以下文章来源于人地复合生态系统 ，作者人地复合生态系统
研究背景
城市化导致特大城市地区生态退化、景观破碎化和生态系统服务丧失，生态修复被认为能够有效缓解城市化对生态系统服务的负面影响。生态修复从针对小区域的特定修复发展到在区域尺度上增强生态系统服务。在城市地区，应首先关注如何确定生态修复的优先区，以确保开展针对性的生态修复与生态系统服务提升。然而，生态系统服务簇在城市生态系统管理中往往被忽视，这阻碍了将生态系统综合评估纳入到生态修复中，并以此实施土地利用规划。生态系统服务簇可被用于探寻生态系统服务关联的一般规则，并揭示生态系统服务与生态系统管理之间的关系。因此，有效地发展优先考虑生态修复区和提升多种生态系统服务供给以支持城市景观可持续性的空间方法至关重要。
研究目标
本研究以深圳为例，将生态系统服务簇与城市化效应整合到生态修复管理中，旨在发展一个能有效优先考虑特大都市生态恢复区，以提升生态系统服务的综合方法，并且为生态系统管理和规划实施提供指导。重点探索以下三个目标：（1）深圳快速城市化进程中生态系统服务簇的空间格局；（2）研究城市化与生态系统服务簇的相关性，以分析生态退化的后果；（3）空间统计法被用来识别城区的生态恢复优先区。
图1 研究区位置.（a）2018年深圳市土地利用；（b）DEM
研究方法
第一步，生态系统服务评估：采用CASA、RUSLE, 水量平衡方法、InVEST模型生境质量模块和空间分配模型分别评估了固碳、土壤保持、生境维持、产水、粮食供给、水果供给、休闲娱乐共七种服务。
第二步，生态系统服务簇识别：K均值聚类用来识别生态系统服务簇；
第三步，城市化效应对生态系统服务簇影响的量化：采用线性回归和固定截距线性回归量化了城市化效应（不透水面指数，ISA）对生态系统服务簇的影响；
第四步，生态恢复的空间优先区识别：采用双变量局部莫兰指数用来计算ΔESB（生态系统服务簇变化的标准值）与1%ISA(ΔISA)之间的相关性，获得本像元与领域像元ΔESB VS ΔISA的显著性；通过使用显著性值，将生态恢复区分为关键生态恢复区（P<0.001）、重要生态恢复区（P<0.005）、人工生态恢复区（P<0.01）、自然生态恢复区（P<0.05）及非生态恢复区（不显著）。
图2 城市空间生态恢复区优化程序框架
研究结论
1、深圳生态系统服务簇变化
1978-2018年，深圳生态系统服务簇得分在数量、类型和空间位置上发生了显著变化。生境质量服务簇得分没有经历结构性变化，固碳服务簇和粮食生产服务簇得分有显著的减少，产水服务簇得分有一个波动变化，水果生产服务簇得分呈现波动增加，文化服务簇和城市簇得分有显著增加。
图3 生态系统服务簇雷达图
图4 深圳生态系统服务簇空间分布图
图5 1978-2018深圳生态系统服务簇变化的和弦图
2、城市化与生态系统服务簇相关性分析
回归分析显示每增加1%的ISA，1978、1990、2000、2010、2018年的ESB分别下降了0.04、0.34、0.38、0.43、0.54。随着城市化的推进，可以看到斜率越来越大，这表明城市化对生态系统服务簇的影响逐渐增加。这主要有以下两个原因：（1）城市化的影响，生态系统服务供给已经发生了重大变化。土地利用变化导致生态系统服务供给发生直接改变，比如粮食和水果供给减少。（2）城市地区文化服务的供给能力显著改善，有明显的空间转移。
图6 深圳ESB（生态系统服务簇）和ISA（不透水表面指数）的相关性
2、深圳空间恢复优先区
研究识别了1196个1km2的网格作为深圳优先生态恢复区，占所有网格总数的54.17%，包括4.08%的关键恢复区，26.49%的重要生态恢复区，4.98%的人工生态恢复区，18.61%的自然生态恢复区。
图7 深圳ΔESB与ΔISA相关性
图8 深圳生态恢复区的优先级
小编述评
中国大多数大城市地区都经历了快速的城市化进程，城市扩张对城市的生态可持续造成了严重威胁，因此需迫切对这些城市开展生态恢复规划，以抑制生态退化。确定城市生态恢复优先区的具体位置是开展生态恢复的前提，也是本研究旨在解决的关键问题。研究将城市化效应和生态系统服务簇整合到生态优先恢复区识别中，基于线性回归量化了城市化对生态系统服务簇形成和结构的影响。基于双变量局部莫兰指数开发了一种确定大城市地区生态恢复的优先地点的有效方法。下一步，应依据识别出的生态优先恢复区进行可靠性判断或准确性检验，以便更好地与景观规划实践相结合。
原文链接：Zhenhuan Liu, Qiandu Huang, Yi Zhou, Xiao Sun, (2022). Spatial identification of restored priority areas based on ecosystem service bundles and urbanization effects in a megalopolis area. Journal of Environmental Management, 308, 114627.
转自：“生态遥感前沿”微信公众号
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