候变化和土地利用成本对生态系统的耦合影响，并对云南省生态系统敏感区进行了识别。表明生态系统服务评估和严格的保护计划相结合是必要的。同时，应加强对敏感地区的监测和保护，以应对未来气候变化带来的风险。
引用信息
Sun L, Yu H, Sun M, et al. Coupled impacts of climate and land use changes on regional ecosystem services[J]. Journal of Environmental Management, 2023, 326: 116753.
原文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030147972202326X
转自：“生态遥感前沿”微信公众号
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