全球生态系统同时受气候变化与土地利用 / 覆被变化（LUCC） 双重压力，63% 的生态系统服务（ESs）受其影响，服务间存在权衡与协同关系，传统静态分类难以精准识别主导服务，导致生态管理同质化、资源配置冲突。

基于生态优势度理论，研究首次明确主导生态系统服务（DES） 内涵：在特定空间单元内具有空间主导性、服务关联性、管理优先性，对区域生态功能起决定性作用的服务类型。

研究目标：

• 揭示 1990—2020 年中国 6 类关键 ESs 时空动态；

• 量化服务间相互关系，构建 DES 识别模型；

• 用 PLS-SEM 解析气候变化与 LUCC 对 DES 的驱动路径。

数据与方法

1、研究区

中国全域（960 万 km²），地形东南低、西北高，气候跨热带至寒温带，生态空间异质性强，已划定生态保护红线（约 304 万 km²）。

图 1 研究区概况（数字高程模型 DEM、土地利用类型、降水量）

2. 数据来源

• 土地利用、DEM、气象（降水 / 气温 / 蒸散）：资源环境科学数据中心，1km 分辨率；

• 土壤数据：世界土壤数据库（HWSD v2.0）；

• 补充数据：NPP、基岩深度、国界矢量。

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3. 研究方法

1. 生态服务评估：选取 6 项核心服务 —— 碳储量（CS）、产水量（WY）、泥沙输移比（SDR）、净初级生产力（NPP）、氮截留（NDR-N）、磷截留（NDR-P）。

2. DES 识别：Z-score 标准化消除量纲，采用最大值准则（MVC） 判定像元主导服务。

3. 

1. 图 2 主导生态系统服务（DES）识别流程示意图

2. 综合服务价值（CESV）：等权重加和标准化服务值，表征区域整体服务水平。

3. 驱动分析：偏最小二乘结构方程模型（PLS-SEM），分 1990/2000/2010/2020 四期，量化气候与 LUCC 的直接 / 间接贡献。

4. 

1. 图 3 气候变化与 LUCC 对主导生态系统服务（DES）影响的概念模型

结 果

1. 生态系统服务（ESs）时空分布

整体呈 **“南高北低”** 格局：

• 碳储量（CS）：西北低值，年均 58301.15 t/km²，下降 2.8%；

• 产水量（WY）：东南高值，年均 128.7 mm/km²，上升 9.24%；

• 净初级生产力（NPP）：南方高、西北低，上升 35.57%；

• 泥沙输移比（SDR）：西南高值，基本稳定；

• 氮 / 磷截留（NDR-N/P）：东部与东南高值，小幅波动。

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• 图 4 1990—2020 年中国 6 类生态系统服务时空分布

2. ESs 变化空间差异

• CS：青藏高原西部减少，北部与南部增加；

• WY：长江中下游增加，南部边缘减少；

• NPP：农牧交错带增幅显著，长三角小幅下降；

• SDR：西南喀斯特与青藏高原南部变化明显；

• NDR-N/P：长江下游高值集中，西部以中值为主。

  

图 5 1990—2020 年中国生态系统服务变化（Z 标准化得分）空间分布

3. 主导生态系统服务（DES）时空演化

1990—2020 年 DES 占比排序：碳储量（36.52%）> 泥沙输移比（22.40%）> 磷截留（16.55%）> 净初级生产力（12.30%）> 产水量（7.92%）> 氮截留（4.32%）。

空间演化特征：

• CS 主导东北、西北、青藏高原大部，后期被 SDR 部分替代；

• SDR 主导西北，2020 年后西部逐步转回 CS 主导；

• NDR-N 占比最低，空间向青藏高原、三江源扩张。

  

图 6 1990—2020 年中国主导生态系统服务（DES）时空变化

4. 气候变化与 LUCC 对 DES 的驱动效应

• 气候变化：对 DES 的标准化路径系数从 1990 年 0.573 降至 2020 年 0.295，贡献下降 27.8%；
• 土地利用变化（LUCC）：系数从 1990 年 0.189 升至 2020 年 0.666，贡献上升 47.7%；

• 交互作用：气候对 LUCC 以负向影响为主，LUCC 对气候以正向影响为主；

• 分项驱动：耕地对 DES 正向影响最强，未利用地负向影响最强；产水、氮 / 磷截留对 DES 正向贡献最显著。

  

  图 7 1990—2020 年气候变化与 LUCC 对主导生态系统服务（DES）的影响路径

讨 论

1. 中国 DES 时空分异机制

• CS 主导：农牧交错带、青藏高原西部，草地与土壤有机碳富集；

• WY 主导：长江中下游、三江源，降水与水资源禀赋主导；

• SDR 主导：西北干旱区、青藏高原南部，土壤侵蚀与地形驱动；

• NDR-P 主导：东北平原、华北平原等农区，农业施肥与磷流失管控需求；

• NDR-N 主导：新疆西北→青藏高原转移，生态修复提升植被截留。

2. 双驱动作用机制

• 气候变化：增温与降水波动削弱碳固持、影响水文，正向作用减弱；

• 土地利用变化：退耕还林还草、生态修复工程提升 NPP、CS、水土保持功能，耕地正向驱动显著；

• 核心转变：人类活动（LUCC）取代气候，成为 DES 演化的主导因素。

3. 政策启示

1. 分区精准管控：按 DES 类型制定差异化保护策略，避免管理同质化；
2. 土地利用优化：平衡城镇、农业、生态空间，强化生态用地功能；
3. 气候适应：提升湿地、森林等关键生态区气候韧性，建立灾害预警；
4. 动态监测：依托遥感与大数据，实时评估 DES 变化，动态调整政策。

结 论

创新定义主导生态系统服务（DES），构建 “DES 识别 + CESV 综合” 评估框架，突破传统静态分类局限；

• 1990—2020 年中国 ESs 呈南高北低格局，DES 以碳储量、泥沙输移比为主，氮截留占比最低；

• 驱动格局发生关键转变：气候变化对 DES 贡献下降，土地利用变化贡献大幅上升，成为核心驱动；

• 研究成果可直接支撑生态保护红线优化、国土空间生态分区、可持续发展政策制定。

原文来自：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2026.114881