三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與環(huán)境壓力分析

段穎琳，劉　峰,*，趙　帥，李勇志，趙俊杰,3

1 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶　400715 2 中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院, 中國科學(xué)院水庫水環(huán)境重點實驗室，重慶　400714 3重慶市煙草公司巫山分公司，重慶　404700

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三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與環(huán)境壓力分析

段穎琳1，劉峰1,*，趙帥1，李勇志2，趙俊杰1,3

1 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶400715 2 中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院, 中國科學(xué)院水庫水環(huán)境重點實驗室，重慶400714 3重慶市煙草公司巫山分公司，重慶404700

摘要:農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是人類賴以生存的基礎(chǔ)，重大工程影響下農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的響應(yīng)與反饋對指導(dǎo)工程影響區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義?；谌龒{工程蓄水前后(2002，2011)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，評估了庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，并對其在蓄水前后的變化特征與環(huán)境壓力進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：(1)三峽庫區(qū)蓄水后，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)各項服務(wù)價值均增加，總價值增加了16.81%，增加部分主要為產(chǎn)品供給、休閑旅游和氣體調(diào)節(jié)，相對于生產(chǎn)功能與生活功能，生態(tài)功能價值增加幅度較小；(2)總價值的變化是自然與包括三峽工程在內(nèi)的人類活動綜合影響的結(jié)果，其增加原因主要與常用耕地面積增加、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、化肥農(nóng)藥施用強度增加，以及休閑旅游發(fā)展和科研投入加大有關(guān)，部分區(qū)縣，尤其是常用耕地面積下降的區(qū)縣，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、化肥農(nóng)藥施用強度的增加起主導(dǎo)作用，按1990年不變價計算，庫區(qū)蓄水淹沒耕地?fù)p失的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值約為4.24億元/a，其中產(chǎn)品供給價值1.37億元/a；(3)化肥農(nóng)藥施用強度增加，化肥施用增產(chǎn)效益下降，是維持與提高庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品供給服務(wù)所帶來的環(huán)境壓力，而農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)除受到化肥農(nóng)藥施用強度增加對其自身的抑制外，還受到總?cè)丝谠黾优c農(nóng)業(yè)人口減少、耕地資源逐年減少和蓄水淹沒高質(zhì)量耕地的制約。

關(guān)鍵詞：三峽庫區(qū)；農(nóng)田；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；蓄水；環(huán)境壓力

自從Daily和Costanza等從生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟學(xué)的不同角度探討了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其價值，使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可以由定性到定量進(jìn)行研究后[1- 2]，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念和理論被迅速應(yīng)用于不同尺度和不同類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估之中。經(jīng)過理論和實踐研究的不斷發(fā)展，基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其變化的定量評價以揭示其對人類福利的影響研究，成為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要研究內(nèi)容。近年來的研究主要集中在土地利用/土地覆被變化及其驅(qū)動力(如政府政策、自然環(huán)境變化等)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響方面[3- 5]，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的角度探討了人類活動的得失，表明城鎮(zhèn)化往往導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力降低，水保措施能有效提升坡耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究方面，國外學(xué)者Bj?rklund等[6]研究了瑞士農(nóng)業(yè)景觀在不同生產(chǎn)強度下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，Daily等[7]評價了澳大利亞典型農(nóng)場收益的組成。國內(nèi)學(xué)者在研究中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[8]時較早地計算了農(nóng)作物有機質(zhì)生產(chǎn)、固定CO2與釋放O2、營養(yǎng)物循環(huán)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間接價值，隨后從理論上對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念、內(nèi)容及評價方法進(jìn)行了探討[9]。在全國層面，對不同生態(tài)區(qū)(東北地區(qū)、黃淮海地區(qū)、黃土高原地區(qū)、青藏高原地區(qū)、長江中下游地區(qū)、西南地區(qū)、華南地區(qū))[10]和糧食主產(chǎn)區(qū)(東北、華北、長江流域的12個省份)[11]農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行了評估；在區(qū)域?qū)用妫槍Φ湫偷貐^(qū)(北京郊區(qū)[12]、河北省欒城縣[13]等)、生態(tài)區(qū)(瑪納斯河流域[14]、民勤綠洲[15]等)的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行了評估。此外，也從時間和空間的角度進(jìn)行了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化及影響因素的研究，如耕地面積與流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的時空變化。上述分析表明，我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究從理論、評估方法到應(yīng)用都有了較大的進(jìn)展。

三峽工程從2003年6月開始蓄水，壩前水位達(dá)135 m，2010年10月達(dá)175 m正常蓄水位，標(biāo)志三峽工程開始全面發(fā)揮水庫綜合效益。三峽庫區(qū)作為我國重要生態(tài)區(qū)，在整個長江流域生態(tài)安全上有著重要的作用，因其大型河道型水庫的特征與極高的社會關(guān)注度而成為熱點研究區(qū)域。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面的研究來看，已對三峽庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要性進(jìn)行了評價[16]，分析了土地利用變化、城市化對庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響[17]，以及三峽工程對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響的初步探討[18]，但針對庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究相對不足。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要組成部分，除影響著庫區(qū)其他生態(tài)系統(tǒng)類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)外，還與庫區(qū)移民致富緊密相關(guān)。因此，研究庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化與環(huán)境壓力，對庫區(qū)移民安穩(wěn)致富、庫區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)等三峽后續(xù)工作具有重要意義。

1研究區(qū)概況

三峽庫區(qū)(圖1)位于長江上游下段，東起湖北夷陵區(qū)、西至重慶江津區(qū)、南起武隆縣、北至開縣，地理范圍在東經(jīng)105°49′—111°39′，北緯28°31′—31°44′之間，包括重慶巫山縣、萬州區(qū)、涪陵區(qū)等22個區(qū)、縣(自治縣)和湖北省巴東縣、興山縣、秭歸縣、夷陵區(qū)，幅員面積約5.8萬km2[19]。三峽水庫原河道面積為445 km2，蓄水后水面面積增大，成庫后水面面積達(dá)1045 km2[20]。庫區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地貌以山地、丘陵為主。多年平均氣溫15—18℃。常年雨量充沛，為我國暴雨中心之一，多年平均降雨量為1150.26 mm[21]。全年降水以夏季為主，主要出現(xiàn)在4—9月。土壤類型主要有黃壤(30.29%)、紫色土(20.21%)、黃棕壤(17.76%)、石灰土(12.10%)、水稻土、棕壤、潮土、紅壤、草甸土等，其中耕地土壤紫色土約占65%[22]。主要農(nóng)作物有水稻、小麥、玉米、薯類、油料、甘蔗、烤煙、蔬菜及果樹等。據(jù)《長江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測公報》數(shù)據(jù)，糧食作物和經(jīng)濟作物種植面積所占比例2002年分別為77.5%和22.5%，2011年分別為65.6%和34.4%；2000—2011年，退耕還林還草面積累計17.06萬hm2，其中2002—2011年為16.15萬hm2。

三峽庫區(qū)淹沒土地共涉及277個鄉(xiāng)、1680個村、6301個組，其中耕地168.67 km2、園地(含柑桔園)72.00 km2、河灘地38.00 km2、林地32.00 km2、柴草山24.00 km2，以及魚塘3.13 km2[23]。三峽庫區(qū)具有人口密集、經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱、生態(tài)環(huán)境脆弱等突出特點，經(jīng)濟社會發(fā)展長期落后于全國平均水平[24]。

圖1　三峽庫區(qū)區(qū)位及水系圖Fig.1　Location and water system of the TGRA

2數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要來源于《重慶統(tǒng)計年鑒》2002、2003、2012年，《宜昌統(tǒng)計年鑒》2003、2012年，《恩施州統(tǒng)計年鑒》2003、2011年[25- 31]，《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》2012年[32]，各區(qū)縣統(tǒng)計信息、統(tǒng)計公報、重慶農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息網(wǎng)(www.cqagri.gov.cn)。

2.2評價指標(biāo)

將三峽庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為生產(chǎn)功能(產(chǎn)品供給)、生態(tài)功能(調(diào)節(jié)服務(wù)——氣體調(diào)節(jié)、水分保持、凈化環(huán)境，支持服務(wù)——營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、土壤保持)和生活功能(休閑旅游和科研教育)3類[9,33]。生產(chǎn)功能和生活功能的價值為直接使用價值，采用市場價值法、旅行費用法和條件價值法評估；生態(tài)功能的價值為間接使用價值，采用影子價格法、替代成本法、影子工程法和機會成本法評估(表1)。

2.3研究方法

2.3.1產(chǎn)品供給

產(chǎn)品供給服務(wù)價值采用市場價值法評估。主要農(nóng)作物包括糧食作物(水稻、玉米、小麥、豆類、薯類)，油料(油菜籽、花生)，甘蔗，煙草和蔬菜。市場價格均采用1990年不變價。

表1　農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型及其價值評價指標(biāo)與方法

2.3.2氣體調(diào)節(jié)

根據(jù)三峽庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)各類作物的經(jīng)濟產(chǎn)量、經(jīng)濟系數(shù)、作物經(jīng)濟產(chǎn)量含水量等[34- 38]，折算主要農(nóng)作物生物量(含經(jīng)濟產(chǎn)量與秸稈)。再根據(jù)光合作用方程式計算農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)各類作物在生長期間的固碳釋氧量。O2的單價按照造林成本法和工業(yè)制氧法的平均值0.3765元/kg[8]計算；C的單價按照造林成本法和瑞典碳稅法的平均值0.751元/kg[8,39]計算。

2.3.3水分保持

根據(jù)三峽庫區(qū)農(nóng)田非毛管孔隙度、土壤容重和土地利用等屬性，計算農(nóng)田土壤水分保持量，運用影子工程法計算其價值。各參數(shù)取值為非毛管孔隙度7.03%[40]，土壤容重取三峽庫區(qū)紫色土和黃壤的平均值1.374 t/m3[22]，水庫庫容成本0.67元/m3[8]。計算公式如下：

E1=S×D×P非×V×10000

(1)

式中,E1為農(nóng)田土壤水分保持價值量(元)；S為農(nóng)田面積(hm2)；D為土層厚度(0.6 m)；P非為非毛管孔隙度(%)；V為水庫庫容成本(元/m3)。

2.3.4凈化環(huán)境

凈化環(huán)境價值的計算包括凈化大氣環(huán)境和消納廢棄物兩個方面。采用替代成本法計算農(nóng)田吸附SO2、NOx和粉塵的價值。農(nóng)田吸收SO2能力45 kg hm-2a-1，滯塵能力0.95 t hm-2a-1，吸收NOx能力33.5 kg hm-2a-1[41- 42]。吸收SO2的成本為0.6元/kg[8]，凈化NOx的成本為0.6元/kg[42]，削減粉塵成本為0.17元/kg[8]。采用替代成本法計算農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)消納畜禽糞便的價值。我國耕地畜禽糞便的負(fù)荷為30 t/hm2[43]，三峽庫區(qū)養(yǎng)殖業(yè)較發(fā)達(dá)，畜禽糞便的單位耕地負(fù)荷大于該值[44]，農(nóng)田消納畜禽糞便量按保守的30 t/hm2計算，糞便處理平均成本為0.1元/kg[12]。

2.3.5土壤保持

土壤保持價值表現(xiàn)為土壤肥力保持、減輕泥沙淤積和減少土地廢棄三方面。采用潛在土壤侵蝕量和現(xiàn)實土壤侵蝕量的差值計算土壤保持量。依據(jù)庫區(qū)相關(guān)研究成果，獲取農(nóng)田土壤保持量[45],水庫庫容成本為0.67元/m3[8],農(nóng)田年均收益采用農(nóng)業(yè)產(chǎn)值估算,土壤養(yǎng)分含量為三峽庫區(qū)紫色土和黃壤養(yǎng)分含量的平均值[46],養(yǎng)分價格采用我國化肥的平均價格2549元/t[8]。

E2=A×24%/ρb×C×S

(2)

式中,E2為農(nóng)田減少泥沙淤積價值量(元/a)；A為單位面積土壤保持量(t hm-2a-1)；24%為泥沙淤積在河道占總流失量的百分比；C為水庫庫容成本(元/m3)；ρb為土壤容重(t/m3)；S為農(nóng)田面積(hm2)。

E3=A×B/(ρb×D)×S×10000

(3)

式中,E3為農(nóng)田減少土地廢棄價值量(元/a)；A為單位面積土壤保持量(t hm-2a-1)；B為單位面積農(nóng)田年均收益(元/hm2)；ρb為土壤容重(t/m3)；D為土層厚度(0.6 m)；S為農(nóng)田面積(hm2)。

E4=A×P/1000×R×S

(4)

式中,E4為農(nóng)田土壤肥力保持價值量(元/a)；A為單位面積土壤保持量(t hm-2a-1)；P為養(yǎng)分含量(g/kg)；R為養(yǎng)分價格(元/t)；S為農(nóng)田面積(hm2)。

2.3.6營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的凋落物量較小，本文從生物庫方面考慮農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分持留，即參與循環(huán)的植物體內(nèi)氮磷鉀積累量。由于農(nóng)田不同于自然林地、草地等，其收獲部分會帶走土壤養(yǎng)分，本文以作物秸稈中氮磷鉀含量進(jìn)行估算，并采用影子價格法計算其價值。

2.3.7休閑旅游

三峽庫區(qū)建有農(nóng)業(yè)觀光園、采摘園、農(nóng)家樂等旅游休閑區(qū)，與庫區(qū)其它農(nóng)田共同提供了景觀娛樂價值。本文休閑旅游價值采用區(qū)域主導(dǎo)休閑農(nóng)業(yè)旅游形式的價值進(jìn)行估算。因重慶與湖北可獲取數(shù)據(jù)類型的不同，以《重慶市旅游農(nóng)業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃(2006—2010)》數(shù)據(jù)估算庫區(qū)重慶段2002、2011年農(nóng)業(yè)旅游收入，考慮到農(nóng)業(yè)旅游中“農(nóng)家樂”旅游占的比例最高，以2009年重慶市首批157家星級農(nóng)家樂在各區(qū)縣的分布數(shù)量為權(quán)重，估算各區(qū)縣蓄水前后的農(nóng)業(yè)旅游收入；以《湖北省鄉(xiāng)村旅游發(fā)展總體規(guī)劃》數(shù)據(jù)估算庫區(qū)湖北段農(nóng)家樂和星級農(nóng)家樂平均收益，再根據(jù)各區(qū)縣2002年與2011年農(nóng)家樂戶數(shù)得到湖北段各區(qū)縣農(nóng)業(yè)旅游收益。

2.3.8科研教育

三峽庫區(qū)的科研價值巨大，很多研究有待深入開展，因科研項目有研究期限，采用庫區(qū)蓄水前后各3a中國知網(wǎng)項目數(shù)據(jù)庫(projects.cnki.net)的平均科研經(jīng)費投入中與農(nóng)業(yè)相關(guān)的部分進(jìn)行保守估算。

2.3.9環(huán)境壓力

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在給人類和環(huán)境提供生產(chǎn)、生態(tài)、生活功能的同時，其生產(chǎn)活動也會給環(huán)境帶來一定的負(fù)面影響，包括化肥和農(nóng)藥的不合理施用、地膜殘留、不合理的污水灌溉，以及農(nóng)田溫室氣體排放所帶來的環(huán)境污染和資源破壞等。本文以人均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量、化肥農(nóng)藥施用強度、肥料偏生產(chǎn)力三項指標(biāo)估算庫區(qū)農(nóng)田的環(huán)境壓力。

(1)地區(qū)人口的增加對其環(huán)境造成較大的壓力，如果某地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值年度總量的增加不能彌補新增人口對環(huán)境造成的壓力，將導(dǎo)致一系列的環(huán)境問題。因此，人均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量可以較直觀地表征環(huán)境壓力狀況:

人均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值(元/人)=生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值年度總量(萬元)/當(dāng)年人口總數(shù)(萬人)

(2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境和資源的負(fù)面影響包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)對水資源的消耗、水資源流失和生物多樣性損失等方面。本文采用化肥施用強度和農(nóng)藥施用強度兩項指標(biāo)評價農(nóng)業(yè)對環(huán)境的負(fù)面效應(yīng)[47]:

化肥施用強度(kg/hm2)=化肥施用量(折純)(kg)/播種面積(hm2)

農(nóng)藥施用強度(kg/hm2)=農(nóng)藥施用量(kg)/播種面積(hm2)

(3)肥料偏生產(chǎn)力(PFP)可以有效地反映當(dāng)?shù)赝寥阑A(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量的綜合效應(yīng)。PFP越大，表明土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分水平越高，化肥施用量綜合效應(yīng)越好:

肥料偏生產(chǎn)力(kg/kg)=施肥后所獲得的作物產(chǎn)量(kg)/化肥純養(yǎng)分的投入量(kg)

3結(jié)果與分析

3.1直接價值3.1.1產(chǎn)品供給

受退耕還林工程、蓄水耕地淹沒、基本農(nóng)田建設(shè)與土地整理等的影響，三峽庫區(qū)常用耕地面積由2002年的80.71萬hm2增加至2011年的85.78萬hm2，增幅6.28%。加之化肥與農(nóng)藥施用強度增加的影響，庫區(qū)各類農(nóng)作物產(chǎn)量由2002年的1100萬余t增加到1500萬余t。產(chǎn)品供給價值則由55.04億元增加到69.51億元，增幅26.29%(表2)。各類農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量均有增加，以甘蔗、蔬菜產(chǎn)量增加幅度較大，分別增加至2002年的5.36倍和1.83倍，經(jīng)濟作物與蔬菜產(chǎn)量占農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的比重也由43.81%增加至58.33%，價值比重由36.26%增加至49.14%，表明種植結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。同時，單位耕地面積糧食產(chǎn)量由13.74t/hm2增加至17.56 t/hm2，增幅為27.80%。

常用耕地面積增加、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、化肥農(nóng)藥施用強度的增加是農(nóng)產(chǎn)品供給價值增加的重要原因。然而，有研究表明三峽庫區(qū)耕地資源逐年減少，耕地資源緊張[48]，而化肥、農(nóng)藥施用強度的增加，不利于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的可持續(xù)供給與進(jìn)一步提升，且可能給三峽水庫的水環(huán)境安全帶來威脅。因此，通過基本農(nóng)田建設(shè)進(jìn)一步提升地力與優(yōu)化農(nóng)田景觀格局，控制化肥農(nóng)藥的施用而增施有機肥，同時進(jìn)一步調(diào)整種植結(jié)構(gòu)將是三峽庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力建設(shè)的重要內(nèi)容。

表2　三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品供給價值

3.1.2休閑旅游

三峽庫區(qū)鄉(xiāng)村旅游業(yè)資源豐富、旅游客源市場廣闊、交通支持體系便捷，已具有一定的發(fā)展基礎(chǔ)，加上政府積極宣傳推廣，庫區(qū)近年來旅游業(yè)發(fā)展迅速，農(nóng)家樂經(jīng)營逐步規(guī)范。農(nóng)業(yè)旅游總收入由2002年的2.91億元增加至2011年的22.69億元，換算為1990年不變價分別為1.45億元和8.69億元(表3)，其占直接價值(產(chǎn)品供給與休閑旅游價值之和)的比例由2.57%增加至11.11%。表明鄉(xiāng)村旅游的大力發(fā)展取得了明顯的經(jīng)濟效益，已逐漸成為庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)直接價值的重要組成部分。

表3　三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)休閑旅游價值

3.1.3科研教育

三峽庫區(qū)是生態(tài)敏感區(qū)，三峽工程對其環(huán)境和生態(tài)的影響非常廣，針對三峽庫區(qū)開展的各項科學(xué)研究不斷增加。根據(jù)中國知網(wǎng)科研項目數(shù)據(jù)庫(projects.cnki.net)，2000—2002年庫區(qū)平均每年科研項目資金投入為40.33萬元，其中與農(nóng)業(yè)相關(guān)的為每年11.33萬元；蓄水后近3a(2009—2011)平均每年科研項目資金投入為1231.81萬元，其中與農(nóng)業(yè)相關(guān)的為每年128.00萬元。換算為1990年不變價后，農(nóng)業(yè)科研投入從蓄水前5.66萬元/a增長至49.00萬元/a，為蓄水前的8.66倍(表4)。

表4　三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)科研教育價值

3.2間接價值3.2.1氣體調(diào)節(jié)

如表5所示，庫區(qū)蓄水后各農(nóng)作物生物量均增加，生物量由1118.10萬t增加至1203.63萬t，增加量主要來自于蔬菜、糧食和油料作物的增加，分別占總增加量的44.27%、30.11%和20.79%。而各作物生物量的增加幅度以甘蔗最大為4.36倍，其余依次為蔬菜82.53%、油料32.77%、煙葉19.15%、糧食2.56%。除糧食外，其余各作物生物量的增加幅度都超過了總生物量的增加幅度7.65%。對應(yīng)氣體調(diào)節(jié)價值由87.78億元增加至94.49億元，增幅7.65%，為森林生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)當(dāng)?shù)貧夂蚱鸬搅艘欢ǖ难a充作用。

表5　三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氣體調(diào)節(jié)價值

3.2.2水分保持

受常用耕地面積增加的影響，庫區(qū)蓄水后農(nóng)田土壤水分保持量增加了2136.28萬t，服務(wù)價值增加了0.14億元，上升幅度與常用耕地面積上升幅度一致(表6)。

表6　三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水分保持價值

3.2.3凈化環(huán)境

如表7所示，蓄水后庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)凈化環(huán)境價值由25.90億元增加至27.52億元。由于庫區(qū)養(yǎng)殖業(yè)較發(fā)達(dá)[44]，表現(xiàn)為農(nóng)田消納廢棄物價值遠(yuǎn)高于凈化大氣價值。

表7　三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)凈化環(huán)境價值

3.2.4土壤保持

如表8所示，受常用耕地面積增加的影響，蓄水后庫區(qū)土壤保持量增加，減輕泥沙淤積價值、土壤肥力保持價值隨之增加，加之農(nóng)田年均收益增加，減少土地廢棄價值增幅較高，為26.27%，使得土壤保持價值增幅(6.53%)略高于常用耕地面積增幅(6.28%)。

表8　三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤保持價值

3.2.5營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)

由于庫區(qū)作物經(jīng)濟產(chǎn)量增加，秸稈產(chǎn)量相應(yīng)增加，維持營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值由3.40億元增加到3.69億元，增幅8.53%(表9)。由于糧食作物播種面積最大，蓄水前后其服務(wù)價值均占總價值的90%以上，也是蓄水后營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值增加的主要部分，但其所占比例略有下降，體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整。盡管蔬菜產(chǎn)量成倍增加，但蔬菜秸稈生物量低，對營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值貢獻(xiàn)不大，而更多地是帶走土壤養(yǎng)分，從而依靠施肥以維持產(chǎn)量，進(jìn)而使得環(huán)境壓力增大。此外，由于農(nóng)村燃料、養(yǎng)殖等的需求，加之秸稈機械化還田在丘陵山地區(qū)存在一定的難度與較高的成本，作物秸稈并未全部還田，實際營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值會低于該估算值。

3.3總價值構(gòu)成及空間分布3.3.1總價值構(gòu)成

如表10所示，從庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值來看，蓄水后由184.66億元增加到215.70億元，增幅16.81%，增加部分主要體現(xiàn)在產(chǎn)品供給、休閑旅游和氣體調(diào)節(jié)上，其增加量占總價值增加量的比例分別為46.62%、23.32%和21.62%。從變化幅度來看，科研教育和休閑旅游服務(wù)價值的增加尤為顯著，與蓄水前相比分別增加了7.66倍和4.99倍，休閑旅游價值的成倍增長使其逐漸成為直接價值的重要部分；之后是產(chǎn)品供給服務(wù)價值，增幅為26.29%，其他服務(wù)價值增幅均低于10%。蓄水前農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價值約為產(chǎn)品供給價值的3.4倍，蓄水后降為3.1倍，間接價值與直接價值的比值由2.3降為1.8。

表9　三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)價值

從農(nóng)田各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值所占比例來看，蓄水前后基本一致，占30%左右的為氣體調(diào)節(jié)和產(chǎn)品供給，占10%以上的為凈化環(huán)境，其它服務(wù)價值所占比例均低于10%，蓄水后氣體調(diào)節(jié)服務(wù)價值占總價值的比例變化較大，減少了3.73個百分點。盡管蓄水后生態(tài)功能價值略有增加，但其增幅(7.28%)遠(yuǎn)小于總價值的增幅(16.81%)，其占總價值的比例下降了5.66個百分點。

表10　三峽庫區(qū)蓄水前后各項農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及其所占比例對比

如前文所述，2002—2011年間，退耕還林工程實施了16.15萬hm2，蓄水淹沒耕地1.69萬hm2，單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值由2.29萬元/hm2增加至2.51萬元/hm2。按照2011年單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算，蓄水淹沒耕地的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值約為4.24億元/a，其中產(chǎn)品供給價值1.37億元/a。

3.3.2價值空間分布

庫區(qū)蓄水前后各區(qū)縣農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化空間分布如圖2所示。蓄水后各區(qū)縣農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值除重慶主城區(qū)明顯下降、長壽區(qū)略有下降外，其余均增加；常用耕地面積減少與糧食總產(chǎn)量降低是上述區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值下降的主要原因。盡管江津區(qū)、萬州區(qū)、秭歸縣等區(qū)縣常用耕地面積也明顯減少(減少1035—3790hm2)，但低于長壽區(qū)與重慶主城區(qū)的減少量(分別為5585hm2和17648hm2)，且因種植結(jié)構(gòu)變化后經(jīng)濟作物與蔬菜的產(chǎn)量增加量較大，加上化肥、農(nóng)藥施用強度增加(增幅分別為江津37.72%、37.12%，秭歸105.56%、30.67%)，其農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值仍表現(xiàn)為增加。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值增加量與增幅最高的為江津區(qū)、其次為涪陵區(qū)，前者主要由于糧食產(chǎn)量增加量最高，后者由于蔬菜產(chǎn)量增加量最高所致。

2002年服務(wù)價值大于等于15億元的區(qū)縣僅有重慶主城區(qū)，到2011年增加了江津區(qū)、涪陵區(qū)、萬州區(qū)和開縣；同時，2011年夷陵區(qū)、巫山縣和石柱縣超過了8億元，使得低于8億元的區(qū)縣由8個下降到5個。從空間分布上看，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值低于8億元的區(qū)縣集中在庫首的秦巴山片區(qū)與渝東南武陵山區(qū)，這可能與上述區(qū)域地形地勢造成的耕地資源差異有關(guān)。具體而言，三峽庫區(qū)庫尾段位于四川盆地東部邊緣，地勢復(fù)雜性較低，相對平坦開闊，耕地資源相對豐富，除重慶主城區(qū)外，2011年常用耕地面積介于36600—67850hm2之間；庫首段屬川鄂邊境山地，受大巴山、巫山等山脈影響，地勢復(fù)雜，山高坡陡，耕地資源貧乏，尤其是興山縣、秭歸縣和夷陵區(qū)，其2011年常用耕地面積介于12950—35980hm2之間；渝東南武陵山區(qū)則受到山多地少耕地資源稀缺，“望天田”較多等因素的制約，武隆縣、石柱縣和豐都縣2011年常用耕地面積介于29500—37660hm2之間。

圖2　三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間分布Fig.2　Spatial distribution of ESV of farmland in the TGRA before and after impoundment

3.4農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與環(huán)境壓力3.4.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所帶來的環(huán)境壓力

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別在于自然演替的進(jìn)程被人為截斷，人為干預(yù)的設(shè)定目標(biāo)是獲得更多的有益于人類自身的凈產(chǎn)出[49]，表現(xiàn)為維持與提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品供給服務(wù)。而農(nóng)作物種植過程中化肥、農(nóng)藥等的施用會不可避免地帶來面源污染等問題。本文以庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田化肥、農(nóng)藥施用強度和PFP值的變化來表征獲得該水平農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品供給服務(wù)時所帶來的環(huán)境壓力的變化。

如表11所示，蓄水后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)化肥和農(nóng)藥的施用強度均明顯增加，化肥施用強度由224.94 kg/hm2增長至313.46 kg/hm2，增幅為39.35%；農(nóng)藥施用強度由5.52 kg/hm2增長到6.00 kg/hm2，增幅為8.70%。其中，化肥施用強度增幅遠(yuǎn)高于單位面積產(chǎn)量、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品供給價值與總價值的增幅。不過，與全國平均的化肥施用強度351.50 kg/hm2(2011年)和農(nóng)藥施用強度11.01 kg/hm2(2011年)[50]相比，庫區(qū)仍相對較低。然而，由于庫區(qū)水環(huán)境安全的特殊性，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)藥、化肥施用強度對庫區(qū)水質(zhì)與水環(huán)境的影響不容忽視。根據(jù)2003、2012年《長江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測公報》[51- 52]，2002年庫區(qū)全年化肥流失總量為1.07萬t折純；2011年全年化肥流失總量為1.23萬t折純，農(nóng)藥全年流失44.9t。此外，據(jù)統(tǒng)計[53]消落帶中共有耕地(水田、旱地)133.67 hm2，雖然這些農(nóng)田提供了一定的糧食，但消落帶生態(tài)十分脆弱，在此區(qū)域的農(nóng)業(yè)種植會給三峽水庫帶來一系列的環(huán)境問題。從農(nóng)田PFP值來看，蓄水前后無明顯變化，分別為27.88 kg/kg和27.46 kg/kg，但高于全國平均值16.9 kg/kg(2005年)[54]，表明三峽庫區(qū)農(nóng)田土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量的綜合效應(yīng)與我國平均水平相比相對較好。而同期重慶非庫區(qū)農(nóng)田PFP值蓄水前后分別為29.27 kg/kg和26.60 kg/kg，相比而言庫區(qū)農(nóng)田PFP值相對穩(wěn)定。

上述分析表明，蓄水后庫區(qū)化肥施用強度等的加大，對農(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn)做出了貢獻(xiàn)，但PFP值的變化表明化肥的增產(chǎn)效益有下降的趨勢，同時增加了農(nóng)業(yè)面源污染的風(fēng)險。

3.4.2人口、耕地資源壓力對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響

如表11所示，蓄水后庫區(qū)近10年間，總?cè)丝谠黾恿?.28%，而農(nóng)業(yè)人口減少了14.05%。由于總?cè)丝诘脑黾臃鹊陀谵r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的增加幅度，使得人均農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值(總?cè)丝?增加了8.89%。表明，庫區(qū)蓄水后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的增加已較好地緩沖了人口增長的壓力。然而，庫區(qū)人均常用耕地面積已由0.041hm2下降為0.0405hm2。

同時，耕地資源也在逐年減少[48]，人地矛盾更加突出。耕地面積的變化受多種因素影響，有研究表明三峽庫區(qū)耕地面積變化的主要驅(qū)動因素為人為活動，尤其與1998年以來實施的退耕還林工程有關(guān)[55]。盡管退耕還林面積(16.15萬hm2)遠(yuǎn)高于庫區(qū)淹沒的耕地面積(1.69萬hm2)，但在庫區(qū)平地厚地成片地少、坡地薄地零星地多的自然條件下(如云陽縣2000年前坡度在25°以上的耕地為5萬hm2，居重慶之首[56])，淹沒的耕地在質(zhì)量、水源、交通等方面都具有突出的優(yōu)勢，在退耕還林工程與蓄水耕地淹沒等的綜合作用下，部分區(qū)域耕地面積會明顯減少。本文統(tǒng)計的庫區(qū)常用耕地面積雖略有增加，但仍然受到耕地資源緊張的制約，中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所[48]對三峽庫區(qū)耕地的遙感動態(tài)監(jiān)測研究表明，三峽庫區(qū)耕地資源逐年減少，墾殖指數(shù)呈現(xiàn)減小趨勢，耕地資源緊張。前文的空間分析也表明，部分區(qū)縣的常用耕地面積也表現(xiàn)出明顯減少，且農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值低于8億元的區(qū)縣集中在秦巴山區(qū)與渝東南武陵山區(qū)，主要受耕地資源數(shù)量不足與質(zhì)量不高的雙重制約，而庫區(qū)蓄水淹沒耕地使得上述區(qū)縣作物在較高海拔區(qū)域種植的比例增加，由緩坡向陡坡發(fā)展，并進(jìn)一步受到水資源的制約。因此，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的進(jìn)一步增加將更多地依賴耕地質(zhì)量、種植強度與種植水平等的提高。此外，農(nóng)業(yè)人口的下降和城鎮(zhèn)人口的增加，使得對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)緩解城鎮(zhèn)環(huán)境壓力的需求增加。

綜上所述，庫區(qū)蓄水后，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受到耕地資源逐年減少、高質(zhì)量耕地淹沒、總?cè)丝谠黾雍娃r(nóng)業(yè)人口減少等多種因素的影響。此外，三峽庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中生態(tài)功能價值增加幅度較小，其占總價值的比例也下降了5.66個百分點，表明庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)直接價值(休閑旅游與產(chǎn)品供給)的可持續(xù)供給與進(jìn)一步提升可能會受到間接價值不足和環(huán)境壓力升高的制約，進(jìn)而加大對庫區(qū)其它生態(tài)系統(tǒng)(如林地等)間接價值的需求。

表11　三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與環(huán)境壓力

4結(jié)論與討論

三峽庫區(qū)蓄水后，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)各項服務(wù)價值均增加，總價值增加了16.81%，增加部分主要體現(xiàn)在產(chǎn)品供給、休閑旅游和氣體調(diào)節(jié)，休閑旅游的發(fā)展使得休閑旅游價值成倍增長，使其逐漸成為直接價值的重要部分。與生產(chǎn)功能和生活功能價值增加幅度26.29%和4.99倍相比，生態(tài)功能價值增加幅度較小，僅為7.28%，其占總服務(wù)價值的比例也下降了5.66個百分點，表明庫區(qū)直接價值(休閑旅游與產(chǎn)品供給)的可持續(xù)供給與進(jìn)一步提升可能會受到間接價值不足的制約，進(jìn)而加大對庫區(qū)其它生態(tài)系統(tǒng)(如林地等)間接價值的需求。

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價值的變化是自然與包括三峽工程在內(nèi)的人類活動綜合影響的結(jié)果，其增加原因主要與常用耕地面積增加、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、化肥農(nóng)藥施用強度增加，以及休閑旅游發(fā)展和科研投入加大有關(guān)；在退耕還林工程與蓄水耕地淹沒等的綜合作用下，部分區(qū)域耕地面積會明顯減少，在這些區(qū)域，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、化肥農(nóng)藥施用強度增加對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的增加起主導(dǎo)作用。按照本文2011年單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值(1990年不變價)估算，蓄水淹沒耕地的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值約為4.24億元/a，其中產(chǎn)品供給價值1.37億元/a。

化肥農(nóng)藥施用強度的增加，化肥施用增產(chǎn)效益的下降，是維持與提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品供給服務(wù)所帶來的環(huán)境壓力，而農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)除受到化肥農(nóng)藥施用強度增加對其自身的抑制和間接價值所占比重下降的影響外，還受到總?cè)丝谠黾优c農(nóng)業(yè)人口減少、耕地資源逐年減少和蓄水淹沒高質(zhì)量耕地的制約。空間分布上看，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值低于8億元的區(qū)縣集中在秦巴山區(qū)與渝東南武陵山區(qū)，上述區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受耕地資源數(shù)量不足與質(zhì)量不高的雙重制約作用更為明顯。因此，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的進(jìn)一步增加將更多地依賴耕地質(zhì)量、種植強度與種植水平等的提高。此外，盡管休閑旅游的發(fā)展使其逐漸成為庫區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)直接價值的重要組成部分，但同時旅游消耗也在一定程度上加大了對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求，從而可能加重當(dāng)前的環(huán)境壓力。

也有研究表明，庫區(qū)耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值從1990年至2011年表現(xiàn)為下降，下降幅度達(dá)43.42%[57]，該結(jié)果采用的是修訂的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子與TM影像解譯的該類土地面積的乘積計算得出。本文與該研究結(jié)果不同的原因主要在于計算時間段和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)項的不同，本文計算的時間段為2002—2011年，計算服務(wù)項中未包括生物多樣性保護(hù)等內(nèi)容。

此外，庫區(qū)蓄水引起的氣候變化也可能對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)帶來影響。有研究表明2004—2007年庫區(qū)各站點年平均溫度均比常年偏高或接近常年，偏高幅度在0.2—1.0℃，比預(yù)計值(偏高0.1—0.2℃)大，這種變化是在全球氣候變暖背景下發(fā)生的，年平均氣溫的上升受全球氣候變暖和三峽水庫蓄水共同影響?，F(xiàn)有觀測資料和數(shù)值模擬結(jié)果表明，三峽水庫建成蓄水后，對庫區(qū)周邊局地小氣候產(chǎn)生了微小的影響，已表現(xiàn)為冬暖夏涼的氣溫微調(diào)作用[58]。三峽庫區(qū)蓄水所產(chǎn)生的諸如氣候變化等的影響是一個慢變過程，且需要更長時間的觀測資料積累以及更小尺度和加密的觀測資料分析才能更科學(xué)、準(zhǔn)確地判斷水庫蓄水的影響，同時目前仍缺少這種影響的定量化研究。

綜上所述，三峽庫區(qū)蓄水后經(jīng)過近10年的發(fā)展，總體上常用耕地面積略有增加，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、化肥農(nóng)藥施用強度增加、休閑旅游發(fā)展和科研投入增加使得農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)各項服務(wù)價值均不同程度增加，且休閑旅游價值逐漸成為直接價值的重要組成部分，但間接價值所占比例明顯下降。同時，耕地資源緊張和人口增加，加之化肥、農(nóng)藥施用強度增加，不利于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的可持續(xù)供給與進(jìn)一步提升，進(jìn)而可能給三峽水庫的水環(huán)境安全帶來威脅。對于三峽庫區(qū)未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展，除通過生態(tài)退耕等措施緩解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的環(huán)境壓力外，可進(jìn)一步利用農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的生態(tài)過程優(yōu)化來調(diào)整農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，同時重視耕地質(zhì)量建設(shè)與種植水平等的提高，從而提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，并控制農(nóng)藥、化肥的用量，減輕環(huán)境壓力。

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Analysis of farmland ecosystem services and environmental pressures in the Three Gorges Reservoir Area, before and after impoundment

DUAN Yinglin1, LIU Feng1,*， ZHAO Shuai1, LI Yongzhi2, ZHAO Junjie1,3

1CollegeofResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China2KeyLaboratoryofReservoirAquaticEnvironment,ChongqingInstituteofGreenandIntelligentTechnology,ChineseAcademyofSciences,Chongqing400714,China3WushanBranchofChongqingTobaccoCorporation,Chongqing404700,China

Abstract：Farmland ecosystems are fundamental to human survival, and the response and feedback of farmland ecosystem services to the impacts of major projects are of vital importance for guiding regional social and economic development. Based on agricultural production data of the Three Gorges Reservoir Area (TGRA) before and after impoundment (2002, 2011), the Ecosystem Service Value (ESV) of farmland in the TGRA was estimated; changes in its characteristics and environmental pressures were also discussed. The results show that (1) after impoundment, each ESV of farmland increased, and the Total Value increased by 16.81%; the values of product supply, leisure tourism and gas regulation dominated the increase of the Total Value; compared with product supplying and life ensuring, the value of ecological regulating showed a relatively small increase. (2) The change in the Total Value was the result of natural and human activities, including the Three Gorges Project; the increase in Regularly Cultivated Land, planting structure adjustment, increased use intensity of chemical fertilizer and pesticide, development of leisure tourism, and increased scientific research input were the major reasons for the increase of the Total Value. For some counties, especially those with decrease in Regularly Cultivated Land, planting structure adjustment and the increased use intensity of chemical fertilizer and pesticide might be the main reasons for the increased farmland ESV. After being normalized to the consolidated value of year 1990, the inundation of cultivated land decreased the farmland ESV by 424 million yuan per year, among which the value of product supply was 137 million yuan peryear. (3) The increased use intensity of chemical fertilizer and pesticide, and the decreased contribution of chemical fertilizer to crop yield were the environmental pressures imposed by maintaining and promoting the product supply of the farmland ecosystem in the TGRA. Moreover, the farmland ESV was not only influenced by the above-mentioned environmental pressures, but also by the increase in population, the decrease in agricultural population, the decrease in land resources, and the inundation of high-quality cultivated land.

Key Words:Three Gorges Reservoir Area; farmland; ecosystem service; impoundment; environmental pressure

基金項目:國家自然科學(xué)基金項目(40901290)；中央高校基本業(yè)務(wù)費專項資金資助(XDJK2015C058)

收稿日期:2014- 10- 08;

修訂日期:2015- 07- 21

*通訊作者

Corresponding author.E-mail: fengliu@swu.edu.cn

DOI:10.5846/stxb201410081977

段穎琳，劉峰，趙帥，李勇志，趙俊杰.三峽庫區(qū)蓄水前后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與環(huán)境壓力分析.生態(tài)學(xué)報,2016,36(9):2750- 2763.

Duan Y L, Liu F, Zhao S, Li Y Z, Zhao J J.Analysis of farmland ecosystem services and environmental pressures in the Three Gorges Reservoir Area, before and after impoundment.Acta Ecologica Sinica,2016,36(9):2750- 2763.