一种区域气候变化生态系统服务损失评估方法技术方案

本发明专利技术公开了一种区域气候变化生态系统服务损失评估方法，该区域包括县、市或重要生态功能区等，步骤如下：S1、采集遥感数据，并对遥感数据进行波段组合、几何校正及投影转换等预处理并选取标准彩色合成方案，建立解译标志，进行目视解译；S2、计算统计粮食作物单位面积产值和当量因子，当量因子为当年平均粮食市场价值的1/7；S3、土地利用类型进行统计，计算土地利用变化幅度，反映不同土地利用类型在总量上的变化，土地利用类型的总变化趋势；S4、选取植被覆盖度指标，根据净初级生产力和植被覆盖度两个参数，进行生态系统服务价值的修正。本发明专利技术对于制定未来气候变化背景下生态系统的管理对策具有重要意义。的管理对策具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种区域气候变化生态系统服务损失评估方法


[0001]本专利技术涉及生态保护修复与评估
,更具体的说是涉及一种区域气候变化服务损失评估方法。

技术介绍

[0002]生态系统服务是指对人类生存及生活质量有贡献的生态系统产品和生态系统功能。人类从生态系统获得的所有惠益,包括供给服务、调节服务文化服务以及支持服务(如维持地球生命生存环境的养分循环)。
[0003]随着人类社会的快速发展,出现了一系列的问题,如人口的急剧增加、源的过度消耗、环境污染导致各类生态系统严重退化,生态系的日益严重等，统为人类提供服务功能的能力也在不断衰退,而人类对经济发展的需求使得其对生态系统服务的利用在以不可持续的速度增长,人类社会的可持续发展受到威胁，在这种背景下,为了实现和维护人类社会与自然生态系统之间的和谐, 各国学者开始从不同的角度研究自身与生态系统之间的关系，生态系统服务评估逐渐成为生态学和生态经济学研究的热点之一。
[0004]在全球气候变暖的背景下，气候变化损失与损害问题受到高度关注，特别是发达国家集团和发展中国家集团激烈论争的焦点问题。气候变化对我国农业、水资源、生态、人体健康等方面的影响日益凸显。因此，了解生态系统对于气候变化的响应，有助于加深对全球变化及其影响的理解，制定科学的对策以最大限度地减少全球变化的不良影响，确保生态系统朝着有利于人类生存与可持续发展的方向发展。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种区域气候变化生态系统服务损失评估方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案，一种区域气候变化生态系统服务损失评估方法，包括如下步骤：S1、采集遥感数据，并对遥感数据进行波段组合、几何校正及投影转换等预处理并选取标准彩色合成方案，建立解译标志，进行目视解译；
[0007]S2、计算统计粮食作物单位面积产值和当量因子，当量因子为当年平均粮食市场价值的1/7；
[0008]S3、研究遥感影像解译出来的土地利用类型进行统计，计算土地利用变化幅度，反映研究区不同土地利用类型在总量上的变化，各种土地利用类型的总变化趋势，公式如下：
[0009]W
i
＝(L
b
‑
L
a
)/L
a
×
100％
[0010]W
i
为土地利用变化幅度(％)；L
a
、L
b
分别为研究初期和末期某土地类型的面积；
[0011]S4、选取植被覆盖度指标，根据选取植被覆盖度指标，根据净初级生产力和植被覆盖度两个参数，进行生态系统服务价值的修正，采用修正公式进行生态系统服务价值的修正；修正公式如下：
[0012][0013]式中，NPP
mean
和f
mean
分别为区域内该生态系统植被净初级生产力和植被覆盖度的均值；NPP
j
和f
j
为j像元的植被净初级生产力(NPP)和植被覆盖度 (f
v
)；
[0014]其中，NPP的计算基于CASA光能利用率模型。其估算公式如下：
[0015]NPP(x,t)＝APAR(x,t)
×
ε(x,t)
[0016]式中，APAR(x,t)表示像元x在t月吸收的光合有效辐射(g
·
C
·
m
‑2·
month
‑1)，ε(x,t)表示像元x在t月的实际光能利用率(g
·
C/MJ)；APAR估算：APAR的值由植被所能吸收的太阳有效辐射和植被对入射光合有效辐射的吸收比例来确定；光能利用率ε的估算：光能利用率是在一定时期单位面积上生产的干物质中所包含的化学潜能与同一时期投射到该面积上的光合有效辐射能之比。
[0017]植被覆盖率(f
v
)的计算公式如下：
[0018][0019]式中，归一化植被指数(NDVI)数据采用美国地质勘探局提供的250m 空间分辨率MODIS NDVI MOD13Q1数据，其时间分辨率为16d。经过投影坐标系转换，空间重采样等数据处理，得到与土地利用一致的空间分辨率30m数据。
[0020]优选的，在上述一种区域气候变化生态系统服务损失评估方法中，在S1 中，依据中国遥感解译分类标准，将土地利用类型分为耕地、林地、草地、城乡建设用地、水域和未利用土地。
[0021]优选的，在上述一种区域气候变化生态系统服务损失评估方法中，S2中定义了1hm2全国平均产量的农田每年自然粮食的经济价值为1，根据粮食作物单产、播种面积、各粮食作物全国平均价格的基础上，根据公式计算；
[0022][0023]式中，E
a
为1hm2农田每年粮食作物的经济价值(元/hm2)；i为作物种类， m
i
为i种粮食作物全国平均价格(元/t)；p
i
为i种粮食作物单产(t/hm2)；q
i
为i种粮食作物面积(hm2)；M为i种粮食作物总面积(hm2)；
[0024]生态系统服务价值评价计算公式为：
[0025]ESV＝∑A
i
×
VC
i
[0026]ESV
j
＝∑A
i
×
VC
ij
[0027]式中，ESV为研究区生态系统服务价值总量；ESV
j
为第j项生态系统服务价值；A
i
为研究区第i类种土地利用类型的分布面积；VC
i
为第i种土地利用类型的单位面积生态系统服务价值；i分为林地、草地、农田、实地和水体5种类型。土地利用数据来自2010年(生长季、非生长季)的Landsat TM/ETM、 HJ CCD遥感数据，空间分辨率为30m。
[0028]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种区域气候变化生态系统服务损失评估方法，由于气候变化影响的复杂性和生态系统服务价值中存在的不确定性，本专利技术提供一种研究方向，了解气候变化的响应，有助于加深对全球变化及其影响的理解，制定科学的对策以最大限度地减小气候变化的不良影响，提前预防和规划。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0030]图1为阿尔泰生态功能分区示意图。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区域气候变化生态系统服务损失评估方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采集遥感数据，并对遥感数据进行波段组合、几何校正及投影转换等预处理并选取标准彩色合成方案，建立解译标志，进行目视解译；S2、计算统计粮食作物单位面积产值和当量因子，当量因子为当年平均粮食市场价值的1/7；S3、研究遥感影像解译出来的土地利用类型进行统计，计算土地利用变化幅度，反映研究区不同土地利用类型在总量上的变化，各种土地利用类型的总变化趋势，公式如下：W
i
＝(L
b
‑
L
a
)/L
a
×
100％W
i
为土地利用变化幅度(％)；L
a
、L
b
分别为研究初期和末期某土地类型的面积；S4、选取植被覆盖度指标，根据选取植被覆盖度指标，根据净初级生产力和植被覆盖度两个参数，进行生态系统服务价值的修正，采用修正公式进行生态系统服务价值的修正；修正公式如下：式中，NPP
mean
和f
mean
分别为区域内该生态系统植被净初级生产力和植被覆盖度的均值；NPP
j
和f
j
为j像元的植被净初级生产力(NPP)和植被覆盖度(f
v
)；其中，NPP的计算基于CASA光能利用率模型。其估算公式如下：NPP(x,t)＝APAR(x,t)
×
ε(x,t)式中，APAR(x,t)表示像元x在t月吸收的光合有效辐射(g
·
C
·
m
‑2·
month
‑1)，ε(x,t)表示像元x在t月的实际光能利用率(g
·
C/MJ)；APAR估算：APAR的值由植被所能吸收的太阳有效辐射和植被对入射光合有效辐射...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海东，徐向华，杜涵蓓，叶尔纳尓，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：