基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值理論的 土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià) ——以晉城市為例

周妍，師學(xué)義

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100083)

土地利用規(guī)劃是指在土地利用的過(guò)程中，為達(dá)到一定的目標(biāo)，對(duì)各類(lèi)用地的結(jié)構(gòu)和布局進(jìn)行調(diào)整或配置的長(zhǎng)期計(jì)劃，是根據(jù)土地開(kāi)發(fā)利用的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，歷史基礎(chǔ)和現(xiàn)狀特點(diǎn)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要等，對(duì)一定地區(qū)范圍內(nèi)的土地資源進(jìn)行合理的組織利用和經(jīng)營(yíng)管理的一項(xiàng)綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)措施?，F(xiàn)階段，日益加劇的土地利用生態(tài)環(huán)境問(wèn)題嚴(yán)重影響著土地資源的合理利用。為了提高對(duì)土地利用規(guī)劃的有效性，必須開(kāi)展土地利用的規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)，筆者以晉城市為例，探討了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值法在土地利用規(guī)劃環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，并對(duì)其土地利用規(guī)劃進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，以期為研究區(qū)域制定正確的土地利用決策提供參考。

1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值理論概述

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估作為生態(tài)學(xué)的前沿課題之一，其研究著眼點(diǎn)正從單純的自然科學(xué)領(lǐng)域向著為滿足社會(huì)對(duì)生態(tài)學(xué)的需求過(guò)渡。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值法是以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值理論為基礎(chǔ)，根據(jù)土地利用規(guī)劃結(jié)構(gòu)調(diào)整情況和區(qū)域?qū)嶋H情況，預(yù)測(cè)土地利用規(guī)劃初步方案實(shí)施前后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值的變化，來(lái)定量的反映土地利用規(guī)劃對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的影響[1–3]。Costanza 等[4]從功能的角度，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)、基本功能、環(huán)境效益以及娛樂(lè)價(jià)值4 個(gè)層面，將全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能劃分為17 類(lèi)，包括：氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水調(diào)節(jié)、土壤形成、養(yǎng)分循環(huán)、休閑娛樂(lè)等，還劃分出了16 種生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型，并以貨幣的形式進(jìn)行了估算，在國(guó)際上產(chǎn)生了較大影響。目前，許多學(xué)者都是依據(jù)此分類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值進(jìn)行評(píng)估研究。也有學(xué)者[5–7]提出將土地利用類(lèi)型和生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型對(duì)應(yīng)起來(lái)進(jìn)行土地利用變化下的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化研究。20 世紀(jì)90年代，我國(guó)學(xué)者謝高地等[8–10]以Costanza 的研究成果為基礎(chǔ)，開(kāi)始對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的理論與方法進(jìn)行分析，并根據(jù)中國(guó)實(shí)際情況制定了陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值表(表1)，具有典型意義，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)這方面研究均以此為參考。

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 元/hm2

續(xù) 表

2 實(shí)例分析

2.1 研究區(qū)概況

晉城市位于山西省東南部，地理坐標(biāo)介于東經(jīng)111°55′37″～113°36′07″和北緯35°12′37″～36°04′27″之間。東西長(zhǎng)152 km，南北寬94 km，土地總面積為942 802 hm2。晉城市地勢(shì)北部高、南部低，東西高、中間低，境內(nèi)山巒起伏，溝壑縱橫，高差懸殊；屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和，雨熱同季，光照充足；自然植被好、種類(lèi)較多；河流屬黃河和海河兩大水系。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量惡化，土地塌陷破壞日趨嚴(yán)重，地質(zhì)災(zāi)害較為頻繁，生態(tài)環(huán)境愈加脆弱。

2.2 資料來(lái)源

研究區(qū)基本數(shù)據(jù)來(lái)源于晉城市統(tǒng)計(jì)年鑒、晉城市土地利用總體規(guī)劃大綱(2006—2020年)、晉城市土地利用與生態(tài)環(huán)境建設(shè)專(zhuān)題研究、晉城市土地資源調(diào)查報(bào)告、晉城土壤、晉城市水資源、晉城市生態(tài)功能區(qū)劃等資料。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)的各種服務(wù)功能價(jià)值的計(jì)算

表1 僅提供了一個(gè)全國(guó)平均狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的單價(jià)，但是生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能大小與該生態(tài)系統(tǒng)的生物量有密切關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，生物量越大，生態(tài)服務(wù)功能越強(qiáng)，反之亦然。假定生態(tài)服務(wù)功能強(qiáng)度與生物量成線性關(guān)系，用生物量進(jìn)行單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的校正，即：

Pij為校正后的單位面積的第j 類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)第i種生態(tài)服務(wù)功能的價(jià)值量；aj為第j 類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的生物量；Aj為全國(guó)一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型單位面積平均生物量；Pij為單位面積的第j 類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)第i 種生態(tài)服務(wù)功能的全國(guó)平均價(jià)值量。

全國(guó)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物量因子為1.00，本研究取山西省的均值0.46 作為農(nóng)田生物量因子[9]。綜上所述，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，并在其他研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)中國(guó)區(qū)域的陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值表進(jìn)行了校正和補(bǔ)充，最終得到研究區(qū)不同土地利用類(lèi)型單位面積服務(wù)功能價(jià)值。

根據(jù)上述因子的修正，耕地對(duì)應(yīng)農(nóng)田，其他土地對(duì)應(yīng)荒漠，林地對(duì)應(yīng)森林，草地根據(jù)謝高地、張釔鋰在對(duì)中國(guó)自然草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究中對(duì)華北溫暖帶半濕潤(rùn)半干旱區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值功能的估算得出[10]。園地是介于草地和林地之間的一種用地類(lèi)型，故取草地與林地的平均值，從而得到晉城市各種土地利用生態(tài)系統(tǒng)單位面積的服務(wù)功能價(jià)值(表2)。生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值的計(jì)算公式為：

表2 晉城市各種土地利用生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值表 元/hm2

式中，ESV 表示研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價(jià)值，Ai表示研究區(qū)第i 種土地利用類(lèi)型面積(公頃)，VCi,j表示研究區(qū)第i 種土地利用類(lèi)型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)，j 表示土地利用類(lèi)型的數(shù)目。

根據(jù)上述公式，結(jié)合表2，得出2005年、2020年晉城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值。

表3 晉城市2005 — 2020年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值的變化

2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

2.4.1 土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度

土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度(K)指的是研究區(qū)在一定時(shí)間范圍內(nèi)，某一種土地利用類(lèi)型數(shù)量的變化情況。它的原理就是在統(tǒng)計(jì)資料或者衛(wèi)星航片資料對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)的基礎(chǔ)上，分別計(jì)算各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的面積，并且預(yù)測(cè)和分析規(guī)劃實(shí)施后土地利用方式變化。引入土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度(K)來(lái)表示晉城市各地類(lèi)用地的變化情況，它的計(jì)算公式[11–13]為：

Ub，Ua分別代表研究初期和研究末期某一種土地利用類(lèi)型的面積(公頃)，T 代表時(shí)段，一般設(shè)定為年時(shí)，K 值就是某種土地利用類(lèi)型變化率。

根據(jù)晉城市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020)，分析土地利用類(lèi)型面積變化和動(dòng)態(tài)度。

表4 晉城市土地利用類(lèi)型面積變化和動(dòng)態(tài)度

根據(jù)山西省下達(dá)規(guī)劃期內(nèi)晉城市土地利用主要調(diào)控指標(biāo)，按照目前的規(guī)劃方案，從表4 可看出，規(guī)劃期間，研究區(qū)各類(lèi)土地利用發(fā)生了不同程度的變化。耕地、草地、水體、其他用地面積凈減，林地、園地面積凈增。面積凈減的地類(lèi)中，其他用地減少居首位， 達(dá)72 540.0 hm2； 其次是草地，達(dá)28 000 hm2。面積凈增的地類(lèi)中，林地增加居首位，達(dá)93 000 hm2。從變化幅度來(lái)看，草地變化最大，其次是其他用地。從土地利用構(gòu)成來(lái)看，耕地、林地、其它用地仍是主要的土地利用類(lèi)型。

2.4.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化

2005年土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值為42.76億元，到2020年土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值為50.33 億元，增加了7.57 億元。由表2 可以得出，在各種土地利用類(lèi)型中，林地的生態(tài)服務(wù)總價(jià)值為41.24 億元，2020年占到總價(jià)值的81.95% ，相比于2005年增加了4.85%，其貢獻(xiàn)最大，重要性不容忽視；其次是耕地，2020年占到總價(jià)值的10.65% ，相比于2005年降低了2.09%；第三是水體，2020年占到總價(jià)值的3.72%，其重要性也不容忽視。草地由于面積很少，對(duì)生態(tài)服務(wù)總價(jià)值的貢獻(xiàn)率不明顯。

2.4.3 結(jié)果與分析

在城市化進(jìn)程中，居民點(diǎn)及工礦用地和交通等建設(shè)用地快速擴(kuò)張使耕地面積減少，隨著國(guó)家退耕還林政策的執(zhí)行，耕地向林地轉(zhuǎn)化，建設(shè)用地大量增加，由于耕地單位生態(tài)價(jià)值遠(yuǎn)低于林地，從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值上升。其中最大的是林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，其次是耕地，因此晉城市可以因地制宜，在實(shí)施土地利用規(guī)劃時(shí)，把林地?cái)[放在一個(gè)至關(guān)重要的位置，大力開(kāi)展植樹(shù)造林、優(yōu)先發(fā)展水源涵養(yǎng)林和水土保持林，開(kāi)展天然林保護(hù)、防護(hù)林營(yíng)造、中幼齡林撫育管理和自然保護(hù)區(qū)建設(shè)，在不破壞生態(tài)環(huán)境、保護(hù)林地和耕地的前提下合理適度開(kāi)發(fā)未利用土地，提高土地利用率和產(chǎn)出率，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)和布局，實(shí)現(xiàn)土地利用和生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

3 結(jié)論與討論

筆者以晉城市為例，采用基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值理論進(jìn)行土地利用規(guī)劃的環(huán)境影響評(píng)價(jià)，通過(guò)土地利用規(guī)劃中土地類(lèi)型結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)度的分析，預(yù)測(cè)規(guī)劃方案的實(shí)施前后研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值的變化，從而評(píng)價(jià)規(guī)劃的實(shí)施將產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境影響，并用土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整所引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量的變化，來(lái)定量的反映土地利用規(guī)劃對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的影響，對(duì)合理的土地利用規(guī)劃起到指導(dǎo)借鑒作用。該理論方法運(yùn)用于土地利用中，可將定性問(wèn)題定量化，方法簡(jiǎn)單實(shí)用，資料易于獲得，其結(jié)果既能反映環(huán)境影響的現(xiàn)狀，又能體現(xiàn)評(píng)價(jià)環(huán)境影響的變化趨勢(shì)，這種定量的評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)于形象地反映土地利用的生態(tài)效益具有積極意義。但該生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值功能法仍存在不足，主要是該種方法對(duì)未利用地和建設(shè)用地的服務(wù)功能價(jià)值的核算尚未有統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法；其次是估算結(jié)果在不同區(qū)域之間的可比性較小，且只能夠評(píng)價(jià)出土地利用結(jié)構(gòu)和數(shù)量變化的環(huán)境影響，對(duì)規(guī)劃方案中土地利用空間布局變化的環(huán)境影響評(píng)價(jià)不足。因此，如何將空間技術(shù)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值功能相結(jié)合，并對(duì)土地利用布局變化的生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行預(yù)測(cè)，還有待進(jìn)一步研究。

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