榆社縣土地利用和生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化分析

張琬淑，徐占軍

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801）

榆社縣土地利用和生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化分析

張琬淑，徐占軍

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801）

關(guān)于土地利用和生態(tài)服務(wù)價(jià)值的研究一直是土地和生態(tài)方面研究的熱點(diǎn)。在對(duì)榆社縣2010—2015年的土地利用動(dòng)態(tài)變化分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用COSTANZA等生態(tài)服務(wù)價(jià)值公式和謝高地等的生態(tài)服務(wù)價(jià)值表，計(jì)算了榆社縣2010—2015年的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化。結(jié)果表明，2010—2015年榆社縣耕地和其他用地在減少，而林地、草地、水域、建制村工礦用地、交通用地和園地都在增加；林地、草地、耕地、水域和未利用地5種土地利用類型的總生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加了0.69億元，但是食物生產(chǎn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值在下降；榆社縣箕城鎮(zhèn)和社城鎮(zhèn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值呈下降趨勢(shì)，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值都呈上升趨勢(shì)，其中，土地利用動(dòng)態(tài)度較大的4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（講堂鄉(xiāng)、蘭峪鄉(xiāng)、西馬鄉(xiāng)和河峪鄉(xiāng)）的生態(tài)服務(wù)價(jià)值增長(zhǎng)也較大。

土地利用動(dòng)態(tài)度；生態(tài)服務(wù)價(jià)值；榆社縣

土地是人類社會(huì)生存與發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人地矛盾日益突出。為緩解土地供需矛盾、實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用，研究土地利用和生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化，尋求優(yōu)化土地利用格局、提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的方法成為土地資源利用領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

1997年，COSTANZA等[1]在《Nature》上發(fā)表了“全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和自然資本”一文，在文中對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算的原理和方法進(jìn)行了研究和論述，也引發(fā)了國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的理論、評(píng)價(jià)、核算方法和應(yīng)用的研究。而土地利用的變化，作為環(huán)境變化研究的重要方面之一，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化有重要影響[2]。目前，關(guān)于土地利用和生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化的研究眾多[3-13]，但這些研究大多集中于國(guó)家和省市尺度，對(duì)小尺度的土地利用和生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化的研究還較少。

本研究在對(duì)榆社縣2010—2015年土地利用動(dòng)態(tài)變化分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用COSTANZA等[1]生態(tài)服務(wù)價(jià)值公式和謝高地等[9]的生態(tài)服務(wù)價(jià)值表，計(jì)算了榆社縣2010—2015年的生態(tài)服務(wù)價(jià)值，分析了榆社縣生態(tài)服務(wù)價(jià)值的變化情況，旨在為區(qū)域土地資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

榆社縣位于山西省中部偏東，太行山西麓，濁漳北源兩岸，東與左權(quán)、和順為鄰，北與太谷、榆次接壤，西與祁縣相鄰，南與武鄉(xiāng)毗鄰。其面積為1 699 km2，現(xiàn)轄4鎮(zhèn)5鄉(xiāng)（箕城鎮(zhèn)、云竹鎮(zhèn)、郝北鎮(zhèn)、社城鎮(zhèn)、河峪鄉(xiāng)、講堂鄉(xiāng)、北寨鄉(xiāng)、西馬鄉(xiāng)、蘭峪鄉(xiāng)）。

1.2 數(shù)據(jù)來源

所用數(shù)據(jù)為榆社縣2010—2015年土地利用現(xiàn)狀圖、地形圖和行政區(qū)劃圖，由榆社縣政府提供。

1.3 研究方法

本研究參照2007年的《土地利用現(xiàn)狀分類》，結(jié)合榆社縣的實(shí)際情況，將土地利用類型劃分為耕地（水澆地和旱地）、林地（有林地、灌木林地和其他林地）、草地、園地（果園和其他園地）、水域（河流水面、水庫(kù)水面、坑塘水面、內(nèi)陸灘涂、溝渠和水工建筑用地）、交通用地（鐵路、公路）、城鎮(zhèn)村及工礦用地（建制鎮(zhèn)、村莊、采礦用地、風(fēng)景名勝及特殊用地）、其他用地（設(shè)施農(nóng)用地、田坎、沙地和裸地）。

1.3.1 土地利用動(dòng)態(tài)度土地利用動(dòng)態(tài)度是指區(qū)域內(nèi)土地利用類型的變化情況，分為單一土地利用動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度。

1.3.1.1 單一土地利用動(dòng)態(tài)度[14]單一土地利用動(dòng)態(tài)度是指某研究區(qū)某時(shí)段內(nèi)的某種土地利用類型的變化情況，其計(jì)算公式如下。

式中，K為單一土地利用動(dòng)態(tài)度；Aa，Ab分別為研究期初和研究期末的某一土地利用類型的數(shù)量；T為研究時(shí)段。

1.3.1.2 綜合土地利用動(dòng)態(tài)度[14]綜合土地利用動(dòng)態(tài)度的計(jì)算公式如下。

式中，LC為綜合土地利用動(dòng)態(tài)度；LUi為研究期初i類土地利用類型的面積；ΔLUi－j為研究時(shí)期內(nèi)i類土地利用類型轉(zhuǎn)化成其他土地利用類型的面積的絕對(duì)值；T為研究時(shí)段。

1.3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值一般包括氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護(hù)、廢物處理、生物多樣性保護(hù)、食物生產(chǎn)、原材料、娛樂文化。

謝高地等[15]依據(jù)COSTANZA等[1]的生態(tài)服務(wù)價(jià)值估算方法，經(jīng)過全面科學(xué)的問卷調(diào)查，形成中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值表。本研究參考2015年的貨幣價(jià)值量，并考慮不同省份的區(qū)域修正系數(shù)，得出山西省不同土地利用類型所對(duì)應(yīng)的價(jià)值表（表1）（建制村和工礦用地、交通用地不包含在內(nèi)）。

表1 山西省生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值億元/（a·hm2）

在表1基礎(chǔ)上，計(jì)算出榆社縣不同土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值，其計(jì)算公式如下。

式中，ESV為總生態(tài)服務(wù)價(jià)值；ESVk為k類土地類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值；ESVf為第f項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能的價(jià)值；Ak為k類土地利用類型的面積；VCkf為k類土地利用類型的f項(xiàng)的生態(tài)服務(wù)功能單位面積的服務(wù)價(jià)值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel，ArcGIS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 土地利用動(dòng)態(tài)變化分析

從表2可以看出，2010—2015年，榆社縣土地利用變化的總體趨勢(shì)為：耕地和其他用地在減少，其中，其他用地減少速率更大；林地、草地、水域、建制村工礦用地、交通用地和園地都在增加，其中，建制村工礦用地增加速率最大，交通用地增加也較為顯著。建制村工礦用地、交通用地顯著增加和其他用地的顯著減少，表明2010—2015年這5 a榆社縣的土地利用率提高，建設(shè)用地顯著增加；林地面積的增加和耕地面積的減少，與“退耕還林”政策的落實(shí)密不可分；園地的增長(zhǎng)幅度也較大。總的來看，榆社縣土地利用變化方向與全國(guó)土地利用變化方向一致，大背景為經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，建設(shè)用地迅速增加，同時(shí)積極響應(yīng)“退耕還林”政策。

表2 榆社縣2010—2015年土地利用動(dòng)態(tài)度

根據(jù)榆社縣綜合土地利用動(dòng)態(tài)度發(fā)現(xiàn)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的綜合土地利用動(dòng)態(tài)度由大到小的順序依次為講堂鄉(xiāng)、蘭峪鄉(xiāng)、西馬鄉(xiāng)、河峪鄉(xiāng)、北寨鄉(xiāng)、箕城鎮(zhèn)、郝北鎮(zhèn)、云竹鎮(zhèn)、社城鎮(zhèn)。其中，箕城鎮(zhèn)、云竹鎮(zhèn)、郝北鎮(zhèn)和社城鎮(zhèn)4個(gè)鎮(zhèn)均低于全縣總體水平，尤其是社城鎮(zhèn)，綜合土地利用動(dòng)態(tài)度僅為0.575，變化動(dòng)態(tài)最小，原因歸結(jié)于其林地占所有土地的1/2以上，具有絕對(duì)主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，且林地的變化率較低。社城鎮(zhèn)作為面積最大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，既非中心城鎮(zhèn)，也不比鄰中心城鎮(zhèn)，同時(shí)又在國(guó)道上，前期開發(fā)已完成，故2010—2015年這5 a該鎮(zhèn)土地利用格局變化小、土地利用動(dòng)態(tài)變化幅度小。而講堂鄉(xiāng)的綜合土地利用動(dòng)態(tài)度最大，其中，耕地的貢獻(xiàn)率最大，林地和其他用地的貢獻(xiàn)率也較大。北寨鄉(xiāng)變化程度最為接近全縣水平，為1.369；箕城鎮(zhèn)為1.076，箕城鎮(zhèn)作為中心鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其變化態(tài)勢(shì)在一定程度上代表榆社縣的土地利用程度。

3 生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估結(jié)果

以榆社縣的土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用生態(tài)服務(wù)價(jià)值表（表1）及其計(jì)算公式，估算了榆社縣2010，2015年的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)服務(wù)價(jià)值及變化率，據(jù)此對(duì)榆社縣生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行分析研究。

3.1 榆社縣2010—2015年總的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化

本試驗(yàn)主要對(duì)林地、草地、耕地、水域和未利用地5種土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化進(jìn)行研究，結(jié)果表明，榆社縣2010—2015年林地、草地、耕地、水域和未利用地5種土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值從24.91億元增加到了25.6億元，平均每年增長(zhǎng)0.14億元。除了耕地和未利用土地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少外，其余3種土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值都有所增長(zhǎng)（表3）。具體來看，耕地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值下降，與耕地面積的減少息息相關(guān)，這是“退耕還林”政策實(shí)施的結(jié)果；未利用土地生態(tài)服務(wù)價(jià)值也在減少，這與榆社縣近幾年加強(qiáng)對(duì)未利用土地的開發(fā)建設(shè)有著很大關(guān)系；在3種生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加的土地利用類型中，林地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加最顯著，其生態(tài)服務(wù)價(jià)值最大，這與林地面積的增加有顯著關(guān)系，榆社縣林地面積約占總面積的69%，且“退耕還林”政策的實(shí)施又進(jìn)一步增加了林地面積；草地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值量位居第2；水域用地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值量則位居第3，而2010年，榆社縣水域面積占總面積的2.6%，僅為耕地面積的1/5，但其價(jià)值量卻高于耕地的價(jià)值量，這可能是由于水域的服務(wù)價(jià)值系數(shù)更大的緣故。

表3 榆社縣2010—2015年生態(tài)服務(wù)價(jià)值

3.2 榆社縣2010—2015年各項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值變化

由表4可知，2010，2015年各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值中，只有食物生產(chǎn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值下降，其他的生態(tài)服務(wù)價(jià)值均有所增加。食物生產(chǎn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少的速率達(dá)2.25%，這可能是因?yàn)閷?duì)食物生產(chǎn)影響最大的耕地在退耕還林還草的大背景下大幅度減少，從而導(dǎo)致食物的生產(chǎn)也大幅度減少。而在所有呈增加趨勢(shì)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值中，娛樂文化的增加速率最大，為4.18%，這可能是由于隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們?cè)絹碓阶非缶袷澜绲呢S富，自然資源的娛樂文化價(jià)值得到重視，所以，榆社縣的娛樂文化價(jià)值的增速才最快。土壤形成與保護(hù)是生態(tài)服務(wù)價(jià)值增長(zhǎng)功能中價(jià)值量最大且增速最慢的功能，這是因?yàn)橥寥赖男纬墒且粋€(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過程，因此，其生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化也最慢；氣體調(diào)節(jié)和氣候調(diào)節(jié)2項(xiàng)功能關(guān)系密切，在榆社縣氣候調(diào)節(jié)的功能價(jià)值明顯低于氣體調(diào)節(jié)，可見，小區(qū)域的土地利用格局對(duì)氣候的作用有限。另一方面，結(jié)合各項(xiàng)功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值和變化率發(fā)現(xiàn)，越是容易在短時(shí)間內(nèi)以經(jīng)濟(jì)利益衡量的生態(tài)服務(wù)功能，其變化程度越大。這里的娛樂文化（4.18）、水源涵養(yǎng)（3.79）、原材料（3.3）和廢物處理（2.68）等功能相對(duì)于氣體調(diào)節(jié)（2.87）、生物多樣性（2.43）、氣候調(diào)節(jié)（2.37）、土壤形成與保護(hù)（2.24）等功能更容易在短時(shí)間內(nèi)以經(jīng)濟(jì)量化。

表4 榆社縣2010—2015年各項(xiàng)功能生態(tài)服務(wù)價(jià)值

3.3 榆社縣2010—2015年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值變化

由表5可知，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，只有箕城鎮(zhèn)和社城鎮(zhèn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值是下降的，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值都呈上升趨勢(shì)?；擎?zhèn)是榆社縣的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，城市化進(jìn)程中其生態(tài)功能服務(wù)價(jià)值逐漸降低，可見，在城市建設(shè)發(fā)展過程中應(yīng)注意城市的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。社城鎮(zhèn)土地利用動(dòng)態(tài)度最小，林地、耕地與其他用地的土地利用動(dòng)態(tài)度都是負(fù)值，表明社城鎮(zhèn)的林地和耕地面積越來越少；其他用地的減少表明，社城鎮(zhèn)在不斷開發(fā)未利用地，同時(shí)社城鎮(zhèn)處于北部山區(qū)，原本生態(tài)環(huán)境相對(duì)南部平緩地區(qū)就較脆弱，林地、耕地和其他用地的減少是社城縣生態(tài)服務(wù)價(jià)值下降的主要原因。同樣位于東北山區(qū)的北寨鄉(xiāng)則呈現(xiàn)生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加態(tài)勢(shì)，相比社城鎮(zhèn)，北寨鄉(xiāng)的土地利用動(dòng)態(tài)度大，區(qū)域的生態(tài)服務(wù)價(jià)值遠(yuǎn)大于社城鎮(zhèn)，可見，生態(tài)服務(wù)價(jià)值的變化與土地利用動(dòng)態(tài)度的變化息息相關(guān)，土地利用方向上的頻繁變動(dòng)或變化量大，影響著該區(qū)域的土地生態(tài)服務(wù)價(jià)值。

表5 榆社縣2010—2015年生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化

因此，為提高生態(tài)服務(wù)價(jià)值，應(yīng)因地制宜合理利用土地，需提高區(qū)域土地的合理利用率，合理規(guī)劃土地利用布局，如增加區(qū)域水域用地和林地草地的面積，合理布局耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地，以期達(dá)到最大的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。此外，均衡發(fā)展研究區(qū)內(nèi)的各子區(qū)域的生態(tài)服務(wù)價(jià)值，從而達(dá)到整體水平的更大價(jià)值。

4 結(jié)論

本研究對(duì)榆社縣2010—2015年的土地利用和生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化進(jìn)行了探討，分析了榆社縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化情況，發(fā)現(xiàn)榆社縣總的生態(tài)服務(wù)價(jià)值在增加，但是某些單項(xiàng)的功能和個(gè)別鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值在下降。

榆社縣2010—2015年，耕地和其他用地在減少，其中，其他用地減少速率較大；林地、草地、水域、建制村工礦用地、交通用地和園地都在增加，其中，建制村工礦用地增加速率最大，交通用地增加也較為顯著。榆社縣2010—2015年，林地、草地、耕地、水域和未利用地5種土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加了0.69億元，變化率為2.75%。

榆社縣2010—2015年，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的結(jié)構(gòu)有所變化，其中，食物生產(chǎn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值在下降，其他的生態(tài)服務(wù)價(jià)值都在增加。食物生產(chǎn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值下降了2.25%；在所有呈現(xiàn)增加趨勢(shì)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值中，娛樂文化的增加速率最大，為4.18%。榆社縣2010—2015年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值中，只有箕城鎮(zhèn)和社城鎮(zhèn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值在下降，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值都呈上升趨勢(shì)。其中，土地利用動(dòng)態(tài)度較大的4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（講堂鄉(xiāng)、蘭峪鄉(xiāng)、西馬鄉(xiāng)和河峪鄉(xiāng)），其生態(tài)服務(wù)價(jià)值增長(zhǎng)也較大。

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Analysis on the Change of Land Use and Ecosystem Service Value in Yushe County

ZHANGWanshu，XUZhanjun
（College ofResources and Environment，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

The research on land use and the value of ecological service has been a hot research topic in the field of land and ecology.Based on the analysis of the dynamic changes on land in Yushe county from 2010 to 2015,this paper used ecological service value computing formula to calculate the change ofecological service value in Yushe county in 2010-2015.The results showed that from 2010 to 2015,farmland and other land use reduced,while forest land,grassland,water area,industrial and mining land,transportation land and garden increased.From 2010 to 2015,the total ecological service value of forest land,grassland,farmland,water area and unused land increased by 69 million yuan in Yushe county,but the value ofecological service of food production declined.From 2010 to 2015,the ecological service value of Jicheng town and Shecheng town declined,and the value of ecosystem services in other towns increased.Amongthem,four towns（Jiangtangtownship,Lanyu township,Xima township,Heyu township）with the larger dynamic degree ofland use were the four larger towns ofthe ecological service value.

land usingdynamic degree;the ecological service value;Yushe county

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.42

F301.24

：A

：1002-2481（2017）05-0843-05

2016-12-15

國(guó)家青年基金項(xiàng)目（51304130）；山西省青年科技研究基金項(xiàng)目（2015021125）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51074154/E042203）；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)基金項(xiàng)目（20132-13）

張琬淑（1991-），女，山西高平人，在讀碩士，研究方向：土地生態(tài)、資源環(huán)境評(píng)價(jià)。徐占軍為通信作者。