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中国的正处于快速城市化的阶段,越来越多的人口聚集在城市的狭小空间里,并产生了一系列的城市生态环境问题。生态系统服务是人类从自然生态系统可以获取的利益,是影响城市环境好坏的一个重要条件,人类活动往往通过左右生态系统服务而改变城市环境的状态。因此,城市生态系统服务的可持续性是认识一个城市环境状态以及未来状态的一个重要因素。世界范围内许多国家开启了可持续发展战略,城市环境的可持续性是其不可避免的重要议题。本文在前人研究的基础上,将生态系统服务可持续性评价预算法在北京城市区实践,同时并对其进行了发展。论文中,利用线性模型将遥感或空间分析获得的具有生态学物理意义的生态系统服务量与基于地表覆盖的经验赋值的生态系统服务快速制图相结合,使得从前只有指导作用的预算值具有了生态物理意义。 (1)从城市环境问题为起点定义了论文的研究区为北京市五环路以内的区域,定义了研究对象为局地气候调节服务、空气质量调节服务和全球气候调节服务,具体是指城市植被的降温作用以缓解城市热岛现象,城市植被的PM10和PM2.5的吸附功能以缓解城市的空气污染问题和城市植被的固碳功能以缓解城市CO2的大量排放而引起的全球气候变化问题。 针对局地气候调节服务、空气质量调节服务和全球气候调节服务,以生态服务可持续性评价的预算模型为基础,不仅仅用生态系统服务快速制图方法获取了生态服务的供给、需求和预算,同时也用遥感观测和空间分析定量获得了生态服务的供给,建立了两种方法获得的结果的线性关系,用以推导计算获得了具有生态物理意义的研究区生态系统服务预算,用以指示它们的可持续性。论文计算得到,城市植被中有30.89km2并没有起到明显的降温作用,是总面积的17.4%;研究区的夏季吸附PM10的能力4.155(g/m2),冬季吸附PM10的能力为0.0057(g/m2),研究区年吸附能力为745.9t,PM2.5的夏季吸附能力为2.43(g/m2),PM2.5的冬季吸附能力为0.0019(g/m2),研究区年吸附能力为429t,研究区PM10吸附夏半年的预算为赤字26580.14056t,冬半年为赤字28510.19436t,PM25吸附夏半年的预算为赤字15548.42652t,冬半年的预算为赤字16677.846t;研究区8月的NPP反演结果为118.93g/m2,储C24190.24t。2月NPP反演结果为18.71g/m2,储C3306.84t,8月的预算为赤字203407.1449t,2月的预算为赤字270038.4568t。结果反映出生态系统服务快速制图方法用以评估生态服务供给的一个缺陷,即很难反映出或区别出季节性明显的生态系统的生态服务。 (2)在生态服务可持续性评价的基础上,分析了三项服务的时空特征,并分析了他们的潜在的风险。论文发现研究区的植被降温的作用与其组分(用NDVI指示)和形态(紧致度指数指示)有紧密的关系。高NDVI和紧致度的区域往往会产生较低的地表温度,但是植被越紧致,其降温作用发生的空间范围反而会越小。论文通过时空分析,发现空气质量调节服务和全球气候调节服务的赤字在冬季要高于夏季,并且普遍存在从外环向着内环逐步减少的趋势,但是网格平均的赤字却是相反的变化趋势。这些服务的赤字转化成面积更加形象地表达了生态服务赤字的数量,并且表明城市雾霾是不可能依靠植物的吸附而消除和缓解。除此之外,研究区整体自然景观的城市化侵蚀指数为1.3345,网格化后其平均值为1.3740,表明五环以内的自然景观较强地被人工景观影响。