Topographic gradient characteristics and driving factors of ecosystem service value in Taohe River basin

Xie Baopeng; Wang Yongqiang; Chen Ying; Pei Tingting; Li Xiaodan

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.031

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Topographic gradient characteristics and driving factors of ecosystem service value in Taohe River basin

Comprehensive Researches

- Topographic gradient characteristics and driving factors of ecosystem service value in Taohe River basin
- Bulletin of Soil and Water Conservation Vol. 45, Issue 5, Pages: 396-408(2025)
- 作者机构：
  
  甘肃农业大学管理学院，甘肃兰州 730070
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.031
  CLC： X171.1
- CSTR：32312.14.stbctb. 2025.05.031.
- Received：24 April 2025，
  
  Revised：2025-06-23，
  
  Published：10 October 2025
- 稿件说明：
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谢保鹏, 王永强, 陈英，等.洮河流域生态系统服务价值的地形梯度特征及其驱动因素[J].水土保持通报,2025,45(5):396-408.

Xie Baopeng, Wang Yongqiang, Chen Ying, et al. Topographic gradient characteristics and driving factors of ecosystem service value in Taohe River basin [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(5):396-408.
谢保鹏, 王永强, 陈英，等.洮河流域生态系统服务价值的地形梯度特征及其驱动因素[J].水土保持通报,2025,45(5):396-408. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.031. CSTR： 32312.14.stbctb. 2025.05.031..

Xie Baopeng, Wang Yongqiang, Chen Ying, et al. Topographic gradient characteristics and driving factors of ecosystem service value in Taohe River basin [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(5):396-408. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.031. CSTR： 32312.14.stbctb. 2025.05.031..

摘要

目的

分析洮河流域地形梯度特征下的生态系统服务价值空间分异及其驱动因素，为促进流域生态保护和社会经济可持续发展提供科学支撑。

方法

基于1993—2023年6期土地利用遥感数据，综合运用生态系统服务价值（ESV）核算模型、地形分布指数和地理探测器方法，系统探究流域近30 a生态系统服务价值的时空演变规律及其地形梯度特征与驱动机制。

结果

①流域地形梯度呈现典型阶梯式分布特征，84.99%的区域集中分布于第2—7梯度，其中梯度1—9的优势地类依次表现为建设用地—水域—耕地—草地—林地—林地—林地—未利用地—未利用地的递变格局； ②研究期间流域ESV总量增加6.39×10⁷元（增幅2.36%），其空间分布沿着地形梯度（由低到高）呈现先增后减的梯度分异特征，高值区主要分布于靠近青藏高原的梯度5和梯度7区域，低值区则集中于黄土高原西南部的梯度1和梯度9区域； ③ESV梯度分异是自然地理要素与社会经济要素协同作用的结果，其中高程（DEM）作为主导解释因子（

=0.491）与坡度、土地利用强度等因子的交互作用均呈现双因子增强效应。

结论

随着地形坡度的增大，洮河流域ESV先增大后减小。1993—2023年，低梯度区ESV呈负增长，中、高梯度区ESV呈持续增长和稳定增长。ESV的空间分异主要受自然因素驱动。建议在低坡度地区应严格控制建设用地扩张，加强水生态恢复；在中等坡度地区应加强生态农业和耕地保护；在高坡度地区应减少人为干扰，加强未利用土地管理。

Abstract

Objective

The spatial differentiation and driving factors of ecosystem service value under the topographic gradient characteristics of Taohe River basin were explored in order to provide scientific support for promoting ecological protection and sustainable social and economic development in the basin.

Methods

Based on six phases of land-use remote sensing data （1993—2023） and integrated an ecosystem service value （ESV） assessment model， terrain distribution index， and geographical detector method to systematically explore the spatial and temporal evolution laws， topographic gradient characteristics， and driving mechanisms of ESV over the past 30 years.

Results

① The Taohe River basin features a typical stepped topographic gradient distribution， with 84.99% of its area concentrated in gradients of 2 to 7. The dominant land-use types across gradients 1—9 follow a sequential transition： construction land-water bodies-cropland-grassland-forestland-forestland-forestland-unused land-unused land. ② The total ESV of Taohe River basin during the research period increased by 6.39×10⁷ yuan （a 2.36% rise）. Its spatial distribution is characterized by a gradient differentiation involving initial increases and then decreases along the terrain gradient from low to high. High ESV values were predominantly distributed in gradients 5 and 7 （adjacent to the Qinghai-Xizang Plateau）， whereas low values were clustered in gradient 1 and gradient 9 regions within the southwestern Loess Plateau. ③ ESV gradient differentiation emerged from the synergistic interaction of natural geographic and socioeconomic factors， with elevation （DEM） serving as the dominant explanatory factor （

=0.491）. Its interactions with slope and land-use intensity demonstrate two-factor enhancement effects.

Conclusion

The ESV in the Taohe River basin initially increased and then decreased with rising terrain gradients. From 1993 to 2023， the low-gradient zone exhibited negative ESV growth， whereas the medium-and high-gradient zones featured sustained growth and stabilization. The spatial differentiation of ESV was primarily driven by natural factors. On the basis of these findings， we recommend strictly controlling construction land expansion and enhancing aquatic ecology restoration in low-gradient zones， promoting ecological agriculture and cultivated land protection in medium-gradient zones， and reducing human disturbance while strengthening unused land management in high-gradient zones.

关键词

Keywords

references

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