SSP:氣候和土地利用變化下的生態系統恢復計劃挑戰_MIP幣

摘要

在過去的二十年里，生態恢復計劃對改善生態系統服務做出了重大貢獻。然而，由于氣候變化和土地利用的快速變化，生態系統服務恢復計劃的規劃和管理仍然具有挑戰性，特別是如何識別和量化自然和人類驅動因素對生態系統服務動態的具體貢獻，如何評估和模擬氣候-土地利用變化相互作用對生態系統系統服務變化的綜合影響，對不同生態恢復方案的中長期影響模擬不足，缺乏對生態恢復閾值的識別。

為了克服這些挑戰，我們提出了一個恢復生態系統服務計劃的新框架，作為應對這些挑戰的潛在解決方案。該框架包括生態系統服務變化的歸因分析、氣候-土地利用-變化相互作用綜合影響下生態系統服務動態的評估和預測、生態計劃中長期影響的模擬和生態恢復閾值的確定，這些都構成了框架的邏輯鏈，即理論基礎技術支持應用案例的政策含義。

最后，我們建議了四個相關的研究方向和步驟來克服這些挑戰，包括步驟1：建立基于生態熱力學和偏微分方程的生態系統服務動力學歸因分析方法；步驟2：評估和模擬氣候-土地利用-變化相互作用對生態系統服務動態的影響；第三步：模擬不同生態恢復計劃的中長期影響；以及步驟4：確定生態恢復閾值。這項研究可以為在土地利用快速變化和持續氣候變化的背景下改善生態系統服務恢復計劃的管理提供見解。

1.簡介

基于科學證據和適當的規劃和管理實踐的生態恢復實踐，對于保護和再生面臨日益退化的世界生態系統越來越重要。將生態系統服務的保護和增長作為生態恢復計劃的主要目標，可以提高規劃者和管理者選擇的透明度和問責制，并提高與利益相關者的接觸質量。此外，現有的研究也證明了生態計劃有助于ES的改善。例如，歐陽等人認為，中國的保護實踐，包括天然林保護計劃和坡耕地改造計劃，對四個關鍵生態系統的增加做出了重大貢獻，即固碳、土壤保持、沙塵暴預防和保水。然而，越來越明顯的是，必須在迅速的環境變化的背景下考慮生態恢復的理論和實踐支持，這可以協同采取行動來轉換生態系統的功能和服務，并提供更不可能恢復到過去狀態的可能性。

迅速的環境變化包括沒有歷史先例的快速氣候變化，以及土地利用變化，導致生態系統服務的廣泛轉變和枯竭。事實上，氣候和土地利用變化等觸發因素在生態系統進化中的綜合作用被認為是生態學的一大挑戰。盡管如此，未來如何面對這些挑戰仍然不清楚。挑戰涉及三個問題：如何識別和量化ES變化驅動因素的具體貢獻；如何確定當地資源特別是水資源有限的生態項目的恢復閾值；如何應對快速的土地利用變化和氣候變化。

關于第一個問題，關于ES變化的驅動因素，學術界仍有許多爭論。適當的管理計劃對ES的改進有積極影響。SLCP、生態系統管理和生態恢復項目就是這樣。Chen等人和美國國家航空航天局的監測數據表明，中國在綠化方面處于世界領先地位，主要是通過森林和農田。中國森林面積的增加取決于其雄心勃勃的計劃，如三北防護林發展計劃、退耕還林計劃和國家森林保護計劃。

然而，過分強調人類在開發成功項目中的作用可能會忽視其他驅動因素對ES變化的貢獻。例如，異常炎熱和干燥的夏季減少了補充奧地利山區含水層的水量，減少了供水量。在尼泊爾，氣候變化導致的河流流量減少正在影響游客的供水。因此，ES的改善不應簡單地視為取決于人類活動。

聯合國選擇Unique Network運行NFT計劃激勵人們采取行動應對氣候變化:聯合國已選擇區塊鏈平臺Unique Network運行NFT計劃，以激勵其他人采取行動應對氣候變化。Unique將成為聯合國人類住區規劃署和國際促進創新方法應對全球挑戰協會的一項計劃的主要技術合作伙伴，該計劃將使年輕藝術家的作品成為NFT。

該項目名為“氣候行動授權數字藝術”（DigitalArt for Climate Action Empowerment），或“DigitalArt4Climate”，鼓勵創作者展示藝術作品，激勵人們努力尋找更好的環境解決方案。（Cointelegraph）[2021/8/3 1:32:19]

對于第二個問題，關于ES改進計劃的中長期效果仍存在爭議。例如，Zastrow認為，在中國西北部的貧瘠地區種植可能會加劇水資源短缺，因為恢復活力的生態系統已經在吸收降雨，減少流入溪流的水量。干燥的氣候可能會進一步加劇這種狀況，導致人類缺水。Feng等人指出，中國黃土高原的植被恢復正接近其可持續水資源極限。額外的植被重建可能會導致人類活動的供水短缺。

這些研究證明，生態系統面積的快速人工增加導致的ES改善可能會產生潛在的資源壓力或危機，尤其是在水資源相對缺乏的地區。盡管如此，中國目前的生態保護戰略和計劃表明，這一計劃將在許多干旱地區繼續實施。例如，甘肅普羅旺斯“十四五”規劃仍然提出實施新一輪GTGP和第二階段NFCP以及其他國家重點項目。《內蒙古林草局2020年工作計劃》還提出，完成公益性造林2萬公頃以上。這些揭示了人們對生態保護的認知慣性，以及對生態恢復閾值的無知。然而，評估生態項目潛在恢復閾值的方法和明確指標仍然定義不清。

對于第三個問題，大量研究表明，氣候變化和土地利用變化是ES變化的主要驅動因素，它們未來的變化將越來越影響ES的動態。然而，關于氣候和土地利用變化對ES動力學的中長期影響的研究仍然很少。關于氣候-土地利用綜合變化對熱帶山區生物多樣性和生態系統功能的影響的研究。例如，Peters等人認為，氣候和土地利用的相互作用約占物種豐富度、物種組成和生態系統功能變化的54%，而只有30%的動態是由個體驅動因素造成的。然而，氣候和土地利用的耦合變化對生物多樣性和生態系統功能的相互作用及其可能的程度和區域的影響主要集中在微觀尺度和較小的地理區域。相反，目前還沒有大規模的研究。

大多數研究側重于評估氣候變化和土地利用變化對歷史年份ES變化的影響。例如，Bai等人調查了1992-2011年肯塔基州土地利用和氣候變化對與水相關的ES的影響。預測研究主要關注氣候變化或土地利用變化等單個因素對ES變化的影響。例如，Watson等人根據政府間氣候變化專門委員會代表性集中路徑2.6、4.5、6.0和8.5情景預測了氣候變化對全球ES損失的影響。Lawler等人預測了2001年至2015年間，在兩種經濟條件下，土地使用變化對美國ES的影響。模擬受未來氣候變化和土地利用變化耦合擾動影響的生態系統變化的研究仍然不足，這給確定和評估生態系統改善計劃的中長期效果以及實施生態系統保護和恢復項目以適應氣候和土地利用變化帶來了挑戰。

上述因素將給生態恢復計劃的效果帶來挑戰，甚至產生不利影響，要求人類管理將其轉變為更可取的狀態。在這種情況下，本文回顧了ES恢復項目管理中存在的挑戰。特別是，過去和最近為確定ES變化的驅動機制所做的努力得到了證明。此外，還評估了氣候和土地利用變化對ES動態的影響。基于這些結果，提出了一個新的ES恢復計劃框架，為未來的關鍵研究方向提供了潛在的解決方案和前景。

天橋資本與氣候技術公司MOSS Earth合作，購買碳抵消代幣以促進綠色比特幣挖礦:8月2日消息，天橋資本（SkyBridge Capital）已與MOSS Earth合作，購買并立即清退代表約38436噸碳的代幣，這項交易抵消了其全公司產品目前持有的比特幣的估計歷史碳足跡，包括其多策略基金和First Trust SkyBridge比特幣基金。

SkyBridge創始人和管理合伙人Anthony Scaramucci表示：\"我們預測比特幣挖礦將在十年結束時完全可再生。在這期間，碳抵消代表了綠化比特幣網絡的有效方式，并促進了有ESG意識的投資者的采用。MOSS是一家專注于環境服務的氣候技術公司，2020年，它創建了第一個由碳信用支持的代幣MCO2，用于抵消溫室氣體。目前，已向亞馬遜發送了超過1500萬美元，幫助保護了大約8億棵樹。（PRNewswire）[2021/8/2 1:29:56]

2.評審方法

1998年至2021出版的一組同行評議文章通過科學網和Scopus數據庫進行主題關鍵詞搜索定義。關鍵詞包括和。研究文章被選為產品類型。關鍵詞搜索僅限于一般術語，以生成典型的文獻產品樣本，結果返回5269篇論文。然后，閱讀這些論文的標題和摘要，我們確定它們是否滿足分析中的要求。納入標準基于三個問題：研究領域：測量地點；生態系統服務：考慮到的生態系統服務；驅動因素：考慮的驅動因素和評估生態系統服務動態驅動因素的方法。結果，275篇論文符合這些要求。然后，作者對剩余的論文進行了審查，以提取信息來回答上述問題。

在Scopus數據庫中搜索了相同的關鍵詞，返回了3757篇論文。從兩個數據庫中篩選出重復的結果，以避免重復計數，同時應用相同的選擇階段。在篩選結束時，使用Scopus檢測到的75篇論文符合要求。因此，最終被選中進行審查的研究作品數量達到了350篇。

3.生態系統服務動態驅動因素的識別

3.1背景信息

發表了越來越多的關于ES變化驅動因素的研究論文），89%的選定作品發表于2014年。這意味著人們對這個話題越來越感興趣。出版物的地理來源廣泛，但各國之間不平衡）。研究領域以亞洲為主，而歐洲、北美、拉丁美洲、非洲、大洋洲和南極洲。在235項研究中，中國有213項研究段）。

入選作品在136種期刊上發表。大多數出版物發表在《生態指標》上，其次是《總體環境科學》、《生態學報》、《可持續發展》、《生態學服務》和《清潔生產雜志》。

3.2.評估生態系統服務動態驅動因素的方法

有16種方法用于確定ES變化的驅動因素。直接測量和模擬是最常用的方法，其次是相關性分析、回歸分析、地質探測器等。直接測量和仿真基于選定的生態參數。特別是土地利用變化，其次是土地利用和氣候變化的綜合影響，氣候變化的個體影響，以及其他影響，如土壤、產水系數、管理。

考慮到大多數研究集中在中國）和土地利用變化，我們進一步探索了評估ES動態的歸因分析方法，并確定了相關的挑戰。具體而言，為了應對生態系統退化，中國實施了世界上最大的政府資助生態項目，即國家森林保護計劃和森林保護計劃。這些項目在統計上顯著促進了中國ES的改善。這項研究為隨后的ES變化歸因分析提供了基礎數據和案例參考。然而，相關性并不意味著因果關系。

紐約金融監管機構希望加密礦商在內的公司更加關注氣候變化風險:美國紐約金融服務部（NYDFS）在周四致所有受監管實體的信中表示，希望包括虛擬貨幣業務在內的企業開始評估與氣候變化相關的金融風險。這封信遵循了NYDFS去年9月對紐約州保險公司發布的類似指導方針。信中指出，全球溫度每升高1攝氏度，所造成的損失就相當于美國國內生產總值（GDP）的1.2％，并表示受氣候變化影響最嚴重的社區的經濟產出下降也可能導致違約率上升，減少借貸活動，資產貶值和損失。盡管這封信承認比特幣采礦的確切能源消耗還取決于地理位置，但它補充說：“虛擬貨幣公司應考慮增加比特幣采礦所使用的位置和設備的透明度”，以增加對環境影響的清晰度。”（Coindesk）[2020/10/29]

由于生態系統動力學的復雜性，對其變化的驅動因素及其因果關系的研究仍處于試驗階段。例如，Chen等人表明，人類土地利用管理是“綠化地球”的關鍵驅動力，占綠葉面積凈增長的三分之一以上。森林和農田是中國綠化格局的主要原因。Chen等人將中國的綠色歸因于其實施的森林保護和擴建計劃，目前2.08×106平方公里的森林中已經有三分之一是人工林。You等人評估了1997年、2005年、2013年和2015年中國泉州灣河口濕地生態系統的動態變化，基于市場價值、替代方法和機會方法，應用逐步回歸和路徑分析方法來確定生態系統變化的主要驅動力及其作用的途徑和強度。結果表明，泉州灣河口的主要生態系統是由供水、海水養殖承載力和區域生產總值直接驅動的。Gao等人以黃河主要產沙區之一的河口-龍門段為例，建立了2000年以來主要水土保持作用對HL段減沙貢獻率的核算方法。結果表明，植被恢復是減少的主要驅動力，貢獻率為54%，其次是階地和淤地壩、水庫和引水。Dai和Wang以中國西南橫斷山為研究案例，基于InVEST模型模擬了產水服務的空間分布，并應用地理檢測器方法，選擇氣候、地形、土壤、植被類型等驅動因素，對產水服務空間變化進行了定量歸因分析，結果表明，產水服務的空間異質性主要受氣候屬性的影響，降水量和蒸散量分別占58.9%和26.7%。這些研究為ES變化歸因分析的驅動因素提供了參考。

未來的研究需要克服當前歸因分析中的困難。首先，強相關性和區域重疊并不意味著因果關系。其次，自然因素和人為因素的具體貢獻仍然很難區分，這對于確定ES的改善是否是由生態計劃的實施引起的具有非常重要的意義。第三，相關性分析中使用的變量可能存在共線問題，導致對驅動力貢獻的核算不準確。另一方面，表1表明，土地利用變化和氣候變化是ES變化的主要原因。因此，通過綜合土地利用和氣候變化對ES動態的影響，總結了ES恢復計劃中的挑戰。

4.土地利用變化對生態系統服務的影響

土地利用變化影響生態系統結構和功能，導致生態系統改變。大多數研究表明，土地利用變化對ES變化有負面影響。就ES類型而言，如提供服務，人類互動導致的土地利用變化占ES提供減少的60%。由于人口的持續增長和城市化驅動的土地利用變化，全球范圍內需要更多的糧食、纖維和自然資源。由于人為壓力，許多生態系統正在退化。例如，從現在到2050年，目前10-20%的草原和森林可能會消失，主要是因為農業和城市的進一步擴張，影響了服務的提供。關于支持服務，Williams等人預計，到2050年，87.7%的陸生脊椎動物將因農業擴張而失去棲息地。關于監管服務，土地利用變化通過土地生物物理特性的變化影響氣候，如反照率、土壤濕度、傳熱、微量氣體流量。例如，一些研究人員認為，在土地利用變化期間砍伐樹木會加速土壤蒸發，導致氣候更加炎熱和干燥。關于文化服務，Nahuelhual等人指出，土地利用變化對文化服務有很大影響。Wu等人發現，1978年至2008年間，中國的建成區面積和裸地面積分別增長了169.8%和83.7%，這使當地的文化服務減少了24%。

通過分布式賬本、智能合約可以促進應對氣候挑戰:一位評論人士就區塊鏈如何促進應對氣候挑戰提出以下觀點。第一，通過區塊鏈建立一個分布式賬本增加透明度，對不同企業的碳減排任務進行分配，避免同一個任務被兩家企業認領。同時通過鏈接物聯網等設備，可以保證碳減排任務完成。第二，對于退出氣候協定的國家如美國以及其他拒絕執行氣候協定的機構，可以設置一個智能合約讓這些國家和機構將一定量資金存入來做保障，如果他們違約則將這些資金用于解決氣候問題。但是這樣做有兩大弊端，第一不能保證上鏈數據正確性，第二不能保證關鍵機構加入。（econotimes）[2020/6/13]

考慮到氣候和土地利用變化的耦合影響，需要量化土地利用變化對ES變化的影響。土地利用變化主要是由城市化和人口增長驅動的。世界各地都在探索共享社會經濟路徑和代表性集中路徑下的土地利用變化。然而，很少研究地方土地利用變化在應對全球緩解戰略中的作用，這給地方或區域適應全球變化的政策帶來了困難。在全球變化的背景下，未來土地利用動態仍存在很大的不確定性。為了了解新行動對環境的潛在影響，特別是對土地利用的潛在影響，通過將氣候模型和土地利用變化與全球情景聯系起來，開發了綜合評估模型和全球變化評估模型。基于IAM建立了一份全球情景清單，以衡量各種氣候緩解措施下未來的土地利用變化和排放途徑。

先前研究中對土地利用的預測大多以低空間分辨率處理，忽略了局部環境變量的動力學。盡管一些研究是基于更高分辨率的模型，但其中大多數研究很少能夠訪問原始數據，導致用戶無法為相應的政策設計模擬，這是由于評估情景和政策的能力有限。

為了克服上述限制，Dong等人通過將GCAM和未來土地利用模擬模型聯系起來，提出了一個基于情景的土地利用變化評估框架，以評估潛在的土地利用預測。具體而言，Dong等人結合了中國1990-2010年的土地利用監測數據，在GCAM模型中對中國1990-2010年間的初始土地利用數據和城市土地進行了校準，以提高建模結果的準確性。

他們的研究通過空間縮小證明了土地利用的變化，揭示了全球和地方驅動因素的共同影響。他們評估并模擬了2010-2021年間中國在五個SSP和兩個RCP情景下的潛在土地利用變化，以評估全球社會經濟和排放假設對當地土地利用系統的影響。

總之，大多數研究表明，土地利用變化對生態系統服務產生了負面影響。基于情景的土地利用變化評估框架為量化土地利用變化對ES的影響提供了基礎。未來的研究應在該框架的SSP和RCP情景下實施區域或地方土地利用變化模擬模塊，以預測氣候-土地利用耦合相互作用對未來ES動態的潛在影響。

5.氣候變化對生態系統服務動態的影響

ES的動態預計將與氣候變化同時加劇。Runting等人指出，氣候變化對大多數ES模式的影響主要是負面的，比例為59%段），但因服務類型、驅動因素和評估方法而異。例如，Forzieri等人表明，考慮到全球持續變暖和未來幾年自然災害可能加劇，在未來幾十年內，顯著的ES可能會嚴重減少。相反，氣候變化對阿爾卑斯山的碳儲存產生了積極影響，因為不斷增長的溫度有助于森林向更高海拔地區擴張。這些強調了地方和區域規模ES評估的重要性，而不是取決于更廣泛或更大規模的平均值、總量或趨勢。

動態 | BTC開采不會加劇氣候變化并且有利于全球經濟:Coinshares的一項新研究顯示，在中國等國，大多數比特幣礦商(約78%)使用可再生能源為其采礦業務供電，同時防止多余電力被浪費。英國美國數字資產管理公司(digital asset management company)認為，“比特幣挖掘實際上可能是最后的電力買家”，這與主流媒體認為它對環境構成威脅的說法相反。[2018/12/2]

Runting等人表示，這些研究涉及不同的生態系統類型，但主要關注陸地生態系統，而不是淡水生態系統和海洋生態系統段）。

盡管研究案例在世界范圍內廣泛分布，但它們主要集中在美國和歐洲，高度呼吁在其他領域進行進一步研究，尤其是對發展中國家，因為氣候變化對ES的影響可能在這些國家不成比例，這些國家的氣候適應能力也較低。關于ES類型，供應服務，如食品生產、原材料和淡水，以及監管服務，如碳封存，顯然在文獻中占主導地位，而對文化服務的關注最少。近一半的論文專注于單一的生態系統服務。還有一些研究評估了氣候變化對四類服務的影響，即提供、監管、支持和文化服務。例如，Watson等人預測了RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下的全球氣候等級轉換，并在2005年將全球轉換圖的時間序列與全球ES圖疊加，以確定氣候等級轉換地區的ES變化。

Runting等人指出，對一系列氣候屬性進行了調查，70%的研究包括一個以上的屬性段）。溫度是最常見的因素，其次是降水。衡量多種氣候屬性的個體和累積效應通常被忽視。同一項研究表明，56%的論文包含了非氣候驅動因素。土地利用變化最常被調查。例如，Zheng等人發現，橡膠種植面積增加了72.2%，導致土壤保持力、凈水、防洪、固碳和生物多樣性棲息地的減少，比例分別為17.8%、56.3%、27.4%、21.9%、1.7%和6.9%。在考慮氣候因素和其他驅動因素的相對和累積影響時，驅動因素之間的相互作用通常是模糊的，這可能會導致研究結果的差異。因此，至關重要的是要綜合關鍵的地方和全球驅動因素的影響，以獲得更準確的評估結果和知情的管理實施。

應用不同的方法來識別氣候變化對ES的影響。基于過程的模型是最常見的模型，分析比例為51%，因為它具有高精度、反映生態系統過程等優點。同一項工作發現，基于專家經驗的研究比其他研究給出的負面結果更頻繁。這可能是因為專家之間的動機或共同偏見。通常使用貨幣方法來評估ES的價值。然而，這些方法具有以人類感知為中心的估值和ES的貨幣價值不等于市場價值或交易價值的局限性。為了克服上述限制，Yang等人，Yangetal.，Yangs等人和Yangetal。提出了一個ES的非貨幣會計方法框架。從捐助者的角度來看，該框架利用能值來衡量自然生態系統的服務，并建立了求和原則，從而有效地克服了使用能值法核算ES的現有局限性，包括重復計算、捐助方核算方法不完整、對能值法適用范圍考慮不足。

總之，越來越多的研究將氣候變化因素與非氣候變化因素，特別是土地利用變化相結合，以評估其對ES的影響，同時需要進一步研究不同因素之間的相互作用。大多數研究側重于評估歷史時期氣候變化對ES的影響，而駕駛員對ES影響的預測和模擬需要進一步豐富。案例研究主要集中在歐美較小規模或發達國家或地區，而發展中國家的案例研究仍需進一步探索。

目前，研究為后續研究氣候變化對生態系統的影響提供了基礎，包括參數、評估方法、案例研究、不確定性分析等。未來的研究需要進一步考慮氣候因素和全球或地方非氣候因素，特別是土地利用變化的綜合影響，應用基于過程的模型對氣候-土地利用變化耦合框架下的ES動力學進行定量評估、模擬和預測。它還高度呼吁進行地方案例研究，特別是在發展中國家，并將研究結果與生態系統保護和恢復實踐相結合。

6.生態系統服務恢復計劃框架

6.1生態系統服務恢復計劃的新框架

在文獻綜述的基礎上，我們總結了面對快速的土地利用變化和持續的氣候變化，ES恢復計劃管理面臨的挑戰。主要關注的是難以區分自然因素和人為因素對生態系統服務變化的具體貢獻，缺乏對綜合氣候和土地利用變化相互作用對生態系統動態的影響的評估和預測，對生態項目中長期效果的模擬和項目生態恢復閾值的確定研究不足。為了克服上述挑戰，我們為ES恢復計劃提出了一個新的框架，作為應對挑戰的潛在解決方案以及未來的重要研究方向。

擬議的新框架包括四個部分和解決上述挑戰的步驟：ES變化的歸因分析；氣候-土地利用-變化相互作用耦合影響下ES動態的中長期預測；ES恢復程序的效果模擬；確定生態恢復閾值。具體而言，ES變化的歸因分析是確定ES變化驅動因素并量化其對變化的具體貢獻的理論基礎。面對快速的土地利用變化和持續的氣候變化，ES動態的中長期預測為預測ES的未來變化提供了技術支持。以不同的生態項目為例，模擬其效果，為不同生態項目的中長期效果評估提供應用案例。生態恢復閾值的確定將為生態保護和恢復計劃的實施范圍和強度提供指導。

因此，面對快速的土地利用變化和持續的氣候變化，這種“理論基礎技術支持應用案例政策含義”的邏輯鏈形成了ES恢復計劃管理的科學和完整的見解和程序。

6.2.生態系統服務動態的歸因分析

為了更好地識別ES變化的驅動因素，有必要深入研究ES會計方法。生態系統服務是由相應的投入產生的一系列生態系統產出。如果在會計階段能夠區分自然的貢獻和人類的投入，就可以清楚地識別ES變化的因果鏈。

能值分析方法基于生態熱力學和生態系統輸出過程中直接或間接可用能量輸入的記憶，被廣泛應用于ES。它可以通過分析物質流動和能量轉移來跟蹤支持ES動力學的可用能量的直接和間接流動。能值分析既可以統一和區分產品中的自然和人為輸入，也可以作為歸因分析的基礎。此外，它還可以反映污染物對人類健康和生態系統質量的影響。因此，它本質上是整個生態產出過程的組成部分。

如果可以通過偏微分方程分解每個輸入因子的比例，則可以解決導致ES變化的每個特定驅動因子的貢獻，并且可以避免自變量的共線問題。因此，未來的研究方向迫切需要建立基于生態熱力學和偏微分方程的ES變化歸因分析方法。

6.3.氣候-土地利用-變化耦合相互作用對生態系統服務變化的影響評估

評估和模擬氣候-土地利用對ES的耦合影響的關鍵步驟是整合氣候和土地利用變化的相互作用。世界氣候研究計劃情景模型相互比較項目的核心實驗情景，即SSP126、SSP245、SSP370和SSP585，可以為氣候-土地利用-變化相互作用的耦合提供有效的途徑。因為這些場景是共享社會經濟途徑和RCP的矩陣集成。土地利用變化隨著人口政策和經濟增長等不同發展方式在不同氣候變化情景下的適應而變化，從而實現了這兩個驅動因素的耦合。此外，CMIP6數據庫提供了情景SSP126、SSP245、SSP370和SSP585下全球未來模擬氣候因素的數據。通常，我們在CMIP6中選擇具有精細分辨率和良好氣候數據模擬的模型用于案例區域。例如，以中國為例，我們可以選擇EC-Earth3模型提供的氣候屬性模擬數據，因為該模型具有更大的模擬東亞氣候屬性的能力。該模型模擬的東亞干旱半干旱地區從東北到西南的降水梯度與觀測基本一致。無論是平均氣候狀態還是降水量的標準差，模擬和觀測結果的空間相關系數分別高達0.93和0.95，超過99%的置信水平。該模型可以捕捉到中國東部和南部降水量大、變化大、西北干旱少的特征。因此，我們可以從EC-Earth3模型中提取中國的降水模擬數據。

另一方面，Dong等人提出的基于情景的土地利用變化評估框架。為定量評估和模擬區域土地利用變化提供了重要的技術支持和方法參考，為定量評價和預測土地利用變化對生態系統服務動態的影響奠定了關鍵基礎。此外，基于生態熱力學的生態系統服務核算方法的發展為模擬ES的未來變化提供了方法。這些先前的研究使這一步成為可能。

6.4.不同生態恢復計劃的中長期效果模擬

生態計劃最明顯的影響是土地利用的變化。如何將這些變化納入氣候-土地利用耦合相互作用對生態系統服務變化影響的評估中，是模擬生態計劃中長期影響所需的關鍵技術之一。一種可能的有效方法是將生態保護和恢復計劃的生態系統保護目標與模擬土地利用變化數據的校準相結合。

6.5.生態恢復閾值的確定

生態恢復項目，如GTGP，在統計上對ES的改善有顯著貢獻。然而，由于區域資源條件的限制，生態恢復計劃需要在一定的允許閾值內實施。生態恢復超過閾值可能導致當地資源短缺等不可持續狀態。因此，高度要求在不同時空尺度上識別區域資源對生態恢復閾值的制約機制。同時，閾值同時受到區域自然資源稟賦和人力資源需求等多種因素的影響，這給閾值的識別和量化帶來了困難。如何建立這些因素與閾值之間的函數關系可能是識別閾值的關鍵步驟。這一研究方向將為生態系統保護和恢復項目的可持續實施提供指導。

6.3.氣候-土地利用-變化耦合相互作用對生態系統服務變化的影響評估

評估和模擬氣候-土地利用對ES的耦合影響的關鍵步驟是整合氣候和土地利用變化的相互作用。世界氣候研究計劃情景模型相互比較項目的核心實驗情景，即SSP126、SSP245、SSP370和SSP585，可以為氣候-土地利用-變化相互作用的耦合提供有效的途徑。因為這些場景是共享社會經濟途徑和RCP的矩陣集成。土地利用變化隨著人口政策和經濟增長等不同發展方式在不同氣候變化情景下的適應而變化，從而實現了這兩個驅動因素的耦合。此外，CMIP6數據庫提供了情景SSP126、SSP245、SSP370和SSP585下全球未來模擬氣候因素的數據。通常，我們在CMIP6中選擇具有精細分辨率和良好氣候數據模擬的模型用于案例區域。例如，以中國為例，我們可以選擇EC-Earth3模型提供的氣候屬性模擬數據，因為該模型具有更大的模擬東亞氣候屬性的能力。該模型模擬的東亞干旱半干旱地區從東北到西南的降水梯度與觀測基本一致。無論是平均氣候狀態還是降水量的標準差，模擬和觀測結果的空間相關系數分別高達0.93和0.95，超過99%的置信水平。該模型可以捕捉到中國東部和南部降水量大、變化大、西北干旱少的特征。因此，我們可以從EC-Earth3模型中提取中國的降水模擬數據。

另一方面，Dong等人提出的基于情景的土地利用變化評估框架。為定量評估和模擬區域土地利用變化提供了重要的技術支持和方法參考，為定量評價和預測土地利用變化對生態系統服務動態的影響奠定了關鍵基礎。此外，基于生態熱力學的生態系統服務核算方法的發展為模擬ES的未來變化提供了方法。這些先前的研究使這一步成為可能。

6.4.不同生態恢復計劃的中長期效果模擬

生態計劃最明顯的影響是土地利用的變化。如何將這些變化納入氣候-土地利用耦合相互作用對生態系統服務變化影響的評估中，是模擬生態計劃中長期影響所需的關鍵技術之一。一種可能的有效方法是將生態保護和恢復計劃的生態系統保護目標與模擬土地利用變化數據的校準相結合。

6.5.生態恢復閾值的確定

生態恢復項目，如GTGP，在統計上對ES的改善有顯著貢獻。然而，由于區域資源條件的限制，生態恢復計劃需要在一定的允許閾值內實施。生態恢復超過閾值可能導致當地資源短缺等不可持續狀態。因此，高度要求在不同時空尺度上識別區域資源對生態恢復閾值的制約機制。同時，閾值同時受到區域自然資源稟賦和人力資源需求等多種因素的影響，這給閾值的識別和量化帶來了困難。如何建立這些因素與閾值之間的函數關系可能是識別閾值的關鍵步驟。這一研究方向將為生態系統保護和恢復項目的可持續實施提供指導。

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