朔州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估與探究

白少杰 喬 皓 高云軍

（遼寧師范大學地理科學學院 遼寧大連 116000）

生態(tài)系統(tǒng)服務是指人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得的所有惠益，包括供給服務（如提供食物和水）、調(diào)節(jié)服務（如控制洪水和疾?。⑽幕眨ㄈ缇?、娛樂和文化收益）以及支持服務（如維持地球生命生存環(huán)境的養(yǎng)分循環(huán)），是人類直接或間接地從生態(tài)環(huán)境中獲得的服務。在過去50年中，人類為了滿足對生存發(fā)展的需要，加速對自然生態(tài)環(huán)境的改造，致使部分生態(tài)功能區(qū)退化，直接威脅地區(qū)生態(tài)安全[1-2]。生態(tài)系統(tǒng)服務價值（Ecosystem Service Value, ESV）評估是對生態(tài)系統(tǒng)提供的服務進行定量的測算。土地利用是人為地對自然進行改造，土地利用方式的改變會使ESV也發(fā)生改變，同時土地的合理開發(fā)利用對維護區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡有著不可替代的作用[3-4]。

朔州市長期以來煤礦行業(yè)快速發(fā)展，使當?shù)亟?jīng)濟結(jié)構(gòu)單一，生態(tài)破壞嚴重。近20年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展，朔州市土地利用方式也發(fā)生了變化。基于此，本文利用ArcGIS軟件對朔州市2000年—2020年的土地利用方式進行分析，結(jié)合當量因子法測算朔州市20年間的ESV，以期為合理規(guī)劃土地及推進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

朔州市位于山西省北部，處于111°53′～113°34′E，39°05′～40°17′N間，西北毗鄰內(nèi)蒙古自治區(qū)，北部是大同市，南部與忻州市相連，面積約1.06萬km2，截至2020年11月，全市約有159萬常住人口。其地形整體上南、西、北三面環(huán)山，地勢較高，中部屬于沖積平原區(qū)，氣候?qū)儆跍貛Ъ撅L氣候，也有大陸性特征。

1.2 數(shù)據(jù)來源

土地利用數(shù)據(jù)來自武漢大學遙感信息工程學院黃欣、李家藝團隊[5]，數(shù)據(jù)分辨率30 m。本文共選取6類樣本，分別為耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地。主要糧食作物小麥、玉米和大豆的種植面積、單位面積產(chǎn)量、總產(chǎn)量和平均糧食價格等數(shù)據(jù)源自《山西統(tǒng)計年鑒》和《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》。

2 研究方法

本文參考謝高地等提出的當量因子表[6]，并根據(jù)朔州市實際情況做出修正。其中，耕地采用謝高地等的當量因子表中農(nóng)田的均值，林地采用森林的均值，草地對照草地的均值，水域按照水系來計算，建設用地的當量根據(jù)已有的當量確定[7]，未利用地采用荒漠的取值來計算。ESV計算公式如式（1）[8-9]。

謝高地等研究的是全國水平，研究區(qū)域大，為增加研究的可靠性，本文對單位面積農(nóng)田經(jīng)濟價值當量做了本地化修正。為便于數(shù)據(jù)比較，減少價格波動對ESV的影響，本文選取了小麥、玉米和大豆作為研究區(qū)內(nèi)的主要糧食種類，并獲取山西省2015年各種作物對應的種植面積、單位面積產(chǎn)量和平均價格，由式（2）計算得到朔州市單位農(nóng)田自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟價值為1882[元/（hm2·a）]。以此為基礎(chǔ)，得到朔州市各土地利用方式的單位面積ESV，如表1所示。

表1 朔州市各土地利用方式單位面積ESV[單位：元/（hm2·a）]

3 結(jié)果分析

3.1 朔州市土地利用變化分析

2000年—2020年，朔州市主要土地利用類型面積呈現(xiàn)不同的變化趨勢（見表2）。耕地和水域面積表現(xiàn)為先下降后上升，林地和建設用地面積表現(xiàn)為持續(xù)上升，草地面積表現(xiàn)為先上升后下降，未利用地面積表現(xiàn)為持續(xù)下降。耕地在2000年—2020年表現(xiàn)為先減后增的趨勢，整體上耕地面積在減少。研究期內(nèi)，耕地面積減少了81819 hm2，減少幅度為13.46%；林地面積在各時段內(nèi)均表現(xiàn)為上升趨勢，研究期內(nèi)共增加了29324 hm2，增加幅度為83.09%，是朔州市面積增加最多的土地利用類型；草地的面積呈現(xiàn)先增后減的趨勢，總體上面積在增加，共增加了26256 hm2，增加幅度為6.7%；水域的面積呈現(xiàn)先減后增的趨勢，整體上水域面積在增加，從1267 hm2增加到2126 hm2，增加了859 hm2，增加幅度為68.00%；建設用地面積表現(xiàn)為增多，從26248 hm2增加到51918 hm2，增加了25670 hm2，增加幅度為98.00%，是研究期內(nèi)增幅最大的土地利用類型；未利用地的面積小，呈現(xiàn)持續(xù)減少趨勢，表明隨著經(jīng)濟進步，朔州市對未利用地的開發(fā)利用程度逐步加深。

3.2 朔州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化分析

2000年—2020年，朔州市土地ESV呈現(xiàn)波動上升趨勢，三個階段的ESV分別為148.32億元、160.90億元、158.97億元（見表3）。2000年—2020年朔州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值表現(xiàn)為增加，共增加10.65億元，增加幅度為7.18%。由此可見，朔州市生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的價值在增加，生態(tài)朝著向好方向發(fā)展。其中，2000年—2010年，ESV從148.32億元增加到160.90億元，上升幅度較大；2010—2020年，ESV從160.90億元減少到158.97億元，有小幅下降。從土地利用類型角度分析，生態(tài)系統(tǒng)服務價值量和占比最高的是草地，其次是耕地，主要原因是朔州市草地和耕地的面積最大。2000年—2020年，林地的ESV增加最多，為10.88億元，上升了83.12%；耕地的ESV減少最多，為6.12億元，減少了13.44%?？傮w來看，ESV變化較小。

表3 朔州市2000年—2020年ESV變化

續(xù)表3 朔州市2000年—2020年ESV變化

4 結(jié)論

本文根據(jù)朔州市2000年—2020年的土地利用數(shù)據(jù)，計算朔州市土地利用面積變化，借鑒謝高地等2015年提出的適用于中國的ESV當量，并結(jié)合朔州市實際進行修正，分析了朔州市2000年—2020年3個階段ESV的變化，得出結(jié)論：

（1）從土地利用面積變化看，2000年—2020年朔州市土地利用面積變化顯著，各土地利用類型面積呈現(xiàn)不同變化趨勢。其中，耕地和未利用地面積減少，而林地、草地、水域和建設用地的面積增加。研究期內(nèi)，土地利用面積增加量最大的是林地，增加了29324 hm2，增加幅度為83.09%，耕地是面積減少最多的類型，減少了81819 hm2，減少幅度為13.46%，說明當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境向好發(fā)展。

（2）從生態(tài)系統(tǒng)服務價值角度分析。2000年—2020年朔州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈現(xiàn)上升趨勢，由148.32億元上升到158.97億元，增加了10.65億元，增加幅度為7.18%。各土地利用類型中，草地和耕地兩種地類的生態(tài)系統(tǒng)服務價值量占總價值的84%以上，說明朔州市生態(tài)環(huán)境不斷向好發(fā)展，生態(tài)環(huán)境壓力在減小。