invest模型的土地利用变化对生态系统服务的影响
土地利用的变化改变了生态系统结构，影响生态系统服务功能的发挥。本文应用InVEST模型的碳储量子模型和生境质量子模型，基于2000年、2010年张掖市土地利用数据，计算碳储量、生境质量，并通过土地利用类型变化矩阵，构建土地利用变化对生态系统服务产生的影响的分析框架，研究土地利用变化对生态系统服务产生的影响。结果表明1）2000年、2010年张掖市碳储量、生境质量变化较小，且均呈林地、草地等自然生态系统土地利用类型的生态系统服务功能强，建设用地、裸岩、裸土等人工生态系统和未利用地等土地利用类型生态系统服务功能较差的局势；2）分析土地利用变化格局可知，受水土资源限制，十年间张掖市土地利用变化较小，对碳储量、生境质量生态系统服务功能影响也较小。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
一、研究区概况2
二、数据来源与研究方法3
（一）数据来源3
（二）研究方法5
1．InVEST模型5
（1）InVEST模型简介4
（2）InVEST模型的局限6
2．碳储量计算6
（1）Carbon模型简介6
（2）Carbon模型运行参数7
3．生境质量计算7
（1）Habitat Quality模型简介7
（2）Habitat Quality模型运行参数8
4．建立土地利用面积转移矩阵8
三、结果分析8
（一）碳储量计算结果8
（二）生境质量计算结果10
（三）生态系统服务变化影响因素分析11
四、结论12
致谢 12
参考文献 13
基于InVEST模型的土地利用变化对生态系统服务的影响
引言
土地利用(Land use/Cover changes，LUCC)是指人类依据土地自然特性，为实现特定的社会经济目标而对土地采取的长期性和周期性的经营管理活动[1]?中国科学院可持续发展战略研究组认为，生态系统服务(Ecosystem Servic *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
e)是人类直接或间接从生态系统得到的利益?土地利用变化直接改变生态系统结构?功能和过程，会引起各类生态系统服务功能价值发生相应变化?[2]
随着社会生产力的高速发展，人类利用和改造自然界的能力逐步提高?人类活动，主要是人类的生产和消费活动，改变了土地利用结构，调整了生态系统结构，进而影响了生态系统服务的功能和价值[3]。因此，土地利用变化是影响区域生态系统服务的重要因素。为了维持和保护生态系统的可持续发展，对土地利用变化对生态系统服务产生的影响的研究具有十分重要的意义。诸多学者在土地利用变化对生态系统服务功能影响方面展开了大量的探索和研究。刘金巍等利用遥感影像数据，基于20002010年黑河土地利用变化估算了该地水土涵养量和土壤保持量[4]；赵国松等基于19902010年人类土地利用活动会对生物多样性产生扰动的原理，分析了20年间土地利用变化对生物多样性保护重点区的影响[5]；江凌等在对20002010年间内蒙古土地利用变化基础上，利用空间统计分析了土地利用对生态系统防风固沙功能的影响[6]。
近年来，随着对生态系统服务的认识不断深入，评估生态系统服务的模型发展良好[7]，如InVEST模型、ARIES模型、EcoAIM模型、SolVES模型等。InVEST模型是自然资本项目组开发、用于支持环境决策的模型系统——生态系统服务评估与权衡（InVEST）模型。InVEST模型模块众多，可满足对海洋、陆地、淡水生态系统的评估[8]，适用范围广。此外，InVEST模型采用生产函数的方法来量化和评估生态系统服务，进而量化土地变化对生态系统的影响，简化过程，便于用户操作，具有很大优势。黄卉[9]借助ArcGIS软件和InVEST模型分析了武安市1987、1995、2004、2010年土地利用变化及生态系统碳储量时空变化；郭洪伟等利用CLUES模型、InVEST模型基于19902013年山东省南四湖流域土地利用变化模拟了2030年该区域生态系统产水功能的时空变化[10]。
为满足人类不断扩大的生活、生产的需求，土地利用也在不断发生着变化,砍伐森林、改变耕作方式都可能改变碳储量。本文以张掖市为例，基于该地2000年、2010年的土地利用数据，利用InVEST模型的Carbon模型、Habitat Quality模型，计算2000年与2010年碳储量、生境质量，并根据土地利用变化矩阵分析土地利用变化对碳储量、生境质量的影响。
一、研究区概况
张掖市深居西北内陆（97°20～102°12E，37°28～39°57N），位于河西走廊中部，北隔合黎山、龙首山与内蒙相望，南靠祁连山，内陆河流黑河穿城而过，为当地提供了相对充足的水源，形成张掖绿洲。张掖绿洲是西北干旱内陆河流域的生命方舟，农业发达，是重要的商品粮基地，素有“金张掖”之说。境内多数地区为温带干旱气候，夏季炎热短暂，冬季寒冷漫长，光照充足，降水较少，南部祁连山区海拔较高，属高寒的半干旱气候。境内“荒漠绿洲山地”景观交错分布，自然条件复杂，生态脆弱。
张掖市总面积为38594.36 km2，现辖1区（甘州区）5县（肃南裕固族自治县、山丹县、临泽县、高台县、民乐县）（图1）。总人口约为12万，有汉族、蒙古族、藏族、回族、裕固族等26个民族。
图1 研究区区位图
二、数据来源与研究方法
（一）数据来源
本文使用的张掖市2000年、2010年土地利用数据来自于当年7、8月份的环境卫星CCD影像（分辨率为30m），参考二调数据分类，根据底图影响去修改，得到2000年、2010年土地利用数据。将土地利用数据划分为草地、耕地、林地、水域、未利用地、建设用地六大类，为了更精确的计算碳储量，又将六大类土地利用类型划分为27个详细类型（落叶阔叶林、常绿针叶林、落叶阔叶灌木林、乔木绿地、灌木绿地、乔木园地、灌木园地、稀疏林、稀疏灌木林、草甸、草原、草本绿地、草本沼泽、稀疏草地、湖泊、水库、河流、旱地、水田、裸岩、裸土、沙地、盐碱地、永久积雪、居住地、工业用地、交通用地、采矿场）。
考虑到张掖市特殊的地理环境，所使用碳库数据（地上部分碳密度、地下部分碳密度、土壤碳密度、死亡有机物碳密度）均来自于韩晋榕[11]整理的碳密度数据（见表1）。
表1 碳库表（kg/m2）
土地利用类型
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
一、研究区概况2
二、数据来源与研究方法3
（一）数据来源3
（二）研究方法5
1．InVEST模型5
（1）InVEST模型简介4
（2）InVEST模型的局限6
2．碳储量计算6
（1）Carbon模型简介6
（2）Carbon模型运行参数7
3．生境质量计算7
（1）Habitat Quality模型简介7
（2）Habitat Quality模型运行参数8
4．建立土地利用面积转移矩阵8
三、结果分析8
（一）碳储量计算结果8
（二）生境质量计算结果10
（三）生态系统服务变化影响因素分析11
四、结论12
致谢 12
参考文献 13
基于InVEST模型的土地利用变化对生态系统服务的影响
引言
土地利用(Land use/Cover changes，LUCC)是指人类依据土地自然特性，为实现特定的社会经济目标而对土地采取的长期性和周期性的经营管理活动[1]?中国科学院可持续发展战略研究组认为，生态系统服务(Ecosystem Servic *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
e)是人类直接或间接从生态系统得到的利益?土地利用变化直接改变生态系统结构?功能和过程，会引起各类生态系统服务功能价值发生相应变化?[2]
随着社会生产力的高速发展，人类利用和改造自然界的能力逐步提高?人类活动，主要是人类的生产和消费活动，改变了土地利用结构，调整了生态系统结构，进而影响了生态系统服务的功能和价值[3]。因此，土地利用变化是影响区域生态系统服务的重要因素。为了维持和保护生态系统的可持续发展，对土地利用变化对生态系统服务产生的影响的研究具有十分重要的意义。诸多学者在土地利用变化对生态系统服务功能影响方面展开了大量的探索和研究。刘金巍等利用遥感影像数据，基于20002010年黑河土地利用变化估算了该地水土涵养量和土壤保持量[4]；赵国松等基于19902010年人类土地利用活动会对生物多样性产生扰动的原理，分析了20年间土地利用变化对生物多样性保护重点区的影响[5]；江凌等在对20002010年间内蒙古土地利用变化基础上，利用空间统计分析了土地利用对生态系统防风固沙功能的影响[6]。
近年来，随着对生态系统服务的认识不断深入，评估生态系统服务的模型发展良好[7]，如InVEST模型、ARIES模型、EcoAIM模型、SolVES模型等。InVEST模型是自然资本项目组开发、用于支持环境决策的模型系统——生态系统服务评估与权衡（InVEST）模型。InVEST模型模块众多，可满足对海洋、陆地、淡水生态系统的评估[8]，适用范围广。此外，InVEST模型采用生产函数的方法来量化和评估生态系统服务，进而量化土地变化对生态系统的影响，简化过程，便于用户操作，具有很大优势。黄卉[9]借助ArcGIS软件和InVEST模型分析了武安市1987、1995、2004、2010年土地利用变化及生态系统碳储量时空变化；郭洪伟等利用CLUES模型、InVEST模型基于19902013年山东省南四湖流域土地利用变化模拟了2030年该区域生态系统产水功能的时空变化[10]。
为满足人类不断扩大的生活、生产的需求，土地利用也在不断发生着变化,砍伐森林、改变耕作方式都可能改变碳储量。本文以张掖市为例，基于该地2000年、2010年的土地利用数据，利用InVEST模型的Carbon模型、Habitat Quality模型，计算2000年与2010年碳储量、生境质量，并根据土地利用变化矩阵分析土地利用变化对碳储量、生境质量的影响。
一、研究区概况
张掖市深居西北内陆（97°20～102°12E，37°28～39°57N），位于河西走廊中部，北隔合黎山、龙首山与内蒙相望，南靠祁连山，内陆河流黑河穿城而过，为当地提供了相对充足的水源，形成张掖绿洲。张掖绿洲是西北干旱内陆河流域的生命方舟，农业发达，是重要的商品粮基地，素有“金张掖”之说。境内多数地区为温带干旱气候，夏季炎热短暂，冬季寒冷漫长，光照充足，降水较少，南部祁连山区海拔较高，属高寒的半干旱气候。境内“荒漠绿洲山地”景观交错分布，自然条件复杂，生态脆弱。
张掖市总面积为38594.36 km2，现辖1区（甘州区）5县（肃南裕固族自治县、山丹县、临泽县、高台县、民乐县）（图1）。总人口约为12万，有汉族、蒙古族、藏族、回族、裕固族等26个民族。
图1 研究区区位图
二、数据来源与研究方法
（一）数据来源
本文使用的张掖市2000年、2010年土地利用数据来自于当年7、8月份的环境卫星CCD影像（分辨率为30m），参考二调数据分类，根据底图影响去修改，得到2000年、2010年土地利用数据。将土地利用数据划分为草地、耕地、林地、水域、未利用地、建设用地六大类，为了更精确的计算碳储量，又将六大类土地利用类型划分为27个详细类型（落叶阔叶林、常绿针叶林、落叶阔叶灌木林、乔木绿地、灌木绿地、乔木园地、灌木园地、稀疏林、稀疏灌木林、草甸、草原、草本绿地、草本沼泽、稀疏草地、湖泊、水库、河流、旱地、水田、裸岩、裸土、沙地、盐碱地、永久积雪、居住地、工业用地、交通用地、采矿场）。
考虑到张掖市特殊的地理环境，所使用碳库数据（地上部分碳密度、地下部分碳密度、土壤碳密度、死亡有机物碳密度）均来自于韩晋榕[11]整理的碳密度数据（见表1）。
表1 碳库表（kg/m2）
土地利用类型
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