生态系统服务与区域社会福祉耦合机制研究：基于地理学综合分析的途径

本项目以地理学综合集成分析为途径，以京津冀地区为研究区，在不同空间尺度上建立生态系统服务与人类社会福祉之间的耦合关系。在村落尺度上，以多智能体模型模拟生态系统服务和农村生计之间的相互作用，并对生态系统服务增益或损耗以及生计替代等变化引起的效应进行预估；在景观尺度上，用空间聚类和景观结构-功能关联模型，分析生态系统服务聚合对多功能景观形成与维持的影响；在子流域尺度上，对关键生态系统服务如水源涵养与径流调节、泥沙调节与土壤保持、碳汇与碳贮存及灾害风险减缓等进行识别，并评估其价值；在流域尺度上，对水生态服务流的空间移动路径和通量等空间表达；在整个研究区尺度上，以可计算一般均衡模型和系统动力学模型模拟生态系统服务与社会经济系统之间的相互关系。本项研究在拓展生态系统服务研究途径与领域，提升地理学综合研究水平，服务于生态补偿、生态安全格局构建及区域可持续发展等国家目标方面具有十分重要的科学及实践意义。

本项目基于地理学综合分析视角，围绕理论建构、方法探讨和案例解析等方面开展了生态系统服务及其与人类社会福祉耦合关系研究。. 1、主要研究内容. （1）系统梳理国内外近二十年来生态系统服务研究进展和发展趋势，提出关联人类福祉的生态系统服务新分类方案；构建基于地理学综合视角的生态系统服务理论体系，凝练生态系统服务的地理学研究范式。. （2）采用生态系统服务足迹和能值核算等途径，对主要生态系统供给、调节服务进行了物理量模拟或综合评估。. （3）探索使用空间制图、模型模拟和人工神经网络聚类等方法，分析了多重生态系统服务之间的关联，开展多功能性评价，识别出多重服务的冷热点区。. （4）开展生态系统服务与人类社会经济系统相互作用的多尺度分析。在城市尺度，探索了城市化对生态系统服务的影响；在区域尺度，采用基于生态系统服务的一般可计算均衡模型（ES-CGE）定量模拟了生态系统服务与区域社会经济的耦合关联。.2、重要研究成果. （1）在全球森林生态系统对地表温度调节服务方面取得了新的认识。研究不仅证实了热带森林降温而高纬度森林增温的已有结论，而且还发现温带森林也具有降温作用，且降温效应从低纬向高纬减弱，并在42ºN以北转换为增温效应；在季节尺度上，夏季调节作用最强，冬季最弱；在日尺度上，除热带森林在白天夜晚皆为降温效应外，其余大多数区域森林表现为白天降温、夜晚增温。. （2）明晰了城市化和生态系统服务相互作用的拐点阈值。研究表明，基于北京市6km边长的方形格网样本，当生态用地面积比例超过70%（25平方公里），降温效果显著增强；当人口密度高于229人/平方公里、地均GDP大于10707万元/平方公里，或不透水表面指数高于0.29时，生态系统服务随城市化强度增大发生显著衰减。. （3）ES-CGE模型模拟结果表明，生态系统服务与社会福祉之间通过不同行业耦合关联，进而影响到社会福祉的水平。表现为不同行业部门对生态系统服务的传导效率和响应方式不同，反过来，生态系统服务对不同行业的影响程度也有所差异。. 3、科学意义. 本项目深化了对生态系统服务时空异质性的认识，明晰了生态系统服务及其影响因素之间的非线性关系，探索了生态系统服务与社会福祉的耦合关联途径和效率，是从地理学综合分析视角对生态系统服务研究的有益尝试，有助于生态系统服务地理学在中国的形成与发展。