基于SPANs模型碳固定服务和水产出服务供给、需求和服务流的量化评估与制图

发布时间：2020-04-07 12:02

【摘要】：本文以万家寨引黄进晋工程南干线周边的朔城区、偏关县、河曲县、五寨县、神池县、宁武县和静乐县等七个县为研宄区,使用遥感影像、气象水文资料、土壤、土地利用类型等数据,通过InVEST模型模拟碳固定服务和水产出服务的供给量,使用人口、人均碳排放量和工农业用水量等社会经济统计数据,分别计算了碳固定服务和水产出服务的需求量,并分析了供需平衡状况,在此基础上,使用SPANs模型,探讨了服务流传输路径及流量变化规律,以期为生态补偿和生态系统科学有效管理提供理论依据。研究主要结论如下:(1)碳固定服务的供给区主要植被覆盖区,在研究区内为森林和草地。2000年、2005年、2010年和2015年碳固定服务的供给量分别为1458.98万吨、1457.12万吨、1454.20万吨和1452.58万吨,碳密度值分别约为1257.76 t/km~2、1255.93 t/km~2、1253.34t/km~2和1252.01 t/km~2。2000年-2015年间供给量基本保持稳定,主要源于土地利用类型的变化速率不显著。碳固定服务供给量高值分布在宁武县,低值分布在河曲县。碳排放者作为碳固定服务的需求者,包括自然和人为两种碳排放源。在研究区内我们统计了居民聚集区、牲畜养殖场、农田和工厂作为碳固定服务的需求区。2000年-2015年间,碳固定服务需求量分别为1074.06万吨、1221.12万吨、1317.51万吨和1417.59万吨,需求量逐年增加,主要受工业碳排放量增加的影响。需求量高值分布在河曲县,低值分布在神池县。河曲县、偏关县和朔城区出现供不应求的状况,其他地区供需基本平衡。供需变化平衡关系主要受需求量变化影响。碳固定服务流路径主要依据风流场确定,由于数据缺乏,目前主要依据主风向运动路径确定。2015年,朔城区、河曲县、宁武县和偏关县碳固定服务流流量较大,神池县、五寨县和静乐县流量较小。十五年间,偏关县碳固定服务流流量变化不明显,河曲县和五寨县流量减少,而其他各县流量增加,增长最快的为神池县,其次为朔城区。(2)使用地表水灌溉的农田,水产出服务的供给区暂用泵站和河湖分水闸所在地点来代替,使用地下水灌溉的农田和工厂,其水产出服务的供给区使用机井所在地点来代替,居民生活用水和牲畜养殖厂用水,其供给区用自来水厂的位置来代替。2000年、2005年、2010年和2015年流域总产水体积分别为8.47×10~6 m3、10.79×10~6 m3、18.23×10~6m3和12.09×10~6 m3。2000年-2015年水产出服务供给量先增加后减少,主要受降水量变化的影响,空间上供给量呈现出由研究区中央向四周降低的趋势。水产出服务供给量高值分布在静乐县,低值分布在朔城区。水产出服务的需求区主要包括:农田、居民区、大型牲畜养殖场和工厂。2000年-2015年间,研究区水产出服务需求量分别为10.75×10~8 m3、18.76×10~8 m3、32.67×10~8 m3和35.98×10~8 m3。需求量逐年增加,主要受农业灌溉、工业生产和牲畜产品需水量增加的影响。需求量高值分布在朔城区,低值分布在宁武县。各县水产出服务供需矛盾突出,朔城区最为突出,可能是因为朔城区经济发展水平相对较高,人口相对稠密。水产出服务流属于复合型服务流。服务流路径主要依据农田灌溉网络和自来水厂输水管道来确定。
【图文】：

地理位置,高程,宁武,河曲县

38°08′~ 39°45′N），包括偏关县、河曲县、五寨县、神池县、宁武县、静乐县和朔城区（图4-1）。研究区位于山西省北中部，北邻大同、朔州，南毗太原，区域总面积 1.16×104km2。温带大陆性气候，雨热同期，四季分明。全年平均气温 4.3℃～7.2℃，降水主要由东南风暖湿气流带来，年降水量为 210 毫米～263 毫米，全年风向以偏北风为主[96]。境内自然资源丰富，矿产资源主要有煤、铝、铁、大理石等几十种，，煤田储量丰富，有宁武和人河曲两大煤田[97]。图 4-1 研究区地理位置与高程Fig.4-1 The location and elevation map of the study area

植被分布,季节性河

图 4-2 研究区植被分布图Fig.4-2 The distribution of the vegetation主要有汾河、恢河、偏关河和县川河等，多为季节性河大的季节为夏季。区总人口 132.74 万人，人口密度为 114.43 人/km2。城64.41 万人，分别占研究区总人口 51.47%和 48.53%。社产业、第二产业、和第三产业比重分别为 7.52%、33.9三产业是地区发展的主要动力。人均地区生产总值为 3DP。各县区经济发展水平不同，且差距明显。发展水平水平较低的有五寨县和静乐县（表 4-1）。
【学位授予单位】：山西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X171.1

【参考文献】