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长江中下游
在ESPA资助的这一项目中，我们使用了演化法来研究复杂的社会生态系统。我们结合长期的社会，经济和生态的时间序列数据来观察和评估中国长江流域中下游地区区域社会生态系统发展到目前状态的生态系统服务和非线性系统动力的变化。我们的研究结果表明，研究区的社会生态系统自20世纪80年代以来已经进入一种过渡性的阶段。长江中下游地区过去60年来生态系统供给服务的上升趋势反映了经济增长和扶贫的成功。但是，这些趋势与20世纪80年代以来生态系统调节服务功能在一定范围内的大幅下跌是相对应的。生态系统的水质净化服务功能在一些区域已经发生了临界转变。经济的发展与生态环境恶化的相依附关系表明这一区域内还远远没有达到可持续发展所具备的条件: 即经济增长不再依赖与对生态环境的破坏。
生态系统服务之间长期的此消彼长
长江中下游地区过去60年来生态系统服务的上升趋势反映了经济增长和扶贫的成功，但却与主要从20世纪80年代以来生态系统服务功能在一定范围内的大幅下跌相对应。
图1 ：长江中下游1900-2006期间生态系统供给服务和调节服务之间的此消彼长。A）研究区示意图。B-F）生态系统的供给（红色）和调节（绿色）服务指数。数据分别来自于官方统计、监测记录和湖泊沉积记录的集成。其中，黄梅（B ），舒城（C ），吴江（D ），长江潮间带（E ）和长江流域（F）（Zhang等，未发表数据）。
临界点和早期预警信号
1979-1990 期间出现的一致性的统计性显著的拐点表明研究区的水质已经发生了临界转换。舒城和黄梅县水质记录还显示了开始于20世纪50、60年代的逐渐增强的方差变化（不稳定性），这些信号可以用来作为解释系统发生临界转变前的早期预警信号。
图2. 长江流域1900-2006 水质记录中的拐点，临界转变和方差。A）黄梅，舒城和吴江总溶解磷（左轴），长江潮间带溶解无机氮的重建时间序列。该图（垂直线）显示了统计意义上显著的拐点的相对强度和时间。B-E）（上图）基于拐点开始的最优ARIMA模型预测值（红线）（下图）。首先通过降维得到数据的参差，然后通过移动窗口（半时间序列）的方法得到一系列的这些参差的方差值，并绘制到图的右边（Zhang等，未发表数据）。
Zhang, K., Dearing, J.A., Dawson, T.P., Dong, X., Yang, X., Zhang, W. 2015. Poverty alleviation strategies in eastern China lead to critical ecological dynamics, Science of the Total Environment 506-507, 164–181. doi:10.1016/j.scitotenv.2014.10.096 Download open access http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969714015575
