长江武汉段生态系统服务存量评估结果

2.1生态系统服务存量评估结果

 

 

 

长江武汉段生物多样性是生态系统过程完整性和许多ES持续供给的基础，它的丧失会增加主要ES丧失的风险[33]。InVEST-HQ模型生成当前生境质量和相对生境退化水平(图2-1、2-2)。

结果显示，研究区生境质量平均值0.42，生境退化平均值0.02。提取蓝绿空间计算，生境质量平均值分别为草地0.7，森林0.88，湿地0.7，水体0.8；生境退化平均值分别为草地0.03，森林0.03，湿地0.06，水体0.07，均高于平均值，可见研究区蓝绿空间具有最重要的生物多样性保护价值且面临最严峻的退化危机。同时研究区高质量生境仅约占总面积的2.5%，且可视化结果显示其破碎度较高、空间分散。

 

 

热浪带来高死亡率、高发病率、高空调消耗以及低舒适度和低工作效率等，严重影响人类健康和福祉。在各种战略方法中，利用ES帮助人类适应气候变化的不利影响被证明是最灵活、最具有成本效益且能广泛适用的有效方案。研究区处于城市热岛效应最严峻的区域，提高其对极端温度的适应能力是当务之急，而研究区的蓝绿空间正是城市热缓解可利用的重要资源。

 

 

InVEST-UC模型生成研究区减热(HM)指数(图2-3)。提取各LULC的减热指数平均值，人造地表0.23，耕地0.65，(蓝色空间)湿地0.75，水体0.72，(绿色空间)森林0.58，草地0.68。结果显示，城市热岛效应最严峻的城市集建区减热效应最弱，蓝绿空间贡献最多的减热效应且蓝色空间减热效应更强，研究区的绿色空间破碎散布可能是减热效应相对较弱的原因。

 

 

城市集建区因高比例不透水铺装助长下水道溢流，受污染径流和流出物合并进入城市河流廊道。城郊非集建区则因径流经过农业用地，水量被灌溉改变，水质因泥沙、营养物质、杀虫剂和除草剂等加入以及微生物等消失而恶化。此外在不受城市或农业影响的流域，还存在采矿、钻探等人为干扰降低水质和威胁水陆栖息地。改变的水流和污染物负荷不仅影响局部，还影响下游流域，带来更大范围的恶劣影响[34]。InVEST-NDR和SDR模型评估水质污染和净化情况，部分结果如图2-4~2-9。

 

NDR模型生成的养分输出量结果显示，非点源氮/磷养分输出平均值为3.07/0.51(kg/hm2)。耕地和人造地表是养分贡献高值区，这2种地类附近的河流水系面临更大的养分输入量。养分有效持留结果显示，森草、湿地提供较高的养分持留，尤其是滨河绿带在拦截养分上发挥着至关重要的作用，但是目前滨河绿带断续缺失较为显著。此外，受人类活动影响近郊蓝绿空间养分持留也显著下降。

 

SDR模型生成的泥沙输出和持留结果显示，森林泥沙输出量和持留量平均值分别为0.563、63.138t/hm2，其在水土保持方面有着卓越贡献。人造地表和耕地也呈现较强的持留能力，泥沙输出量和持留量平均值分别为0.096、0.064t/hm2和10.752、8.700t/hm2，推测受到排水层路网的影响。可视化结果显示，研究区山体贡献高值泥沙输出和持留，滨河绿带是泥沙持留的关键区域。

 

 

如图2-10、2-11所示，蓝绿空间是研究区审美质量的主要来源，尤其是自然景观相对贫瘠的城市集建区，高分河岸带和较高分湖泊山体是宝贵的审美资源。同时研究区休闲与游憩分值整体较高，最高分值集聚在城市集建区的河岸带。

 

 

资源接近是影响ES流量的一个主要因素，许多参与者没有体力或经济能力驾驶，常使用步行和公共交通获得日常服务，因此方便可达性是参与者从蓝绿空间中收获福祉的主要因素[35]。同时，空间聚集有助于ES形成规模效应，从而推动区域专类化以发挥其相对优势。但是，分散的集聚也可能造成ES运输和交易成本增加从而导致供需失衡[36]。因此本研究对研究区内的ES存量和人口分布进行聚类识别，将高值聚类点分别作为起始点和目的点进行可达性分析。

 

研究将ES存量评估结果分为提供福祉和易受威胁2类，并依次进行：

 

1)重分类和叠加分析；2)对叠加结果进行热点分析；3)人口热点到ES热点的可达性分析(图3)。

 

结果显示，供给和调节服务存量高值区约占研究区6%，易受威胁高值区约占研究区15%，研究区仅约9.2%的人口位于供给和调节服务存量高值点5000m可达性范围内，却有19%的人口位于易受威胁高值点5000m可达性范围内，文化服务存量高值区约占研究区的1.2%，约有56%的人口位于文化服务存量高值点1500m可达性范围内。

 

ES存量与人口的空间不匹配显著，供需较为失衡，呈现区段梯度变化趋势。根据研究结果对研究区进行优先级分类，首先，根据供给和调节服务评估结果划分4类空间：A流量高值和易受威胁流量高值耦合区域，城市近郊耕地为主建设用地散布区域；B流量低值和易受威胁流量高值耦合区域，长江东岸城市主城区；C流量高值和易受威胁流量低值耦合区域，远郊水系连通的湿地和蓝绿空间较完整区域；D流量低值和易受威胁流量低值耦合区域，近郊多地类混布区域；然后，进一步根据文化服务结果将4类空间分为高值区1和低值区2。

 

所有人和社区都有权平等地分配环境福利，任何群体都不应不成比例地受到环境危害的影响[37]。而研究结果显示，研究区的居民未能切实享受ES，却不公平地面对ES退化带来的危害，因此优化研究区的蓝绿空间，调整ES的供需匹配迫在眉睫。该研究识别了ES流量高值和赤字区域，明确需要采取措施的关键区域，为后续规划提供依据。