黑龙江—阿穆尔河流域跨境生态系统服务综合指数制图与稳健性评估

《Remote Sensing》：Remote-Sensing-Supported Transboundary Ecosystem Service Mapping: A Robust Integrated Index for the Heilongjiang–Amur River Basin

　　

摘要

跨境生态系统服务制图的一致输入和一致决策，是确保研究区域内评估口径统一的前提。本研究将黑龙江—阿穆尔河流域的卫星与地理空间数据集统一为2000、2010、2020三年的共同1 km栅格尺度。基于Landsat的陆地覆盖、MODIS过火面积、统一夜光、地形、气候及模拟土壤产品共同支撑了InVEST的四个指标：生境质量、碳储量、年径流量和土壤保持。通过p01–p99池化归一化与等权重策略，构建了无量纲、相对化的综合生态系统服务模型指数。稳健性检验方法包括替代归一化、留一服务法、有界权重扰动、排除陆地的XGBoost–SHAP模型以及空间分块交叉验证。全流域平均指数值分别为0.444、0.461和0.451；中国一侧分别为0.357、0.365和0.361，俄罗斯一侧分别为0.528、0.555和0.538；在各种构建方案替代下，俄中差异始终为正值。随机划分R²分别为0.819、0.806和0.793，而空间分块R²分别为0.651、0.582和0.606。SHAP分析刻画了模型预测拟合中的关联性，而非因果关系。三个基准年之间的差异具有指示意义，但仍对年径流量、年际气候以及指数构建方法敏感。