顾及空间尺度的滇中城市群生态系统服务权衡关系

周昌焰; 黄艳春; 马月伟; 熊世巧; 刘忠翠; 左琲

doi:10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.05.041

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顾及空间尺度的滇中城市群生态系统服务权衡关系

数据科学 | 更新时间：2026-10-21

- 顾及空间尺度的滇中城市群生态系统服务权衡关系
- Ecosystem Service Trade-offs in Central Yunnan Urban Agglomeration Considering Spatial Scales
- 水土保持学报 2026年40卷第5期页码：483-496
- 作者机构：
  
  西南林业大学水土保持学院，昆明 650224
- 作者简介：
  
  周昌焰（2000—），男，硕士研究生，主要从事生态系统服务与区域发展研究。E-mail： changyanzhou@126.com
  马月伟（1980—），男，博士，副教授，硕士生导师，主要从事区域发展、生态系统服务与遗产保护研究。E-mail： mayuewei007@126.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(41201587);云南省水土保持与荒漠化防治学一流学科开放课题项目(SBK20240034);云南省哲学社会科学规划项目(YB202430)
- DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.05.041
  中图分类号： X171.1;S157.1
- CSTR：32310.14.stbcxb.2026.05.041
- 收稿：2026-04-20，
  
  修回：2026-06-11，
  
  录用：2026-06-18，
  
  网络首发：2026-08-27，
  
  纸质出版：2026-10-28
- 稿件说明：
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周昌焰，黄艳春，马月伟，等.顾及空间尺度的滇中城市群生态系统服务权衡关系［J］.水土保持学报，2026，40（5）：483-496.

Zhou Changyan， Huang Yanchun， Ma Yuewei， et al. Ecosystem service trade-offs in Central Yunnan urban agglomeration considering spatial scales［J］. Journal of Soil and Water Conservation，2026，40（5）：483-496.
周昌焰，黄艳春，马月伟，等.顾及空间尺度的滇中城市群生态系统服务权衡关系［J］.水土保持学报，2026，40（5）：483-496. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.05.041. CSTR： 32310.14.stbcxb.2026.05.041.

Zhou Changyan， Huang Yanchun， Ma Yuewei， et al. Ecosystem service trade-offs in Central Yunnan urban agglomeration considering spatial scales［J］. Journal of Soil and Water Conservation，2026，40（5）：483-496. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2026.05.041. CSTR： 32310.14.stbcxb.2026.05.041.

摘要

目的

探明滇中城市群不同空间尺度下生态系统服务的时空格局，深度揭示服务间权衡协同关系的尺度依赖效应与非线性演变规律。

方法

基于InVEST模型、MaxEnt模型及GIS空间分析，对2003—2023年滇中城市群6类关键生态系统服务进行量化评估；综合运用皮尔逊相关分析、双变量空间自相关及生产可能性边界-边际转换率（PPF-MRT）模型，系统解析各服务的时空演变特征、多尺度权衡强度及相变阈值。

结果

1）2003—2023年，研究区产水量、土壤保持量、粮食供给量与休闲游憩服务增幅均超20%，碳储量与生境质量呈先降后升波动特征；空间上形成外围屏障区主导

调节与生产、核心城镇区主导休闲游憩的功能互补格局。2）生态系统服务权衡与协同具有显著尺度依赖性，格网尺度受土地排他性制约呈绝对权衡，县域尺度因空间缓冲效应转化为结构性区间约束，权衡关系未因尺度上推而根本消解。3）PPF-MRT模型精准测度服务转换的非线性边界，格网尺度下碳储量-休闲游憩与土壤保持-产水量分别在跨越阈值

=0.235与

=0.147后由协同转负向权衡；县域尺度下粮食供给-生境质量在主体区间0.077

0.832内呈稳定负向权衡。

结论

滇中城市群生态系统服务权衡关系具有显著的尺度依赖性，意味着需以非线性相变阈值为基础，构建多尺度嵌套的空间管治策略，统筹微观底线约束与宏观功能协同，以推进喀斯特石漠化地区的生态修复与可持续治理。

Abstract

Objective

This study aims to identify the spatiotemporal patterns of ecosystem services （ES） across multiple spatial scales in the central Yunnan urban agglomeration （CYUA）， and to provide an in-depth analysis of the scale-dependent effects and non-linear evolutionary patterns of ES trade-offs and synergies.

Methods

Six critical ESs from 2003 to 2023 were quantified utilizing the InVEST model， MaxEnt model， and GIS-based spatial analysis. Furthermore， the spatiotemporal evolution characteristics， multi-scale trade-off intensities， and phase-transition thresholds of each service were systematically analyzed through an integrated framework comprising Pearson correlation analysis， bivariate spatial autocorrelation， and the production possibility frontier-marginal rate of transformation （PPF-MRT） model.

Results

1） Between 2003 and 2023， water yield， soil conservation， food supply， and leisure and recreation services in the study area increased by over 20%， while carbon storage and habitat quality exhibited a fluctuating pattern of first decreasing and then increasing. Spatially， a complementary functional pattern was formed， characterized by peripheral barrier zones dominated by regulation and production functions， and core urban areas dominated by recreational functions. 2） Ecosystem service trade-offs and synergies exhibited significant scale dependency. Constrained by the physical exclusivity of land use， the grid scale manife

sted absolute trade-offs. Conversely， due to spatial buffering effects， the county scale transformed into structural interval constraints， indicating that trade-off relationships were not fundamentally eliminated by the upward shift in scale. 3） The PPF-MRT model precisely delineated the non-linear boundaries of service transitions. At the grid scale， carbon storage-leisure and recreation and soil conservation-water yield shifted from synergy to negative trade-offs after crossing the thresholds of

=0.235 and

=0.147， respectively. At the county scale， food supply-habitat quality exhibited a stable negative trade-off within the primary interval of 0.077

0.832.

Conclusion

The trade-off relationships among ESs in the central Yunnan urban agglomeration exhibit significant scale dependency. This necessitates the development of multi-scale nested spatial governance strategies rooted in non-linear phase-transition thresholds. By integrating micro-level baseline constraints with macro-level functional synergies， such strategies can effectively advance ecological restoration and sustainable governance in karst rocky desertification areas.

关键词

Keywords

references

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