基于供需視角的黃河流域甘肅段生態安全格局識別與優化

趙誠誠,潘竟虎

西北師范大學地理與環境科學學院, 蘭州 730070

黃河流域及黃河所流經地區在國家發展中具有極為重要的戰略地位[1],黃河流域生態保護和高質量發展已被確定為重大國家戰略,而生態安全格局被認為是國土空間開發保護的三大戰略格局之一[2]。生態系統服務需求作為“社會—經濟—環境”系統的終端[3],對于生態系統服務的需求機制及內容的研究是實現生態安全的重要環節[4—5],而生態廊道不僅僅提供物質能量的流動空間,還起到聯系生態空間與人類社會空間的重要作用[6]。生態系統能夠提供給人類社會的物質產品和生態服務,與人類社會發展對于生態產品與服務的消耗需求,共同形成了生態系統服務供應與需求之間的動態平衡[7],同時也是推動經濟社會和自然環境持續健康發展的基礎。

生態安全格局是生態系統整體的健康性、可持續性及其所提供的完善的生態功能[8—9]。國內外對于生態系統安全格局的構建目前已經形成了相對完善的以“源地識別—阻力面構建—廊道提取—判定安全格局”為基本框架的格局構建模式開展研究[10],但對于生態安全格局動態變化因素考慮不足,較少關注生態系統服務供應與人類社會發展需求之間的動態平衡。早期生態系統服務供需研究主要關注生態系統供需概念的界定與研究框架的完善,且更重視生態系統服務供應[11]；近年來主要關注生態系統服務供需量化及空間化、供需平衡、供需空間分布等[12—14]。其中,生態系統服務供需量化主要采用生態過程模擬、生態價值當量法、土地利用估計、專家評估矩陣法、生態模型等方法[15—16]；供需平衡研究則多采用生態供需比、需求率、供需協調度等方法[17]。研究尺度也從街道、流域、山區、盆地等中小尺度擴至國家、全球等尺度[18]。總體來看,已有研究多關注生態系統服務供需關系靜態特征,較少關注生態系統服務供需的時空格局及空間匹配關系演變；多關注生態系統服務綜合研究,對不同類型生態系統服務的關注較少[19]；研究多偏好于東部沿海地區,以及中部城市化發育完善的地區,對生態環境脆弱的西部地區關注較少[20]。

黃河流域甘肅段是整個黃河流域重要的水源涵養區和生態補給區,承擔著重要的生態服務功能,向黃河流域下游提供水源涵養、土壤保持等服務,甘肅段的生態環境質量直接關系著黃河流域的生態安全。但從整體來看,黃河流域甘肅段自然環境嚴酷、生態區位敏感、社會經濟相對落后,面臨全面脫貧和保護生態的雙重任務。近年來,隨著社會經濟快速增長的同時,加劇了對資源的過度開發和對環境造成的破壞,使得該區域在近幾十年飽受生態系統功能退化、水資源不足、生態環境惡化之苦,如甘南高原濕地萎縮、草場超載、水源涵養功能弱化,蘭州—白銀沿黃地區水污染壓力大,隴東黃土丘陵溝壑區水土流失劇烈等,嚴重威脅區域生態安全以及經濟社會可持續發展。

鑒于此,本文選取能夠代表黃河流域甘肅段主要生態矛盾的水源涵養量、固碳釋氧量、土壤保持量和生境質量4項指標,利用指標重要性法提取生態源地,結合土地利用程度、人口密度和地均GDP識別生態系統服務需求空間格局,最后利用MCR(minimum cumulative resistance,最小累積阻力)模型提取源地之間、源地與高需求區之間的生態廊道,進而識別和構建區域生態安全格局,以期為建立流域生態綜合治理機制,推進流域保護、治理與高質量發展提供科學參考。

1 研究數據與方法

1.1 研究區概況

黃河流域甘肅段位于100°—108.5°E,33°—37.5°N(圖1),地處黃河上游,黃土高原西側,總面積14.3×104km2,占黃河流域總面積的17.65%。屬溫帶大陸性氣候,區域年均降水量400 mm,年平均氣溫7℃。行政區劃上包括蘭州、白銀、天水、武威、定西、平涼、慶陽、甘南和臨夏等9市(州)60個縣(區)；2018年末總人口1830.29萬人,占甘肅省總人口的69%；GDP為5769.55億元,占全省GDP總量的70%。黃河流域甘肅段不僅是甘肅省的政治、經濟、文化中心,同時也是黃河上游重要的生態涵養區,但由于該地區常年干旱少雨,水資源分布不均,風蝕現象嚴重,生態環境敏感、脆弱,水土流失等生態環境問題突出。

圖1 研究區位置示意圖Fig.1 Location of study area

1.2 數據來源

土地利用數據來源于中國科學院資源環境科學數據中心(http://www.resdc.cn/data.aspx),空間分辨率為1 km。數字高程模型(DEM)數據取自地理空間數據云(http://www.gscloud.cn/)的GDEMV2數據,空間分辨率30 m。歸一化植被指數(NDVI)數據使用MODIS數據產品MOD13Q1,來源于NASA(https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/)網站,空間分辨率為250 m。植被凈初級生產力(NPP)數據采用美國蒙大拿大學森林學院工作組(http://files.ntsg.umt.edu/data/NTSG_Products/MOD17/MOD17A3/Y2015/)提供的MOD17A3數據產品,空間分辨率為1 km。地表年均蒸散發數據及年均降水量數據來自于氣象數據共享網(http://data.cma.cn/)。夜間燈光數據采用NPP-VIIRS數據,來源于NOAA夜間燈光數據中心(https://ngdc.noaa.gov/eog/download.html),空間分辨率為500 m。單位面積人口、地區生產總值空間柵格數據來源于中國科學院資源環境科學數據中心,空間分辨率為1 km。為便于統計分析,將以上各類空間數據統一重采樣為1 km。

1.3 研究方法

1.3.1生態系統服務供應測算

結合已有的研究[21—22]和黃河流域甘肅段的實際情況,根據目前生態系統服務研究中常用的“千年生態系統評估”理論中有關生態系統服務所對應的類型,以及謝高地等[23—24]提取主要的生態系統服務類型理論為指導,針對黃河流域甘肅段水資源不足、水土流失嚴重、人口壓力大、生態環境脆弱的現實情況,選取水源涵養量、固碳釋氧量、土壤保持量和生境質量4項指標作為評價流域提供給人類的生態系統服務。

(1)水源涵養量

采用水量平衡方程,將研究區年降水量和用于植物蒸騰作用以及其他消耗的水量做差,即可得到研究區單位面積不同生態系統類型下的水源涵養量TQ(m3)[22],公式如下：

(1)

式中,i表示研究區第i類生態系統類型,j為生態系統類型總數,Pi表示研究區降水總量(mm),Ri表示通過ArcGIS軟件的水文分析模塊,利用DEM計算得出的地表徑流量(mm),ETi表示地表蒸散發量(mm),Ai表示第i類生態系統的面積(km2)。

(2)固碳釋氧量

根據前人研究[25],綠色植物光合作用每生產出1 g干物質就能固定并吸收空氣中1.63 g的CO2,然后釋放在空氣中1.2 g的O2,根據這一理論計算研究區內的綠色植物固碳釋氧量Ca,公式為：

(2)

式中,Ca為植被固碳釋氧量(g/m2),NPP為植被凈初級生產力。

(3)土壤保持量

目前應用最廣泛的土壤保持量計算方法是通過修正土壤流失方程(RUSLE)計算土壤保持量Ac(t/hm2)。由于篇幅所限,具體的計算過程參考文獻[26—27]：

Ac=Ap-Ar=R×K×L×S×(1-C×P)

(3)

式中,Ap為潛在土壤侵蝕量(t/hm2),Ar為實際土壤侵蝕量(t/hm2),R為根據降水數據計算得出的研究區降雨侵蝕力因子(MJ mm hm-2),K為不同土壤類型下的可侵蝕性因子(t MJ-1mm-1),L、S分別為根據高程數據計算出的坡長、坡度因子,C為土壤覆被與人為管理因子,P為水土保持措施實施因子。

(4)生境質量

用于評估區域生境質量常用的方法是InVEST (Integrate Valuation of Ecosystem Service and Tradeoffs Tool) 模型的Habitat Quality模塊。本文基于研究區土地利用數據,利用ArcGIS分別提取不同類型的土地利用數據,除作為系統生境的耕地、草地、林地、水體外,其余均為非生境。考慮到人類活動強度對生境的影響,本文綜合選取公路、鐵路、建設用地、人類活動強度4個因素作為生境威脅源,其中,用夜間燈光的強弱來反映人類社會活動強度指標。參考模型的使用和前人研究[28],具體的評估參數如表1所示。

1.3.2生態系統服務需求測算

以人類社會在經濟發展進程中希望從自然生態環境中獲得的產品或服務的支持量為計算依據[29],結合研究區的實際情況和社會經濟數據的可獲得性,選取土地利用程度、人口密度和地均GDP 3項指標來綜合反映研究區的生態系統服務需求量。

表1 生境質量評估參數

(1)土地利用程度

人類活動對于生態系統中土地資源開發利用最主要的消耗是耕地和建設用地,同時由于土地屬于特殊資源以及其具有開發利用的不可逆性等特點,通過研究區內建設用地占比來反映人類社會對于生態系統服務的消耗,占比越大表明消耗越高。

(2)人口密度

人口密度在某種程度上可以反映對生態系統服務的需求量。采用中國科學院資源環境科學數據中心公布的分辨率為1 km的全國人口分布柵格數據,人口密度數值越大,表明該區域對于獲得生態系統服務的數量也越大。

(3)地均GDP

地均GDP反映人類社會對于生態系統服務產品的利用效率。采用分辨率為1 km的全國單位面積GDP空間分布柵格數據,地均GDP越高,則說明該單位面積土地產生的經濟生產總值越高,經濟實力強,對于生態系統服務需求量也就相應越高。

為了消除少數經濟發展較好地區和人口較為集中地區由于人口密度和地均GDP與其他地區的明顯差異,分別將人口密度數據和地均GDP數據進行取對數處理,縮小與土地利用程度的差異,減小數據自身的波動。計算式為[25]：

X=xi1×lgxi2×lgxi3

(4)

式中,X代表流域段生態系統服務需求量,xi1、xi2、xi3分別表示土地利用程度、人口密度和地均GDP。

1.3.3基于供需視角的生態安全格局構建

(1)生態源地識別

傳統方法常以研究區內的自然保護區、林地等自然生態系統較好的區域作為生態源地,過于主觀、片面,生態安全的內涵要求源地應能維護現有景觀過程的完整性,保證生態系統服務的可持續性并防止生態系統退化帶來的各種生態問題。因此,源地應提供重要的生態服務功能且生境質量較高。本文在定量評估研究區生態系統服務供應能力的基礎上,識別生態系統服務供應的重要區域,將其作為源地識別的有效方法。分別在每種生態系統服務空間分布上選取前20%區域,取并集作為服務供應的重要區域,在選取出的指標前20%區域中去除非生態功能用地[30],即可得到流域段內的重要生態源地,其余斑塊為一般生態用地。

(2)阻力面構建

參考前人關于生態阻力面構建以及關于生態阻力系數的研究[10],本文對于基本生態阻力系數值的設定為：由于林地植被覆蓋程度高、生態系統服務能力強,則其生態阻力系數值也為最小值1；建設用地人類活動最強、對生態系統的流動阻力最大,則將其阻力系數賦值為最大值500；以此類推,分別設定不同土地利用類型的生態阻力系數為：耕地100,草地20,水體200,未利用地300。在設置不同土地利用類型阻力系數值的基礎上,通過NPP-VIIRS夜間燈光柵格數據對設定的研究區內生態阻力面數值進行修正,得到柵格i中的修正生態阻力系數Ri,計算式為：

(5)

式中,NLi為柵格i的原始夜間燈光指數數據值,NLa為柵格i所在土地利用類型a中的平均夜間燈光指數數據值,R為柵格i所在的景觀類型初始的阻力值。

(3)生態廊道提取

基于MCR模型進行研究區生態廊道的識別和提取,計算生態系統中的能量、物質、信息等服務從生態源地到生態需求地所要克服的累積阻力,而這一最小阻力值即為MCR模型的結果,也是在一定空間范圍內找到的一條適合流動的最小阻力路徑。計算式為[31]：

(6)

式中,i、j分別表示兩個不同的生態源地,Dij為物種從j源地到i源地的空間距離,Ri表示不同土地利用方式下的景觀類型i對物種遷移和擴散的生態阻力系數,fmin為最小累積阻力與物質遷移之間的函數關系。

通過分析流域內生態系統服務供應和需求的空間分布格局,綜合考量生態空間與生態系統服務需求空間的相互聯系和兩者在區域生態安全中的重要作用,耦合區域經濟社會系統和自然環境生態系統,集中于生態供需視角下的源地識別與廊道提取,在高需求區的基礎上,有機連接自然生態源地和人類社會需求,促進建立流域“生態—經濟—社會”耦合協調的正向反饋機制,推動生態供需平衡,保障區域生態安全。本文所采用的技術路線如圖2所示。

圖2 技術路線圖Fig.2 Technical flow chartNPP：凈初級生產力Net primary productivity；NDVI：歸一化植被指數Normalized difference vegetation index；DEM：數字高程模型Digital elevation model

2 結果分析

2.1 生態系統服務供應

2018年黃河流域甘肅段生態系統服務空間分布如圖3所示。生境質量服務的平均值為0.90,最低值為0,最高值為1,林地和草地占生境質量高值區域的93%,土地利用類型方面,生境質量值依次為：林地>草地>耕地>水體>未利用地>建設用地。通過計算可得,土壤保持服務最大值為71699 t/hm2,而平均值僅為816.24 t/hm2,說明總體上土壤保持服務處于較低水平。從空間分布來看,高值區主要沿渭河沿線、太子山、興隆山、六盤山和甘南草原分布。水源涵養服務呈現出“南高北低”的空間分布特征,服務最大值為14.6×106m3,水源涵養高值區主要分布于研究區南部的甘南濕地,其次分布于中南部的草地和隴東地區,主要受降水和地表蒸散發的影響,平均值為6.32×106m3,且表現出明顯的空間分布不均的格局。固碳釋氧服務整體上與研究區內的林地、河流分布呈現空間一致性,研究區平均固碳釋氧量為1261 g/m2,林地固碳釋氧量最高為2474 g/m2,低值區主要分布于建設用地和未利用地。

圖3 黃河流域甘肅段生態系統服務供應空間分布Fig.3 Spatial distribution of ecosystem services supply in Gansu section of the Yellow River Basin

2.2 生態系統服務需求

綜合研究區各項生態系統服務需求指標來看,土地利用程度最低的未利用地生態需求最低,其面積為3087 km2,占整個研究區總面積的2.1%；耕地面積為4.07×104km2,占整個研究區總面積的28.6%,在流域內分布較為分散,同時由于受到人類活動干擾較大,對生態系統服務的需求也相應較高；建設用地需求最高,面積為3300 km2,占研究區面積的2.3%,主要分布于各個縣(區)的建成區。人口密度和地均GDP表現出相似的空間分布特征,人口密度最高值為42327人/km2,地均GDP最高值為68781萬元/km2,兩者均位于蘭州市城關區；但同時研究區內還存在著3496 km2的區域人口密度為0人/km2,結合生態需求空間格局,該區域的生態需求值為最低值0,生態需求最高值為22.15,基本與研究區內的人口、建成區空間分布一致(圖4)。

圖4 黃河流域甘肅段生態系統服務需求空間分布Fig.4 Spatial patterns of ecosystem services demand in Gansu section of the Yellow River Basin

整體來看,黃河流域甘肅段生態系統服務需求空間分布格局呈現出“高低值聚集”的特征,高值聚集區有兩大片,其一是沿黃河分布的蘭州市區及蘭州新區-白銀區一線高需求區,其二是沿渭河一線分布的定西市、天水市和平涼市部分區域,上述地區由于人口密度大,土地利用程度高,經濟發展水平好,相對來說生態系統服務需求也相應較高。而在甘南州、臨夏州和天祝縣、景泰縣等部分區域,由于人口分布相對稀疏,土地利用程度不高,經濟發展以農牧業為主,缺少對資源消耗較大的重工業企業,所以生態系統服務需求呈現低值聚集分布的格局。

圖5 黃河流域甘肅段生態源地空間分布 Fig.5 Spatial distribution of ecological sources in Gansu section of the Yellow River Basin

2.3 重要生態源地

從黃河流域甘肅段生態源地的總體空間分布來看(圖5),生態源地集中分布于研究區南部和東南部區域,主要包括黃河首曲、尕海、洮河、太子山、興隆山、六盤山等6個自然保護區所轄區域,以及西北部祁連山自然保護區的部分區域。研究區生態源地總面積約4.59×104km2,占研究區總面積的32.2%。從土地利用類型來看,生態源地主要為林地和草地,林地雖然僅占了研究區總面積的12.5%,但在生態源地中屬于林地的面積占比為58.5%,這說明林地在區域生態系統支持和調節等方面有著突出貢獻。

2.4 生態阻力面構建及生態廊道提取

2.4.1生態阻力面

夜間燈光亮度值能在一定程度上很好地反映地區經濟、人口、產業等發展水平,由圖6可知,研究區內夜間燈光亮度最大值位于蘭州市城關區,這也與其經濟發展水平和城市化程度最高一致,其他各縣區的中心城區城市化水平較高,所以亮度也較周圍地區高,并逐漸向四周擴散。基于研究區夜間燈光亮度值,對設定的基本生態阻力系數值利用公式(5)進行修正,結果如圖6所示。可以看出,研究區生態阻力系數空間分布也表現出一定的規律性,經修正后的阻力值最大為34161.3,平均值為58.86。高值分布于各個城區的中心區域,且生態阻力系數高值表現出沿流域內主要交通線和人口聚集區分布的形態特征；而大部分阻力值較低的區域表現為與燈光數據的一致性,主要位于農村地區和人口分布較少的區域。

圖6 黃河流域甘肅段夜間燈光值和修正生態阻力系數Fig.6 Spatial distribution of DN value and revised resistance surface in Gansu section of the Yellow River Basin

2.4.2生態廊道

圖7 黃河流域甘肅段生態安全格局 Fig.7 Ecological security pattern in Gansu section of the Yellow River Basin

本文利用ArcGIS軟件的空間分析工具,將各生態源地幾何中心點(共計13個點)作為起始點,以剩余的其他12個點為目標點集群,依次對每個點進行分析,利用MCR模型計算最小成本路徑,并基于最小阻力計算結果對黃河流域甘肅段的生態廊道進行提取。基于生態系統服務需求空間格局,利用ArcGIS中的提取分析工具,對流域內的生態需求空間格局進行多次閾值提取,得到一條鏈接各主要生態需求區的平滑曲線為生態需求廊道,如圖7所示。

黃河流域甘肅段源間生態廊道共11條,總長度1390.79 km,整體格局上形成了東西向與南北向的兩大主要廊道軸線,同時中部分別向興隆山和洮河源地之間有南北向的延伸。需求廊道共13條,總長度1517.51 km,整體格局上主要的需求中心點分布于白銀區、蘭州新區、城關區、安定區、秦州區、崆峒區和西峰區等研究區內幾大主要城市建成區,廊道將高需求點進行了有效的連接。通過分析生態廊道和需求廊道的空間分布,即流域內部生態系統物質流動通道與社會發展能量需求之間的空間聯系,進而能夠合理地建設生態源地,拓寬源地的服務空間范圍。

2.5 生態安全格局構建

綜合前文黃河流域甘肅段生態系統服務功能的供應、需求空間分布格局的現實狀況,以及存在供需空間不匹配的實際問題,結合甘肅省政府編制的《甘肅省主體功能區規劃》中對于“三屏四區”生態功能區的劃分,以修復生態、保護環境、提供生態產品供應作為重要生態源地的發展指導理論,結合地形地貌特征,劃分出隴中人口產業生態需求區、甘南水源補給生態供給區和隴東黃土丘陵溝壑水土保持生態需求—供給區。以生態廊道作為生態系統生物種、物質、能量、信息等在兩個相鄰生態源地之間的遷移和擴散的通道,以生態系統服務高需求區的集合中心點為起始點,以剩余的13個點為目標點集群,以沿線道路、居民點為框架,得到生態需求廊道。以沿黃河流向分列南北的洮河—大通河和黃河最大支流渭河作為生態供給區與生態需求區之間的核心“動脈”,加強生態建設。據此,本文提出了“兩帶—三區”的研究區生態安全格局分塊優化模式,如圖8所示。

圖8 黃河流域甘肅段生態安全格局優化Fig.8 Optimization of ecological security pattern in Gansu section of the Yellow River Basin

“兩帶”分別指：洮河—大通河水源涵養保護帶；渭河沿線生態建設帶。

(1)沿黃河流向分列南北的洮河—大通河連線的生態水源保護帶,主要沿洮河經渭源縣南部、臨洮縣西部區域,至臨夏州永靖縣匯入黃河,以及與黃河北側經天祝縣、永登縣于蘭州市匯入黃河的大通河流域。在滿足黃河上游水源保護的同時,要確保沿岸生態用水需求。

(2)沿黃河支流渭河分布的渭河沿線生態建設帶,聚集了研究區內大量的人口,人類活動頻繁。該建設帶內以生態系統服務供應為主,同時也是黃河流域甘肅段重要生態源地與主要需求區域的分界線,措施上應減少人類不合理的經濟活動,保護河流濕地,建設濱河綠化帶,保證黃河整體上的水量流入和突出黃河流域對于區域環境和生態調節中的主要作用。

“三區”分別指：甘南水源補給生態供給區,隴中人口產業生態需求區和隴東黃土丘陵溝壑水土保持生態需求—供給區。

(1)甘南水源補給生態供給區是黃河重要的水源補給區，總面積33031.24 km2,總人口154.1萬人。該區域分布有大面積的沼澤濕地,形成了黃河上游重要的水資源補給區,在生態系統服務供需方面屬典型的高供應低需求區。應堅持生態優先,加強草原草場綜合治理措施和重點區段沙漠化防治,增強洮河上游水源涵養能力,逐步控制草場逐年退化,引導超載人口有序轉移。

(2)隴中人口產業生態需求區總面積約76795.7 km2,該區域人口密度大,人口總數約占研究區總人口的67.53%。建設用地占比最大,生態系統服務需求方面以高需求為主；在生態系統服務供應方面,僅在興隆山、馬銜山區域提供少量的生態系統服務供應。應合理構建人口分布與產業結構需求,實現經濟發展與生態保護的動態平衡。

(3)隴東黃土丘陵溝壑水土保持生態需求—供給區面積約32722.56 km2。該區主要位于黃土高原,水土流失嚴重。生態系統服務供應方面,土壤保持服務平均值僅為243.24 t/hm2,遠低于研究區其他區域的平均值。生態系統服務需求方面,主要的需求區與人口空間分布較為一致。措施上首先須堅持“防治結合、保護優先”的水土保持方針,加大退耕還林還草力度,大力培育現代農業,加快改善人居環境。

在進行各個功能區建設過程中,應著重考慮各個區劃的主體功能,避免在經濟社會發展過程中出現將生態系統服務供應與需求的空間不匹配進一步擴大的風險。同時在城市化發展進程中,要注意擴張的“紅線禁止”區域,避免對生態源地及自然保護區的侵占,加大對于供應和需求廊道的合理保護和開發建設,以改善研究區生態系統服務在供需空間上存在的不匹配問題和提高流域本身生態系統服務的功能。

3 討論

已有研究在構建生態安全格局時,往往聚焦于生態系統服務的高供應區,或者強調保護生態源地,但對于生態供應差而生態需求高的地區關注不夠[32—33]。本文研究發現,黃河流域甘肅段存在嚴重的人口經濟與生態資源空間不匹配的問題,生態系統服務供需呈現南部的甘南、臨夏州生態系統服務供應高、需求低,隴中、隴東地區生態系統服務供應低、需求高的空間格局。在區域生態規劃中,除了要加強區域重要生態空間如興隆山-馬銜山、黃河濕地、連城林區、子午嶺、六盤山等的保護力度外,更重要的應當是緩解區域生態稀缺問題,逐步改善生態空間與生活空間、生產空間的沖突現狀。黃河流域“生態—經濟—社會”耦合系統中,存在交互作用和復雜機制,這些最終都可歸結為供需關系,因此,流域可持續發展的實質也就是滿足生態系統服務供需平衡,構建生態安全格局。黃河流域甘肅段除人口經濟與生態資源空間不匹配外,還存在貧困區與生態脆弱區高度重合的問題,如生態系統服務主要的供應方甘南和臨夏州,由于很難分享隴中和隴東受益方從流域生態服務中取得的惠益,導致流域生態不斷惡化,進一步限制了生態服務受益方可持續發展。

本文在生態系統服務指標的計算中,受限于數據獲取困難,舍棄了一些重要但精度難以達到要求的指標,如文化服務中,計算文化服務所必需的社會經濟指標難以空間化和量化,不得不進行舍棄。另外,部分區域計算出的建設用地水源涵養量較高,這可能是由于不透水面的降雨入滲較低、洪峰流量大所致,須在后續研究中深入分析。20%區域作為服務供應的重要區域存在一定的主觀性。期望今后在獲得高精度地理空間數據的情況下,能夠開展更為細致深入的研究。此外,基于流域內部物質、能量流動的生態供需評估研究也是下一步關注的重點。

4 結論

本文評估了黃河流域甘肅段生態系統服務供應、需求的空間分布格局,識別研究區內重要生態源地,基于MCR模型提取研究區生態廊道,構建生態安全格局并提出優化措施。研究結果表明：

(1)黃河流域甘肅段生態源地總面積約4.59×104km2,集中分布于南部和東南部區域,生態源地中林地占比為58.5%。

(2)黃河流域甘肅段生態系統服務供應與需求空間錯位明顯,高服務區域與高需求區域呈現出以渭河流域為分界線的明顯特征。

(3)黃河流域甘肅段源間生態廊道共11條,總長度1390.79 km,形成了東西向與南北向的兩大主要廊道軸線,需求廊道共13條,總長度1517.51 km。在分析了研究區供需匹配視角的生態系統安全格局基礎上,提出了“兩帶—三區”的生態系統格局優化建議。