基于土地利用的祊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)變化

李子君, 劉金玉, 姜愛霞, 于元赫

(山東師范大學(xué) 地理與環(huán)境學(xué)院, 濟(jì)南 250300)

生態(tài)系統(tǒng)是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化可以改變生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，而土地利用變化是影響生態(tài)系統(tǒng)的主要驅(qū)動(dòng)力[1]。在城市化快速發(fā)展時(shí)期，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類高強(qiáng)度活動(dòng)使土地利用和土地覆被發(fā)生變化，影響生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化[2-3]。因此，土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能有重要的影響[4-5]。土地利用變化的生態(tài)效應(yīng)及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響成為土地利用變化研究的重要內(nèi)容和熱點(diǎn)之一[6-7]。

自生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提出以來，在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能概念及其內(nèi)涵、價(jià)值量化評(píng)估的方法和應(yīng)用等方面取得了較大的進(jìn)展。Costanza等[8]開展的“全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估”研究使之成為生態(tài)學(xué)等相關(guān)學(xué)科的研究熱點(diǎn)，也是眾多學(xué)者進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的理論基礎(chǔ)；Daily[9]詳盡描述了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的概念、研究簡史、價(jià)值評(píng)估等。我國學(xué)者也越來越重視對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估，歐陽志云等[10]論述了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的內(nèi)涵和評(píng)估方法，探討了生態(tài)服務(wù)功能與可持續(xù)發(fā)展研究的關(guān)系；謝高地等[11]基于專家知識(shí)提出了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，奠定了國內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究的基礎(chǔ)，基于此國內(nèi)眾多學(xué)者在不同尺度上對(duì)森林、城市、流域、湖泊、綠洲、濕地等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)估[12-19]。國內(nèi)外學(xué)者在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的定量化計(jì)算、當(dāng)量因子的修正、敏感性分析、時(shí)空分布格局及影響因素分析等方面已取得豐碩的成果，近年來利用GIS技術(shù)評(píng)估區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值的研究日益增多，對(duì)區(qū)域ESV總體及內(nèi)部空間分布格局的差異分析也不斷增多[20-25]。

祊河是沂河的一條重要支流，祊河流域是沂蒙山區(qū)的重要組成部分，也是全國生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)區(qū)域。近幾十年由于全球氣候變化和人類活動(dòng)的影響，流域土地利用發(fā)生了一定程度的變化，生態(tài)服務(wù)功能必然會(huì)隨之變化，影響著區(qū)域生態(tài)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，本文以土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，定量研究流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空變化規(guī)律，為流域土地利用和生態(tài)建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

祊河屬沂河水系的一級(jí)支流，發(fā)源于山東省平邑縣，流經(jīng)費(fèi)縣、臨沂市蘭山區(qū)，在臨沂市城北匯入沂河。祊河全長153 km，流域面積3 355.97 km2，地理位置位于117°21′—118°21′E，35°01′—35°43′N。主要包括平邑縣、費(fèi)縣的大部分和蘭山區(qū)的一部分。祊河流域?qū)儆诘蜕角鹆陞^(qū)，北部蒙山山脈峰巒疊嶂，西部和南部山嶺環(huán)繞，東部為平原，流域地勢(shì)西北高東南低。河流自西流向東南，大體與山脈的走向一致，具有樹枝狀發(fā)育格局。流域氣候類型屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫13.1～13.9℃，年內(nèi)降雨分配不均勻，多集中于夏秋季節(jié)，降水年際變化大。植被主要是暖溫帶落葉闊葉林，土壤類型有棕壤、褐土、潮土、砂姜黑土等。2015年祊河流域總?cè)丝跒?69.5萬人，GDP為524.9億元，第一、二、三產(chǎn)業(yè)比重為13.28∶44.75∶41.97。根據(jù)2015年祊河流域的土地利用調(diào)查資料，流域內(nèi)土地利用類型以耕地為主，占土地總面積的62.54%，其次是林地、建設(shè)用地、草地、水域和未利用地。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

遙感影像分別是1978年美國馬里蘭大學(xué)地球數(shù)據(jù)中心的MSS影像(空間分辨率為60 m×60 m)，以及1985年、1995年、2005年和2015年地理空間數(shù)據(jù)云的Landsat TM/ETM遙感影像(空間分辨率為30 m×30 m)。用ENVI軟件對(duì)影像進(jìn)行波段融合、幾何糾正、拼接剪裁等預(yù)處理后，采用目視解譯進(jìn)行土地利用分類。將流域土地利用類型劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地6大類。分類結(jié)果經(jīng)檢驗(yàn)Kappa指數(shù)均在0.8以上，解譯分類精度較好，滿足應(yīng)用精度要求。糧食作物播種面積及產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于《臨沂統(tǒng)計(jì)年鑒》、《山東省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《新中國農(nóng)業(yè)60 a統(tǒng)計(jì)資料》；糧食價(jià)格數(shù)據(jù)來源于《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用變化研究方法 土地利用變化的速度可以用土地利用動(dòng)態(tài)度表示。單一土地利用動(dòng)態(tài)度能夠直觀地反映各種地類變化的劇烈程度。計(jì)算公式為：

(1)

式中：K是單一土地利用動(dòng)態(tài)度；Ua，Ub分別為研究早期和晚期某一種土地利用類型的面積；T是某種土地利用類型變化年份。

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣模型是分析區(qū)域土地利用變化方向的基礎(chǔ)，可以反映研究區(qū)各土地利用變化的結(jié)構(gòu)特征和轉(zhuǎn)化方向[26]。同時(shí)基于土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間轉(zhuǎn)移及數(shù)值變化，可以進(jìn)一步明確生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間變化特征。

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法 謝高地等[27]提出的當(dāng)量因子表反映的是全國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的平均水平，并不適合祊河流域的生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀，因此本文根據(jù)該流域的情況對(duì)當(dāng)量表進(jìn)行適當(dāng)修訂。根據(jù)區(qū)域修正系數(shù)表[28]獲得山東省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生物量因子為1.38，又由于祊河流域平均糧食產(chǎn)量是山東省平均糧食產(chǎn)量的1.01倍，因此祊河流域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)是全國水平的1.39倍。1978—2015年祊河流域平均糧食產(chǎn)量為4 815 kg/hm2，2015年山東省平均糧食價(jià)格為2.28元/kg，計(jì)算出祊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子為1 568.31 元/hm2。將此與各生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量值相乘，最終得出祊河流域生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值系數(shù)表(表1)。祊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的計(jì)算公式如下：

(2)

(3)

式中：ESV和ESVf分別是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值和第f項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值；Ak代表土地利用類型k的面積(hm2)；VCk和VCfk分別是土地利用類型k的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)和第f項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值系數(shù)。

表1 祊河流域生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值系數(shù) 元/hm2

2.2.3 空間統(tǒng)計(jì)分析方法 空間自相關(guān)分析是指某一空間變量的取值與相鄰空間單元上該變量取值的相似性程度分析。運(yùn)用全局Moran′sI指數(shù)和G*指數(shù)測(cè)度祊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間格局。

全局Moran′sI指數(shù)可反映研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間相關(guān)性的總體趨勢(shì)。計(jì)算公式為：

(4)

(5)

式中：E(I)和var(I)分別為指數(shù)I的理論期望與理論方差值。

(6)

2.2.4 敏感性分析 敏感性指數(shù)是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值對(duì)價(jià)值系數(shù)變化的響應(yīng)[30]。本研究將各土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)VC分別增加或減少50%來計(jì)算CS。

(7)

式中：ESVi，ESVj為價(jià)值系數(shù)調(diào)整前后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值；VCi，VCj為調(diào)整前后的價(jià)值系數(shù)。如果CS>1，說明ESV對(duì)VC是富有彈性的，則價(jià)值系數(shù)準(zhǔn)確度差和可信度較低；如果CS<1，則說明ESV對(duì)VC是缺乏彈性的，結(jié)果可信。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化

3.1.1 土地利用結(jié)構(gòu)變化 1978—2015年祊河流域土地利用結(jié)構(gòu)以耕地為主，平均面積比例為66.54%，其次是林地、建設(shè)用地和草地，分別占11.67%，9.65%，8.86%，而水域和未利用地僅占3.21%，0.08%。由圖1和表2可見，流域各土地類型的數(shù)量和結(jié)構(gòu)發(fā)生了不同程度的變化，耕地和草地面積減少，建設(shè)用地、水域、林地、未利用地面積增加。在動(dòng)態(tài)度和變化率上，建設(shè)用地變化幅度最大，變化率達(dá)82.58%，動(dòng)態(tài)度達(dá)2.23%；其次是未利用地和水域，變化率分別為34.03%，22.54%，動(dòng)態(tài)度分別為0.92%，0.61%；草地、耕地、林地的變化率分別為-11.26%，-8.93%，1.22%，動(dòng)態(tài)度分別為-0.30%，-0.24%，0.03%。

在不同的研究時(shí)期，各地類的變化趨勢(shì)有所不同。其中耕地處于持續(xù)減少狀態(tài)，其所占比例從1978年的68.67%減少至2015年的62.54%，凈減少20 586.80 hm2，尤其在2005—2015年耕地面積減少迅速，主要是建設(shè)用地面積不斷增加占用大量耕地。建設(shè)用地處于持續(xù)擴(kuò)張狀態(tài)，面積增加量最大，增加了21 076.31 hm2。林地在1978—1985年面積減少了203.56 hm2，這是因?yàn)榻ㄔO(shè)用地占用林地所致；1985—2015年面積增加了680.28 hm2，這主要受國家退耕還林等生態(tài)政策和政府近年來大力加強(qiáng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)的影響，導(dǎo)致流域的林地面積恢復(fù)增長。1985—1995年由于退耕還林還草政策使草地面積增加，其余時(shí)間段草地面積均減少，共減少3 386.36 hm2。未利用地和水域的面積均呈波動(dòng)增加趨勢(shì)，分別增加88.20，2 311.15 hm2。

圖1 1978-2015年祊河流域土地利用類型面積變化

表2 1978-2015年祊河流域土地利用面積百分比和動(dòng)態(tài)度

3.1.2 土地利用空間轉(zhuǎn)移特征 由表3可以看出，1978—2015年，祊河流域各地類之間的轉(zhuǎn)移以耕地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)移為主，其次是耕地向林地以及耕地和草地之間的轉(zhuǎn)移。其中建設(shè)用地變化最為劇烈，轉(zhuǎn)入25 081.36 hm2，轉(zhuǎn)出3 996.93 hm2，共計(jì)增加21 084.43 hm2，主要是由耕地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移面積為22 977.65 hm2。臨沂市作為全國重要的物流周轉(zhuǎn)中心和商貿(mào)批發(fā)中心，也是山東省人口最多的城市，逐漸增大的住房需求、高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸設(shè)施不斷占用大量耕地，由此表明研究區(qū)建設(shè)用地的擴(kuò)張主要源于對(duì)耕地的占用。而人口的快速增長也擴(kuò)大了糧食需求，為達(dá)到耕地占補(bǔ)平衡從而加快了對(duì)草地的墾殖，有12 297.88 hm2的草地被開墾為耕地，同時(shí)也有8 576.37 hm2的耕地恢復(fù)為草地，這說明退耕還林還草等生態(tài)環(huán)境政策使得生態(tài)用地得到較好恢復(fù)。林地的增加主要由耕地和草地轉(zhuǎn)移而來，轉(zhuǎn)入面積分別是6 505.96，4 039.38 hm2。這主要是由于20世紀(jì)90年代全國實(shí)行退耕還林還草政策，坡耕地以及棄耕地等轉(zhuǎn)變?yōu)榱值兀硗廪r(nóng)村大量青壯年勞動(dòng)力外流也在一定程度上促進(jìn)了耕地向林地的轉(zhuǎn)變。近年來山東省高度重視沂蒙魯中南山地丘陵區(qū)水土流失及森林資源修復(fù)問題，加強(qiáng)荒山造林綠化、退耕還林、水土流失防護(hù)等工程建設(shè)。水域主要轉(zhuǎn)移為耕地，轉(zhuǎn)出面積為1 954.86 hm2，有4 142.43 hm2的耕地轉(zhuǎn)移為水域。未利用地近40年來面積變化不大，主要表現(xiàn)為耕地轉(zhuǎn)入為未利用地和未利用地轉(zhuǎn)出為草地。

表3 1978-2015年祊河流域土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空動(dòng)態(tài)變化

3.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)間變化 (1) 不同生態(tài)系統(tǒng)類型價(jià)值變化。由表4可知，祊河流域1978年、1985年、1995年、2005年、2015年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值分別為82.47億元、80.93億元、82.80億元、81.85億元、80.88億元，呈“先減少后增加再減少”的波動(dòng)減少趨勢(shì)，減少了1.93%。1995年流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較前一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)要高，歸因于水域、林地、草地面積增加導(dǎo)致其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加。

從各地類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化來看，耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少了8.93%，草地減少了11.26%，兩者共計(jì)減少4.41億元；水域和林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別增加了22.54%，1.22%，共計(jì)增加2.81億元。水域、林地和未利用地增加的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值遠(yuǎn)小于耕地和草地減少的服務(wù)價(jià)值，因此，1978—2015年祊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值下降的主要原因就是耕地和草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的減少。從各地類的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值所占比例來看，耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最大，其次是林地、水域和草地，未利用地所占比例較小。其中耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占47.02%，其對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值影響較為顯著。水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的14.37%，其面積僅占3.21%，說明水域面積的變化對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值具有較大的影響，也從側(cè)面反映了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)較高的土地利用類型面積變化會(huì)使區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值發(fā)生顯著改變[6]。

表4 祊河流域不同生態(tài)系統(tǒng)類型的價(jià)值變化

(2) 不同服務(wù)功能類型價(jià)值變化。如圖2所示，從各單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值變化來看，1978—2015年，土壤形成與保護(hù)、食物生產(chǎn)、生物多樣性保護(hù)、氣體調(diào)節(jié)、原材料、氣候調(diào)節(jié)的價(jià)值量均呈下降趨勢(shì)，其中土壤形成與保護(hù)、食物生產(chǎn)、生物多樣性、氣體調(diào)節(jié)減少較多，對(duì)總價(jià)值減少的貢獻(xiàn)率分別為33.8%，21.13%，17.37%，15.02%，對(duì)總價(jià)值減少的貢獻(xiàn)率之和為87.32%；水源涵養(yǎng)、娛樂文化、廢物處理的價(jià)值量均呈增加趨勢(shì)，其中水源涵養(yǎng)增加最多，達(dá)0.40億元。

從各單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值構(gòu)成來看，廢物處理、土壤形成與保護(hù)、水源涵養(yǎng)、氣候調(diào)節(jié)、生物多樣性保護(hù)、氣體調(diào)節(jié)6項(xiàng)服務(wù)占生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的82.24%，其中廢物處理的價(jià)值最大，占總價(jià)值的15.31%，且這6項(xiàng)分別占總價(jià)值的10%以上；食物生產(chǎn)、原材料、娛樂文化3項(xiàng)占總價(jià)值的比例均在5%左右。

圖2 1978-2015年祊河流域生態(tài)系統(tǒng)不同服務(wù)功能價(jià)值變化

3.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化

(1) 總體空間分布格局。本文以1 km×1 km的正方形網(wǎng)格為單元，計(jì)算5個(gè)時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的均值，從而得到祊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布格局圖(圖3)。根據(jù)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的數(shù)值大小和變化趨勢(shì)，分成低(小于125萬元)、較低(125萬～250萬元)、中(250萬～375萬元)、較高(375萬～500萬元)、高(大于500萬)5個(gè)等級(jí)。從圖3可以看出，祊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布等級(jí)差異比較明顯，ESV高值區(qū)和較高值區(qū)主要聚集在北部蒙山地區(qū)、祊河主干河道、水庫以及西部和南部的低山丘陵地帶，這些地區(qū)明顯特點(diǎn)是林地、水域資源豐富，面積覆蓋較大；ESV中值區(qū)多分布在山地、丘陵邊緣地區(qū)；ESV較低值區(qū)則鑲嵌在高低值之中，散亂分布；ESV低值區(qū)主要是分布在蘭山區(qū)、費(fèi)縣和平邑縣的城區(qū)等人類活動(dòng)密集區(qū)域。

由表5可以看出，研究區(qū)5個(gè)年份生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的全局空間自相關(guān)指數(shù)I值均大于0，且Z(I)值遠(yuǎn)大于顯著性水平標(biāo)準(zhǔn)值1.65，表明流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間自相關(guān)性較強(qiáng)且空間呈集聚分布格局；另外，5個(gè)時(shí)期的I值與Z(I)值總體上呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，說明流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間自相關(guān)性和集聚趨勢(shì)略有減弱。

圖3 祊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布格局

表5 祊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間自相關(guān)

由圖4可知，1978—2015年，流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值冷點(diǎn)區(qū)范圍成明顯的擴(kuò)張趨勢(shì)，且集中分布于平邑縣、費(fèi)縣和蘭山區(qū)的城區(qū)范圍，表明隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展，土地開發(fā)利用程度加大，導(dǎo)致城市建設(shè)用地規(guī)模不斷增加；熱點(diǎn)區(qū)范圍基本保持不變，在北部沂蒙山區(qū)腹地蒙山山脈集聚現(xiàn)象顯著，在南部水庫、河流和山地附近呈零星分布。

圖4 祊河流域ESV冷熱點(diǎn)區(qū)空間演化

1978—1985年，流域熱點(diǎn)區(qū)和冷點(diǎn)區(qū)范圍總體變化不大，流域北部蒙山地區(qū)熱點(diǎn)區(qū)范圍基本保持不變，由于這一時(shí)期水域面積減少導(dǎo)致南部熱點(diǎn)區(qū)范圍有所收縮，冷點(diǎn)區(qū)范圍呈微弱增大趨勢(shì)。1985—1995年，流域東部熱點(diǎn)區(qū)有所收縮，流域南部熱點(diǎn)區(qū)范圍有微弱擴(kuò)張，主要是因?yàn)闁|部地區(qū)耕地面積減小，南部地區(qū)水域面積增大；由于平邑縣、費(fèi)縣、蘭山區(qū)等地?cái)U(kuò)張及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)導(dǎo)致建設(shè)用地大量占用耕地，流域冷點(diǎn)區(qū)范圍明顯增大。1995—2005年，流域北部熱點(diǎn)區(qū)范圍增大，主要得益于2000年前后全國大規(guī)模實(shí)施退耕還林還草等生態(tài)保護(hù)政策，使林地、草地比例增大，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加擴(kuò)大熱點(diǎn)區(qū)范圍，冷點(diǎn)區(qū)范圍繼續(xù)擴(kuò)張。2005—2015年，南部熱點(diǎn)區(qū)范圍變化不大，冷點(diǎn)區(qū)范圍明顯擴(kuò)張，這一時(shí)期城市化發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張占用大量耕地，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失。

3.3 敏感性分析

從表6可以看出，不同土地利用類型的敏感性指數(shù)區(qū)別較大，但是同一類型不同年份之間差別不大，且敏感性指數(shù)均小于1，數(shù)值由大到小依次是耕地、林地、水域、草地、未利用地。其中，耕地的敏感性指數(shù)最大，為0.45～0.49；未利用地的敏感性指數(shù)最低，其敏感性指數(shù)不足0.000 2；其他土地利用類型的敏感性指數(shù)為0.08～0.30。研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值對(duì)價(jià)值系數(shù)缺乏彈性，因此本文計(jì)算所采用的價(jià)值系數(shù)適合祊河流域，準(zhǔn)確度較高，研究結(jié)果可信。

表6 1978-2015年祊河流域生態(tài)系統(tǒng)敏感性指數(shù)

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

本文從土地利用變化的視角分析了研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空變化特征，著重從土地利用類型面積變化、土地利用類型轉(zhuǎn)移變化等方面進(jìn)行了分析，在今后的研究中，需要加強(qiáng)土地利用變化對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)學(xué)過程和機(jī)理等方面的影響機(jī)制研究。由于建設(shè)用地對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響極其復(fù)雜且范圍極廣，難以定量化評(píng)估建設(shè)用地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值，因此本文沒有考慮建設(shè)用地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。另外，本文選用價(jià)值量評(píng)估法計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值有較多不確定性，土地利用數(shù)據(jù)的解譯精度、土地利用類型的分類、不同生態(tài)系統(tǒng)類型的價(jià)值系數(shù)的修正方法等都可能影響價(jià)值評(píng)估的精度。通過前文分析，發(fā)現(xiàn)祊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值總體呈下降趨勢(shì)，其中土壤形成與保護(hù)、食物生產(chǎn)、生物多樣性保護(hù)、氣體調(diào)節(jié)、原材料和氣候調(diào)節(jié)的價(jià)值量均下降。土地利用結(jié)構(gòu)變化是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的直接原因，因此，為促進(jìn)祊河流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)，一方面需要制定合理的土地利用規(guī)劃，嚴(yán)格保護(hù)和監(jiān)測(cè)水域、林地、草地和耕地的面積，并嚴(yán)格控制建設(shè)用地的規(guī)模，防止建設(shè)用地盲目侵占耕地；另一方面，通過土地復(fù)墾和整理，增加耕地面積，提高糧食產(chǎn)量。同時(shí)，堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，改善土壤質(zhì)量、空氣質(zhì)量和水質(zhì)量，減少污染物排放，加強(qiáng)環(huán)境綜合治理。重視生物多樣性的保護(hù)工作，完善相關(guān)法律法規(guī)和健全管理體制，開展生物多樣性觀測(cè)工作，加強(qiáng)公眾的生態(tài)文明意識(shí)。

4.2 結(jié) 論

(1) 流域土地利用結(jié)構(gòu)以耕地為主，其次是林地、建設(shè)用地、草地、水域和未利用地。主要變化趨勢(shì)為耕地和草地減少，建設(shè)用地、水域、林地、未利用地增加。各地類間的轉(zhuǎn)移以耕地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)移為主，其次是耕地向林地以及耕地和草地之間的轉(zhuǎn)移。

(2) 流域1978—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值呈波動(dòng)減少趨勢(shì)。耕地和草地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減小，林地、水域和未利用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加。對(duì)于各單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值來說，土壤形成與保護(hù)、食物生產(chǎn)、生物多樣性保護(hù)、氣體調(diào)節(jié)、原材料和氣候調(diào)節(jié)的價(jià)值量均呈下降趨勢(shì)；水源涵養(yǎng)、娛樂文化和廢物處理的價(jià)值量均呈增加趨勢(shì)。

(3) 流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈空間集聚分布格局且集聚程度略有減弱。1978—2015年，流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值冷點(diǎn)區(qū)范圍呈明顯的擴(kuò)張趨勢(shì)，且集中分布于平邑縣、費(fèi)縣和蘭山區(qū)的城區(qū)；熱點(diǎn)區(qū)范圍基本保持不變，在北部沂蒙山區(qū)腹地蒙山山脈集聚現(xiàn)象顯著，在南部水庫、河流和山地附近呈零星分布。