基于土地利用变化的生态系统服务价值评价

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　　[摘要]生态系统服务价值的变化间接体现土地利用结构的调整。以近10年（2009-2018年）重庆市土地利用变更调查数据为基础，利用动态度指标观察、分析土地利用的变化，引用价值模型对生态系统服务价值进行佑算。研究结果表明：近10年研究区土地利用结构变化明显，林地、建设用地规模分别增加75755.43hn尹和102901.64hm平，动态度变福分别为0.22'D和1.87"%;研究区生态系统服务价值总体呈缓慢增长，2018年达到1183.95亿元，其中林地的贡献率最大;水域的生态价值变化率最高，其面积的增加时总价值有较强的放大作用。
　　[关键词]土地利用;生态系统服务价值;重庆
　　[中图分类号]X196 [文献标识码]A
　　LUCC相关研究计划提出后，对土地利用/土地覆被变化的研究成为生态环境领域的热点。土地作为承载生活空间、生产空间、生态空间的物质基础，在输送社会经济效益的同时，也为人类提供了巨大的生态效益。随着工业化、城镇化的不断发展，土地不断地被开发与利用，致使土地利用/土地覆被剧烈变化，改变生态系统的结构和功能，进而调整生态系统服务的价值。生态系统服务是指通过生态系统的结构、过程和功能直接或间接得到的生命支持产品和服务，其服务功能的类型和强度受土地利用结构变化的直接影响。本文基于重庆市近年来土地利用的调整情况，依据土地夜被为测算指标，分析重庆市生态系统服务价值的变化，以反映土地利用变化对生态系统服务价值的影响效果，可为重庆市国土空间优化、生态系统功能调控、区域生态保护提供理论依据。1研究区概况及数据来源，.1研究区概况
　　重庆市位于长江上游地区，是四大直辖市之一，介于北纬280 10'一320 13'、东经1050 11'一1100 11'之间，幅员面积约2。地形地貌复杂，以山地、丘陵为主，整体地势南高北低，东南部靠大巴山和武陵山两大山脉。重庆属中亚热带湿润季风气候区，夏热冬暖，无霜期长，雨量丰沛，水资源丰富，河流众多。经济发展迅速，截止2019年底，生产总值达到2.36万亿元，城乡人均可支配收入均超过8%。1.2数据来源
　　土地利用数据由重庆市土地利用变更调查（2009-2018年）整理得到，参照国家土地利用分类系统，结合实际状况，将土地利用类型分为耕地、园地、林地、草地、建设用地、水域和未利用地7类。
　　2研究方法
　　2.1土地利用动态度
　　土地利用动态度是定量研究一片区域土地利用变化速度的指标，可衡量区域土地利用变化的差异与预测未来土地利用变化发展的趋势。模型表达式如下：
　　式中：IC一某种土地利用类型的年变化率;Si、呀一分别为研究初期和末期的某种土地利用类型的分布面积，单位为1=2;Ti，Ti-份别为研究初期和末期的时间，单位为年。
　　2.2生态系统服务价值估算
　　由于影响生态系统服务价值的因素较多，因此存在多种多样的衡量模型。本文采用基于货币量的价值量评价法，借鉴谢高地等的研究成果，根据重庆的实际情况加以适当修改，制定了生态系统单位面积服务价值，如表1所示。
　　生态系统价值估算公式为：
　　式中：ESV表示研究区的生态系统服务总价值;人是第i种土地利用类型的面积（hm2）;拟是生态价值系数（元&a2）
　　2.3生态价值变化率指数
　　为表征研究区内某一土地利用类型的面积改变导致生态系统服务总价值的变化情况，引人生态价值变化率指标（CR），其可以衡量某种土地利用类型分布面积的变科拐寸生态系统服务价值重要性。如果CR<1，表明该类土地利用方式的改变对整个生态系统服务价值的变化影响较弱;如果CR>1，表明该类土地利用方式的改变对整个生态系统服务价值的变化影响显著。计算公式如下：
　　式中：ESV为生态系统服务价值;A为某种土地利用类型的分布面积（hm
　　3 结果分析
　　3.1 土地利用变化分析
　　从重庆市各时段土地利用结构数据（表2）看出，2009-2018年以来，各类土地利用类型占比排名情况未发生改变，但由于重庆市经济的飞速发展、居民生活水平的提高、城镇化与工业化步伐的加快给城市建设带来巨大生机，建设用地面积由2009年的611769.27hm2增加至2018年的714670.91hm2，增长16.82%，占地比例也由7.43%提升至8.68%。自《重庆市林地保护管理条例》严格实施后，重庆市对缙云山、中梁山、铜锣山、明月山开展的一系列整治修复工作以及生态林建设工作实施和新一轮退耕还林工作的展开，使得林地面积在2009年的基础上增加75755.43hm2，2018年达到3867397.54hm2，占比为46.95%。由于水土流失、土地撂荒以及村镇用地的大量扩展，耕地面积大幅下降，期间耕地面积共减少67931.71hm2，比率也随之下降到28.78%。对未利用地的开发与利用使得未利用地的面积变化显著，从515441.58hm2减少至421558.70hm2，减少了93882.88hm2，占比也从6.26%减少至5.12%。变化较小的为园地、草地和水域，其中水域面积仅减少348.92hm2。
　　土地利用变化速度可以从动态度绝对值中得到体现。2009-2012，2012-2015，2015-2018三个期间，耕地与林地的动态度绝对值呈递增趋势，土地转型速度加快;园地与草地的动态度绝对值呈下降趋势，说明他们变化的速度趋于平缓;建设用地和未利用地的动态度绝对值呈U形，不稳定，且值较大，意味着未利用地的高转化速率与建设用地的高形成速率;水域的动态度绝对值最小，表明其利用方式的穩定性。总体上，未利用地与建设用地的动态度变幅处于一种较高水平，表明重庆市不断的进行开发与扩张，城镇俗垂率加快，导致建设用地不断增加。 　　3.2 生态系统服务价值演变
　　重庆市2009-2018年生态系统服务总价值呈v型变化（表3）。2009-2012年，生态系统服务价值呈阶段性下降，由1177.75亿元下降至1174.06亿元，尽管耕地的面积增加12894.69hm2，使其生态系统服务价值增加了0.87亿元，但完全不足以抵消其他土地利用类型的生态系统服务价值的大幅下降，其中仅林地和建设用地就分别下降1.66和1.39亿元。2012-2015年，林地面积增加23144.25hm2，使生态系统服务价值增加5.01亿元，建设用地的持续扩张与耕地数量的减少使得生态系统服务价值分别减少1.01和1.40亿元，但整体上升1.94亿元。2015-2018年，虽然耕地面积下降60012.7hm2，建设用地面积增加32854.80hm2，二者使得生态系统服务价值下降8.10亿元，但是林地面积继续增大，增加60291.07hm2，使生态系统服务价值增加13.06亿元，使得期间生态系统服务总价值依然保持上升，从1175.99亿元增加至1183.95亿元，增长0.68%。
　　另外，从各研究时段来看，林地是生态系统服务价值构成的主要土地利用类型，以约46%的面积占比，占据了生态系统服务价值总量的约70%，贡献最大。2009年、2012年、2015年、2018年，林地的生态系统服务价值分别是821.21亿元、819.54亿元、824.56亿元和837.61亿元，占生态系统服务总价值的比例分别是69.73%、69.80%、70.12%和70.75%。然后是耕地与水域，均占总价值的13%-14%，是总价值的重要组成部分;草地由于其面积较小，仅占总价值的1%左右;未利用地占比最小，不到1%。
　　3.3 生态价值变化率分析
　　通過上下调整各土地利用类型面积的增加量，可以计算出调整前后生态系统服务总价值，根据公式（3）得到生态价值变化率（表4）。可以看到影响重庆市生态系统服务价值变化最大是水域，水域面积每增加1%，生态系统服务价值就增加4.013%-4.034%;其次为林地，面积每增加1%，生态系统服务价值就增加1.507%-1.115%。因此，加强水域与林地的保护对城市生态建设有重要涵义。
　　4 结论与不足
　　（1）2009-2018年重庆市土地利用结构变化明显。土地利用变化主要体现在耕地、未利用地、园地、草地向林地和建设用地转变，耕地、未利用地、园地、草地面积分别减少67931.71hm2、93882.88hm2、7573.23hm2和8920.35hm2，林地和建设用地分别增加75755.43hm2和102901.64hm2。
　　（2）研究时段内，重庆市的生态系统服务价值短期有回落现象，但整体表现上升，从2009年的1177.75亿元到2018年的1183.95亿元，增加6.20亿元，平均以0.06%的年增长率进行增长。尽管期间耕地减少面积与林地增加面积相差不大，建设用地不断扩张，但林地的生态价值系数远高于耕地，是使得区域总价值未降反升的关键。此外林地和水域的生态价值变化率均大于1，表明重庆市生态系统的服务功能受到林地与水域的面积变化较为显著的影响。
　　（3）生态价值系数受到多个影响因子的共同作用，呈动态变化。本研究并未考虑质量因素和空间位置对生态系统服务价值产生的影响，也没有对总价值变化的空间差异进行讨论，这是以后值得加强研究的地方。
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　　[收稿日期72020-02-29
　　[作者简介]丁渝航（1998-），男，重庆人，本科在读。
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