基于土地利用變化的溫州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)

摘 要：【目的】通過對(duì)溫州市近20年間土地利用變化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究，掌握溫州市的生態(tài)綜合整治效果，為溫州市的空間規(guī)劃、生態(tài)綜合保護(hù)與政策制定提供科學(xué)基礎(chǔ)，助力溫州市的城市發(fā)展?！痉椒ā勘狙芯炕?000、2010、2020年的土地利用數(shù)據(jù)，采用面積轉(zhuǎn)移矩陣、土地利用動(dòng)態(tài)度等方法對(duì)溫州市2000—2020年土地利用的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行模擬分析，并基于改進(jìn)的謝高地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，對(duì)研究時(shí)段內(nèi)溫州市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行定量的分析?！窘Y(jié)果】①溫州市的林地面積最大，林地和水域面積均處于上升的態(tài)勢(shì)，建設(shè)用地大幅擴(kuò)張，周邊耕地大幅減少；②2000—2020年，溫州市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體始終處于上升的趨勢(shì)，其中林地的貢獻(xiàn)度最為顯著，占比超過80%；③在研究時(shí)段內(nèi)，單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)均表現(xiàn)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)。【結(jié)論】近20年間溫州市的生態(tài)保護(hù)成效顯著，生態(tài)環(huán)境得到了明顯改善。

關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；改進(jìn)的價(jià)值當(dāng)量因子法；土地利用；溫州市

中圖分類號(hào)：X171.1；F301.2" "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" "文章編號(hào)：1003-5168（2024）10-0107-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.10.021

Evaluation of Ecosystem Service Value in Wenzhou City Based on Land Use Change

ZHANG Te1 PAN Bohua2

（1. Wenzhou Huakun Land Planning and Design Corporation， Wenzhou 325000， China; 2. Changchun Planning Compilation Research Center （Changchun Urban and Rural Planning and Design Research Institute）， Changchun 130000， China）

Abstract： [Purposes] Through the study of land use changes and ecosystem service value in Wenzhou City in the past 20 years， we aim to understand the ecological comprehensive improvement effect of Wenzhou City， provide a scientific basis for spatial planning， ecological comprehensive protection， and policy formulation， and assist the urban development of Wenzhou City. [Methods] This article is based on land use data from 2000， 2010， and 2020， and uses methods such as area transfer matrix and land use dynamic degree to simulate and analyze the dynamic changes of land use in Wenzhou City from 2000 to 2020. Based on the improved Xie Gaodi Ecosystem Service Value Equivalence Table， the ecological service value of Wenzhou City during the research period is quantitatively analyzed. [Findings] ① Wenzhou City has the largest forest area， with both forest and water areas on the rise. Construction land has significantly expanded， seriously encroaching on surrounding farmland; ② From 2000 to 2020， the overall value of ecosystem services in Wenzhou City has been on the rise， with forest land accounting for the most significant contribution， accounting for over 80%; ③Throughout the entire research period， individual ecosystem services were characterized by regulatory servicesgt;supportive servicesgt;supply servicesgt;cultural services. [Conclusions] The research results indicate that the ecological protection in Wenzhou City has achieved significant results over the past 20 years， and the ecological environment has been significantly improved.

Keywords： ecosystem service value; Improved value equivalent factor method; Land use; Wenzhou City

0 引言

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為人類提供的所有福祉，維持著經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，自然資源消耗加劇，生態(tài)系統(tǒng)不斷受到人類活動(dòng)的影響與破壞。任由生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)惡化，將導(dǎo)致人類生存和發(fā)展受到威脅，甚至?xí)绊懭虻纳鷳B(tài)安全［1］。因此，通過開展土地利用的合理規(guī)劃與管制，保證生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力等至關(guān)重要。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念在20世紀(jì)60年代就以“環(huán)境服務(wù)”的形式被首次提出［2］。在隨后的研究中，逐漸有學(xué)者將其形容為“自然服務(wù)”。1982年，“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”作為專業(yè)術(shù)語正式被提出，有學(xué)者將其定義為：生態(tài)系統(tǒng)形成并維持人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境條件和效用［3］。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為可持續(xù)發(fā)展的主要議題一直持續(xù)到20世紀(jì)90年代。當(dāng)前，國外對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面的研究更多地考慮到城市建設(shè)與生態(tài)系統(tǒng)之間的和諧發(fā)展，并進(jìn)一步探討了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的多尺度特征、權(quán)衡，以及未來情景的模擬等［4-6］。國內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究，最早是由歐陽志云、謝高地等代表性的學(xué)者將其引進(jìn)至國內(nèi)的，現(xiàn)已得到了豐富的研究成果［7-9］，并將決策目標(biāo)納入生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)中。

溫州市作為浙江省的三大中心城市之一，擁有眾多人口，但可以利用的土地面積有限。當(dāng)前，城鎮(zhèn)化的進(jìn)程仍在持續(xù)，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)壓力越來越大［10］。因此，本研究以溫州市為研究對(duì)象，基于2000、2010、2020年土地利用數(shù)據(jù)，對(duì)20年間溫州市的土地利用變化進(jìn)行分析，基于改進(jìn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值因子當(dāng)量表，核算溫州市2000—2020年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，并提出相應(yīng)的優(yōu)化意見，為其生態(tài)環(huán)境改善提供科學(xué)建議。

1 研究概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

溫州市位于浙江省東南部沿海，南鄰福建省，西接麗水市，東北與臺(tái)州市為界（如圖1所示）。地形以山地丘陵為主，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。全市轄4個(gè)區(qū)、5個(gè)縣，代管3個(gè)縣級(jí)市。總土地面積較大，但因人口眾多，人均用地指標(biāo)較少。溫州市的生態(tài)環(huán)境較好，森林覆蓋率約為60%，境內(nèi)水系縱橫，水資源豐沛。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

土地利用數(shù)據(jù)：年份為2000、2010、2020年，用于土地利用分析；2000、2010、2020年溫州市統(tǒng)計(jì)年鑒：用于構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)體系；《2020年全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》：用于構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)體系。

2 研究方法

2.1 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

轉(zhuǎn)移矩陣可對(duì)一定時(shí)間跨度內(nèi)，各地類之間起始時(shí)間節(jié)點(diǎn)狀態(tài)與轉(zhuǎn)移狀態(tài)進(jìn)行定量的描述，能夠清楚地反映土地利用變化的方向和流量，其計(jì)算公式為式（1）。

[Smn=S11S12S21S22…S1i…S2i……Si1Si2………Sii]" " " " " （1）

式中：[Smn]表示研究初期的第m種土地利用類型轉(zhuǎn)變?yōu)槟┢诘牡趎種土地利用類型的面積；m、n分別為研究初期與末期的土地利用類型；i為土地利用類型的數(shù)目。轉(zhuǎn)移矩陣中，行表示初期的第i種土地利用類型，列表示末期的第j種土地利用類型。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估

借鑒謝高地等學(xué)者的研究內(nèi)容，以單位面積耕地的糧食產(chǎn)量純收入為1個(gè)等效因子的生態(tài)服務(wù)價(jià)值量。由于溫州市實(shí)際糧食作物以小麥、玉米、大豆和稻谷為主，為使之更符合溫州市的實(shí)際情況，將原有計(jì)算公式修改為式（2）。

[E=Va×Pa+Vb×Pb+Vc×Pc+Vd×Pd+Ve×Pe]" " " "（2）

式中：E表示1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量，元/hm2；Va、Vb、Vc、Vd和Ve分別表示2020年溫州市旱稻、晚稻、小麥、玉米和大豆的播種面積的比例，%；Pa、Pb、Pc和Pd分別表示2020年溫州市旱稻、晚稻、小麥、玉米和大豆的單位凈收益，元/hm2。

通過《溫州市統(tǒng)計(jì)年鑒》《2020年全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》等，得到2020年溫州市旱稻、晚稻、小麥、玉米和大豆的種植面積比例為21.67%、66.33%、1.17%、5.16%和5.67%。通過式（2），得到溫州市1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量為2 467.50元/hm2，從而得出溫州市單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量，見表1。

3 結(jié)果和分析

3.1 土地利用動(dòng)態(tài)變化分析

溫州市2000—2020年土地利用分布如圖2所示，土地利用面積見表2。由圖2和表2可知，各地類按面積從大到小的排列依次為林地gt;耕地gt;草地gt;建設(shè)用地gt;水域gt;未利用地。整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)，耕地面積處于持續(xù)減少的態(tài)勢(shì)且減少幅度最大，為382.36 km2；林地、草地和未利用地的面積也處于減少的趨勢(shì)，但整體波動(dòng)不大，分別減少了130.67 km2、2.97 km2、0.51 km2；水域和建設(shè)用地均有增長，建設(shè)用地增長幅度最大，增加了491.19 km2。

根據(jù)圖2，將3個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的溫州市土地利用數(shù)據(jù)疊加分析，得到2000—2010年和2010—2020年兩個(gè)研究時(shí)段內(nèi)不同地類面積轉(zhuǎn)移矩陣。

溫州市2000—2010年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣見表3。由表3可知，2000—2010年，耕地有較大面積，約246.42 km2的耕地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，而轉(zhuǎn)化為耕地的面積遠(yuǎn)小于轉(zhuǎn)出面積，導(dǎo)致耕地面積大幅下降。林地、草地和未利用地轉(zhuǎn)出面積均大于轉(zhuǎn)入面積，表明這3種地類在該研究時(shí)段內(nèi)有所減少。水域面積由于耕地和林地轉(zhuǎn)化而出現(xiàn)了大幅增長。

溫州市2010—2020年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣見表4。由表4可知，2010—2020年，各地類按照轉(zhuǎn)入面積大小排序?yàn)椋航ㄔO(shè)用地gt;林地gt;耕地gt;草地gt;水域gt;未利用地。耕地主要轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地和林地，林地主要轉(zhuǎn)化為耕地和建設(shè)用地，建設(shè)用地由于耕地和林地的較大面積轉(zhuǎn)化而出現(xiàn)建設(shè)用地面積的大幅增長。

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體動(dòng)態(tài)變化分析

溫州市2000—2020年各地類的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化情況見表5。結(jié)合表2可知，除建設(shè)用地外，2000—2020年，耕地、草地及水域向其他用地類型轉(zhuǎn)換主要為林地，因而林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值擁有最大增量，為364.95億元。同時(shí)，林地也占有最大的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值貢獻(xiàn)度，在2000、2010、2020年分別占總價(jià)值的88.39%、88.30%和88.54%；2000—2020年，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占比最小的是未利用地，各年占比僅保持在0.003%；僅有耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在研究時(shí)段內(nèi)不斷減小，由2000年的6.30%縮減至2020年的5.40%，其余類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占比均有上升趨勢(shì)。

溫州市2000—2020年生態(tài)服務(wù)貢獻(xiàn)率見表6。由表6可知，整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)林地的生態(tài)服務(wù)貢獻(xiàn)率最高，為88.63%，說明由林地面積變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化對(duì)研究區(qū)內(nèi)總生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化的影響所占比重最大。研究時(shí)段內(nèi)，不存在負(fù)向貢獻(xiàn)因子，均為正向貢獻(xiàn)因子，因而使得溫州市在2000—2020年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體呈上升趨勢(shì)。其中生態(tài)服務(wù)貢獻(xiàn)率最低的類型為未利用地，僅為0.0032%，說明其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)整體變化影響較小。由表5可知，2000年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值為224.37億元，2010年為476.60億元，10年間增加252.23億元。其間，林地面積增長對(duì)該時(shí)段總服務(wù)價(jià)值變化量貢獻(xiàn)最大，且生態(tài)服務(wù)貢獻(xiàn)率最大，為88.22%。其次是耕地，為5.14%。未利用地貢獻(xiàn)率最小，僅為0.003%。2020年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值為636.15億元，2010—2020年增加159.55億元，該時(shí)段內(nèi)的生態(tài)服務(wù)貢獻(xiàn)率與此前相同，表現(xiàn)為；林地gt;耕地gt;水域gt;草地gt;未利用地。

3.3 單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)變化分析

溫州市2000—2020年不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能價(jià)值如圖3所示。由圖3可知，供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和美學(xué)景觀服務(wù)的價(jià)值均表現(xiàn)為逐漸遞增的變化趨勢(shì)。其中調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值增量最大，20年間增量為20 478.67萬元；其次是支持服務(wù)價(jià)值，20年間整體增幅為181.36%；美學(xué)景觀服務(wù)增量最小，在2000—2010年間增加了1 794.56萬元，2010—2020年間增量僅為1 136.69萬元。整體而言，四大一級(jí)服務(wù)功能價(jià)值變化均表現(xiàn)出明顯增長趨勢(shì)，但對(duì)比前后10年速度逐漸放緩，表明研究區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力在逐年增強(qiáng)，對(duì)生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生產(chǎn)生活等方面規(guī)劃布局的宏觀調(diào)控作用愈發(fā)明顯。

4 討論

溫州市占主導(dǎo)位置的地類是林地，其次是耕地。通過研究結(jié)果可知，林地面積始終處于逐步上升的趨勢(shì)，耕地面積則一直處于大幅下降的趨勢(shì)，這與已有研究結(jié)果相符［10］。通過對(duì)溫州市2000—2020年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估，結(jié)果表明溫州市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值始終處于上升的趨勢(shì)，也與相關(guān)研究結(jié)論相符［11］。劉耕源等［12］在相關(guān)研究中指出，林地、草地和濕地等具有生態(tài)調(diào)節(jié)功能地類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)顯著，這與本研究中提出的林地在溫州市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估中占主導(dǎo)地位的結(jié)論一致。

通過分析單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)程度可知，調(diào)節(jié)服務(wù)起到了決定性的作用，其他服務(wù)的貢獻(xiàn)度從大到小依次為支持服務(wù)、貢獻(xiàn)服務(wù)、文化服務(wù)，這與羅芳等［13］提出的結(jié)論相符。林地、草地等地類在調(diào)節(jié)氣候、保持水土、水源涵養(yǎng)等方面起到了至關(guān)重要的作用，因此生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈現(xiàn)了逐年增長的特征。為保持和促進(jìn)溫州市的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作、提高生態(tài)系統(tǒng)附加值，應(yīng)該針對(duì)本區(qū)域的發(fā)展要求，不斷優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，在有序增加生態(tài)用地的同時(shí)，遏制建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張，加強(qiáng)對(duì)糧食安全的保護(hù)。

5 結(jié)論

①在研究時(shí)段內(nèi)，溫州市的林地面積最大，且處于逐年上升趨勢(shì)；水域面積同樣保持著穩(wěn)步上升的態(tài)勢(shì)；建設(shè)用地則呈現(xiàn)出大幅擴(kuò)張的趨勢(shì)，同時(shí)導(dǎo)致建設(shè)用地周邊的耕地被侵占。

②2000—2020年，溫州市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體始終處于上升的趨勢(shì)，表明該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)能夠提供給人類福祉的能力在逐年提升。在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)貢獻(xiàn)率的研究中表明耕地、林地、草地和水域均對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有顯著影響，其中林地的貢獻(xiàn)率最高，因此在今后的規(guī)劃中，應(yīng)當(dāng)著重注意土地利用變化對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

③單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)均表現(xiàn)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)。二級(jí)單項(xiàng)生態(tài)服務(wù)中氣候調(diào)節(jié)、氣體調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)、土壤保持和生物多樣性在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的提升中起到了決定性的作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］方露露，許德華，王倫澈，等. 長江、黃河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化及權(quán)衡協(xié)同關(guān)系研究 ［J］. 地理研究， 2021， 40 （3）： 821-838.

［2］EHRLICH P R， EHRLICH A H， Holdren J P. Ecoscience： Population， Resources， Environment［M］. San Francisco： W. H. Freeman and Company， 1977.

［3］EHRLICH P R ， MOONEY H A . Extinction， Substitution， and Ecosystem Services［J］. Bioscience， 1983（4）：248-254.

［4］邢路. 城市化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空異質(zhì)影響與生態(tài)可持續(xù)評(píng)估研究［D］.武漢：華中科技大學(xué)， 2018.

［5］金燕. 森林型國家生態(tài)旅游示范區(qū)生態(tài)價(jià)值評(píng)估與預(yù)測(cè)研究［D］.長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)， 2016.

［6］胡喜生. 福州土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間異質(zhì)性及其與城市化耦合的關(guān)系［D］. 福州：福建農(nóng)林大學(xué)， 2012.

［7］周雅萍，趙先超. 長株潭城市群人類活動(dòng)強(qiáng)度與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間關(guān)系 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)，2024，44（5）：2948-2960.

［8］付丹陽，魏靖陽. 安徽省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空協(xié)同研究 ［J］. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)）， 2024， 18 （1）： 130-140.

［9］張杰，周業(yè)晶，袁玉喬，等. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值核算方法比較研究 ［J］. 環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展， 2023， 48 （5）： 110-118.

［10］胡嘉琦.溫州市2000—2020年土地利用變化分析 ［J］. 中國資源綜合利用， 2023， 41 （7）： 81-85.

［11］郝林華，何帥，陳尚，等. 海洋生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法及應(yīng)用：以溫州市為例 ［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 2020， 40 （13）： 4264-4278.

［12］劉耕源，楊青，黃俊勇. 黃河流域近十五年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化特征及影響因素研究 ［J］. 中國環(huán)境管理， 2020， 12 （3）： 90-97.

［13］羅芳，潘安，陳忠升，等. 四川省土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響研究 ［J］. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)）， 2021， 36 （4）： 734-744.

（欄目編輯：陳萌萌）