基于PLUS-InVEST模型的黑龙江省生态系统产水量时空差异分析OA
Spatiotemporal differences of ecosystem water yield in Heilongjiang Province based on PLUS-InVEST model
[研究目的]探讨 2000-2030 年黑龙江省产水服务的时空变化特征,揭示黑龙江省产水量驱动机制,推动该区域水资源的可持续管理.[研究方法]以 PLUS 模型和 InVEST 模型产水量模块为基础,研究 2000-2020 年黑龙江省产水量时空变化特征与土地利用类型之间的关系,并从自然发展、生态保护和耕地保护 3 种情景预测 2030 年黑龙江省产水量时空变化,同时利用地理探测器和 Geoda 分析黑龙江省产水量时空演变的驱动因素.[研究结果]①2000-2020 年,黑龙江省产水量呈现逐年上升的趋势,由 480.86×108 m3 增长至 2020 年的 1221.95×108 m3,各年份产水总量的空间分布格局较类似,整体呈现出东西高、南北和中部低的特征.②情景预测结果显示,与 2020 年相比,黑龙江省 2030 年在自然发展情景下产水量减少 24.01×108 m3,生态保护情景下产水量减少 30.33×108 m3,而耕地保护情境下产水量增加 0.3×108 m3.3 种发展趋势下,仅有耕地保护能够逆转黑龙江省产水量的下降,2030 年黑龙江省耕地面积将达到 206 108.2 km2,占全省总面积的 45.54%,能切实保障粮食安全的土地需求.③土地利用类型是产水量变化的主要驱动因子,驱动因子交互作用解释力最强的是土地利用类型与降水量的交互.[结论]研究结果对黑龙江省落实以耕地保护为主的政策,实现粮食安全、促进社会经济发展和生态系统的保护提供了重要的理论基础.
[Objective]This study aims to explore the spatiotemporal variation characteristics of water production services in Heilongjiang Province from 2000 to 2030,revealing the driving mechanisms behind water production in the region to promote sustainable water resource management.[Methods]Based on the PLUS and InVEST models'water production modules,the research examines the relationship between spatiotemporal changes in water production from 2000 to 2020 and land use types.It also forecasts the spatiotemporal changes in water production for 2030 under three scenarios:natural development,ecological protection,and farmland protection,while employing GeoDetector and Geoda models to analyze the driving factors behind the spatiotemporal evolution of water production in Heilongjiang.[Results](1)The results indicate a year-on-year increase in water production in Heilongjiang from 2000 to 2020,rising from 480.86×108 m3 to 1221.95×108 m3.The spatial distribution pattern of total water production across the years shows similarities,generally exhibiting a characteristic of"high in the east and west,low in the north,south,and central regions."(2)The scenario simulation results indicate that,compared with 2020,water yield in Heilongjiang Province is projected to decrease by 24.01×108 m3 under the natural development scenario and by 30.33×108 m3 under the ecological protection scenario,while it is expected to increase by 0.3×108 m3 under the cultivated land protection scenario by 2030.Among the three scenarios,only the cultivated land protection scenario can reverse the declining trend of water yield.Under this scenario,the cultivated land area is projected to reach 206108.2 km2 by 2030,accounting for 45.54%of the total area of Heilongjiang Province,thereby effectively ensuring the land demand for food security.(3)land use type is identified as the primary driving factor for changes in water production,with the strongest explanatory power found in the interaction between land use type and precipitation.[Conclusions]The findings of this study provide an important theoretical foundation for implementing policies focused on farmland protection in Heilongjiang Province,thereby safeguarding food stability and advancing economic growth while supporting environmental conservation.
范仲洲;魏海峰;周传芳;唐雪峰;马跃;孙彦峰;魏小勇;史明志;闫媛媛
中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心,黑龙江 哈尔滨 150086||自然资源部哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站,黑龙江 哈尔滨 150086中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心,黑龙江 哈尔滨 150086||自然资源部哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站,黑龙江 哈尔滨 150086中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心,黑龙江 哈尔滨 150086||自然资源部哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站,黑龙江 哈尔滨 150086||中国地质大学 (北京) 地球科学与资源学院,北京 100083中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心,黑龙江 哈尔滨 150086||自然资源部哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站,黑龙江 哈尔滨 150086中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心,黑龙江 哈尔滨 150086||自然资源部哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站,黑龙江 哈尔滨 150086中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心,黑龙江 哈尔滨 150086||自然资源部哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站,黑龙江 哈尔滨 150086中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心,黑龙江 哈尔滨 150086||自然资源部哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站,黑龙江 哈尔滨 150086中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心,黑龙江 哈尔滨 150086||自然资源部哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站,黑龙江 哈尔滨 150086国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所,黑龙江 哈尔滨 150086
天文与地球科学
产水量PLUS模型InVEST模型地理探测器生态系统黑龙江省
wateryieldPLUS modelInVEST modelGeoDetectorecosystemHeilongjiang Province
《地质通报》 2026 (5)
837-850,14
中国地质调查局项目《黑龙江虎林地区吉祥等4幅1∶5万应用地质综合调查》(编号:DD20242171) Supported by the project of China Geological Survey(No.DD20242171)
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