【《广西北部湾入海流域生态系统服务功能分析案例》5400字】

II广西北部湾入海流域生态系统服务功能分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u3509广西北部湾入海流域生态系统服务功能分析案例 174651.1水源涵养服务功能分析 1118651.1.1水源涵养量年际变化 1163371.1.2水源涵养空间分布变化 2289931.1.3不同土地利用类型水源涵养量 4196131.1.4水源涵养量的影响因素 5184181.2土壤保持生态服务功能分析 8226271.2.1土壤保持量年际变化 8245001.2.2土壤保持空间分布变化 882011.2.3不同土地利用类型土壤保持量 1070711.2.4土壤保持功能影响因素分析 11299031.3碳储量生态系统服务功能分析 12164731.3.1碳储量年际变化 12265251.3.2碳储量空间分布变化 12262671.3.3不同土地利用类型的碳储量 1451041.4生境质量生态系统功能分析 15130391.4.1生境质量年际变化 15120751.4.2生境质量空间分布变化 1610911.4.3土地利用方式对生境质量的影响 181.1水源涵养服务功能分析1.1.1水源涵养量年际变化通过水源涵养（WaterYield）模块的运算得出，2010年、2020年广西北部湾入海流域水源涵养总量分别为4796736.266m3、307835203.72m3，趋势呈剧烈上升状态。单位面积水源涵养量分别为257.911m3/km2、18367.475m3/km2，相对比之下，期间上升趋势也明显增加。同时得出2010年、2020年平均降水量分别为97.42185mm、396.5509mm，因此可以推断出十年间隔中，降水量的剧增是水源涵养总量上升的部分原因。根据水源涵养模型运算得出，平均实际蒸散量分别为96.15344mm、378.4651mm，因此参考前人研究可得，模拟结果比较接近实际。1.1.2水源涵养空间分布变化通过水源涵养模块（WaterYield）得出2010年和2020年的估计水量分布图，可证明在十年间隔中水量增加的空间分布。在2010年间，水量较少且分布较散，多数集中在广西北部湾入海流域的南流江流域，少部分在钦江流域、大风江流域、茅岭江流域，但就整体而言呈现点状分布。在2020年间，估计水量明显增加，分布较为均衡，七个流域都有明显的增长状态，密集程度自北仑河流域向南流江流域逐渐密集化，分布明显分散的流域地区多为钦江流域，分布较为集中地区域多为南流江流域。十年间未曾变化的区域的流域地区多为南流江流域，山体众多，持流水分时间较短，不利于持流水分，因此因此水源涵养量低。（如图5-1、5-2所示）图5-12010年广西北部湾入海流域水源涵养空间分布图图5-22020年广西北部湾入海流域水源涵养空间分布图利用ArcGIS的栅格计算器对2010年和2020年的估计水量进行作差，证明其水源涵养量的空间分布变化。变化区域多集中在南流江流域及钦江流域地区，部分涉及大风江流域、茅岭江流域、防城江流域。（如图5-3所示）图5-32010年-2020年广西北部湾入海流域水源涵养空间分布变化1.1.3不同土地利用类型水源涵养量对比广西北部湾入海流域2010年以及2020年的土地利用类型表，可得出耕地下降0.72%，耕地下降0.8%，草地增加0.1%，水域增加0.17%，居民地增加1.25%，未利用地增加0.01%。多数水源涵养量变化分散在耕地及居民地附近，部分林地与草地也有所涉及，水域附近也有所增加，未利用地区较少，因此在未利用地区变化并不明显。因此林地>耕地>草地>居民地>水域>未利用地。土地利用分类20102020面积/m3占比面积/m3占比耕地525995550030.70%513111060029.98%林地1043281710060.89%1028358900060.09%草地7243938004.23%7407036004.33%水域2957580001.73%3243834001.90%居民地4176243002.44%6312870003.69%未利用地20169000.01%32310000.02%1.1.4水源涵养量的影响因素（1）坡度利用ArcGIS的坡度工具对DEM数据进行坡度工具处理，并利用重分类分为五类（00-310、310-480、480-620、620-750、750-900），并对比2010年坡度与2020年坡度，变化状况多数集中在广西北部湾入海流域的东北部地区，中部地区也产生了部分变化，南部地区较中部地区发生变化要更加密集，西部地区变化更为分散稀疏。2010年平均坡度值为63.2570380，2020年平均坡度值为56.1402910，坡度值从平均值与综合整体来看有所下降，从而导致水量持留时间增加，造成水源涵养量增加。（2）坡向经过处理DEM数据利用坡向工具进行坡向分析，并重分类为五类（00-450、450-1350、1350-2250、2250-3150、3150-3600），利用ArcGIS中坡向工具进行数据处理。对比2010年和2020年的广西北部湾入海流域的坡向，2010年坡向平均值为182.637128m3，2020年坡向平均值为183.407177m3。从坡向平均值以及总体而言，坡向变化趋势呈现缓慢平缓。就1350-2250和2250-3150的区间而言，其存在的细节方面，对水源涵养量也有所影响。坡向也可成为水源涵养量增加的原因之一。（3）降水量。通过ArcGIS对降雨数据进行重分类处理，具体对2010年及2020年的降雨量分别分类，总体上分为五类，2010年降水量分为63mm-83mm、83mm-94mm、94mm-109mm、109mm-127mm、127mm-150mm，2020年降水量分为234mm-323mm、323mm-368mm、368mm-393mm、393mm-428mm、428mm-493mm，根据五类降雨量对比2010年与2020年降水分析表，降水量逐年上涨，2010年降水量平均值为97.429317mm3，2020年降水量平均值为396.468.411mm3,从平均值以及综合来看，降雨范围不断扩大，降雨量呈现激增，大体上呈现线性趋势增长，尤其是363-393mm间的降雨量增长最为明显，因此降水量是水源涵养量增加的主要因素之一。（4）潜在蒸散量通过水源涵养模块（WaterYield）运算可得2010年和2020年的实际蒸散量，利用ArcGIS对潜在蒸散量数据进行处理，重分类为四类，具体对2010年分为35mm-88mm、88mm-105mm、105mm-125mm、125mm-150mm，对2020年分为107mm-233mm、233mm-339mm、339mm-397mm、397mm-488mm。其可得出2010年潜在蒸散量平均值为96.152778m3，2020年潜在蒸散量平均值为376.622705m3，从两年的平均值与总体对比二者分析图可得，实际潜在蒸散量增加，大体上呈现缓慢增长，局部上呈现激增现象。因此蒸散量越高，水源涵养量越低，但根据降水量和蒸散量数据结果进行对比，水源涵养量仅起到部分影响。1.2土壤保持生态服务功能分析1.2.1土壤保持量年际变化通过土壤保持模块（SDR）运算可得2010年和2020年广西北部湾入海流域土壤保持总量分别为270.728825t、1327.36422t，单位面积上土壤保持量分别为0.0144t/km2、0.0709t/km2。土壤保持量呈现持续增长的趋势，土壤保持量总体增加1056.635t，单位面积上土壤保持量增加0.0565t/km2。1.2.2土壤保持空间分布变化图5-1及5-2为2010年和2020年土壤保持量空间分布图。由图可知，广西北部湾入海流域在2010年间北部及东北部的土壤保持量较高，西南区域涉及防城江流域以及江平江流域部分区域，总体上呈现线性趋势，具体为自西南向北部方向呈现以及南部向东北方向呈现。土壤保持量较高的多为铁质低活性强酸土，此类地区多为自然植被，如林地、草地等，土壤质地较为粘稠，土壤保持量较好；南部地区以及东北部大部分地区多为人为堆积土，如耕地、水田等，土壤质地由于人为的不确定性导致其大多数质地疏松，造成土壤保持量较低且不稳定；东北部少部分地区为不饱和雏形土，此类土壤质地较软，蕴含水源丰富，因而土壤保持量比较稳定。图5-3为ArcGIS利用栅格计算器工具对两期的土壤保持数据进行相减，并根据土壤保持空间变化值重分类为三类，具体分为-13.5t/hm2-1.5t/hm2、-1.5t/hm2-0.5t/hm2、-0.5t/hm2-4.3t/hm2，由此看出，在两期数据对比中，变化区域较细较小且呈现分散趋势分布，总体而言东北部及中部地区变化较为繁多，而比较偏远的西南地区变化较细且较为稀疏，其他区域土壤保持量基本不变。图5-12010年广西北部湾入海流域土壤保持空间分布图图5-22020年广西北部湾入海流域土壤保持空间分布图图5-32010年-2020年广西北部湾入海流域土壤保持差值空间分布图1.2.3不同土地利用类型土壤保持量利用ArcGIS对2010年及2020年的广西北部湾入海流域土地利用类型的土壤保持栅格数据进行分区统计处理，得出其土壤保持量在六大地类中的占比分别的数值百分比。在2010年的土壤保持中占比大部分为林地与耕地，在2020年的土壤保持中占比大部分为林地与耕地，因此得出在两期数据中林地土壤保持量减少0.92%，耕地土壤保持量减少0.8%，居民地土壤保持量增加1.48%，草地土壤保持量减少0.02%，因此可得出结论，由于耕种及人为破坏生态，导致部分土壤保持量下降的原因偏向于居民地的用水及耕种，导致水土流失，又因广西北部湾入海流域多为喀斯特地貌，加上降雨的增加以及部分人为的破坏怀，土壤保持量从本质上减少，水土流失状况日益严重。未利用接近于无，但由于日益严重的水土流失，土壤侵蚀严重，耕地与林地区域都发现了土壤侵蚀与流失的现象。故此总体上土壤持有量可分为：林地>耕地>居民地>草地>水域>未利用地土地利用类型20102020面积占比面积占比耕地575154090031.56%556586910030.76%林地1072497060058.85%1048259340057.93%草地7493715004.11%7399170004.09%水域4288221002.35%4728069002.61%居民地5666319003.11%8308800004.59%未利用地18855000.01%42903000.02%1.2.4土壤保持功能影响因素分析（1）坡度利用ArcGIS对sed_retention栅格数据进行坡度处理，并重分类为5类，可对比在两期数据中，坡度越低，土壤保持量就越高；相反，坡度越高，土壤保持量就越低，从两期的数据趋势可以看出，总体上呈现随坡度的增加，土壤保持量呈现线性下滑趋势。但就总体而言，广西北部湾入海流域大部分地区为坡度较为平缓的地带，因此对比两期数据，在相似坡度的基础上，土壤保持量在数值上依旧处于持续增长的状态，在水域及耕地、居民地附近的土壤保持量有所减少，因此对比实地情况，基本与实际情况吻合。（2）地形起伏度利用ArcGIS对两期DEM数据进行焦点统计，并分类为0-30m、30m-60m、60m-100m、100m-300m、300m-500m五类，2010年平均地形起伏为376m，2020年平均地形起伏为318m。因此对比两期数据的地形起伏分析表可得，从平均值上呈现线性缓慢下降趋势，从单位面积上地形起伏在60m-300m之间有所激增，因此土壤保持量由于地形起伏缓慢下降，土壤积累增多，稳定性大大增加，可得结论总体而言广西北部湾入海流域的土壤保持量在持续稳定的增加。1.3碳储量生态系统服务功能分析1.3.1碳储量年际变化通过运算碳储存（Carbon）模型可得出，2010年碳储量为10651.295万t，2020年碳储量为10537.409万t，总体上呈趋势减少，具体减少了113.886万t，年均减少0.537%，通过运算得出单位面积上2010年及2020年碳储量分别为5691.636t/km2、5630.779t/km2，期间呈现减少趋势，具体减少量为60.857t/km2。综合来看，碳储量有所下降，呈现缓慢趋势。1.3.2碳储量空间分布变化通过碳储存模块可得2010年和2020年的广西北部湾入海流域碳储存空间分布变化，对比2010年和2020年广西北部湾入海流域碳储存空间分布变化图，中部地区及北部地区碳储量呈现加剧减少的现象，东部地区及东北部地区碳储量呈现缓慢减少的现象。其他地区的碳储量变化不大，且趋于稳定状态。（如图5-4、5-5）图5-42010年广西北部湾入海流域碳储存空间分布变化图5-52020年广西北部湾入海流域碳储存空间分布变化利用ArcGIS的栅格计算器进行2010年和2020年广西北部湾入海流域碳储存的差值，并根据碳储存空间变化值重分类为三类，即-1.5c/mg-1.6c/mg、-1.6c/mg-0.6c/mg、0.6c/mg-1.5c/mg。从2010-2020年广西北部湾入海流域空间变化分析图可得出，碳储量变化分布较为零散，集中地区多数在东北部居民地区域以及北部耕地区域，其他区域数值上平均且可定义为稳定不变。（如图5-6）图5-62010-2020年广西北部湾入海流域碳储存空间分布变化1.3.3不同土地利用类型的碳储量利用ArcGIS对碳储量数据进行统计分析得出2010年和2020年各土地利用类型碳储量占比情况，对比两期数据林地碳储量减少0.79%，耕地碳储量减少0.95%，居民地碳储量增加1.39%，草地碳储量减少0.11%，总体而言耕地与林地的碳储量有所减少，而居民地碳储量的增加证实了其耕地与林地减少的原因，即人为的破坏及人口数量的增加导致打破了生态环境的循环而没有采取补救措施，因此得出碳储量在耕地区域与林地区域上呈现减少的趋势，且相对较为缓慢，在居民地区域呈现增加的趋势，且相对也较为缓慢。即林地>耕地>居民地>草地>水域>未利用地。土地利用类型20102020面积占比面积占比耕地580782240031.23%563939370030.28%林地1098774090059.08%1085475060058.29%草地7722747004.15%7927677004.26%水域4421916002.38%4829445002.59%居民地5843124003.14%8443422004.53%未利用地40104000.02%79605000.04%1.4生境质量生态系统功能分析1.4.1生境质量年际变化通过生境质量模块（Habitatquality）运算可得，2010年生境质量指数最低为0，最高为1；2020年生境质量指数最低为0，最高为1。因此可推出生境质量在两期数据中相比其他栖息地指数较优。2010年平均生境指数为0.756621，2020年平均生境指数为0.750948。因此从整体来看，生境质量趋于稳定，变化缓慢，还未遭到重大破坏。从平均值来看，生境质量有所微降，因此两期数据对比的三个模块造成的生态环境破坏对生境质量依然有着缓慢且持续的影响。（如图5-7、5-8）图5-72010年广西北部湾入海流域生境质量指数详细分析图图5-82020年广西北部湾入海流域生境质量指数详细分析图1.4.2生境质量空间分布变化通过生境质量模块运算可得出2010年以及2020年的广西北部湾入海流域的生境质量的空间分布变化，如图所示，生境质量指数越高，则生态环境越稳定，其被破坏程度就越低。因此在两期的分布图对比中最高与最低的生境质量指数没有变化，证明生态系统还未遭到严重的破坏，但在空间分布上呈现持续扩大的趋势。2010年的生境质量空间分布呈现中部地区及北部地区的生境质量较低，南部地区及东北部地区的生境质量呈现“先减少，后增大”的趋势，其他区域生境质量较高。2020年的生境质量空间分布在相比2010年的情况，在东北部及耕地附近生境质量下降，并呈现缓慢下降的趋势。（如图5-9、5-10）图5-92010年广西北部湾入海流域生境质量空间变化分布图图5-102020年广西北部湾入海流域生境质量空间变化分布图利用ArcGIS的栅格数据对2010年和2020年的数据进行相减，并根据生境质量空间变化值重分类为三类减少（-1–-0.5）、基本不变（-0.5–0.3）、变化较大（0.3-1），参考两期数据的生境质量的变化以及分布