退耕還林對河北順平縣土地利用變化及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響

趙麗,張蓬濤,朱永明

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院,河北保定071001)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值(ecosystem services values)的概念由Daliy等人[1-2]較為完整地提出,它是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類生存和發(fā)展的基本條件,是人類所擁有的關(guān)鍵自然資本,并且這種服務(wù)可以通過經(jīng)濟價值進行估算[3]。土地利用/覆蓋變化影響著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,對其進行系統(tǒng)的核算,可以量化土地利用結(jié)構(gòu)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響,對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)長期協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義[4]。退耕還林(還草)工程作為重要的生態(tài)工程之一,引發(fā)的直接變化就是土地利用結(jié)構(gòu)的變化,進而也使得該區(qū)域的自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了相應(yīng)的變化。本研究以河北省順平縣為研究對象,對順平縣2001-2008年退耕前后的土地利用變化對生態(tài)服務(wù)價值的影響進行定量研究,為退耕還林工程的實施效果分析和土地資源的可持續(xù)利用提供決策支撐。

1 研究區(qū)概況和退耕還林情況

順平縣位于北緯 38°45′-39°09′,東經(jīng) 114°50′-115°20′,隸屬于河北省保定市,位于河北省中部偏西,太行山東麓,全縣海拔高度在50～1 006.7 m,屬低山丘陵區(qū),地勢由西北向東南傾斜,自然分為低山、丘陵、平原三大地貌類型。全縣總面積708 km2,耕地面積26 666.67 hm2,人口 30萬,轄 10個鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),237個行政村。該縣地理位置優(yōu)越,為保定西部重要的交通樞紐;其林果業(yè)發(fā)展迅速,被國家農(nóng)業(yè)部、林業(yè)總局命名為“中國蘋果之鄉(xiāng)”、“中國桃之鄉(xiāng)”。

退耕還林的根本目的是防治水土流失和土地沙化,重點要退的耕地是糧食產(chǎn)量較低、水土流失嚴重的坡耕地,以及易造成土地沙化的耕地。這些耕地保水保肥能力較差,土壤干旱、瘠薄,種糧效益低下,比較適合于種草或種樹[5]。順平縣于2002年開始實施退耕還林,截至 2008年底,已累計實施退耕還林11 133.33 hm2,林木成活率達90%以上。農(nóng)戶在退耕前收入主要以種植糧食、經(jīng)濟作物、飼養(yǎng)畜禽和外出務(wù)工為主,退耕后的補助一般在其收入中所占比重占30%左右,并且補助到期后,其所種植的經(jīng)濟林已經(jīng)有了一定的收益,大部分退耕戶的收入可維持原水平或有些提高,但個別農(nóng)戶由于缺乏勞動力或是對經(jīng)濟林經(jīng)營管理不到位,收入有所下降。隨著項目的推進,項目的生態(tài)效益也逐漸顯現(xiàn)。通過2002年以來的退耕還林工程建設(shè),林木覆被率提高了2%,水土流失現(xiàn)象得到有效緩解,水土流失面積減少了 15 km2,土壤侵蝕由過去的320 t/(km2?a)下降到現(xiàn)在的120 t/(km2?a),項目區(qū)內(nèi)植被覆蓋率提高了4%,有效改善山前和下游的生產(chǎn)條件,減輕了自然災(zāi)害的發(fā)生。

2 資料來源與研究方法

2.1 資料來源

土地利用數(shù)據(jù)主要來源于順平縣國土資源局2001-2008年土地利用現(xiàn)狀變更數(shù)據(jù);社會經(jīng)濟資料來源于《順平縣社會經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒(2001-2008年)》。

2.2 土地利用變化分析

土地利用類型動態(tài)度是指某研究區(qū)一定時間范圍內(nèi)某種土地利用類型的數(shù)量變化情況。應(yīng)用土地利用動態(tài)度分析土地利用類型的動態(tài)變化,可以真實反映區(qū)域土地利用/覆蓋中土地利用類型的變化劇烈程度[5],其表達式如式(1)。

式中:Ua、Ub——研究期初及研究期末某一種土地利用類型的數(shù)量;T——研究時段長。

2.3 土地利用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值測算

Costanza等人[7]通過研究具體地提出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估的框架,探索分析了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估的原理與方法,引起了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。但該方法由于某些數(shù)據(jù)偏差較大,對不同地區(qū)的適用程度較差。謝高地等人[8]在Costanza等提出的評價模型基礎(chǔ)上,對國內(nèi)200多位生態(tài)學(xué)學(xué)者進行問卷調(diào)查,得出了中國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當量因子表。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當量因子是指生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)的相對貢獻大小的潛在能力,定義為1 hm2全國平均產(chǎn)量的農(nóng)田每年自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟價值。以此可將權(quán)重因子表轉(zhuǎn)換成當年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單價表,經(jīng)過綜合比較分析,確定1個生態(tài)服務(wù)價值當量因子的經(jīng)濟價值量等于當年全國平均糧食單產(chǎn)市場價值的1/7。其計算公式如式(2)。

式中:Ea——單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)提供生產(chǎn)服務(wù)功能的經(jīng)濟價值;i——作物種類;pi——i種作物全國平均價格(元/kg);qi——i種糧食作物單產(chǎn)(kg/hm2);mi——i種糧食作物面積(hm2);M——n種糧食作物總面積(hm2)。

然后應(yīng)用Costanza等人的估算方法[7],分析研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化。計算公式如式(3)。

式中:VES——生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值(元);Ak——研究區(qū)域k種土地利用類型的面積(hm2);VCk——k種土地的生態(tài)價值系數(shù),即單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值[元/(hm2?a)]。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用類型變化分析

根據(jù)順平縣土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù),利用公式(1)計算,可以得出退耕前后各種土地利用類型變化的動態(tài)度(表1)。

從表1來看,在整個研究期內(nèi),耕地、其他農(nóng)用地和未利用地面積有不同程度的減少,與此同時,園地、林地、建設(shè)用地、水域面積則相應(yīng)的有所增加。其中:耕地面積減少最大,達5 787.19 hm2,其次是未利用地,減少面積達1 976.36 hm2;面積增加的地類中,園地面積增加最大,達4 326.99 hm2,其次為建設(shè)用地,面積增加1 881.33 hm2,林地面積增加了1 041.41 hm2。從土地利用動態(tài)度上看,除水域面積(通過實際情況調(diào)查,主要是由于2006年順平縣人民政府大力發(fā)展水工建筑,僅一年水工建筑用地面積就增加了266.7 hm2所致,其余年份水域面積變化不大)外,園地、林地面積的變化速度較快,2001-2008年平均年增長速度為11.15%,10.43%,其2001-2005年的動態(tài)度明顯高于2005-2008年的動態(tài)度。其次為建設(shè)用地,平均每年以4.53%的速度增長,其2001-2005年的動態(tài)度高于2005-2008年的動態(tài)度。耕地面積則每年以3.05%的速度減少,其2001-2005年的動態(tài)度也高于2005-2008年的動態(tài)度。耕地面積的減少,園地、林地面積的大幅增加與這段時期國家推行的“退耕還林”政策有著直接的關(guān)系,另外,土地利用動態(tài)度的階段性變化較大,主要是與該區(qū)域2002年開始實施退耕還林,至2005年已基本形成氣候,之后進程逐漸減緩,主要以鞏固為主有關(guān)。同時,建設(shè)用地在2005年之后增長速度也明顯減緩,這與當?shù)氐膬?nèi)涵挖潛與集約利用相結(jié)合所起到的成效有關(guān)。另外,荒山匹配造林使得未利用地的面積逐年下降。同時,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,建設(shè)用地的需求也不斷增加,從而導(dǎo)致了其他利用類型面積的減少。

表1 順平縣2001-2008年土地利用類型面積和動態(tài)度

3.2 土地利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分析

根據(jù)《順平縣社會經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》,以順平縣2001-2008年平均糧食產(chǎn)量4 804 kg/hm2為該區(qū)基準單產(chǎn),糧食單價按2008年我國糧食主產(chǎn)區(qū)糧食均價1.50元/kg,根據(jù)公式(2)得出順平縣農(nóng)田自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟價值為1 029.43元/(hm2?a),據(jù)此可測算出各土地利用類型的生態(tài)價值系數(shù)VC(表2),結(jié)合文獻[8]和公式(3),得出順平縣退耕前后(2001-2008年)土地利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量(表3)。

表2 順平縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值表

表3 順平縣2001-2008年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值

結(jié)合表1、表3可以看出退耕前后隨著土地利用結(jié)構(gòu)的變化,順平縣的土地利用生態(tài)服務(wù)價值也相應(yīng)的發(fā)生變化,價值量總體增加。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值從2001年的32 238.51萬元增加到2008年的37 727.04萬元,7 a間增加了 5 488.53萬元,年增長率為2.27%,說明順平縣境內(nèi)的整體生態(tài)環(huán)境是向著健康方向發(fā)展的。

從總體上看,耕地、園地和林地的生態(tài)服務(wù)居前3位,它們對土地利用系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價值貢獻率達到92%以上。其中,2001-2008年耕地的生態(tài)服務(wù)價值從59.80%降到40.19%,園地、林地的生態(tài)服務(wù)價值分別從 25.77%、8.72%提高到 39.20%、12.90%。另外,水域的生態(tài)服務(wù)價值也有一定提高,未利用地的生態(tài)服務(wù)價值稍有降低。園地、林地面積增加對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值增加的貢獻較大,主要與園地、林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)明顯高于耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)有關(guān)。

3.3 生態(tài)服務(wù)價值與主要社會經(jīng)濟因子的相關(guān)分析

社會經(jīng)濟的發(fā)展必然會對土地利用結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響,本研究選取總?cè)丝?、GDP和農(nóng)民人均純收入作為主要社會經(jīng)濟因子,探討其與生態(tài)服務(wù)價值之間的關(guān)系。通過SPSS 13.0統(tǒng)計軟件對其2001-2008年數(shù)據(jù)做相關(guān)性分析,其結(jié)果顯示,順平縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與總?cè)丝凇DP和農(nóng)民人均純收入均表現(xiàn)為0.01水平下顯著正相關(guān),相關(guān)性系數(shù)分別為0.878,0.874和0.882。其中,總?cè)丝诘脑黾?必然會增加對土地的需求,從而引發(fā)土地利用結(jié)構(gòu)的變化;GDP、農(nóng)民人均純收入與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值朝著同方向發(fā)展,說明經(jīng)濟的發(fā)展未對當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負向影響?？梢?順平縣在發(fā)展社會經(jīng)濟的同時,對生態(tài)環(huán)境的保護也給予了充分的重視,同時也反映出退耕還林工程在改善順平縣生態(tài)環(huán)境的同時,注重林果業(yè)的合理發(fā)展和農(nóng)民就業(yè)渠道的拓寬,從而促進了農(nóng)民人均純收入的提高,對社會經(jīng)濟的發(fā)展起到了一定的積極作用。

4 結(jié)論

(1)隨著“退耕還林”工程的實施,順平縣土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,耕地、其他農(nóng)用地和未利用地面積減少,園地、林地面積有了顯著增加,極大地改善了順平縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

(2)順平縣退耕前后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化分析結(jié)果表明:退耕后,順平縣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總值增加,7 a間增加了5 488.53萬元,年增長率為2.27%,說明順平縣的退耕還林工程取得的成效是顯著的。服務(wù)價值變化中,由于園地、林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)高于耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù),故園地、林地面積增加帶來的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值增長速度明顯高于耕地減少帶來的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值下降速度。

(3)順平縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與總?cè)丝?、GDP和農(nóng)民人均純收入均表現(xiàn)為顯著正相關(guān),可見,順平縣在發(fā)展社會經(jīng)濟的同時,對生態(tài)環(huán)境的保護也給予了充分的重視,這與退耕還林工程的實施具有直接關(guān)系。

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