土地利用總體規(guī)劃生態(tài)效應評價
——以山西省寧武縣為例

陳美娟，賈寧鳳

（1.山西大學環(huán)境與資源學院，山西太原030006；2.山西大學黃土高原研究所，山西太原030006）

土地利用總體規(guī)劃生態(tài)效應評價
——以山西省寧武縣為例

陳美娟1，賈寧鳳2

（1.山西大學環(huán)境與資源學院，山西太原030006；2.山西大學黃土高原研究所，山西太原030006）

土地利用總體規(guī)劃通過土地結構和用地布局對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生深遠的影響，開展其生態(tài)效應評價對進行科學合理的土地利用決策和保護區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有重要的理論和實踐意義。從生態(tài)系統(tǒng)服務價值的角度對寧武縣土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年）實施的生態(tài)效應進行定量評價。結果表明，2006—2020年，寧武縣的生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈增加的趨勢，共增加了152.99×106元，生態(tài)環(huán)境得到改善，表明此規(guī)劃合理；林地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值最大，林地的增加對研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響最顯著。

土地利用；總體規(guī)劃；生態(tài)系統(tǒng)；服務價值；寧武縣

生態(tài)系統(tǒng)服務功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件和效用[1-2]。自Holder等[3]提出生態(tài)系統(tǒng)服務功能的概念以來，通過對生態(tài)系統(tǒng)服務價值的定量評估來探索研究區(qū)生態(tài)環(huán)境變化，已成為生態(tài)學和生態(tài)經(jīng)濟學的熱點[4]。土地利用總體規(guī)劃的主要目標是調(diào)整土地利用結構和優(yōu)化用地布局[5]，土地利用總體規(guī)劃的實施將引起土地利用結構和布局的變化[6-7]，導致其生態(tài)系統(tǒng)變化，進而影響生態(tài)系統(tǒng)的服務功能。

本研究從生態(tài)系統(tǒng)服務價值角度對寧武縣土地利用總體規(guī)劃的生態(tài)效益進行定量評價，以期為正確制定土地利用政策、科學編制新一輪土地利用總體規(guī)劃、實現(xiàn)土地資源可持續(xù)利用提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

寧武縣地處晉西北黃土高原東部，介于東經(jīng)111°49′46″～112°36′57″，北緯38°30′55″～39°8′36″，南北長約80 km，東西寬約45 km，土地總面積為1 944.21 km2。境內(nèi)地勢高峻，山脈縱橫，山地占總面積的90%以上，平均海拔1 800～2 000 m。寧武縣屬溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫6.2℃，年平均降水量470.9 mm，無霜期143 d。寧武縣礦產(chǎn)資源豐富，是汾河源頭所在地，分布有蘆芽山國家級自然保護區(qū)、冰洞國家地質公園、國家森林公園等重要的生態(tài)用地，在山西省乃至整個黃土高原的生態(tài)環(huán)境保護和建設中發(fā)揮著重要的作用。

1.2 數(shù)據(jù)來源

采用的數(shù)據(jù)主要來自《寧武縣土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年）》。本輪規(guī)劃基期年為2005年，規(guī)劃的基礎數(shù)據(jù)采用的是2009年寧武縣第二次土地利用現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)，規(guī)劃年數(shù)據(jù)采用規(guī)劃方案確定的2020年土地利用數(shù)據(jù)。根據(jù)我國現(xiàn)行的土地利用分類系統(tǒng)及研究區(qū)的具體情況和研究需要，將寧武縣土地主要劃分為耕地、園地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地7種土地利用類型。

2 研究方法

2.1 土地利用變化動態(tài)度

土地利用動態(tài)度可以定量描述土地利用的變化速度，對于預測區(qū)域未來土地利用的變化趨勢具有積極作用[8]。土地利用動態(tài)度表示研究區(qū)一定時間范圍內(nèi)，某種土地利用類型數(shù)量變化的速度和程度。

式中，K表示研究時段內(nèi)某類土地利用動態(tài)度；Ua，Ub分別表示研究初期和研究末期某土地利用類型的面積（hm2）；T表示研究時段長（a），當T設定為1 a時，K值即為研究區(qū)某土地利用類型的年變化率。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務價值評價方法

采用Costanza等[9]的估算方法來計算生態(tài)系統(tǒng)服務價值。

式中，ESV為研究區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務總價值（元）；Ai為研究區(qū)第i種土地利用類型的總面積（hm2）；VCi為研究區(qū)第i種土地利用類型的生態(tài)價值系數(shù)（元/（hm2·a））；n為研究區(qū)土地利用類型的數(shù)目。

生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務功能大小與該生態(tài)系統(tǒng)的生物量有密切的關系。一般來說，生物量越大，生態(tài)系統(tǒng)服務功能越強大；反之亦然。假定生態(tài)系統(tǒng)服務功能大小與生物量呈線性關系，用生物量進行單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務價值的校正[10]，即：

式中，pij為校正后單位面積的第j類生態(tài)系統(tǒng)第i種生態(tài)功能的價值（元/（hm2·a））；aj為第j類生態(tài)系統(tǒng)的生物量；A為全國一級生態(tài)系統(tǒng)類型單位面積平均生物量；Pi為單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務價值基準單價（元/（hm2·a））。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務價值變差貢獻率

生態(tài)系統(tǒng)服務變差貢獻率[11]是指某一區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化總量中各種土地利用類型生態(tài)服務價值變化所占的比例。生態(tài)系統(tǒng)服務變差貢獻率可以用來判斷各種土地利用類型變化對生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化的影響程度。

式中，ESVcc為生態(tài)系統(tǒng)服務價值變差貢獻率；ESVia，ESVib分別為第i種土地利用類型在研究初期和研究末期的生態(tài)系統(tǒng)服務價值（元）。

3 結果與分析

3.1 土地利用變化分析

結合寧武縣土地利用變更數(shù)據(jù)和規(guī)劃數(shù)據(jù)，利用土地利用動態(tài)度公式（1），計算得出寧武縣2006—2020年的土地利用變化情況（表1）。從表1可以看出，2006—2020年，林地、未利用地、耕地和建設用地的面積變化比較大，其中，林地面積增加最多，增加了10 411.28 hm2，由于林地面積的基數(shù)大，所以，其動態(tài)度不是很大，為1.41%；未利用地面積減少的最多，減少了10 648.55 hm2，動態(tài)度為-1.31%；耕地面積增加了469 hm2，動態(tài)度為0.10%；建設用地面積減少了224.81 hm2，動態(tài)度為-0.35%。草地的面積沒有發(fā)生變化；園地和水體的面積變化比較小，但是由于園地的基數(shù)小，所以，其動態(tài)度很大，達到49.27%。

表12006 —2020年寧武縣土地利用變化

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化分析

全國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物量因子為1，寧武縣農(nóng)田生物量因子取山西省的均值0.46[12]，根據(jù)公式（3）計算出寧武縣農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務價值。

草地生態(tài)系統(tǒng)服務價值采用謝高地等[13]對華北暖溫帶半濕潤半干旱區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)服務價值的估算方法進行。林地生態(tài)系統(tǒng)服務價值參照趙同謙等[14]的計算方法，并采用謝高地等[10]對青藏高原溫帶、亞熱帶落葉闊葉林的生態(tài)系統(tǒng)服務價值進行估算[15]。按照耕地對應農(nóng)田、林地對應森林、園地取森林和草地的平均值、未利用地對應荒漠、建設用地生態(tài)系統(tǒng)服務價值不估算的原則，得到寧武縣單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務價值（表2），再利用公式（2）計算出寧武縣2009，2020年的生態(tài)系統(tǒng)服務價值（表3）。

表2 寧武縣不同土地利用類型單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務價值元/（hm2·a）

從表3可以看出，2006—2020年寧武縣的生態(tài)系統(tǒng)服務價值總體呈增長的趨勢，由2009年的1 198.26×106元增加到2020年的1351.25×106元，共增加了152.99×106元。2006—2020年，耕地、林地、園地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值均呈增加的趨勢，其中，林地的增加量最大，為154.36×106元，耕地和園地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值分別增加了1.32×106，0.71×106元；水體和未利用地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈減少的趨勢，分別減少了1.58×106，1.82×106元。耕地、林地、園地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值的總增加值遠遠大于水體和未利用地生態(tài)系統(tǒng)服務價值的減少值。

表32006 —2020年寧武縣不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務總價值及其變差貢獻率

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務價值變差貢獻率分析

利用公式（4）計算出2006—2020年各類土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響程度（表3）。從生態(tài)系統(tǒng)服務功能的總價值來看，寧武縣生態(tài)系統(tǒng)服務功能整體上呈逐漸增強的趨勢，其中，耕地、林地和園地對寧武縣生態(tài)系統(tǒng)服務價值是正貢獻，水體和未利用地對寧武縣生態(tài)系統(tǒng)服務價值是負貢獻。在生態(tài)系統(tǒng)服務價值組成中，林地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值最大，對寧武縣生態(tài)系統(tǒng)服務總價值的貢獻最大，其貢獻率達到100.89%。因此，林地的增加是2006—2020年寧武縣生態(tài)系統(tǒng)服務價值增加的主要原因。

4 結論

本研究通過生態(tài)系統(tǒng)服務價值量化的方法對比分析規(guī)劃實施前后生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化，進而對土地利用總體規(guī)劃的生態(tài)效益進行定量評估。結果表明，規(guī)劃中土地利用結構的調(diào)整對于提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值具有積極的作用，寧武縣土地利用總體規(guī)劃有利于提高其生態(tài)系統(tǒng)服務價值，此規(guī)劃方案基本上合理。在土地利用總體規(guī)劃的進一步實施過程中，要更加注意保護林地，加快未利用地的生態(tài)環(huán)境恢復與建設，提高各種地類的生態(tài)系統(tǒng)服務價值，促進寧武縣自然生態(tài)系統(tǒng)和社會生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

［1］歐陽志云，王如松，趙景柱.生態(tài)系統(tǒng)服務功能及生態(tài)價值評估[J].應用生態(tài)學報，1999，10（5）：607-613.

［2］蔡守華，詹萬林，胡金杰，等.小流域生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值估算方法[J].中國水土保持科學，2008，6（1）：87-92.

［3］Holder J P，Ehrlich P R.Human population and global environment [J].AmSci，1974，62：282-297.

［4］王飛，高建恩，邵輝，等.基于GIS的黃土高原生態(tài)系統(tǒng)服務價值對土地利用變化的響應及生態(tài)補償[J].中國水土保持科學，2013，11（1）：25-31.

［5］陳穎，石培基，趙崢，等.基于生態(tài)服務價值核算的土地利用總體規(guī)劃生態(tài)效益評價：以甘肅省民樂縣為例[J].土壤通報，2013，44（3）：532-536.

［6］王莉，魏楚依，肖高磊，等.基于RS的杭州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值對土地利用變化的響應[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2015，43（7）：902-907.

［7］李艷紅，焦曉燕，蘇志珠，等.2000—2008年晉西北地區(qū)土地利用/覆被變化研究[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2015，43（4）：439-443.

［8］王秀蘭，包玉海.土地利用動態(tài)變化研究方法探討[J].地理科學進展，1999，18（1）：81-87.

［9］Costanza R，Arge R，Groot R，et al.The value of the world's ecosystem services and nature capital[J].Nature，1997，38（7）：253-260.

［10］謝高地，盧春霞，冷允法，等.青藏高原生態(tài)資產(chǎn)的價值評估[J].自然資源學報，2003，18（2）：189-196.

［11］田春，李世平.西部地區(qū)土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響[J].武漢理工大學學報：社會科學版，2010，23（3）：340-344.

［12］高地，肖玉，甑霖，等.我國糧食生產(chǎn)的生態(tài)服務價值研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2005，13（3）：10-13.

［13］謝高地，張釔鋰，魯春霞，等.中國自然草地生態(tài)系統(tǒng)服務價值[J].自然資源學報，2001，16（1）：47-53.

［14］趙同謙，歐陽志云，鄭華，等.中國森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能及其價值評價[J].自然資源學報，2004，19（4）：480-491.

［15］吳克寧，趙珂，趙舉水，等.基于生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值理論的土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評價：以安陽市為例[J].中國土地科學，2008，22（2）：23-28.

Evaluation of Ecological Effects on Comprehensive Planning of Land Use—A Case Study of Ningwu County

CHEN Mei-juan1，JIA Ning-feng2
（1.College of Environmental&Resource Sciences，Shanxi University，Taiyuan 030006，China；2.Institute of Loess Plateau，Shanxi University，Taiyuan 030006，China）

The comprehensive planning of land use has a profound influence on the ecological environment due to adjusting the land structure and land layout.To carry out ecological effect evaluation of the comprehensive planning of land use has important theoretical and practical significance for scientific and reasonable land use decision-making and protection of regional ecological environment.In this paper,the ecological effects on comprehensive planning of land use in Ningwu county from 2006-2020 were quantitatively evaluated from the perspective of ecosystem services value.The results showed that from 2006 to 2020,the ecosystem services value increased from 1 198.26×106yuan to 1 351.25×106yuan,a total increase of 152.99×106yuan,ecological environment had been improved,the planning was reasonable.In the composition of ecosystem services value,forest ecosystem services value was the largest,the increase of forest land had the most significant effect on the service value of ecosystem services in the study area.

land use;comprehensive planning;ecosystem;service value;Ningwu county

F301.24

A

1002-2481（2016）01-0057-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.01.16

2015-09-09

國家青年科學基金項目（41301609）；山西省青年科技研究基金項目（2013021031-3）

陳美娟（1989-），女，山西大同人，在讀碩士，研究方向：區(qū)域經(jīng)濟開發(fā)。賈寧鳳為通信作者。