甘肅白龍江流域地處青藏高原向黃土高原和西秦嶺山區(qū)過(guò)渡的生態(tài)脆弱交錯(cuò)帶,是中國(guó)泥石流和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害四大高發(fā)區(qū)之一。近年來(lái),隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、礦山開(kāi)采,人類(lèi)活動(dòng)不斷增強(qiáng)、自然災(zāi)害頻發(fā),深刻地影響著流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)安全。如何準(zhǔn)確地分析和評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其時(shí)空變化特征,以及如何結(jié)合研究區(qū)特征和不同利益相關(guān)者的需求,最大限度地發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)并維護(hù)其服務(wù)的可持續(xù)性,已成為當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展科學(xué)、生態(tài)學(xué)和地理學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本文在分析研究區(qū)土地利用變化特征、辨識(shí)主要生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源基礎(chǔ)上,對(duì)土地利用變化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法(Costanza模型)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合評(píng)估模型(In VEST模型)進(jìn)行改進(jìn)或模型參數(shù)“本地化”處理,量化和可視化了白龍江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時(shí)空變化特征;同時(shí),初步探討生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡與管理建議,旨在為流域生態(tài)安全維護(hù)、可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境管理與規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。初步結(jié)論如下:(1)1990～2010年間白龍江流域土地利用格局發(fā)生了較大變化。耕地面積先增加后減少,劇變區(qū)主要分布在坡度在35°以下的山地、緩丘、谷地、河漫灘等區(qū)域。林地面積最大(約占40%以上),主要分布在中高山地區(qū)域,且呈現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)。草地和未利用地持續(xù)減少,居民工礦建設(shè)用地不斷增加。水域面積變化微弱�？傮w來(lái)看,土地利用合理程度總體呈現(xiàn)先微弱下降后上升的趨勢(shì)。(2)白龍江流域內(nèi)的滑坡、泥石流、地震、土壤侵蝕和干旱等綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源的空間分布具有明顯的空間差異性,整體沿著白龍江中段呈條帶狀分布。其中,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源極度和高度危險(xiǎn)區(qū)集中分布在舟曲—武都—文縣段白龍江河谷沿岸地帶,約占流域面積的33.31%;而危險(xiǎn)度較低的區(qū)域主要是林地,約占43.66%。從主導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)源組成來(lái)看,流域內(nèi)約60%以上的地區(qū)是以滑坡、泥石流和土壤侵蝕為主導(dǎo)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源,且集中在人類(lèi)活動(dòng)相對(duì)頻繁的土石山區(qū)河谷地帶。(3)研究期間,流域內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值不斷升高,而土壤保持、碳儲(chǔ)存、產(chǎn)水量和生物多樣性等生態(tài)服務(wù)總體呈現(xiàn)先減弱后增加的趨勢(shì),但在不同區(qū)域,其空間分布格局與數(shù)值略有差異。農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值空間分布格局與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源分布格局相似,并深受自然災(zāi)害和人文社會(huì)要素的影響,與其他服務(wù)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤保持、碳儲(chǔ)存、產(chǎn)水量和生物多樣性等服務(wù)彼此間呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,且空間分布格局相似;高值區(qū)多集中在自然保護(hù)區(qū)和林業(yè)管護(hù)區(qū)。(4)將某一項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力超過(guò)其平均值的地區(qū),視為該項(xiàng)服務(wù)的重要區(qū)(或核心區(qū)),以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)價(jià)值、土壤保持、碳儲(chǔ)存、產(chǎn)水量和生物多樣性等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為對(duì)象,開(kāi)展流域綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(多重服務(wù))重要區(qū)辨識(shí)與區(qū)劃。結(jié)果表明,綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)趨向于兩極分化,即生態(tài)系統(tǒng)極重要和高重要區(qū)域提供的多重服務(wù)越來(lái)越多;而一般重要以下區(qū)域,各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)都比較低或偏向于提供某一單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。在空間上,高重要和極度重要區(qū)主要分布在地表擾動(dòng)較少的山林區(qū)(如白水江自然保護(hù)區(qū)、達(dá)拉—阿夏—多爾自然保護(hù)區(qū)、迭山林場(chǎng)等),約占流域面積的40.85%以上。(5)采用情景分析法,設(shè)計(jì)了自然發(fā)展優(yōu)先、城鄉(xiāng)擴(kuò)張優(yōu)先和退耕保護(hù)優(yōu)先3種土地變化情景,并模擬不同情景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的變化。研究表明,自然發(fā)展優(yōu)先情景下,各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化程度微弱;城鄉(xiāng)擴(kuò)張優(yōu)先情景對(duì)生物多樣性影響最大;退耕保護(hù)優(yōu)先情景下,農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)價(jià)值下降明顯,但土壤保持、碳儲(chǔ)存、水源供給和生物多樣性等服務(wù)呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。因此,如果以減少流域內(nèi)災(zāi)害發(fā)生、可持續(xù)地提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為主要目標(biāo),退耕保護(hù)優(yōu)先情景更為適合研究區(qū)發(fā)展的需求。同時(shí),建議研究區(qū)未來(lái)繼續(xù)加強(qiáng)自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)和防治工作,重視森林和草地的恢復(fù),積極實(shí)施扶貧計(jì)劃,控制人口增長(zhǎng)和城鄉(xiāng)擴(kuò)張,弱化GDP政績(jī)考核。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：X171
【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念及分類(lèi)
        1.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法
        1.2.3 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與管理
        1.2.4 流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究進(jìn)展
    1.3 研究目的、內(nèi)容和論文框架
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
        1.3.3 論文框架
        1.3.4 技術(shù)路線
第二章 研究區(qū)概況
    2.1 地形地貌
    2.2 氣象水文
    2.3 土壤特征
    2.4 植被特征
    2.5 災(zāi)害與生態(tài)環(huán)境
    2.6 社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況
第三章 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與InVEST模型介紹
    3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與處理
        3.1.1 DEM數(shù)據(jù)
        3.1.2 土地利用與植被類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)
        3.1.3 氣象數(shù)據(jù)
        3.1.4 土壤數(shù)據(jù)
        3.1.5 其他地理數(shù)據(jù)
        3.1.6 社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)
        3.1.7 野外調(diào)研與訪談
    3.2 InVEST模型介紹
第四章 白龍江流域LUCC與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源危險(xiǎn)度分析
    4.1 白龍江流域LUCC時(shí)空變化分析
        4.1.1 土地利用變化分析
        4.1.2 土地利用變化過(guò)程與結(jié)果分析
        4.1.3 討論
    4.2 白龍江流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源危險(xiǎn)性評(píng)估
        4.2.1 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)及其危險(xiǎn)度評(píng)估方法
        4.2.2 單一要素風(fēng)險(xiǎn)源危險(xiǎn)度
        4.2.3 綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源危險(xiǎn)度評(píng)估方法與結(jié)果分析
        4.2.4 討論
    4.3 土地利用與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源—生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的關(guān)聯(lián)框架
    4.4 本章小結(jié)
第五章 白龍江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時(shí)空變化
    5.1 生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值
        5.1.1 研究方法
        5.1.2 生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)服務(wù)價(jià)值的影響因子
        5.1.3 生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空變化
        5.1.4 討論
    5.2 土壤保持服務(wù)
        5.2.1 InVEST模型土壤保持原理
        5.2.2 數(shù)據(jù)處理與參數(shù)設(shè)置
        5.2.3 結(jié)果與分析
        5.2.4 討論
    5.3 碳儲(chǔ)存服務(wù)
        5.3.1 研究方法
        5.3.2 白龍江流域碳儲(chǔ)量變化總體特征
        5.3.3 白龍江流域主要植被類(lèi)型碳儲(chǔ)存特征
        5.3.4 白龍江流域碳儲(chǔ)量在不同地形因子上的分布特征
        5.3.5 討論
    5.4 產(chǎn)水服務(wù)
        5.4.1 研究方法與數(shù)據(jù)處理
        5.4.2 白龍江流域產(chǎn)水量空間分布格局
        5.4.3 白龍江流域主要植被類(lèi)型產(chǎn)水能力
        5.4.4 地形因子對(duì)流域產(chǎn)水量的影響
        5.4.5 討論
    5.5 生物多樣性
        5.5.1 研究方法
        5.5.2 結(jié)果與分析
        5.5.3 討論
    5.6 本章小結(jié)
第六章 白龍江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時(shí)空權(quán)衡與管理建議
    6.1 白龍江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間權(quán)衡
        6.1.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間相關(guān)分析
        6.1.2 生態(tài)系統(tǒng)多重服務(wù)重要區(qū)識(shí)別
    6.2 白龍江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時(shí)間權(quán)衡
        6.2.1 情景分析設(shè)定
        6.2.2 不同情景下白龍江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)模擬
    6.3 白龍江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理建議
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究不足與展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
致謝

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本文編號(hào)：2840537