縣域土地利用總體規(guī)劃實(shí)施的生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)

宋利利 秦明周 范云峰 張鵬巖

摘要：土地是各種陸地生態(tài)系統(tǒng)的載體，土地利用的變化必然影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)角度出發(fā)，運(yùn)用Costanza等的研究方法，參考謝高地等修正的我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量，構(gòu)建不同土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值修正系數(shù)；以河南省葉縣為例，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值視角定量評(píng)價(jià)縣域土地利用總體規(guī)劃實(shí)施的生態(tài)效應(yīng)。結(jié)果表明：（1）葉縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值從2000年的15.83億元提升到2020年的26.30億元，年均變化率達(dá)到257%；（2）2005—2010年，與其他單項(xiàng)服務(wù)價(jià)值相比，葉縣生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)價(jià)值和調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值大幅度增加；（3）2005—2010年，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均明顯上升。通過(guò)分析葉縣土地利用的變化及其產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)，進(jìn)一步明確葉縣土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的調(diào)整方向，以期為土地利用規(guī)劃的科學(xué)決策和區(qū)域生態(tài)建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：縣域土地利用；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；葉縣；土地利用變化；生態(tài)效應(yīng)；總體規(guī)劃

中圖分類號(hào)：F323.211 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）07-0460-04

土地利用是人類對(duì)土地自然屬性的利用方式和狀況，即人類根據(jù)土地的自然特點(diǎn)，按照一定的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)目的，采取生物、技術(shù)等手段對(duì)土地長(zhǎng)期性和周期性的經(jīng)營(yíng)管理與治理活動(dòng)。土地利用/覆被變化可引起各類生態(tài)系統(tǒng)類型、面積及空間分布格局的變化。景觀生態(tài)學(xué)認(rèn)為，土地利用/覆被變化引發(fā)的景觀格局變化改變了景觀中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)、土壤水分、土壤養(yǎng)分等生態(tài)過(guò)程的時(shí)空變化，從而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生影響[1]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（ecosystem services）是人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的各種惠益，包括有形的物質(zhì)產(chǎn)品供給與無(wú)形的服務(wù)提供2個(gè)方面，主要分為供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)，以及維持其他類型服務(wù)所必需的支持服務(wù)[2-3]。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者在不同尺度上對(duì)土地利用/覆被的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)響應(yīng)進(jìn)行了大量的研究，從目前已有研究來(lái)看，多數(shù)研究集中在區(qū)域尺度上，包括懷柔水庫(kù)流域[4]、三江源區(qū)[5]、黃土高原[6]等，也有學(xué)者關(guān)注城市尺度的研究，例如安徽省明光市[7]、浙江省杭州市[8]等。在縣域尺度上將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值納入到土地利用總體規(guī)劃的實(shí)施評(píng)價(jià)當(dāng)中，目前這方面的研究尚不多見(jiàn)。因此，本研究在前人研究方法和成果的基礎(chǔ)上，在縣域尺度上從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的角度出發(fā)，對(duì)土地利用總體規(guī)劃的實(shí)施評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，以期為科學(xué)制定土地利用總體規(guī)劃、實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

由圖1可見(jiàn)，葉縣位于河南省中部偏西南地區(qū)，地處黃淮平原西部邊緣與伏牛山東部邊緣的交接地帶，位于33°21′～33°46′N，113°01′～113°37′E之間，總面積1 388.69 km2。2012年底，葉縣總?cè)丝跒?9.50萬(wàn)人，全縣共有18個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、580個(gè)行政村；葉縣氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫14.9 ℃，年平均無(wú)霜期214 d，多年平均降水量794.6 mm，年降水季節(jié)分配不均，具有夏季多、冬季少、春秋兩季居中的特點(diǎn)；地勢(shì)西南高、東北低。葉縣縣境南及西南為淺山丘陵區(qū)，北中部為平原，葉縣屬淮河水系，水資源豐富，境內(nèi)有湛河、沙河、灰河、澧河、甘江河；土壤以黃棕壤為主，占土地面積的82.3%。葉縣資源豐富，已發(fā)現(xiàn)的各種礦產(chǎn)共23種，其中以巖鹽為最高，總儲(chǔ)量3 300億t，以縣域?yàn)閱挝粚偃珖?guó)第一，品位居全國(guó)井礦鹽之首，被稱為“巖鹽之都”。作為全國(guó)商品糧生產(chǎn)基地，2012年葉縣榮獲“全國(guó)糧食生產(chǎn)先進(jìn)縣”稱號(hào)。

1.2 研究方法

1.2.1 研究數(shù)據(jù)的收集與處理 本研究數(shù)據(jù)源包括研究區(qū)的土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)（2006—2020年）、葉縣2010年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)、葉縣2000—2010年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)、葉縣1 ∶50 000行政區(qū)圖、自然地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（包括地形地貌、土壤、水文、植被的基本資料）。結(jié)合研究區(qū)特點(diǎn)和研究目的，將土地利用類型劃分為水澆地、旱地、園地、有林地、灌木林、其他林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地，這里水域包括河流水面、水庫(kù)水面、坑塘水面、灘涂，未利用地包括鹽堿地、沼澤地、沙地、裸地、荒草地。本研究只針對(duì)除建設(shè)用地之外的其他土地類型。

1.2.2 研究方法

1.2.2.1 土地利用的動(dòng)態(tài)度 （1）單一土地利用動(dòng)態(tài)度。土地利用動(dòng)態(tài)度是指區(qū)域一定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用類型數(shù)量的變化速度，它能較好地比較各區(qū)域間土地利用變化的差異，并且表示出未來(lái)土地利用變化的趨勢(shì)。土地利用動(dòng)態(tài)度K的表達(dá)公式為：

K=Ub-UaUa×1T×100%。

式中：Ua、Ub分別表示研究區(qū)域某一時(shí)間段內(nèi)初期、末期某種土地利用類型的面積；T為研究時(shí)段長(zhǎng)。

（2）綜合土地利用動(dòng)態(tài)度。綜合土地利用動(dòng)態(tài)度表示區(qū)域土地利用變化的速度，計(jì)算公式為：

Ri=∑ni=1|Ubi-Uai|2∑ni=1Uai×1T×100%。

式中：Uai、Ubi分別為研究期初、研究期末某土地利用類型的面積；T為研究時(shí)段長(zhǎng)；n為土地利用類型數(shù)。

1.2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值測(cè)算 關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)分類及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（ecosystem service value，ESV）的核算參考謝高地等的研究方法[9]，該方法是在借鑒Costanza等研究方法[2]的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況并對(duì)國(guó)內(nèi)生態(tài)學(xué)者進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，制定了中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值表。謝高地等提出的生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量對(duì)土地利用類型的劃分相對(duì)較粗，沒(méi)有涉及到土地利用類型的二級(jí)分類，而這些類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值差異較大[9]。本研究結(jié)合葉縣土地利用特點(diǎn)和我國(guó)土地利用現(xiàn)狀分類，參考Costanza等的ESV計(jì)算公式：

ESV=∑（Ak×VCk）[2]。

式中：Ak為研究區(qū)土地利用類型k的分布面積，hm2；VCk為該類型土地單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)。

在已有研究的基礎(chǔ)上對(duì)各種土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了細(xì)化，其中水澆地、草地、林地、水域參照謝高地等的研究成果[9]，旱地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當(dāng)量參照水澆地進(jìn)行修正[10]，園地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量取林地和農(nóng)田的平均值[11]，有林地、灌木林、其他林地的生態(tài)服務(wù)當(dāng)量比值取 1.4 ∶1.0 ∶0.6[12]，未利用地的生態(tài)服務(wù)當(dāng)量取荒漠與草地的平均值[11]。在此基礎(chǔ)上制定了葉縣生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表（表1），同時(shí)根據(jù)葉縣的實(shí)際情況對(duì)單位面積農(nóng)田自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行修正：葉縣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)值相當(dāng)于葉縣平均糧食單產(chǎn)價(jià)值的1/7，2010年葉縣的平均糧食單產(chǎn)是5 266.96 kg/hm2，糧食單價(jià)按河南省2010年糧食的平均價(jià)格1.8 元/kg計(jì)算，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)自然糧食產(chǎn)量（不考慮勞動(dòng)投入）的經(jīng)濟(jì)價(jià)值相當(dāng)于平均糧食單產(chǎn)市場(chǎng)價(jià)值的1/7，即1 354.36 元/（hm2·年）。

2 結(jié)果與分析

2.1 2000—2020年葉縣土地利用動(dòng)態(tài)變化

2.1.1 單一土地利用動(dòng)態(tài)度 由表2可知，2000—2005年葉縣耕地、園地、水域、未利用地都有所減少，林地略有增加，草地面積不變。2005—2010年，耕地、林地、水域面積大幅度增加，其中林地面積增加14 120.88 hm2，動(dòng)態(tài)度為58.58%；耕地面積增加808.32 hm2，動(dòng)態(tài)度為0.20%；水域面積增加985.50 hm2，動(dòng)態(tài)度為2.63%。依據(jù)葉縣土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年）中2020年土地利用預(yù)測(cè)情況，預(yù)計(jì)2010—2020年，耕地將減少808.32 hm2，動(dòng)態(tài)度為-0.10%；草地、水域面積不會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)；園地動(dòng)態(tài)度為10.50%；未利用地出現(xiàn)大幅減少，動(dòng)態(tài)度為-4.64%。

2.1.2 綜合土地利用動(dòng)態(tài)度 從對(duì)葉縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2000—2020年的土地利用綜合動(dòng)態(tài)度（圖2）的分析來(lái)看，2000—2005年期間，縣城所在的昆陽(yáng)鎮(zhèn)綜合土地利用動(dòng)態(tài)度相對(duì)較大；2005—2010年期間，各鎮(zhèn)的土地利用綜合動(dòng)態(tài)度均有所提高，其中常村鄉(xiāng)、昆陽(yáng)鎮(zhèn)、辛店鄉(xiāng)的綜合土地利用動(dòng)態(tài)度相對(duì)較大；2010—2020年，多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地利用綜合動(dòng)態(tài)度均有所變化，其中任店鎮(zhèn)、田莊鄉(xiāng)、龍泉鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地利用綜合動(dòng)

2.2 葉縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的動(dòng)態(tài)變化

由表3可見(jiàn)，葉縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量由2000年的15.83億元上升為2010年的22.47億元，上升了41.95%。根據(jù)葉縣土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年）提供的數(shù)據(jù)，計(jì)算出的2020年葉縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量比2005年增加10.56億元，增加了67.07%。其中2005—2010年，葉縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量增加了6.73億元，增加42.72%；2010—2020年，葉縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值構(gòu)成上來(lái)看，調(diào)節(jié)服務(wù)和支持服務(wù)的貢獻(xiàn)最大。2005年以后，葉縣作為國(guó)家商品糧生產(chǎn)基地，開(kāi)展中低產(chǎn)田的治理，加快農(nóng)田水利設(shè)施的改造，一部分旱地變成水澆地，至2010年，供給服務(wù)增加了0.88億元，增加50.60%。由于燕山水庫(kù)的修建，林地面積的增加，葉縣調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值明顯增加，2005—2010年增加了3.73億元，增加了41.62%。

2.3 葉縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的區(qū)域差異

以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元，計(jì)算葉縣土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年）實(shí)施前后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化量、變化率，從而分析葉縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的區(qū)域差異。由表4可見(jiàn)，2000—2005年，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值略有下降，僅葉縣縣城所在的昆陽(yáng)鎮(zhèn)及其他少數(shù)幾個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)有所增加；2005—2010年，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均明顯上升，其中保安鎮(zhèn)、辛店鄉(xiāng)增幅最大，年均變化率分別為14.10%、10.07%。主要原因是由于位于保安鎮(zhèn)的燕山水庫(kù)的修建和屬于丘陵地帶辛店鄉(xiāng)的林地大幅增加。根據(jù)葉縣土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年）提供的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出的結(jié)果，2010—2020年，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化量放緩，大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)有小幅增加，年均變化率均未超過(guò)1.00%，其中城關(guān)鄉(xiāng)、遵化店鎮(zhèn)、保安鎮(zhèn)均略有下降。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

（1）2000—2005年，葉縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值未有較大變化；在整個(gè)規(guī)劃期（2006—2020年），葉縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值不斷提高，與2005年相比，2020年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量增加10.56億元，增加了67.07%。該結(jié)果表明，葉縣土地總體規(guī)劃（2006—2020年）實(shí)施過(guò)程中，葉縣土地利用變化的生

（2）由于葉縣燕山水庫(kù)的修建和農(nóng)田水利設(shè)施的改造，林地和水域大面積增加，部分旱地變成水澆地，土地利用結(jié)構(gòu)的變化和調(diào)整對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響較為明顯，這主要體現(xiàn)在供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)的價(jià)值變化上。2005—2010年，供給服務(wù)價(jià)值增加了0.88億元，增長(zhǎng)50.60%；調(diào)節(jié)服務(wù)增加了3.73億元，增長(zhǎng)41.62%。

（3）2000—2005年，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值略有下降，僅葉縣縣城所在的昆陽(yáng)鎮(zhèn)有所增加；2005—2010年，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均明顯上升，其中保安鎮(zhèn)、辛店鄉(xiāng)增幅最大，年均變化率分別為14.10%、10.07%。

3.2 討論

土地利用總體規(guī)劃實(shí)施的生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)是土地利用總體規(guī)劃修訂的重點(diǎn)和難點(diǎn)。基于土地利用的多功能性，本研究從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的角度出發(fā)，在參照Costanza等和謝高地等關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究方法的基礎(chǔ)上，對(duì)不同土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)進(jìn)行細(xì)化和修正，定量分析葉縣土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年）實(shí)施前后葉縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量的時(shí)間變化和區(qū)域差異，進(jìn)而評(píng)價(jià)縣域土地利用總體規(guī)劃的生態(tài)效應(yīng)。在縣域尺度上，將各類土地利用類型進(jìn)行細(xì)化是有必要的，但不同土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)制定的科學(xué)性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的計(jì)算影響較大，在今后的研究中還須要進(jìn)一步論證和完善。

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