平原造林對土地利用格局及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響

北京建工路橋集團(tuán)有限公司 曹瑀

本研究針對國道306線十家滿族鄉(xiāng)（莫家店）至牛家營子段公路工程政府與社會資本合作參與的（ppp）項目，本新建公路全線總體規(guī)劃位于中國內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市，新建公路全線里程已經(jīng)達(dá)到26公里。另外，針對長治市長北高速公路和長北高速通道兩側(cè)綠化帶建設(shè)項目ppp工程，這個項目規(guī)劃將在全線兩側(cè)修建綠色小廣場30多個，全線兩側(cè)的綠化面積已經(jīng)達(dá)到了42萬平方米，道路中間和綠化帶兩側(cè)的綠化面積達(dá)到8萬平方米。

分析土地利用誘發(fā)的環(huán)境格局的變化問題已經(jīng)成為新時代的重點(diǎn)研究問題。平原造林將會直接影響生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值，并且規(guī)模較大。從生態(tài)學(xué)的角度來講，平原造林工程施工前后，土地的利用格局以及植被的覆蓋種類和面積都會發(fā)生改變，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量也會改變，從而影響到生態(tài)系統(tǒng)的價值。

一、研究區(qū)域以及數(shù)據(jù)的來源

（一）研究區(qū)域

研究范圍為國道306線十家滿族鄉(xiāng)（莫家店）到牛家營子段公路和長治市長北干線高速公路以及長治市長北干線快速通道，將其作為平原造林對于土地資源綜合利用和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值產(chǎn)生重要影響的“樣帶”區(qū)。

（二）數(shù)據(jù)的來源及處理

本研究項目中，平原造林工程的內(nèi)容數(shù)據(jù)主要由當(dāng)?shù)貒⒘謽I(yè)勘查與設(shè)計研究院提供資料，這些數(shù)據(jù)主要都是在陸路導(dǎo)軌進(jìn)行野外測量之后制作得到的。通過使用TM影像以及其他屬性信號技術(shù)進(jìn)行波段式組合以及投影轉(zhuǎn)換等操作，結(jié)合修正向量當(dāng)中其他信號數(shù)據(jù)以及屬性信號之間的對應(yīng)關(guān)系，繪制成研究區(qū)的底圖。根據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類》，能夠建立起一個由耕地、林地、園地以及水域組成的建設(shè)用地和還未被利用的地區(qū)進(jìn)行劃分，之后再利用影像來進(jìn)行人工式的交互翻譯，結(jié)合野外實(shí)地的調(diào)查，提取出有關(guān)土地的利用與其涵蓋度的變化。

二、結(jié)果分析

（一）土地利用變化

1.對平原造林工程利用土地類型的占據(jù)比例分析

在2016年到2021年，研究區(qū)的平原造林工程設(shè)計達(dá)到了總共4086個圖斑，共計面積為1萬公頃，平均圖斑的覆蓋面積達(dá)到2.5公頃，最大的圖斑覆蓋面積為154公頃。對不同區(qū)域的利用土地類型占據(jù)比例進(jìn)行分析能夠看出，用地面積占用比例最大的是耕地，達(dá)到了5563公頃，占據(jù)總面積的55%；另外就是建設(shè)用地和林地，占用的面積分別為1050公頃和1258公頃，占比分別為10%和13%；園地、未利用土地以及水體面積相對較少，分別是714公頃、696公頃以及540公頃；交通運(yùn)輸業(yè)用地總面積235公頃；草地的種植面積可以說是最小的，僅有36公頃。

2.平原造林占用耕地的質(zhì)量分析

根據(jù)調(diào)查結(jié)果可以看出，研究區(qū)域當(dāng)中占據(jù)用地面積最大的是耕地，達(dá)到了5761公頃。結(jié)合當(dāng)?shù)氐母刭|(zhì)量等級指數(shù)，平原造林工程當(dāng)中利用到的耕地的平均自然等級在7-15級之間，其中主要是13-15級的低等級耕地。

（二）平原造林前后土地利用類型面積變化及比例

根據(jù)表1可以看出，在研究區(qū)域當(dāng)中開展平原造林工程前后各種土地利用類型的面積和所占的比例都發(fā)生了變化。在開展平原造林工程之前，主要的用地類型是林地、建設(shè)用地以及耕地，在進(jìn)行平原造林工程之后，這3種土地類型的占地面積仍然是最多的。受到平原造林工程的影響，研究區(qū)當(dāng)中林地的面積由37%增加到了42%；建設(shè)用地沒有發(fā)生較大的變化；耕地的用地面積從17%降低到了14%；其他種類的土地利用面積的變化也是相對較小的。

表1 開展平原造林工程前后各種土地類型利用面積及其比例的變化

（三）造林前后景觀格局的變化

可以通過平原造林工程對于研究地區(qū)的景觀格局進(jìn)行定量化分析來判斷平原造林工程對研究區(qū)景觀格局的影響。將之前制作完成的土地利用底圖轉(zhuǎn)換成Grid格式之后再導(dǎo)入相應(yīng)的FRASTATS4.2軟件當(dāng)中，結(jié)合實(shí)際情況選擇所需要研究的景觀指標(biāo)，從而可以分別分析出研究地區(qū)平原造林前后的景觀指數(shù)以及其他一些斑塊類型的大小和景觀指數(shù)變化等。

根據(jù)表2可以發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)域當(dāng)中的景觀斑塊數(shù)量從之前的4065個增加到了4985個，斑塊的密度也有所提高，使得研究區(qū)景觀格局更加分散，說明開展平原造林工程確實(shí)會對研究區(qū)域當(dāng)中的景觀格局產(chǎn)生影響。如果景觀格局的平均分維數(shù)降低，斑塊之間的相似程度就會較低，并且形狀也變得不規(guī)則，如果研究區(qū)景觀分離程度較高，并且也會隨之發(fā)生一些細(xì)微的變化，說明在平原造林前后的整體景觀區(qū)域之間的分離水平程度將會隨之有所提高，景觀格局的劃分將會更加散亂。

表2 開展平原造林工程前后研究區(qū)景觀格局各種指標(biāo)的變化

（四）開展平原造林工程前后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的改變

現(xiàn)階段，我國對平原造林工程對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響研究方式有很多種，其中關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的計算方法也有著許多實(shí)際的應(yīng)用，對該方法進(jìn)行改進(jìn)，成為我國目前對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分析的重要方法之一。采取NPP將全國的尺度應(yīng)用在研究區(qū)域范圍中，從而成為研究區(qū)當(dāng)?shù)夭煌恋仡愋屯恋乩妹娣e以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，然后將這個作為基礎(chǔ)來對平原造林工程開展前后對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響進(jìn)行計算。

經(jīng)過對表3的數(shù)據(jù)分析我們可以清楚地發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值由造林前的31.39億元大幅提高至造林后的31.86億元。在我國自然資源和環(huán)境保護(hù)中所占據(jù)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)性價值當(dāng)中，林地、耕地以及水域的土地利用面積的變化較為明顯。并且，生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值和土地利用變化是相對應(yīng)的，林地在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)中所占的比率從52%提高到了60%，耕地和其他水域的自然資源對于生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值都有著明顯下降，其中農(nóng)作物和土壤的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值由17%大幅下降到14%，水域面積則由19%大幅下降到17%。園地與草地之間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值也都有一定程度的降低，其他種類土地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變動幅度并不明顯。

表3 開展平原造林工程前后不同土地類型利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化

三、結(jié)語

綜上所述，根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合大量的研究和調(diào)查可以看出，平原造林工程的開展有利于林地面積的增加，并且還可以提升研究區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。值得注意的是，開展平原造林工程會占據(jù)大量的耕地，并且造林斑塊也會對研究區(qū)的景觀格局產(chǎn)生影響，使其分布得更為散亂，影響景觀的整體性和協(xié)調(diào)性。在平原造林的實(shí)施過程中，不僅應(yīng)該注意造林的面積，更應(yīng)該注重造林地區(qū)的選擇，最大程度地提升平原造林的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，從而提升平原造林工程對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用，促進(jìn)平原造林工程的進(jìn)一步發(fā)展。