基于GIS技術(shù)的土地資源承載力供給生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估

張珊珊

摘 要：為探討簡(jiǎn)單、科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，完善土地資源的供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估體系，文章將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值概念引用到土地資源承載力評(píng)價(jià)中，以貴州省黔東南苗族侗族自治州為例，在RS與GIS技術(shù)支持下，參考Costanza生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值面積加權(quán)法，進(jìn)行土地資源承載力供給生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估。結(jié)果表明：黔東南州生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型面積大小為森林>農(nóng)田>草地>城市>水域>裸地，面積分別為21530.18 km2、6053.32 km2、1902.45 km2、492.33 km2、322.39km2和36.44 km2。全州生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)價(jià)值總量為141415.80萬(wàn)元，其中農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)的供給服務(wù)價(jià)值最大，分別為88124.73萬(wàn)元與41186.86萬(wàn)元，占總價(jià)值的66.00%、30.85%，是全州供給服務(wù)價(jià)值的主要來(lái)源。

關(guān)鍵詞： 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù);食物消費(fèi)價(jià)值;土地資源承載力;供給服務(wù);黔東南州

土地資源承載力是指在某一時(shí)期、某一區(qū)域，土地資源所能承載的人口數(shù)量及人類(lèi)活動(dòng)規(guī)模和強(qiáng)度的閾值，其本質(zhì)是區(qū)域土地資源供給服務(wù)價(jià)值與人類(lèi)需求、食物生產(chǎn)與人口消費(fèi)之間的平衡關(guān)系[1-2]。土地資源承載力評(píng)價(jià)一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)，史娜娜等[3]以利用GIS技術(shù)，基于層次分析法，在生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上分析了土地資源供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值。彭文英[4]等開(kāi)展了人口承載力及多維度綜合性資源承載力研究，以往研究都集中在流域或省級(jí)城市土地資源承載力評(píng)價(jià)上，對(duì)生態(tài)學(xué)與遙感相結(jié)合的土地資源承載力評(píng)價(jià)較為罕見(jiàn)。文章旨在結(jié)合生態(tài)學(xué)與遙感，以貴州省黔東南苗族侗族自治州為例，基于RS與GIS技術(shù)，以Landsat8 TIRS遙感影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源（拍攝時(shí)間為2018年5月8日-5月15日），參考Costanza生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法和面積加權(quán)法，計(jì)算研究區(qū)土地資源的供給生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，以期豐富土地資源承載力和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法，為區(qū)域服務(wù)價(jià)值計(jì)算提供理論基礎(chǔ)與科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)概況

黔東南苗族侗族自治州位于貴州省東南部，全州總面積30337.1km2，轄1市15縣，即凱里市、丹寨縣、黃平縣、施秉縣、鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣、岑鞏縣、三穗縣、天柱縣、錦屏縣、黎平縣、從江縣、榕江縣、雷山縣、臺(tái)江縣及劍河縣，截止2019年，境內(nèi)戶(hù)籍總?cè)丝?77.43萬(wàn)人。

1.2研究方法

1.2.1生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型遙感分類(lèi)

將二調(diào)數(shù)據(jù)與預(yù)處理后的遙感影像進(jìn)行疊加，然后采用面向?qū)ο筮b感解譯方法及ArcGIS軟件的統(tǒng)計(jì)分析功能，參考《中國(guó)生態(tài)分類(lèi)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》，將研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型劃分為農(nóng)田、森林、草地、裸地、水域和城市（圖1）。

1.2.2供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值估算

研究參考Costanza[5]等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值理論，采用加權(quán)法計(jì)算研究區(qū)供給生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的食物生產(chǎn)的供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值，計(jì)算公式為：

式中：ES為供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值量（元·a-1），Vi為單位面積的供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值（元·km-2·a-1）;Ai為生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型面積（km2）。單位面積的供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值參考研究學(xué)者成果 [6]，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為44910元·km-2·a-1，草地生態(tài)系統(tǒng)為19311元·km-2·a-1，森林生態(tài)系統(tǒng)為14820元·km-2·a-1，水域生態(tài)系統(tǒng)為23802元·km-2·a-1，裸地生態(tài)系統(tǒng)為898元·km-2·a-1。

2結(jié)果與分析

2.1生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型空間分布格局

黔東南州國(guó)土總面積為30337.1 km2，其中森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積最大，分別為21530.18 km2和6053.32 km2，分別占總面積的70.97%、19.95%（圖1）。草地生態(tài)系統(tǒng)面積為1902.45 km2，占總面積的6.27%。城市和水域生態(tài)系統(tǒng)面積相當(dāng)，凱里市為黔東南州的州府，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化、人口和商業(yè)發(fā)展的中心，其城市生態(tài)系統(tǒng)面積最大，為70.30 km2，錦屏縣和劍河縣是清水江的主要流經(jīng)區(qū)域，其水域生態(tài)系統(tǒng)分布面積最廣，分別為48.29 km2和45.09 km2。面積最小的是裸地，僅占總面積的0.12%。

2.2生態(tài)系統(tǒng)供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值分析

2018年黔東南州生態(tài)系統(tǒng)的供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量為141415.80萬(wàn)元（表1），其中生態(tài)服務(wù)價(jià)值最大的是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，為88124.73萬(wàn)元，占全州生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量的66.00%。森林生態(tài)系統(tǒng)略低于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)服務(wù)價(jià)值為41186.86萬(wàn)元，占30.85%。其次為草地生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)服務(wù)價(jià)值為3433.42萬(wàn)元，占2.57%。水域生態(tài)系統(tǒng)的供給服務(wù)價(jià)值較少，為767.35萬(wàn)元。裸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值最小，僅為3.08萬(wàn)元，與研究區(qū)裸地生態(tài)系統(tǒng)面積較少有關(guān)。研究表明，黔東南州供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值主要來(lái)源于農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)，兩者價(jià)值量占全州供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量的96.85%。

3結(jié)論與討論

黔東南州生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型面積大小為森林>農(nóng)田>草地>城市>水域>裸地，生態(tài)系統(tǒng)供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量為141415.80萬(wàn)元，其農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值最大，為88124.73萬(wàn)元，占全州生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量的66.00%，全州供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值主要來(lái)源于農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)，兩者價(jià)值量占全州價(jià)值總量的96.85%，對(duì)黔東南州供給服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)率最大。論文的評(píng)估方法能快速的評(píng)估出區(qū)域土地資源供給生態(tài)服務(wù)價(jià)值，對(duì)土地資源承載力評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)，是一次簡(jiǎn)單而較為科學(xué)的嘗試，具有較強(qiáng)的研究意義，但評(píng)估方法較為單一，部分參數(shù)還需驗(yàn)證，因此在未來(lái)類(lèi)似的研究中，可選擇多個(gè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，計(jì)算土地資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，以完善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估體系。

參考文獻(xiàn)

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[3] 史娜娜，全占軍，韓煜，等.基于生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)的烏海市土地資源承載力分析[J].水土保持研究， 2017，24（1）：239-243.

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[5] Costanza R， dArge R， de Groot R S， et al. The value of the worlds ecosystem services and natural capital [J]. Nature， 1997， 387： 253-260.

[6] 謝高地，張彩霞，張雷明，等.基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值化方法改進(jìn)[J].自然資源學(xué)報(bào)，2015，30（8）：1243-1254.