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Updated: Jul 18, 2025

Watershed Planning within a Quantitative Scenario Analysis Framework
Published on: July 24, 2016
在一个半干旱的山谷盆地中,生态系统服务权衡和捆绑方案的场景建模
Jiamin Liu1, Xiutong Pei1, Wanyang Zhu1
1College of Earth and Environmental Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China; The Key Laboratory of Western China's Environmental Systems, Ministry of Education (MOE), Lanzhou 730000, China.
本研究使用CNN-LSTM-CA模型预测兰州的生态系统服务,揭示了权衡和协同作用. 调查结果显示,土地利用变化影响土壤保留,水产,碳储存和息地质量,在不同的规模上形成不同的捆绑.
科学领域:
- 生态生态学 生态生态学
- 环境科学 环境科学
- 城市规划 城市规划
背景情况:
- 快速的城市化大大改变了生态系统服务,影响了整体生态系统的可持续性.
- 了解生态系统服务之间的权衡和协同作用的复杂相互作用,对于有效的环境管理至关重要.
- 现有的研究缺乏在各种未来城市发展场景下对生态系统服务捆绑的全面分析.
研究的目的:
- 从2000年到2030年,预测和分析兰州四个关键生态系统服务 (土壤保留,水产,碳储存,息地质量) 的时空动态.
- 在各种未来情景下量化这些生态系统服务之间的权衡和协同作用.
- 在不同的空间尺度上识别和描述生态系统服务捆绑.
主要方法:
- 利用一个卷积神经网络-长期短期记忆-细胞自动机 (CNN-LSTM-CA) 模型,以0.93的精度预测土地使用情况.
- 采用SPSS模型来量化生态系统服务之间的权衡和协同作用.
- 应用集群分析以识别跨电网和县级的生态系统服务捆绑.
主要成果:
- 该CNN-LSTM-CA模型准确预测了土地使用变化.
- 从2000年到2020年,碳储存和水产量普遍下降,而土壤保留和息地质量增加.
- 一个2030年的生态优先方案表明,最大限度地缓解土壤保留,碳储存和息地质量的退化,水产量略有下降.
- 在生态系统服务之间的权衡 (3对) 和协同作用 (3对) 中观察到相对平衡.
- 在城市优先方案下,土壤保护和碳储存之间存在显著的权衡 (-0.101).
- 在电网规模上确定了四个生态系统服务捆绑,随着时间的推移,在县规模上减少到两个,表明依赖规模的聚合.
结论:
- 该CNN-LSTM-CA模型是有效的预测土地使用及其对生态系统服务的影响.
- 未来的城市发展场景对生态系统服务的轨迹产生重大影响,需要有针对性的管理策略.
- 空间规模影响生态系统服务捆绑的数量和聚合模式,突出显示了生态研究和规划中的规模的重要性.
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