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基于ArcGIS和InVEST模型的生态系统服务功能评价——以额尔齐斯河流域为例

崔瑶

基于ArcGIS和InVEST模型的生态系统服务功能评价——以额尔齐斯河流域为例

崔瑶1
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  • 1. 新疆农业大学
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摘要

新疆额尔齐斯河流域是我国西北干旱区重要的生态屏障区,发挥着重要的水源涵养与供给、水土保持、生物多样性维持和生态平衡作用;为有效提升和改善流域生态系统质量与功能,增强流域生态系统服务功能,2018-2022年实施了新疆额尔齐斯河流域山水林田湖草保护修复试点重大工程。为科学合理评估该额河山水工程实施的整体性、系统性生态成效,基于新疆第三次科学考察自主生产的2015、2020、2022年流域土地利用/土地覆被和部分生态系统数据,开展了关键生态参数分析与计算,运用生态系统服务和 权 衡 的 综 合 评 估 模 型( Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs——InVEST模型)和地理信息技术,对额尔齐斯河流域2015、2020、2022年流域土地利用格局变化、防风固沙、水源涵养、土壤保持、固碳功能及其流域综合生态系统服务功能变化进行了定量分析与评估,基本明晰了流域山水工程实施前后生态系统服务功能的变化。 论文主要研究结果如下: (1)2015-2022年研究区面积变化最大的用地类型为草地,变化最小的为未利用地。各地类面积变化按照大小顺序依次排列为:建设用地(8.39%)>耕地(6.10%)>未利用地(3.53%)>林地(0.37%)>灌丛(-0.58%)>湿地(-1.37%)>水域(-1.38%)>草地(-1.75%)>冰川(-30.43%)。 (2)2015-2022年研究区防风固沙指数总量先减少后增加,总体变化增加了6.92%,空间分布上呈东北高西南低。各地类防风固沙能力大小排序为:草地>林地>耕地>灌丛>湿地>水域>建设用地>冰川>未利用地。各级变异度大小排序为:比较稳定(39.04%)>很不稳定(31.01%)>稳定(18.62%)>不稳定(11.33%)。各级重要区面积占比排序为:一般重要区(30.65%)>中重要区(26.88%)>高重要区(23.14%)>极重要区(19.33%)。 (3)2015-2022年研究区水源涵养总量先增加后减少,总体变化增加了13.41%,空间分布上呈东北高西南低。各地类水源涵养量按大小排序为:草地>林地>耕地>灌丛>水域>湿地>未利用地=建设用地=冰川。各级变异度大小排序为:比较稳定(96.57%)>很不稳定(2.11%)>稳定(0.85%)>不稳定(0.46%)。各级重要区面积占比排序为:中重要区(54.51%)>一般重要区(21.07%)>高重要区(21.94%)>极重要区(2.48%)。 (4)2015-2022年研究区土壤保持总量先减少后增加,总体变化减少了26.09%,空间分布上,高值主要位于东北部。各地类土壤保持量大小排序为:草地>林地>灌丛>水域>冰川>耕地>湿地>建设用地。各级变异度大小排序为:很不稳定(39.84%)>比较稳定(29.42%)>稳定(29.33%)>不稳定(1.41%)。各级重要区面积占比排序为:一般重要区(80.63%)>中重要区(12.63%)>高重要区(5.15%)>极重要区(1.59%)。 (5)2015-2022年研究区碳储存总量先增加后减少,总体变化增加了3.50%。空间分布上,高值主要位于东北部。各地类碳储存量按大小排序为:草地>林地>灌丛>水域>建设用地>湿地>耕地>冰川>未利用地。各级变异度大小排序为:稳定(57.16%)>比较稳定(36.13%)>不稳定(4.84%)>很不稳定(1.86%)。各级重要区面积占比排序为:一般重要区(51.21%)>中重要区(21.28%)>高重要区(17.50%)>极重要区(10.01%)。 (6)2015-2022年研究区各级重要区面积大小以及所占比例分别为:非重要区89300.12 km2(75.68%);一般重要区20447.05 km2(17.33%);中重要区7707.56 km2 (6.53%);重要区530.01 km2(0.45%);极重要区15.26 km2(0.01%)。 综上所述,通过加入防风固沙指数与水源涵养、土壤保持、碳储存功能对额河流域进行综合评价,该区域生态系统服务功能较好,但仍需要人类加强对该地区的保护,实现可持续发展。

关键词

额尔齐斯河流域/生态系统/服务功能评价/InVEST模型/地理信息技术

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授予学位

硕士

学科专业

资源与环境

导师

程艳

学位年度

2024

学位授予单位

新疆农业大学

语种

中文

中图分类号

X1
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