河北省乡村地区生态系统服务与居民福祉交互作用研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 杨明颖 |
| 答辩日期 | 2025-06 |
| 文献子类 | 专业学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 陈玉福 ; 张衍毓 |
| 关键词 | 生态系统服务 居民福祉 交互作用 结构方程模型 贝叶斯网络模型 乡村振兴 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 资源与环境 |
| 英文摘要 | 生态系统服务是人类从生态系统中获取的各种惠益，良好的生态环境是最普惠的民生福祉。然而，随着全球工业化与城镇化进程的加速推进，资源枯竭、水土流失、气候变化和环境污染等一系列生态环境问题日益严峻，对居民福祉构成严重威胁。同时，快速城镇化进程中的乡村衰退已成为全球性挑战，在实现共同富裕进程中，最艰巨最繁重的任务仍然在乡村，特别是目前大量脱贫地区生态保护与生计发展之间的矛盾依然尖锐，亟需深入探究“绿水青山就是金山银山”的有效转化路径，以实现生态效益与居民福祉的双提升。河北省作为京津冀协同发展的重要区域，既是疏解北京非首都功能的重要承载地，也是生态环境治理的关键区域。然而，该区域与京津发展水平差距显著，东西部发展不均衡，新型城镇化进程相对滞后，加之生态环境脆弱，多重因素交织制约着区域居民福祉的持续提升。 基于此，研究以河北省乡村地区为研究区，基于多源数据和多模型量化了2000-2020 年研究区的生态系统服务，包括产水量、食物供给、碳固持、土壤保持、休闲游憩和生境质量，并明晰了服务间的权衡协同关系，以及基于最优地理探测器识别了影响生态系统服务空间分异的主要因素。其次，从基础物质、安全与健康和社会与文化三个维度构建了居民福祉评估指标体系，阐明其时空动态演化特征，并利用热点分析揭示其空间聚类规律。随后，采用偏最小二乘法结构方程模型和多尺度地理加权回归从时空维度探究生态系统服务对居民福祉的影响，同时运用贝叶斯网络模型分析居民福祉变化对生态系统服务的反馈作用，从而厘清了两者间的复杂交互关系。最后，基于K 均值聚类方法对研究区的生态系统服务和居民福祉进行分区，针对不同区域提出因地制宜的发展建议，并结合微观尺度上典型地区的实地调研，提炼出生态系统服务促进居民福祉的典型地域模式，以期为区域人地系统协调可持续发展和乡村振兴提供科学参考。研究表明： （1）2000-2020 年间，河北省乡村地区生态系统服务在自然环境与社会经济因素的双重驱动下呈显著的空间异质性，且服务间存在复杂的权衡协同关系。从生态系统服务时空演化来看，研究区的产水量、食物供给、土壤保持总量均呈增长态势，增长率分别为36.57%、33.03%和39.47%；休闲游憩服务均值从0.0007 增至0.0118；而碳固持和生境质量服务则呈轻微下降态势。空间上，产水量在南部和东北部较高，中部和西北部较低；食物供给呈东南平原高、西北山区低的空间分异规律；碳固持、土壤保持和生境质量的空间分布与食物供给相反，呈现西北高、东南低的格局；休闲游憩呈由各区县核心城镇向外围递减的核心边缘结构。从生态系统服务之间的权衡协同关系来看，在15 组生态系统服务对中，有9 对的相关系数通过了0.01 水平下的显著性检验，其中4 对表现为权衡关系且主要体现在食物供给与其他服务之间的权衡，而另外5 对呈现协同关系。空间上，除碳固持与生境质量间的空间权衡强度较弱外，其余14 对服务对均表现出不同强度的空间权衡，但局部区域的空间权衡强度呈减弱趋势，表明多种生态系统服务供给逐步趋于平衡。就驱动因素而言，生态系统服务空间分异格局是自然环境与社会经济因素共同作用的结果，且各驱动因子的影响程度存在显著差异。其中，自然环境因子在早期占据主导地位，但其影响力随时间推移呈下降趋势，而社会经济因子的作用逐渐增强。具体而言，高程和坡度是影响生态系统服务空间分异的关键自然因子，而人口密度和GDP 则是主要的社会经济驱动因子。在因子交互作用下，任意两个因子的交互贡献率均大于单一因子，表现出明显的双因子增强效应。 （2）2000-2020 年间，研究区居民福祉水平呈现多维提升特征，且各维度福祉在空间分布上表现出明显的异质性和集聚效应。从时间演变趋势来看，研究区居民福祉水平整体呈上升态势。其中，总居民福祉指数从0.145 提升至0.255；基础物质福祉指数由0.053 增长至0.156，增幅最为明显；安全与健康福祉指数从0.020 提升至0.039，呈稳步上升趋势；社会与文化福祉指数则表现出先小幅下降后回升的波动特征。综合来看，随着区域经济发展水平的提升，居民整体生活质量得到显著改善，但各维度福祉的提升幅度存在差异。从空间分异特征来看，研究区居民福祉表现出显著的空间异质性。总居民福祉呈东南高、西北低分布格局，与区域经济发展水平吻合；基础物质福祉的空间格局与总居民福祉相似，表明物质条件的改善是福祉提升的重要基础；安全与健康福祉则呈西北高、东南低的分布，且其空间异质性逐渐减弱；社会与文化福祉则呈南高北低的空间格局。 从空间热点分析来看，研究区居民福祉的空间集聚特征明显。总居民福祉、基础物质福祉、社会与文化福祉的热点区集中在石家庄和唐山等经济发达地区，而冷点区则主要分布于张家口、承德等西北部山区。安全与健康福祉的冷热点空间格局有所不同，其热点区集中在张家口和唐山市，而冷点区则主要位于邢台和邯郸市。特别地，基础物质福祉的时空变化最为显著，呈现出“热转冷减”的时空变化规律，即高值空间聚集区的位置发生了转移，而低值空间聚集区的范围缩减。这一现象可能与区域经济发展重心转移和乡村振兴战略实施密切相关。 （3）生态系统服务与居民福祉之间呈现出复杂的交互作用与空间耦合特征。居民福祉的提升在一定程度上依赖于生态系统服务供给，但也受政策制度、科学技术、生活方式等非生态因素的影响，福祉的影响因素日益多元化和复杂化。与此同时，居民福祉水平的变化也会反作用于生态系统服务，多重作用机制下二者间形成了复杂的耦合交互关系。 从生态系统服务对居民福祉的影响来看，不同服务类型对福祉各维度的影响表现出显著差异。在基础物质福祉维度，供给、调节和文化服务均呈正向影响，而支持服务则为负向影响。值得注意的是，供给服务与基础物质福祉间的路径系数从0.564 降至0.205，正向影响逐渐减弱，而文化服务的正向影响逐步增强，从-0.050 升至0.410，反映了随着经济社会发展以及替代因素的多元化，居民物质生活水平的提升逐渐摆脱了对单一自然资源供给的过度依赖。在安全与健康福祉维度，供给服务呈负向影响且影响减弱，表明农业可持续发展在减轻环境压力方面成效显著；文化服务则通过促进身心健康和提供户外活动空间，对其产生正向影响。在社会与文化福祉维度，供给服务呈正向影响，即通过为区域发展提供坚实的经济基础，推动文化教育进步；文化服务呈负向影响但影响减弱，这可能得益于乡村基础设施改善和自然景点可达性增强，有效释放了自然景观的文化服务潜力。此外，生态系统服务对居民福祉的影响呈显著的空间异质性，西部山区存在高服务-低福祉的空间错配，或与生态优先政策对区域发展的限制有关；而东南平原则呈低服务-高福祉的空间错配，反映了经济发展可能带来的生态代价。 从居民福祉变化对生态系统服务变化的反馈效应来看，不同维度的福祉变化对服务的影响各异，其中基础物质福祉和安全与健康福祉影响较为明显。情景模拟结果表明，基础物质福祉的提升在初期能够促进生态系统服务供给，但当其超过一定阈值后，可能会对生态系统服务产生消极作用；安全与健康福祉的提升通常伴随着生态修复和环境治理措施的有效实施，助推多种生态系统服务的协同增效；而社会与文化福祉的提升虽然在一定程度上促进了某些生态系统服务的增长，但也潜在加剧了生态环境压力。此外，地形、坡度等自然要素对生态系统服务变化具有基础性影响，同时，生态系统服务间的内部相互作用亦发挥了重要作用。 基于空间聚类分析识别出两大功能分区，针对不同区域提出差异化的优化调控策略，并通过实地调研总结出生态系统服务促进居民福祉典型模式。宏观尺度上，识别出东南平原供给服务主导区和西北山地调节服务主导区两个功能分区，并探究了各分区的生态系统服务与居民福祉特征、面临的生态环境挑战以及优化调控策略。微观尺度上，通过实地调研提炼出四种生态系统服务促进居民福祉的典型地域模式：多元服务协同型（杨屯村）、文化服务主导型（寿东村）、供给服务主导型（德胜村）、调节服务主导型（哈里哈村），通过构建“生态系统服务优化-产业发展深度融合-利益联结机制完善”的良性循环机制，基于关键生态系统服务科学识别、产业载体精准选择及利益相关者协同治理，可有效促进生态系统服务价值的实现，助推区域乡村全面振兴与可持续发展。 |
| 学科主题 | 资源与环境 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 145 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/215682]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨明颖. 河北省乡村地区生态系统服务与居民福祉交互作用研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2025. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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