滇中城市群土地利用轉(zhuǎn)型及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值交叉敏感性分析

陳相標(biāo), 丁文榮, 李孝川

(1.云南師范大學(xué) 地理學(xué)部, 昆明 650500; 2.云南師范大學(xué) 教育學(xué)部, 昆明 650500)

土地是人類最基本的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的空間載體[1]，對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過(guò)程和功能起著決定作用[2]。隨著新型工業(yè)化和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展持續(xù)推進(jìn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入深度轉(zhuǎn)型時(shí)期[3]，區(qū)域土地利用在深度與廣度上均發(fā)生激烈的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)型。土地利用轉(zhuǎn)型是土地利用變化綜合研究的新途徑[4]，指在經(jīng)濟(jì)社會(huì)變化和革新的驅(qū)動(dòng)下，一段時(shí)期內(nèi)與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展階段轉(zhuǎn)型相對(duì)應(yīng)的區(qū)域土地利用形態(tài)發(fā)生動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程[5]。土地利用變化作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要驅(qū)動(dòng)力[6]，引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注[7]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指人類直接或間接從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的各種惠益[8]，包括供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)和支持服務(wù)等[9]。而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(Ecosystem Services Value，ESV)作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要評(píng)估指標(biāo)，其價(jià)值量變化在一定程度上表征人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度[3]，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究也成為國(guó)際地理學(xué)、生態(tài)學(xué)及相關(guān)學(xué)科研究的前沿和熱點(diǎn)[10-11]。

生態(tài)敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對(duì)各種自然和人類活動(dòng)干擾的敏感程度，能有效反映區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)遇到干擾時(shí)出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的可能性大小[12-13]，也是研究區(qū)域土地利用轉(zhuǎn)型與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要手段[14]。但傳統(tǒng)的敏感性分析方法直接把Kreuter等[15]提出的敏感性系數(shù)作為判定當(dāng)量因子系數(shù)的主要方法，忽略了各土地利用類型轉(zhuǎn)型的雙向性，不能完全表征土地利用凈轉(zhuǎn)型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的響應(yīng)程度[13]。因此，有學(xué)者[16]提出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)交叉敏感性的概念和計(jì)算模型，該研究仍處于基礎(chǔ)階段[17]，缺乏實(shí)例驗(yàn)證研究。進(jìn)入21世紀(jì)初期城市群成為國(guó)家參與全球競(jìng)爭(zhēng)與國(guó)際分工的全新地域單元[18]，也是生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)沖突的高發(fā)區(qū)[19]。目前，對(duì)于城市群土地利用轉(zhuǎn)型與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究相對(duì)較多[20-21]，但很少有對(duì)城市群地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行敏感性分區(qū)研究。

滇中城市群是國(guó)家重點(diǎn)培育的19個(gè)城市群之一[22]，也是西部地區(qū)重要經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極。近年來(lái)，隨著人類活動(dòng)干擾進(jìn)一步加劇，永久耕地和生態(tài)保護(hù)面臨的壓力持續(xù)增長(zhǎng)。當(dāng)前，對(duì)于滇中城市群的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值測(cè)算及生態(tài)敏感性分區(qū)鮮有研究，這在一定程度上阻礙滇中城市群的發(fā)展推進(jìn)。因此，本文以滇中城市群為研究對(duì)象，基于遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)該區(qū)近20 a以來(lái)的土地利用轉(zhuǎn)型過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空演變特征及土地利用轉(zhuǎn)型對(duì)ESV的貢獻(xiàn)度進(jìn)行測(cè)算評(píng)估，定量分析土地利用轉(zhuǎn)型對(duì)ESV的響應(yīng)程度并劃定敏感性分區(qū)。以期為優(yōu)化滇中城市群國(guó)土空間格局、保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)和現(xiàn)實(shí)參考。

1 研究區(qū)概況

滇中城市群地處云貴高原中部(100°43′—104°49′E，24°58′—25°09′N)。為典型的高原山區(qū)城市，由昆明市、曲靖市、玉溪市、楚雄州和紅河州北部的7縣市(蒙自市、開(kāi)遠(yuǎn)市、彌勒市、個(gè)舊市、建水縣、瀘西縣、石屏縣)組成，共49個(gè)縣(市)區(qū)，總面積111 402 km2[22]，常住人口約為2 195萬(wàn)人(2020年底)。地形以山地和山間盆地為主，年平均氣溫17.20℃，年均降水量約1 000.63 mm，屬低緯度高原山地季風(fēng)氣候，植被以亞熱帶常綠闊葉林和灌叢草地為主。該區(qū)作為全國(guó)“兩橫三縱”城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略格局的重要組成部分，在國(guó)家開(kāi)發(fā)開(kāi)放格局和生態(tài)文明建設(shè)中具有重要的戰(zhàn)略地位。近20年來(lái)，由于人類活動(dòng)干擾加強(qiáng)，土地利用景觀格局發(fā)生了劇烈變化，經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)保護(hù)、永久耕地的沖突日益突出。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本文所選用的3期土地利用遙感數(shù)據(jù)來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn/)，空間分辨率為30 m×30 m?；贓NVI 5.3軟件對(duì)獲取的土地利用影像數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射校正、大氣校正、波段合成、影像拼接和裁剪等預(yù)處理，并按照《全國(guó)遙感監(jiān)測(cè)土地利用/覆蓋分類體系》分類標(biāo)準(zhǔn)，采用最大似然法，并結(jié)合高分辨率歷史影像和人工目視判讀的方式，將該區(qū)土地利用類型劃分為：耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地6種類型；糧食單產(chǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源于2000—2020年《云南省統(tǒng)計(jì)年鑒》；各行政單元界線、政府駐地、河流等數(shù)據(jù)均來(lái)自云南省地理信息公共服務(wù)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)地圖(https:∥yunnan.tianditu.gov.cn)矢量化獲得。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用動(dòng)態(tài)變化模型 土地利用動(dòng)態(tài)度是定量評(píng)價(jià)土地利用數(shù)量和面積變化最常用的方法之一[23]。利用單一土地利用動(dòng)態(tài)度(K)來(lái)表示滇中城市群在一定時(shí)間內(nèi)不同土地利用類型數(shù)量的變化速度[24]，表達(dá)式為：

K=〔(Uit2-Uit1)/Uit1〕/T×100%

(1)

式中:K為i類土地利用類型在t1—t2時(shí)段內(nèi)的動(dòng)態(tài)度;Uit1和Uit2分別為t1和t2時(shí)段i類土地利用類型的數(shù)量;T為研究時(shí)長(zhǎng)。

利用綜合土地利用動(dòng)態(tài)度(LC)來(lái)刻畫(huà)滇中城市群在一定研究時(shí)段內(nèi)綜合土地利用類型數(shù)量的速度變化[7]。表達(dá)式為：

(2)

式中:ΔLUi-j為研究時(shí)段地類i轉(zhuǎn)為地類j面積的絕對(duì)值;LUi為i類土地利用類型的面積;n為不同土地利用類型數(shù)量。

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算模型 基于Costanza等[9]提出的全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算體系模型，以謝高地等[25]建立的中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表為基礎(chǔ)，根據(jù)滇中城市群地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)單位面積農(nóng)田糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行修正，通過(guò)云南省統(tǒng)計(jì)年鑒計(jì)算得出該區(qū)2000—2020年的年均糧食產(chǎn)量為4 629.70 kg/hm2，為消除貨幣通貨膨脹和糧食價(jià)格波動(dòng)對(duì)評(píng)估結(jié)果的影響，統(tǒng)一與2020年的糧食平均單價(jià)(2.52元/kg)[26]為基價(jià)進(jìn)行計(jì)算，依據(jù)“1個(gè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值量等于當(dāng)年全國(guó)平均糧食當(dāng)產(chǎn)市場(chǎng)價(jià)值的1/7”[25]得到滇中城市群地區(qū)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)值為1 666.69元/hm2，建設(shè)用地的價(jià)值系數(shù)參考前人研究結(jié)果[23]進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)上述信息計(jì)算得出滇中城市群地區(qū)各土地利用類型所對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值修正系數(shù)(表1)。

表1 滇中城市群?jiǎn)挝幻娣e生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值修正系數(shù) 元/hm2

滇中城市群生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算模型公式如下[27]：

(3)

(4)

(5)

式中:ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量;LUCi為土地利用類型i的面積;VCi為土地利用類型i的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值修正系數(shù);AESV為地均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值;AESVt1和AESVt2分別為t1和t2時(shí)地均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值;C是地均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率。

2.2.3 土地利用轉(zhuǎn)型的生態(tài)貢獻(xiàn)度 土地利用轉(zhuǎn)型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)度是指i類土地利用類型轉(zhuǎn)型為j類土地利用類型所引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化率[28]。其表達(dá)式為：

(6)

式中:ELi-j為土地利用轉(zhuǎn)型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)度;VCj和VCi分別為土地利用類型j和i的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量修正系數(shù);LUCi-j為研究期間i類土地利用類型轉(zhuǎn)為j類土地利用類型的面積。

2.2.4 交叉敏感性系數(shù) 交叉敏感性系數(shù)(Coefficient of Cross-Sensitivity，CCS)是指當(dāng)某土地利用類型向另一土地類型轉(zhuǎn)換時(shí)的單位面積變化率所引起的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化率[16]。交叉敏感性系數(shù)是不同土地利用類型的凈轉(zhuǎn)型狀態(tài)，并將相互轉(zhuǎn)型的兩個(gè)土地利用類型基期面積的平均值作為轉(zhuǎn)型率的基數(shù)。該系數(shù)需滿足：兩個(gè)地類發(fā)生凈轉(zhuǎn)型的同時(shí)，其余地類未發(fā)生地類轉(zhuǎn)型[2]。表達(dá)式為：

(7)

式中:CCS(j)kI為第j年k土地利用類型與I土地利用類型相互轉(zhuǎn)型的交叉敏感性系數(shù);ΔES(j-1,j)為第(j-1)年至第j年ESV變化率;ΔCCL(k,I)為土地利用類型k和I的凈轉(zhuǎn)型率;IR(k,I)為k土地利用類型向I土地利用類型轉(zhuǎn)型的面積;TR(k,I)為I土地利用類型向k土地利用類型轉(zhuǎn)型的面積;Ak和AI分別為k類和I類土地利用類型的基期面積。若CCS(j)kI>0表明ESV增減變化與不同土地利用類型的凈轉(zhuǎn)型同方向變化;若CCS(j)kI<0表明ESV增減變化與不同土地利用類型的凈轉(zhuǎn)型反方向變化;|CCS(j)kI|越大,表明ESV對(duì)某兩類土地利用類型的凈轉(zhuǎn)型越敏感;反之,越不敏感。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化過(guò)程

基于土地利用遙感解譯數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，得到滇中城市群各土地利用類型的面積變化情況(表2)。近20 a以來(lái)，滇中城市群土地利用變化較為明顯，林地、草地、耕地是該區(qū)主要的土地利用類型，占總面積的96%以上。建設(shè)用地規(guī)模不斷擴(kuò)張，整個(gè)研究期間面積增加了1 850.67 km2，耕地、水域、未利用地持續(xù)減少，2000—2020年分別減少了10 830.49，228.34，87.93 km2；草地和林地呈“先減少后增加”的演變過(guò)程，前期(2000—2010年)面積分別減少了78.83，291.98 km2，后期(2010—2020年)由于退耕還林還草政策的大力推進(jìn)以及耕地撂荒等[29]影響，二者面積分別增加了4 571.60，5 095.30 km2。

由公式(1)和(2)計(jì)算出研究區(qū)單一土地利用動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度(表2)。從單一土地利用動(dòng)態(tài)度來(lái)看，前期耕地、林地、草地、水域和未利用地均呈現(xiàn)出減少趨勢(shì)，其中未利用地的減少速度最快為3.48%，其次是草地減少速度為0.10%；建設(shè)用地面積持續(xù)增加，變化最為激烈，前期增速為3.87%，后期增速達(dá)7.60%。后期耕地、水域、未利用地面積均有所減少，減速分別為4.69%，1.62%，3.34%；林地、草地和建設(shè)用地增速分別為0.83%，1.68%，7.60%。從綜合土地利用動(dòng)態(tài)度來(lái)看，前期土地利用變化相對(duì)遲緩，綜合動(dòng)態(tài)度僅為0.04%，后期土地利用變化較為活躍，綜合土地利用動(dòng)態(tài)度高達(dá)0.99%。

表2 2000-2020年滇中城市群各土地利用變化情況

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空變化特征

根據(jù)公式(3)的計(jì)算結(jié)果，滇中城市群生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總體呈現(xiàn)出“先減少后增加”的趨勢(shì)。從時(shí)間尺度看，2000年、2010年、2020年滇中城市群生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別為5 028.81億元、5 011.60億元、5 360.93億元。前期，ESV減少了17.21億元，年均減少量為1.72億元；后期，ESV增加了349.34億元，主要由于退耕還林還草以及耕地撂荒等對(duì)該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的改善作用。近20 a以來(lái)，生態(tài)系統(tǒng)功能各項(xiàng)子系統(tǒng)中，食物生產(chǎn)呈現(xiàn)出持續(xù)減少的趨勢(shì)，主要由于該區(qū)新型城鎮(zhèn)化的不斷深入推進(jìn)，建設(shè)用地大規(guī)模擴(kuò)張占用耕地，導(dǎo)致食物生產(chǎn)功能持續(xù)下降；氣候調(diào)節(jié)價(jià)值量最高，3個(gè)時(shí)期的價(jià)值量分別為1 313.48億元、1 309.38億元、1 429.70億元，均占總價(jià)值的26%以上；維持養(yǎng)分循環(huán)功能價(jià)值最低，3個(gè)時(shí)期的價(jià)值量分別為47.80億元、47.65億元、49.08億元。

從空間尺度看，由公式(4)計(jì)算得到：2000—2020年滇中城市群縣域尺度地均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布(圖1)。在整個(gè)研究時(shí)段，滇中城市群地均ESV空間差異明顯，高值區(qū)〔(5.50～7.50)萬(wàn)元/hm2〕主要分布在滇池、撫仙湖和星云湖三大高原湖泊流域，生態(tài)系統(tǒng)功能受湖泊調(diào)節(jié)影響較大；2000年，48.98%的縣(市)區(qū)地均ESV處于低值區(qū)〔(2.50～4.50)萬(wàn)元/hm2〕，主要集中分布在曲靖市和昆明市，2010年低值區(qū)進(jìn)一步向南擴(kuò)大到57.14%的縣(市)區(qū)，特別是麒麟?yún)^(qū)、陸良縣和羅平縣最為突出，主要是由于該區(qū)屬于滇東喀斯特石漠化的典型區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱；2020年，低值區(qū)范圍明顯縮小至32.65%的縣(市)區(qū)，高值區(qū)的范圍有所擴(kuò)大，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能明顯改善，元謀縣和官渡區(qū)出現(xiàn)局部退化。

圖1 2000-2020年滇中城市群地均ESV空間分布

由公式(5)計(jì)算得出該區(qū)地均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率(圖2)，從圖中可以看出前期有69.39%的縣(市)區(qū)地均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值處于減少趨勢(shì)，其中石屏、建水、嵩明3個(gè)縣的減少幅度均超過(guò)了10%；后期地均ESV增加的縣(市)區(qū)高達(dá)85.71%，其中師宗縣、羅平縣、富源縣和華寧縣增幅均大于20%，永仁縣和官渡區(qū)降幅超過(guò)10%，這一時(shí)段增加的縣區(qū)數(shù)量較前期增加了30個(gè)；在整個(gè)研究期內(nèi)，地均ESV增加幅度較大的區(qū)域主要集中分布于曲靖市，地均ESV變化率在0～10%的區(qū)域主要集中連片分布于玉溪市。

圖2 2000-2020年滇中城市群地均ESV變化率空間分布

3.3 土地利用轉(zhuǎn)型對(duì)生系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)度

由公式(6)計(jì)算得出2000—2020年滇中城市群各土地利用轉(zhuǎn)型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)度(表3)。前期，草地轉(zhuǎn)型為林地和耕地轉(zhuǎn)為林地、草地、水域?qū)Φ嶂谐鞘腥荷鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能改善的貢獻(xiàn)度分別為21.31%，28.32%，表明植樹(shù)造林和退耕還林、還草、還湖對(duì)該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能起到了改善作用，毀林開(kāi)荒、圍湖造田是導(dǎo)致滇中城市群生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能退化的重要影響因素，占到了53.06%的貢獻(xiàn)度。后期，草地轉(zhuǎn)為林地和耕地轉(zhuǎn)為林地、草地、水域?qū)ρ芯繀^(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能改善的貢獻(xiàn)度分別為33.69%，50.12%，林地向草地、耕地的轉(zhuǎn)型和草地向耕地的轉(zhuǎn)型導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能降低，貢獻(xiàn)度分別為42.93%，5.87%。近20 a來(lái)，草地轉(zhuǎn)為林地和耕地轉(zhuǎn)為林地、草地、水域?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的貢獻(xiàn)度分別為32.02%，49.10%，林地向草地、耕地的轉(zhuǎn)型和草地、水域向耕地的轉(zhuǎn)型導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能惡化的貢獻(xiàn)度分別為41.32%，7.69%。

表3 2000-2020年滇中城市群各土地利用轉(zhuǎn)型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)度

3.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)交叉敏感性分析

3.4.1 生態(tài)服務(wù)價(jià)值對(duì)土地利用轉(zhuǎn)型的交叉敏感性響應(yīng) 由公式(7)計(jì)算滇中城市群前后兩個(gè)時(shí)段6種地類15種土地利用轉(zhuǎn)型對(duì)ESV變化的交叉敏感性響應(yīng)矩陣(表4)。分析表明，耕地、林地、草地、水域向其他土地利用類型轉(zhuǎn)型較為敏感，其中林地向草地、水域、建設(shè)用地的轉(zhuǎn)型以及耕地向水域、草地向水域、水域向建設(shè)用地等6種土地利用類型間的轉(zhuǎn)型最為敏感，耕地向草地和建設(shè)用地的轉(zhuǎn)型缺乏敏感性。

表4 滇中城市群生態(tài)服務(wù)價(jià)值對(duì)土地利用轉(zhuǎn)型的交叉敏感性響應(yīng)矩陣

(1) 耕地與其他地類轉(zhuǎn)型的交叉敏感性：耕地與林地、草地的凈轉(zhuǎn)型，前期均呈現(xiàn)耕地減少，林地和草地增加，引起ESV增加，后期不同地類的凈轉(zhuǎn)型出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，且敏感性降低，表明ESV的變化與該地類轉(zhuǎn)型方向相反；耕地與水域的轉(zhuǎn)型前后兩期均表現(xiàn)為耕地增加水域減少，敏感性顯著增強(qiáng)；耕地與建設(shè)用地間的轉(zhuǎn)型，前后兩期均表現(xiàn)為耕地向建設(shè)用地的凈轉(zhuǎn)入，導(dǎo)致ESV減少，ESV變化方向與該地類轉(zhuǎn)型方向相反，后期較前期敏感性增強(qiáng)。

(2) 林地向其他地類轉(zhuǎn)型的交叉敏感性：前期林地向水域和建設(shè)用地凈轉(zhuǎn)入，導(dǎo)致林地減少，水域和建設(shè)用地增加，引起ESV減少，較后期敏感性均有明顯增強(qiáng)；林地向草地凈轉(zhuǎn)入，均導(dǎo)致前后兩期草地減少林地增加，引起ESV增加，但敏感性系數(shù)由前期的7.76%下降至后期的1.92%。

(3) 草地向其他地類轉(zhuǎn)型的交叉敏感性：前期草地向水域、建設(shè)用地凈轉(zhuǎn)入，導(dǎo)致草地減少，相應(yīng)地類增加，草地向水域和建設(shè)用地凈轉(zhuǎn)型引起ESV減少，后期敏感性增加，建設(shè)用敏感性變化最為明顯，敏感性系數(shù)由前期的0.49%增加到后期的20.26%。

(4) 水域向其他地類轉(zhuǎn)型的交叉敏感性：前后兩個(gè)時(shí)段水域向建設(shè)用地凈轉(zhuǎn)入，均導(dǎo)致水域減少，建設(shè)用地增加，引起ESV減少；水域向未利用地凈轉(zhuǎn)入均導(dǎo)致水域面積增加，未利用地減少，引起ESV增加，敏感性系數(shù)由前期的1.64%增加到后期的33.60%。

(5) 建設(shè)用地與其他地類轉(zhuǎn)型的交叉敏感性：建設(shè)用地向未利用地凈轉(zhuǎn)型，導(dǎo)致未利用地減少，引起ESV0.18%的增加，建設(shè)用地與耕地、林地、草地和水域的轉(zhuǎn)型，均引起ESV減少，后期各地類的敏感系數(shù)均大于前期，表明建設(shè)用地不斷擴(kuò)張占用其他土地導(dǎo)致態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能不斷減弱。

3.4.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能交叉敏感性分區(qū) 基于上文ESV與土地利用轉(zhuǎn)型的交叉敏感性響應(yīng)分析和各地類在縣域尺度的轉(zhuǎn)型面積，選取交叉敏感性較高和面積分布較廣的6種土地利用類型，利用ArcGIS 10.2中的自然斷點(diǎn)法將敏感性等級(jí)劃分為5級(jí)，從而得出該區(qū)不同土地利用轉(zhuǎn)型的交叉敏感性空間等級(jí)分布圖(圖3)和各分級(jí)面積(表5)。

表5 滇中城市群土地利用轉(zhuǎn)型交叉敏感性等級(jí)分區(qū)面積

圖3 滇中城市群土地利用轉(zhuǎn)型的交叉敏感性等級(jí)分區(qū)

(1) 耕地與林地的相互轉(zhuǎn)型主要表現(xiàn)為耕地向林地的凈轉(zhuǎn)型，耕地與林地轉(zhuǎn)型的較低敏感區(qū)和缺乏敏感區(qū)分布最廣，分別占總面積的58.06%，15.95%，兩者范圍占比達(dá)74.01%，主要分布于楚雄、玉溪、昆明和曲靖等海拔相對(duì)較高的山區(qū)，較高敏感區(qū)和極敏感區(qū)占總面積的6.29%，主要分布于耕地面積較集中的馬龍、陸良、羅平和元謀等壩區(qū)。

(2) 耕地與建設(shè)用地轉(zhuǎn)型的缺乏敏感區(qū)和較低敏感區(qū)分布范圍最大，分別占總面積的46.70%，26.01%，主要分布于以昆明為核心的城市建成區(qū)以及南部地區(qū)，因建成區(qū)形成人工生態(tài)系統(tǒng)后，土地利用方式較為穩(wěn)定，成為較低敏感區(qū)；中度敏感區(qū)、高度敏感區(qū)和極高敏感區(qū)三者占總面積的27.29%，主要集中分布于曲靖、楚雄以及昆明的祿勸和富民縣等。

(3) 林地與草地的轉(zhuǎn)型主要表現(xiàn)為草地向林地凈轉(zhuǎn)型，占總縣的44.90%，主要分布于曲靖、玉溪和楚雄南部等地區(qū)；有27個(gè)縣(市)區(qū)表現(xiàn)為林地向草地凈轉(zhuǎn)型，林地與草地相互轉(zhuǎn)型缺乏敏感性的面積占到了47.66%，其次是較低敏感區(qū)，占總面積的46.52%，主要分布于曲靖；極敏感區(qū)所占面積較小，主要是分布在彌勒和官渡。

(4) 林地與建設(shè)用地主要表現(xiàn)為林地向建設(shè)用地的凈轉(zhuǎn)型，僅有元謀、武定、盤龍和五華表現(xiàn)為建設(shè)用地向林地轉(zhuǎn)型，林地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)型缺乏敏感區(qū)面積最大，占總面積的67.25%，主要從東北向西南呈條帶狀分布，城市建成區(qū)人工生態(tài)系統(tǒng)對(duì)林地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)型缺乏敏感；較低敏感區(qū)和中度敏感區(qū)分別占總面積的11.96%，11.33%，極敏感區(qū)所占面積最小，僅為3.92%，主要分布在牟定縣。

(5) 林地與水域的轉(zhuǎn)型主要是以水域向林地的凈轉(zhuǎn)型，有21個(gè)縣(市)區(qū)呈現(xiàn)出林地向水域凈轉(zhuǎn)型，主要呈“T”字形分布，林地向水域的轉(zhuǎn)型缺乏敏感區(qū)的分布范圍最廣，占總面積的72.33%，其次是較低敏感區(qū)，占總面積的15.76%，極敏感區(qū)面積僅為1 600 hm2，主要分布于會(huì)澤和富源。

(6) 草地與建設(shè)用地相互轉(zhuǎn)型缺乏敏感區(qū)面積最大，占總面積的61.35%，主要集中連片分布于昆明、玉溪和紅河，其次為較低敏感區(qū)，較高敏感區(qū)和極高敏感區(qū)占總面積的16.49%，極高敏感區(qū)主要分布在富源、會(huì)澤和祿豐。

4 結(jié) 論

(1) 2000—2020年滇中城市群土地利用類型主要以林地、草地、耕地為主，比重約占總面積的96%以上，耕地、水域、未利用地呈現(xiàn)出持續(xù)減少的趨勢(shì)，年均減少量速率分別為2.35%，0.84%，2.83%，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張較為明顯，20 a間面積增加了1 850.67 km2，草地和林地均呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢(shì)；整個(gè)研究時(shí)段的綜合變化率維持在0.50%。

(2) 滇中城市群生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體呈現(xiàn)出“先減少后增加”的趨勢(shì)，2000年、2010年、2020年ESV分別為5 028.81億元、5 011.60億元、5 360.93億元；近20 a來(lái)，各子系統(tǒng)中食物生產(chǎn)呈現(xiàn)出持續(xù)減少的趨勢(shì)，氣候調(diào)節(jié)功能最高，占總價(jià)值的26%以上；研究區(qū)地均ESV高值區(qū)主要分布在滇池、撫仙湖和星云湖三大高原湖泊流域，生態(tài)系統(tǒng)功能受湖泊調(diào)節(jié)影響較大。2000—2010年有75.51%的縣(市)區(qū)地均ESV處于減少趨勢(shì)，2010—2020年地均ESV增加的縣(市)區(qū)高達(dá)85.71%。

(3) 草地轉(zhuǎn)為林地對(duì)該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加的貢獻(xiàn)度均超過(guò)32%。2000—2010年和2010—2020年，耕地轉(zhuǎn)為林地、草地和水域?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能改善的貢獻(xiàn)度分別為28.32%，50.12%，林地、草地和水域轉(zhuǎn)為耕地是導(dǎo)致該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能惡化的重要原因，在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)，毀林開(kāi)荒、圍湖造田對(duì)林地、草地和水域的占用導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少約2.65億元。

(4) 耕地、林地、草地、水域地向其他土地利用類型轉(zhuǎn)型較為敏感，其中水域向其他地類的轉(zhuǎn)型前后兩期敏感系數(shù)均大于1，耕地向草地、建設(shè)用地的轉(zhuǎn)型缺乏敏感性。耕地與林地轉(zhuǎn)型的較低敏感區(qū)和缺乏敏感區(qū)分布最廣，分別占總面積的58.06%，15.95%，主要分布于楚雄、玉溪、昆明和曲靖等海拔相對(duì)較高的山區(qū)，耕地、林地、草地與建設(shè)用地間轉(zhuǎn)型的較高和極高生態(tài)敏感區(qū)集中在曲靖市和楚雄州，林地向草地和水域轉(zhuǎn)型主要與缺乏敏感區(qū)和較低敏感區(qū)為主。