摘要
生态系统服务研究是当前可持续发展领域的热点问题。土地作为陆地生态系统的载体，其景观组成与空间结构的变化都会严重影响生态系统过程，从而影响生态系统服务。农业区生态系统作为半人工半自然生态系统，提供了许多对人类至关重要的服务，理解农业区生态系统服务的驱动机制，优化生态系统服务，对应对区域粮食安全、环境退化、生物多样性减少等可持续发展问题具有重要意义。然而，当前针对农业区生态系统服务的驱动机制以及空间优化研究相对较少，因此，如何深入探索农业区生态系统服务时空演变、驱动机制以及空间优化，从而促进农业区的景观可持续发展成为目前需要解决的科学问题。本研究基于评估的生态系统服务簇结果划分农业功能区，分析北京市农业功能区景观格局对生态系统服务的影响，开展农业功能区生态系统服务驱动机制及空间优化研究。本研究的主要研究内容与结论如下： （1）北京市生态系统服务时空格局及景观功能分区研究。利用InVEST、ROS等模型定量评估北京市生态系统服务，采用K-means聚类方法来识别生态系统服务簇，并划分景观功能区。研究结果表明：1980—2018年北京市生态系统服务呈现下降趋势，具有显著的空间异质性；基于生态系统服务簇分类结果，将北京市划分3个功能区：农业功能区、生态涵养区、城市发展区；农业功能区以提供粮食生产服务为主，生态涵养区提供了更大比例的调节和文化服务，城市发展区的生态系统服务供给总体较差。 （2）北京市农业功能区景观格局对生态系统服务的影响研究。基于长时序土地利用数据，从景观组成面积以及景观空间结构两个方面，分析1980—2018年北京市农业功能区景观格局的变化，通过相关性分析探究北京市农业主产区景观格局对生态系统服务的影响。研究结果表明：1980—2018年北京市农业功能区面积不断减小，景观整体破碎化程度增加，斑块形状趋于复杂，斑块异质性不断加强。农业功能区内，粮食生产服务主要与耕地面积呈现正相关关系，增加林地、草地的平均斑块面积以及空间聚集度对调节服务、文化服务均有正向效应；不同的景观功能区中景观格局指数对生态系统服务影响存在差异。 （3）北京市农业功能区生态系统服务空间优化研究。采用地理探测器分析农业功能区生态系统服务的驱动因素，基于驱动机制分析结果，多目标设计情景模拟，提升北京市农业功能区生态系统服务。研究结果表明：农业功能区内景观多样性对粮食生产服务影响最显著，坡度对空气净化、气体调节服务影响最显著，归一化植被指数对水质净化、生境质量、休闲娱乐服务影响最显著；结合驱动力分析结果，设计了四个模拟情景：耕地保护情景、林地保护情景、景观格局优化情景、综合优化情景；对比2018生态系统服务，耕地保护情景中，粮食生产服务增加最多，林地保护情景中，水质净化、空气净化、气体调节服务增加最多，综合优化情景中，生境质量、休闲娱乐以及综合生态系统服务增加最多。
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