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为解决快速城市化导致的生态系统服务价值（ESV）下降、生态风险（ERI）上升等问题，研究人员以福建为案例，构建 SD-PLUS 模型分析 ESV-ERI 动态并分区。发现建设用地扩张显著，ESV 先升后降、ERI 递增，划分四类生态功能区，为生态保护与发展提供科学框架。
快速城市化进程中，城市扩张如同一把双刃剑，在推动经济发展的同时，也悄然侵蚀着自然生态的根基。生态系统服务价值（ESV）的下降与生态风险（ERI）的攀升，如同两张逐渐收紧的网，威胁着区域可持续发展的命脉。福建省作为中国东南沿海生态资源富集却又面临高强度开发压力的典型区域，其 “八山一水一分田” 的地形格局与连续 45 年位居全国第一的森林覆盖率，在快速城镇化浪潮下，正遭遇着台风频发、土壤侵蚀、生态空间被挤占等多重挑战。如何在经济发展与生态保护间找到平衡点，成为摆在决策者与研究者面前的紧迫课题。
为破解这一困局，福建农林大学的研究团队开展了一项具有前瞻性的研究，相关成果发表在《Ecological Modelling》。研究聚焦于土地利用变化（LUCC）对生态系统服务价值与生态风险的影响机制，通过构建创新模型与空间分析，为区域生态安全格局构建提供了科学依据。
研究采用的核心技术方法包括：
- SD-PLUS 模型构建：将系统动力学模型（SD）与空间斑块生成模型（PLUS）耦合，前者模拟宏观社会经济动态反馈（如人口增长、碳政策对建设用地需求的长期调控），后者结合土地开发适宜性、斑块转移概率等实现微观空间配置，克服传统模型（如 CLUE-S、CA）在复杂系统模拟与政策滞后效应量化上的局限。
- 多期 LUCC 数据驱动：基于 2005-2020 年四期土地利用数据，通过历史模式外推构建 “现状延续（BAU）” 情景，作为政策中性基线。
- 生态评估方法：运用当量因子法与 InVEST 模型评估 ESV，结合 ERI 指标构建生态分区框架，实现对生态环境质量的空间量化。
研究结果
1. 土地利用变化特征（2005-2020）
- 结构演变：林地占比 62%，仍为主体，但耕地与林地面积持续减少，建设用地扩张 48%（1757.42 km2），主要由林地、耕地转化而来。
- 空间分异：建设用地扩张集中于东南沿海（如福州、厦门等城市化热点区域），呈现 “东南高、西北低” 的空间梯度。
2. 生态系统服务价值（ESV）动态
- 时间趋势：ESV 呈现先升后降的倒 “U” 型曲线，早期林地、水域等生态用地的保护政策推动价值提升，但后期建设用地扩张导致价值回落。
- 空间格局：ESV 呈 “东南低、西北高” 分布，与地形格局吻合（西北山地生态功能更强）。
3. 生态风险指数（ERI）演变
- 时间趋势：ERI 持续递增，中高风险区域面积扩大，反映城市化对生态系统压力的累积效应。
- 空间格局：与 ESV 呈反向分布，东南沿海经济发达地区 ERI 高企，西北山区风险较低。
4. 生态功能分区
基于 ESV 与 ERI 的空间耦合特征，划分四类生态功能区：
- 严格控制区：ERI 高值区，主要为快速城市化区域，需严格限制建设用地无序扩张。
- 关键控制区：初期扩张后趋稳，需动态调控土地开发强度。
- 一般控制区：ESV 与 ERI 相对稳定，可适度协调开发与保护。
- 生态保护区：ESV 高值区（如闽西北山区），需强化保护红线管理，遏制生态空间萎缩。
结论与讨论
本研究通过 SD-PLUS 模型的多场景模拟与空间分析，揭示了福建省 LUCC 对生态系统的双重影响：城市化虽带来经济红利，但无序扩张已触发生态价值拐点与风险阈值。四类生态功能区的划分，为 “双碳” 目标下的空间治理提供了精准施策框架 —— 例如，在严格控制区推行紧凑城市模式，在生态保护区探索碳汇交易机制等。
研究的创新性在于将宏观政策模拟与微观空间过程结合，突破传统模型的数据驱动局限，实现了政策滞后效应与多主体利益博弈的量化解析。这一方法论不仅为福建省提供了 “山水城海” 协同保护的科学依据，也为全球快速发展地区应对生态 - 发展矛盾提供了可复制的中国方案。正如研究指出，通过 “生态分区 - 阈值预警 - 政策适配” 的闭环体系，可有效推动经济高质量发展与生态环境高水平保护的动态平衡，这对落实 “人与自然和谐共生” 的现代化具有重要示范意义。
