基于地理国情普查格网LUCC的伏牛山区生态系统综合评估与空间管制分区研究

The Funiu Mountain located in the west of Henan province, is the waterhead area of Middle-route of South-to-North Water transfer project, it is the important watershed of three drainage systems of Yellow River, Huaihe River and Yangtze River boundary, it's also important constituent part of the Danjiangkou reservoir, the Northern subtropical zone in China, with a fragile and sensitive ecology. At the same time, it is the National-level poverty-stricken area and faced with the arduous task of comprehensive poverty alleviation in 2020. Based on the data of the Geographical National Census, with the land use/land cover change(LUCC) as the analysis background on grid scale, the project realizes the spatial grid integration of regional natural elements and social economic elements through the spatial grid transformation of social economic data. The coupled level of Eco-economy in Funiu Mountain area, spatial relationships and mechanism, Eco-economy oriented space control partition are discussed in order to analyze and summarize the coupling rule, mechanism and scale effect of the regional zoology-economy on the grid small scale. The area research based on grid scale can conduct more real depicting reality of a regional development. LUCC is the combined result of regional natural condition and social economy condition, with extremely rich geography information, and based on this, to carry out the regional Eco-system integrated assessment research which is conducted grid as the computing unit is innovative.

伏牛山位于河南省西部，是黄河、淮河和长江三大水系的重要分水岭，是我国北亚热带—暖温带分界线的重要组成部分，南水北调中线引水工程水源地-丹江口水库正位于此。与此同时，伏牛山区又是国家级贫困县集中连片区，面临着2020年全面脱贫的艰巨任务。本项目以地理国情普查数据为主体数据，在格网尺度上，以伏牛山区土地利用/土地覆被变化分析为本底，通过社会经济数据的空间格网化表达，实现自然要素与社会经济要素在空间上的格网融合以此探讨伏牛山区生态系统的水平与格局、质量、功能、生态胁迫，以期在格网尺度上分析总结区域生态系统的时空演变特征，并在此基础上，划分生态-经济导向的空间管制分区。本项目基于格网尺度开展研究，更能真实刻画区域实际。土地利用与土地覆被变化是区域自然条件与社会经济条件综合作用的结果，包含了极其丰富的地理学信息，以此为基础开展以格网为计算单元的区域生态系统综合评估研究，具有创新性。

生态系统评估是近十多年来一直的学术研究焦点，取得了比较丰富的研究成果，这些成果对于不同空间尺度的生态建设与规划起到了不同程度的支持作用。但过往的研究中，基于土地利用，耦合自然与社会经济因素，开展包括格网精细尺度在内的多空间尺度的比较研究、综合评估生态系统的成果并不多。.伏牛山地区是我国重要南北自然过渡地带，是南水北调中线引水工程丹江口水库的重要水源涵养区，其生态地位具有全国意义。本项目从分析伏牛山地区的土地利用及其变化入手，提出土地适宜性评价组合模型，改进传统分形模型，引入机器学习算法新模型，综合考虑自然与社会经济因素，多空间尺度（包括格网精细尺度）下，开展基于土地利用的生态系统碳代谢（包括碳排放、碳汇、碳流）、水源涵养、固碳释氧等专项评估研究。在此基础上开展生态服务总值、生态敏感性、生态空间及生态环境质量等生态系统综合性评估研究，测度水平，分析格局与演化规律，探究影响因素与可能的影响机制。获得以下主要成果：.（1）集成数据，建立了不同主题的数据库（土地利用数据与生态系统服务价值数据库，水源涵养数据库，碳排放、碳汇、碳代谢数据库，生态系统综合评价数据库等），为不同主题研究，同时也为接续的相关研究，提供了坚实的数据基础。.（2）开展的多尺度（包括格网尺度）土地利用研究，将土地利用变化图谱与热点分析相结合，土地利用斑块尺度与格网尺度的碳排放空间化的结合等，实现了更精细的空间分析。.（3）建设用地适宜性评价组合模型的提出、分形模型改进与机器学习模型的引入，对研究对象的水平评价、影响因素与机理的分析更加深入，更能够揭示其客观规律。.（4）将土地利用垂直方向的碳流动过程与水平方向的社会经济系统之间碳转移相结合，提出并设计、测算了基于碳流的碳代谢完整过程，总结了不同土地利用类型碳代谢的生态关系类型。.（5）在对生态系统水源涵养等专项评估基础上，开展的生态服务价值、生态敏感性、生态空间、生态环境质量研究，比较全面揭示了研究区域生态系统的格局、过程与影响因素，为生态系统的优化与精准调控提供了依据。.该研究不仅丰富了从土地利用出发，综合评估生态系统的理论与方法，同时也为空间上精细化识别土地利用变化、生态系统结构和功能价值的变化，从而为区域生态系统的管理实践提供指导。