“一带一路”区域生态系统服务权衡关系的变化情景与影响阈值

Ecosystem service is one of the key issues of integrated physical geography research. Under the research tendency of regional integrated study on ecosystem services, the theoretical understanding on the nonlinear interactions between ecosystem services is needed to be further deepened. The evaluation on the ecosystem service trade-off relationships and prediction on the their scenarios in the Belt and Road region will provide quantifiable decision making approach to export China’s advanced concept on ecosystem service management. 64 countries in the Belt and Road region are selected in this project. The spatiotemporal change of ecosystem services including carbon fixation, water conservation, soil retention, biodiversity maintenance and food supply during 2000-2015 will be evaluated based on the InVEST model. By the application of land use simulation results and the Spatial Assessment and Optimization Tool for Regional Ecosystem Services (SAORES), the spatiotemporal change of ecosystem services in 2030 will be predicted depended on different climate change and social development scenarios. The response thresholds of ecosystem service trade-off relationships on the influencing factors will extracted by mathematical statistics such as piecewise linear regression and multi-way ANOVA. The factors include main ecosystem services values, land use change and socioeconomic development. Accordingly, the target of optimal allocation on regional land resources for climate change adaption could be proposed to provide the operational scheme of sustainable ecosystem services management in the vision of green Silk Roads.

生态系统服务是综合自然地理学研究的重点关注议题，面向生态系统服务区域集成研究趋向，亟待深化对生态系统服务之间非线性作用机理的理论认知。评估与预测“一带一路”区域生态系统服务权衡关系及其变化情景，将为输出中国生态系统服务管理先进理念提供可量化决策途径。本项目以“一带一路”区域64国为研究区，基于InVEST模型评估2000-2015年碳固定、水源涵养、土壤保持、生物多样性维持、粮食供给等生态系统服务时空变化；结合不同土地利用模拟结果以及SAORES生态系统服务权衡模型，预测气候变化与社会发展情景下2030年生态系统服务时空变化；依托分段线性回归、多因素方差分析等方法，析取生态系统服务权衡关系对主要生态系统服务取值、土地利用变化、社会经济发展等驱动因素的影响阈值，提出适应气候变化的区域土地资源优化配置目标，从而为面向绿色丝绸之路的生态系统服务可持续管理提供可操作方案。

生态系统服务是链接自然环境和人类社会的桥梁，面向生态系统服务区域集成研究趋向，亟待深化对生态系统服务之间非线性作用机理的理论认知。本项目重点关注“一带一路”区域生态系统服务权衡关系及其变化情景，并识别生态系统服务形成相关的社会-生态过程，形成四个方面研究成果。（1）关键数据方面，形成了2000-2030年“一带一路”区域土壤保持、产水量、碳固定和生境质量4种生态系统服务制图，以及2015年中国人口空间化制图。（2）科学证据方面，发现了RCP4.5和RCP8.5情景下生态系统服务权衡关系的大小排序有所改变，人口是“一带一路”区域生态系统服务权衡关系的主导社会驱动力，但人口并非在所有国家均为主导驱动力；揭示了生态系统服务权衡关系存在各自的驱动力阈值，海拔、人口、GDP等驱动力所展现的阈值规律不能在异地外推。（3）理论延展方面，讨论了空间恢复力理论支持下的人地系统动态研究前沿，以及生物多样性与生态系统服务情景模拟研究前沿。（4）方法探索方面，探索了基于生态系统服务约束的城市增长模拟算法，基于生态系统服务连通性的自然保护区生态安全格局优化方法，以及融合生态保护和社会发展动态及拐点阈值信息的“一带一路”区域景观可持续性评价方法。研究成果有助于为输出中国生态系统服务管理先进理念提供可量化决策途径，为面向绿色丝绸之路的生态系统服务可持续管理提供科学支撑。项目支持下发表论文13篇（SCI Top期刊论文5篇），项目负责人入选第六届中国科协青年人才托举工程。