生态系统服务的时空变化及其尺度依赖性研究

研究快速城市化下生态系统服务之间权衡与协同效应，可以为可持续生态管理提供决策依据。Qiao等人以太湖流域为例，评估了1990-2010年8个生态系统服务的时空变化，运用主成分分析和因子分析法量化不同城镇化阶段1平方公里尺度和县域尺度下生态系统服务的权衡与协同效应。

研究方法

作者选取8个生态系统服务，评估了1平方公里像素尺度下太湖流域生态系统服务，其中基于统计模型评估作物生产、淡水供给、水产品生产服务；CASA模型评估净初级生产力；通用土壤流失方程USLE（universal soil loss equation）评估土壤保持；水保持模型评估水保持服务；基于湖泊和湿地的储水量评估洪水调蓄；森林游憩指数FRI模型（Forest recreation index）评估森林游憩。

为了研究不同尺度下生态系统服务的权衡与协同效应，作者首先创建1000个随机采样点，运用主成分分析和因子分析法研究1平方公里尺度下8个生态系统服务间的相关关系；然后运用ArcGIS的“分区统计”工具计算太湖流域内县域尺度下生态系统服务均值，并运用主成分分析和因子分析结合研究各个服务间的相关关系。

研究结果

太湖流域在1平方公里像素尺度下，1990年淡水供给、净初级生产力、水土保持、水保持四个服务与洪水调蓄之间是权衡效应，作物生产与水产品生产之间是协同效应；2000年净初级生产力、水保持两个服务与洪水调蓄之间是权衡效应，作物生产与土壤保持之间也存在权衡效应；2010年淡水供给与水产品供给之间存在协同效应，其它生态系统服务之间的相关关系与2000年一致。

1990年1平方公里像素尺度下，作物生产与水产品生产是协同效应，而县域尺度下作物生产和水产品生产两个服务与森林休憩和洪水调蓄两个服务之间是权衡效应；2000和2010年，县域尺度下洪水调蓄和森林游憩两个服务与净初级生产力之间是权衡效应；2010年1平方公里尺度下淡水供给与水产品供给之间是协同效应，而县域尺度下这两个服务间没有相关关系。

编者认为

作者通过研究太湖流域1990-2010年两个空间尺度下生态系统服务间的权衡与协同效应发现，生态系统服务间的权衡与协同效应在不同尺度下均随时间发生变化，这说明生态系统服务具有显著的空间异质性和尺度依赖性，该研究可以协助决策者在适当的空间尺度制定管理措施，减少生态系统服务间的权衡效应。

生态系统服务评估方法多样性、不同尺度的基础数据、受访者的社会偏好等均会导致生态系统服务的权衡与协同效应的不确定性，增加采样点，采用标准化的评估方法，提高数据质量是降低评估过程不确定性的重要途径。

原文出处

Qiao X , Gu Y , Zou C , et al. Temporal variation and spatial scale dependency of the trade-offs and synergies among multiple ecosystem services in the Taihu Lake Basin of China[J]. Science of The Total Environment, 2019, 651:218-229.