基于系數(shù)修正的青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)變化研究*

劉 倩,李 葛,張 超,趙 麗,朱永明

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源學(xué)院 保定 071001)

生態(tài)環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng),是一定區(qū)域范圍內(nèi),系統(tǒng)各組成要素之間、與外部環(huán)境之間,通過(guò)物質(zhì)、能量等介質(zhì),相互轉(zhuǎn)化、相互作用組合形成的關(guān)系鏈[1]。生態(tài)系統(tǒng)是地球的生命支持系統(tǒng),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)過(guò)程形成的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[2],對(duì)人類的生存和發(fā)展有不可替代的作用。當(dāng)前對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究也多是在謝高地等[3]提出的“中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表”基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行定量評(píng)估,評(píng)估多從大尺度展開(kāi),較少對(duì)縣域小尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化特征進(jìn)行探討。鄧舒洪[4]、劉亞男等[5]從土地利用變化角度出發(fā),分析了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)變化的原因;周家艷等[6]從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估的角度分析了蘇州太湖國(guó)家旅游度假區(qū)規(guī)劃環(huán)評(píng)項(xiàng)目。關(guān)于生態(tài)服務(wù)價(jià)值測(cè)算的標(biāo)準(zhǔn)方法一直處于探索中,目前世界上還沒(méi)有公認(rèn)的,比較合理、成熟的生態(tài)服務(wù)價(jià)值測(cè)算方法：王曉晴等[7]結(jié)合土地生態(tài)要素以糧食單產(chǎn)進(jìn)行區(qū)位修訂,估算了生態(tài)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值;肖玉等[8]根據(jù)“糧食產(chǎn)量法”進(jìn)行地區(qū)調(diào)整,用耕地單位面積年自然糧食產(chǎn)量的生產(chǎn)服務(wù)功能的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行調(diào)整,確定了適合本區(qū)域的當(dāng)量因子表;唐秀美等[9]利用生態(tài)區(qū)位指標(biāo)對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子進(jìn)行調(diào)整,驗(yàn)證了同種土地利用類型在不同生態(tài)區(qū)位具有不同生態(tài)服務(wù)價(jià)值;賴瑾瑾等[10]從景觀格局方面選取指標(biāo),設(shè)計(jì)修正系數(shù)調(diào)整了地域差異性。由于生態(tài)價(jià)值的功能并不是直接地反映到物質(zhì)量的測(cè)度上,所以學(xué)者在評(píng)估時(shí),常采用替代的辦法進(jìn)行估算。但是對(duì)不同地方、不同時(shí)間、不同社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r的生態(tài)服務(wù)價(jià)值測(cè)算時(shí),應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身特點(diǎn)選取適合的評(píng)估指標(biāo),建立合理的評(píng)估模型,因此,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的測(cè)試方法還有待繼續(xù)研究。

本文從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值內(nèi)涵入手,以 Costanza評(píng)估模型[11]為基礎(chǔ),參考謝高地等[12-15]的研究成果,以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)修訂與動(dòng)態(tài)調(diào)整為研究重點(diǎn),以青龍縣為研究區(qū),通過(guò)區(qū)域差異性系數(shù)、社會(huì)發(fā)展修正系數(shù)的計(jì)算,逐步構(gòu)建一個(gè)較為完善并適用于縣域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)評(píng)估模型。對(duì)2006—2016年間青龍縣土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行測(cè)算,分析其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。以期在理論和方法上為縣域尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究提供相關(guān)借鑒,在實(shí)踐中為青龍縣生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性管理和土地利用格局優(yōu)化提供量化依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

青龍滿族自治縣(簡(jiǎn)稱青龍縣)位于河北省東北部,隸屬于秦皇島市。地處118°33′31″～119°36′30″E,40°04′40″～40°36′52″N,處于中朝臺(tái)、燕山臺(tái)褶帶東部、華北坳陷、山海關(guān)臺(tái)拱北部和馬蘭峪復(fù)式背斜東段的交合部位。在東北、華北兩大經(jīng)濟(jì)區(qū)結(jié)合部和環(huán)渤海、環(huán)京津經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)。青龍縣全縣土地總面積 3 510 km2,包括25個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),396個(gè)行政村。地勢(shì)東、西、北三面高,只有南面較低,形似扁形漏斗出口。青龍縣地處冀北山地丘陵區(qū),境內(nèi) 56%以上的土地為園地和林地,生態(tài)條件十分優(yōu)越,2015年被劃入“京津冀重要生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)”,在區(qū)域生態(tài)建設(shè)中占有重要位置。然而由于青龍縣自身的自然條件,該地區(qū)晝夜溫差較大,降雨量多,水土流失現(xiàn)象及風(fēng)蝕現(xiàn)象比較嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境較為敏感脆弱。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文所采用的土地利用變化數(shù)據(jù)主要參照2006—2016年各年土地調(diào)查年鑒;相關(guān)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《河北省農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2016年)和《青龍滿族自治縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料》(2006—2016年)、《青龍滿族自治縣志(1979—2004年)》及《青龍滿族自治縣政府工作報(bào)告(2016年)》等;其他資料來(lái)源于《中國(guó)氣象年鑒》(2006—2016年)、《青龍滿族自治縣土地利用總體規(guī)劃(2010—2020年)》《青龍滿族自治縣土地利用總體規(guī)劃(2010—2020年)調(diào)整完善方案》《秦皇島市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》和秦皇島及青龍縣政府各部門提供的政策法規(guī)、發(fā)展規(guī)劃等。

2 研究方法

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估基礎(chǔ)模型

1997年,Costanza等[11]將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分成9項(xiàng),并針對(duì)全球范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值及各分項(xiàng)功能價(jià)值做了逐一計(jì)算。他們的研究思路可以概括為：首先,根據(jù)一定的分類標(biāo)準(zhǔn),對(duì)研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分類;其次,依照不同的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和方法,計(jì)算各土地類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值;最后,匯總計(jì)算得到區(qū)域內(nèi)總結(jié)構(gòu)表。具體模型如下：

式中：Vt表示區(qū)域第t年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值(元);Si表示第i類土地利用類型的面積(hm2);Mij表示單位面積的第i類生態(tài)系統(tǒng)的第j類服務(wù)功能的價(jià)值系數(shù)(元·hm-2);i表示土地利用類型數(shù);j表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能類型數(shù)。

2002年,謝高地等[3]針對(duì)Costanza等研究成果制定了中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表。2007年,謝高地又改進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子[11],具體見(jiàn)表1。

表1 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表(2007年)Table 1 Equivalent factor table of terrestrial ecosystem service value in China(2007)

本文以 2007年謝高地研究員建立的最新的評(píng)估模型為初始模型,根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H及時(shí)間尺度糧食單價(jià)變化對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值進(jìn)行研究。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估方法修正

2.2.1 單位糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值測(cè)算

謝高地等[3]的研究結(jié)果中當(dāng)量因子采用糧食凈價(jià)值,是實(shí)際糧食價(jià)值扣除生產(chǎn)成本后的價(jià)值。經(jīng)測(cè)算,將其定義為糧食單產(chǎn)價(jià)值的1/7[16]。

對(duì)青龍縣的作物種植狀況進(jìn)行綜合考慮,選取谷類、薯類和豆類的播種面積及產(chǎn)值對(duì)1個(gè)當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行調(diào)整。此外,由于農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格的變動(dòng)會(huì)受經(jīng)濟(jì)因素的影響,因此在計(jì)算中,將農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)值全部換算成以2006年為基準(zhǔn)的不變價(jià)。具體單位面積糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值計(jì)算如公式(2)所示：

式中：Et表示單位面積糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(元·hm-2);Tt表示研究區(qū)每年的糧食總價(jià)值(元);Xt表示研究區(qū)每年糧食播種面積(hm2)。

根據(jù)研究區(qū)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒,運(yùn)用公式(2),統(tǒng)計(jì)得到 2006—2016年青龍縣單位面積生態(tài)系統(tǒng)食物生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值統(tǒng)計(jì)表,具體見(jiàn)表2。

表2 2006—2016年青龍縣單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)食物生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值Table 2 Economic value produced by food production of farmland per unit area in Qinglong County from 2006 to 2016

2.2.2 系數(shù)修正

1)區(qū)域差異系數(shù)修正

謝高地等[3]學(xué)者主要是針對(duì)我國(guó)平均狀態(tài)下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了研究,但是,不同地區(qū)所處的位置、生態(tài)環(huán)境以及區(qū)域內(nèi)生物多樣性等的差異對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值大小存在一定影響。為了使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的結(jié)果更加準(zhǔn)確,在評(píng)估過(guò)程中必須要綜合多方面因素進(jìn)行考慮[17],如環(huán)境因素、時(shí)間因素、地域差異因素以及評(píng)估對(duì)象的各方面特征屬性等等。區(qū)域差異系數(shù)反映的是不同區(qū)域中的各個(gè)區(qū)域要素共同作用所形成的差異,本文考慮從區(qū)域尺度進(jìn)行區(qū)域差異系數(shù)修正,可依據(jù)區(qū)域內(nèi)生物量[16]的差異對(duì)不同區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行修正。結(jié)合研究區(qū)自身實(shí)際情況,本文采用凈初級(jí)生產(chǎn)潛力(NPP)代替生物量,用生物生產(chǎn)力指標(biāo)中某類植被的自然植被凈初級(jí)生產(chǎn)潛力值與所有類型植被的平均凈初級(jí)生產(chǎn)力的比值對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域差異性系數(shù)(Qt)進(jìn)行修正,具體計(jì)算公式如下：

式中：Qt表示第t年的區(qū)域差異系數(shù);NPP表示自然植被的凈初級(jí)生產(chǎn)潛力(t·hm-2·a-1);NPPmean表示所有類型植被的平均凈初級(jí)生產(chǎn)力。

目前,已經(jīng)有多種用來(lái)對(duì) NPP進(jìn)行估算的模型[17-20],本文考慮到研究區(qū)實(shí)際狀況以及資料數(shù)據(jù)的可獲取性,對(duì) NPP的預(yù)測(cè)采用了 Thornthwaite Memorial模型：

式中：Z表示研究區(qū)一年內(nèi)實(shí)際蒸散量(mm);e表示自然常數(shù);H表示研究區(qū)一年內(nèi)的平均蒸散量(mm);t表示研究區(qū)一年內(nèi)的平均氣溫(℃);R表示研究區(qū)一年內(nèi)的降水總量(mm)。

根據(jù)公式(3)-(6)及青龍縣2007年實(shí)際蒸散量、平均氣溫及年降水量,計(jì)算出青龍縣NPP值及區(qū)域差異系數(shù),具體見(jiàn)表3。

表3 青龍縣區(qū)域差異系數(shù)表Table 3 Regional difference coefficient in Qinglong County

2)社會(huì)發(fā)展系數(shù)修正

生態(tài)系統(tǒng)自身具有復(fù)雜性,這表現(xiàn)為時(shí)間和空間上的異質(zhì)變化特征,生態(tài)功能的多樣變化特征等。Wilson等[21]指出,人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值大小的認(rèn)識(shí)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程,對(duì)其認(rèn)識(shí)的過(guò)程是循序漸進(jìn)、逐步深入的,其價(jià)值量的大小與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段密切相關(guān),具體體現(xiàn)為隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能和作用的支付意愿也會(huì)逐漸提高[22-23]。社會(huì)發(fā)展階段系數(shù)反映的是在不同社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平和人民生活水平下,人們對(duì)生態(tài)價(jià)值的支付意愿的相對(duì)水平[24]。因此,本文針對(duì)青龍縣提出用社會(huì)發(fā)展階段系數(shù)修正生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值的測(cè)算,社會(huì)發(fā)展階段系數(shù)的發(fā)展過(guò)程與生物生長(zhǎng)的過(guò)程具有極其相似的發(fā)展過(guò)程特征,因此可以用皮爾生長(zhǎng)曲線(S曲線)模型來(lái)表征這種發(fā)展趨勢(shì)特征,具體計(jì)算公式為：

式中：l表示與現(xiàn)實(shí)支付意愿有關(guān)的社會(huì)發(fā)展階段系數(shù);L表示的是人們?cè)跇O富情況下的支付意愿,將其取值為1;e為自然常數(shù);En表示恩格爾系數(shù)。

計(jì)算時(shí),先求取恩格爾系數(shù),包括青龍縣城鎮(zhèn)和農(nóng)村,再分別求其對(duì)應(yīng)的城鎮(zhèn)發(fā)展階段系數(shù)l1和農(nóng)村發(fā)展階段系數(shù),則青龍縣綜合發(fā)展系數(shù)為：

式中：l1表示城鎮(zhèn)社會(huì)發(fā)展系數(shù),W1表示城鎮(zhèn)人口的占比,l2表示農(nóng)村社會(huì)發(fā)展系數(shù),W2表示農(nóng)村人口的占比。

假設(shè),人們對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品功能以及服務(wù)功能具有相同的支付意愿,并根據(jù)這種情況制定了當(dāng)量因子表,那么社會(huì)發(fā)展修正系數(shù)構(gòu)建如下所示：

根據(jù)社會(huì)發(fā)展系數(shù)公式(7)、公式(8)計(jì)算得到青龍縣以及全國(guó)范圍的社會(huì)發(fā)展階段系數(shù),再根據(jù)公式(9)計(jì)算得到青龍縣社會(huì)發(fā)展修正系數(shù),見(jiàn)表4。

2.2.3 修正后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值動(dòng)態(tài)評(píng)估模型

基于前述分析,本文在Costanza等[11]創(chuàng)立的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估模型的基礎(chǔ)上,綜合參考謝高地等[12]關(guān)于我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)表的研究成果,結(jié)合青龍縣的具體發(fā)展情況,從糧食單產(chǎn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值(Et)測(cè)算、區(qū)域差異系數(shù)(Qt)修正和社會(huì)發(fā)展系數(shù)(Kt)修正 3個(gè)方面對(duì)謝高地價(jià)值系數(shù)進(jìn)行修正,運(yùn)用系數(shù)修正法,得到調(diào)整后的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估模型,具體如下：

表4 2006—2016年青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值社會(huì)發(fā)展系數(shù)表Table 4 Social development coefficient of ecosystem service value in Qinglong County from 2006 to 2016

式中：Vt表示青龍縣第t年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值(元);Ti表示青龍縣i類土地利用類型的面積(hm2);Fij表示青龍縣第i類土地第j種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能所對(duì)應(yīng)當(dāng)量因子表數(shù)值;Et表示青龍縣第t年單位面積糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(元·hm-2);Qt表示青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的區(qū)域差異系數(shù)修正值;Kt表示青龍縣第t年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的社會(huì)發(fā)展系數(shù)修正值;i表示土地利用類型個(gè)數(shù);j表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型;t表示年份。

2.2.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值動(dòng)態(tài)評(píng)估

本文根據(jù)青龍縣土地覆被及土地利用現(xiàn)狀,參考中國(guó)科學(xué)院土地利用/覆被分類體系,對(duì)青龍縣 11年的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新歸并、分類,最終將青龍縣域內(nèi)土地分為7種土地利用類型。具體分類如表5所示。

根據(jù)上述表5青龍縣的土地利用分類標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)計(jì)青龍縣2006—2016年間各土地利用類型面積,如表6所示。

通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法的修正,得到了修正后的動(dòng)態(tài)評(píng)估模型,結(jié)合2006—2016年青龍縣各年土地利用變化數(shù)據(jù)(表6),計(jì)算出 2006—2016年青龍縣各土地利用類型的各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能類型的價(jià)值,并進(jìn)行分類匯總。

由于建設(shè)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值通常較低且評(píng)估的方法相對(duì)復(fù)雜,并且評(píng)估要求建設(shè)用地的分級(jí)分類程度更高以及城鎮(zhèn)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)精確等,本文限于數(shù)據(jù)精度和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取困難等因素,并沒(méi)有對(duì)研究區(qū)內(nèi)的建設(shè)用地做出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估。通過(guò)對(duì)Costanza等[11]和謝高地等[12]做了區(qū)域和社會(huì)發(fā)展階段的修正,應(yīng)用修正后的動(dòng)態(tài)評(píng)估模型,對(duì) 2006—2016年青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果見(jiàn)表7。

表5 青龍縣土地利用分類標(biāo)準(zhǔn)Table 5 Classification standard for land use of Qinglong County

表6 2006—2015年青龍縣各土地利用類型的面積Table 6 Areas of different land use types in Qinglong County from 2006 to 2016 hm2

表7 2006—2016年青龍滿族自治縣不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值Table 7 Ecosystem service values of different land use types in Qinglong County from 2006 to 2016 108￥

依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的不同,計(jì)算出青龍縣2006—2016年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值構(gòu)成,具體見(jiàn)表8。

3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)變化分析

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值變化

由表7和圖1可以看出,2006—2016年青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值呈增加-減少-增加的變化趨勢(shì),總量增加45.07億元,年均變化量為4.51億元·年-1,年均變化率為4.54%。

2006—2009年間,青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì),2010—2011年間出現(xiàn)略微下降,2012—2014年呈現(xiàn)逐年遞增趨勢(shì),到2014年總價(jià)值達(dá)到最高值,為120.46億元,隨后2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值有所回降。根據(jù)研究區(qū)土地利用變化情況,深入探究,不難發(fā)現(xiàn),縣域林地及園地的面積呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),而相對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),林地與園地所能帶來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)占整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)非常重要的部分。

此外,根據(jù)2006—2016年的社會(huì)發(fā)展系數(shù)的變化情況可以看出,社會(huì)發(fā)展系數(shù)在11年間呈現(xiàn)一種逐年遞增的態(tài)勢(shì),由2006年的0.98增加到2015年1.37,并在2014年處達(dá)到峰值1.43,與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈現(xiàn)相同的變化特征。因此,青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化不僅受土地利用類型面積的影響,還與單位面積糧食產(chǎn)值及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r存在一定的關(guān)系。

3.2 土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化

由表7及圖2可以看出,2006—2016年青龍縣各土地類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)增加-減少-增加的波動(dòng)狀態(tài),與 2006—2016年青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值的變化趨勢(shì)一致。

表8 青龍縣2006—2016年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值動(dòng)態(tài)構(gòu)成表Table 8 Composition of ecosystem service function value in Qinglong County from 2006 to 2016 108￥

圖1 2006—2016年青龍縣各土地類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值構(gòu)成圖Fig.1 Composition of ecosystem service value of different land types in Qinglong County from 2006 to 2016

根據(jù)過(guò)去11年,平均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在每種土地類型中的構(gòu)成情況,林地所占比例是最高的,占總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的 71.89%;其次是園地占比15.51%、水域占比4.16%、耕地占比4.08%;縣域內(nèi)未利用地及濕地占比最少,分別為2.39%和1.96%。因此,林地和園地在青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中占據(jù)十分重要的作用。

就每種土地類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化規(guī)律而言,在研究時(shí)段內(nèi)具有相同的變化特征,但各項(xiàng)的變化量有所不同。2006—2009年間,林地所帶來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加量最多,為21.47億元,占總變化量的73.35%,濕地的變化量最少,為0.55億元,僅占總變化量的1.88%;2010—2011年間,受林地和園地土地面積減少的影響,其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈現(xiàn)一定程度的下降;2012—2014年,隨著研究區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的逐漸提高,各類土地所能提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值也逐年提高,林地、園地總增加量占總變化的87.88%,濕地、未利用地影響最弱。因此,單個(gè)土地類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的增加和減少不僅與土地類型面積變化息息相關(guān),亦與社會(huì)發(fā)展階段及其他經(jīng)濟(jì)因素的變化密切相關(guān)。這些因素的綜合作用,使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)復(fù)雜性。

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值構(gòu)成變化

綜合分析表7及圖3可以看出,青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值結(jié)構(gòu)總體變化不大,趨于穩(wěn)定,但各類功能的占比有較大區(qū)別,其平均占比如圖3所示。

根據(jù)圖3可知,各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能所占的比例是不同的,呈現(xiàn)了明顯的大小關(guān)系,依次為：生物多樣性保護(hù)＞水源涵養(yǎng)＞氣候調(diào)節(jié)＞氣體調(diào)節(jié)＞土壤的形成與保護(hù)＞原材料＞廢物處理＞游憩文化＞食物生產(chǎn)。其中,生物多樣性保護(hù)功能的平均價(jià)值是最高的,為14.80億元,占生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)平均價(jià)值的 15.57%,主要因?yàn)榱值丶皥@地的生物多樣性保護(hù)功能服務(wù)價(jià)值的系數(shù)值較高,而在青龍縣的境內(nèi),林地及園地的面積約占青龍縣總面積的 56%以上。此外,研究區(qū)所處位置屬于燕北低山丘陵盆地,其耕地面積較少,食物生產(chǎn)水平有限,比例最低的是食物生產(chǎn)方面,占平均值的2.03%。

圖2 2006—2016年各土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化圖Fig.2 Changes of ecosystem service value of land use types in Qinglong County from 2006 to 2016

圖3 2006—2016年青龍縣各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能平均價(jià)值構(gòu)成圖Fig.3 Composition of the average value of each ecosystem services function in Qinglong County from 2006 to 2016

從不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能來(lái)看,各土地利用類型所能提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化有所差異(圖4)。食物生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)等8種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的變化趨勢(shì)一致,且與總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化相一致。而原材料的變化趨勢(shì)與其余的趨勢(shì)不盡相同,其變化趨勢(shì)呈現(xiàn)波動(dòng)性變化。2006—2008年呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì),2010年出現(xiàn)跳躍式增加后,再次在2010—2012年出現(xiàn)回降趨勢(shì),在2014—2016年間呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì),2016年變化趨勢(shì)又出現(xiàn)小幅度下降?？傮w來(lái)看,原材料的變化趨勢(shì)較為復(fù)雜。

4 結(jié)論與討論

本文以青龍縣為研究區(qū),采用區(qū)域差異系數(shù)和社會(huì)發(fā)展系數(shù)對(duì)謝高地等[12]建立的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表進(jìn)行修正,通過(guò)構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)評(píng)估模型,評(píng)估了2006—2016年間青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的動(dòng)態(tài)變化情況,主要結(jié)論如下：

圖4 2006—2016年青龍縣不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化圖Fig.4 Changes of different ecosystem service functions in Qinglong County from 2006 to 2016

1)2006—2016年間,青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值呈現(xiàn)增加-減少-增加的變化趨勢(shì),11年間總量增加45.07億元,年均變化量為4.51億元·年-1,年均變化率為4.54%。

2)從不同土地利用類型所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值來(lái)看,林地和園地所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最大,其次是水域和耕地,未利用地及濕地所占的比例最小。

3)從青龍縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值結(jié)構(gòu)來(lái)看,總體趨于穩(wěn)定狀態(tài),其各部分占比大小依次為：生物多樣性保護(hù)＞水源涵養(yǎng)＞氣候調(diào)節(jié)＞氣體調(diào)節(jié)＞土壤的形成與保護(hù)＞原材料＞廢物處理＞游憩文化＞食物生產(chǎn)。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在整個(gè)生態(tài)過(guò)程中都是不斷變化的,這種動(dòng)態(tài)變化體現(xiàn)了研究區(qū)社會(huì)發(fā)展和土地利用類型之間的變化。目前我國(guó)學(xué)者多是以靜態(tài)時(shí)點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值測(cè)算,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的動(dòng)態(tài)評(píng)估研究還未成熟。與前人的研究相比,本研究最大的特點(diǎn)在于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值測(cè)算中考慮了區(qū)位條件差異和社會(huì)發(fā)展階段,采用區(qū)域差異系數(shù)和社會(huì)發(fā)展系數(shù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表進(jìn)行修正,構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)評(píng)估模型,使其能更好地體現(xiàn)生態(tài)服務(wù)功能隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化。

但是,本文所選取的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整指標(biāo)均為初步探索,影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的因素有很多,包括氣候、地貌、土壤和植被等生物生產(chǎn)力的綜合影響[25],本研究并未結(jié)合這些因素進(jìn)行全面分析。今后可以繼續(xù)在其他影響指標(biāo)上再進(jìn)行深入的研究,以期在理論和方法上為縣域尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究提供相關(guān)借鑒,在實(shí)踐中為縣域小尺度生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性管理和土地利用格局優(yōu)化提供量化依據(jù)。