王 雙,劉永強,2
(1. 寧波大學地理與空間信息技術系,浙江·寧波 315211;2. 浙江省新型重點專業(yè)智庫寧波大學東海研究院,浙江·寧波 315211)
土地利用/覆被變化(LUCC)是全球環(huán)境變化研究的重要內容,已成為人類經(jīng)濟活動行為與生態(tài)環(huán)境聯(lián)接的紐帶[1-2],對生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)功能與結構變化產(chǎn)生顯著影響[3-4]。景觀格局是研究土地利用及其生態(tài)效應的基礎[5],已有研究通常選取多種景觀格局指數(shù)來表征不同尺度下土地利用狀況。景觀格局演變與國家/區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展階段轉型相對應,通常會出現(xiàn)各類景觀間的單向轉入或雙向流轉[6]。無論全球、國家或區(qū)域尺度,人類活動通過改變土地組成要素,加速或延緩能量流動及物質循環(huán),進而影響景觀格局和生態(tài)質量[7-8]。生態(tài)系統(tǒng)服務指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程可以直接或間接地提供滿足人類生產(chǎn)與服務的能力[9],其價值增減是量化和評價生態(tài)系統(tǒng)功能強弱的方法之一,可直觀反映區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)的矛盾關系[10]。人類活動通過破壞或重構地表面景觀形態(tài),對生態(tài)系統(tǒng)結構與服務效用施加影響[11-12],引起各生態(tài)系統(tǒng)組分、功能和空間格局的改變。因此,在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展背景下通過分析土地覆被景觀變化及生態(tài)服務價值的時空差異,識別景觀格局演變對生態(tài)服務功能的影響,對于識別區(qū)域生態(tài)環(huán)境演化趨勢,統(tǒng)籌經(jīng)濟—社會—生態(tài)空間的協(xié)調發(fā)展具有重要意義[13-14]。
本文利用景觀生態(tài)學和生態(tài)系統(tǒng)服務分析相關理論,在刻畫浙江省1995~2015年土地景觀格局演化特征基礎上,開展省域生態(tài)系統(tǒng)服務價值效應研究,并通過兩者間的相關性探究景觀格局演變對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響過程及作用機制,揭示研究期內浙江省土地景觀空間配置引起的生態(tài)服務價值時空差異。為制定科學的土地資源開發(fā)與保護政策,開展生態(tài)占補平衡和實現(xiàn)“山水林田湖草”生命共同體系統(tǒng)提供借鑒,同時為統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展和響應國家生態(tài)功區(qū)生境修復及安全管控提供支持。
浙江省地處中國東南沿海地區(qū)中部,自然資源與人文底蘊豐厚,水陸交通便利,地貌特征為“七山一水兩分田”。該省土地面積10.56萬km2,其中農(nóng)用地8.58萬km2,建設用地1.33萬km2。受地形限制與經(jīng)濟驅動影響,區(qū)域土地利用競爭與矛盾突出,景觀轉型與生態(tài)功能演變空間差異性顯著,具有典型的研究意義。浙北受長三角經(jīng)濟圈輻射影響,經(jīng)濟增速快,建設用地擴張蔓延且集約化水平高,浙西南則多山地,處于中低水平階段,建設規(guī)模偏小。部分市縣正經(jīng)歷規(guī)??焖贁U張與功能結構變化調整期,地塊小規(guī)模聚集和分散不規(guī)則并存,景觀破碎度高,具有生態(tài)脆弱性和敏感性。
研究數(shù)據(jù)包括浙江省土地利用遙感影像解譯數(shù)據(jù)和統(tǒng)計年鑒資料。其中,1995年、2000年、2005年、2010年和2015年5期土地解譯數(shù)據(jù)源于中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心。根據(jù)中國科學院土地利用/覆被分類標準,研究區(qū)土地/景觀類型分為:耕地、林地、水域、草地、城鎮(zhèn)村及工礦用地和未利用地6個一級類。社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來自《中國物價年鑒》《中國農(nóng)產(chǎn)品價格調查年鑒》《浙江省統(tǒng)計年鑒》等。
1.3.1 土地利用動態(tài)分析
土地利用動態(tài)度反映某地區(qū)一定時間內某土地類型數(shù)量與速度變動情況[15-16],用于衡量各土地景觀變化的時間差異,對于比較區(qū)域土地利用結構差異和預測未來土地變化趨勢具有重要作用。表達式為:
式中:K為研究時段內某一土地利用類型動態(tài)度;Ua、Ub分別為研究初期、末期某種土地利用類型數(shù)量;研究時段T為20年。
1.3.2 景觀格局指數(shù)分析
景觀格局可表征景觀類型和空間結構演變狀況,是人類活動與各生態(tài)過程在不同尺度上綜合作用的結果,其格局演化是土地利用/覆被變化最直觀的表現(xiàn)形式[17],景觀指數(shù)能夠高度濃縮景觀信息[18],反映地區(qū)土地結構組成與空間配置狀況。根據(jù)研究區(qū)特點與景觀指數(shù)生態(tài)學意義[19],從景觀水平和斑塊類型水平兩方面開展研究。選擇斑塊數(shù)(NP)、平均斑塊面積(AREA_MN)、平均鄰近距離(ENN_AM)、斑塊結合度(COHESION)、聚合度(AI)和香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)反映景觀斑塊的破碎化、多樣性和空間連通狀況等[20-21];選擇斑塊數(shù)、斑塊密度(PD)、邊緣密度(ED)、聚合度及最大斑塊指數(shù)(LPI)刻畫斑塊類型的時空演變特征。運用Fragstats4.2軟件基于30m×30m的窗口計算各景觀指數(shù)值,分析各指數(shù)的柵格空間差異。各景觀指數(shù)生態(tài)內涵和計算公式可參考書籍《景觀生態(tài)學—格局、過程與等級》與Fragstats4.2軟件指南。
1.3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估
謝高地等參考Costanza等的研究成果,構建了一種基于專家知識的評估模型。本研究利用謝高地等提出的中國生態(tài)系統(tǒng)價值(ESV)評估模型[22-23],考慮到浙江省土地利用結構和經(jīng)濟狀況,對單位面積農(nóng)田糧食年產(chǎn)量經(jīng)濟價值予以修正:浙江省1995~2015年糧食均產(chǎn)為5886.37kg/(hm2·a),以2015年糧食均價4.58元/kg為基準??紤]到未有人力投入情況,現(xiàn)有ESV是單位面積農(nóng)田食物生產(chǎn)經(jīng)濟價值的1/7[24],求得浙江省糧食產(chǎn)量經(jīng)濟價值為3851.36元/(hm2·a),得到區(qū)域生態(tài)服務價值當量。遵循謝高地等劃分的生態(tài)系統(tǒng)類型對照表:耕地、林地和草地分別對應農(nóng)田、森林和草地;水域和未利用地則取濕地和水體、荒漠和裸土地價值系數(shù)均值。建設用地對生態(tài)環(huán)境的負效應遠大于正效應[25],不參與估算。ESV總量和單項價值計算公式為:
式中:ESV表示生態(tài)系統(tǒng)服務總價值;ESVj為生態(tài)系統(tǒng)某單項服務價值;Ak為第K種土地利用類型面積;Ck為第K種土地利用類型價值系數(shù);Cky為單項服務功能價值系數(shù)。
2.1.1 土地景觀動態(tài)變化
浙江省林地和耕地景觀占比達85%,其面積依次為:林地>耕地>城鎮(zhèn)村及工礦用地>水域>草地>未利用地(表1)。土地覆被結構與該省“七山一水兩分田”的地貌相契合。20年間各景觀面積差異顯著:表現(xiàn)為水域、草地和城鎮(zhèn)村用地面積增加,耕地和林地的減少,城鎮(zhèn)村用地逐漸侵占農(nóng)田與森林等生態(tài)保育用地,面積增值536651hm2。動態(tài)度方面,建設用地面積增幅8.21%,其次是水域和草地,而耕地和林地景觀動態(tài)度為負,分別是-0.67%和-0.10%。受地形影響,浙江西部與南部林地和水域景觀布局較集中,而浙北和沿海平原區(qū)耕地和草地受人類干擾深布局分散。建設用地增大于減,在杭州、紹興和寧波等市呈點—團狀,空間團聚度高,而金華和溫州市建設用地雖有擴張但布局零星。自然本底條件、經(jīng)濟活動和政策規(guī)劃等不同引起城市化擴張進程中土地利用/覆被結構的差異,區(qū)域人地矛盾進一步加深。
表1 浙江省1995~2015年土地景觀結構及動態(tài)度Table 1 Land landscape structure and dynamic degree of Zhejiang province in 1995-2015
2.1.2 土地景觀轉移特征
1995~2015年浙江省各地類景觀出現(xiàn)交叉轉移現(xiàn)象(圖1)。其中:耕地景觀流出量最大,于浙北平原區(qū)向城鎮(zhèn)村用地轉移約112489hm2,共有84756hm2耕地流入林地,多分布在西南低山丘陵區(qū);建設用地轉入規(guī)模最大,特別是2005年后加速轉入,而受果林種植、生境修復及宅基地整改等驅動,在浙西南約有14.15%的城鎮(zhèn)村用地轉為耕林地。溫州和臺州等沿海城市大量草地轉為建設用地。圍水造田和灘涂填淤造成約17.15%和7.91%的水域流向耕地和建設用地。從轉移方向看,耕地—建設用地、林地—建設用地間轉移量最大,其次是林地和耕地的互相轉化??臻g上林耕地在浙西南和中南部流入較多,建設用地轉入則在浙北平原和沿海丘陵區(qū)最為顯著??焖俪擎?zhèn)化吸引人口與資本集聚,土地利用出現(xiàn)轉入轉出雙向轉型,新增建設用地逐漸侵占其他類景觀,導致浙江省生態(tài)系統(tǒng)功能一定程度上的削弱。
圖1 浙江省1995~2015年土地景觀轉移Fig.1 The land landscape transfer of Zhejiang province in 1995-2015
2.1.3 景觀尺度演變特征
(1)景觀破碎化
浙江省景觀破碎化程度高,空間布局復雜。斑塊數(shù)(NP)值增高,2010年后有所減小,平均斑塊面積(AREA_MN)則先降后增,表明區(qū)域破碎化水平高但有所降低,斑塊趨于整合??臻g上NP北高南低(圖2),AREA_MN則相反,且北部高轉低值的面積明顯增多。破碎化程度整體北高于南,主要為耕地和建設用地景觀,呈現(xiàn)以兩者為中心向外圍減小趨勢,尤其是浙北嘉興、湖州和中部金華等市,人類干擾強度和頻率高,建設用地擴張斑塊多零散分布,無規(guī)律占用耕草地破碎化加深。2010年后區(qū)域城市規(guī)劃和土地整治項目實施,斑塊形狀趨于規(guī)則,各地類聚集連片分布,破碎度有所下降。
圖2 景觀破碎化時空分布(左兩圖:1995年;右兩圖:2015年)Fig.2 Spatio-temporal distribution of landscape fragmentation
(2)景觀連通性
平均鄰近距離(ENN_AM)有序增加而結合度值(COHESION)減小,表明同類斑塊相隔距離在增加,趨于離散化。整體上空間連通性低山丘陵區(qū)高于中北部平原(圖3),ENN_AM低值和COHESION高值區(qū)均為林地景觀,且連通度大于耕地和建設用地。由于重視經(jīng)濟—生態(tài)可持續(xù)發(fā)展及實施林地保護規(guī)劃,林地空間連通性增強。建設用地無序擴張導致新舊斑塊連通度變差,不規(guī)則占用水域和耕地,其斑塊間聚集度降低。
圖3 景觀連通性時空分布(左兩圖:1995年;右兩圖:2015年)Fig.3 Spatio-temporal distribution of landscape connectivity
(3)景觀多樣性
聚合度AI下降而多樣性指數(shù)(SHDI)上升,景觀異質性增強,主導景觀優(yōu)勢度降低,各類景觀面積占比差距在縮小。SHDI低值區(qū)位于浙西山區(qū)和東南丘陵(圖4),多為林草地景觀均質單一且團聚度高;高值區(qū)分布于浙北平原和沿海丘陵平原區(qū)及中部金華等市,受人類活動干擾深,區(qū)域內草地、耕地、水體和建設用地等各類生產(chǎn)、生活和生態(tài)景觀空間交錯分布,景觀多樣性與豐富度加深。
圖4 景觀多樣性時空分布(左兩圖:1995年;右兩圖:2015年)Fig.4 Spatio-temporal distribution of landscape diversity
2.1.4 斑塊類型尺度演變特征
受人類活動影響,斑塊水平指數(shù)20年間波動較大,土地斑塊兼具分散破碎和團聚規(guī)整,導致空間聚合和連通狀況趨向復雜(表2)。耕地、城鎮(zhèn)村及工礦用地破碎度高,斑塊不斷細碎化,作為優(yōu)勢景觀的林地單個斑塊面積大,建設用地優(yōu)勢度逐步提升,水域和未利用地形狀多樣。具體來看,耕地斑塊數(shù)多破碎度最高,NP、PD和ED先增后降,零散耕地經(jīng)過整合、流轉破碎度有所降低,形狀趨向規(guī)整。林地破碎化水平較高,其面積最大而NP值低表明有大量優(yōu)勢斑塊存在,且LPI高達61%,以絕對優(yōu)勢影響著該區(qū)景觀格局的重構。草地NP、ED和PD升高而LPI和AI下降,其斑塊離散和破碎化加劇,聚合度變低。水域NP、PD增加而ED和LPI卻先升后減,原因為建設用地占用及灘涂養(yǎng)殖破壞斑塊形狀,造成內部通達度變差,小斑塊增多。建設用地NP和ED上升明顯,隨著人類干擾加深LPI和AI增加,空間蔓延無序引起小范圍內斑塊聚集度增高,優(yōu)勢度顯現(xiàn)。未利用地LPI和AI先升后降,其在得到開發(fā)利用的同時又形成新的未利用地。
表2 斑塊類型水平指數(shù)變化Table 2 Changes of patch type level index
2.2.1 生態(tài)服務價值總量變化
景觀格局復雜化擾動區(qū)域生態(tài)服務功能與價值穩(wěn)定性,20年間浙江省生態(tài)服務總值由6919.63億元降為6816.45億元,變化率為-0.074%(表3)。其中,林地生態(tài)貢獻率占總價值的79.9%,林地作為重要的生態(tài)用地支持系統(tǒng),在調節(jié)氣候、保護物種多樣性及生境恢復等方面生態(tài)功效顯著。除水域提供的ESV提高108.51億元外,其他各景觀ESV均有不同程度減少,尤其是耕地與林地面積下降劇烈導致兩者生態(tài)價值量減少均超100億元。受城市化影響,區(qū)域內ESV系數(shù)較高的森林、草地及農(nóng)田的用地比例逐步下降,而城鎮(zhèn)村和交通等用地等需求劇增,導致研究期內浙江省生態(tài)服務總值的降低,未來發(fā)展中城鎮(zhèn)建設空間和生態(tài)空間的矛盾沖突亟需緩和。
表3 浙江省1995~2015年各景觀生態(tài)服務價值Table 3 Ecosystem service value of landscape in Zhejiang province in 1995~2015
2.2.2 單項生態(tài)服務價值變化
20年間浙江省各單項服務價值顯著降低(圖5)。2015年調節(jié)服務功能占比最大為55.25%,相比1995年共減少25.84億元;其次為支持功能貢獻率為28.44%,研究期間共損失85.92億元。各單項功能貢獻率為:水源涵養(yǎng)>土壤維持>廢物處理>生物多樣性保護>氣體調節(jié)>氣候調節(jié)>原材料>提供美學景觀>食物生產(chǎn)。水源涵養(yǎng)、廢物處理和美學景觀價值稍有提升,其他二級功能價值均有不同程度降低,氣體與氣候調節(jié)、土壤維持價值下降顯著,特別是后者價值率減少4.52%,原因是城市建成區(qū)土地擴張及圍填?;顒樱?、森林和灘涂面積下降,導致其蘊含的生態(tài)調節(jié)和支持服務功能減弱,對生態(tài)系統(tǒng)具有一定的抑制效應。
圖5 浙江省1995~2015年生態(tài)系統(tǒng)單項功能價值Fig.5 Individual functional value of ecosystem of Zhejiang province in 1995-2015
2.2.3 生態(tài)服務價值空間分異特征
為更清晰把握浙江省生態(tài)服務價值時空差異與演變趨勢,在10km×10km柵格尺度下利用GIS技術將研究區(qū)ESV價值量化到單位格網(wǎng)單元。通過自然斷點法將ESV分為5個等級:小于9.5萬元/hm2為極低值區(qū);低值區(qū)[9.5,14.5);中值區(qū)[14.5,19.5);高值區(qū)[19.5,24.5);大于24.5萬元/hm2則是極高值區(qū)。由此得到浙江省ESV時空分異圖。
20年間浙江省生境質量整體上ESV東低西高,呈條帶狀延伸、連片狀布局(圖6),高值區(qū)面積總占比超50%,其次是中值和低值區(qū)域,且極高值和高值區(qū)面積萎縮,中值與低值區(qū)有所蔓延。ESV空間格局等級差異明顯,浙江生境最優(yōu)區(qū)為新安江水庫生態(tài)區(qū),高值區(qū)森林和草地景觀生態(tài)功能強,分布于麗水、杭州西南和溫臺交界區(qū),而生境質量劣區(qū)則是浙北平原和沿海丘陵平原區(qū),ESV低值和中值區(qū)則位于金華、衢州等市和沿海平原向內陸丘陵過渡區(qū)域。ESV空間布局與其地類景觀相吻合,單位面積ESV極高值區(qū)為水域景觀;高值區(qū)為面積變化劇烈的林草地景觀,20年間高值向中低值區(qū)轉化較為顯著的是金華和衢州條帶狀延伸區(qū)與溫州南部;ESV中低值區(qū)多與農(nóng)田和建設用地范圍相符,人類活動導致農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)空間逐步侵占生態(tài)空間。
圖6 浙江省生態(tài)系統(tǒng)服務價值空間分異(左圖:1995年;右圖:2015年)Fig.6 Spatial distribution of ecosystem service value in Zhejiang Province
整體來看,浙江省ESV空間差異受自然要素影響較大,其次是國土空間規(guī)劃、城鎮(zhèn)化擴張及產(chǎn)業(yè)轉型等多因素作用,區(qū)域“七山一水”的良好生態(tài)本底一定程度緩和了建設用地擴張引起的生態(tài)價值損失。但低值區(qū)轉為中高值區(qū)的面積少于ESV高轉低,這表明浙江省生境仍受威脅,今后要控制各種建設占地的速度與規(guī)模,提高用地效率和經(jīng)濟增長質量;通過營造人工濕地與湖泊、退耕還林草等措施改善生態(tài)環(huán)境,降低經(jīng)濟和人口膨脹對生態(tài)服務功能帶來的負面影響。未來應維持生態(tài)服務價值中、高值區(qū)的空間穩(wěn)定性,重點監(jiān)測ESV降值區(qū)域,引導土地利用向生態(tài)服務價值保值和增值方向發(fā)展。
土地覆被結構、方式和空間變化等影響區(qū)域生態(tài)服務功能,不合理的資源配置破壞土地自然要素與景觀完整性,引起生態(tài)系統(tǒng)紊亂、生境退化和復雜。通過土地覆被結構和景觀格局演變對生態(tài)服務功能價值的影響研究,探討土地要素變化對生態(tài)服務功能的影響作用機制。土地自然要素與覆被結構變化改變其斑塊數(shù)量與形狀、廊道連通度和基質狀況等,進而改變區(qū)域生態(tài)服務功能,影響生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)和能量流動效率,擾動食物鏈穩(wěn)定性,同時調整各土地要素與種類大小影響生態(tài)美學景觀等功能價值。
利用Pearson相關性檢驗,測算研究區(qū)景觀格局指數(shù)與各生態(tài)服務功能間的相關性(表4)。生態(tài)總價值與最大斑塊數(shù)、結合度和聚合度呈強正相關,與斑塊數(shù)、平均鄰近距離和香農(nóng)多樣性為強負相關,與斑塊密度、邊緣密度和平均斑塊面積指數(shù)為弱相關,表明景觀斑塊離散破碎、形狀類型多樣和通達度低會導致區(qū)域生態(tài)價值量減少,而斑塊團聚度高、連續(xù)性與優(yōu)勢度強,則有利于生態(tài)服務價值量增加和功能提升。具體來看,供給服務中食物生產(chǎn)和原材料與支撐服務蘊含的土壤維持和生物多樣性功能與NP、ED、LPI、AI、COHESION和SHDI等指數(shù)因子強相關顯著,可通過干擾土地自然要素、形狀特征與物質流動等調整森林、水域和草地等景觀蘊含的生態(tài)功能,如增加斑塊與廊道數(shù)量、形狀不規(guī)則度,則阻礙生態(tài)系統(tǒng)中水、碳循環(huán)和生物遷移,而提高連通度與景觀豐度,可增強對環(huán)境變化的適應力。水源涵養(yǎng)和廢物處理等調節(jié)服務和維持文化服務的美學景觀則對土地景觀變化最為敏感,氣體與氣候調節(jié)服務與AREA_MN、COHESION和AI呈強正相關,與NP、ED、PD和SHDI為強負相關,水源涵養(yǎng)和廢物處理與各景觀指數(shù)相關性較弱或無相關。各景觀要素組成、空間形態(tài),斑塊與廊道面積、類型變化很大程度上影響土地景觀的空間配置效果并控制著區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化的反應能力。
表4 景觀格局指數(shù)與生態(tài)系統(tǒng)服務功能間相關系數(shù)Table 4 Correlation coefficients between landscape pattern index and ecosystem service function
林地蘊含的生態(tài)價值遠超其他類景觀,其斑塊面積減小導致提供的生態(tài)調節(jié)與支撐服務功能弱化。近年來浙江省開展生態(tài)文明建設,斑塊完整性提高。水域景觀多為人工湖泊與灘涂,其提供的水源涵養(yǎng)和廢物處理功能提升,一定程度上彌補了林地生態(tài)價值減小的損失。建設用地擴張影響景觀格局的空間重構,興建住宅區(qū)和產(chǎn)業(yè)園、連通各類交通網(wǎng)引起生態(tài)用地縮減破碎度加深、廊道連通復雜化,導致生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)受阻、生物生境改變等。各類景觀間相互轉移也作用于生態(tài)服務功能和價值,尤其是浙北林耕地向建設用地大規(guī)模轉移及耕地、草地和水域的破碎分散化,復雜的用地結構和景觀空間配置導致20年間浙江省ESV總值損失103.18億元,表明城鎮(zhèn)化建設和人口增長帶來的土地利用變化對生態(tài)環(huán)境具有明顯的壓力和負效應,經(jīng)濟社會發(fā)展在一定程度上是以犧牲生態(tài)系統(tǒng)功能為代價的。未來可通過政策規(guī)劃向林地、草地和水域等價值系數(shù)高的景觀轉移,通過調整景觀斑塊、廊道的類型、數(shù)量、形態(tài)和要素組成,改善生態(tài)系統(tǒng)供給、調節(jié)、支撐與文化服務功能,促進各物質間循環(huán)與能量流動,提高生態(tài)系統(tǒng)的恢復與反應能力。
本文利用浙江省5期土地景觀數(shù)據(jù),通過土地利用動態(tài)度、景觀格局指數(shù)、生態(tài)服務價值評估及Pearson相關性檢驗,在分析土地覆被結構和景觀格局演變基礎上,揭示LUCC影響下浙江省20年間ESV空間差異及趨勢特征,開展土地景觀演變的生態(tài)功能影響分析,結論如下:
(1)1995~2015年浙江省土地利用變化劇烈,表現(xiàn)為耕地、林地面積減少,城鎮(zhèn)村用地、水域和草地面積增加。城鎮(zhèn)村用地面積增幅高達8.21%,而耕地和林地動態(tài)度為負。浙江西、南部林地和水域布局較集中,建設用地和耕地多分布于浙北平原和沿海丘陵區(qū)。從轉化類型看,耕林地向建設用地單向轉移量最大,其次是林耕地的互相轉化。建設用地轉入、耕林地轉出在浙北平原和沿海岸區(qū)變化顯著,表明城市化快速擴張對土地覆被的影響持續(xù)加強。
(2)研究時段內區(qū)域斑塊分散、聚合和連通狀況變化多樣,景觀格局時空演變復雜化,表現(xiàn)為同類斑塊內部空間連通性弱但景觀多樣性和豐度提升,空間連通度浙南高于中部和北部,而景觀多樣性和破碎化水平卻是北高于南。林地存在大量優(yōu)勢斑塊,連通度趨于優(yōu)化;耕地、城鎮(zhèn)村用地斑塊復雜,破碎度加深;水域通達度變差,斑塊形狀多不規(guī)則;建設用地小區(qū)域內聚集度與優(yōu)勢度升高,以林地和耕地為主導的景觀格局逐漸向城市景觀轉變。
(3)浙江省生態(tài)服務總價值呈先增后減趨勢,林地和耕地ESV損失量超過水域ESV增加量,共減少103.18億元。各二級服務功能僅水源涵養(yǎng)和廢物處理價值量呈增加趨勢,其他單項ESV均有所下降??臻g上ESV呈連片狀布局、條帶狀延伸,等級差異明顯,高值區(qū)面積占比超50%,極高值和高值區(qū)面積減小,中值與低值區(qū)有所擴張。浙西南生境質量優(yōu),而浙北與東南沿海區(qū)域則較低,人類活動導致生產(chǎn)空間逐漸侵占生態(tài)空間。
(4)浙江省土地要素與覆被結構變化造成的斑塊破碎、多樣化及廊道環(huán)通度變化等對生態(tài)服務功能產(chǎn)生顯著影響。相關性檢驗發(fā)現(xiàn),ESV總值與LPI、COHESION和AI呈顯著強正相關,而與NP、ENN_AM和SHDI呈強負相關,表明增加斑塊團聚度、優(yōu)勢度和空間連通性以及降低斑塊破碎度和異質性有利于提高整體生態(tài)服務價值量。改變景觀斑塊的數(shù)量與形狀、廊道連通度與基質狀況類型等可作用于生態(tài)服務功能,如斑塊聚合與環(huán)通度增強,間隙減小、形狀不規(guī)則降低可加速生態(tài)系統(tǒng)能量流動與循環(huán),提高食物鏈網(wǎng)穩(wěn)定性,減弱氣體、氣候調節(jié)和水源涵養(yǎng)等生態(tài)服務對環(huán)境變化的敏感性,發(fā)揮森林、草地和水域等生態(tài)系統(tǒng)服務功效,并持續(xù)為人類生產(chǎn)生活提供供給、調節(jié)、支撐功能與文化服務需要等。
隨著人類活動影響持續(xù)加強,對區(qū)域自然景觀的干擾和破壞持續(xù)增加,如何既保持快速經(jīng)濟發(fā)展又保護好生態(tài)環(huán)境,在快速城鎮(zhèn)化推進過程中維持并有效提高生態(tài)系統(tǒng)服務功能,是中國亟需解決的難題。因此應采取積極的生態(tài)保護措施,土地管控應盡量以空間上連片利用為重點,注重保護原始生態(tài)景觀,增強景觀優(yōu)勢度和斑塊連通性。切實保護林地和耕地、優(yōu)化調整城鎮(zhèn)建設用地,科學開發(fā)未利用地,監(jiān)管采礦后的生境修復工作,減少大氣、土壤和水體污染帶來的負面影響。同時,城市規(guī)劃要規(guī)范景觀秩序,關注城市景觀格局演變引起的生態(tài)環(huán)境問題,協(xié)調好城市空間擴張與生態(tài)價值功能的平衡,最大限度提升生態(tài)系統(tǒng)功能和服務需求,實現(xiàn)區(qū)域土地景觀最優(yōu)化利用和生態(tài)系統(tǒng)多項服務的協(xié)調發(fā)展。