基于OWA多属性决策的生态系统服务最优保护区选择研究——以渭河流域(关天段)为例

摘要

[目的]通过对生物多样性、固碳、产水以及文化四类生态系统服务进行测算,使用多属性决策方法进行区域最优保护范围的选取,为研究区生态平衡的维护及生态建设研究提供理论依据.[方法]以渭河流域关中-天水经济区(关天段)为研究区,通过InVEST模型测算生物多样性及固碳服务,SWAT模型划分子流域并计算产水服务以及SoLVES模型量化文化服务,在此基础上利用OWA(Ordered Weighted Averaged,有序加权平均)多属性决策方法建立11种情景,筛选出优先保护区.[结果](1)研究区在子流域尺度上产水量分布不均,整体情况为东部最高,中部地区小于西部地区,平均产水量约为95 mm;子流域固碳量范围为5.041—10.284 t·hm-2,单位面积固碳量较高的子流域多为秦岭地区,位于关中平原地区的子流域是城市聚集地区,建设用地密集的区域碳储存十分受限;生物多样性主要由生境质量指标衡量,研究区生境质量范围0.222—0.921,关中平原地区植被覆盖较少,人类活动频繁和城市发展导致威胁因子分布密集,因此生境质量较低,平均值在0.22左右,秦岭地区属于高植被覆盖且距离生境威胁因子较远,生态适宜性高且生物多样性保持良好;研究区文化价值总指数1.298—5.667,审美和精神价值集中在森林公园及秦岭山脉地区,但城市区域的历史文化底蕴浓厚且娱乐设施丰富,因此综合来看城市区域文化服务价值最高.(2)通过设立不同风险值和权重计算OWA算子,共得出11种风险情景及其保护效率.最终选取权衡值最高的风险情景6的覆盖范围为最优保护区范围,其保护效率约为1.499,覆盖范围多位于南部秦岭地区、天水市和宝鸡市交界处等.[结论]结合自然因素与人文因素对研究区生态系统服务进行分析与评价,通过OWA算子平衡不同生态系统服务之间的权衡并选择最优保护区,为提升研究区生态系统服务提供参考.