典型喀斯特峰叢洼地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能價值評估
——以貴州平塘縣為例

易武英，張建利，代麗華，黎有為，周文龍

（貴州科學(xué)院，貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550001）

典型喀斯特峰叢洼地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能價值評估
——以貴州平塘縣為例

易武英，張建利，代麗華，黎有為，周文龍

（貴州科學(xué)院，貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550001）

以平塘縣土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，參考謝高地等制定的中國不同省份農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物量因子表和中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量因子，制定了平塘縣生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)，并計算平塘縣2000、2005、2013年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及生態(tài)敏感性指數(shù)。結(jié)果表明：研究時段平塘縣生態(tài)服務(wù)總價值呈上升變化趨勢，2000、2005、2013年生態(tài)服務(wù)總價值分別為560 688.39 萬、580 534.47萬、593 036.20 萬元；從單項生態(tài)服務(wù)價值來看，2005～2013年平塘縣生態(tài)系統(tǒng)在氣體調(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)、娛樂文化等領(lǐng)域的價值呈上升變化趨勢，但其食物生產(chǎn)價值呈下降變化趨勢；2000、2005、2013年平塘縣ESV 對VC敏感性指數(shù)均小于1，敏感性指數(shù)值介于0.003～0.517之間，說明ESV對VC不敏感，缺乏彈性，即結(jié)合平塘縣區(qū)域特征修正后的生態(tài)服務(wù)價值系統(tǒng)是合理的，研究結(jié)果是可信的。

生態(tài)服務(wù)價值評估；3S技術(shù)；喀斯特峰叢洼地；平塘縣

隨著全球生態(tài)環(huán)境的惡化，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能受到越來越廣泛的關(guān)注，成為當(dāng)前生態(tài)學(xué)研究的前沿和熱點領(lǐng)域[1]?！肚晟鷳B(tài)系統(tǒng)評估報告》中指出，1950年以來導(dǎo)致陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化的直接驅(qū)動力是土地覆被變化[2]。Westman[3]于1977年最早提出自然服務(wù)功能的概念。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)在能流、物流的生態(tài)過程中，對外部顯示的重要作用[4]。《千年生態(tài)系統(tǒng)評估報告》將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)定義為人類可以從生態(tài)系統(tǒng)獲取的益處[5]，自Costanza等對全球生物圈生態(tài)服務(wù)價值進(jìn)行估算后，生態(tài)服務(wù)價值評估已成為生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點[6]。國內(nèi)外眾多專家學(xué)者圍繞生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的內(nèi)涵、評價指標(biāo)體系及評價方法等進(jìn)行了大量研究，建立了森林[7]、農(nóng)田[8]、草地[9]、湖泊[10]、濕地[11]等典型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評價指標(biāo)體系。目前，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評價方法主要分為物質(zhì)量評價法（PAM）(如生態(tài)系統(tǒng)食物生產(chǎn)物質(zhì)量評價法、生態(tài)系統(tǒng)原材料評價法等)和價值量評價法（VAM）(如市場價值法、機會成本法、替代工程法等)2大類[12-15]。

平塘縣隸屬貴州省黔南布依族苗族自治州，有著極其特殊的地質(zhì)地貌特征。該縣石灰?guī)r分布廣泛，是典型的喀斯特峰叢洼地類型，生態(tài)環(huán)境極其脆弱，石漠化問題十分嚴(yán)重。因此，該縣人地矛盾非常突出，近十年平塘縣政府部門投入大量資金進(jìn)行石漠化治理。為了明確該區(qū)生態(tài)環(huán)境變化狀況，筆者對該縣生態(tài)服務(wù)價值系統(tǒng)進(jìn)行了修正，并利用修正后的價值系數(shù)核算了平塘縣2000、2005及2013年的生態(tài)服務(wù)功能價值，以期為該區(qū)生態(tài)修復(fù)提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

平塘縣位于貴州省南部，東徑106°40'～107°27'，北緯25°30'～26°07'；喀斯特峰叢洼地發(fā)育典型，全縣國土總面積2 815.6 km2，喀斯特地區(qū)面積就有2 455.23 km2，占全縣國土面積的87.2%；可溶碳酸鹽巖分布廣泛，占全縣總面積的80%以上；石漠化地區(qū)面積約為790 km2，占全縣總面積的28.1%，占全縣喀斯特區(qū)面積的32.2%。

2 數(shù)據(jù)來源及處理

采用覆蓋平塘縣的Landsat TM遙感影像數(shù)據(jù)（2000、2005和2013年）通過3S技術(shù)提取研究區(qū)土地利用/覆蓋信息（數(shù)據(jù)通過精度檢驗，精度達(dá)85%以上），如表1如示。

表1 平塘縣土地利用類型及比重

3 研究方法

3.1 生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)計算

在謝高地等[16]制定的中國不同省份農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物量因子表（貴州省修正系數(shù)為0.63）及中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量表[17]的基礎(chǔ)上，結(jié)合平塘縣區(qū)域特征，對貴州省農(nóng)田各類生態(tài)服務(wù)當(dāng)量進(jìn)行修正。并查閱了《平塘縣統(tǒng)計年鑒》《平塘縣國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，以2013年各類農(nóng)作物（平塘縣主要農(nóng)作物有稻谷、小麥、玉米、馬鈴薯等）的單產(chǎn)和種植面積占比為基礎(chǔ)，計算出平塘縣2013年糧食的平均產(chǎn)量為3 876.83 kg/ hm2；同時，以2013年各類農(nóng)作物的單價及產(chǎn)量占種植總產(chǎn)量百分比為基礎(chǔ)，計算出2013年平塘縣平均糧食價格為2.38元/kg；根據(jù)1個生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價值量等于當(dāng)年平塘縣平均糧食單產(chǎn)市場價值的1/7，得出平塘縣農(nóng)田自然糧食產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)價值大約為1 318.13元/hm2。在此基礎(chǔ)上，推算出平塘縣各類生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)及價值。

3.2 生態(tài)服務(wù)價值計算

以3S技術(shù)提取的土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，其中水田、旱地參考表2中的農(nóng)田生態(tài)服務(wù)價值，有林地、灌木林地參考森林生態(tài)服務(wù)價值，水域參考水體生態(tài)服務(wù)價值，未利用地參考荒漠生態(tài)服務(wù)價值，建設(shè)用地生態(tài)服務(wù)價值賦值為零。生態(tài)服務(wù)總價值計算公式為：

式中：ESV和ESVf分別表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值及單項服務(wù)價值；VCi和VCfi為第i種土地利用類型單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)及單項服務(wù)價值系數(shù)；Si為第i種土地利用類型面積。

3.3 生態(tài)服務(wù)價值敏感性指數(shù)計算

將各土地利用類型的價值系數(shù)分別上調(diào)、下調(diào)50%，以研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值對價值系數(shù)的敏感程度。生態(tài)服務(wù)價值敏感性指數(shù)（CS）計算公式如下：

式中，CS為價值系數(shù)敏感性指數(shù)；VCj、VCi分別為初始生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)和調(diào)整后生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)；ESVj、ESVi分別為初始生態(tài)服務(wù)總價值和生態(tài)價值系數(shù)調(diào)整后的生態(tài)服務(wù)總價值。當(dāng)CS＞1，表明ESV對VC富有彈性；當(dāng)CS＜1，表明ESV對VC缺乏彈性[18]。

4 結(jié)果與分析

4.1 平塘縣生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)分析

平塘縣屬于典型的喀斯特峰叢洼地，特殊地質(zhì)地貌特征（典型的二元水文結(jié)構(gòu)）導(dǎo)致缺土少水問題嚴(yán)重，坡耕地比重大（查平塘縣國土局?jǐn)?shù)據(jù)），土地分布破碎，極不利于大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，單產(chǎn)低，總量起伏波動大，當(dāng)?shù)丶Z食價格略高于一般水平。由表2可知，與全國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當(dāng)量因子相比，平塘縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當(dāng)量因子水平較高，平塘縣生態(tài)本底脆弱，其生態(tài)服務(wù)功能對人類生產(chǎn)生活尤為重要。因此，采用修復(fù)后的生態(tài)服務(wù)當(dāng)量因子來評估平塘縣生態(tài)服務(wù)功能價值，結(jié)果更加科學(xué)準(zhǔn)確。

表2 平塘縣各生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)及價值

4.2 平塘縣生態(tài)系統(tǒng)單項生態(tài)服務(wù)價值的變化情況

由表3可知，研究時段平塘縣生態(tài)服務(wù)總價值呈上升趨勢，2000、2005和2013年生態(tài)服務(wù)總價值分別為560 688.39 萬、580 534.47萬和593 036.20 萬元。從單項生態(tài)服務(wù)價值來看，2005～2013年平塘縣生態(tài)系統(tǒng)在氣體調(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)、原材料和娛樂文化等領(lǐng)域的價值呈上升趨勢，這與退耕還林、石漠化治理等工程的實施密切相關(guān)；但其食物生產(chǎn)價值呈下降趨勢，從2000年的7 713.40 萬元下降到2013年的7 015.92萬元，這主要是因為大規(guī)模勞動力外出打工導(dǎo)致耕地撂荒嚴(yán)重，食物產(chǎn)量尤其是糧食產(chǎn)量下降導(dǎo)致的。

表3 2000、2005和2013年平塘縣單項生態(tài)服務(wù)價值的比較 （萬元）

表4 2000、2005和2013年平塘縣不同土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價值變化

4.3 平塘縣不同土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價值變化情況

從不同土地利用類型來看（表4），有林地、水域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值呈上升趨勢，這是由于林地具備一定的水源涵養(yǎng)功能；另外，生態(tài)修復(fù)工程加強了對水資源的開發(fā)與保護(hù)。水田、旱地、灌木林地、未利用地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值呈下降趨勢，這是因為隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，部分地勢平緩且交通便利的耕地被侵占導(dǎo)致的。

4.4 平塘縣不同土地利用類型的生態(tài)服務(wù)敏感性分析

由表5可知，2000、2005、2013年平塘縣ESV對VC的敏感性指數(shù)處于0.003～0.517之間，均小于1，不同土地利用類型生態(tài)敏感性指數(shù)由高到低排列依次為灌木林地＞有林地＞水域＞旱地＞水田＞未利用地。這說明平塘縣ESV對VC不敏感，缺乏彈性，即結(jié)合平塘縣區(qū)域特征修正后的生態(tài)服務(wù)價值系統(tǒng)是合理的，研究結(jié)果是可信的。

表5 平塘縣調(diào)整價值系數(shù)后敏感性指數(shù)

5 結(jié) 論

研究結(jié)果表明，在所取時段內(nèi)（2000～2013年）平塘縣生態(tài)服務(wù)總價值呈上升趨勢，2000、2005、2013年生態(tài)服務(wù)總價值分別為560 688.39 萬、580 534.47萬、593 036.20 萬元；從單項生態(tài)服務(wù)價值來看，2005～2013年平塘縣生態(tài)系統(tǒng)在氣體調(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)、娛樂文化等領(lǐng)域的價值呈上升變化趨勢，但其食物生產(chǎn)價值呈下降變化趨勢；2000、2005、2013年平塘縣ESV 對VC敏感性指數(shù)均小于1，敏感性指數(shù)值介于0.003～0.517之間，說明ESV對VC不敏感，缺乏彈性，即結(jié)合平塘縣區(qū)域特征（糧食單產(chǎn)低，人均糧食占有量少，糧食單價高等）修正后的生態(tài)服務(wù)價值系統(tǒng)是合理的，研究結(jié)果是可信的。

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（責(zé)任編輯：成 平）

EvaluationofEcosystemServiceValueofTypicalKarstPeakClusterDepressionEcosystemwithPingtangCountyinGuizhouProvinceasanExample

YI Wu-ying，ZHANG Jian-li，DAI Li-hua，LI You-wei，ZHOU Wen-long
（Mountainous Resources Research Institute, Guizhou Academy of Sciences, Guiyang 550001, PRC）

Based on Pingtang County land use data, the biomass factor table of farmland ecosystem in different provinces of China and the per-unit-area ecological service value (ESV) table of terrestrial ecosystem in China, this study has made the ecological service value coefficient (VC) per unit area in Pingtang County, and calculated the ecosystem services value and the ecological sensitivity index of Pingtang County in 2000, 2005 and 2013. The results show that the total value of ecosystem services in Pingtang County during the study period increased, the total values of ecological services in 2000, 2005 and 2013 were 5 606 883 900 yuan, 5 805 344 700 yuan and 5 930 362 000 yuan, respectively. The ecosystem service value of gas regulation, climate regulation, water conservation, soil formation and conservation, waste management, biodiversity conservation, food production, and entertainment culture had an upward trend in change, but the food production value showed a downward trend from 2000 to 2013. The sensitivity index of ESV to VC was less than 1 in Pingtang County in 2000, 2005 and 2013, and the sensitivity index value was 0.003?0.517, meaning that the ESV was not sensitive to the VC, and combined with the regional characteristics of Pingtang County the revised ecological service value system is reasonable, the results are credible.

ecological service value evaluation; 3S technique; karst peak cluster depression; Pingtang County

S157.9

A

1006-060X（2017）05-0056-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.005.016

2017-03-12

貴州省科技計劃課題（黔科合SY字〔2015〕3018）；貴州省科技計劃項目（黔科合基礎(chǔ)〔2016〕1528-3號）

易武英（1987-），女，湖南邵陽市人，助理研究員，主要從事區(qū)域生態(tài)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究。