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京津冀地区生态系统服务价值时空变化及驱动因子分析

李魁明 王晓燕 姚罗兰 石云

李魁明,王晓燕,姚罗兰,等.京津冀地区生态系统服务价值时空变化及驱动因子分析[J].环境工程技术学报,2022,12(4):1114-1122 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210269
引用本文: 李魁明,王晓燕,姚罗兰,等.京津冀地区生态系统服务价值时空变化及驱动因子分析[J].环境工程技术学报,2022,12(4):1114-1122 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210269
LI K M,WANG X Y,YAO L L,et al.Spatio-temporal change and driving factor analysis of ecosystem service value in the Beijing-Tianjin-Hebei Region[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2022,12(4):1114-1122 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210269
Citation: LI K M,WANG X Y,YAO L L,et al.Spatio-temporal change and driving factor analysis of ecosystem service value in the Beijing-Tianjin-Hebei Region[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2022,12(4):1114-1122 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210269

京津冀地区生态系统服务价值时空变化及驱动因子分析

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210269
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助(20160204);河北省高等学校科学研究计划(SQ2021185);北京农业职业学院人文社科项目(XY-SK-20-14)
详细信息
    作者简介:

    李魁明(1989—),男,讲师,博士研究生,主要从事生态安全与流域非点源污染研究,809927535@qq.com

    通讯作者:

    石云(1981—),女,副教授,博士,主要从事动力学数值模拟等方面的研究,444739691@qq.com

  • 中图分类号: X171.1

Spatio-temporal change and driving factor analysis of ecosystem service value in the Beijing-Tianjin-Hebei Region

  • 摘要:

    基于京津冀地区2000年、2010年和2018年土地利用分类数据,通过分析土地利用结构及其动态变化、构建生态系统服务价值(ESV)模型,探究京津冀地区13个地市ESV的时空演变,运用地理探测器分析京津冀地区ESV驱动因子。结果表明:1)2000—2018年,耕地是京津冀地区最主要的土地利用类型,建设用地是面积和动态度变化最剧烈的土地利用类型。2)2000—2018年京津冀地区ESV呈先下降后上升趋势,调节服务与支持服务始终是京津冀地区生态系统服务的核心功能,其中水文调节的贡献率最大。3)从时间上看,京津冀地区地均生态系统服务价值(AESV)变化不大。从空间上看,京津冀地区AESV空间分布差异明显,高值区主要分布在冀北和京津地区,低值区主要分布在中南部的平原地区。京津冀各地市AESV的变化较为明显,大多数地市呈减少趋势。4)各土地利用类型的敏感性指数均小于1,其中林地的敏感性指数最高,对ESV的影响最大。5)地理探测器分析表明,京津冀地区AESV在空间上的分布差异受到区域自然因子、经济因子和社会因子共同作用,其中高程、地均GDP、人口密度等因子的贡献率较大,不同驱动力之间的交互作用对京津冀地区AESV的空间分异影响明显增强。

     

  • 图  1  2000—2018年京津冀地区不同土地利用类型面积变化

    Figure  1.  Area change of different land use types in Beijing-Tianjin-Hebei Region from 2000 to 2018

    图  2  2000—2018年京津冀地区AESV空间分布

    Figure  2.  Spatial distribution of AESV in Beijing-Tianjin-Hebei Region from 2000 to 2018

    图  3  2000—2018年京津冀地区AESV变化率空间分布

    Figure  3.  Spatial distribution of AESV change rate in Beijing-Tianjin-Hebei Region from 2000 to 2018

    表  1  京津冀地区单位面积生态系统服务价值系数

    Table  1.   Ecosystem service value coefficient per unit area in Beijing-Tianjin-Hebei Region 元/hm2

    生态系统功能构成 土地利用类型
    一级 二级 耕地 林地 草地 水域 未利用土地
    供给服务 粮食生产 2 187.50 492.68 453.27 788.29 19.71
    原料生产 492.68 1 143.02 670.04 236.49 39.41
    水资源供给 −2 581.64 591.22 374.44 10 306.87 19.71
    调节服务 气体调节 1 753.94 3 764.08 2384.57 945.95 137.95
    气候调节 926.24 11 252.81 6286.60 2798.42 98.54
    净化环境 275.90 3 291.10 2069.26 5636.26 413.85
    水文调节 2 956.08 7 370.49 4611.48 107778.68 236.49
    支持服务 土壤保持 1 024.77 4 572.07 2896.96 926.24 157.66
    维持养分循环 315.32 354.73 216.78 78.83 19.71
    生物多样性 335.02 4 177.93 2 640.76 2522.52 137.95
    文化服务 美学景观 157.66 3015.20 1162.72 1951.01 59.12
    合计 7843.47 40025.33 23766.88 133969.56 1340.09
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    表  2  2000—2018年京津冀地区土地利用变化动态度

    Table  2.   Land use change dynamics degree in Beijing-Tianjin-Hebei Region from 2000 to 2018 %

    年份区间单一土地利用动态度综合土地利用动态度
    耕地林地草地水域建设用地未利用土地
    2000—2010年−0.13−0.01−0.07−0.381.19−0.370.10
    2010—2018年−0.960.30−0.312.424.98−2.300.57
    2000—2018年−0.490.13−0.180.833.14−1.190.30
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    表  3  京津冀地区2000—2018年生态系统功能单项服务价值

    Table  3.   Ecosystem individual service value of Beijing-Tianjin-Hebei Region from 2000 to 2018

    生态系统功能构成2000年2010年2018年
    一级二级价值/亿元占比/%价值/亿元占比/%价值/亿元占比/%
    供给服务粮食生产282.606.50279.046.50262.045.94
    原料生产130.162.99129.173.01126.002.86
    水资源供给−176.77−4.07−175.58−4.09−141.56−3.21
    小计235.985.43232.635.42246.485.59
    调节服务气体调节450.3710.36446.8310.40435.379.87
    气候调节843.1819.40839.2119.54841.4519.07
    净化环境287.066.60284.636.63290.696.59
    水文调节1 509.0334.721 477.0734.391 585.8835.94
    小计3 089.6471.083 047.7470.953 153.3971.46
    支持服务土壤保持424.539.77421.919.82416.889.45
    养分循环58.541.3557.991.3555.661.26
    生物多样性332.627.65330.717.70333.107.55
    小计815.7018.77810.6218.87805.6418.26
    文化服务美学景观205.464.73204.384.76207.604.70
    合计4 346.781004 295.361004 413.11100
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    表  4  京津冀地区生态系统服务价值敏感性指数

    Table  4.   Sensitivity index of ecosystem services value in Beijing-Tianjin-Hebei Region

    年份耕地林地草地水域未利用土地
    2000 0.197 6 0.411 2 0.192 3 0.198 3 0.000 6
    2010 0.197 3 0.415 8 0.193 2 0.193 1 0.000 6
    2018 0.177 3 0.414 4 0.183 4 0.224 4 0.000 5
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    表  5  京津冀地区生态系统服务价值驱动因子

    Table  5.   Driving factors of ecosystem services value in Beijing-Tianjin-Hebei Region

    项目X1X2X3X4X5X6X7X8X9
    统计量(q)0.1410.2720.0730.1760.2120.1710.0630.0320.204
    P0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000
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    表  6  地理探测器的交叉探测结果

    Table  6.   Cross detection results of geodetectors

    驱动因子X1X2X3X4X5X6X7X8X9
    X10.141
    X20.4070.272
    X30.1850.2530.073
    X40.2910.3520.1790.176
    X50.3250.4120.1930.2340.212
    X60.2510.3850.1820.1880.3320.171
    X70.1620.2910.0790.1780.2530.1840.063
    X80.1550.2830.0740.1770.2250.1830.0740.032
    X90.2150.2890.2060.2080.2980.2250.2130.2030.204
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  • 收稿日期:  2021-06-28
  • 录用日期:  2021-10-07

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