基于土地利用變化的扶余市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究

郭鑫+李淑杰+孫博+邢麗娟+吳奇峰

摘要：在社會經(jīng)濟快速發(fā)展和城市化進程不斷加快的背景下，研究土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響程度，對充分了解區(qū)域生態(tài)環(huán)境的變化情況以及全面提高社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展水平具重要意義。根據(jù)扶余市2010～2015年土地利用數(shù)據(jù)，運用土地利用動態(tài)度指標(biāo)和土地利用程度綜合指數(shù)及變化模型，對扶余市土地利用變化情況進行分析；利用生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)，定量計算扶余市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值并對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值敏感性進行了分析。結(jié)果表明，扶余市土地利用處于發(fā)展階段，具體表現(xiàn)為建設(shè)用地增加，其余用地類型面積逐年減少，扶余市生態(tài)服務(wù)價值也表現(xiàn)為逐年減少的態(tài)勢，生態(tài)環(huán)境受到一定程度的威脅，為扶余市今后社會發(fā)展過程中進行土地利用結(jié)構(gòu)和布局安排以及自然環(huán)境保護工作提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：土地利用變化；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；扶余市

中圖分類號：F301.24 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）17-3364-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.044

Study on Ecosystem Service Value of Fuyu City Based on Land Use Change

GUO Xin1， LI Shu-jie1， SUN bo1， XING Li-juan1， WU Qi-feng2

（1.College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China；

2.Jilin Institute of Land Resources Survey and Planning，Changchun 130061，China）

Abstract： With the rapid development of social economy and the accelerating process of city background， influence degree of land use change on the ecosystem service value， has very important significance to fully understand the change of regional ecological environment and improve the overall level of sustainable development of social economy. Based on the land use data of Fuyu city in 2010 and 2015， the land use change of Fuyu city was analyzed by using the land use dynamic index and the land use degree index and the change model. The ecological service value coefficient of Fuyu city was used to calculate the ecosystem service of Fuyu city The value and the sensitivity of the ecosystem service value were analyzed. The results showed that the development of land use in Fuyu city， the specific performance of the increase of construction land， other land types area decreased year by year， the ecological service value of Fuyu city also showed a diminishing trend， the ecological environment has been a certain degree of threat， the results of this study can be for Fuyu city in the future social development in the process of land the structure and layout arrangement and natural environmental protection work has certain guiding significance.

Key words： land use change；ecosystem service value；Fuyu city

人類活動與生態(tài)環(huán)境聯(lián)系最為緊密的一個環(huán)節(jié)便是土地利用，人類往往會通過土地利用對生態(tài)系統(tǒng)的布局和功能造成一定程度的影響，這就必然會造成生態(tài)系統(tǒng)的類別及其格局發(fā)生相應(yīng)的變化[1]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可理解成人類獲取的全部收益，其中不僅包含人類生活所需的食物和生產(chǎn)生活資料等，同時也支撐著地球的生命系統(tǒng)，為人類提供其生產(chǎn)生活所必須的自然環(huán)境條件[2，3]。

開展以土地利用變化為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的研究，可以更加深入地了解研究區(qū)域土地利用的結(jié)構(gòu)與布局、利用程度與效果，從而使土地利用規(guī)劃能夠更好地切合區(qū)域?qū)嶋H情況，有效保障區(qū)域生態(tài)安全。從另一方面來說，對生態(tài)服務(wù)價值進行定量分析，讓人們更加直觀地看到生態(tài)系統(tǒng)的變化情況，能夠有效喚起當(dāng)?shù)厝罕妼ι鷳B(tài)環(huán)境的保護意識。從政策管理層面上來看，研究得出的結(jié)論對有關(guān)部門決策具有一定的借鑒作用。endprint

80年代以來，國內(nèi)研究人員開始對中國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行研究[4]，謝高地等[5]在參照Costanza部分成果的基礎(chǔ)上，制定出符合中國實際的生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)。近些年來，學(xué)者們開始研究土地利用變化過程中的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，但其中大多局限于對生態(tài)效益的定性分析，對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行定量分析的鮮見報道，尤其對受人類干預(yù)較大、經(jīng)濟發(fā)展相對落后的東北地區(qū)土地利用變化過程中的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)綜合研究更少[6]。

近年來，隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，扶余市土地利用的結(jié)構(gòu)和布局發(fā)生變化，對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能造成一定程度的影響，引起各界的高度關(guān)注。因此，本研究以扶余市為研究區(qū)域，通過測算扶余市不同時期的生態(tài)服務(wù)價值量的大小，揭示研究區(qū)的自然生態(tài)環(huán)境的變化情況，為扶余市生態(tài)、經(jīng)濟、環(huán)境的綜合決策提供依據(jù)，同時也對扶余市今后進行城市開發(fā)建設(shè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

扶余市地處松嫩平原東北部邊緣，位于吉林省西北部，松原市東部（圖1）。東與榆樹市接壤，南隔第二松花江與前郭縣、農(nóng)安縣、德惠市相望，西與松原市寧江區(qū)接壤，北與黑龍江省大慶市肇源縣、哈爾濱市雙城區(qū)為鄰。位于東經(jīng)125°56′-126°11′，北緯44°45′-45°30′之間。在2013年年初，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，撤銷扶余縣設(shè)立扶余市（縣級），由吉林省直轄、松原市代管。截至2015年年末，扶余市常住人口總數(shù)為669 990人，人口密度為每平方公里144人，全市地區(qū)生產(chǎn)總值357.51億元。

1.2 數(shù)據(jù)來源

采用的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)主要來源于《扶余市統(tǒng)計年鑒》（2010～2015年），土地利用相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于扶余市土地利用變更調(diào)查。為方便研究，將扶余市土地利用類型歸并為耕地、林地、園地、草地、水域、濕地、建設(shè)用地和未利用地8大類。

1.3 研究方法

1.3.1 土地利用變化分析 采用土地利用動態(tài)度來分析研究區(qū)2010～2015年土地利用的動態(tài)變化情況，計算公式如下：

D=（S2-S1）/S1×1/T×100%

式中，D表示某一種土地利用類型的動態(tài)度；S1、S2代表初期、末期某一種土地利用類型面積大??；T為研究時期。當(dāng)T的單位為年時，D值表示某一種土地利用類型面積的年均變化率[7]。

1.3.2 土地利用程度綜合指數(shù)及變化模型 土地利用程度指數(shù)：

式中，K表示土地利用程度綜合指數(shù)；Fi表示分級指數(shù)（表1）；Ci表示第i類土地面積占土地總面積的百分比；n表示分級數(shù)。

土地利用程度模型：

式中，ΔK表示土地利用程度綜合指數(shù)的變化量；R表示土地利用程度變化率；K1，K2表示初期、末期的土地利用程度綜合指數(shù)；Fi、Ci同上。若是變化率大于零則表明研究區(qū)的土地利用情況處于繁榮時期，反之，小于零則表明研究區(qū)處于衰退時期，等于零則表明研究區(qū)處于穩(wěn)定時期[8]。

1.3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算 根據(jù)研究區(qū)的實際，測算研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值，計算公式如下：

式中，E表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值；Si表示某一種土地利用類型面積大??；VCi表示第i類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)[9]。

1.3.4 生態(tài)系統(tǒng)敏感性分析 將價值系數(shù)上、下調(diào)整50%（調(diào)整比例一樣即可，結(jié)果相同），來討論各用地類型的敏感度性[10]，計算公式如下：

式中，E、VC同上；1、2表示調(diào)整前、后；Z則表示敏感性；如果Z大于1，則表明生態(tài)服務(wù)總價值對價值系數(shù)的變化表現(xiàn)為敏感；反之，如果Z小于1，則表明生態(tài)服務(wù)總價值對價值系數(shù)的變化表現(xiàn)為不敏感。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用格局分析

2.1.1 土地利用變化分析 在扶余市各種土地利用類型中，耕地占地比例最大，未利用地占地比例最?。ū?）。由表3可知，2010～2015年，土地總面積保持不變，但各土地利用類型的面積均發(fā)生了不同程度的變化。其中，未利用地面積不變，為105.52 hm2，耕地、林地、草地、園地和水域在持續(xù)減少，此中，草地減少量最大，為411.47 hm2，年均減少0.3184%，其次為耕地、林地、園地和水域，分別減少了393.47、33.79、12.73、1.66 hm2，年均減少0.023 0%、0.016 4%、1.010 7%、0.003 0%，園地減少的速率最快，年均減少1.010 7%。建設(shè)用地呈增加趨勢，增加了853.59 hm2，年均增加0.4799%。

2.1.2 土地利用程度分析 通過計算扶余市2010～2015年的土地利用程度綜合指數(shù)來反映扶余市的土地利用程度，可以看出人類活動對扶余市不同類型生態(tài)系統(tǒng)的影響程度。由圖2可以看出，2010～2015年扶余市土地利用程度呈逐漸增大的趨勢，土地利用指數(shù)由288.997 6上升到289.277 5，增加了0.096 9%。研究期間土地利用程度變化量和變化率均大于零，可以看出近幾年扶余市土地利用程度日益擴大，土地利用處于繁榮時期。

2.2 生態(tài)服務(wù)價值分析

2.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化分析 運用價值系數(shù)計算研究區(qū)2010～2015年生態(tài)服務(wù)價值并分析其變化情況。計算過程中價值系數(shù)遵循以下原則，林地對應(yīng)森林，耕地對應(yīng)農(nóng)田，園地對應(yīng)森林和草地的平均值，未利用地對應(yīng)荒漠，建設(shè)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)為0，本研究不進行測算。根據(jù)計算得出的扶余市2010～2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值（表4）可知，扶余市服務(wù)價值總體呈下降趨勢，從2010年的397 007.53萬元下降到2015年的396 412.27萬元，2015年比2010年減少0.149 9%。2015年貢獻度最多的是農(nóng)田，其次是森林，最少的是荒漠，農(nóng)田和森林的服務(wù)價值占價值總量的72.82%，是構(gòu)成扶余市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的主要土地類型。endprint

在2010～2015年，除了荒漠服務(wù)價值保持不變以外，其余服務(wù)價值均出現(xiàn)減少的情況。其中，農(nóng)田和草地下降明顯，草地總共減少了263.61萬元，比2010年降低1.5918%，農(nóng)田共減少240.58萬元，比2010年降低0.1150%。扶余市各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值下降的主要原因是各土地利用類型面積均處于逐年減少狀態(tài)，這與扶余市在近年來大力推進城鄉(xiāng)建設(shè)過程中，忽視了對未利用地進行整理開發(fā)，使得大量農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地有關(guān)。

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值敏感性分析 根據(jù)公式，將價值系數(shù)依次上、下調(diào)整了50%，得出扶余市2010～2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的敏感性指數(shù)（表5）。結(jié)果表明，Z均小于1，E對VC的敏感程度低于1，說明研究區(qū)生態(tài)服務(wù)總價值對價值系數(shù)變化不敏感，反映出本次研究采用的價值系數(shù)的合理性，以及計算得出的區(qū)域生態(tài)服務(wù)價值的變化情況符合區(qū)域?qū)嶋H情況。在各土地利用類型中，農(nóng)田的敏感性指數(shù)最大，達到0.527 16和0.527 34，這與農(nóng)田的服務(wù)價值巨大，占總價值比例接近50%有關(guān)；其次是森林、濕地和水域，濕地占地面積雖然不大，但其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能強大，產(chǎn)生了相當(dāng)多的價值，故其敏感系數(shù)較高；園地和荒漠的敏感系數(shù)較小，主要是由于園地和荒漠的占地面積較小，僅占總面積的0.07%。

3 結(jié)論

將扶余市作為研究區(qū)域，計算扶余市土地利用動態(tài)度，利用生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)，計算得出扶余市2010～2015年生態(tài)服務(wù)價值，進而分析扶余市近年來的土地利用和生態(tài)服務(wù)價值的動態(tài)變化情況。得到以下結(jié)論：

1）扶余市土地利用以草地和耕地為主，建設(shè)用地總量迅速擴張，建設(shè)用地面積的增加量與各土地利用類型面積的減少量相等，除了未利用地面積保持不變以外，其余用地均呈減少趨勢，其中，草地和耕地數(shù)量減少顯著，園地年均變化率最大，說明扶余市城鄉(xiāng)建設(shè)消耗了大量的農(nóng)用地及其他土地類型。

2）扶余市生態(tài)服務(wù)價值總體呈現(xiàn)減少的趨勢，其中，森林、草地、農(nóng)田明顯減少，這與扶余市土地利用變化相匹配。扶余市以農(nóng)業(yè)和林業(yè)為主，客觀上反映其城鎮(zhèn)化水平不高，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對滯后，扶余市于2013年撤縣立市（縣級），城市處于發(fā)展的上升期，對耕地和草地進行了大規(guī)模的開墾，使扶余市的景觀發(fā)生了較大的變化，加大了對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的潛在危害。

3）扶余市土地利用的不合理，使得生態(tài)環(huán)境受到一定程度的威脅，其中草地和耕地等農(nóng)用地資源面臨嚴(yán)重威脅。在今后的城市發(fā)展過程中，建議扶余市加快推進高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田劃定，加大植樹造林和環(huán)境保護等工作。在城鎮(zhèn)化和社會經(jīng)濟發(fā)展的進程中，建議扶余市保障和完善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，不斷提高土地利用水平，施行土地用途管制，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)與布局，維持區(qū)域生態(tài)安全，達到凈化空氣、調(diào)節(jié)氣候、美化環(huán)境、建設(shè)綠色城市的目標(biāo)，促進區(qū)域社會、經(jīng)濟、生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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