土地利用/土地覆被（LULC）变化对生态系统服务价值（ESVs）具有显著影响，尤其在人类活动与自然过程剧烈交互的脆弱沿海岛屿地区。本研究通过整合地理空间分析与社区感知，对孟加拉国桑德维普岛的时空LULC动态及其相关ESV变化进行了系统分析。研究人员利用Google Earth Engine（GEE）平台中的随机森林（Random Forest, RF）算法对2005年、2015年和2025年的Landsat影像进行分类处理，并采用效益转移方法（Benefit Transfer Approach）估算ESV。通过关键信息人访谈（Key Informant Interviews, KIIs）和焦点小组讨论（Focus Group Discussions, FGDs）识别土地覆被变化的关键驱动因素及生态系统服务偏好。研究结果显示，近二十年间桑德维普岛景观发生显著转型，表现为林地大幅扩张（+43.16%）和建设用地显著增加（+113.72%），同时耕地（−29.87%）和泥滩（−29.35%）明显减少。尽管土地利用格局发生剧烈变化，总ESV仍从2005年的1.4979亿美元增长至2025年的1.6403亿美元，主要得益于以森林为基础的调节服务（Regulating Services）和支持服务（Supporting Services）增强，特别是生物多样性保护（Biodiversity Conservation）和极端事件调节（Extreme Event Regulation）。相反，由于农业用地和泥滩面积缩减，供给服务（Provisioning Services）出现下降。敏感性分析证实ESV估算具有稳健性，所有弹性系数均缺乏弹性（CS < 1）。社区感知识别出海岸造林、基础设施发展、人口增长和自然灾害为变化的关键驱动因素，而供给服务被认定为当地生计最关键的服务类型。这些发现凸显了生态增益与生计依赖型服务之间的权衡关系，为基于生态系统的气候韧性沿海岛屿土地利用规划提供了实证依据，同时支持实现可持续发展目标（Sustainable Development Goals, SDGs）第2、11、13和15项。
## 一、研究背景与问题提出
地球生态系统对人类福祉和可持续发展具有不可替代的作用，其通过供给服务（食物生产、原材料供给）、调节服务（极端事件管理、气候调节、水文调节）、文化服务（休闲、旅游、教育）以及支持服务（生物多样性保护、土壤形成、水处理）等多种形式造福人类社会。生态系统服务（ESs）高度依赖于地理和社会经济条件，并受自然与人为压力的双重影响而发生深刻变化。因此，理解特定时空背景下与土地利用特征相关联的生态系统服务变化规律，成为科学界的重要议题。
土地利用/土地覆被（LULC）变化是影响地球生态系统的关键环境现象，涉及生物多样性、气候、水文和土地资源等多个维度。全球范围内，由人口增长、经济扩张和城市化驱动的LULC变化已对生态系统服务产生负面影响。然而，生物多样性资源和可持续土地利用亦可通过改善生态系统功能来支持生态热点区域的稳定性和社区福祉。遥感技术因其观测范围广、更新周期快、信息量大的技术优势，为LULC监测及其对生态系统服务价值（ESV）影响评估提供了高效的技术手段。尽管如此，卫星遥感评估 alone 难以完整揭示土地变更的内在驱动机制、后续效应及人类对生态系统服务类型的暴露程度，因此亟需结合社会经济调查方法分析社区对LULC变化驱动因素和生态系统服务功能的认知偏好，这对于理解政府决策过程、优化土地管理和生态系统服务配置至关重要。
在孟加拉国，尽管已有研究从不同景观尺度揭示了LULC变化驱动的ESV动态，如达卡城市、科克斯巴扎尔市、梅格纳河河口及沿海景观等，但针对岛屿尺度的LULC影响ESV研究仍然匮乏。桑德维普岛作为孟加拉国最大的岛屿之一，其地理动态因自然灾害、海平面上升、经济扩张和气候变化等因素而经历显著变化。该岛因侵蚀已损失约64 km
2 土地，净损失达38.84 km
2 ，导致海岸线动态显著改变，进而影响当地生态系统。这一研究空白，加之该岛独特多样的地理景观和快速城市化趋势，凸显了开展本项研究的必要性。
## 二、研究目标与技术方法
本研究发表于《International Journal of Forestry Research》，旨在完成三项核心任务：一是揭示2005年、2015年和2025年三个时期桑德维普岛的时空LULC变化格局；二是评估LULC变化对岛屿ESV的影响效应；三是获取当地社区对LULC变化直接和间接驱动因素及生态系统服务功能的认知偏好。研究成果可为行政发展规划制定、社区生活质量提升、生物多样性热点保护和可持续发展目标实现提供科学依据。
研究主要采用以下关键技术方法：在遥感数据处理方面，研究人员基于Google Earth Engine（GEE）云计算平台获取并处理Landsat系列卫星地表反射率（Surface Reflectance, SR）产品，包括2005年Landsat 5专题测绘仪（Thematic Mapper, TM）影像，以及2015年和2025年Landsat 8/9陆地成像仪（Operational Land Imager, OLI）影像，空间分辨率均为30 m。经云量筛选（≤5%）、像元级云及云阴影掩膜处理后，采用中值合成方法生成各时期无云影像。基于此，运用随机森林（Random Forest, RF）机器学习算法进行监督分类，输入特征包括Landsat多光谱波段及归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）、增强型植被指数（Enhanced Vegetation Index, EVI）、归一化建筑指数（Normalized Difference Built-up Index, NDBI）、归一化湿度指数（Normalized Difference Moisture Index, NDMI）和裸土指数（Bare Soil Index, BSI）等五个光谱指数，将研究区划分为林地、耕地、泥滩、建设用地和水体五类，分类精度通过混淆矩阵验证。
在生态系统服务价值评估方面，采用效益转移方法（Benefit Transfer Method, BTM），引用Costanza等学者提出的单位面积经济价值系数，结合研究区LULC分类结果估算ESV，并进行敏感性分析——将各土地覆被类型的价值系数调整50%，计算敏感性系数（Coefficient of Sensitivity, CS）以验证估算结果的可靠性。
在社区调查方面，研究人员于2025年4月23日至5月6日期间，在桑德维普岛六个联盟（Santoshpur、Bauria、Musapur、Maitbhanga、Magdhara和Rahmatpur）开展社会经济调查，通过关键信息人访谈（12人）和焦点小组讨论（12组，每组5-10人，男女比例1:1，年龄18-50岁）收集数据，识别LULC变化的直接和间接驱动因素，并采用相对重要性值（Relative Importance Value, RIV）和卵石分布法（Pebble Distribution Method, PDM）评估社区对12项生态系统服务的偏好排序。
## 三、研究结果
**3.1 LULC分类精度**：三个时期LULC分类的用户精度和生产者精度范围为81%-100%，总体精度（Overall Accuracy, OA）最低为89.4%，Kappa系数最低为0.87，满足科学精度标准。
**3.2 时空LULC动态**：2005-2025年间，桑德维普岛经历显著土地利用转型。林地面积增加2828.11 ha（+43.16%），建设用地增加626.86 ha（+113.72%），水体增加105.54 ha（+28.30%）；耕地减少1748.74 ha（−29.87%），泥滩减少1811.7 ha（−29.35%）。桑基图分析显示，2005-2015年间约981.3 ha泥滩转为林地，571.1 ha林地转为建设用地；2015-2025年间约1258.8 ha耕地转为林地，422.84 ha林地转为建设用地。
**3.3 LULC变化对ESV的影响**：总ESV从2005年的1.4979亿美元增至2025年的1.6403亿美元，增幅14.24%（125.96%）。林地贡献最大，其ESV从2005年的7768万美元增至2025年的1.1121亿美元。单项服务中，生物多样性保护价值最高（4505万美元），极端事件管理（2516万美元）和水文调节（2173万美元）次之。支持服务贡献最大（7121万至8323万美元），其次是调节服务（6020万至6331万美元）。水文调节和废物处理服务分别下降约440万美元和304万美元。敏感性分析显示所有土地覆被类型的CS均小于1（0.03-0.42），证实估算结果可靠。
**3.4 LULC变化驱动因素与ES偏好**：社区感知识别的直接驱动因素包括基础设施发展（68.26%）、海岸红树林种植（57.33%）、聚落扩张（44.12%）和农业扩张（30.94%）；间接驱动因素包括人口增长（64.65%）、自然灾害（58.23%）、土地退化（46.13%）、工业建立（41.06%）和贫困（34.27%）。社区排序的前五项生态系统服务为：人类食物供给（17.86%）、建筑与燃料木材（13.41%）、侵蚀控制与海岸稳定（12.55%）、旅游休闲价值（11.23%）以及自然灾害防护（8.47%）。
## 四、讨论与研究结论
**4.1 讨论总结**：本研究首次在岛屿尺度整合卫星遥感分析与社区感知，系统评估了桑德维普岛LULC动态与ESV变化。研究证实，尽管LULC发生剧烈转型，总ESV仍呈上升趋势，这与孟加拉国其他研究区域（如下梅格纳河河口、达卡市、科克斯巴扎尔市及沿海地区）ESV下降的发现形成对比，主要归因于林地和水体扩张。然而，耕地和泥滩损失导致供给服务下降，对当地社区粮食安全和生计构成潜在威胁，揭示了生态保护与生计维持之间的核心权衡。
社区高度依赖供给服务的发现与全球发展中国家研究一致，反映了自然资源直接利用对当地生计的基础性作用。海岸造林和植被恢复项目增强了调节服务和支持服务，有助于气候韧性提升，契合SDG 11（可持续城市和社区）、SDG 13（气候行动）和SDG 15（陆地生物）目标；而耕地减少带来的供给服务下降则与SDG 2（零饥饿）存在张力，需要在规划层面加以协调。
**5. 结论**：本研究通过整合卫星遥感分析与社区感知，首次在岛屿尺度系统评估了桑德维普岛的LULC动态与ESV变化。过去二十年间，桑德维普岛的景观在人类活动与自然过程的交互作用下经历了深刻重塑。林地扩张——主要通过海岸造林和庭院种植实现——提升了ESV，特别是增强了生物多样性保护和极端事件防护等调节服务和支持服务，从而强化了该灾害频发沿海区域的气候韧性（SDG 11、SDG 13和SDG 15）。然而，耕地和泥滩的大量损失减少了供给服务，这对粮食安全和生计至关重要，揭示了与SDG 2之间的重要权衡关系。社区感知识别出基础设施发展、人口压力和气候相关灾害为土地变化的关键驱动因素，同时强调了即时可感知的生态系统效益的持续重要性。这些发现凸显了小型沿海岛屿面临的核心可持续性挑战，并强调了基于生态系统的空间知情土地利用规划的必要性，以期在生态保育增益与粮食生产和生计支持生态系统保护之间实现平衡。
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