張 飛, 楊業(yè)惠, 冷燕燕

(淮陰師范學(xué)院 城市與環(huán)境學(xué)院, 江蘇 淮安 223300)

洪澤湖周邊地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)土地利用變化的響應(yīng)

張 飛, 楊業(yè)惠, 冷燕燕

(淮陰師范學(xué)院 城市與環(huán)境學(xué)院, 江蘇 淮安 223300)

以洪澤湖周邊地區(qū)(包括淮安市淮陰區(qū)、洪澤縣、盱眙縣,宿遷市宿城區(qū)、泗洪縣及泗陽(yáng)縣)1996、2005年的土地?cái)?shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用Costanza生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算公式,參照謝高地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單價(jià),評(píng)估了洪澤湖周邊地區(qū)1996—2005年土地利用變化對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響．結(jié)果表明研究期內(nèi)洪澤湖周邊地區(qū)土地利用變化顯著,并造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少691.06×106元,水域和草地減少是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值下降的主要原因．因此,今后應(yīng)控制減少占用水域、草地的行為,以提高生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)能力．

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值; 土地利用變化; 洪澤湖周邊地區(qū)

0 引言

自國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃和國(guó)際全球變化人文計(jì)劃共同提出“土地利用/土地覆被變化研究計(jì)劃”以來(lái),土地利用變化研究、尤其是土地利用變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究逐漸成為目前全球變化研究的前沿和熱點(diǎn)課題．土地利用變化通過(guò)改變生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)維持其服務(wù)功能起決定性作用[1]．研究土地利用變化下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(Ecosystem Service Value,簡(jiǎn)稱(chēng)ESV)的變化意義重大．本文以洪澤湖周邊地區(qū)為例,分析該地區(qū)的土地利用變化及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的響應(yīng),以期為該地區(qū)土地資源優(yōu)化配置和可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)．

1 研究區(qū)域概況

洪澤湖周邊地區(qū),主要包括淮安市淮陰區(qū)、洪澤縣、盱眙縣,宿遷市宿城區(qū)、泗洪縣及泗陽(yáng)縣等地區(qū)．該地區(qū)位于江蘇省蘇北地區(qū),處于黃淮平原與江淮平原的過(guò)渡地帶,地勢(shì)平坦,區(qū)內(nèi)河網(wǎng)密布;屬亞熱帶和暖溫帶過(guò)渡性地帶,具有季風(fēng)性和兼受洪澤湖水體調(diào)節(jié)的氣候特點(diǎn),全年四季分明,無(wú)霜期長(zhǎng),雨量充沛,日照充足;物產(chǎn)資源十分豐富,具有多種中藥材資源、林木資源、牧草資源、礦產(chǎn)資源等．

2 資料來(lái)源與研究方法

2.1 土地利用數(shù)據(jù)獲取

本文將研究區(qū)土地分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用土地6種利用類(lèi)型,其中,水域主要包括水利設(shè)施用地、其他土地和其他農(nóng)用地;建設(shè)用地主要為居民地和獨(dú)立工礦用地和交通運(yùn)輸用地;未利用土地主要為荒草地．1996年土地利用數(shù)據(jù)來(lái)自于國(guó)土資源管理部門(mén)的土地利用更新調(diào)查資料．2005年土地利用數(shù)據(jù)是通過(guò)對(duì)洪澤湖周邊地區(qū)Landsat7 TM影像數(shù)據(jù),與1∶10萬(wàn)地形圖以及其他輔助資料進(jìn)行解譯而得．

2.2 土地利用動(dòng)態(tài)變化分析

本文以土地利用動(dòng)態(tài)度這一指標(biāo)來(lái)分析土地利用變化,土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度計(jì)算公式為:

(1)

式中,K為T(mén)時(shí)段內(nèi)某種土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度;Ua和Ub分別為研究期初和期末某種土地利用類(lèi)型的數(shù)量;T為研究時(shí)段長(zhǎng)度,當(dāng)T設(shè)為年時(shí),K為某種土地利用類(lèi)型的年變化率[2]．

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能劃分與價(jià)值計(jì)算

小蝶是周愷最近結(jié)識(shí)的情人，到了小蝶的住處，小蝶正在做飯，周愷從背后抱住她，問(wèn)：“給我做了什么好吃的？”

2.3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能劃分

不同的學(xué)者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能劃分方式不同．如Costanza等人將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為,即氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、干擾調(diào)節(jié)、水調(diào)節(jié)、水供應(yīng)、防侵蝕、土壤形成、養(yǎng)分循環(huán)、廢物處理、傳粉、生物防治、避難所、食物生產(chǎn)、原材料、基因資料、休閑旅游和文化等17種類(lèi)型[3]．而我國(guó)學(xué)者謝高地等人在此基礎(chǔ)上,針對(duì)中國(guó)大陸陸地生態(tài)系統(tǒng),將陸地生態(tài)系統(tǒng)功能分為氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護(hù)、廢物處理、生物多樣性維持、食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、休閑娛樂(lè)等9項(xiàng)[4]．本文直接借用謝高地等人的研究成果．

2.3.2 單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的確定

謝高地等人以Costanza等提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)模型為依據(jù),結(jié)合國(guó)內(nèi)200多位生態(tài)學(xué)學(xué)者問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果,編制了“中國(guó)不同陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值表”[4](表1)．本文直接借用這一研究成果,并將耕地對(duì)應(yīng)農(nóng)田、林地對(duì)應(yīng)森林、草地對(duì)應(yīng)草地、水域?qū)?yīng)水體、未利用土地對(duì)應(yīng)荒漠,同時(shí)將建設(shè)用地的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值確定為0．

2.3.3 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

本文以土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(ERI)來(lái)描述綜合土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的相對(duì)大小[5],計(jì)算模型如下:

(2)

式中，Ak為k種土地利用類(lèi)型面積;A為總面積;Wk為第k種土地利用類(lèi)型所反映的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度參數(shù)．

表1 中國(guó)不同陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值表 (元/hm2)

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用動(dòng)態(tài)變化

根據(jù)1996年和2005年洪澤湖周邊地區(qū)土地利用數(shù)據(jù)及式(1),得出各種土地利用類(lèi)型面積變化和動(dòng)態(tài)度(見(jiàn)表2)．從表2可看出,研究期間,洪澤湖周邊地區(qū)各種土地利用類(lèi)型都發(fā)生了較大的變化,耕地、林地及建設(shè)用地的面積有所增加,其中耕地面積增加最多,為16078hm2;其他土地利用類(lèi)型則呈減少趨勢(shì),其中水域減少最大,為19112hm2．但由于基數(shù)不同,各種土地利用類(lèi)型變化幅度與變化總量的排序并不一致,未利用土地變化幅度最大,其余依次為草地、建設(shè)用地、水域、耕地和林地．

表2 洪澤湖周邊地區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)變化

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化總體特征

根據(jù)各種土地利用類(lèi)型的面積及單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,得出1996年與2005年洪澤湖周邊地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量(表3)．由表3可見(jiàn),1996年洪澤湖周邊地區(qū)ESV為16425.43×106元,2005年則減少到15734.37×106元,共減少了691.06×106元,減少率為4.2%．但無(wú)論是1996年還是2005年,水域和耕地都是構(gòu)成洪澤湖周邊地區(qū)ESV的主要土地利用類(lèi)型．1996年,水域與耕地的ESV之和占總ESV的94.96%．2005年,水域與耕地的ESV之和則占總ESV的94.79%．

表3 1996年與2005年洪澤湖周邊地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值總量(×106元)

3.3 不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值變化

由表4可見(jiàn),不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值的變化趨勢(shì)各異,在9種類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中,氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、土地形成與保護(hù)、食物生產(chǎn)及原材料等功能的價(jià)值有所增加,而水源涵養(yǎng)、廢物處理、生物多樣性保護(hù)及娛樂(lè)文化等功能的價(jià)值有所減少．其中,水源涵養(yǎng)功能價(jià)值變化量最大,高達(dá)336.73×106元;其次為廢物處理功能,為288.46×106元．因此,研究期內(nèi)洪澤湖周邊地區(qū)總ESV變化也主要由這兩種功能價(jià)值變化引起．

雖然9種類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值占總價(jià)值的比例排序在1996年與2005年并沒(méi)有變化,但是不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值占總價(jià)值的比例呈現(xiàn)不同變化趨勢(shì)．其中,水源涵養(yǎng)功能、廢物處理功能、娛樂(lè)文化功能所占比例有所下降,其余功能所占比例則呈現(xiàn)上升趨勢(shì)．

3.4 各種土地利用類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值變化

由表5可見(jiàn),在5種土地利用類(lèi)型中(不考慮建設(shè)用地),只有耕地、林地的ESV在研究期內(nèi)有所增加,其余3種土地利用類(lèi)型的ESV均有不同程度減少．耕地、林地的ESV在研究期內(nèi)增加了117.28×106元,其余3種土地利用類(lèi)型的ESV共減少808.34×106元,因此研究期內(nèi),洪澤湖周邊地區(qū)總ESV才減少了691.06×106元．

表4 1996年與2005年洪澤湖周邊地區(qū)各種類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值變化

從變化幅度來(lái)看,各類(lèi)用地之間存在明顯的差異,其中最大的為未利用土地,其減少了21.95%;其次為草地,其減少了12.85%;而變化幅度最小的林地,僅僅增加了3.22%．

表5 1996年與2005年洪澤湖周邊地區(qū)各種土地利用類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化

3.5 土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)動(dòng)態(tài)變化

韋仕川等人在研究東營(yíng)市土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度參數(shù)時(shí),曾將耕地、園地、林地、水域、居民工礦地、交通用地、未利用地的土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度參數(shù)分別設(shè)定為0.1127、0.0693、0.0714、0.0791、0.2956、0.2119和0.0844[6]．本文直接借用這一研究成果,并利用式(2)計(jì)算出洪澤湖地區(qū)1996年與2005年的土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分別為0.1078和0.1096.由此可見(jiàn),與1996年相比較, 2005年洪澤湖周邊地區(qū)的土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)增加了0.0018,這表明該地區(qū)的土地生態(tài)安全總體上呈現(xiàn)出惡化的趨勢(shì)．

4 結(jié)論

1996—2005年,洪澤湖周邊地區(qū)各種土地利用類(lèi)型都發(fā)生了較大的變化,尤其是耕地與水域兩種類(lèi)型．伴隨著這種土地利用變化,洪澤湖周邊地區(qū)總ESV也減少了691.06×106元,且主要表現(xiàn)在水源涵養(yǎng)功能與廢物處理功能價(jià)值下降上．研究期內(nèi),該地區(qū)耕地、林地的ESV有所增加,草地、水域、未利用土地3種土地利用類(lèi)型的ESV則有所減少．同時(shí),在研究期內(nèi)洪澤湖周邊地區(qū)的土地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)增加了0.0018,這也反映了該地區(qū)土地生態(tài)安全總體上呈現(xiàn)出惡化的趨勢(shì)．因此,今后該地區(qū)在土地利用過(guò)程,應(yīng)控制減少占用水域、草地的行為,以提高生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)能力．

[1] 歐陽(yáng)志云,王如松,趙景柱.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),1999,10(5):607-613.

[2] 劉成武,黃利民.土地利用覆蓋變化的研究方法[J].地域研究與開(kāi)發(fā),2004,23(4):11-15.

[3] Costanza R,Arge R,De Groot R,et al.The value of the world's ecosystem services an natural capital[J]. Natura,1997,387:253-260.

[4] 謝高地,魯春霞,冷允法,等.青藏高原生態(tài)資產(chǎn)的價(jià)值評(píng)估[J].自然資源學(xué)報(bào),2003,18(2):189-196.

[5] 曾輝,劉國(guó)軍.基于景觀結(jié)構(gòu)的區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué), 1999,20(1): 43-45.

[6] 韋仕川,吳次芳,楊楊,等.基于RS和GIS的黃河三角洲土地利用變化及生態(tài)安全研究——以東營(yíng)市為例[J].水土保持學(xué)報(bào),2008,22(1):185-189.

ResponsetoLanduseChangefromEcosystemServiceValueinSurroundingHongzeLakeRegion

ZHANG Fei, YANG Ye-hui, LENG yan-yan

(School of Urban and Environmental, Huaiyin Normal University, Huaian Jiangsu 223300, China)

Based on the land data of 1996 and 2005 two years, the paper analyzes land use change in surrounding Hongze Lake region. Using the Costanza ecosystem service value (ESV) calculation formula and according to the Xiegaodi ecosystem service unit price, We evaluate the ecosystem services value change affected by land use change in surrounding Hongze Lake region from 1996 to 2005. The research indicated that the total ESV decreased 691.06×106yuan. The decrease of the ecosystem service values was mainly responsible to the reduction of water bodies and grasslands. Therefore, in order to improve the service ability of ecosystem, we should be controlled to take water bodies and grasslands.

ecosystem service value; land use change; surrounding Hongze Lake region

2013-03-03

江蘇省高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2011SJB630005); 江蘇省高校大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目

張飛(1975-), 男, 江蘇連云港人, 副教授, 博士, 主要從事土地經(jīng)濟(jì)與政策研究．

F301.24

A

1671-6876(2013)02-0149-05

[責(zé)任編輯蔣海龍]