Socioeconomic Factors Behind the Relationship Between Urban Expansion and Ecosystem Services: A Multiscale Study in China—— 多尺度解析中国城市扩张与生态系统服务关系背后的社会经济因素

《Landscape Ecology》:Socioeconomic factors behind the relationship between urban expansion and ecosystem services: a multiscale study in China

【字体: 时间:2025年04月11日 来源:Landscape Ecology 4

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  为探究社会经济因素对城市扩张与生态系统服务关系()的影响及不同尺度关键影响因素,研究人员构建多尺度分析框架,结合多种分析方法展开研究。结果表明其影响因生态系统服务类型而异,且关键因素随尺度变化。该研究为景观管理和规划决策提供了多层面指导。

  在当今时代,城市如雨后春笋般不断扩张,对生态系统服务(Ecosystem Services,ESs)产生了深远影响。想象一下,原本郁郁葱葱的森林、广袤的农田逐渐被城市的钢筋水泥所取代,这不仅改变了土地的面貌,还影响了生态系统为人类提供的各种 “福利” ,比如清新的空气、丰富的食物、稳定的土壤等。
目前,大多数研究仅聚焦于城市扩张与生态系统服务的关系本身,对其背后影响因素的关注严重不足。而且,社会经济因素在不同尺度上对这一关系的影响差异也未得到有效研究。在经济发展模式多样的背景下,搞清楚这些问题,对于维持城市扩张与生态系统服务之间的平衡至关重要。

为了解决这些问题,南京农业大学的研究人员开展了一项多尺度研究。研究选择 2000 - 2020 年的中国作为研究案例,在省、城市群和县域三个尺度上进行分析,旨在回答两个关键科学问题:一是社会经济因素如何在不同尺度上影响 ;二是不同尺度上影响的关键社会经济因素有哪些。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,通过相关分析、偏相关分析和地理探测器(Geodetector)模型等多种方法相结合,量化了社会经济因素在不同尺度上对城市扩张与生态系统服务关系的影响。在数据方面,收集了土地利用和土地覆盖(LULC)、归一化植被指数(NDVI)、数字高程模型(DEM)等多源数据,并进行预处理和标准化,以确保数据的可靠性和一致性。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 城市扩张和生态系统服务的时空演变特征:在过去 20 年,中国建成区面积和开发强度均有所增加,且区域差异明显。在生态系统服务方面,省级尺度上除碳固存(Carbon Sequestration)减少外,其他如食物供应(Food Supply)、土壤保持(Soil Conservation)和产水量(Water Yield)均增加;城市群和县域尺度也有类似变化趋势,但具体的贡献区域有所不同。
  2. 不同尺度上城市扩张与生态系统服务的关系:相关性分析显示,城市扩张与食物供应、碳固存呈显著负相关,与土壤保持和产水量呈正相关。城市群尺度的相关性比其他两个尺度更强。
  3. 社会经济因素对城市扩张与生态系统服务关系的影响:偏相关分析表明,控制社会经济因素后,城市扩张与部分生态系统服务的相关性发生变化,且不同尺度受影响程度不同。不同尺度影响的关键社会经济因素也不同。地理探测器模型结果显示,社会经济因素与城市扩张的相互作用对生态系统服务变化的解释力增强。此外,明确的行政边界会影响社会经济发展、城市扩张和生态系统服务之间的关系。

研究结论和讨论部分具有重要意义。研究发现,虽然不同尺度上的相关性程度有所不同,但相关属性(正相关或负相关)是一致的。社会经济因素对的影响在县域尺度更为突出。这一研究成果强调了多尺度效应在研究社会经济因素对城市扩张与生态系统服务关系影响中的重要性,也证实了在区域发展中制定和实施跨尺度、跨区域联动政策的正确性。该研究为区域可持续发展决策提供了有效指导,有助于在城市发展和生态系统服务保护之间找到平衡,为景观管理和规划提供多层面的参考依据。

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