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文章信息

SCI期刊:Journal of Cleaner Production

英文题目:Environmental variables affect the effectiveness of ecosystem services of ecological restoration project: Evidence from Xiangjiang River Basin-Dongting Lake

中文题目:环境变量影响生态修复工程生态系统服务有效性——以湘江流域-洞庭湖为依据

研究背景 全球约有78%的自然贡献因人类活动而退化,生态修复成为应对气候变化和生物多样性丧失的关键手段。中国从单一目标修复转向“山水林田湖草沙”一体化修复,但修复效果受自然与社会因素交织影响,评估其生态成效及成因具有重要意义。

研究意义 本研究通过构建动态评估基准,识别生态修复类型及其生态系统服务价值(ESV)输出,揭示环境变量对ESV有效性的直接与间接影响,为优化生态修复策略提供科学依据。

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研究目的

  1. 评估生态修复项目的生态系统服务(ES)输出;

  2. 探索环境变量与ES有效性的关系;

  3. 揭示环境变量对ES有效性的直接与间接影响路径。

研究内容

  • 基于土地利用轨迹识别生态修复区域与类型;

  • 使用PLUS模型构建无项目实施的基准情景;

  • 评估不同类型修复措施的ESV输出;

  • 运用冗余分析(RDA)和偏最小二乘结构方程模型(PLS-SEM)分析环境变量的影响机制。

️ 研究区概况 研究区为湘江流域-洞庭湖地区(XDA),位于湖南省东部,属亚热带湿润气候,地形以丘陵、缓坡、山溪为主,生态功能包括水源涵养、生物多样性保护、农产品生产和洪水调蓄。

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数据概况 使用矢量、栅格和统计数据,包括土地利用、DEM、NDVI、MNDWI、土壤属性、气候、人口、GDP等,空间分辨率统一为30m,坐标系为WGS1984。

⚙️ 研究方法

  • 土地利用轨迹分析:识别修复区域与类型;

  • PLUS模型:模拟无项目实施的基准情景;

  • ESV评估:采用改进的当量因子法;

  • RDA与PLS-SEM:分析环境变量对ESV有效性的直接与间接影响。

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研究结果

  • 生态修复区ESV增长9.8倍,占项目区总变化的10.4%;

  • 湿地修复的ESV提升最显著,耕地修复最弱;

  • 气候、地形和人类活动强度是影响ESV有效性的主要环境变量;

  • 环境变量通过影响植被与水体恢复状况,间接削弱或增强ESV有效性。

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主要讨论

  • ESV提升存在类型与空间异质性,修复措施需因地制宜;

  • 气候在促进湿地水文恢复的同时,可能抑制植被生长;

  • 地形对森林修复有正向作用,但对草本植被和水体恢复有负面影响;

  • 人类活动强度通过干扰自然恢复过程间接影响ESV。

✨ 创新点

  • 构建动态基准情景,更准确评估生态修复净效应;

  • 结合RDA与PLS-SEM,揭示环境变量的直接与间接影响路径;

  • 提出基于空间异质性的修复优化建议。

⚠️ 不足与展望

  • 依赖土地利用数据,难以识别未发生类型转换的修复区域;

  • 未纳入水质、生物多样性等微观因子;

  • 未来可结合多时相、多尺度数据,开展成本效益分析。

✅ 总结 本研究系统评估了湘江流域-洞庭湖地区生态修复的ESV输出,揭示了环境变量对修复效果的多路径影响机制,强调在修复实践中需综合考虑环境本底与限制条件,并加强后期管护与可持续管理。

(生态修复网)