气候变化与土地利用多情景耦合下内蒙古大兴安岭森林区生态系统服务动态及协同权衡机制研究

针对高寒生态系统服务(ES)动态预测不足的问题，研究人员集成PLUS-InVEST模型与CMIP6气候情景，系统模拟了内蒙古大兴安岭森林区2018-2053年WY、CS、SC、HQ等4种关键ES的时空演变规律。研究发现SSP126-EP情景最优，揭示ES关系以协同为主但整体呈权衡强化趋势，为高寒生态屏障可持续管理提供了科学依据。

　　

在全球气候变化加剧和人类活动干扰的双重压力下，高寒生态系统正面临前所未有的挑战。作为北半球中高纬度典型的生态脆弱区，内蒙古大兴安岭森林区（DFAIM）既是我国重要的生态安全屏障，又是全球变暖的敏感响应区。然而，该区域长期面临森林退化、土壤侵蚀加剧、生物多样性下降等问题，生态系统服务（Ecosystem Services, ES）供给能力持续减弱。更棘手的是，现有研究多聚焦单一气候或土地利用情景的影响，缺乏多维度、多尺度的系统评估，难以支撑区域可持续发展决策的精准制定。

中国林业科学研究院林业政策与信息研究所的研究团队创新性地构建了"PLUS-InVEST-SSP/RCP"综合评估框架，通过耦合土地利用变化模拟模型（PLUS）、生态系统服务评估模型（InVEST）和CMIP6气候情景，首次对DFAIM区域2018-2053年的生态系统服务动态及其相互关系进行了多情景预测。相关成果发表在《Trees, Forests and People》期刊，为高寒生态系统适应性管理提供了重要科学依据。

研究采用三大关键技术方法：首先基于PLUS模型模拟了常规发展（CD）、生态保护（EP）和生态经济发展（EED）三种土地政策与SSP126/245/585气候情景组合的九种未来情景；其次运用InVEST模型量化了产水量（WY）、碳储存（CS）、土壤保持（SC）和生境质量（HQ）的时空变化；最后通过Spearman相关、双变量Moran's I和空间叠加分析等方法，从多角度解析了ES的协同权衡关系。

研究结果显示：气候与土地利用变化呈现显著情景依赖性。所有情景均显示"暖干化"趋势，SSP585情景下年均温升幅达141.65%。土地利用保持森林主导（>93%）的稳定格局，但EP情景促进森林北扩（增加0.31%），CD情景导致耕地南扩（增加16%）。

生态系统服务响应差异显著。产水量（WY）降幅最大（3.45%-10.52%），碳储存（CS）、土壤保持（SC）和生境质量（HQ）波动较小（<0.07%）。SSP126-EP组合表现最优，其WY减少最少（3.45%），CS和HQ则实现微增。

ES相互关系呈现空间异质性。所有ES对均呈协同关系，其中CS-HQ协同最强（r=0.56-0.58），WY-CS协同最弱（r=0.01-0.06）。空间上高-高协同区集中在中部林区，低-低协同区向东南部农业带扩张。值得注意的是，整体ES关系仍以权衡为主（81.44%-82.17%），EP情景会强化权衡效应。

这项研究的重要价值在于：首次在CMIP6框架下系统评估了高寒生态系统服务对气候-土地利用耦合变化的响应机制，证实SSP126-EP是实现生态-经济双赢的最优路径。提出的"分区调控、多目标协同"管理策略，如在中部高协同区建立生态保护区、在东南部权衡区推行节水农业等，为编制《大兴安岭地区国土空间规划（2021-2035）》提供了量化依据。研究还创新性地发现，单纯扩大森林面积可能加剧ES空间异质性，这对传统生态保护模式提出了优化要求。

未来研究需进一步整合文化服务评估，细化时间尺度至季节分辨率，并加强模型参数本地化校准。这些改进将有助于构建更精准的高寒生态系统预测-预警-决策支持体系，服务于国家"双碳"目标和生物多样性保护战略的实施。