摸清資源本底亟需科學評價生態(tài)系統(tǒng)服務

孫天祺 李 麗莉

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學土地與環(huán)境學院 遼寧 沈陽 110866；2.丹東市自然資源事務服務中心 遼寧 丹東 118000）

生態(tài)系統(tǒng)服務是通過生態(tài)系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)和過程直接或間接取得人類維持生存的各種效益[1]，關(guān)乎人類生活生產(chǎn)各個方面。從景觀生態(tài)學角度講，生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)為人類社會發(fā)展提供物質(zhì)基礎(chǔ)與精神食糧[2]。對生態(tài)系統(tǒng)服務進行合理、科學的量化評估，能夠更加直觀、準確地表明其價值。

作為共和國長子，遼寧省為我國經(jīng)濟發(fā)展做出巨大貢獻。但是工業(yè)生產(chǎn)、開采礦石等過度開發(fā)資源且土地利用類型急劇變化，生態(tài)系統(tǒng)服務也發(fā)生急劇波動，人類生活由此受到嚴重影響。為摸清資源本底，亟需科學評估生態(tài)系統(tǒng)服務價值，明晰其變化動向和趨勢，為遼寧省的三線劃定、生態(tài)補償?shù)忍峁┗A(chǔ)，同時喚醒社會公眾的環(huán)境保護意識。

一、研究進程

19世紀后期至20世紀中期，生態(tài)學的建立和發(fā)展為生態(tài)系統(tǒng)服務研究提供了學科基礎(chǔ)[3]，此后生態(tài)系統(tǒng)服務的概念逐步得到擴充。2005年聯(lián)合國千年評估(MA)從大規(guī)模多層次的角度進行全球范圍生態(tài)系統(tǒng)評估[4]，關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務的研究以及人類福祉的提升逐漸受到學者們的廣泛關(guān)注。

我國研究始于20世紀80年代初，學者許滌新首次將生態(tài)因素與經(jīng)濟因素結(jié)合考慮[5]。20世紀90年代中期至末期，我國學者的研究從對國外研究的歸納、概括，轉(zhuǎn)向討論關(guān)于我國生態(tài)系統(tǒng)服務概念、特征等問題，并基于此進行生態(tài)系統(tǒng)服務分類與價值核算方面研究[6]。

雖然生態(tài)系統(tǒng)服務研究經(jīng)歷長期發(fā)展，但是國內(nèi)外卻還未建立統(tǒng)一評估標準和方法。合理的分類方式作為價值評估的基礎(chǔ)有利于今后生態(tài)系統(tǒng)服務研究的科學化發(fā)展，而科學的價值評估則是其資產(chǎn)化的表現(xiàn)。為量算“綠水青山”值多少“金山銀山”，亟需建立起一套適宜于遼寧省自然資源特點的生態(tài)系統(tǒng)服務價值量算體系。

二、生態(tài)系統(tǒng)服務價值科學化評估體系構(gòu)想

相較于以往的單一評估方式，通過對當量因子表進行二次修正的方法能夠更加準確地計量生態(tài)系統(tǒng)服務價值量。通過空間分析可以明晰各服務價值的空間分布、聚集形態(tài)和內(nèi)部關(guān)聯(lián)。利用情景模擬預測手段，基于不同土地利用方式的價值演變模擬能夠為今后的國土空間規(guī)劃、三線劃定等提供基礎(chǔ)。

1.生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估

根據(jù)研究尺度的不同，生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估所采用的方法有所差異。從省域尺度方面，多利用當量因子評估法進行初計算，再通過多次修正得到客觀價值量。

首先基于當量因子表[7]，根據(jù)遼寧省實際用地情況利用3S技術(shù)提取遙感影像地類進行區(qū)分和歸并。根據(jù)社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，粗略估算出各用地類型的供給、調(diào)節(jié)、支持和文化四大類以及多項二級服務功能的價值。

其次，利用市場價值法調(diào)整供給服務，即根據(jù)各單位土地面積的農(nóng)林牧漁產(chǎn)業(yè)量化，分別修正耕地、林地、草地和水體的價值當量[8]；利用條件價值法和旅行成本法，從游客支付意愿等角度修正文化服務。

再次，利用InVEST模型的碳儲存、水源供給和土壤保持三個模塊進行物質(zhì)量修正。分別修正水源供給、氣體調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)、保持土壤和生物多樣性功能。物質(zhì)量修正后，再利用當量表和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)進行價值量折算。

為驗證價值修正是否合理，采用敏感性指數(shù)(CS)進行表征[9]，計算公式為：

公式中CS為敏感性指數(shù)；i和j分別是初始價值和生態(tài)價值系數(shù)調(diào)整后的價值。當CS＜1，表明生態(tài)系統(tǒng)服務價值對于生態(tài)價值系數(shù)缺乏彈性的；當CS＞1，則反之[9]。比值越小，說明生態(tài)系統(tǒng)服務價值對生態(tài)系數(shù)的依賴程度越低，那么生態(tài)系統(tǒng)服務價值經(jīng)過修正后更加科學。

2.生態(tài)系統(tǒng)服務價值空間分析

空間分析不僅能夠直觀表達價值高低的聚集區(qū)，更便于模擬預測研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化趨勢。將遼寧省土地利用現(xiàn)狀圖劃分為1×1 km的網(wǎng)格，便于進行空間化表達并用于空間自相關(guān)分析。為了定量分析各項服務功能之間的空間異質(zhì)性，利用ArcGIS形成相關(guān)性系數(shù)矩陣，同時在SPSS中對回歸系數(shù)進行檢驗。

生態(tài)系統(tǒng)服務冷熱點區(qū)識別分析。冷熱點地區(qū)是生態(tài)系統(tǒng)各項服務特征值，在空間上分布聚集度高或者低的地區(qū)，熱點區(qū)表明服務功能要素本身為高值，且周圍其他要素也為高值，冷點區(qū)則相反。通過冷熱點分析可探查研究區(qū)各項生態(tài)系服務高值或者低值在空間上發(fā)生聚類的位置[10]。

采用局部空間自相關(guān)指標(LISA)和Moran散點圖相結(jié)合的方法，進行局部空間自相關(guān)分析能夠明晰服務價值空間分布的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。Moran散點圖的四個象限，分別表明區(qū)域單元與其鄰近單元之間的局部空間聯(lián)系形式，有四種類型分別為“高高(HH)”、 “ 高 低 (HL)”、 “ 低 高(LH)”和“低低(LL)”。HH型和LL型為正的空間自相關(guān)關(guān)系，表示空間單元和周邊單元的空間差異度小，HL型和LH型為負的空間自相關(guān)關(guān)系，表示空間單元和周邊單元的空間差異程度大[11]。通過空間自相關(guān)分析，能夠明晰生態(tài)系統(tǒng)服務價值空間分布特征與聚類原因。

最后利用Geoda形成聚集圖和顯著性水平圖，直觀表達研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務價值的空間分布情況。為探究生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化驅(qū)動力因素，可從氣候變化、人類土地利用方式和地形地貌三個角度，利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)和地形地貌數(shù)據(jù)采用相關(guān)性分析方法進行識別。

3.生態(tài)系統(tǒng)服務價值空間預測模擬

理想狀態(tài)下，合理的土地利用方式不僅能夠帶來推動社會發(fā)展的經(jīng)濟資本，同時也能夠使得生態(tài)系統(tǒng)得到永續(xù)發(fā)展。為探究今后不同土地利用方式所帶來的生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化，分別從生態(tài)保護、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)發(fā)展三個土地利用情況進行模擬預測。

若以生態(tài)保護為優(yōu)先戰(zhàn)略，則可預設(shè)遼寧省退耕還林還草的用地面積，進行價值系數(shù)的修正，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)角度則反之。城鎮(zhèn)發(fā)展則為城鎮(zhèn)邊界擴張，設(shè)定其發(fā)展邊界為500米建立緩沖區(qū)分析，即與城市邊界相鄰的相應范圍內(nèi)的其他土地類型全部轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地[12]，由此結(jié)合社會發(fā)展經(jīng)濟數(shù)據(jù)以及生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化，預測未來城鎮(zhèn)發(fā)展和生態(tài)保護相平衡的規(guī)劃發(fā)展。

三、科學評估生態(tài)系統(tǒng)服務勢在必行

從“系統(tǒng)”角度講，山水林田湖草之間存在著相互聯(lián)系相互制約的關(guān)系[13]，那么反映在各用地類型的生態(tài)系統(tǒng)服務價值上其內(nèi)部存在著關(guān)聯(lián)。分析生態(tài)系統(tǒng)服務價值低值區(qū)原因，改善土地利用方式、實施價值提升措施；保護高值區(qū)，合理劃定紅線，為遼寧省空間規(guī)劃和生態(tài)修復提供參考。

同時，生態(tài)系統(tǒng)服務流研究成為當前主流，耦合人類土地利用行為和社會經(jīng)濟發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)服務研究成為熱門。從生態(tài)系統(tǒng)服務供需角度進行用地的合理分配，為實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展和人類生活福祉的提升起著不可或缺的重要支撐作用。遼寧省在國土空間規(guī)劃和生態(tài)保護過程中，應充分發(fā)揮自然資源優(yōu)勢，處理好發(fā)展與生態(tài)環(huán)境建設(shè)之間的矛盾，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟、生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。且在今后研究中，應更加重視海洋生態(tài)系統(tǒng)的價值核算與保護。