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Multi-scale analysis of ecosystem service trade-offs in urbanizing drylands of China: A case study in the Hohhot-Baotou-Ordos-Yulin region

中国快速城市化干燥地区的生态系统服务权衡关系多尺度分析——以呼包鄂榆地区为例



全 文 :第 36 卷第 15 期
2016年 8月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.36,No.15
Aug.,2016
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家重大科学研究计划项目(2014CB954302, 2014CB954303);国家自然科学基金委青年科学基金项目(41501195)
收稿日期:2015⁃07⁃05;     网络出版日期:2016⁃03⁃21
∗通讯作者 Corresponding author.E⁃mail: Zhifeng.Liu@ bnu.edu.cn
DOI: 10.5846 / stxb201507051423
孙泽祥, 刘志锋, 何春阳,邬建国.中国快速城市化干燥地区的生态系统服务权衡关系多尺度分析———以呼包鄂榆地区为例.生态学报,2016,36
(15):4881⁃4891.
Sun Z X, Liu Z F, He C Y, Wu J G.Multi⁃scale analysis of ecosystem service trade⁃offs in urbanizing drylands of China: A case study in the Hohhot⁃
Baotou⁃Ordos⁃Yulin region.Acta Ecologica Sinica,2016,36(15):4881⁃4891.
中国快速城市化干燥地区的生态系统服务权衡关系多
尺度分析
———以呼包鄂榆地区为例
孙泽祥1, 3, 刘志锋1,2, ∗, 何春阳1, 2, 邬建国1, 2, 4
1 北京师范大学人与环境系统可持续性研究中心, 北京  100875
2 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室, 北京  100875
3 北京师范大学资源学院, 北京  100875
4 美国亚利桑那州立大学生命科学院和全球可持续性研究所,坦佩 亚利桑那州  85287
摘要:理解生态系统服务间的权衡关系对提高干燥地区人类福祉和实现区域可持续性具有重要的意义。 但是,目前人们仍然缺
乏对快速城市化干燥地区中生态系统服务权衡关系的多尺度理解。 以呼包鄂榆地区这一正在经历快速城市化的干燥地区为
例,在城市群、区域和城市 3个尺度上来探索生态系统服务间的权衡关系。 对呼包鄂榆地区 2010 年的粮食生产、肉类生产、产
水量、土壤保持和碳固持 5种关键生态系统服务进行测量。 利用相关分析法在 3个尺度上对 5种服务间的权衡关系进行分析。
2010年呼包鄂榆地区产水量和土壤保持以及产水量和碳固持服务表现出显著的权衡关系。 其中,产水量和碳固持服务在城市
群、农业区和鄂尔多斯市呈现明显的权衡关系,产水量和土壤保持服务在城市群和农业区呈现明显的权衡关系。 快速城市化干
燥地区中的生态系统服务权衡关系具有明显的尺度效应,同一对生态系统服务在不同尺度上的权衡关系存在较大差异。 这种
差异主要是由区域人类活动和自然条件的空间异质性所致。 研究结果有助于对呼包鄂榆地区生态系统服务权衡关系的认识,
为该地区土地系统设计和可持续发展提供了必要的科学依据。
关键词:生态系统服务权衡;干燥地区;呼包鄂榆;城市化;多尺度分析
Multi⁃scale analysis of ecosystem service trade⁃offs in urbanizing drylands of
China: A case study in the Hohhot⁃Baotou⁃Ordos⁃Yulin region
SUN Zexiang1,3, LIU Zhifeng1,2,∗, HE Chunyang1,2, Wu Jianguo1,2,4
1 Center for Human⁃Environment System Sustainability (CHESS), Beijing Normal University, Beijing 100875, China
2 State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology (ESPRE), Beijing Normal University, Beijing 100875, China
3 College of Resources Science & Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
4 School of Life Sciences and Global Institute of Sustainability, Arizona State University, Tempe, AZ 85287, USA
Abstract: Understanding the trade⁃offs among ecosystem services (ESs) is important for improving human well⁃being and
sustainability in dryland regions. However, a multi⁃scale understanding of ES trade⁃offs that link local ecosystem properties
with regional patterns in urbanizing drylands is lacking. We investigated the ES trade⁃offs in the Hohhot⁃Baotou⁃Ordos⁃Yulin
(HBOY) region—a rapidly urbanizing dryland region in China—on three spatial scales: the city, region, and urban
agglomeration. We first mapped five key ESs in HBOY in 2010, including crop production, meat production, water yield,
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soil retention, and carbon sequestration. Next, we analyzed their trade⁃offs on the three scales by using correlation analysis.
We found that trade⁃offs between water yield and carbon sequestration, as well as water yield and soil retention, were
significant in HBOY in 2010. Water yield and carbon sequestration showed significant trade⁃offs on the urban agglomeration
scale and in agricultural region and Ordos. Water yield and soil retention showed significant trade⁃offs on the urban
agglomeration scale and in agricultural region. In addition, the ES trade⁃offs were scale⁃dependent in rapidly urbanizing
drylands. The trade⁃offs between pairs of ecosystem services were inconsistent on different scales, this was caused by the
spatial heterogeneity of natural conditions and human activities. Our findings might help better understand the ES trade⁃offs
in HBOY and provide a scientific basis for land system architecture and sustainable development in HBOY.
Key Words: ecosystem service trade⁃offs; dryland; Hohhot⁃Baotou⁃Ordos⁃Yulin ( HBOY ); urbanization; multi⁃
scale analysis
生态系统服务是人类从生态系统中所获得的福利[1],是提高人类福祉和实现区域可持续性的基础[2⁃4]。
生态系统服务权衡是指一种生态系统服务的提高以另一种或多种生态系统服务的降低为代价的现象[5⁃7],是
生态系统服务研究的核心论题之一[8]。 近年来,农业开垦、森林砍伐和城市化等人类活动一方面增加了食物
供给、木材供给和休憩等服务,另一方面也造成了碳固持、土壤保持和水源涵养等服务的下降,致使生态系统
服务之间的权衡关系日益突出[9⁃10]。 因此,理解生态系统服务间的权衡关系对提高人类福祉和实现区域可持
续性具有重要的意义[8]。
目前,已经有多位学者分别在全球、大洲、国家、区域和流域等尺度上对生态系统服务间的权衡关系进行
了研究[11⁃15]。 但从某一尺度上获得的权衡关系往往与另一尺度上得到的权衡关系不一致。 比如,Gordon 和
Enfors[16]在集水区尺度上的研究表明,粮食生产和土壤保持表现为协同关系,但 Maes 等[17]在整个欧洲大陆
的研究表明,该对服务呈现权衡关系。 究其原因,主要是生态系统服务供给与需求间的尺度不匹配以及自然
条件与生态过程在不同尺度间的差异造成的[5,18]。 这导致对生态系统服务权衡关系的认识存在一定局限性,
无法准确引导管理者采取合适的措施来改善区域生态系统服务,以提高人类福祉和区域可持续性。 因此,从
多个尺度上定量表达和理解生态系统服务的权衡关系是当前生态系统服务和景观 /区域可持续性研究急需解
决的问题[19⁃20]。
干燥地区是指以水资源短缺为主要特征,生产力和养分循环均受到供水量限制的地区,即年平均降水量
与年平均潜在蒸散量之比小于 0.65 的地区[21]。 全球干燥地区主要分布在亚洲中部和西部、欧洲东部、非洲
北部、北美洲西部以及大洋洲,总面积 6094.77 万 km2,占全球陆地总面积的 41.30%[21]。 该地区具有生态环
境脆弱、贫困人口集中、城市化迅速以及对气候变化敏感等特点,是全球可持续发展中的关键区域之一[21]。
中国干燥地区主要分布在中国西北、华北和东北地区,位于 32°52′N—53°19′N,73°29′E—129°25′E之间,面积
394.97万 km2,占陆地国土总面积的 41.14%。 中国干旱区一般指年降水量小于 200mm,干燥度大于 3.5 的地
区,面积约 280万 km2,占国土总面积的 29.17%[22]。 中国干燥地区比中国干旱区的范围更广,是中国当前国
土空间开发和生态文明建设的重点关注区域[23⁃24]。 近年来,随着我国干燥地区城市化进程不断加快,区域生
态系统服务需求持续增加[25]。 但受到自然条件的限制,干燥地区生态系统服务供给能力严重不足,致使生态
系统服务供需矛盾日益突出,造成了人口贫困和环境退化等一系列社会经济问题和生态环境问题,给区域的
可持续发展带来了压力[26]。 因此,准确掌握快速城市化干燥地区不同尺度上的生态系统服务权衡关系,对该
区域的可持续发展具有重要意义[27⁃28]。
本研究的目的在于揭示快速城市化干燥地区主要生态系统服务的权衡关系及其尺度效应。 为此,以正在
经历快速城市化的位于中国北方干燥地区的呼包鄂榆地区为例,在计算 2010年粮食生产、肉类生产、产水量、
土壤保持和碳固持等五项关键生态系统服务的基础上,在城市群、区域和城市 3 个尺度上量化和比较了生态
系统服务之间的权衡关系。
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1  研究区和数据
图 1  呼包鄂榆地区自然和社会经济概况
Fig.1  The natural and socio⁃economic characteristics of HBOY
1.1  研究区
呼包鄂榆地区位于中国北方干燥地区中部,在北纬 36°48′50″—42°44′5″、东经 106°28′16″—122°18′7″之
间,包括呼和浩特、包头、鄂尔多斯和榆林 4个城市,总面积 17.46万 km2(图 1)。 该地区地势从西北向东南微
倾,平均海拔约 1300 m,地貌类型主要包括山地、平原、沙漠和丘陵等。 呼包鄂榆地区气候类型为温带大陆性
季风气候,多年平均气温约为 8 ℃,多年平均降水量约为 320 mm。 近 50年的气象观测数据显示,该地区呈现
出明显的暖干化趋势,降水量总体呈现下降趋势,温度总体呈上升趋势(图 1)。
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自 20世纪 80 年代以来,呼包鄂榆地区经历了快速的城市化。 1990—2010 年,该地区非农业人口从
239.87万人增加到了 462.13万人,增长了 92.66%,非农业人口占总人口的比例从 26.79%增加到了 43.33%,增
加了 16.54个百分点(图 1)。 同时,城市建成区面积从 1990年的 237 km2增加到了 2010年的 514 km2,增长了
1.17倍[29⁃30]。 区域 GDP 从 1990 年的 102.06 亿元增加到 2010 年的 2156.58 亿元(按照 1990 年不变价格计
算),增长了 20 倍。 其中第二产业占 GDP 的比重从 1990 年的 45.90%增加到了 2010 年的 54.63%,增加了
8.73个百分点;第三产业占 GDP 的比重从 1990 年的 32.86%增加到了 2010 年的 41.69%,增长了 8.83 个百
分点[31⁃34]。
1.2  数据
使用的数据包括呼包鄂榆地区土地利用 /覆盖数据、气象站点数据、归一化植被指数(NDVI)数据、土壤属
性数据、数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)数据、统计数据和基础地理信息数据 7类。
2010年土地利用 /覆盖数据来源于 GlobeLand30数据集(http: / / www.globallandcover.com / )。 该数据是以
Landsat遥感影像和中国环境减灾卫星(HJ⁃1)的多光谱影像为主要数据源,在参考大量辅助数据的基础上通
过遥感分类获得,空间分辨率为 30 m,总体精度为 80.33%,Kappa 系数为 0.75[35]。 数据包含耕地、森林、草
地、灌丛地、水体、湿地、人造覆盖和裸地等 8 种类型。 为了便于计算生态系统服务,参考 Liu 等[36]的研究,将
上述 8种土地利用 /覆盖类型归并为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地 6类(图 1)。 气象数据来源
于中国气象科学数据共享服务网(http: / / data.cma.gov.cn / ),包括研究区及其周边 200 km 范围内 55 个气象
站点在 2010年的气温和降水等信息。 参考 Hutchinson[37]的研究,对数据进行薄板平滑样条( Thin Plate
Spline)插值,以用于获取区域生态系统服务的空间信息。 土壤数据来源于世界土壤数据库(Harmonized
World Soil Database version 1. 2, HWSD) ( http: / / www. fao. org / soils⁃portal / soil⁃survey / soil⁃maps⁃and⁃databases /
harmonied⁃world⁃soil⁃datebase⁃v12 / en / ) .该数据包含土壤类型、土壤质地、土壤有机碳含量和根系深度等资料,
比例尺为 1∶ 100 万。 NDVI 数据来源于 2010 年 SPOT⁃VEGETATION 10d 合成产品( http: / / www. vito⁃eodata.
be / ),数据分辨率为 1 km。 参考 Holben[38]的研究,逐月对该数据进行最大值合成处理以去除云的影响,最终
得到每月的 NDVI数据。 DEM数据来源于美国太空总署(NASA)和国防部国家测绘局(NIMA)发布的 SRTM
(Shuttle Radar Topography Mission)DEM 数据(http: / / srtm.csi.cgiar.org / SELECTION / inputCoord.asp),空间分
辨率为 90 m。 社会经济统计数据来自于《内蒙古统计年鉴 2011》、《榆林统计年鉴 2010》和《中国 2010年人口
普查分县资料》,包括研究区内各县级行政单元在 2010 年末的粮食产量、牛肉产量、羊肉产量和城镇人口数。
基础地理信息数据来源于国家基础地理信息中心(http: / / ngcc.sbsm.gov.cn / ),包括研究区的行政边界、行政
中心、道路和河流等。
获取以上数据后,为了便于进行计算和叠加分析,我们通过栅格化和重采样处理,将所有数据的投影统一
为 Albers投影,空间分辨率统一为 90 m。
2  方法
在计算呼包鄂榆地区 2010年关键生态系统服务的基础上,在城市群、区域和城市 3个尺度上对生态系统
服务间的权衡关系进行分析(图 2)。
2.1  计算不同尺度上的生态系统服务
基于千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment, MA)提出的包括支持、供给、调节和文化 4 类
生态系统服务在内的概念框架,参考 Hönigová等[39]对草地生态系统服务的研究,同时结合呼包鄂榆地区的自
然和社会经济状况,选择了与该地区人类福祉密切相关的 5 种生态系统服务进行计算。 具体包括粮食生产、
肉类生产和产水量 3项供给服务以及土壤保持和碳固持 2项调节服务。
2.1.1  粮食生产与肉类生产
参考 Yang等[40]的研究,采用各县地均粮食产量表示粮食生产服务。 参考 Pan 等[41]的研究,采用地均羊
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图 2  技术路线
Fig.2  Flow chart
肉和牛肉的总产量表示肉类生产服务。 具体是将基于统计数据获得的各县粮食产量和肉类产量分别除以各
县级行政单元面积得到各县 2010年粮食生产和肉类生产服务(图 3)。 两种服务的单位均为 t / km2。
2.1.2  产水量
参考 Tallis等[42]的研究,采用 InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型中的产
水量模块计算产水量服务。 具体公式如下:
Y(x) = P(x) - AET(x)
式中,Y(x)表示像元 x 中的年均产水量;P( x)为像元 x 上的年均降水量;AET( x)为像元 x 上的年实际蒸
散量。
2.1.3  土壤保持
参考 Fu等[43]的研究,利用潜在土壤保持量来表征生态系统的土壤保持服务。 潜在土壤保持量是指在没
有植被覆盖和土壤侵蚀控制措施情况下的土壤流失量与当前植被覆盖和土壤侵蚀控制措施情况下的土壤流
失量的差值,它可以用以下公式来表示。
ΔA = A0 - Av = R × K × LS × (1 - Cv × Pv)
式中,ΔA为潜在土壤保持量( t hm-2 a-1);R 为降雨侵蚀力因子(MJ mm hm-2 h-1 a-1),采用 Wischmeier 和
Smith提出的基于降雨月值数据的方法进行计算[44];K 为土壤可蚀性因子(t h MJ-1 mm-1),采用侵蚀⁃生产力
模型(Erosion Productivity Impact Calculator, EPIC)中提出的方法进行计算[45⁃46]。 LS 为坡长坡度因子,采用
McCool等[47⁃48]提出的算法进行计算[49]。 Cv为当前的植被覆盖因子,采用蔡崇法等[50]提出的算法计算。 Pv为
当前的土壤保持措施因子,采用基于坡度的 Wener方法进行计算[43,51]。
2.1.4  碳固持
参考 Tallis等[42]的研究,采用碳储量来表征生态系统碳固持能力。 陆地生态系统碳储量主要包含地上碳储
量、地下碳储量、土壤碳储量以及死亡有机碳 4个部分[42]。 具体使用 InVEST模型中的碳储量与碳固持模块来计
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算呼包鄂榆地区 2010年的碳储量。 模块中使用的碳密度数据来自于黄玫等[52]和方精云等[53⁃54]的研究成果。
为了统一分析单元,在基于上述方法计算出各像元 2010 年的产水量、土壤保持量和碳固持量之后,采用
分区统计获取了各县级行政单元 2010年的地均产水量、地均土壤保持量和地均碳固持量(图 3)。
图 3  2010年呼包鄂榆地区 5种生态系统服务的空间格局
Fig.3  The spatial patterns of five ecosystem services in HBOY in 2010
2.2  分析不同尺度上的生态系统服务权衡关系
为了全面认识呼包鄂榆地区生态系统服务间的权衡关系,参考 Raudsepp⁃Hearne等[6]和 Turner等[13]的研
究,采用相关分析法对城市群、区域和城市三个尺度上生态系统服务间的权衡关系进行了量化。 其中,城市群
尺度的分析范围涵盖整个呼包鄂榆地区,区域尺度的分析范围则分为农业区(种植业为主的榆林市)和牧区
(以畜牧业为主的呼和浩特市、包头市和鄂尔多斯市),城市尺度的分析范围则包含呼和浩特、包头和鄂尔多
斯 3个地级行政区(图 1)。 当某对生态系统服务间的相关系数为负值且通过了 0.05 水平的显著性检验时,
则认为该对生态系统服务间具有显著的权衡关系[15]。
3  结果
3.1  城市群尺度的生态系统服务权衡关系
在城市群尺度,产水量和碳固持以及产水量和土壤保持呈现显著的权衡关系(图 4)。 相关分析表明,
2010年呼包鄂榆地区产水量和碳固持以及产水量和土壤保持的相关系数均为-0.50,且通过了 0.01 水平的显
著性检验。
肉类生产和土壤保持等 8对服务间未呈现出明显的权衡关系(图 4)。 其中,肉类生产和土壤保持间的相关系
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数虽然为负值,但未通过 0.05的显著性检验。 剩余 7对生态系统服务的相关系数在 0.02—0.85之间,均为正值。
图 4  城市群、区域和城市尺度上生态系统服务间的相关系数
Fig.4  Pearson′s correlation coefficients between ecosystem services on the urban agglomeration scale, regional scale, and city scale
红色柱子表示生态系统服务间具有显著的权衡关系,蓝色表示不具有显著的权衡关系; ∗ P<0.05, ∗∗ P<0.01, ∗∗∗ P<0.001
3.2  区域尺度的生态系统服务权衡关系
在农业区,产水量和碳固持以及产水量和土壤保持呈现明显的权衡关系(图 4)。 2010 年,产水量和碳固
持以及产水量和土壤保持的相关系数分别为-0.89 和-0.65,均通过了 0.05 水平的显著性检验。 肉类生产与
土壤保持等 8对生态系统服务均未表现出明显的权衡关系(图 4)。 其中,肉类生产与土壤保持、粮食生产与
产水量以及肉类生产与碳固持 3对服务的相关系数虽然为负值,但均未通过 0.05 水平的显著性检验。 同时,
粮食生产与土壤保持等 5对服务间的相关系数在 0.19—0.84之间,均为正值。
在牧区,所有 10对生态系统服务均未表现出显著的权衡关系(图 4)。 其中,产水量和碳固持等 4 对服务
的相关系数虽然为负值,但均未通过 0.05水平的显著性检验。 其余 6对服务的相关系数在 0.25—0.88 之间,
均为正值。
3.3  城市尺度的生态系统服务权衡关系
在鄂尔多斯市,产水量和碳固持服务具有明显的权衡关系(图 4)。 2010年,该尺度上产水量和碳固持的相
关系数为-0.84,并通过了 0.01水平的显著性检验。 产水量和土壤保持等 9对服务未表现出显著的权衡关系(图
4)。 其中,产水量与土壤保持、肉类生产与碳固持以及肉类生产与产水量等 4对服务的相关系数虽然为负值,但
是均未通过 0.05水平的显著性检验。 粮食生产与肉类生产等 5对服务的相关系数在 0—0.86之间,均为非负值。
在呼和浩特市与包头市,所有 10对可能的生态系统服务均未表现出明显的权衡关系(图 4)。 其中,在呼
和浩特市,虽然粮食生产与土壤保持、肉类生产与土壤保持以及产水量与碳固持的相关系数为负值,但均未通
过 0.05水平的显著性检验。 粮食生产与肉类生产等 7对服务间的相关系数在 0—0.72之间,均为非负值。 在
包头市,虽然产水量与碳固持的相关系数为负值,但是未通过 0.05水平的显著性检验。 其余 9 对生态系统服
务的相关系数在 0.15—0.95之间,均为正值。
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4  讨论
图 5  不同尺度上产水量和碳固持服务间的权衡关系
Fig.5  Ecosystem service trade⁃offs between water yield and carbon sequestration on different scales
下标 U表示城市群尺度,下标 A表示区域尺度中的农业区,下标 P表示区域尺度中的牧区,下标 H、B 和 O 分别表示城市尺度上的呼和浩
特、包头和鄂尔多斯
4.1  呼包鄂榆地区生态系统服务权衡关系
2010年,呼包鄂榆地区产水量和碳固持以及产水量和土壤保持服务呈现显著的权衡关系。 这种权衡关
系是由生态系统服务间的相互作用以及它们之间的共同驱动力(比如降水或由人类活动引起的土地利用 /覆
盖变化等)引起的[9]。 以产水量和碳固持为例,植树造林一方面可以增加植被覆盖度,进而提高生态系统的
碳固持服务,另一方面也会导致地表蒸散作用增强,从而降低产水量。 与此相反,建设用地扩张一方面会导致
植被覆盖度下降,从而降低碳固持服务,另一方面也会降低地表的蒸散作用,导致产水量增加。 该结果与已有
研究基本一致。 比如 Jia等[12]的研究表明,在陕西省北部实施的退耕还林还草政策明显提高了该区域碳固持
服务和土壤保持服务,但降低了产水量。
4.2  生态系统服务权衡关系的尺度效应分析
呼包鄂榆地区生态系统服务权衡关系具有明显的尺度效应(图 5)。 相同生态系统服务在不同尺度上的
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权衡关系存在明显差异。 比如,在城市群尺度上,产水量和碳固持表现出明显的权衡关系。 但在区域尺度上,
该对服务仅在农业区表现出显著的权衡关系,且其权衡关系的强度明显高于城市群尺度。 在城市尺度上,该
对服务仅在鄂尔多斯市呈现显著的权衡关系,其权衡关系的强度稍低于农业区,但明显高于城市群尺度。
人类活动和自然条件在空间上的分布差异是导致快速城市化干燥地区生态系统服务权衡关系出现尺度
效应的主要原因。 在人类活动方面,城市化率对快速城市化地区生态系统服务权衡关系有明显影响。 2010
年,呼包鄂榆地区的城市化率具有明显的空间异质性(图 6)。 在城市群尺度上,各县平均城市化率为49.22%,
其标准偏差为 18.78%,约为均值的 1 / 3。 在区域尺度以及城市尺度上的呼和浩特市和包头市,各县平均城市
化率的标准偏差也都在均值的 1 / 3以上,仅有鄂尔多斯市平均城市化率的标准偏差约为均值的 1 / 5。 在自然
条件方面,降水量是影响干燥地区生态系统服务权衡关系的主要因素。 2010 年,呼包鄂榆地区降水量存在明
显的空间分布差异(图 6)。 在城市群尺度上,各县平均降水量为 360.56mm,其标准偏差为 53.40mm,是均值
的 14.81%。 在区域和城市尺度,牧区、鄂尔多斯市和包头市降水量的标准偏差也均超过平均降水量的 10%,
仅有农业区的降水量标准偏差不及平均降水量的 5%,为 3.83%。
图 6  2010年各尺度的城市化率和年均降水量
Fig.6  The mean urbanization rate and mean annual precipitation on different scales in 2010
5  结论
本研究以呼包鄂榆地区为例,采用相关分析法在城市群、区域和城市 3 个尺度上对快速城市化干燥地区
的生态系统服务权衡关系进行了量化。 结果表明,2010年,呼包鄂榆地区产水量和碳固持以及产水量和土壤
保持呈现显著的权衡关系。 其中,产水量和碳固持服务在城市群、农业区和鄂尔多斯市表现出明显的权衡关
系,产水量和土壤保持服务在城市群和农业区表现出明显的权衡关系。 同时,快速城市化干燥地区的生态系
统服务权衡关系具有明显的尺度效应。 不同尺度上生态系统服务间的权衡关系存在明显差异。 降水等自然
条件以及土地利用 /覆盖变化等人类活动因素的空间异质性是导致权衡关系产生尺度效应的主要原因。 因
此,要全面了解快速城市化干燥地区的生态系统服务权衡关系,应同时在多个尺度上进行研究。 这些有关生
态系统服务权衡关系及其尺度效应的研究结果为呼包鄂榆地区土地系统设计和可持续发展提供了必要的科
学依据。
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