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低山丘陵县域生态系统服务价值的时空分异及影响因素分析

赵琪琛 余敦 王检萍 卢一乾 郑亚萍 罗恬欣

赵琪琛,余敦,王检萍,等.低山丘陵县域生态系统服务价值的时空分异及影响因素分析:以江西德兴市为例[J].环境工程技术学报,2023,13(2):704-714 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220247
引用本文: 赵琪琛,余敦,王检萍,等.低山丘陵县域生态系统服务价值的时空分异及影响因素分析:以江西德兴市为例[J].环境工程技术学报,2023,13(2):704-714 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220247
ZHAO Q C,YU D,WANG J P,et al.Spatial and temporal variation and impact factors analysis of ecosystem service value in low-mountain counties: taking Dexing City in Jiangxi Province as an example[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(2):704-714 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220247
Citation: ZHAO Q C,YU D,WANG J P,et al.Spatial and temporal variation and impact factors analysis of ecosystem service value in low-mountain counties: taking Dexing City in Jiangxi Province as an example[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(2):704-714 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220247

低山丘陵县域生态系统服务价值的时空分异及影响因素分析—以江西德兴市为例

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220247
基金项目: 江西省社会科学基金项目(20GL08);江西省高校人文社会科学研究项目(GL19128);南昌市社科规划项目(GL202006);江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ210453)
详细信息
    作者简介:

    赵琪琛(1999—),男,硕士研究生,主要从事土地生态研究,2291896354@qq.com

    通讯作者:

    余敦(1975—),男,教授,博士,主要从事土地生态、土地规划等研究,jxauyd@163.com

  • 中图分类号: X171.1

Spatial and temporal variation and impact factors analysis of ecosystem service value in low-mountain counties: taking Dexing City in Jiangxi Province as an example

  • 摘要:

    科学评估生态系统服务价值(ESV)并分析其时空分异特征和影响因素对保障区域生态安全具有重要意义。以典型低山丘陵地貌的德兴市为例,基于2000年、2007年、2013年以及2018年遥感影像数据,分析土地利用结构和动态变化,利用当量因子系数修正法评估ESV,采用空间自相关和热点分析方法描述ESV的时空分异特征,并运用地理探测器探析ESV空间分异的影响因素。结果表明:2000—2018年,德兴市土地利用类型以林地为主,占总面积的75%以上,建设用地面积增加最多(2 230.38 hm2),林地面积减少最大(2 763.54 hm2),未利用地面积变化最剧烈;德兴市ESV共减少了1.1亿元,总量变化比较稳定;从空间上看,ESV呈西北低、东南高的空间分布格局,且存在显著的空间集聚效应;研究期间,ESV显著变化区域占总面积的20%左右,局部地区ESV变化比较剧烈;ESV空间分布受到自然条件和人类活动的共同作用,双因子间交互作用的影响要高于单一因子,且影响因子的作用强度存在空间差异。德兴市未来发展中,应注重对林地、水域等生态用地的保护,盘活存量建设用地,提高国土资源的利用效率,优化城乡建设用地布局,同时针对不同区域特点,采取差异化、精准化的生态管控措施。

     

  • 图  1  德兴市行政区划

    Figure  1.  Administrative division of Dexing City

    图  2  2000—2018年德兴市不同服务类型与地类的ESV变化

    Figure  2.  ESV of different service types and land types in Dexing City in 2000-2018

    图  3  2000—2018年德兴市ESV空间分布

    Figure  3.  Spatial distribution of ESV in Dexing City in 2000-2018

    图  4  2000—2018年德兴市ESV变化量的冷热点格局

    Figure  4.  Cold-hot pattern of ESV changes in Dexing City in 2000-2018

    图  5  2018年德兴市ESV空间分异影响因子交互作用的q统计量

    Figure  5.  Q statistics for the interaction of spatially divergent impact factors of ESV in Dexing City in 2018

    表  1  德兴市ESV空间分异的影响因子

    Table  1.   Impact factors of spatial differentiation of ESV in Dexing City

    影响因素影响因子代码数据来源
    自然条件高程X1地理空间数据云(https://www.gscloud.cn
    坡度X2由ArcGIS软件的Slope
    工具计算得到
    降水量X3国家地球系统科学数据中心(http://www.geodata.cn
    归一化植被指数(NDVI)X4由遥感影像预处理后的Red波段和NIR波段计算得到
    人类活动与公路的距离X5每个像元到公路的欧氏距离
    与自然保护地的距离X6每个像元到自然保护
    地的欧氏距离
    与城镇村居民点的距离X7每个像元到城镇村居民
    点的欧氏距离
    与采矿用地的距离X8每个像元到采矿用地
    的欧氏距离
    与中心城区的距离X9每个像元到中心城区
    的欧氏距离
    地均GDPX10资源环境科学与数据中心(http://www.resdc.cn)
    夜间灯光亮度X11珞珈一号夜间灯光数据(http://59.175.109.173:8888
    土地利用程度X12参照文献[32]计算土地
    利用程度
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    表  2  德兴市和全国相关统计数据

    Table  2.   Relevant statistics of Dexing City and China

    区域粮食产量/(kg/hm2降水量/mm气温/℃农村恩格尔系数/%城镇恩格尔系数/%农村人口占比/%城镇人口占比/%
    德兴市5 589.062 354.2018.7024.8830.8949.1851.11
    全国5 621.07673.8010.1030.1027.7040.4259.58
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    表  3  德兴市生态系统服务价值系数

    Table  3.   Table of coefficients of ecosystem service values in Dexing City 元/hm2 

    一级类型二级类型耕地林地建设用地水域未利用地
    供给服务食物生产4 469.261 474.860.002 368.7189.39
    原材料生产1 743.0113 318.390.001 564.24178.77
    调节服务气体调节3 217.8719 307.200.002 279.32268.16
    气候调节4 335.1818 189.880.009 206.67581.00
    水文调节3 441.3318 279.270.0083 887.98312.85
    废物处理6 212.277 687.120.0066 368.491 162.01
    支持服务保持土壤6 569.8117 966.420.001 832.40759.77
    维持生物多样性4 558.6420 156.360.0015 329.561 787.70
    文化服务提供美学景观759.779 296.060.0019 843.511 072.62
    合计35 307.14125 675.560.00202 680.886 212.27
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    表  4  双因子交互作用的类型

    Table  4.   Types of two-factor interaction

    判断依据交互作用
    q(F1∩F2)<min[q(F1),q(F2)]非线性减弱
    min[q(F1),q(F2)]<q(F1∩F2)<
    max[q(F1),q(F2)]
    单因子非线性减弱
    q(F1∩F2)>max[q(F1),q(F2)]双因子增强
    q(F1∩F2)=q(F1)+q(F2)独立
    q(F1∩F2)>q(F1)+q(F2)非线性增强
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    表  5  德兴市2000—2018年土地利用结构及动态度

    Table  5.   Land use structure and dynamic attitude in Dexing City from 2000 to 2018

    土地利用类型面积/hm2动态度/%
    2000年2007年2013年2018年2000—2007年2007—2013年2013—2018年2000—2018年
    耕地25 074.0925 260.8425 593.6625 719.750.110.220.100.14
    林地164 635.83163 436.94163 294.38161 872.29−0.10−0.01−0.17−0.09
    建设用地13 714.6514 533.6514 810.7615 945.030.850.321.530.90
    水域2 825.283 342.153 534.663 919.232.610.962.182.15
    未利用地1 681.741 358.01698.13475.29−2.75−8.10−6.38−3.99
    合计207 931.59207 931.59207 931.59207 931.59
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    表  6  2018年德兴市ESV空间分异影响因子的q统计量

    Table  6.   Q statistics of spatially divergent impact factors of ESV in Dexing City in 2018

    影响因子X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12
    q0.2460.3550.0880.5740.1230.0320.2230.0970.0480.1100.0680.883
    P0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
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    表  7  2018年各乡镇ESV空间分异影响因子的q统计量及排名

    Table  7.   Q statistics and ranking of spatially divergent impact factors of ESV by township in 2018

    乡镇X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12
    新岗山镇0.299**
    (5)
    0.431**
    (3)
    0.247**
    (7)
    0.699**
    (2)
    0.260**
    (6)
    0.106**
    (10)
    0.337**
    (4)
    0.156**
    (8)
    0.080**
    (11)
    0.131**
    (9)
    0.0410.867**
    (1)
    昄大乡0.211**
    (5)
    0.511**
    (3)
    0.164**
    (8)
    0.652**
    (2)
    0.209**
    (6)
    0.115**
    (10)
    0.227**
    (4)
    0.129**
    (9)
    0.066**
    (11)
    0.187**
    (7)
    0.0020.860**
    (1)
    李宅乡0.464**
    (4)
    0.540**
    (3)
    0.315**
    (6)
    0.769**
    (2)
    0.303**
    (7)
    0.0240.412**
    (5)
    0.037*(9)0.033**
    (10)
    0.256**
    (8)
    0.0260.904**
    (1)
    龙头山乡0.207**
    (4)
    0.419**
    (3)
    0.134**
    (7)
    0.625**
    (2)
    0.189**
    (5)
    0.058**
    (10)
    0.162**
    (6)
    0.076**
    (8)
    0.065**
    (9)
    0.050**
    (11)
    0.0680.940**
    (1)
    海口镇0.178**
    (1)
    0.067**
    (4)
    0.0040.0020.145**
    (2)
    0.041**
    (5)
    0.131**
    (3)
    0.0110.0040.0130.0010.006
    泗洲镇0.037**
    (10)
    0.057**
    (8)
    0.107**
    (6)
    0.422**
    (2)
    0.033**
    (11)
    0.019*(12)0.077**
    (7)
    0.121**
    (5)
    0.041**
    (9)
    0.136**
    (4)
    0.139**
    (3)
    0.878**
    (1)
    花桥镇0.111**
    (6)
    0.203**
    (3)
    0.073**
    (10)
    0.791**
    (2)
    0.100**
    (8)
    0.027*(12)0.154**
    (4)
    0.119**
    (5)
    0.043**
    (11)
    0.097**
    (9)
    0.111**
    (6)
    0.942**
    (1)
    绕二镇0.243**
    (5)
    0.457**
    (3)
    0.217**
    (6)
    0.575**
    (2)
    0.127**
    (8)
    0.173**
    (7)
    0.302**
    (4)
    0.044**
    (10)
    0.032**
    (11)
    0.069**
    (9)
    0.0020.865**
    (1)
    张村乡0.478**
    (4)
    0.526**
    (3)
    0.231**
    (6)
    0.780**
    (2)
    0.209**
    (7)
    0.094**
    (9)
    0.471**
    (5)
    0.103**
    (8)
    0.044**
    (11)
    0.061**
    (10)
    0.0090.937**
    (1)
    万村乡0.496**
    (4)
    0.599**
    (3)
    0.371**
    (6)
    0.850**
    (2)
    0.184**
    (7)
    0.029**
    (11)
    0.489**
    (5)
    0.115**
    (9)
    0.040**
    (10)
    0.134**
    (8)
    0.0130.954**
    (1)
    黄柏乡0.290**
    (2)
    0.349**
    (1)
    0.0000.0040.0150.0020.0040.0070.0030.0090.0120.004
    银城街道0.388**
    (3)
    0.378**
    (4)
    0.153**
    (9)
    0.725**
    (2)
    0.199**
    (8)
    0.103**
    (12)
    0.347**
    (5)
    0.109**
    (11)
    0.279**
    (6)
    0.114**
    (10)
    0.211**
    (7)
    0.941**
    (1)
    新营街道0.568**
    (3)
    0.544**
    (4)
    0.207**
    (9)
    0.737**
    (2)
    0.346**
    (8)
    0.070**
    (11)
    0.485**
    (5)
    0.0350.402**
    (6)
    0.075**
    (10)
    0.397**
    (7)
    0.910**
    (1)
    香屯街道0.338**
    (3)
    0.329**
    (4)
    0.187**
    (7)
    0.486**
    (2)
    0.196**
    (6)
    0.179**
    (8)
    0.246**
    (5)
    0.118**
    (10)
    0.112**
    (11)
    0.079*(12)0.153**
    (9)
    0.879**
    (1)
      注:括号中数字表示排名。**表示P在0.01水平上显著相关;*表示P在0.05水平上显著相关。
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