基于InVEST模型的流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià).pdf

1、祁連山脈是河西走廊地區(qū)三大內(nèi)陸河的發(fā)源地，對(duì)中國西北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)安全有著不可替代的作用，其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能好壞直接影響著各流域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。天澇池流域位于祁連山區(qū)中段，是黑河上游的典型小流域，因此本文以天澇池流域?yàn)槔?，利用InVEST模型的水源供給、碳儲(chǔ)存和土壤保持模塊對(duì)天澇池流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，同時(shí)設(shè)定三種不同的情景對(duì)未來天澇池流域可能發(fā)生的變化進(jìn)行模擬并評(píng)估其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化狀況，以期為祁連山區(qū)的生態(tài)管

2、理和環(huán)境保護(hù)政策制定提供理論依據(jù)和指導(dǎo)建議。主要研究成果如下：
　?。?）自然發(fā)展優(yōu)先情景下，流域碳儲(chǔ)量為62319.70噸，森林生態(tài)系統(tǒng)是流域碳儲(chǔ)存服務(wù)的主體，占流域碳儲(chǔ)量的78.93％，青海云杉是碳儲(chǔ)量最大的樹種，占到流域碳儲(chǔ)量的55.23%；經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)先情景下，流域碳儲(chǔ)量為33638.53噸，碳儲(chǔ)量減少約46.02%，碳儲(chǔ)存服務(wù)功能降低，環(huán)境保護(hù)優(yōu)先情景下，流域碳儲(chǔ)量為83356.73噸，增加了約33.76%，碳儲(chǔ)存服務(wù)功能

3、升高，因此，在僅考慮碳儲(chǔ)量服務(wù)功能最大化的情況下，流域內(nèi)應(yīng)以種植喬木林為主；流域林下植被碳儲(chǔ)量為1917.94噸，其中青海云杉、祁連圓柏和灌叢林下植被碳儲(chǔ)量分別為1368.30、158.68和390.96噸，當(dāng)忽略林下植被碳儲(chǔ)量時(shí)，會(huì)給流域碳儲(chǔ)量估算造成一定的誤差。
　?。?）自然發(fā)展優(yōu)先情景下，模擬流域水源供給量為2.51×106m3，高值區(qū)主要集中在積雪裸巖和灌叢所在區(qū)，占模擬水源供給量的79.73%，與觀測(cè)水源供給量相比，相

4、對(duì)誤差為7.52%，表明InVEST模型水源供給模塊在本研究區(qū)有較好的適用性；經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)先情景下，流域水源供給量為3.16×106m3，增幅約為25.78%，流域水源供給服務(wù)功能上升，環(huán)境保護(hù)優(yōu)先情景下，水源供給量為2.18×106m3，降幅約為13.37%，流域水源供給服務(wù)功能下降，因此，僅考水源供給服務(wù)最大化的情況下，流域內(nèi)應(yīng)以種植草本植物為主。
　?。?）自然發(fā)展優(yōu)先情景下，模擬土壤保持總量為1331832.26噸，土壤侵蝕

5、量為2206.70噸，土壤侵蝕量與觀測(cè)值對(duì)比，相對(duì)誤差為8.20%，表明InVEST模型土壤保持模塊在本研究區(qū)有較好的適用性；三種不同情景下，流域土壤保持總量差距較小，經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)先情下，流域土壤保持量為1330153.73噸，減少1678.53噸，流域土壤保持服務(wù)降低；環(huán)境保護(hù)優(yōu)先情景下，土壤保持量為1333162.87噸，增加了1330.61噸，流域土壤保持能力提高。在植被覆蓋度極高的情況下，流域植被變動(dòng)不會(huì)對(duì)土壤保持服務(wù)功能造成過大

6、影響。
　　（4）天澇池流域土壤保持服務(wù)與水源供給服務(wù)和碳儲(chǔ)存服務(wù)無相關(guān)關(guān)系，水源供給和碳儲(chǔ)存服務(wù)存在強(qiáng)負(fù)相關(guān)關(guān)系。按生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能大小由低到高，劃分流域?yàn)?級(jí)、2級(jí)、3級(jí)和4級(jí)功能區(qū)，自然發(fā)展優(yōu)先情景，碳儲(chǔ)存服務(wù)的1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)和4級(jí)區(qū)分別占21.34%、3.99%、35.89%和38.78%；經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)先情景下，1級(jí)和2級(jí)區(qū)面積不變、4級(jí)區(qū)全部退化為3級(jí)區(qū)，環(huán)境保護(hù)優(yōu)先情景下，1級(jí)和2級(jí)面積不變、部分3級(jí)區(qū)向4級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)換；自

7、然發(fā)展優(yōu)先情景，水源供給服務(wù)1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)和4級(jí)區(qū)分別占23.40%、26.29%、25.27%和25.04%，經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)先情景下，1級(jí)和2級(jí)區(qū)向3級(jí)和4級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)換，在環(huán)境保護(hù)優(yōu)先情景下，大部分3級(jí)和部分4級(jí)區(qū)向1級(jí)和2級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)換；自然發(fā)展優(yōu)先情景下，土壤保持服務(wù)的1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)和4級(jí)區(qū)分別占21.16%、57.02%、13.88%和7.49%，經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)先情景下，2級(jí)、3級(jí)和4級(jí)區(qū)全部向1級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)換，環(huán)境保護(hù)優(yōu)先情景下，土壤保持功能區(qū)未

8、發(fā)生改變；自然發(fā)展優(yōu)先情景下，流域綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)和4級(jí)區(qū)分別占24.27%、24.43%、26.56%和24.74%，經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)先情景和環(huán)境保護(hù)優(yōu)先情景下，1級(jí)和2級(jí)區(qū)均向3級(jí)和4級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)換，4級(jí)區(qū)分別是自然發(fā)展優(yōu)先情景下的2.52和1.64倍；經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)先情景下，3級(jí)和4級(jí)區(qū)面積達(dá)到極大值，流域三種生態(tài)服務(wù)服務(wù)功能疊加值最高；由于土壤保持服務(wù)分布的破碎化，綜合功能區(qū)劃分可認(rèn)為只是碳儲(chǔ)存服務(wù)和水源供給服務(wù)的疊加分析，而流