晋北典型矿农城复合区生态系统服务价值权衡与协同

Trade-off and synergy of ecosystem service value in typical mine-agriculture-urban compound area: A case study in north Shanxi, China

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摘要受到人类剧烈活动的影响,矿农城复合区的土地利用类型在短时间内转换频繁,进而对生态系统服务价值的变化产生显著影响,严重威胁区域生态系统的稳定性和可持续发展.分析和预测矿农城复合区生态系统服务价值(Ecosystem Service Value,ESV)时空演变特征、权衡与协同关系,对协调区域生态功能和人类需求具有重要意义.以晋北典型矿农城复合区为例,基于未来土地利用模拟(Future Land Use Simulation,FLUS)和价值当量表估算法,分析并预测了1990—2026年土地利用类型及ESV变化,同时结合相关性指数分析2026年不同情景下生态系统服务间的权衡与协同关系.结果表明:(1)2018—2026年研究区土地利用格局变化显著,主要表现在农用地、损毁地以及其他地类的相互转换上.在不同的发展情景下,2026年研究区的ESV存在较大的差异.自然、经济及生态发展情景的ESV总量依次为1.87亿元,1.69亿元和2.01亿元.(2)1990—2018年间,矿区土地复垦为研究区带来ESV增量1.95亿元.其中,第一阶段和第二阶段带来的ESV增量分别为1.86亿元和0.09亿元.相较于第一阶段,土地复垦第二阶段虽然数量少,但占比不断增加,有较大的发展潜力.另外,草地转林地和耕地转林地是第二阶段ESV增量的主要来源,其增值分别为430.03万元和404.61万元.(3)各项生态系统服务协同关系明显,受到人类扰动较少的西南区域和人类扰动剧烈的矿区均表现为协同关系,仅有少数地区表现为权衡关系,且调节—文化服务的权衡关系较为明显.本文可为矿农城复合区的生态系统服务管理提供一定的支撑.