“三江并流”区生态系统服务与生物多样性的空间分布耦合机制研究

Study on interactions among multiple ecosystem services and biodiversity as well as the related driving-response mechanism across scales is one of the key research frontiers in ecology, and it can provide important theoretical support for accelerating conservation and optimized management of natural resources. With Three Parallel Rivers area as a study site, this research establishes a spatial database through systematically integrating existing datasets and new information from additional field surveys; Spatial distribution of 12 ecosystem services are estimated by building biophysical models based on GIS technologies; Vegetation types and animal/plant species are used as representative biodiversity elements, and the spatial patterns of species/vegetation richness and hotspot areas are then analyzed; By applying techniques of spatial analysis and statistical analysis, the research aims to first investigate the spatial relationships among multiple ecosystem services and biodiversity, and then to clarify the spatial coupling mechanism of ecosystem services and biodiversity by assessing the impacts from social-ecological factors. This research should provide scientific support for the effective conservation and rational utilization of ecosystem services and biodiversity.

多尺度揭示生态系统服务及生物多样性之间的交互作用及其驱动响应机制是当前生态学研究的重要前沿，是推动自然资源保护与优化管理的重要理论基础。本课题以"三江并流"区为对象，通过系统收集已有数据资料，并结合适量野外补充调查，建立空间数据库平台；基于GIS技术支撑，构建生物物理模型，并模拟分析12种代表性生态系统服务的空间分布；选择植被类型和动植物种类为代表性生物多样性要素，分析物种/植被丰富度及其热点地区的空间分布格局；应用空间分析、统计分析等手段，首先明晰生态系统服务及生物多样性之间的空间分布关系，并结合生态环境因子和社会经济因素的影响分析，系统揭示"三江并流"区生态系统服务及生物多样性的空间分布耦合机制，为生态系统服务和生物多样性的有效保护与合理利用提供科学依据。

系统揭示各类生态系统服务之间以及生态系统服务与生物多样性之间的空间权衡与协同关系是当前生态学研究的重要前沿，也是推动自然资源优化管理与保护的重要科学基础。本项目以全球生物多样性热点地区--“三江并流”区为核心案例区，通过野外调查、数据资料系统收集和生态模型模拟等手段，构建了典型生态系统服务类型和生物多样性要素的空间分布数据库，并明晰其空间分布格局；以动植物物种和生态系统类型为保护对象，并考虑人类活动的用地需求，采用物种、物种-生态系统和荒野区三个方法途径，在多个尺度上系统评估生物多样性保护价值的空间分布，并进而识别出完善的、具有代表性的优先保护区网络；综合应用相关性、冷/热点和主成分分析等方法，厘清了影响不同生态系统服务空间分异及其相互作用关系的主要因素，揭示了生态系统服务之间及其与生物多样性的空间权衡与协同关系；最后，应用K-均值聚类法识别出不同的生态系统服务簇，并提出了针对各类生态系统服务簇的管理建议。研究表明，供给类服务与其它类服务及生物多样维持功能之间的相互作用关系以负相关居多，调节服务与其他服务之间的关系则以正相关为主，生物多样性维持与自然休憩服务之间呈显著正相关关系。在同类型的生态系统服务间，权衡与协同关系并存。研究揭示“地形-气候-人类活动”交互作用在地理空间上的梯度变化是解释本地区生态系统服务和生物多样性的空间分异形成及其相互作用关系的主要因素。研究区可划分为4类生态系统服务簇，生态系统服务簇会因相似的社会经济和自然环境背景而在不同地区反复出现。本项目所构建的生态系统服务与生物多样性空间生态模型及其分布数据、生物多样性保护价值系统评估与优先保护区网络识别方法和所揭示的生态系统服务之间及其与生物多样性的空间权衡与协同关系，能够为区域保护区网络建设、生态工程实施、土地利用规划等领域的相关研究和决策提供科学参考与实践指导，从而提升区域自然资源管理水平，促进生态文明建设。