張 建,雷 剛,漆良華,,*,丁 霞,程昌錦,劉學(xué)全

1 國際竹藤中心 國家林業(yè)和草原局/北京市共建竹藤科學(xué)與技術(shù)重點實驗室, 北京 100102 2 國際竹藤中心安徽太平試驗中心, 太平 245700 3 湖北省林業(yè)科學(xué)研究院, 武漢 430079

土地利用變化作為自然環(huán)境和人類活動共同作用下的表現(xiàn)形式[1],對維持和改善區(qū)域生態(tài)平衡,實現(xiàn)土地資源可持續(xù)開發(fā)利用具有重要意義[2]。景觀格局變化影響著生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量和演變過程,通過景觀格局分析和運用景觀格局指數(shù)定量獲取要素的空間分布特征,為景觀功能和格局動態(tài)變化研究提供基礎(chǔ)信息[3-4]。當(dāng)前,土地利用與景觀格局研究主要集中在土地利用與景觀格局的演化過程及特征[5]、土地利用景觀格局的穩(wěn)定性評價[6]、景觀格局時空變化及驅(qū)動力因素[7]、景觀格局變化規(guī)律與尺度效應(yīng)[8]等方面。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)主要包括供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)四個方面[9-10]。人類所需生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)數(shù)量和種類越來越多,對自然資源的利用已超越生態(tài)系統(tǒng)本身提供限度,造成對某一服務(wù)功能需求以犧牲其他服務(wù)功能為代價[11-12]。為進一步提高研究區(qū)各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能協(xié)調(diào)發(fā)展,明晰各功能之間關(guān)聯(lián)特征,實現(xiàn)各服務(wù)功能效益最大化,優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理政策,保護當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的正常運行,達(dá)到區(qū)域發(fā)展與生態(tài)保護“雙贏”的目的,有必要對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進行集成研究[13- 15]。

南水北調(diào)中線工程是我國重要的跨流域調(diào)水工程,旨在解決我國華北地區(qū)缺水困境,緩解中、北部城市用水沖突,實現(xiàn)水資源的合理布局和分配[16]。丹江口市作為南水北調(diào)中線工程重要水源區(qū),對整個南水北調(diào)工程具有“水龍頭”的作用。特別近15年間,丹江口市作為全國生態(tài)功能區(qū)中極重要的生態(tài)保護地,又歷經(jīng)丹江口大壩加高、南水北調(diào)中線工程,但對當(dāng)前丹江口市的土地利用變化、景觀格局變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究卻鮮有報道。目前丹江口市研究主要集聚在水文生態(tài)等方面,王曉榮等[17]、丁霞等[18]對馬尾松林(Pinusmassoniana)水源涵養(yǎng)價值進行評價,徐慧[19]對調(diào)水前后的水源涵養(yǎng)和水質(zhì)凈化進行研究；部分學(xué)者對丹江口水源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)價值的研究僅局限在某一種生態(tài)系統(tǒng)類型的單一生態(tài)服務(wù)價值[20-21],定量研究較少,缺少時空差異,未同時考慮到土地利用變化、景觀格局變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響。

鑒于此,本文以丹江口市為研究區(qū),基于土地利用、景觀生態(tài)學(xué)的相關(guān)理論與實驗,借鑒 Costanza 和謝高地團隊的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的研究成果,研究在土地利用變化下丹江口市2003—2018年近15年景觀格局以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化,對丹江口市城市規(guī)劃與庫區(qū)上游提出合理保護建議,保障南水北調(diào)中線工程的水量和水質(zhì),提高丹江口市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。

1 研究區(qū)概況

丹江口市地處湖北省西北部,漢江中上游,是國家級重點生態(tài)功能區(qū)縣。位于32°14′10″—32°58′10″N,110°47′53″—110°34′47″E 之間,東西最大橫距73 km,南北最大縱距81 km；屬于亞熱帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū),氣候溫和,四季分明,光照時間長,雨熱同季且無霜期較長等特點,年平均氣溫 15.9 ℃,年降雨量約 800 mm,年蒸發(fā)量為1979.1 mm；土壤以黃棕壤和黃壤為主,成土母質(zhì)由石灰?guī)r、片麻巖等發(fā)育而成,質(zhì)地疏松；馬尾松、栓皮櫟(Quercusvariabilis)、柏樹(Cupressusfunebris)、柑橘(CitrusreticulataBlanco)等在全市均有分布。

丹江口市是南水北調(diào)中線工程壩區(qū)、庫區(qū)和移民主要安置區(qū),其中南水北調(diào)中線工程于2003年開工,同年丹江口市開展移民搬遷工程；2008年后丹江口水庫大壩加高工程基本竣工；2013年南水北調(diào)中線水源地工程完工開展調(diào)水實驗,同年移民搬遷工程圓滿完成；截止2018年底丹江口庫區(qū)累計供水222×108m3。丹江口市作為南水北調(diào)中線工程重要水源地,不僅要保證水量充足與水質(zhì)合格,同時水土保持、優(yōu)化生態(tài)環(huán)境、維持生物多樣性等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能也極其重要。因此,對丹江口庫區(qū)湖北省丹江口市進行生態(tài)系統(tǒng)價值評估,為自然資源的合理利用及管理決策提供科學(xué)依據(jù),做好水源區(qū)的生態(tài)建設(shè)及環(huán)境保護工作,保證南水北調(diào)工程的實效性。

圖1 丹江口市在湖北省的區(qū)位圖Fig.1 Danjiangkou City location map in Hubei Province

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

(1)土地利用數(shù)據(jù)。根據(jù)研究區(qū)土地資源特征和野外考察結(jié)合,原始遙感影像數(shù)據(jù)來源于美國地質(zhì)調(diào)查局(http://www.usgs.gov/),選擇丹江口市2003年Landsat 7 ETM+、2008年Landsat - 5 TM、2013年和2018年Landsat 8 OLI_TIRS 影像,時相以9—10月為主,分辨率為30m,云量均3%以下,影像質(zhì)量良好,輔助數(shù)據(jù)丹江口市1:10萬地形圖；

(2)遙感影像預(yù)處理。運用ENVI 5.3以Landsat 8 OLI為基準(zhǔn)幾何校正,進行輻射定標(biāo)、大氣校正、圖像增強等,采用最大似然法[22]進行監(jiān)督分類,依據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類》國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 21010—2007),結(jié)合丹江口市土地利用現(xiàn)狀,將土地利用類型分為水域、林地、耕地、園地、建設(shè)用地和未利用地6種。

(3)遙感影像精校正。利用谷歌地圖獲取4個時期的高清歷史影像圖,通過野外調(diào)查數(shù)據(jù)和歷史影像圖建立樣本區(qū),對監(jiān)督分類解譯的土地利用數(shù)據(jù)修正,經(jīng)檢驗4期影像圖Kappa系數(shù)達(dá)到0.84、0.86、0.86、0.85,解譯結(jié)果符合精度要求。

(4)分類后處理。丹江口市林地主要包括針葉林、闊葉林和混交林及林下植被,園地主要以柑橘園為主,建設(shè)用地主要包括城鎮(zhèn)、農(nóng)村用地以及道路工礦用地等,未利用地主要包括丹江口庫區(qū)河岸帶裸地等。在ArcGIS 10.5軟件支持下,繪制丹江口市2003、2008、2013和2018年4個時期的土地利用分類圖(圖2)；利用Frastats 4.2軟件,計算丹江口市2003—2018年4期景觀格局指數(shù)。

圖2 2003—2018年丹江口市4 期土地利用分類圖Fig.2 2003—2018 Danjiangkou City 4 land use classification map

2.2 土地利用動態(tài)變化研究

(1)土地利用動態(tài)度計算

土地利用動態(tài)度指研究區(qū)域在某段時間內(nèi)某土地利用類型和數(shù)量的變化情況,可以反映區(qū)域土地利用/覆蓋中土地利用類型的變化劇烈程度[23]。

(1)

式中,Ri為研究時段內(nèi)某一類型土地利用的動態(tài)度；T是某種土地利用類型變化年份；Ua、Ub分別為研究初期和末期某一土地利用類型面積。

(2)土地利用程度變化分析

土地利用程度參數(shù)設(shè)定參考胡和兵等[24]相關(guān)成果,其中園地取林地和草地的均值；借鑒莊大方等[25]土地利用程度的綜合分析方法,計算土地利用程度變化。土地利用綜合指數(shù)模型表達(dá)式為:

(2)

式中,L為研究區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)；n為土地利用類型數(shù)量；Ai為第i類土地利用類型面積；AT為研究區(qū)域總面積；Pi為不同類型的土地利用程度參數(shù)。

2.3 景觀格局指數(shù)選取

景觀格局指數(shù)可以反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置等方面特征[26],一般是在斑塊水平、斑塊類型水平和景觀水平3個層次上分析。由于斑塊水平指數(shù)只作為其他景觀指數(shù)的計算基礎(chǔ),因此,本文在參照前人的研究成果[27],結(jié)合研究實際需求,主要從斑塊類型和景觀水平層次開展研究,并選取表征面積、聚集度、形狀和多樣性測量等的景觀格局指數(shù)進行計算。

景觀面積度量指標(biāo)選擇斑塊類型面積(CA)、斑塊類型比(PLAND)、最大斑塊指數(shù)(LPI)和景觀面積(TA)[28-29]。CA 值的大小影響著斑塊類型聚集地中的物種數(shù)量及豐度,PLAND 指某一斑塊類型占整個景觀面積的相對比例, LPI 主要表示某一景觀類型最大斑塊占整個景觀面積的比例,決定了景觀優(yōu)劣斑塊,反應(yīng)景觀變化受人類活動干擾程度；TA 定義景觀幅度,是監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)是否穩(wěn)定的重要指標(biāo)。

景觀形狀指標(biāo)選擇景觀形狀指數(shù)(LSI)[30],反映景觀和斑塊形狀的分散和規(guī)則程度,值越大說明景觀形狀越復(fù)雜。景觀鄰近度指標(biāo)選擇香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)[31],值越小斑塊類型越少,值增大說明斑塊類型增加或各斑塊類型在景觀中呈均衡化趨勢分布。

景觀聚集與分散度測量指標(biāo),選取蔓延度指數(shù)(CONTAG)、散布與并列指數(shù)(IJI)、聚集度指數(shù)(AI)[32]進行分析。CONTAG反映景觀類型的聚集程度和延展程度,高蔓延度值表明某種優(yōu)勢斑塊類型具有良好的連通性；IJI反映斑塊類型的隔離分布情況；AI 是基于柵格數(shù)量來測度景觀或者某種斑塊類型的聚集程度。

2.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算

本研究基于貨幣的價值量評價法,參考謝高地等[33]對中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)當(dāng)量表的研究,設(shè)置丹江口市當(dāng)量因子,通過前人研究確定湖北省的耕地當(dāng)量因子為全國耕地的1.27倍[34],園地取草地和林地的均值,建設(shè)用地和未利用地當(dāng)量因子參考李曉賽等[35]研究成果進行設(shè)定。

不考慮價格波動因素,統(tǒng)一選取2008年糧食平均價格1.8元/kg作為農(nóng)作物的單價進行計算,在無人力投入使用下,自然生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟價值是現(xiàn)有單位面積耕地提供的食物生產(chǎn)服務(wù)價值的1/7[33],結(jié)合十堰市和丹江口市年鑒,運用如下公式,計算出丹江口市1個生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量因子的經(jīng)濟價值量為2056元/hm2。

(3)

式中,Ea為單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)提供生產(chǎn)服務(wù)價值,元/hm2；i為作物種類；n為糧食種類；mi為糧食播種面積；pi為地i種糧食作物全國平均單價,元/kg；qi為單位面積產(chǎn)量,kg/ hm2；M為糧食作物總面積hm2。

利用丹江口市土里利用分類結(jié)果,對2003—2018年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算,公式為：

(4)

式中,ESV為生態(tài)服務(wù)價值(元)；Ai為土地利用類型面積(hm2)；Ci為單位面積生態(tài)服務(wù)價值(元/hm2)。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化分析

丹江口市2003—2018年不同土地利用類型變化情況(表1)顯示,近15年土地利用類型變化明顯,其中耕地和園地面積均大幅減少,耕地面積減少了約15677 hm2,園地面積減少了約29366 hm2；水域面積和林地面積均明顯的增加趨勢,水域面積共增加了10516 hm2,林地面積增長了24.58%約31260 hm2；建設(shè)用地面積呈先減少又持續(xù)增加趨勢,新增面積約2553 hm2,未利用地面積近15年變化較緩慢,基本保持持平狀態(tài)。

從土地動態(tài)度變化來看,丹江口市水域、林地、耕地、園地和建設(shè)用地面積變化較為劇烈,特別是水域面積以每5年大于3%的動態(tài)度增長,林地和耕地在前期(2003—2008年)變化較大,其最大值為2.34%和3.87%；園地面積在中后期(2008—2013、2013—2018年)平均動態(tài)變化約3%,建設(shè)用地在后期(2013—2018年)最高達(dá)3.80%；未利用地的面積變化不明顯。

根據(jù)土地利用程度參數(shù)(表2)計算得到丹江口市2003—2018年不同土地利用程度(表3), 2003年土地利用程度達(dá)到25.01%,顯著高于其余年份;其他3期土地利用程度均保持在23%左右;2003年土地利用程度偏大可能與當(dāng)時修建丹江口水庫的移民搬遷等政府政策有關(guān)。

丹江口市近15年土地利用類型變化明顯,與南水北調(diào)中線工程建設(shè)和城市建設(shè)有關(guān)。由于工程建設(shè),丹江口市對水域和林地保護意識不斷增強,退耕還林政策的執(zhí)行保證了有效持續(xù)性增長,特別是“十八大”以來生態(tài)文明建設(shè)的貫徹執(zhí)行,以及“山水林田湖草”的踐行,進一步保障了丹江口市的水域和林地面積穩(wěn)定增長；由于城市化的進程、武當(dāng)山風(fēng)景區(qū)的建設(shè)及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展,丹江口市建設(shè)用地也大幅度增加。

表1 丹江口市2003—2018年不同土地利用類型變化情況表

表2 不同土地利用類型的土地利用程度參數(shù)

表3 丹江口市2003—2018年不同土地利用程度表

3.2 景觀格局動態(tài)變化與驅(qū)動力分析

由丹江口市2003—2018年斑塊類型水平的景觀格局指數(shù)(表4),水域面積增加,斑塊類型比和最大斑塊指數(shù)總體呈上升趨勢,水域占研究區(qū)面積的比例持續(xù)上升,散布與并列指數(shù)減小,景觀形狀指數(shù)和聚集度指數(shù)不斷增加并趨于平穩(wěn),與水域相鄰的景觀要素變少,連通性增強,但水域形狀卻在人類活動的影響下變得不規(guī)則。林地面積逐年增加,占研究區(qū)面積的50.84%,景觀形狀指數(shù)增大,聚集度指數(shù)增加,受人類活動影響林地分布趨于聚集,連貫性增強形狀更為規(guī)則。

耕地與園地面積逐漸減少,且斑塊類型比和最大斑塊指數(shù)總體呈下降趨勢。2003—2018年耕地的景觀形狀指數(shù)增大,耕地趨于分散,形狀不規(guī)則；園地景觀形狀指數(shù)逐年減小,園地相對集中且形狀規(guī)則。耕地的散布與并列指數(shù)總體增幅較小,聚集度指數(shù)總體呈增大趨勢,說明耕地的斑塊聚集程度越來越高；園地的散布與并列指數(shù)總體呈減小趨勢,聚集度指數(shù)總體變化不明顯。

建設(shè)用地在2008—2018年近10年增長明顯,不合理的土地利用規(guī)劃,致使建設(shè)用地聚集程度提高但形狀越來越不規(guī)則。特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村的發(fā)展,移民搬遷政策的執(zhí)行,使得建設(shè)用地聚集程度高,鄉(xiāng)村用地受地形地勢影響相對分散。未利用地主要包括裸地,近15年來未出現(xiàn)明顯的變化趨勢,裸地斑塊趨于集中,說明相鄰的斑塊類型變多；香農(nóng)多樣性指數(shù)整體呈現(xiàn)下降趨勢,表明土地利用集中。在經(jīng)濟建設(shè)過程中,合理開發(fā)利用裸地資源,將成為下一階段的重點經(jīng)濟建設(shè)和林地增加的首選目標(biāo)。

表4 丹江口市2003—2018年斑塊類型水平的景觀格局指數(shù)

由表5景觀水平的景觀格局指數(shù)發(fā)現(xiàn),2003—2018年間丹江口市景觀形狀指數(shù)呈現(xiàn)先減后增又減趨勢,各類景觀趨于離散,且形狀越來越不規(guī)則；蔓延度指數(shù)先增加后減小,總體呈增大趨勢,各景觀之間連通性較好；散布與并列指數(shù)呈增加趨勢，且類型的破碎化變小豐富度變低；香農(nóng)多樣性指數(shù)在2013—2018年間增加了0.035,各斑塊類型呈均衡趨勢分布,土地利用類型越來越豐富；聚集度指數(shù)在2003—2008年增加了3.71,整體呈上升趨勢,說明各土地利用類型聚集程度逐步提升。

表5 丹江口市2003—2018年景觀水平的景觀格局指數(shù)

人為因素和自然因素是影響丹江口土地利用和景觀格局變化的重要因素。研究區(qū)土地利用與景觀格局變化主要受制于人類活動和政策的施行。2003—2008年,水域面積與林地面積增加,與當(dāng)時丹江口庫區(qū)建設(shè)密切相關(guān),為保護水域退耕還林；特別是移民搬遷政策,使原本分散的聚居地轉(zhuǎn)為城鎮(zhèn)、移民新村等,整體上建設(shè)用地面積減少,但聚集度提升；人口增長和社會需求也加速了土地利用程度的變化。2008—2018年,為保護丹江口庫區(qū)水質(zhì)和南水北調(diào)中線工程的開通,加大了林業(yè)管理,林地面積有所增加；當(dāng)?shù)卣哟笊鷳B(tài)文明建設(shè),響應(yīng)“山水林田湖草”口號,進一步保障了丹江口市水域面積和林地面積穩(wěn)定增長；隨著2008年丹江口水庫大壩的增高,庫區(qū)蓄水能力也逐漸增強。

由于丹江口市每年降水量較為均衡,考慮到自然因素主要是小氣候帶來的影響,在庫區(qū)周邊存在地面熱容量差異,容易形成局部小氣候帶來部分降雨,使部分地區(qū)降水可能會有所增加,但整體影響較小。

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值

將計算得到的1個生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量因子的經(jīng)濟價值量代入丹江口市不同土地類型單位面積生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量表。

表6 丹江口市不同土地類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)表/(元 hm -2 a-1)

表7 丹江口市2003—2018年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值

依據(jù)表7,丹江口市2003—2018年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈增長趨勢,總價值從2003年105.31×108元增長至2018年116.99×108元,共增長了8.98%,水域和林地服務(wù)價值增加最顯著。林地、園地和水域是丹江口市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的主要貢獻(xiàn)類型,林地均保持在50%以上的貢獻(xiàn)率；在2003—2008年間園地貢獻(xiàn)量大于水域,在2013—2018年間,隨著水域面積不斷增加,水域的貢獻(xiàn)已達(dá)到總價值的20.83%。隨著經(jīng)濟發(fā)展,建設(shè)用地不斷擴增,耕地面積逐漸減少,耕地生態(tài)服務(wù)總價值逐漸降低,建設(shè)用地帶來的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)負(fù)面價值越來越明顯。

圖3 丹江口市2003—2018年各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值Fig.3 Value of ecosystem services in Danjiangkou City 2003—2018

由圖3,丹江口市2003—2018年各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值中水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護、維持生物多樣性(2008年及前)和廢物處理(2013年及后)占比最高。從整體上來看,丹江口市水源涵養(yǎng)和土壤形成與保護的價值最高,原材料生產(chǎn)、美學(xué)景觀和食物生產(chǎn)占比較低。隨著林地和水域面積增加,應(yīng)當(dāng)在保護的基礎(chǔ)上適時增設(shè)自然景觀如濕地公園、環(huán)湖公園等,既保護當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)又可提高美學(xué)景觀價值；結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況栽種綠色無污染的農(nóng)作物以及發(fā)展無污染水產(chǎn)品加工,增加食品生產(chǎn)和原材料生產(chǎn)的價值。

4 結(jié)論與討論

4.1 討論

本文基于土地利用動態(tài)變化,對丹江口市景觀格局與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行研究。當(dāng)前土地利用動態(tài)變化模型主要有資源數(shù)量變化模型、資源生態(tài)背景質(zhì)量變化模型、土地利用程度變化模型、土地利用變化區(qū)域差異模型、土地利用空間變化模型、土地需求量預(yù)測模型等[23],本研究選取土地資源數(shù)量變化模型和土地利用程度變化模型進行計算,得到丹江口市2003—2018年土地利用動態(tài)度和土地利用程度,土地利用動態(tài)變化趨勢與秦鈺莉等[36]對丹江口庫周土地利用變化研究結(jié)果相似,其動態(tài)變化與政策的實施及城市建設(shè)發(fā)展密切相關(guān)。

景觀格局在生態(tài)環(huán)境效應(yīng)、景觀生態(tài)安全等方面已做大量研究[37- 39],本文參考前人研究結(jié)合丹江口市土地利用變化數(shù)據(jù),選取了斑塊類型水平和景觀水平12個指數(shù)計算分析,結(jié)果顯示丹江口市景觀格局趨于離散,形狀越來越不規(guī)則,相鄰斑塊類型變多,土地利用類型的破碎化變小豐富度變低,聚集程度提升,這與秦鈺莉等[36]、劉海等[40]研究結(jié)果相似,城鄉(xiāng)發(fā)展建設(shè),水庫蓄水、移民搬遷、退耕還林和生態(tài)文明建設(shè)等政策的實施是推動了丹江口市景觀格局的變化的重要因素。

對丹江口市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估主要采用Costanza與謝高地提出的方法,結(jié)合土地利用類型面積,計算出2003—2018年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。15年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值增長了11.68×108元,林地和水域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值高達(dá)71.16×108元、26.15×108元。從各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)來看,丹江口市水源涵養(yǎng)和土壤形成與保護生態(tài)價值最高,研究結(jié)果與劉海等[40]對丹江口庫區(qū)研究相同,同閔捷等[41]對武漢研究結(jié)果相似,比德州市[42]、嘉興市[43]研究結(jié)果偏高,這可能與丹江口市獨特的地域性有關(guān)。

另外,本文僅選取2008年農(nóng)田生產(chǎn)價值對單位面積生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量進行了系數(shù)修正,隨著糧食價格的波動和上升,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)總價值量的研究可能偏?。辉诟睾蛨@地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究中未直接對農(nóng)藥、化肥的使用進行計算,進而可能對水源涵養(yǎng)服務(wù)價值帶來影響；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究中未把生態(tài)系統(tǒng)健康程度[44-45]帶來的影響納入計算,需下一步繼續(xù)深入研究。

4.2 結(jié)論

(1)丹江口市2003—2018年土地利用類型變化顯著,水域面積和林地面積、建設(shè)用地面積分別增加10516、31260 、2553 hm2,耕地面積和園地面積分別減少了29366 、15677 hm2,水域、林地、耕地、園地和建設(shè)用地面積變化較為劇烈；研究區(qū)4期土地利用程度均保持在23%左右,2003年土地利用程度高于其他年份,與當(dāng)年移民搬遷政策有關(guān)。

(2)景觀空間格局變化明顯,市域范圍內(nèi)各斑塊類型趨于規(guī)則呈均衡趨勢分布,斑塊類型間形成了良好的連接性,景觀聚集程度逐漸提升,空間分布趨向集中。究其原因,景觀格局變化主要受制于人為因素和自然因素,水庫蓄水、移民搬遷、退耕還林和生態(tài)文明建設(shè)等政策的實施,都加速了土地利用與景觀格局的變化。

(3)丹江口市近15年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈增長趨勢,總價值從2003年105.31×108元增長至2018年116.99×108元。林地、園地和水域是丹江口市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的主要貢獻(xiàn)類型；從各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)來看,水源涵養(yǎng)和土壤形成與保護生態(tài)價值最高,原材料生產(chǎn)、美學(xué)景觀和食物生產(chǎn)生態(tài)價值占比較低。

(4)在未來生態(tài)文明建設(shè)中,可適宜增設(shè)自然景觀如濕地公園、環(huán)湖公園等,既保護生態(tài)又提高美學(xué)景觀價值；栽種綠色無污染的農(nóng)作物,發(fā)展無污染水產(chǎn)品加工,水庫周邊多種植耐水淹、生長周期短的農(nóng)作物,增加食品生產(chǎn)和原材料生產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng)價值；加大對林地和水域保護力度,保證南水北調(diào)中線工程的水量和水質(zhì),相關(guān)部門在制定發(fā)展政策時,要特別注重土地利用和生態(tài)環(huán)境之間協(xié)調(diào)發(fā)展,合理規(guī)劃城鄉(xiāng)建設(shè)用地,在保證生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時穩(wěn)步提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。