西安都市圈建设用地不同扩张模式对生态系统服务影响的比较研究

　　 摘要:

建设用地扩张通过改变土地利用格局和生态过程，深刻影响区域生态系统服务供给。区别于探究城市扩张对生态系统服务的总体影响，本研究以西安都市圈为例，采用景观扩张指数（LEI）、InVEST模型、随机森林（Random Forest）、偏最小二乘结构方程模型（PLS-SEM）方法，将建设用地扩张分为边缘式、内部填充与跳跃式三类扩张模式，量化评估水源涵养、粮食生产、土壤保持、生境质量及碳储存等关键生态系统服务的时空演变特征，并揭示自然与社会经济因子对生态系统服务变化的驱动机制及主导路径。结果表明：（1）近30年间研究区建设用地扩张剧烈，新增总面积达1073.09 km2，其中边缘式占比46%，跳跃式扩张占比超54%，这两种扩张模式是城市空间演变的主要发展模式。（2）生态系统服务整体呈下降趋势，其中水源涵养、生境质量、碳储存三类的退化尤为显著。（3）不同扩张模式造成了生态系统服务单位量的损失强度差异性明显，其中跳跃式扩张对水土保持的影响最大，边缘式扩张对碳储存和生境质量的影响最大，内填式扩张对水源涵养和粮食生产的影响最大。（4）随机森林分析表明，自然因子总体解释力高于社会因子，不同扩张类型的主导因素存在差异；PLS-SEM结果进一步显示，建设用地扩张是生态系统服务损失的主导驱动力（总效应0.875），主要通过占用生态空间和改变土地覆被结构产生直接影响（0.836），并通过抑制植被生产力产生间接影响（0.038）；社会经济因子则主要通过促进建设用地扩张间接加剧生态系统服务损失（0.593）。研究结果揭示了不同建设用地扩张模式下生态系统服务损失强度及其驱动因素的差异，可为西安都市圈及类似快速城市化地区国土空间优化配置和生态空间精细化管控提供科学参考。