【学术讲堂回顾】“学术互助讲堂”第16期：InVEST模型原理与应用案例解析

无论是风里还是雨里，我都在这里守候着你～

2018年11月25日19:30~20:30，学术无界第16期学术互助大讲堂在bilibili直播平台如期举行，此次邀请到的是兰州大学资源环境学院自然地理学硕士柳冬青，讲座主题为“InVEST模型原理与应用案例解析”。本次讲座由学术无界主办，模型研究中的小伙伴承办，武汉大学国重GeoScience Café、Turing Institute of Technology ,TIT Lab、自然科学交流平台、学术无界旅游研究分会、学术无界空间计量分会协办。

柳冬青

主讲人简介

柳冬青，男，兰州大学资源环境学院自然地理学硕士，研究方向为GIS应用与生态评估。目前参与国家自然科学基金、国家重点研发计划和甘肃省民生科技等项目5项，以前3作在《Ecological Indicators》、《Forest Ecology& Management》、《生态学报》、《中国环境科学》等国内外期刊发表论文10余篇，其中一作6篇，参与编写专著一部。

主讲

内容

图1 InVEST模型原理及应用案例

图2 主讲内容

柳老师以“土地利用-生态系统服务-人类福祉”为主线，阐述了生态系统服务的研究进展；接着讲解了生态系统服务和交易的综合评估模型在生态系统服务评估、生态安全格局构建、生态功能分区、情景模拟与政府决策方面的应用；最后以土壤保持和水源涵养服务为例说明了InVEST模型运行原理以及所需数据等。

图3 人地关系图

人类福祉是人们对自身生活状态的一种多维度感知，包括维持高质量生活所需的基本物质条件、健康、良好的社会关系、安全以及选择和行动的自由等要素，为实现该目标，将土地作为生态系统服务的核心载体，为人类社会提供各种功能，利用生态系统的结构、过程和功能直接或间接提供给人类的各种惠益。但是在社会发展、造福人类的同时，自然环境也遭到了巨大破坏。由于中国人口众多，土地的不合理开发利用使得人地矛盾尤为突出，习近平同志指出“绿水青山就是金山银山”，十八大将“优化国土空间开发格局”作为生态文明建设的首要举措，并提出构建“生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”的“三生空间”规划体系，可见国家高度关注环境发展、人地关系。出于社会需求、发展需要，地理学、生态学、环境科学专业的学子将会有更多的就业机会。

图4 InVEST模型应用案例

 接着柳老师分别对生态安全格局构建、生态功能分区——基于生态系统服务簇、生态功能分区——基于三生功能簇 、情景模拟与政府决策——生态系统服务权衡、热点趋势进行了深入浅出的讲解。生态安全格局被视为区域生态安全保障和人类福祉提升的关键环节，它是沟通生态系统服务和人类社会发展的桥梁；生态源地的识别包括景观过程的完整性、生态系统服务的可持续性和防止生态系统退化；生态功能分区是在生态区划的基础上，依据区域生态环境特征、生态敏感性和生态系统服务的空间分异规律；用地模拟在宏观上要符合区域主体功能区规划，构建区域生态安全格局，微观上土地整治策略需因地制宜的开展。 

图5 土壤保持服务原理

InVEST土壤保持模块认为土壤侵蚀减少量与持留量的差值即为土壤保持量，前者为土壤潜在侵蚀量和实际侵蚀量的差，后者为地块拦截上坡沉积物的能力，以来沙量与泥沙持留率的乘积表示，该模型相对于通用土壤流失方程（USLE），考虑了植被在缓减侵蚀和截留上坡来沙的作用。模型所需参数主要有：土地利用栅格图、降水侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡长坡度因子、植被覆盖因子、水土保持因子和泥沙持留率。

图6 水源涵养服务原理

生态系统的水源涵养是指在一定的时间和空间范围内，生态系统的水分保持过程及其能力。近年来计算涵养量的InVEST水源涵养评估模型得到了广泛运用，该模型基于水量平衡原理计算流域产水量，并在此基础上综合考虑了土壤的渗透性、土地利用类型的地表径流差异和地形等因素。所需参数主要有：土地利用数据Landuse、降水P、潜在蒸散发ET0、Watersheds、土壤深度Soil depth、根系深度Root depth、植物可利用水PAWC、径流系数Velocity 、地形指数TI、土壤饱和导水率Ksoil、DEM数据。

图7 原理及数据

最后柳老师特别强调了数据的本地化、数据空间投影与分辨率等的一致性、CSV表格与栅格数据名称的一致性，在建模的过程中如果出现问题要学会看运行过程的TXT文件。

柳老师的讲解详细，内容实用，适合广大学术爱好者深入学习，并于讲座结束后公布了讲座PPT及个人联系方式，希望通过此次讲座分享的研究成果和发现，能够促进同行之间的相互交流，得到更多的意见和指导。

特别鸣谢

感谢兰州大学资源环境学院柳冬青老师为我们带来的精彩讲座，同时感谢中国地质大学（武汉）范昕博士对柳老师的邀请，感谢两位对学术无界大讲堂的付出！

关注学术无界，回复：十六，

即可获取本期讲座视频链接。

“学术科研互助大讲堂”简介

学术无界大讲堂由团队全体成员协力搭建，旨在为广大科研工作者提供一个自主运行、畅意交流的科研学习平台，奉行“干货至上，听有所获”的实用性原则。为了充分发挥平台作用，“学术无界大讲堂”每月定期邀请学术界知名学者、研究人员和优秀博士生在线分享自己擅长研究领域的相关理论、软件实操和学习经验。

目前学术无界大讲堂惠及数万科研人员，已成功举办十六期，讲座内容坚持以科学理论与模型方法并重，内容主要涉及文献检索和下载技巧、平滑转换模型、遥感信息分析、空间统计/计量分析、生态敏感性评价等方面。获得了大家的一致好评，欢迎大家继续关注学术无界大讲堂！

学术无界

资源仅供学术交流使用，严禁商用！

如有侵权，请微信联系小编：mary836421880

推文期数：2018160

素材提供：温雪颖  马庆涛  袁慧洁

责任编辑：马丽  刘炳杰  杨玉婷  胡青江

推文审核：骆丹云  易娜  武金州

总审核：学术无界顾问团

下期预告：就业招聘 | 硕博招聘信息十五

往期回顾：【学术讲座回顾】“学术无界大讲堂”第15期：一款探索城市轨迹可视化的开源软件