湖库水源地流域生态系统服务权衡与多目标优化——以天目湖流域为例

协调各生态系统服务的权衡关系是进行生态系统有效管理、实现可持续发展的关键。采用模型评估法和价值评估法等评估了天目湖流域2019年水源涵养、水质净化、土壤保持、固碳和供给等五项重要生态系统服务，分析了各服务之间的权衡协同关系，采用多目标遗传算法（NSGA-Ⅱ）对水质净化服务和供给服务进行优化。结果表明：（1）天目湖流域水源涵养、水质净化、土壤保持和固碳服务呈现“南高-北低”的空间分布特征，与植被覆盖度存在明显的正相关性；而供给服务的高值主要分布在流域中部和河流沿岸，与茶园和耕地分布密切相关。（2）水源涵养、水质净化、土壤保持和固碳服务两两之间表现为协同关系，供给服务与其他服务之间均呈现为权衡关系，其中与水质净化之间的权衡关系最强，表现为流域内最为突出的矛盾关系。（3）NSGA-Ⅱ算法为研究区生态系统服务优化提供了4种方案，可以在不同程度上化解流域内水质优化和经济产出之间的矛盾关系，为天目湖流域乃至其他湖库型水源地流域面向供水安全的生态系统可持续管理提供了新的思路和方法。