烏義漢,秦富倉,郭月峰,李 龍,劉艷琦

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 沙漠治理學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019;2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 林學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

土地利用方式將直接影響生態(tài)系統(tǒng)的服務功能與價值，合理的土地利用會提高服務功能，改善生境質(zhì)量；不合理的土地利用會使生態(tài)系統(tǒng)失去平衡，降低服務功能與服務價值。自1993年對土地利用與生態(tài)系統(tǒng)的研究被列入“全球地圈與生物圈計劃和全球環(huán)境變化人文計劃”[1-3]之后，一直作為全球環(huán)境領(lǐng)域的核心內(nèi)容被國內(nèi)外眾多學者所研究，國外包括Yan等[4]人以中國三江平原地區(qū)為研究區(qū)，分析60年間土地覆被變化對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響發(fā)現(xiàn)，濕地轉(zhuǎn)為耕地后服務價值也產(chǎn)生變動。Wang等[5-6]對中國橫斷山區(qū)近10 a的研究也發(fā)現(xiàn)還林還草政策會使生態(tài)系統(tǒng)服務價值明顯提高。國內(nèi)對土地利用及生態(tài)系統(tǒng)的研究始于20世紀90年代，包括運用遙感技術(shù)對土地利用/覆被進行監(jiān)測、建立模型、數(shù)據(jù)庫，分析土地利用對生態(tài)系統(tǒng)服務和生態(tài)效應的影響。因生態(tài)系統(tǒng)服務是人類從生態(tài)環(huán)境中獲得的直接和間接利益，對生態(tài)系統(tǒng)的研究有助于推進當?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展[7]，對制定生態(tài)治理政策[8]、合理配置資源等[9]工作提供科學依據(jù)。而目前對于生態(tài)系統(tǒng)服務的研究主要以Costanza等國外學者[10]及謝高地[11]等國內(nèi)學者為主，前者研究了生態(tài)系統(tǒng)服務價值的計算方法，后者則基于前期研究成果展開調(diào)查并修訂了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積ESV當量表并廣泛應用于中國各個區(qū)域。本文基于國內(nèi)外相關(guān)研究，分析中國北方農(nóng)牧交錯帶典型脆弱區(qū)[12]的土地利用及生態(tài)系統(tǒng)，因該區(qū)存在生態(tài)系統(tǒng)失衡、環(huán)境退化明顯等生態(tài)特征，不合理的土地利用會促使當?shù)鼗哪Ⅺ}堿化等土地退化問題[13]。而地處北方農(nóng)牧交錯帶的內(nèi)蒙古自治區(qū)奈曼旗作為典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，常年遭受科爾沁沙地等自然因素和不合理的土地利用等人為因素的雙重危害，是亟需解決的生態(tài)治理區(qū)域[14-15]。因此基于以上理念選取奈曼旗為研究區(qū)，利用2000，2010與2018年的土地利用變更數(shù)據(jù)，運用ArcGIS，Envi Classic計算土地利用動態(tài)度與土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，分析土地利用變化及生態(tài)系統(tǒng)服務的演變特征。結(jié)合研究區(qū)土地利用方式及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量對制定土地利用總體規(guī)劃、荒漠化防治政策、生態(tài)治理工程提供科學意見。

1 研究區(qū)概況

奈曼旗地處內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市遼西山地北部和西遼河平原南端(120°19′40″—121°35′40″E，42°14′40″—43°32′20″N)，東西寬68 km，南北長140 km，全境總面積8 137.6 km2。奈曼旗是一個由蒙古族與漢族形成的44萬人口的旗縣，轄14個蘇木鄉(xiāng)鎮(zhèn)和355個嘎查村。位于“西北—東南”方向的出海地理走廊，屬西部大開發(fā)、振興東北老工業(yè)基地及環(huán)渤海經(jīng)濟圈疊交區(qū)域，因地緣優(yōu)勢擁有豐富的礦產(chǎn)、林業(yè)等資源。2018年奈曼旗生產(chǎn)總值達79.16億元，其中三產(chǎn)分別達到33.61億元，15.81億元和29.74億元。受地理位置的影響，研究區(qū)屬北溫帶大陸性季風干旱氣候，年平均降水量366.3 mm；最高氣溫39.2 ℃最低氣溫-31.6 ℃，平均氣溫6.4 ℃；年平均蒸發(fā)量1 935 mm，降水量的5.28倍，蒸發(fā)量遠高于降水量。又因位于北方典型的農(nóng)牧交錯帶地區(qū)呈由南向北“山地—剝蝕風積傾斜平原—風積沖積波狀平原與風積沖積河谷平原”的地貌特征，加上長期的過度放牧和開墾草場等不合理的土地利用行為導致土地退化嚴重，至2018年土地沙化面積達到了8.011 35 hm2。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

2.1.1 數(shù)據(jù)來源 研究區(qū)土地利用變更數(shù)據(jù)源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺30 m×30 m分辨率的遙感影像。為滿足數(shù)據(jù)的可比性分別選取Landsat 4-5TM數(shù)字產(chǎn)品的2000年9月15日、2010年8月10日無云影像和Landsat 8OLI_TIRS數(shù)字產(chǎn)品的2018年3月25日無云影像，并對影像元數(shù)據(jù)進行輻射定標和FLAASH大氣校正提高影像精度。生產(chǎn)經(jīng)濟與社會資源數(shù)據(jù)來源于2000—2018年的《奈曼旗統(tǒng)計年鑒》。

2.1.2 數(shù)據(jù)處理 運用ArcGIS和Envi Classic對定標校正的影像進行拼接鑲嵌、波段組合、圖像增強等影像預處理工作，并通過目視解譯和監(jiān)督分類法結(jié)合研究區(qū)實際情況分為林地、草地、水域、沙地和其他5種地類。因奈曼旗是科爾沁沙地主體部分，其土地類型以沙地為主，為此把沙地分為流動沙丘、半流動沙丘和固定沙丘3種類型。再根據(jù)土地利用類型在ArcGIS繪制土地利用專題圖制作土地利用動態(tài)表和土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，分析土地利用時空變化。并基于土地利用專題圖對其屬性表獲取唯一值，運用字段計算器對生態(tài)服務賦值，進行各類土地的面積和對應的生態(tài)系統(tǒng)服務值相乘工作，分析地類面積變化產(chǎn)生的生態(tài)系統(tǒng)服務的變動。最終根據(jù)分值制作2000—2018年ESV空間分布圖，并根據(jù)演變的情況在Origin Lab 9.0軟件的spline connected功能模塊對服務功能的空間變化進行定量分析。

2.2 研究方法與內(nèi)容

2.2.1 土地利用動態(tài) 土地利用動態(tài)是指一定時間段內(nèi)發(fā)生的土地利用數(shù)量變化[16]，土地利用單一動態(tài)度可定量描述其變化的速度[17]，揭示土地利用結(jié)構(gòu)在時間上的變化。

(1)

式中：L為土地利用動態(tài)度(%)；T為時間(a)；Ua，Ub為研究區(qū)初期與末期各類土地面積(hm2)。

2.2.2 土地利用轉(zhuǎn)移 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣揭示人文/自然因素引起的土地利用類型轉(zhuǎn)移的內(nèi)在規(guī)律，對空間變化進行定量描述[18]。

(2)

式中：A為轉(zhuǎn)移面積(hm2)；T為轉(zhuǎn)移時間(a)；T1為轉(zhuǎn)移前的時間(a)；T2為轉(zhuǎn)移后的時間(a)；i，j(i，j=1，2，…，n)為轉(zhuǎn)移前后土地利用類型；Aij為T1時點的土地類型i在T2時點轉(zhuǎn)變?yōu)橥恋仡愋蚸的面積(hm2)。

2.2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務 通過生態(tài)系統(tǒng)服務計算公式進行系統(tǒng)的核算，可以量化土地利用結(jié)構(gòu)對生態(tài)系統(tǒng)服務產(chǎn)生的影響。文中采用謝高地等人的生態(tài)系統(tǒng)服務系數(shù)[19]，對應研究區(qū)各類土地面積面算出生態(tài)系統(tǒng)服務價值。

(3)

式中：ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務價值；Vj為j類土地面積(hm2)；Ej為j類土地生態(tài)系統(tǒng)服務系數(shù)〔元/(hm2·a)〕。

2.2.4 土地利用導致的生態(tài)系統(tǒng)服務變化 土地利用/覆被變化作為地球表層系統(tǒng)中最突出的景觀標志對自然現(xiàn)象和生態(tài)過程的各個方面都產(chǎn)生著顯著的影響，包括對氣候、水文、土壤、生物及整個生態(tài)系統(tǒng)。正面影響對區(qū)域的水土資源、生產(chǎn)經(jīng)濟及人文社會的可持續(xù)發(fā)展起到促進作用，負面影響則會帶來沙漠化、鹽堿化等土地退化、自然災害、能源缺乏、經(jīng)濟危機等一系列生態(tài)經(jīng)濟問題。而降低土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)的不良影響，必須全面了解土地利用變化的驅(qū)動因素，研究土地利用變化的過程，產(chǎn)生的生態(tài)效應和土地利用變化的驅(qū)動機制，為區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化和生境質(zhì)量的改善提供科學依據(jù)(見圖1)。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用動態(tài)

自20世紀90年代土地覆被相關(guān)的研究被列入“全球地圈與生物圈計劃和全球環(huán)境變化人文計劃”之后關(guān)于土地覆被—生態(tài)系統(tǒng)—驅(qū)動因素的研究一直是全球環(huán)境領(lǐng)域的熱點研究內(nèi)容。因作為生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)的奈曼旗是展開生態(tài)治理研究的典型區(qū)域，為此結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究以及實施的生態(tài)治理政策《奈曼旗規(guī)劃區(qū)原有生態(tài)環(huán)境總體情況及保護措施(2010—2020年)》和兩期《奈曼旗土地利用總體規(guī)劃(2000—2010年，2010—2020年)》將其分為上期規(guī)劃(2000—2010年)和最新規(guī)劃(2010—2018年)兩階段對土地覆被演變情況進行對比分析。統(tǒng)計結(jié)果顯示(見表1)奈曼旗土地利用覆被變化總體趨勢為“兩增四減”，即林草地增加，流動、半流動、固定沙丘的減少。2000—2010年的土地覆被結(jié)構(gòu)則主要以草地和沙地為主，占比分別為26.88%和24.47%，水域和林地的占比則為3.88%所占比分為沙地的1/6，且相比2000年，2010年的林草地和水域面積減少了1.41×105hm2；說明生態(tài)治理效果欠佳。相比前10 a，2010—2018年土地覆被結(jié)構(gòu)已明顯優(yōu)化，林草地面積有所增加、沙地則大幅減少。其中林地增加4.34×105hm2，占總土地的32.86%；沙地占比降至5.46%，近2/3的沙地被綠化特別是半流動沙丘和固定沙丘分別減少6.47×104hm2，5.75×104hm2。其他地類如濕地、耕地、城鄉(xiāng)居民用地、鹽堿地、未利用地等在總體上持平衡的狀態(tài)。土地覆被信息顯示相比前10 a，2010—2018年植被覆蓋度顯著提升、沙地面積及比例大幅減少、生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量顯著提升，說明人們的土地利用方式、土地利用規(guī)劃及生態(tài)治理等工作具有科學性和合理性，達到了優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)的目的。

3.2 土地利用轉(zhuǎn)移

為探究土地利用結(jié)構(gòu)在空間上的變化，以2000—2018年土地覆被信息為數(shù)據(jù)源借助Envi Classic計算土地利用動態(tài)與轉(zhuǎn)移矩陣，數(shù)據(jù)化表達土地利用變化特征(見封3，附圖7)。

基于土地利用空間變化和轉(zhuǎn)移矩陣計算的統(tǒng)計結(jié)果顯示(見表2)，草地和林地面積顯著提升、沙地面積大幅減少，而林草地的增幅是由沙地轉(zhuǎn)化而來。2000—2018年草地凈增278 182.08 hm2，而134 864.37 hm2量的草地維持不變，其中固定、半流動及流動沙丘的轉(zhuǎn)入面積分別為18 599.04，2 226.33和158.76 hm2，即20 984.13 hm2沙地已被草地覆蓋。林地面積增加47 066.31 hm2，通過封沙育林，打造經(jīng)濟林等活動在沙地進行大型種植工作使林地替代了固定沙丘、半流動沙丘和流動沙丘，其轉(zhuǎn)換量分別為4 674.78，376.38和21.15 hm2。水域是研究區(qū)相對穩(wěn)定的土地利用類型，草地和林地是水域減少的主要原因，其中3 825.18 hm2面積量的水源轉(zhuǎn)為林地，1 504.98 hm2轉(zhuǎn)為草地，轉(zhuǎn)出面積共計5 330.16 hm2。而沙地呈“固定沙丘向半流動沙丘，半流動沙丘向流動沙丘轉(zhuǎn)換”的趨勢，2000—2018年15 127.29 hm2固定沙丘轉(zhuǎn)為半流動沙丘，8 483.22 hm2半流動沙丘則轉(zhuǎn)為流動沙丘。即2000—2018年采取的《內(nèi)蒙古自治區(qū)林地保護利用規(guī)劃大綱(2010—2020年)》《內(nèi)蒙古自治區(qū)主體功能區(qū)規(guī)劃(2009—2020年)》《奈曼旗土地利用總體規(guī)劃(2006—2020年)》等生態(tài)治理政策以及土地利用方式、土地利用總體規(guī)劃導致沙地面積大量減少，沙化問題得到一定的控制。除此之外林草地的增加，植被覆蓋度的提高導致了生態(tài)系統(tǒng)服務質(zhì)量提升，降低了生態(tài)環(huán)境的脆弱程度。

表2 奈曼旗2000-2018年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務

3.3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務價值 奈曼旗因地理特征及人文/自然因素的影響，目前已屬典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，即生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)，荒漠化嚴重，生態(tài)服務價值減少等問題。而位于科爾沁沙地腹地的奈曼旗正是國家三北防護林體系建設(shè)工程重點項目區(qū)。為此在研究過程中參考有關(guān)部門之間制定的《奈曼旗規(guī)劃區(qū)原有生態(tài)環(huán)境總體情況及保護措施(2010—2020年)》和“四期(2001—2010年)和五期(2011—2020年)三北防護林建設(shè)工程”將研究數(shù)據(jù)分為2000—2010年和2010—2018年兩階段，對應每期的治理工程和治理政策，并利用謝高地等人的研究成果制作研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務價值數(shù)據(jù)運用Origin Lab處理平臺對不同時期的區(qū)域總體生態(tài)服務價值進行對比。因生態(tài)系統(tǒng)是指對人文社會帶來的效益，其價值的高低直接決定產(chǎn)生的效益程度，對典型脆弱環(huán)境而言區(qū)域生態(tài)安全的底線，科學評估價值變化是合理規(guī)劃區(qū)域土地利用、構(gòu)建生態(tài)安全格局的重要基礎(chǔ)。研究顯示(見圖2)，2000—2018年奈曼旗生態(tài)服務價值變化呈“一減一增”的趨勢，即從2000—2010年服務值由最初的3 050.7萬元減少至1 991.58萬元再增至2018年的4 728.55萬元服務值。結(jié)合2000—2018年各類土地覆被與生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化數(shù)據(jù)得知，2010—2018年林地面積的增加促進了林地生態(tài)系統(tǒng)服務價值，使奈曼旗在2018年生態(tài)服務最佳，2010年林地和水域面積的減少則導致生態(tài)服務價值減少、生態(tài)環(huán)境達不到理想的狀態(tài)。

圖2 奈曼旗2000-2018年生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化

明晰生態(tài)系統(tǒng)服務價值的演變特征，有助于針對性的提出區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務提升決策，對于維持和改善人類福祉以及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。本文基于2000—2018年生態(tài)系統(tǒng)服務變化數(shù)據(jù)在ArcGIS遙感系統(tǒng)上對生態(tài)系統(tǒng)服務總值進行重分類，將研究區(qū)分為高值區(qū)、中值區(qū)和低值區(qū)。而生態(tài)系統(tǒng)服務價值空間分布3期影像顯示(見圖3)，相比最初的低值區(qū)占大比例，到2018年的高值區(qū)占最大比例，且中值區(qū)已被高值區(qū)替代，而數(shù)量上也是高值區(qū)大幅增長，其變化緣由則為不同土地覆被結(jié)構(gòu)的生態(tài)服務值上升導致。研究結(jié)果顯示，2000—2018年林地和水域生態(tài)指數(shù)明顯上升，特別是林地從413.53萬元增至3835.71萬元，相比2010年總體生態(tài)服務中的比值增加60.36%，導致2018年林地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值達到最高值并使總體生態(tài)服務最佳；而草地與荒漠的生態(tài)價值呈輕微幅度的下降趨勢，共計752.99萬元。即土地覆被結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變對生態(tài)環(huán)境以及產(chǎn)生的服務價值起到正面作用。結(jié)果說明，實施生態(tài)保護措施、實行退耕還林政策，擴大林草面積等生態(tài)治理工作是提高生態(tài)質(zhì)量及服務價值的關(guān)鍵。

圖3 奈曼旗2000-2018年生態(tài)系統(tǒng)服務價值分區(qū)變化

為此本文基于生態(tài)系統(tǒng)服務總值及不同分值區(qū)的分布特征，建立了不同的人文/自然—土地—生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展模式。①模式A：生態(tài)系統(tǒng)服務低值區(qū)。即服務價值與服務功能較弱，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較差，是沙化土地集中分布區(qū)域；此類地區(qū)以環(huán)境保護為先，適合發(fā)展種植業(yè)打造生態(tài)效益。②模式B：生態(tài)系統(tǒng)服務中值區(qū)。即服務功能與價值適中，生態(tài)系統(tǒng)基本維持協(xié)調(diào)功能，環(huán)境承載力較高，為此可以發(fā)展保護式—開發(fā)式兩類模式，一方面發(fā)展沙區(qū)特色產(chǎn)業(yè)，使其在發(fā)展過程中打造經(jīng)濟效益；一方面發(fā)展種植業(yè)，保護生態(tài)環(huán)境，平衡生態(tài)系統(tǒng)。③模式C：生態(tài)系統(tǒng)服務高值區(qū)。即生態(tài)服務價值最高服務功能最強，環(huán)境承載力最大，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量最高地區(qū)。結(jié)合建立的協(xié)調(diào)發(fā)展模式及土地覆被、生態(tài)系統(tǒng)數(shù)據(jù)得出此類地區(qū)在維持生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上可發(fā)展部分開發(fā)式生態(tài)治理模式，即發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)、沙區(qū)產(chǎn)業(yè)等產(chǎn)業(yè)打造經(jīng)濟效益。

3.3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務功能 由生態(tài)系統(tǒng)所形成的維持人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境條件及效用即為生態(tài)服務功能，是產(chǎn)生服務價值的前提。其功能歸納為以下4個方面。①供給服務功能：包括食物供給、原料生產(chǎn)與水資源供給；②調(diào)節(jié)服務功能：氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)以及凈化環(huán)境；③支持服務功能：土壤保持、維持養(yǎng)分循環(huán)及生物多樣性；④文化服務功能即美學景觀。而土地覆被的變化導致生態(tài)環(huán)境的每項功能會發(fā)生相應的變化。

圖4為基于生態(tài)系統(tǒng)服務價值功能變化數(shù)據(jù)在Origin Lab9.0軟件上通過spline connected功能模塊繪制的4類服務功能不同時期的變化情況，總體上各類服務功能變化情況呈“先減后增”的趨勢，11類服務功能均在2018年達到最理想的狀態(tài)。而氣候調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)和土壤保持的生態(tài)系統(tǒng)服務價值超過600萬元，特別是氣候調(diào)節(jié)功能價值近1 400萬元；相對與其他服務功能維持養(yǎng)分循環(huán)功能的偏幅不大呈穩(wěn)中增長的趨勢。

圖4 奈曼旗2000-2018年生態(tài)系統(tǒng)服務功能演變

通過分析生態(tài)系統(tǒng)服務功能發(fā)展趨勢得知奈曼旗生態(tài)系統(tǒng)服務功能均在2010年產(chǎn)生巨大的變化。2000—2010年：供給服務功能價值均下降，而供給服務功能的變化最為明顯，原料生產(chǎn)由84.59萬元降至45.31萬元，食物生產(chǎn)、水資源供給的下降共計33.18萬元。調(diào)節(jié)服務功能模塊的氣候、氣體、水文和凈化環(huán)境分別下降290.14，96.24，236.4，82.39萬元。支持服務和文化服務則降至468.26萬元及96.58萬元。而產(chǎn)生此類變化的原因主要為土地覆被結(jié)構(gòu)的變動，因人為不合理的活動對生態(tài)系統(tǒng)帶來負面影響，包括2000—2010年草地和水域的減少與沙地的增加導致生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價值降低。2010—2018年4種生態(tài)系統(tǒng)服務功能則均增加，以調(diào)節(jié)服務功能變化最為典型，其服務總值已達3 085.31萬元，相比2010年增加1 773.36萬元，所占比例高達65.25%，導致整個生態(tài)系統(tǒng)的服務功能也隨之增加，使生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到改善。支持服務功能增至1 125.2萬元，凈增量達656.94萬元。而土壤保持服務功能和生物多樣性服務功能的提升也是服務價值提高的重要原因，兩者分別以每年21.78375萬元與16.55萬元的速率增至目前的289.06萬元和228.98萬元。對比2000—2018年4類生態(tài)系統(tǒng)服務功能的演變趨勢可知，人文活動會直接影響到土地覆被進而影響生態(tài)系統(tǒng)服務，而每一期的生態(tài)治理政策下產(chǎn)生的效果都有所不同，2010年后制定的《奈曼旗規(guī)劃區(qū)原有生態(tài)環(huán)境總體情況及保護措施(2010—2020年)》下產(chǎn)生的服務功能遠比2010年之前的效果好，4期三北防護林建設(shè)下的生態(tài)服務功能也比3期時顯著提升。為此人文因素是生態(tài)環(huán)境的服務功能產(chǎn)生變動的間接因素，是提高生態(tài)系統(tǒng)對人文社會的服務功能的前提條件。而服務功能變化結(jié)果則表示減少不合理的人為活動，控制產(chǎn)生的負面影響，加強人文化活動的合理性、科學性、有效性可達到生態(tài)服務功能穩(wěn)增的結(jié)果。

4 討論與結(jié)論

奈曼旗作為中國北方農(nóng)牧交錯帶典型生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)是沙漠化最集中、擴散最快、生態(tài)問題最嚴重的區(qū)域。作為科爾沁沙地的核心區(qū)域，地表土質(zhì)疏松且多沙質(zhì)等自然因素加劇了該地區(qū)生態(tài)環(huán)境的脆弱程度，加上人為不合理的土地利用導致生態(tài)系統(tǒng)失去平衡，這與杜子濤、任海峰[20]等人的研究結(jié)果相一致。本文基于國內(nèi)外相關(guān)研究，建立土地—生態(tài)系統(tǒng)—驅(qū)動因素響應流程，運用研究區(qū)2000—2018年遙感數(shù)據(jù)分析土地覆被結(jié)構(gòu)與生態(tài)系統(tǒng)服務演變特征，結(jié)合人文因素建立了3種人文—土地—生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展模式。研究結(jié)果表明，時間上(2000—2018年)土地利用呈“草地—林地—沙地”主導的地域演變特征，其占比高達54.65%，特別是林地，至2018年林地面積凈增312 100 hm2；沙地則減少了142 100 hm2。說明基于《奈曼旗土地利用總體規(guī)劃(2009—2020年)》的人為活動如發(fā)展沙區(qū)特色產(chǎn)業(yè)、種植沙生植物等土地利用方式，基于《奈曼旗規(guī)劃區(qū)原有生態(tài)環(huán)境總體情況及保護措施(2010—2020年)》實施的生態(tài)恢復治理工程對土地覆被結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及土地利用效率、生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了正面作用。

生態(tài)系統(tǒng)服務數(shù)據(jù)顯示，ESV總值最初的3 050.7萬元增至2018年的4 728.55萬元，而氣候調(diào)節(jié)服務的變化是服務價值上升的主要原因，其價值由2000年的801.64萬元增至1349.85萬元。因此類功能的改善對于農(nóng)林牧的發(fā)展起到?jīng)Q定性作用，對于長期受沙漠影響的干旱地區(qū)而言凈化環(huán)境功能的提升對減輕風沙危害以及整體生態(tài)環(huán)境的改善提供有力的條件。而生態(tài)環(huán)境的改善會提高生態(tài)系統(tǒng)服務價值。進而影響到農(nóng)牧民以及整個地區(qū)的生產(chǎn)和生活。

本文建立的模型及體系將會為后期的土地利用總體規(guī)劃制定，生態(tài)治理政策編制，土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的提高提供科學意見。