生态系统服务流流动机制:流向、流速与流量的影响因素研究

访问量:1肖华斌
生态系统服务流的流动过程

2.1 生态系统服务流的影响因素

生态系统服务流(ESF)的流向、载体与效益类型分类示意图
表2:生态系统服务流(ESF)的流向、载体与效益类型分类示意图

ESF通常具有流向、流速和流量3种属性特征。流向是指ESF流动的方向,一般受地形地貌和载体的影响;流速是在SPA到SBA过程中单位时间内ESF流过的距离,一般受自然环境和人类活动的影响;流量是ESF从SPA到SBA过程中具体的服务量,一般由SPA决定总量,受“汇”的影响,并可能在传递过程中产生自然衰减[9,19],明确ESF流量是量化评估以及空间模拟的基础。

ESs供给与需求的空间异质性是生态系统服务流动的基础,生态系统的类型、区位,功能特征、景观要素以及景观连通性等都是影响ESF的主要因素。例如,斑块大小和边缘效应会影响供应量和从SPA到SBA的流量,景观邻近性、景观组成、结构配置或基质渗透性等会影响ESF的流速[14]。

ESF通常根据生态系统与人类社会之间的物质、能量或信息等梯度差进行移动[2],传递载体包括生物因子和非生物因子,同时这些载体自身也承担着重要的生态系统服务功能[20]。

一种载体可能同时承载多种ESs,一种ES也可能需要多个载体才能传递到SBA。按照载体的流动分配过程可分为竞争性服务和非竞争性服务,按照载体产生效益的过程可以分为供应性效益和预防性效益[10,14](表2)。

2.2 生态系统服务流的权衡协同

ESF不仅涉及空间上的转移,还涉及多种ESs与人类活动之间的相互作用,形成复杂的相互关系,包括权衡(trade-off)、协同(synergy)和兼容(neutral)等多个表现类型[21-23]。ESF的流动是由于不同载体媒介的转移发生的,不同ESF间的权衡、协同通常与自然或社会系统产生的物质、能量和信息等梯度差相关。

其中,权衡是不同ESF之间的负向关系,指ESF1的增加可能导致ESF2的减少,通常存在于支持类和调节类ESF中。协同是不同ESF之间的正向关系,指2种及2种以上ESF同时增加或减少的状况,通常存在于调节类和文化类ESF中。兼容则指生态系统服务间不存在有明显倾向的作用关系。目前常用的权衡协同分析方法有2种。

  1. 统计分析法:利用Pearson和Spearman等相关性系数法、回归分析法、均方根误差分析法、空间自相关分析法等方法对ESF的实际供给能力进行量化比较。正值表示正相关即呈协同关系,负值表示负相关即呈权衡关系,数值越大表示相关性越强[24]。
  2. 模型分析法:利用软件模型(InVEST、ARIES、ESValue、EcoAIM、EcoMetrix、NAIS、SolVES等)结合ArcGIS、QGIS等软件对ESF进行时空对比[25-26]。

常见问题(FAQ)

什么是生态系统服务流(ESF)的三大属性特征?
ESF具有流向、流速、流量三大属性。1)流向:流动方向,受地形地貌和载体影响;2)流速:单位时间流过的距离,受自然与人为活动影响;3)流量:具体的服务量,由供给区(SPA)决定总量,受“汇”影响,传递中可能自然衰减。明确流量是量化评估与空间模拟的基础。
影响ESF流动的主要因素有哪些?
主要影响因素包括:1)生态系统本身的类型、区位、功能特征;2)景观要素(如斑块大小、边缘效应影响流量);3)景观结构(如邻近性、组成、基质渗透性影响流速);4)载体媒介(生物或非生物因子),一种载体可承载多种服务,一种服务也可能需多种载体传递。
ESF的“权衡”与“协同”指什么?通常出现在哪些服务类型之间?
权衡是ESF间的负向关系(此增彼减),常见于支持类与调节类服务之间。协同是正向关系(同增同减),常见于调节类与文化类服务之间。兼容则指无明显相互作用。这些关系与物质、能量、信息的梯度差相关,体现了多种ESs与人类活动的复杂互动。
分析ESF权衡与协同的常用方法有哪些?
主要有两类方法:1)统计分析法,如利用Pearson相关系数、回归分析、空间自相关等量化比较服务供给能力,通过正负相关判断权衡协同;2)模型分析法,结合InVEST、ARIES、SolVES等专业模型与GIS软件,对ESF进行时空对比分析。

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