基于OWA决策算法的生态系统服务最优保护区选择研究
摘要：生态系统服务可以为人类提供各种惠益，是人类福祉的重要保障。同时自然保护区可以有效缓解生态压力、保护资源和存贮物种。近年来，在人为因素的影响下，生态系统服务退化现象严重，如何进行生态系统服务权衡是实现可持续发展的关键之一。因此在权衡生态系统服务的基础上建立自然保护区对于地区的生态发展与生态平衡的维持具有重要意义。本文以广东省乐昌市为研究区域，通过下载卫星影像数据，解译土地利用类型，采用InVEST模型计算并分析NPP（植物净初级生产力）、土壤保持量、 碳总量、产水量的时空分布，基于有序加权平均算子（OWA）对各项生态服务功能进行权衡与协同，通过对比构建最优保护区。
关健词：OWA 生态系统服务 保护区 乐昌市
生态系统服务是指人类从生态系统获得的所有惠益，包括供给服务（如提供食物和水）、调节服务（如控制洪水和疾病）、文化服务（如精神、娱乐和文化收益）以及支持服务（如维持地球生命生存环境的养分循环）。随着日益增强的人类活动对生态系统负面影响逐渐扩大，生态系统服务研究已成为国际地理学、生态学及相关学科研究的前沿和热点[1]。生态系统服务权衡，作为一种平衡和抉择，可以理解为对生态系统服务间关系的一种综合把握。生态系统服务间的关系包含权衡 （负向关系）、协同 （正向关系） 和兼容（无显著关系） 等多个表现类型[2]。厘清生态系统服务之间的权衡关系，正确评估生态系统服务供给和利益相关者的生态系统服务需求，有助于制定出适应区域生态系统与人类社会可持续发展的最优决策，从而维持和改进景观生态系统服务和人类福祉之间的关系[3]，实现提高特定区域人类福祉的最终目标。
自然保护区主要是对有代表性的自然生态系统以及珍稀濒危野生动植物物种和有特殊意义的自然遗迹等所在的陆地、陆地水域以及海域进行保护和管理。自然保护区能够保护自然环境，同时保护濒危物种，成为生物物种的贮备库，还能够作为生物特性的研究基地；通过合理划定自然保护区可以有效缓解生态压力，还可以保护自然资源、存贮物种，以及美学价值等多方面的意义。自然保护区是研究各类生态系统自然过程的基本规律、研究物种的生态特性的重要基地，因此在权衡生态系统服务的基础选择最优保护区对于地区的生态发展与生态平衡的维持具有重要意义。
近年来，我国在生态系统服务领域的研究广度、深度取得长足进展。从研究内容来看，主要集中在生态服务理论评述、价值评估、生态系统服务与土地利用的关联、功能形成与影响机制、空间制图、基于生态服务价值的生态安全格局演变等。
随着人类活动能力和范围的不断扩大，对自然的影响也日渐增强，生态系统的过程、功能、以及系统间因素的相互作用产生了很大的变化。对此学者们做了很多研究，对于生态系统服务变化的研究主要分为权衡和协同两个方向。针对不同生态系统，有学者探讨了乌兰布和沙漠生态系统服务价值的动态研究[4]、青藏高原的生态系统服务服务权衡与协同[5]、南方山地丘陵的生态系统服务权衡[6]；针对不同的土地利用类型，有学者研究了水域、耕地、森林、湖泊[7]等土地利用类型变化对生态系统服务产生的影响，除上述宏观研究，还有针对区域内部空间分异特征，对典型区域开展不同尺度区域差别化的生态系统服务优化调控研究[8]。
陶晶等（2012年）指出我国保护区划分存在主观性较强，缺乏科学依据以及与当地百姓生存发展相互冲突等问题，提出来协调生态利益和经济利益、兼顾不同群体诉求的划分思路[9]。刘金福等（2017年）在人口增多，人类活动面积扩大，资源减少的前提下，尝试运用运筹学方法选取合适指标，以戴云山保护区为研究对象，选择最合理的保护区保护最大生物多样性[10]。有关于关中-天水经济区的基于生态系统服务设置保护优先级研究的文章指出[11]，优先保护的区域是最适合保持土壤的的区域，将文化服务纳入考虑因素之一，更为全面的衡量保护区的划定范围。该文章采用OWA算法最终确定了11种最优保护区方案，其中最为合适的设立在南部和中西部地区。
国外的研究进展表明，生态系统服务是重要的保护框架，应用于保护区的划定和景观管理[12]。有研究应用假设的生态系统服务评估的方法，从概念、数据收集及建模、社会经济效益评估和价值汇总、利用结果决策四个方面，应用于保护区和景观管理，使其保护作用更加透明化[13]。生态系统服务的价值也受到了很大的关注度，有学者研究了人造夜光对于生态系统服务的负面影响，并提出了相应的解决办法，以减少对于生态系统服务功能的损害[14]。研究生态系统服务空间格局及其相互作用在森林景观中的影响[15]
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