长江三角洲生态系统服务的时空演变与驱动机制：2000—2020年六类服务响应的非线性分析与阈值识别

《Forests》：Spatiotemporal Changes and Driving Factors of Ecosystem Services in the Yangtze River Delta, China: Insights from XGBoost and Structural Equation Modeling

　　

摘要

生态系统服务（ESs）是指人类从生态系统中获得的效益。阐明其时空变化及驱动因素是区域生态安全的基础。长江三角洲（YRD）是中国城市化程度最高、人类干扰最强的地区之一。本研究在2000—2020年间量化了六个生态系统服务指标——净初级生产力（NPP）、产水量（WY）、土壤保持量（SR）、栖息地质量（HQ，生物多样性维持指数）、农作物产量（CP）和碳储量（TC），并整合Theil–Sen/Mann–Kendall检验、XGBoost与SHAP以及结构方程模型（SEM）识别其驱动因素、非线性响应和明显阈值。结果显示，NPP、SR和CP显著增加，TC显著减少（p < 0.001），WY和HQ未呈现显著变化趋势。坡度主导NPP、SR、CP和TC的变化，而降水主导WY和HQ；空间块交叉验证R²范围为0.68–0.97。地形（坡度、海拔）和气候（降水）是核心驱动因素，为生态保护提供了定量依据。