基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的渾河-太子河流域生態(tài)承載力分析

摘要：探究流域生態(tài)承載力變化是協(xié)調(diào)人類活動與資源壓力、經(jīng)濟增長與生態(tài)保護、人地和諧與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，可為城市群流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生物資源生態(tài)承載力評估提供參考?；谶b感和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析了遼寧中部城市群所在的渾河?太子河流域1990-2018年長時間序列的土地利用變化，并以居民消費指數(shù)（CPI）和糧食產(chǎn)量修正的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當量為基礎(chǔ)，以生態(tài)足跡模型為框架，研究渾太流域生態(tài)服務(wù)價值與具有生態(tài)服務(wù)功能的森林、草地、農(nóng)田、水生態(tài)系統(tǒng)的生物資源生態(tài)承載力變化。結(jié)果顯示，林地和耕地為渾河-太子河流域主要用地類型，二者主要呈東西分布，1990-2018年建設(shè)用地增加最多，面積達11.97×104 hm2，主要由耕地和林地轉(zhuǎn)入。渾太流域1990年、2000年、2010年、2018年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值（ESV）分別為1 117.04×108、653.35×108、1 182.83×108、1 215.34×108元，1990-2000年ESV總值下降最明顯，達到了41.51%，2000-2010年漲幅最高，為81.05%，1990-2018年漲幅為8.80%，調(diào)節(jié)服務(wù)為流域主導(dǎo)功能。渾太流域生物資源生態(tài)承載力空間上大體呈東高西低分布，低值區(qū)域主要出現(xiàn)在城市群主城區(qū)；時間上總體穩(wěn)定，1990年生物資源生態(tài)承載力最強，為281.20×104 ghm2，生態(tài)赤字僅出現(xiàn)在2000年。研究表明，渾河-太子河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能對區(qū)域生態(tài)穩(wěn)定有重要作用。

關(guān)鍵詞：生態(tài)承載力；生態(tài)足跡；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；渾河-太子河流域

中圖分類號：X826" " " " 文獻標志碼：A" " " " 文章編號：1674-3075（2024）05-0029-10

改革開放以來，中國城市化率由1978年的17.9%增長至2017年的58.52% （梁龍武等，2019）。遼寧中部城市群作為我國最早形成的城市群之一，為東北地區(qū)對外開放的重要門戶和陸海交通走廊，為輻射帶動?xùn)|北地區(qū)發(fā)展的龍頭（關(guān)偉和周忻桐，2014）；該城市群主要位于遼河流域的渾河-太子河流域（簡稱渾太流域），也是我國重要糧食產(chǎn)地和重工業(yè)基地，長期的工業(yè)活動、礦產(chǎn)開發(fā)以及快速的城市化進程對渾太流域的生態(tài)系統(tǒng)和自然本底產(chǎn)生了巨大影響，使得區(qū)域發(fā)展面臨著資源消耗以及潛在的生態(tài)安全風險（楊欣雨和牛方曲，2022）。Park（1969）從種群數(shù)量角度出發(fā)，首次將“承載力”的概念引入生態(tài)學(xué)領(lǐng)域；生態(tài)承載力被定義為“自然資源-生態(tài)環(huán)境-社會經(jīng)濟”復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)承載能力與承載對象壓力的反映（葉菁等，2017）。生物資源生態(tài)承載力是判斷社會經(jīng)濟活動與資源環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)與否的關(guān)鍵要素（樊杰等，2015；封志明等，2017）?？茖W(xué)、準確地評估區(qū)域生態(tài)承載力，可為自然環(huán)境保護以及社會可持續(xù)發(fā)展起支撐作用。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指人類通過生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程和功能直接或者間接得到的生命支持產(chǎn)品與服務(wù)（李子君等，2020;Costanza et al，1997;Robert et al，1998）。生態(tài)足跡法是測度生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的定量方法，也是度量人類活動對生態(tài)系統(tǒng)壓力和影響的途徑（郭秀銳等，2003）；自1992 年提出生態(tài)足跡 （Ecological Footprint） 概念以來，據(jù)此計算區(qū)域生態(tài)承載力的方法已經(jīng)被廣泛使用（劉淼等，2006）。將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)帶入生態(tài)足跡模型中，可以彌補模型側(cè)重土地供給能力而忽略生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、維持能力以及美學(xué)景觀等其他服務(wù)功能的不足（Li et al，2021）。研究內(nèi)容上，將重心逐漸從單項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能如供給服務(wù)中的糧食供給（陳芳淼等，2015）、水資源供給（Jenerette et al，2006）向多項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相結(jié)合的方向擴展（劉世梁等，2019），以期更為全面地評估區(qū)域生態(tài)承載力；研究方法上，基于能值理論（劉淼等，2008）、實際土地需求（劉淼等，2007），或增加（楊一旸等，2020）與修正（郭慧等，2020）模型中的關(guān)鍵參數(shù)等方法對生態(tài)足跡模型進行改進，為深入探究區(qū)域發(fā)展提供了新思路。但上述研究也存在缺陷，如將重心放在對生態(tài)足跡模型改進，忽略了科學(xué)合理地修訂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當量因子，造成研究結(jié)果與研究區(qū)實際生態(tài)承載力之間出現(xiàn)較大偏差（李曉賽等，2015）；此外，多數(shù)研究主要集中于省份尺度的綜合生態(tài)承載力核算，缺少流域尺度的相關(guān)研究。

本文選取渾太流域分析1990-2018年土地利用變化，并在此基礎(chǔ)上探究其生態(tài)服務(wù)價值及生物資源生態(tài)承載力演變，對協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)安全、實現(xiàn)遼寧中部城市群的全面振興具有重要意義，以期為流域可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護提供理論依據(jù)，并且可為其他城市群流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生物資源生態(tài)承載力評估提供參考。

1" "材料與方法

1.1" "區(qū)域概況

渾太流域（121°57′～125°20′E，40°27′～42°19′N） 分布有沈陽、撫順、本溪、遼陽、鞍山和營口共計6座城市（圖1），流域面積2.73 萬 km2，城鎮(zhèn)人口1 128.1萬，農(nóng)業(yè)人口822.3萬，城鎮(zhèn)化率為57.84%；屬溫帶濕潤和半濕潤季風氣候，年均氣溫5.3℃，年均降雨量為700 mm，主要集中在6-9月。渾河和太子河多年平均水資源總量為69×108 m3，是遼寧中部城市群最重要的地表水資源。渾太流域瀕臨環(huán)渤海經(jīng)濟圈，第二、三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值為1.13×1012 元，是東北地區(qū)經(jīng)濟與工業(yè)的核心區(qū)，也是人類活動最為強烈的區(qū)域；流域大體上呈東北高、西南低的走勢，東北部為山地丘陵帶，森林覆蓋率高，植被保護較好，水量較為豐富；中西部為遼河沖擊平原，河網(wǎng)交錯，土地開發(fā)程度高，城鎮(zhèn)化明顯。

1.2" "數(shù)據(jù)來源

本次選取渾太流域1990年、2000年、2010年、2018年共4期土地利用數(shù)據(jù)，來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：//www.resdc.cn/），是基于美國陸地衛(wèi)星Landsat影像，通過人工目視解譯生成，精度為30 m。利用ArcGIS10.5軟件對土地利用數(shù)據(jù)進行重分類，根據(jù)需要劃分成林地、草地、水域、耕地、建設(shè)用地和未利用地共六大類。

計算單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值所用的CPI指數(shù)、糧食產(chǎn)量以及價格數(shù)據(jù)均來源于國家統(tǒng)計局網(wǎng)站（http：//www.stats.gov.cn/）和中國經(jīng)濟社會大數(shù)據(jù)研究平臺（http： //data.cnki.net/）。

1.3" "研究方法

1.3.1" "土地利用程度變化" "土地利用程度綜合指數(shù)反映人類對土地的開發(fā)利用程度，也是衡量區(qū)域土地利用深度和廣度的重要指標（莊大方和劉紀遠，1997），計算公式如下：

L = 100 ×[i=1n（Ai × Ci）]" " "L?[100， 400] ①

R = （Lb ? La）/La ②

式中：L為研究區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)，Ai為研究區(qū)第i種土地利用類型的分級指數(shù)，Ci為第i級土地利用面積百分比；R為土地利用程度的變化率，正值表征研究區(qū)域土地利用屬于發(fā)展階段，負值則表征土地利用為衰退階段；La與Lb分別為研究區(qū)首末年份土地利用程度綜合指數(shù)。

1.3.2" "土地利用變化?；鶊D" "?；鶊D（Sankey diagram）即能量分流圖，也叫?；芰科胶鈭D，圖中延伸的分支寬度對應(yīng)數(shù)據(jù)流量大小，通常應(yīng)用于能源、材料成分、金融等數(shù)據(jù)的可視化分析。本研究以桑基圖揭示1980-2018年渾太流域土地利用轉(zhuǎn)移變化。

1.3.3" "生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估" "本研究采用價值當量因子法并結(jié)合以農(nóng)田為基準的修訂方法以及居民消費指數(shù)法（CPI）進行修正（謝高地等，2008；徐麗芬等，2012；王航等，2017），計算渾太流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。2010年渾太流域與全國單位面積的糧食產(chǎn)量分別為5 562.86 kg/hm2和5 005.69 kg/hm2，兩者之比得出研究區(qū)當量因子農(nóng)田修訂系數(shù)1.11。CPI指數(shù)修訂公式如下：

ai = CPI/100 ③

[a1a0×a2a1×a3a2×…×anan?1=ana0]" " " " ④

[VCk=VC'k×ana0]" " " "⑤

[VC'k] = Ei × D ⑥

式中：ai為CPI去除單位，CPI為居民消費指數(shù)，[a1a0]為第一期環(huán)比CPI，[ana0]為現(xiàn)期同比定基CPI，VCk為經(jīng)過修正的第k類土地利用類型單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)[元/（hm2?a）]，Ei為第i類土地利用類型經(jīng)地區(qū)修訂后的生態(tài)服務(wù)功能當量，D為1個標準當量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量 （元/hm2）。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值（Liu et al，2020）估算公式如下：

ESV = [k=1n（Ak×VCk）]" "⑦

式中：ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值（元），Ak為第k種土地利用類型面積（hm2），VCk為經(jīng)過修正的第k類土地利用類型單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)[元/（hm2?a）]。

1.3.4" "生態(tài)承載力評估" "（1）生態(tài)承載力是衡量自然提供生態(tài)資本的能力（劉倩等，2019）；生態(tài)足跡是從消費角度核算人類消費行為的生態(tài)資本需求（郭慧等，2000）。計算公式如下：

ECC = N × ec = N" × [j=1n（aj × rj × yj）" ]" ⑧

EF = N × ef = N" × [j=1n（aj × rj）]" " "⑨

式中：ECC為區(qū)域總?cè)丝诘纳鷳B(tài)承載力（ghm2），EF為區(qū)域總?cè)丝诘纳鷳B(tài)足跡（ghm2），N為研究區(qū)域總?cè)丝冢琫c為人均生態(tài)承載力（hm2/人），ef為人均生態(tài)足跡（hm2/人），yj為產(chǎn)量因子，aj為人均生物生產(chǎn)面積，rj為均衡因子。

（2）生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的均衡因子及產(chǎn)量因子?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值構(gòu)建的均衡因子（郭慧等，2020）計算公式如下：

[rj=PjPNP=Dt×Fj0nDt×Fj×Sj/0nSj]" " " ⑩

式中：rj為均衡因子，Pj為j種生態(tài)系統(tǒng)類型單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值（元），[PNP]為所有用地類型的單位面積平均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值（元），Dt為t年度研究區(qū)內(nèi)1個標準當量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量（元/hm2），F(xiàn)j為研究區(qū)內(nèi)第j類生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當量因子之和，n為研究區(qū)內(nèi)所有的提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)系統(tǒng)種類，Sj為第j類生態(tài)系統(tǒng)的面積（hm2）。

基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值構(gòu)建的產(chǎn)量因子（郭慧等，2020）計算公式如下：

[yj=PjEj=Dt×FjDqt×Fqj]" " " " ?

式中：yj為產(chǎn)量因子，[Ej]為對應(yīng)j類土地利用類型的全國平均單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，Dqt為 t年度全國 1 個標準當量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量（元/hm2），F(xiàn)qj為全國第j類生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當量因子之和。

本文主要研究對象為區(qū)域內(nèi)具有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的森林、農(nóng)田、草原與水生態(tài)，四者生態(tài)承載力之和為區(qū)域生物資源生態(tài)承載力。

（3）生態(tài)赤字（盈余）。生態(tài)赤字（盈余）表征人地系統(tǒng)之間服務(wù)的供需情況和可持續(xù)發(fā)展程度（張杰等，2021），計算公式如下：

EDy = ECCy ? EFy" " " " " " " " " " " " " " " " " " "?

式中：EDy為生態(tài)赤字（盈余） （ghm2），y為研究年份，ECCy為第 y年的研究區(qū)生物承載力，EFy 為第 y 年研究區(qū)的生態(tài)足跡；EFy≥0代表研究區(qū)處于生態(tài)赤字；反之，則為生態(tài)盈余。

2" "結(jié)果與分析

2.1" "渾太流域土地利用變化

渾太流域1990-2018年土地利用分布見圖2。可見林地主要集中分布在東部，在研究區(qū)各類用地類型中占比最高；耕地主要分布在研究區(qū)西部，其面積占比僅次于林地，建設(shè)用地主要集中分布于水系兩側(cè)。1990-2018年，建設(shè)用地占地面積擴張11.97×104 hm2，漲幅在各類用地類型中最高，為50.61%，其中增長最快時期為2000-2010年，為25.94%；草地和耕地占地面積呈下降趨勢，1990-2018年分別減少1.14×104 hm2和22.81×104 hm2，其中草地降幅最大，為44.5%；林地面積先減少后增加，1990-2010年林地面積減少2.89×104 hm2，2010-2018年林地面積增加12.91×104 hm2，總體呈增長趨勢，增長面積為10.03×104 hm2，對比1990年的漲幅為7.39%（圖3）。

建筑用地面積的大幅度增加主要是由耕地和林地轉(zhuǎn)入，其中以耕地為主，轉(zhuǎn)入面積為13.52×104 hm2；大量流失的草地主要轉(zhuǎn)化成耕地和林地；大面積減少的耕地主要轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地和林地，其中轉(zhuǎn)化為林地18.41×104 hm2，為林地面積增加的最大用地類型（圖4）。

2018年林地、草地、水域、未利用地以及建筑用地土地利用綜合指數(shù)均比1990年有所提高，其中建筑用地土地利用綜合指數(shù)增幅較大；土地利用程度綜合變化率R=0.11%gt;0，表明流域內(nèi)土地利用總體處于發(fā)展期（表1）。

2.2" "渾太流域生態(tài)系統(tǒng)變化

2.2.1" "服務(wù)總價值" "渾太流域1990年、2000年、2010年、2018年的ESV總值分別為1 117.04×108、653.35×108、1 182.83×108、1 215.34×108元，1990年至2018年漲幅為8.80%；1990-2000年ESV總值下降最明顯，達到了41.51%；2000-2010年漲幅最高，為81.05%。研究期內(nèi)各種土地利用類型對ESV的貢獻度從高到低進行排序依次為：林地gt;水域gt;耕地gt;草地gt;未利用地。2018年林地所提供的ESV最高，為812.87×108元，占當年ESV總值的66.88%；2000年未利用地提供的ESV最低，為0.04×108元（圖5-a）。1990-2000年渾太流域各類型土地ESV均呈下降趨勢，2000-2010年各類型土地ESV均呈上升趨勢，水域ESV提升速率最高，為113.03%，1990-2018年林地、未利用地和水域ESV變化率為正值，草地，耕地ESV變化率為負值（圖5-b）。

2.2.2" "服務(wù)功能" "將4項一級生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的4個研究階段均值進行排名，順序為：調(diào)節(jié)服務(wù)gt;支持服務(wù)gt;供給服務(wù)gt;文化服務(wù)，分別為725.50×108、200.94×108、76.04×108、39.65×108元；其中，調(diào)節(jié)服務(wù)占生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值總值的69.62%。11項二級生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值中，水文調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、土壤維持占比較高， 2018年3項服務(wù)價值之和為780.73×108元，占全年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值的64.24%；1990-2000年，各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)均呈下降趨勢，在40.91%～41.93%；2000-2010年，各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)均呈現(xiàn)出明顯上升趨勢，其中水資源供給服務(wù)、水文調(diào)節(jié)服務(wù)、凈化環(huán)境服務(wù)上升程度較高，分別為142.88%、96.54%和77.82%；2010-2018年，除食物生產(chǎn)服務(wù)、維持養(yǎng)分循環(huán)與水文調(diào)節(jié)服務(wù)外，其余8項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值均有提高，其中水資源供給和氣候調(diào)節(jié)服務(wù)提高16.88%和7.38%且較為明顯（圖6）。

2.3" "生物資源生態(tài)承載力與生態(tài)足跡變化

2.3.1" "生態(tài)承載力" "1990-2018年，渾太流域均衡因子最大，均值為6.67，其中耕地最小，均值為0.21；4類產(chǎn)量因子差別較小，且變化趨勢相同，耕地產(chǎn)量因子最大，均值為1.39（表2）。 1990-2018年區(qū)域生物資源生態(tài)承載力呈先下降、后上升的趨勢。最高在1990年，生物資源生態(tài)承載力為281.20×104 ghm2；最低在2000年，為218.66×104 ghm2；林地提供的生態(tài)承載力最強，均值為151.17×104 ghm2；草地最低，均值為0.67×104 ghm2（表3）。

2.3.2" "生態(tài)足跡" "研究期內(nèi)區(qū)域生態(tài)足跡變化較為平緩，呈逐年下降趨勢，為-0.39%～-2.22%；最高出現(xiàn)在1990年，為259.63×104 ghm2；最低出現(xiàn)在2018年，生態(tài)足跡為248.49×104 ghm2。4種用地類型中，林地的生態(tài)足跡最高，草地最低，生態(tài)赤字出現(xiàn)在2000年，為39.96×104 ghm2，其余年份均為生態(tài)盈余，最高值在2018年，為26.26×104 ghm2；除2000年外，水域的生態(tài)盈余均較高，1990年、2010年和2018年的水域生態(tài)盈余均值為18.88 萬ghm2，占區(qū)域生態(tài)盈余的85.62%；林地則一直處于生態(tài)赤字，總體呈現(xiàn)出減小趨勢（表3）。

2.3.3" "時空變化" "將流域生物資源生態(tài)承載力分為低（0～68 ghm2）、較低（68～273 ghm2）、中等（273～846 ghm2）、較高（846～1821 ghm2）和高（1821～3 244 ghm2）共5級（圖7）。從空間上看，總體分布呈現(xiàn)西低東高，高值區(qū)域主要在渾河、太子河水系附近聚集分布，低值區(qū)域則主要集中在城市主城區(qū)附近，如沈陽市的于洪區(qū)和鐵西區(qū)、鞍山市的立山區(qū)與營口市的西市區(qū)，較低值區(qū)域主要分布在西部耕地集中連片區(qū)，中等值區(qū)域占研究區(qū)面積的大部分，主要分布在東部撫順、本溪市內(nèi)林區(qū)；從時間上看，1990-2000年研究區(qū)內(nèi)各項分級區(qū)域有微小變化，低值區(qū)域在研究區(qū)西部增加14.58×104 hm2；2010-2018年中等值區(qū)域分布面積增加9.58×104 hm2，且有向西擴張趨勢，低值區(qū)域面積增加為2.92×104" hm2，較低值區(qū)域面積較少，僅11.79×104 hm2（表4）。

3" "討論

3.1" "水文調(diào)節(jié)對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響

使用價值當量法進行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值核算時，由于局限性與地域性影響，需要修正價值當量系數(shù)。目前，主要采用社會發(fā)展修正系數(shù)、植被凈初級生產(chǎn)力系數(shù)等對研究區(qū)當量因子進行修正（劉海等，2018；劉倩等，2019），但這些修正方法忽視了計算ESV的歷年價格基礎(chǔ)不同，導(dǎo)致直接弱化了ESV在土地管理實踐中的應(yīng)用（張舟等，2013;Yao et al，2012）。本文采用糧食產(chǎn)量與居民消費指數(shù)（CPI）相結(jié)合的方法，消除了區(qū)域差異與時間序列內(nèi)物價變動，使計算得到的結(jié)果更接近實際的ESV，提高了各個時期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的可比性與準確性，符合本區(qū)域的實際情況。

1990-2010年渾太流域ESV呈明顯下降趨勢，除去開荒拓田和城市擴張造成林地及草地面積減少而影響ESV變化外，最主要原因是2000年渾太流域遭受了嚴重旱災(zāi)（趙先麗等，2009），對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)造成了劇烈影響。在渾太流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值結(jié)構(gòu)方面，4類一級生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中，調(diào)節(jié)服務(wù)占比最高，表征了渾太流域生態(tài)系統(tǒng)主要起到保障其系統(tǒng)穩(wěn)定性和消解人類生活污染的作用，與楊強強等（2021）青弋江流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估結(jié)果一致，說明流域因為其特有的地理環(huán)境而起到突出的調(diào)節(jié)功能；在渾太流域11項二級服務(wù)中，水文調(diào)節(jié)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)主導(dǎo)類型，流域內(nèi)高植被覆蓋率與渾河、太子河兩水系的自我調(diào)節(jié)與消化能力為水文調(diào)節(jié)服務(wù)提供了有力支撐。

3.2" "渾太流域生態(tài)承載力時空格局的差異性

渾太流域基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的水域均衡因子遠大于其他生態(tài)系統(tǒng)用地類型的均衡因子，充分驗證了水域提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的能力，說明水資源是社會經(jīng)濟發(fā)展的生命線。林地作為生態(tài)系統(tǒng)重要的保護屏障與支柱，其均衡因子比草地和耕地高；渾太流域基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的產(chǎn)量因子均值按大小依次排序為：耕地gt;草地gt;水域gt;林地，且耕地、草地與林地的均值均大于1。郭慧等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，北京門頭溝地區(qū)的林地、耕地和水域生態(tài)系統(tǒng)土地的產(chǎn)量因子均小于1。造成此種差別的主要原因可能是與北京地區(qū)相比，渾太流域自然資源底蘊深厚，農(nóng)作物單產(chǎn)高于全國平均水平，從而產(chǎn)量因子相對高于其他地區(qū)。

在本次生物資源生態(tài)承載力研究中，僅在2000年出現(xiàn)生態(tài)赤字，說明渾太流域生物資源生態(tài)承載力總體維持良好，可以滿足當?shù)鼐用袢粘Ｉa(chǎn)生活需求，但在遭受如旱災(zāi)等不可抗力的大型自然災(zāi)害時仍然會受到嚴重影響。林地為生物資源生態(tài)承載力的主導(dǎo)用地類型，其對應(yīng)產(chǎn)生的生態(tài)足跡也最多，為研究區(qū)內(nèi)唯一出現(xiàn)赤字的生態(tài)系統(tǒng)用地類型，表明林地承擔著區(qū)域內(nèi)居民生產(chǎn)生活主要的生物資源消耗；隨著渾太流域資源利用方式的轉(zhuǎn)變，森林生態(tài)系統(tǒng)所面臨的壓力有所緩解，1990-2018年，生態(tài)赤字由8.69×104 ghm2 降低到4.99×104 ghm2。在區(qū)域分布方面，生物資源生態(tài)承載力東高西低的分布格局與各生態(tài)系統(tǒng)對應(yīng)的土地利用結(jié)構(gòu)狀況緊密相關(guān)；西部多草地與建設(shè)用地，而能提供更高承載力的林地則主要分布在東部，林地面積的增加以及相應(yīng)環(huán)境保護政策的出臺，對渾太流域生物資源生態(tài)承載力的提高具有積極作用，從而呈現(xiàn)較低值區(qū)域減少、中等值區(qū)域有向西擴張的趨勢；結(jié)合土地利用分布圖可以看出，生物資源生態(tài)承載力高值區(qū)域主要分布在水域兩側(cè)，低值區(qū)則集中分布在建設(shè)用地附近，且有擴張趨勢。造成這種結(jié)果的主要原因是空間、經(jīng)濟和社會城鎮(zhèn)化促使用地變化，給生態(tài)環(huán)境帶來了很大壓力，影響了生態(tài)系統(tǒng)的各種功能（張騫等，2017）。劉志濤等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，生態(tài)系統(tǒng)功能下降區(qū)域主要為城市快速擴張區(qū)，且在城鄉(xiāng)交界處變化更為劇烈；楊欣雨和牛方曲（2022）研究認為，1996-2017年隨著遼寧城市化水平與質(zhì)量的不斷提高，資源環(huán)境壓力仍然存在且呈現(xiàn)下降趨勢，與本文的研究結(jié)果一致。

3.3" "基于生態(tài)服務(wù)功能的流域可持續(xù)發(fā)展建議

為提升渾太流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，首先，應(yīng)依托遼寧省正大力開展的《遼河流域（渾太水系）山水林田湖草沙一體化保護和修復(fù)工程》，加強對大遼河、渾河、太子河及東部林區(qū)的生態(tài)修復(fù)力度，持續(xù)推進造林護林工作，提升區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的持續(xù)穩(wěn)定性；其次，嚴防區(qū)域工業(yè)與生活廢水的無處理排放，加強水質(zhì)監(jiān)測，控制水體污染，為區(qū)域水文調(diào)節(jié)生態(tài)服務(wù)提供保障；最后，應(yīng)在國土空間規(guī)劃和國土空間生態(tài)修復(fù)規(guī)劃指導(dǎo)下，對于生物資源生態(tài)承載力薄弱的于洪區(qū)、鐵西區(qū)、立山區(qū)及西市區(qū)等城市核心集中區(qū)域，進一步完善區(qū)域生態(tài)環(huán)境空間管控體系，增加城市綠地面積，優(yōu)化建設(shè)用地空間格局，提升區(qū)域生態(tài)承載潛力。

4" "結(jié)論

（1）1990-2018年渾太流域土地利用類型變化明顯，其中建設(shè)用地增幅明顯，耕地和草地面積下降，林地面積先下降、后增加，綜合土地利用開發(fā)程度為發(fā)展階段。

（2）1990-2018年渾太流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈現(xiàn)先下降、后升高的趨勢，受旱災(zāi)影響，2000年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值下降最明顯，水文調(diào)節(jié)服務(wù)為為渾太流域主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型。

（3）渾太流域生物資源生態(tài)承載力空間上總體呈西低東高分布格局，1990-2018年生物資源生態(tài)承載力呈增長趨勢，生態(tài)足跡變化平緩，呈逐年下降趨勢。

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（責任編輯" "萬月華）

Evolution of Ecological Carrying Capacity in the Hunhe-Taizi River Basin Based

on the Value of Ecosystem Services

YAO Ning1， ZHANG Dan‐hua1， LIU Miao2， WANG Yang1， WANG Sai2

（1. School of Transportation and Surveying Engineering， Shenyang Jianzhu University，

Shenyang" "110117， P. R. China;

2. Institute of Applied Ecology， Chinese Academy of Sciences， Shenyang" "110016， P. R. China）

Abstract：Rapid urban agglomeration has greatly increased ecological pressure on watersheds. To coordinate human activities and resource pressure， economic growth and ecological protection， and to realize human-land harmony and sustainable development， it is crucial to clarify the change in ecological carrying capacity of watersheds during urban agglomeration. In this investigation， urban agglomeration in the Hunhe-Taizi River basin of central Liaoning Province was selected for a case study， and we analyzed land use change from 1990 to 2018 based on remote sensing data and statistical data for the years 1990， 2000， 2010 and 2018. Furthermore， using the Consumer Price Index （CPI） and grain production-adjusted ecosystem service value equivalents as foundations， we explored the variations in ecological service values and the ecological carrying capacity of biological resources within the forest， grassland， farmland， and aquatic ecosystems that provide ecological services using the ecological footprint model. There were large changes in land use in the basin during the study period， with an evident increase in construction land， a decrease in cultivated land and grass land， and an initial decrease and then an increase in woodland. The woodland and cultivated land were the primary land use types， distributed in an east-west pattern in the basin. The significant increase of construction land area was mainly transferred from cultivated land and woodland， with an increase of 11.97×104 hm2" from 1990 to 2018. The value of ecosystem services in Hunhe-Taizi River basin in 1990， 2000， 2010， and 2018 were respectively， 1 117.04×108， 653.35×108， 1 182.83×108， and 1 215.34×108 Yuan. The value of ecosystem services in the Hunhe-Taizi River basin decreased by 41.51% from 1990 to 2000 and increased by 81.05% from 2000 to 2010， with an overall increase of 8.80% from1990 to 2018. Regulation service was the primary ecological service provided by the river basin. The spatial distribution of ecological carrying capacity of biological resources in Hunhe-Taizi River basin was high in the east and low in the west， with the low value area mainly in the urban area of the urban agglomeration. The ecological carrying capacity of biological resources was the strongest in 1990， with a value of 281.20×104 ghm2， but an ecological deficit appeared in 2000. The above results indicate that the ecosystem service functions in Hunhe-Taizi River basin play an important role in ensuring regional ecosystem stability.

Key words：ecological carrying capacity; ecological footprint; ecosystem services; Hunhe-Taizi River basin