冀南土地利用變化對區(qū)域生態(tài)服務(wù)價值的影響分析

宋宏利，張曉楠，倫更永

（1.中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京 100083；2.河北工程大學(xué)資源學(xué)院，河北 邯鄲 056038；3.核工業(yè)航測遙感中心，石家莊 050002）

土地利用／覆蓋變化（LUCC）及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)目前已成為土地科學(xué)及全球變化研究的熱點(diǎn)問題［1］，與LUCC相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值則成為當(dāng)前生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的熱點(diǎn)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指通過生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程和功能直接或間接得到的生命支持產(chǎn)品和服務(wù)［2］，是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和基本條件。由于土地利用類型與生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)關(guān)系密切，因此研究LUCC下的區(qū)域生態(tài)服務(wù)價值演變具有重要意義。近年來，我國許多學(xué)者研究了土地利用類型變化下區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化，取得了一系列成果［2－9］，為區(qū)域土地資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。

邯鄲市位于河北省南部，晉冀魯豫四省交界處，近年來，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，礦業(yè)開采規(guī)模的日益擴(kuò)大，使得區(qū)域土地利用類型發(fā)生了較大變化，進(jìn)而導(dǎo)致一系列生態(tài)問題。本文在地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)支持下，在分析邯鄲市LUCC的基礎(chǔ)上，評價了LUCC引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化及其反映的環(huán)境效應(yīng)，為邯鄲市土地資源可持續(xù)利用、土地利用規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供決策支持。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

邯鄲市位于河北省最南部，太行山南段東麓和華北平原南部，地處東經(jīng)113°28′－115°28′，北緯36°04′－37°01′，屬典型的中緯度地區(qū)。與晉、魯、豫三省接壤，總面積12000 km2，其中市區(qū)面積457km2，總?cè)丝?49.9萬人，現(xiàn)轄四區(qū)、一市、十四縣。邯鄲市地勢總體西高東低，地面縱坡為1／2500 ～1／5000 ，自西向東階梯狀分布著山地、丘陵、盆地、高平原、低平原等類型，分別約占全市總面積的14.0%、14.6%、7.0%、28.8%和35.6%。

1.2 研究方法

Costanza等人在1997年發(fā)表了《The Value of the World’s Ecosystem Services and Nature Capital》一文，在該文中，Costanza從全球角度提出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算的原理及方法，該方法目前在國內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。但Costanza等人提出的方法是針對于大尺度區(qū)域土地利用類型變化對區(qū)域生態(tài)服務(wù)價值的計算（見公式1），對于邯鄲這一特定小尺度區(qū)域難免會有偏差。因此，本文將以Costanza、謝高地、段瑞娟等人計算的不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行邯鄲市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的比較分析。Costanza等人所提出的全球生態(tài)系統(tǒng)類型與本次研究所劃分的類型不完全一致，為了得出本次研究每種土地利用類型所對應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，現(xiàn)將Costanza劃分的生態(tài)系統(tǒng)類型與邯鄲市土地利用類型進(jìn)行對應(yīng)，得出土地利用類型及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值對照表（表1），以表1為依據(jù)分析邯鄲市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的動態(tài)演變。

式中:E——研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值（億元）；Ai——研究區(qū)第i中土地利用類型的分布面積（km2）；Ci——單位面積土地利用類型i的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)。

表1 土地利用類型及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值對照表 萬元／km2

1.3 數(shù)據(jù)來源

研究采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為邯鄲市1997年和2007年LandsatTM遙感影像（空間分辨率為30m），輔助數(shù)據(jù)為邯鄲市1∶5萬地形圖、2007年邯鄲市行政區(qū)劃圖（比例尺為1∶10萬）、1994年和2006年邯鄲市土地利用現(xiàn)狀圖（比例尺為1∶1萬）及相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。根據(jù)相關(guān)資料［10］，將邯鄲市土地利用類型分為:耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地6大類。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用動態(tài)變化分析

根據(jù)表2及邯鄲市土地利用現(xiàn)狀和土地利用／土地覆被變化轉(zhuǎn)移矩陣分析顯示:邯鄲市1997－2007年10a間，耕地、林地、草地、建設(shè)用地和未利用地的變化在土地利用變化的速度和幅度上都比較突出，在數(shù)量上表現(xiàn)為耕地、草地面積減少，林地、建設(shè)用地和未利用地面積增加。耕地面積的減少，以水澆地的減少為主，主要轉(zhuǎn)變?yōu)楹档?、農(nóng)村建設(shè)用地和沙地。園地面積減少，主要轉(zhuǎn)化為水澆地、灌木林地、農(nóng)村建設(shè)用地。草地面積減少，主要轉(zhuǎn)化為水澆地、旱地和灌木林地。林地面積增加明顯，林地增加主要來自于水澆地、園地、草地和溝渠的轉(zhuǎn)化。增加的建設(shè)用地主要由水澆地、園地和溝渠轉(zhuǎn)換而來。

表2 邯鄲市土地利用類型面積及變化統(tǒng)計表

2.2 邯鄲市生態(tài)服務(wù)價值變化分析

根據(jù)Costanza、謝高地、段瑞娟等提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)及邯鄲市土地利用類型面積及變化統(tǒng)計表，通過公式（1）計算得出邯鄲市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化表（表3）。表3表明:當(dāng)以Costanza系數(shù)進(jìn)行計算，1997年邯鄲市生態(tài)服務(wù)價值為65.9億元，2007年邯鄲市生態(tài)服務(wù)價值為64.7億元，10a間降低了1.2億元，降低幅度為2%；當(dāng)以謝高地系數(shù)進(jìn)行計算，1997年邯鄲市生態(tài)服務(wù)價值為120.9億元，2007年為111.2億元，降低了9.7億元，降低幅度為8%；當(dāng)以段瑞娟系數(shù)進(jìn)行計算時，1997年邯鄲市生態(tài)服務(wù)價值為141.5億元，2007年為114.5億元，降低了27.1億元，降低幅度為19.2%。結(jié)果表明:邯鄲市自然資本消耗不斷增大，1997－2007的10a間，邯鄲市生態(tài)服務(wù)價值損失1.2～27.1億元，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降，處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

表3 1997－2007年邯鄲市生態(tài)服務(wù)價值變化

表3的計算結(jié)果同時表明，從1997－2007年間，由于耕地面積、草地、水域面積的減少，而建設(shè)用地的大幅度增加是導(dǎo)致邯鄲市生態(tài)服務(wù)價值降低的主要原因。由建設(shè)用地增加所導(dǎo)致的生態(tài)服務(wù)價值下降0～30.5億元，是最主要的價值降低原因。盡管林地面積有較大幅度增加，促使生態(tài)服務(wù)價值增高，但其增高幅度難以彌補(bǔ)其他土地類型變化所導(dǎo)致的生態(tài)服務(wù)價值下降，因此總趨勢呈下降態(tài)勢。

3 結(jié)論

（1）1997－2007年，研究區(qū)土地利用變化劇烈。草地由最初的747.41km2減少到144.90km2，減少了602.51km2，其變化度為81%，變化最為劇烈；建設(shè)用地由研究初期的494.49km2增加為2007年的746.85km2，增加了252.37km2，其變化度為51%；林地面積由研究初期的1811 .82km2增加到2007年的2456 .15km2，增加了644.33km2，其變化度為36%。耕地、水域、未利用地的變化率分別為8%、35%和25%。

（2）雖然3種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)不盡相同，但依照三種典型價值系數(shù)對研究區(qū)1997－2007年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的評價結(jié)果均顯示邯鄲市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈下降趨勢，分別下降了1.2，9.7，27.1億元，區(qū)域處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

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