摘 要:基于長(zhǎng)江、珠江上游黔南州2009—2019年土地利用數(shù)據(jù),采用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法及空間自相關(guān)性分析方法,分析黔南州10 a間的土地利用變化情況及其對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ESV)的影響。研究發(fā)現(xiàn),黔南州土地利用結(jié)構(gòu)變化明顯,林地面積增加最多,園地面積增幅最大,建設(shè)用地和水域面積增長(zhǎng)明顯,而草地面積減少最多、減幅也最大,未利用地和耕地面積均呈減少趨勢(shì);各土地利用類(lèi)型間相互轉(zhuǎn)移面積較大,達(dá)880 833.92 hm2,占全州國(guó)土面積的比例達(dá)33.62%,主要特征為耕地、草地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?,耕地、林地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地等。黔南州ESV凈增加340.17億元,生態(tài)服務(wù)當(dāng)量因子價(jià)值增加和土地利用結(jié)構(gòu)變化分別貢獻(xiàn)凈增益的70.20%和29.80%;林地在黔南州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中起著主導(dǎo)作用,2019年林地對(duì)地區(qū)ESV的貢獻(xiàn)達(dá)83.16%。黔南州ESV損益在空間上具有顯著的正自相關(guān)性,其高值區(qū)進(jìn)一步聚集增加,低值區(qū)進(jìn)一步聚集擴(kuò)大。可見(jiàn),10年間黔南州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量大幅提升,對(duì)長(zhǎng)江、珠江流域生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定作出積極貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞:黔南州;土地利用;生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值;空間自相關(guān)
中圖分類(lèi)號(hào):F301.24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-060X(2023)05-0094-07
Abstract:Based on the land use data of Qiannan Prefecture (located in the upper reaches of the Yangtze River and Pearl River) from 2009 to 2019, the study used the land use transfer matrix, ecosystem service value evaluation method and spatial autocorrelation analysis method to analyze land use changes of Qiannan Prefecture in 10 years and impacts on regional ecosystem service value (ESV). The results showed that the land use structure changed significantly in Qiannan Prefecture: the increased area of woodland was the largest, the area of garden land increased the most, and the area of construction land and water area increased obviously; both the decreased area and extent in grassland were the largest, and the area of unused land and farmland showed a decreasing trend. The transfer area among different land use types was large, reaching 880 833.92 hm2 and accounting for 33.62% of the total land area in the prefecture, mainly in the conversion of farmland and grassland into woodland, and farmland and woodland into construction land. The net increase of ESV in Qiannan Prefecture was 34.017 billion yuan, of which the increase of the ecological service equivalent factor value and the change of the land use structure contributed 70.20% and 29.80%, respectively. Woodland played a leading role in ecosystem services in Qiannan Prefecture, and contributed 83.16% to regional ESV in 2019. The ESV profit and loss in Qiannan Prefecture showed a significant positive autocorrelation in space, with the high value area further gathering and increasing, and the low value area further gathering and expanding. Therefore, it could be seen that the quality of ecological environment in Qiannan Prefecture was greatly improved in 10 years, making positive contributions to the stability of ecological environment in the Yangtze River and Pearl River basins.
Key words: Qiannan Prefecture; land use; ecosystem service value; spatial autocorrelation
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指人類(lèi)從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的生存與發(fā)展必需的物質(zhì)和服務(wù),包括直接或間接獲取到的產(chǎn)品或惠益[1]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(Ecosystem Service Value,ESV)測(cè)算是以貨幣的形式來(lái)測(cè)算生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的價(jià)值[2],生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是環(huán)境保護(hù)及生態(tài)補(bǔ)償支付的重要依據(jù)[3-4]。土地作為地表基礎(chǔ),其利用發(fā)生變化將引起生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)層次及成分等發(fā)生改變,從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值發(fā)生變化。土地利用變化是自然生態(tài)系統(tǒng)變化的重要推動(dòng)力,其通過(guò)改變地表土地利用類(lèi)型來(lái)改變生態(tài)系統(tǒng)狀況,進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)提供產(chǎn)品或服務(wù)的能力,最終導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值發(fā)生變化[5-8]。以分析土地利用變化為基礎(chǔ),量化其對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值產(chǎn)生的影響,有助于科學(xué)有效地制定土地利用政策,從而保持生態(tài)系統(tǒng)的平衡,促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展[9]。
Costanza等[10]于1997年以貨幣形式率先對(duì)全球的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值展開(kāi)了測(cè)算評(píng)估,并提出了全面的測(cè)算方法,這對(duì)世界各地的學(xué)者研究測(cè)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值起到了引領(lǐng)作用。但由于區(qū)域間社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然生態(tài)環(huán)境差異較大,Costanza等提出的測(cè)算方法不能用于所有地區(qū)。2003年,謝高地等[11]根據(jù)中國(guó)自然生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際情況,系統(tǒng)總結(jié)出了使用當(dāng)量因子法評(píng)估區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的思路,該方法被廣泛應(yīng)用于各地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估測(cè)算。近年來(lái),眾多學(xué)者根據(jù)土地利用變化情況,采用不同評(píng)估方法對(duì)多區(qū)域、多尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值展開(kāi)了大量研究。如雷金睿等[12]基于海南島1980—2018年5個(gè)時(shí)期的土地利用變化數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空變化特征;羅芳等[13]根據(jù)四川省2000—2018年的土地利用變化數(shù)據(jù)深入研究了四川省土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響;肖建設(shè)等[14]以黃河源區(qū)瑪多縣2005—2015年的土地利用變化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),系統(tǒng)研究了瑪多縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的演變特征。
現(xiàn)有研究為后續(xù)相關(guān)研究提供了基礎(chǔ),但該領(lǐng)域關(guān)于黔南布依族苗族自治州(以下簡(jiǎn)稱(chēng)黔南州)的案例研究較少。因此,該研究以長(zhǎng)江、珠江兩大流域上游的黔南州為研究對(duì)象,以其2009—2019年土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析該區(qū)域10 a間的土地利用變化特征,進(jìn)而分析該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間變化特征。研究長(zhǎng)江、珠江兩大流域上游的黔南州10 a間土地利用變化及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化情況,可為從源頭上做好長(zhǎng)江、珠江生態(tài)環(huán)境保護(hù),指導(dǎo)區(qū)域進(jìn)一步合理利用土地資源提供依據(jù),從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。
1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來(lái)源
1.1 研究區(qū)域
黔南州位于貴州省南部,為長(zhǎng)江、珠江兩大流域上游重要的生態(tài)屏障[15],全州國(guó)土面積為262萬(wàn)hm2,氣候類(lèi)型為亞熱帶季風(fēng)氣候,下轄2個(gè)縣級(jí)市、9個(gè)縣、1個(gè)自治縣。根據(jù)《黔南州第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報(bào)》,2019年林地在全州國(guó)土面積中的占比達(dá)70.89%,林地為轄區(qū)主要地類(lèi),發(fā)揮著涵養(yǎng)水源、保護(hù)生物多樣性等重要作用,主導(dǎo)著區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的發(fā)揮。
1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源
該研究以從黔南州自然資源局獲取的2009年、2019年(部分)黔南州土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),從“天地圖·貴州省地理信息公共服務(wù)平臺(tái)”上獲取2019年黔南州遙感影像,對(duì)其進(jìn)行校正處理后,通過(guò)人機(jī)交互目視解譯方法獲得缺失的2019年黔南州相關(guān)數(shù)據(jù)。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[16]和黔南州土地利用實(shí)際情況,該研究將黔南州土地利用類(lèi)型劃分為耕地、園地、林地、草地、建設(shè)用地、水域和未利用地7種。所獲取的影像精度基本優(yōu)于5 m,部分影像精度優(yōu)于2 m,可辨識(shí)度較好;該研究在A(yíng)rcGIS環(huán)境下通過(guò)人機(jī)交互判定土地利用類(lèi)型,同時(shí)結(jié)合野外調(diào)查驗(yàn)證判讀結(jié)果。通過(guò)該方法得出的土地利用類(lèi)型數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率超過(guò)95%,可應(yīng)用于該區(qū)域土地利用及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化研究。
2 研究方法
2.1 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣
土地利用轉(zhuǎn)移矩陣是量化土地利用轉(zhuǎn)移面積的分析方法,是研究不同土地利用類(lèi)型之間面積發(fā)生轉(zhuǎn)移變化的常用手段,可以直觀(guān)地表示一段時(shí)間內(nèi)土地利用的變化值和方向,該研究參照張祎等[17]的方法進(jìn)行計(jì)算。
2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法
目前測(cè)算ESV的方法有多種,該研究借鑒謝高地等[11]構(gòu)建的基于單位面積價(jià)值的當(dāng)量因子法,采用3 406.50元/hm2為1個(gè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[18]。根據(jù)統(tǒng)計(jì),2009年黔南州單位面積糧食產(chǎn)量為3 129.76 kg/hm2,同期全國(guó)為4 908.45 kg/hm2,以此推算黔南州2009年1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的ESV為2 172.08元/hm2;2019年黔南州單位面積糧食產(chǎn)量為4 526.65 kg/hm2,同期全國(guó)為5 719.47 kg/hm2,以此推算黔南州2019年1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的ESV為2 696.06元/hm2。建設(shè)用地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量為0,故在ESV計(jì)算中不被納入[19]。該研究根據(jù)修正后的黔南州各土地利用類(lèi)型不同類(lèi)別的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量[20-21](表1)和黔南州2009年、2019年不同地類(lèi)面積數(shù)據(jù)測(cè)算區(qū)域ESV,具體見(jiàn)公式(1)和(2)。
式中:Ai為第i種土地利用類(lèi)型的面積(hm2);VCi代表第i種土地利用類(lèi)型的ESV當(dāng)量?jī)r(jià)值(元/hm2);ECf代表某種土地利用類(lèi)型第f項(xiàng)ESV當(dāng)量;Ea代表1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的ESV值,即黔南州2009年1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的ESV為2 172.08元/hm2,2019年1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的ESV為2 696.06元/hm2。
2.3 空間自相關(guān)性分析方法
空間自相關(guān)性分析方法可以用來(lái)分析相鄰要素之間的關(guān)聯(lián)性,檢驗(yàn)空間上要素是否存在聚集現(xiàn)象。空間自相關(guān)性可以通過(guò)Moran's I統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行度量,Moran's I值在-1到1之間。當(dāng)Moran's I值為正數(shù)時(shí),在空間上相鄰要素存在聚集現(xiàn)象,呈現(xiàn)正相關(guān)性;當(dāng)Moran's I值為負(fù)數(shù)時(shí),在空間上相鄰要素存在分散現(xiàn)象,呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性;當(dāng)Moran's I值為0時(shí),相鄰要素在空間上存在隨機(jī)分布現(xiàn)象。為了探究細(xì)微尺度上黔南州土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)變引起的區(qū)域ESV變化在空間分布上是否存在相關(guān)性,該研究在A(yíng)rcGIS環(huán)境下以黔南州2009年和2019年土地利用現(xiàn)狀矢量圖斑疊加形成的單元為基礎(chǔ),創(chuàng)建漁網(wǎng)工具,按照1 km×1 km的標(biāo)準(zhǔn)將黔南州劃分為多個(gè)網(wǎng)格單元,參考劉亞茹等[9]構(gòu)建的土地利用變化對(duì)ESV的影響程度指標(biāo),結(jié)合自然斷點(diǎn)法將ESV損益分為5級(jí),使用GeoDa軟件對(duì)土地利用變化引起的ESV損益空間自相關(guān)性進(jìn)行分析,分別計(jì)算全局、局部Moran's I指數(shù)及局部Gi指數(shù),具體見(jiàn)公式(3)~(10)。
式中:LPi為第i種土地利用類(lèi)型的ESV損益(元),Ai為第i種土地利用類(lèi)型的面積(hm2),VCi,k、VCi,k'分別為第i種土地利用類(lèi)型的第k項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在土地利用類(lèi)型發(fā)生變化前后的ESV當(dāng)量?jī)r(jià)值(元/hm2);DYi、DYt分別代表單一、綜合的土地利用動(dòng)態(tài)度(%),、分別代表t1年、t2年第i種土地利用類(lèi)型的面積(hm2), 代表第i種土地利用類(lèi)型在t1—t2年時(shí)間段內(nèi)轉(zhuǎn)移到非i類(lèi)(j類(lèi))土地利用類(lèi)型的面積(hm2);IMi為土地利用類(lèi)型發(fā)生變化對(duì)區(qū)域ESV的影響程度(%),LPi,j為第i種土地利用類(lèi)型在研究期內(nèi)轉(zhuǎn)移到第j種土地利用類(lèi)型產(chǎn)生的區(qū)域ESV損益(元);I、Ii分別為全局和局部Moran's I統(tǒng)計(jì)值,Gi為局部統(tǒng)計(jì)量,為2009—2019年單元i的ESV損益值(元/hm2),是區(qū)域內(nèi)所有單元的ESV損益平均值(元/hm2),Wij為單元i與單元j之間的空間權(quán)重,n為單元個(gè)數(shù),S2為單元i的ESV損益方差。
3 結(jié)果與分析
3.1 土地利用結(jié)構(gòu)變化特征分析
由表2可知,整體上來(lái)看,黔南州2009年土地利用類(lèi)型以林地、耕地和草地為主,3種地類(lèi)占比合計(jì)達(dá)88.12%,其中,林地是該區(qū)域土地利用的主要地類(lèi),占比超50%;2019年土地利用類(lèi)型主要為林地、耕地,其中,林地占比高達(dá)70.89%。黔南州10 a間土地利用結(jié)構(gòu)變化顯著,水域、林地、建設(shè)用地、園地面積增加,增幅分別為13.39%、25.24%、89.53%、224.42%;草地、未利用地、耕地面積呈現(xiàn)減少趨勢(shì),減幅分別為87.72%、39.49%、26.47%??梢?jiàn),在黔南州近年來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展態(tài)勢(shì)下,林地面積增加最多,園地面積增幅最大,建設(shè)用地和水域面積增長(zhǎng)明顯;草地面積減少最多、減幅也最大,未利用地和耕地面積均呈減少趨勢(shì)。
3.2 土地利用轉(zhuǎn)移特征分析
該研究利用ArcGIS軟件疊加分析工具,制作了2009—2019年黔南州的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣(表3)。結(jié)合表3和實(shí)際情況可知,2009—2019年黔南州各土地利用類(lèi)型間相互轉(zhuǎn)移過(guò)程頻繁,轉(zhuǎn)移面積較大,10 a間地類(lèi)發(fā)生轉(zhuǎn)移的面積達(dá)880 833.92 hm2,占全州國(guó)土面積的比例為33.62%,主要特征為耕地、草地轉(zhuǎn)為林地,耕地、林地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地等。各地類(lèi)轉(zhuǎn)移情況如下。一是耕地轉(zhuǎn)移情況。減少的耕地主要流向林地、建設(shè)用地、園地,這與10 a間黔南州經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,大力實(shí)施國(guó)土綠化、退耕還林、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及建設(shè)項(xiàng)目而占用耕地有關(guān)。其中,耕地轉(zhuǎn)到林地的面積為139 331.72 hm2,占耕地總轉(zhuǎn)出面積的59.91%;轉(zhuǎn)到建設(shè)用地的面積為36 360.31 hm2,占比為15.64%;轉(zhuǎn)到園地的面積為28 362.88 hm2,占比為12.20%,耕地轉(zhuǎn)移到上述3種地類(lèi)的面積占耕地總流出面積的87.75%。二是園地轉(zhuǎn)移情況。10 a間,園地面積增加2.24倍,流入的園地主要來(lái)自耕地(28 362.88 hm2),其占園地總流入面積的35.84%。三是林地轉(zhuǎn)移情況。10 a間,林地總流入面積為523 116.70 hm2,主要來(lái)源于草地、耕地。從草地、耕地流入到林地的面積分別為265 721.76 hm2、139 331.72 hm2,占林地總流入面積的50.80%、26.63%。林地面積大幅增加的原因有2個(gè):其一,由于封山育林、自然生長(zhǎng)演化原因,草地、未利用地變?yōu)榱值?;其二,黔南州大量人口外出?wù)工,降低了對(duì)土地、林木的依賴(lài),部分耕地因長(zhǎng)期無(wú)人耕種而撂荒,自然生長(zhǎng)演變?yōu)榱值亍K氖遣莸剞D(zhuǎn)移情況。10 a間,草地總流出面積為318 609.80 hm2,主要流出到林地,面積為265 721.76 hm2,占草地總流出面積的83.40%,其次是流出到耕地、園地、建設(shè)用地。五是建設(shè)用地轉(zhuǎn)移情況。10 a間,建設(shè)用地總流入面積為91 155.10 hm2,主要來(lái)源為耕地和林地。從耕地、林地流入到建設(shè)用地的面積為69 782.36 hm2,占建設(shè)用地總流入面積的76.55%。六是水域轉(zhuǎn)移情況。10 a間,水域總流入面積為14 197.56 hm2,其中,來(lái)源于耕地的面積為5 952.79 hm2,來(lái)源于林地的面積為4 853.43 hm2,二者合計(jì)占水域總流入面積的76.11%。七是未利用地轉(zhuǎn)移情況。10 a間,未利用地總流出面積為123 758.27 hm2,主要流出到林地,流出面積為86 408.98 hm2,占未利用地總流出面積的69.82%。
3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化特征分析
根據(jù)黔南州單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量及2009—2019年各土地利用類(lèi)型面積,該研究分別統(tǒng)計(jì)出黔南州2009—2019年各土地利用類(lèi)型ESV變化情況(表4)和各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化情況(表5)。根據(jù)表4可知,黔南州2009年和2019年ESV總量分別為888.58億元和1 228.75億元,10 a間ESV增加340.17億元,增幅高達(dá)38.28%,這反映出10 a間黔南州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到極大提升。2009年,林地的ESV為657.34億元,占各土地利用類(lèi)型ESV總量的73.98%,這說(shuō)明林地在黔南州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中起著主導(dǎo)作用;2019年,林地對(duì)黔南州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)進(jìn)一步增大,占比達(dá)83.16%。2009—2019年,耕地、草地、未利用地面積呈現(xiàn)減少趨勢(shì),其ESV亦呈減少趨勢(shì),其中,草地ESV減少值最大,為76.68億元;園地、林地、水域三者面積合計(jì)增加438 184.79 hm2,其ESV合計(jì)增加421.56億元。
由表5可知,黔南州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)一級(jí)服務(wù)中調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值最高,其次為支持服務(wù)和供給服務(wù),文化服務(wù)價(jià)值最低。2009年,調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值為609.71億元,占當(dāng)年ESV總量的68.62%;2019年,調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值增長(zhǎng)到843.79億元,占當(dāng)年ESV總量的68.67%。從單項(xiàng)ESV方面來(lái)看,除食物生產(chǎn)服務(wù)增加15.79%以外,其余各單項(xiàng)ESV增幅均超過(guò)30%。由于水域?qū)Φ貐^(qū)ESV影響較大,10 a間水域面積增長(zhǎng)13.39%,水資源供給價(jià)值增長(zhǎng)209.91%。從各單項(xiàng)ESV在地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中的占比來(lái)看,水文調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)服務(wù)占比最大,這說(shuō)明其在維系黔南州生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定中發(fā)揮重要的作用。
3.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損益時(shí)空動(dòng)態(tài)分析
該研究根據(jù)黔南州各土地利用類(lèi)型生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量及2009—2019年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣,計(jì)算出黔南州2009—2019年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損益(表6),通過(guò)表6可清楚得知ESV的數(shù)量變化特征和ESV增加來(lái)源及減少去向。10 a間,黔南州ESV損失82.13億元,增益422.30億元,凈增益為340.17億元,生態(tài)服務(wù)當(dāng)量因子價(jià)值增加和土地利用結(jié)構(gòu)變化分別貢獻(xiàn)ESV凈增益的70.20%和29.80%。耕地、園地、草地、建設(shè)用地、未利用地轉(zhuǎn)移到林地和水域引起ESV增益228.81億元,是地區(qū)ESV增益的主要原因。林地和水域轉(zhuǎn)移到耕地、園地、草地、建設(shè)用地、未利用地引起ESV損失59.12億元(占全州ESV損失的71.98%),是全州ESV損失的主要原因。此外,由表4可知,2009年,林地和水域ESV之和為745.21億元,占總ESV的83.87%;2019年,林地和水域在地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的主導(dǎo)作用進(jìn)一步增強(qiáng),兩者ESV之和為1 145.51億元,占總ESV的93.23%??梢?jiàn),林地和水域在維系黔南州生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定中發(fā)揮主導(dǎo)作用。
3.5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化空間自相關(guān)性分析
為進(jìn)一步分析黔南州2009—2019年ESV變化程度的空間關(guān)系,該研究在A(yíng)rcGIS環(huán)境下將其2009年和2019年土地利用現(xiàn)狀矢量圖斑疊加形成分析單元,計(jì)算每個(gè)單元的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化指數(shù)。從10 a間黔南州ESV的空間變化情況來(lái)看,ESV高值區(qū)進(jìn)一步增大,主要表現(xiàn)為林地、水域面積增加;同時(shí),ESV低值區(qū)也在擴(kuò)大,主要表現(xiàn)為建設(shè)用地面積大幅增加。從10 a間黔南州ESV損益分布情況來(lái)看,零星的水域用地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地、未利用地、耕地、草地、園地,造成單位面積上的ESV損失較大;而建設(shè)用地、未利用地、耕地等轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?、水域,是單位面積上ESV增益較大的主要原因。該研究利用空間自相關(guān)模型進(jìn)行計(jì)算,得出黔南州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損益的全局Moran's I指數(shù)為0.614 2,這說(shuō)明黔南州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損益在空間上表現(xiàn)為顯著的正自相關(guān)性,其高值區(qū)進(jìn)一步聚集增加,低值區(qū)進(jìn)一步聚集擴(kuò)大。
4 結(jié)論與建議
該研究基于黔南州2009—2019年土地利用數(shù)據(jù),分析了其土地利用變化特征及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化特征,得出以下主要結(jié)論。就土地利用變化而言,在黔南州近年來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展態(tài)勢(shì)下,10 a間土地利用結(jié)構(gòu)變化顯著,林地面積增加最多,園地面積增幅最大,建設(shè)用地和水域面積增長(zhǎng)明顯;草地面積減少最多、減幅也最大,未利用地和耕地面積均呈減少趨勢(shì)。各土地利用類(lèi)型間相互轉(zhuǎn)移過(guò)程頻繁,轉(zhuǎn)移面積較大,10 a間地類(lèi)發(fā)生轉(zhuǎn)移的面積達(dá)880 833.92 hm2,占全州國(guó)土面積的比例達(dá)33.62%,主要特征為耕地、草地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?,耕地、林地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地等。就生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化而言,10 a間黔南州ESV凈增加340.17億元,增幅達(dá)38.28%。林地在作為生態(tài)之州的黔南州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中起著主導(dǎo)作用,2019年林地對(duì)地區(qū)ESV的貢獻(xiàn)達(dá)83.16%;從生態(tài)系統(tǒng)二級(jí)服務(wù)的單項(xiàng)ESV來(lái)看,水文調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)2項(xiàng)在地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中占比最大,2019年達(dá)51.49%,其對(duì)維系黔南州生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定貢獻(xiàn)較大。就生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損益時(shí)空動(dòng)態(tài)變化而言,生態(tài)服務(wù)當(dāng)量因子價(jià)值增加和土地利用結(jié)構(gòu)變化是地區(qū)ESV增益的原因,分別貢獻(xiàn)凈增益的70.20%和29.80%;林地和水域在維系黔南州生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定中發(fā)揮主導(dǎo)作用。就生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化空間自相關(guān)性而言,2009—2019年黔南州ESV損益的全局Moran's I指數(shù)為0.614 2,這說(shuō)明黔南州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損益在空間上具有顯著的正自相關(guān)性,其高值區(qū)進(jìn)一步聚集增加,低值區(qū)進(jìn)一步聚集擴(kuò)大。可見(jiàn),黔南州的土地利用結(jié)構(gòu)能夠滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需求,10 a間其生態(tài)環(huán)境持續(xù)向好,對(duì)長(zhǎng)江、珠江流域的生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定有積極貢獻(xiàn)。未來(lái),黔南州要提高建設(shè)用地使用效率,減緩建設(shè)用地增速[22];同時(shí)根據(jù)國(guó)土空間規(guī)劃要求,嚴(yán)守耕地保護(hù)紅線(xiàn)及生態(tài)紅線(xiàn),合理劃定城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)邊界,從而促進(jìn)地區(qū)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展,更好維護(hù)長(zhǎng)江、珠江流域上游地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。
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(責(zé)任編輯:袁萍萍)