長江三角洲生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性空間分布特征評(píng)價(jià)

陳燕 燕彩霞 羅嬋 陳星宇 邱曉敏

摘要：選擇生物多樣性保護(hù)、土壤保持、水源涵養(yǎng)3種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，建立適用于長江三角洲地區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)模型與方法，利用變異系數(shù)法確定權(quán)重，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性劃分為極重要、中等重要、比較重要和一般重要4個(gè)等級(jí)，綜合評(píng)價(jià)長江三角洲地區(qū)的生態(tài)功能重要性及其空間分布特征。結(jié)果表明：長江三角洲地區(qū)生物多樣性保護(hù)以極重要區(qū)為主，占49.17%，包括上海市、杭州市、寧波市、嘉興市、紹興市、臺(tái)州市等;水源涵養(yǎng)以一般重要區(qū)為主，占42.52%，包括上海市、南通市、揚(yáng)州市、泰州市和蘇州市;土壤保持以比較重要區(qū)為主，占48.24%，包括杭卅I市、南京市、常州市、無錫市、鎮(zhèn)江市和嘉興市等。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果以比較重要區(qū)面積最大，占35.99%，大部分城市均有分布;中等重要區(qū)占24.4%，主要分布在泰州市、臺(tái)州市、嘉興市、寧波市、湖州市、紹興市等;極重要區(qū)占21.85%，主要分布在寧波市南部、杭州市和紹興市等。

關(guān)鍵詞：生物多樣性保護(hù);土壤保持;水源涵養(yǎng);生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能;空間特征;長江三角洲

中圖分類號(hào)：X171.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：

A 文章編號(hào)：1000-4440（2019）01-0103-06

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過程所形成與維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件和效用，是人類得以生存與現(xiàn)代文明得以存在的基礎(chǔ)。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究主要集中在不同類型，不同尺度，不同區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法，價(jià)值評(píng)估及其影響因素，區(qū)域土地利用或景觀格局變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響等方面。當(dāng)前生態(tài)服務(wù)功能重要性方面的研究還處于起步階段。長江三角洲地區(qū)是國內(nèi)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化程度最高的地區(qū)，要實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題聯(lián)防聯(lián)控，建立地區(qū)間生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制，就需要評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性及其空間分布特征。

長江三角洲地區(qū)包括上海、南京、南通、常州、揚(yáng)州、無錫、泰州、蘇州、鎮(zhèn)江、臺(tái)州、嘉興、寧波、杭州、湖州、紹興和舟山共16個(gè)城市，是中國最重要的經(jīng)濟(jì)區(qū)域。2016年長三角地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)1.229 576x10（13）元，常住人口為1.108 282x10（8）人，相比戶籍人口多了2.346 680x10（7）人。區(qū)域內(nèi)物種豐富多樣，有中華鱘、東灘鳥類、北亞熱帶常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林及金錢松、天目玉蘭等野生動(dòng)植物自然保護(hù)區(qū)，對(duì)于長江下游的生態(tài)安全維護(hù)具有非常重要的作用。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，外來人口大量涌入，快速城鎮(zhèn)化的條件下，生態(tài)破壞和環(huán)境污染必然會(huì)破壞生物多樣性，降低生態(tài)服務(wù)功能。本研究通過對(duì)長江三角洲生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性和空間差異的綜合評(píng)估，為確定重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)，加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)管理和制定跨區(qū)域的生態(tài)保護(hù)政策提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1數(shù)據(jù)來源

根據(jù)2014年Landsat遙感影像，通過人機(jī)交互解譯和野外實(shí)地驗(yàn)證獲得土地利用數(shù)據(jù)。根據(jù)各省市環(huán)保局相關(guān)文本數(shù)據(jù)資料及圖件，空間矢量化得到長江三角洲環(huán)境保護(hù)區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)。從地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)獲取長江三角洲地區(qū)土壤類型數(shù)據(jù)等。通過長江三角洲統(tǒng)計(jì)年鑒獲取人口和生產(chǎn)總值等相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2研究方法

在科學(xué)分析長江三角洲的自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件下，利用遙感（Rs）和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，參照生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《生態(tài)功能區(qū)劃技術(shù)暫行規(guī)程》，將生物多樣性保護(hù)、水源涵養(yǎng)和土壤保持作為長江三角洲地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)的核心指標(biāo)，綜合分析長江三角洲地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性的空間分布特征。

1.2.1生物多樣性保護(hù)重要性評(píng)價(jià)方法借鑒相關(guān)研究成果的評(píng)價(jià)方法，根據(jù)國家及省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)物種分布區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、地質(zhì)公園、風(fēng)景名勝區(qū)等級(jí)，確定生物多樣性保護(hù)的重要程度（表1、圖1）。

1.2.2水源涵養(yǎng)重要性評(píng)價(jià)方法主要評(píng)價(jià)區(qū)域水資源的保障程度及調(diào)節(jié)洪水的作用。參考相關(guān)研究成果，結(jié)合國家分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和長江三角洲實(shí)際情況，采用綜合指數(shù)計(jì)算方法，將地貌類型、植被覆蓋和降雨量分級(jí)賦值（表2）?；诠剑?）計(jì)算水源涵養(yǎng)綜合指數(shù)，利用GIS的空間分析功能對(duì)3個(gè)評(píng)價(jià)因子分布圖進(jìn)行疊加分析并按極、中等、比較、一般重要進(jìn)行分類。水源涵養(yǎng)重要性的綜合指數(shù)計(jì)算公式為：

1.2.3土壤保持重要性評(píng)價(jià)方法

主要是利用土壤侵蝕敏感性對(duì)下游地區(qū)的危害程度進(jìn)行判斷，既考慮土壤侵蝕敏感性，也考慮河流分級(jí)情況。通過GIS軟件，對(duì)長江三角洲的河流水系進(jìn)行分級(jí)，得到河網(wǎng)分級(jí)圖：再將河網(wǎng)分級(jí)流域圖和土壤侵蝕敏感性分布圖進(jìn)行疊加，根據(jù)水體級(jí)別和敏感級(jí)別（表3）評(píng)價(jià)區(qū)域土壤保持重要性（圖1）。

1.2.4生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性綜合評(píng)價(jià)方法生物多樣性保護(hù)、土壤保持和水源涵養(yǎng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性只是反映了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的某一方面，要綜合考慮這些要素的作用，需要對(duì)其進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)。采用加權(quán)綜合指數(shù)法計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要性綜合指數(shù)（SSi），其中權(quán)重由變異系數(shù)法求得，其計(jì)算公式為：

2結(jié)果與分析

2.1長江三角洲生物多樣性保護(hù)重要性及其空間分布

從表4中可以看出，長江三角洲生物多樣性保護(hù)極重要區(qū)占49.17%，面積為54 355 km2，包括較多的國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、地質(zhì)公園、風(fēng)景名勝區(qū);一般重要區(qū)占21.79%，面積為24 092 km2：比較重要區(qū)和中等重要區(qū)占比相差無幾，分別占14.79%和14.25%，面積分別為16 345 km2和15 754 km2。

空間分布上，極重要區(qū)主要包括上海、杭州、紹興、寧波、嘉興、臺(tái)州，尤其寧波、杭州和臺(tái)州3個(gè)城市面積占比最高，該區(qū)內(nèi)分布了大量國家級(jí)的自然保護(hù)區(qū)和風(fēng)景名勝區(qū)，包括上海九段沙濕地、東灘鳥類和長江口中華鱘等國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)以及杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)、紹興諸暨的浣江一五泄風(fēng)景名勝區(qū)、溫嶺市新河鎮(zhèn)的方山一長嶼硐天風(fēng)景名勝區(qū)等。比較重要區(qū)主要包括揚(yáng)州、鎮(zhèn)江和湖州。中等重要區(qū)主要位于泰州、舟山和南通，有舟山市的普陀山風(fēng)景名勝區(qū)、南通市海門快活林休閑山莊、南通市通州石港生態(tài)旅游風(fēng)景區(qū)等。一般重要區(qū)主要位于南京、無錫和蘇州（圖1、表5）。

極重要區(qū)主要分布在臺(tái)州、寧波、杭州、湖州、紹興，其中杭州的面積最廣;中等重要區(qū)主要分布在南京、常州、揚(yáng)州、蘇州、鎮(zhèn)江、寧波、杭州、湖州、紹興，其中南京的面積最廣：比較重要區(qū)分布在臺(tái)州、寧波和紹興：一般重要區(qū)除了南京和紹興有分布以外，其他城市均有分布，以上海、南通、揚(yáng)州、泰州和蘇州為主要分布區(qū)（圖1、表5）。

空間分布上，長江三角洲中部及東南部基本上屬于土壤保持中等重要區(qū)，除南通、舟山和臺(tái)州外其他13個(gè)城市均有分布，杭州面積最大，南京、常州、無錫、鎮(zhèn)江和嘉興均有大面積分布：極重要區(qū)主要分布在杭州和湖州，湖州分布最廣;比較重要區(qū)主要在上海、南通、揚(yáng)州、泰州、蘇州、寧波和紹興，均有大面積分布：一般重要區(qū)主要分布在臺(tái)州和舟山，以臺(tái)州為主（圖1、表5）。

極重要區(qū)主要分布在長江三角洲的南部，以寧波、杭州和紹興等3個(gè)生物多樣性高、土壤保持性好、水源涵養(yǎng)能力強(qiáng)的地區(qū)為主，為穩(wěn)定長江三角洲的生態(tài)系統(tǒng)及其服務(wù)功能發(fā)揮著重要作用，其中杭州面積最大。中等重要區(qū)主要分布在泰州、臺(tái)州、嘉興、寧波、湖州、紹興等地區(qū)，以臺(tái)州面積最大;比較重要區(qū)主要分布在上海、南京、南通、常州、揚(yáng)州、無錫、泰州、蘇州、鎮(zhèn)江、臺(tái)州、湖州、舟山等，以南通、南京、上海面積為大;一般重要區(qū)主要分布在常州、揚(yáng)州、無錫、泰州、蘇州，以蘇州、揚(yáng)州為主（圖1、表5）。

3討論

本研究從生物多樣性保護(hù)、水源涵養(yǎng)以及土壤保持三方面，對(duì)長江三角洲自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行了較詳細(xì)的計(jì)算分析，并分析了其空間分布特征。研究結(jié)果表明：長江三角洲生物多樣性保護(hù)以極重要區(qū)為主，占49。17%，主要包括上海和除舟山之外的浙江6市;水源涵養(yǎng)以一般重要區(qū)為主，占42.52%，主要包括上海、除南京以外的江蘇7市和浙江的嘉興、舟山;土壤保持以比較重要區(qū)為主，占48.24%，主要包括上海、江蘇5市（不包括常州、無錫和鎮(zhèn)江）和浙江的寧波、紹興：生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能以比較重要區(qū)和中等重要區(qū)為主，分別占35.99%和24.40%，包括除杭州和紹興兩地的絕大部分地區(qū)。從北部的泰州、揚(yáng)州到南部的臺(tái)州，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈逐漸上升趨勢(shì)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性也相應(yīng)增強(qiáng)。