Prediction of land-use and ecosystem service value in inter-provincial border areas——A case study of Huaihai economic zone

Luo Min; Shu Bangrong; Qu Yi; Zhang Ru

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.021

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Prediction of land-use and ecosystem service value in inter-provincial border areas——A case study of Huaihai economic zone

Comprehensive Researches

- Prediction of land-use and ecosystem service value in inter-provincial border areas——A case study of Huaihai economic zone
- Bulletin of Soil and Water Conservation Vol. 45, Issue 3, Pages: 353-362(2025)
- 作者机构：
  
  江苏师范大学地理测绘与城乡规划学院，江苏徐州 221116
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.021
  CLC： F301.2;X171.1
- CSTR：32312.14.stbctb.2025.03.021.
- Received：16 August 2024，
  
  Revised：2025-01-26，
  
  Published：10 June 2025
- 稿件说明：
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罗敏, 舒帮荣, 曲艺，等.省际交界地区土地利用及生态系统服务价值预测[J].水土保持通报,2025,45(3):353-362.

Luo Min, Shu Bangrong, Qu Yi, et al. Prediction of land-use and ecosystem service value in inter-provincial border areas [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(3):353-362.
罗敏, 舒帮荣, 曲艺，等.省际交界地区土地利用及生态系统服务价值预测[J].水土保持通报,2025,45(3):353-362. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.021. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.03.021..

Luo Min, Shu Bangrong, Qu Yi, et al. Prediction of land-use and ecosystem service value in inter-provincial border areas [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(3):353-362. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.03.021. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.03.021..

摘要

目的

分析淮海经济区的区域生态系统服务价值，为同类地区生态经济统筹发展提供科学依据。

方法

以淮海经济区为研究区，基于PLUS模型和当量因子法，在分析省际交界典型地区淮海经济区2000—2020年土地利用演变特征基础上，评估其生态系统服务价值（ESV），预测其2030年不同情景下土地利用格局及ESV。

结果

①研究区2000—2020年耕地与建设用地之间的转移最为密切，耕地转出面积为6 127.58 km

，其中89.76%转为建设用地。 ②自然发展情景下，耕地、林地、草地面积减少，建设用地、水域、未利用地面积增加；经济发展情景下，各地类的变化幅度比自然发展情景更大，生态环境将受不利影响；生态保护情景下，林地、草地和水域面积增加，生态环境将明显改善；统筹发展情景下，各地类面积基本介于经济发展和生态保护情景之间。 ③2000—2020年研究区ESV先降后升，研究区内绝大部分城市ESV低于其所属省平均水平，生态环境改善相对较慢，2030年自然发展、经济发展、生态保护与统筹发展情景的ESV较2020年均有不同幅度的增加。ESV空间分布特征与土地利用格局基本一致，高值区主要分布在研究区的江河湖泊地带，中值区集中在较高值区周围，呈分散状态，低值区与较低值区则集中于各城市中心城区。

结论

淮海经济区各城市未来应注重加强合作，充分发挥经济区的协调作用，实现行政区和经济区的优势互动，以促进该区域生态系统的可持续发展。

Abstract

Objective

The regional ecosystem service value of the Huaihai economic zone was analyzed in order to provide a scientific basis for the coordinated development of the ecological economy in similar areas.

Methods

Taking the Huaihai economic zone as the study area， based on the PLUS model and equivalent factor method， the evolution of land-use from 2000 to 2020 in this typical inter-provincial border region were analyzed. The ecosystem service value （ESV） was assessed， and land-use patterns and ESV under different scenarios in 2030 were predicted.

Results

① From 2000 to 2020， the most significant land-use change in the study area was the conversion from cultivated land to construction land. The area of converted cultivated land was 6 127.58 km²， of which 89.76% was converted into construction land. ② Under the natural development scenario， the areas of cultivated， forest， and grass lands decrease， whereas the areas of construction land， water bodies， and unused land increase. Under the economic development scenario， changes in land-use types are more pronounced than under the natural development scenario， potentially leading to adverse environmental impacts. Under the ecological protection scenario， forest， grassland， and water body areas increased， which significantly improved the ecological environment. Under the coordinated development scenario， the areas of land-use types generally fell between those of the economic development and ecological protection scenarios. ③ From 2000 to 2020， the ESV in the study area initially decreased and then increased. The ESV of most cities in the study area were lower than the average level of their respective provinces， indicating relatively slow ecological improvement. By 2030， the ESV under natural development， economic development， ecological protection， and coordinated development scenarios showed varying degrees of increase compared to 2020. The spatial distribution of the ESV was consistent with the land-use pattern， with high-value areas mainly distributed along rivers and lakes， medium-value areas scattered around high-value areas， and low-value areas concentrated in the central urban areas of cities.

Conclusion

In the future， cities in the Huaihai economic zone should focus on strengthening cooperation， leveraging the coordinating role of the economic zone， and achieving advantageous interactions between administrative and economic regions to promote sustainable development of regional ecosystems.

关键词

Keywords

references

冉璇，李渊，郭宇龙，等 . 基于InVEST模型的钱江源国家公园生态系统服务评估及权衡协同关系研究［J］. 长江流域资源与环境， 2023 ， 32 （ 9 ）： 1932 - 1948 .

Ran Xuan ， Li Yuan ， Guo Yulong ， et al . Ecosystem services assessment and trade-off synergy relationships in Qianjiangyuan National Park based on InVEST model ［J］. Resources and Environment in the Yangtze Basin ， 2023 ， 32 （ 9 ）： 1932 - 1948 .

耿鑫，胡实，肖玉，等 . 基于生态系统服务价值的东北农牧交错区土地利用格局优化与评价［J］. 自然资源学报， 2022 ， 37 （ 7 ）： 1799 - 1814 .

Geng Xin ， Hu Shi ， Xiao Yu ， et al . Land use pattern optimization and evaluation based on ESV of agro-pastoral ecotone in Northeast China ［J］. Journal of Natural Resources ， 2022 ， 37 （ 7 ）： 1799 - 1814 .

林菲，池泽龙，杨伟，等 . 1980—2020年汾河流域生态系统服务价值的时空变化［J］. 水土保持通报， 2022 ， 42 （ 2 ）： 322 - 329 .

Lin Fei ， Chi Zelong ， Yang Wei ， et al . Spatial and temporal changes of ecosystem service value in Fenhe River Basin from 1980 to 2020 ［J］. Bulletin of Soil and Water Conservation ， 2022 ， 42 （ 2 ）： 322 - 329 .

华文剑，陈海山，李兴 . 中国土地利用/覆盖变化及其气候效应的研究综述［J］. 地球科学进展， 2014 ， 29 （ 9 ）： 1025 - 1036 .

Hua Wenjian ， Chen Haishan ， Li Xing . Review of land use and land cover change in China and associated climatic effects ［J］. Advances in Earth Science ， 2014 ， 29 （ 9 ）： 1025 - 1036 .

滕皎，李慧，赵彩云，等 . 基于土地利用变化的长江上游生态系统服务价值核算及预测模拟［J］. 西北林学院学报， 2024 ， 39 （ 2 ）： 274 - 284 .

Teng Jiao ， Li Hui ， Zhao Caiyun ， et al . Accounting and predicting simulation of the ecosystem service value in the upper reaches of the Yangtze River based on land use change ［J］. Journal of Northwest Forestry University ， 2024 ， 39 （ 2 ）： 274 - 284 .

Li Wei ， Chen Xi ， Zheng Jianghua ， et al . A multi-scenario simulation and dynamic assessment of the ecosystem service values in key ecological functional areas： A case study of the Sichuan Province， China ［J］. Land ， 2024 ， 13 （ 4 ）： 468 .

蔡晨茵，赵立科，徐慧，等 . 基于功能价值法的河流生态系统服务价值优化综合评估［J］. 水电能源科学， 2023 ， 41 （ 9 ）： 44 - 47 .

Cai Chenyin ， Zhao Like ， Xu Hui ， et al . Optimization and comprehensive evaluation of river ecosystem service value based on functional value method ［J］. Water Resources and Power ， 2023 ， 41 （ 9 ）： 44 - 47 .

景晓栋，田贵良，班晴晴，等 . 基于文献计量的21世纪以来我国生态系统服务研究现状及发展趋势［J］. 生态学报， 2023 ， 43 （ 17 ）： 7341 - 7351 .

Jing Xiaodong ， Tian Guiliang ， Ban Qingqing ， et al . Research status and development trend of ecosystem services in China since the 21st century based on bibliometrics ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2023 ， 43 （ 17 ）： 7341 - 7351 .

Wang Zongming ， Mao Dehua ， Li Lin ， et al . Quantifying changes in multiple ecosystem services during 1992–2012 in the Sanjiang Plain of China ［J］. Science of The Total Environment ， 2015 ， 514 ： 119 - 130 .

谢高地，张彩霞，张雷明，等 . 基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法改进［J］. 自然资源学报， 2015 ， 30 （ 8 ）： 1243 - 1254 .

Xie Gaodi ， Zhang Caixia ， Zhang Leiming ， et al . Improvement of the evaluation method for ecosystem service value based on per unit area ［J］. Journal of Natural Resources ， 2015 ， 30 （ 8 ）： 1243 - 1254 .

Costanza R ， d’Arge R ， de Groot R ， et al . The value of the world’s ecosystem services and natural capital ［J］. Nature ， 1997 ， 387 （ 6630 ）： 253 - 260 .

王耕，张芙榕 . 近30年辽河三角洲生态系统服务价值时空演变及影响因素分析［J］. 环境科学， 2024 ， 45 （ 1 ）： 228 - 238 .

Wang Geng ， Zhang Furong . Spatial and temporal evolution and impact factors analysis of ecosystem service value in the Liaohe River delta over the past 30 years ［J］. Environmental Science ， 2024 ， 45 （ 1 ）： 228 - 238 .

Cao Yuhong ， Cao Yuandan ， Chen Zhiyu ， et al . Ecosystem service value evolution and security pattern optimization in Huaihai economic zone ［J］. Journal of Resources and Ecology ， 2022 ， 13 （ 6 ）： 977 - 985 .

Tao Jieyi ， Lu Yuqi ， Ge Dazhuan ， et al . The spatial pattern of agricultural ecosystem services from the production-living-ecology perspective： A case study of the Huaihai Economic Zone， China ［J］. Land Use Policy ， 2022 ， 122 ： 106355 .

王丹，兰安军，范泽孟，等 . 典型喀斯特区域土地利用变化对生态系统服务价值的响应情景模拟［J］. 水土保持研究， 2024 ， 31 （ 4 ）： 308 - 315 .

Wang Dan ， Lan Anjun ， Fan Zemeng ， et al . Scenario modeling of response of land use change to ecosystem service values in a typical karst region ［J］. Research of Soil and Water Conservation ， 2024 ， 31 （ 4 ）： 308 - 315 .

Zhang Xuesong ， Ren Wei ， Peng Hongjie . Urban land use change simulation and spatial responses of ecosystem service value under multiple scenarios： A case study of Wuhan， China ［J］. Ecological Indicators ， 2022 ， 144 ： 109526 .

刘志勇，方朝阳，蔡振饶，等 . 多情景下鄱阳湖滨湖区生态系统服务价值预测［J］. 环境科学与技术， 2022 ， 45 （ 7 ）： 218 - 227 .

Liu Zhiyong ， Fang Chaoyang ， Cai Zhenrao ， et al . Multi-scenario simulation and prediction of ESV for Poyang Lake lakeside area ［J］. Environmental Science & Technology ， 2022 ， 45 （ 7 ）： 218 - 227 .

Liang Xun ， Guan Qingfeng ， Clarke K C ， et al . Understanding the drivers of sustainable land expansion using a patch-generating land use simulation （PLUS） model： A case study in Wuhan， China ［J］. Computers， Environment and Urban Systems ， 2021 ， 85 ： 101569 .

Wang Ziyao ， Li Xin ， Mao Yueting ， et al . Dynamic simulation of land use change and assessment of carbon storage based on climate change scenarios at the city level： A case study of Bortala， China ［J］. Ecological Indicators ， 2022 ， 134 ： 108499 .

张启扬，刘仁志，栾朝旭 . 基于PLUS模型的典型农牧交错带土地利用驱动力分析与多情景模拟［J］. 水土保持研究， 2025 ， 32 （ 1 ）： 368 - 378 .

Zhang Qiyang ， Liu Renzhi ， Luan Chaoxu . Analysis of driving force and multi-scenario simulation of land use in a typical agro-pastoral ecotone based on the PLUS model ［J］. Research of Soil and Water Conservation ， 2025 ， 32 （ 1 ）： 368 - 378 .

李安林，周艳，唐丽毅，等 . 怒江州土地利用模拟及生态系统服务价值评估：基于PLUS模型的多情景分析［J］. 中国农业资源与区划， 2023 ， 44 （ 1 ）： 140 - 149 .

Li Anlin ， Zhou Yan ， Tang Liyi ， et al . Land use simulation and ecosystem services values evaluation in Nujiang prefecture： A multiple-scenario analysis based on plus model ［J］. Chinese Journal of Agricultural Resources and Regional Planning ， 2023 ， 44 （ 1 ）： 140 - 149 .

牛统莉，熊立华，陈杰，等 . 基于PLUS模型的长江流域土地利用变化模拟与多情景预测［J］. 武汉大学学报（工学版）， 2024 ， 57 （ 2 ）： 129 - 141 .

Niu Tongli ， Xiong Lihua ， Chen Jie ， et al . Land use simulation and multi-scenario prediction of the Yangtze River basin based on PLUS model ［J］. Engineering Journal of Wuhan University ， 2024 ， 57 （ 2 ）： 129 - 141 .

杨伶，王金龙，周文强 . 基于多情景模拟的洞庭湖流域LUCC与生境质量耦合演变分析［J］. 中国环境科学， 2023 ， 43 （ 2 ）： 863 - 873 .

Yang Ling ， Wang Jinlong ， Zhou Wenqiang . Coupling evolution analysis of LUCC and habitat quality in Dongting Lake basin based on multi-scenario simulation ［J］. China Environmental Science ， 2023 ， 43 （ 2 ）： 863 - 873 .

Jia Changgeng ， Fan Yu ， Wei Chaoxiang ， et al . Identifying internal distributions and multi-scenario simulation of ecosystem service value in Liaohe basin based on geodetector and PLUS model ［J］. Wetlands ， 2023 ， 44 （ 1 ）： 7 .

金一诺，黄银洲，尤凤，等 . 基于Markov-PLUS模型的石羊河流域土地利用及生态系统服务价值模拟［J］. 干旱区资源与环境， 2024 ， 38 （ 5 ）： 130 - 139 .

Jin Yinuo ， Huang Yinzhou ， You Feng ， et al . Simulation of land use and ecosystem service value in Shiyang River basin based on Markov-PLUS model ［J］. Journal of Arid Land Resources and Environment ， 2024 ， 38 （ 5 ）： 130 - 139 .

崔继昌，方斌，陈添悦 . 省际交界地区城市生态效率时空演变研究：以淮海经济区为例［J］. 城市问题， 2020 （ 9 ）： 4 - 12 .

Cui Jichang ， Fang Bin ， Chen Tianyue . Study on spatio-temporal evolution of urban ecological efficiency in interprovincial border area： Taking Huaihai economic zone as an example ［J］. Urban Problems ， 2020 （ 9 ）： 4 - 12 .

滕飞，申红艳 . 基于多区域中心城市的省际交界地区区域合作研究［J］. 中国软科学， 2017 （ 6 ）： 81 - 88 .

Teng Fei ， Shen Hongyan . Study on regional cooperation in inter-provincial border area with multiple regional center cities ［J］. China Soft Science ， 2017 （ 6 ）： 81 - 88 .

仇方道，刘继斌，陈然，等 . 淮海经济区工业增长与碳排放异速关系演化及协同机制［J］. 资源科学， 2024 ， 46 （ 1 ）： 69 - 84 .

Qiu Fangdao ， Liu Jibin ， Chen Ran ， et al . Evolution of the asynchronous relationship between interprovincial industrial growth and carbon emissions and its coordination mechanism： A case study of the Huaihai economic zone ［J］. Resources Science ， 2024 ， 46 （ 1 ）： 69 - 84 .

解天琪，李龙，陈鑫，等 . 基于土地利用的淮海经济区碳储量估算与预测［J］. 中国农业大学学报， 2021 ， 26 （ 1 ）： 131 - 142 .

Xie Tianqi ， Li Long ， Chen Xin ， et al . Estimation and prediction of carbon storage based on land use in the Huaihai economic zone ［J］. Journal of China Agricultural University ， 2021 ， 26 （ 1 ）： 131 - 142 .

Shu Bangrong ， Bakker M M ， Zhang Honghui ， et al . Modeling urban expansion by using variable weights logistic cellular automata： A case study of Nanjing， China ［J］. International Journal of Geographical Information Science ， 2017 ， 31 （ 7 ）： 1314 - 1333 .

谭昭昭，陈毓遒，丁憬枫，等 . 浙江东部沿海城市土地利用模拟及生态系统服务价值评估［J］. 应用生态学报， 2023 ， 34 （ 10 ）： 2777 - 2787 . Tan

Zhaozhao ， Chen Yuqiu ， Ding Jingfeng ， et al . Simulation of land use and assessment of ecosystem service value in the eastern coastal cities of Zhejiang Province， China ［J］. Chinese Journal of Applied Ecology ， 2023 ， 34 （ 10 ）： 2777 - 2787 .

牟燕，冯飞 . 基于土地利用的北京市多情景模拟下生态服务价值影响评估［J］. 北京林业大学学报， 2023 ， 45 （ 5 ）： 14 - 24 .

Mou Yan ， Feng Fei . Impact assessment of ecological service value under multi scenario simulation in Beijing based on land use ［J］. Journal of Beijing Forestry University ， 2023 ， 45 （ 5 ）： 14 - 24 .

石婕妤，吴秀芹，董贵华 . 三江流域（云南区段）耕地非粮化空间格局及驱动因素［J］. 北京大学学报（自然科学版）， 2024 ， 60 （ 5 ）： 893 - 904 .

Shi Jieyu ， Wu Xiuqin ， Dong Guihua . Spatial pattern and influencing factors of non-grain cultivated land in the three river basin（Yunnan section）［J］. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis ， 2024 ， 60 （ 5 ）： 893 - 904 .

胡俊聪，何华贵，陈朝霞 . 基于PLUS模型的土地利用多情景模拟与时空特征分析［J］. 测绘通报， 2023 （ 10 ）： 28 - 33 .

Hu Juncong ， He Huagui ， Chen Zhaoxia . Multi-scenario simulation and spatial-temporal analysis of landuse based on PLUS model ［J］. Bulletin of Surveying and Mapping ， 2023 （ 10 ）： 28 - 33 .

Tang Hua ， Halike A ， Yao Kaixuan ， et al . Ecosystem service valuation and multi-scenario simulation in the Ebinur Lake Basin using a coupled GMOP-PLUS model ［J］. Scientific Reports ， 2024 ， 14 （ 1 ）： 5071 .

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