信宜市土地利用变化对生态服务价值的影响

2011-03-10吴云景吴立潮赵建平

湖南农业科学 2011年9期

吴云景，吴立潮，郑瑜，赵建平

（中南林业科技大学，湖南长沙 410004）

生态系统服务价值（Ecosystem Services Values，ESV）是当前学术界的研究热点之一，产生于20世纪70年代[1-2]，ESV的概念由Daliy等[3-4]提出，它是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。1997年Costanza等在“Nature”杂志上发表的“全球生态系统服务价值估算[5]，对生态系统服务价值估算具有里程碑的意义，真正把生态系统服务价值研究推向生态学研究的前沿。国内学者谢高地等[6]在Costanza提出的评价模型的基础上，结合我国实际，对我国200位生态学者进行问卷调查制定了我国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表，国内许多学者应用这一评价体系，对吉林省、锡林河流域、鄱阳湖、石河子市、赣州市、广州市的生态系统服务价值进行研究[7-14]。

土地利用是人类最基本的经济活动，在各种驱动力的作用下，利用方式不断地发生着变化[15-17]。土地利用变化与生态系统服务价值相互影响、相互制约，土地利用的变化不但改变了土表景观，而且会引起生态系统服务价值的改变。本研究以信宜市为研究区，利用谢高地等提出的中国陆地生态系统单位面积生态价值当量因子表，定量分析了信宜市土地利用变化对生态服务价值的影响，为信宜市经济社会和生态环境的协调发展提供参考依据。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

信宜市位于广东省西南部，东经110°40′36″～111°40′39″、北纬 22°11′16″～22°42′26″，地处北回归线以南，属南亚热带季风温暖湿润的气候，气候特征夏热冬凉，四季可分，雨热同季，雨量充沛，年平均降雨量在1 477～1 941mm之间，南部地区可种植橡胶，香蕉、菠萝、胡椒等热带作物，东北部山区较寒冷，农作物生长相差10～15 d，适宜山楂、三华李、田七、柿子等植物生长。

1.2 数据来源

土地利用数据来自于信宜市国土资源局1996～2007年土地利用变更数据，社会经济资料来自于《信宜市统计年鉴》。信宜市土地利用变更数据将土地利用类型分为农用地、建设用地和未利用地3个一级类型，耕地、园地、林地、牧草地草地、其他农用地、居民点及独立工矿用地、交通用地、水利用地、未利用地、其他用地10个二级类型，灌溉水田、旱地等35个三级类型。为了便于对信宜市土地利用变化的生态服务价值进行分析，根据信宜市土地利用特点，在35个三级分类的基础上把信宜市土地利用类型分为耕地、园地、林地、牧草地、其他农用地、建设用地、水域和未利用地等8个类型。

2 研究方法

2.1 单一土地利用动态度

单一土地利用类型动态度可用来表征土地资源数量的变化情况。如公式（1）所示[18]：

式中：K—T时段内某种土地利用类型变化的动态度；U—某种土地利用类型的数量；T—研究时段长度，当T设为年的时候，K则为某种土地利用类型的年变化率。

2.2 土地利用变化的生态服务价值测算

本文参考谢高地等[6]的生态服务价值当量（表1），定义1 hm2全国平均产量的农田每年自然粮食产量的经济价值为1，其他生态系统生态服务价值当量因子是指生态系统产生该生态服务相对于农田食物生产服务的贡献大小，其中1个当量因子的经济价值等于该区域1 hm2农田的平均产量的市场价值的1/7[19]。针对研究区的具体情况，以信宜市1996～2007年平均粮食产量4 050 kg/hm2为基准单产，粮食价格按2007年粮食市场的平均价格1.4元/kg，确定信宜市农田自然粮食产量的经济价值为810元/（hm2·a）。根据已有研究[20]和信宜市的具体情况，把每种土地利用类型与最接近的生态系统类型联系起来，其中耕地与农田对应，林地与森林对应，园地取森林和草地的平均值，其他农用地对应水域，未利用地取难利用地对应的值，建设用地取值为0。制定了信宜市不同土地利用类型单位面积的生态系统服务价值表（表2）。应用Costanza等人的估算方法[5]，分析研究区的生态系统服务价值变化。计算公式为：

表1 中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量

表2 信宜市不同土地利用类型单位面积生态服务价值[元/（hm2·a）]

式中：VES—生态系统服务价值（元）；Ak—研究区域k种土地利用类型的面积（hm2）；VCk—k种土地的生态价值系数，即单位面积生态系统服务价值[元/（hm2·a）]。

3 结果与分析

3.1 土地利用数量变化分析

在研究期内，信宜市各类土地利用类型面积都有不同程度的变化（表3），其中增加最多的为园地，增加了4 145.83 hm2；而林地、牧草地、其他农用地和未利用地则有不同程度的减少，其中林地减少面积最大，达到4 617.92 hm2；1996～2001年耕地、园地、林地、牧草地、其他农用地、建设用地、水域和未利用地的动态分别为 0.02、7.38、-0.41、0.00、-0.07、0.31、0.46、0.05，耕地、园地、建设用地、水域和未利用地都呈增长的趋势，其中园地的增长速度最快，平均每年以7.38%的速度增加，这与信宜市在这段时期内大力发展水果产业带动经济发展密不可分；2001～2007年耕地、园地、林地、牧草地、其他农用地、建设用地、水域和未利用地的动态分别为-0.01、-0.02、-0.01、-0.01、-0.01、0.32、-0.03、-0.83，在这期间，城镇的扩展占用了大量的其他土地；从整体上看，1996～2007年林地、其他农用地和未利用地都呈减少的趋势，土地利用动态度分别为-0.19、-0.04、-0.43，耕地、牧草地和水域整体变化不大，土地利用动态度分别为0.01、0.01、0.19，而园地和建设用地增加幅度较大，土地利用动态度分别为3.34、0.32，说明在研究期间，信宜市因经济社会快速发展和城镇化水平不断提高，对土地需求持续上升，园地和建设用地大量占用其他类型土地，导致其他类型土地面积减少。

表3 信宜市土地利用结构变化及其动态度

3.2 土地利用变化的生态服务价值

纵观整个研究期间，信宜市土地生态服务价值总量下降（表4），从1996年的501 443.64万元减少到2007年的498 176.70万元，减少了3 266.94万元，年减少率为0.06%，总体的变化不是很大；1996～2001年生态服务价值从501 443.64万元减少到498 606.02万元，减少了2 837.62万元，年减少率为0.11%，耕地、园地、水域和未利用地的生态服务价值在增加，园地的增加量最大，而林地和其他农用地的生态服务价值减少，这是因为在这期间信宜市大力发展水果产业带动经济发展，大量林地和其他农用地转化为园地造成的；2001～2007年生态服务价值从498 606.02万元减少到498 176.70万元，减少了429.32万元，年减少率为0.01%，在这期间信宜市所有土地利用类型的生态服务价值都有不同程度的下降，这是因为在这期间随着信宜经济社会的快速发展和城镇化进程，大量的其他土地转化为建设用地，而建设用地的生态服务价值为零。

表4 信宜市土地利用生态服务价值

信宜市所有土地利用类型中，林地的生态服务价值对土地利用的生态服务功能的贡献最大（图1），1996年占生态服务价值总量的76.85%，2007年为75.71%，虽有所下降，但仍然起到主导主用，这是因为林地的生态服务价值系数较高，且信宜市为广东省50大山区县之一，林地面积占全县总面积的70%以上所致。处理和气候调节起到至关重要的作用；从变化趋势上看，只有食物生产呈增长趋势，其他的都在不断减少，这是因为信宜市以发展水果产业带动经济社会的快速发展和城镇化水平的不断提高，大量林地土地转化为园地和建设用地。这给信宜市敲响了警钟，在加快经济社会发展和城镇化水平过程中，要注意生态环境的保护，不能牺牲生态环境来换取经济社会的发展。

4 结论与讨论

从表5可以看出1996～2007年信宜市生态系统单项服务价值变化不大，1996年的排序依次为：水源涵养＞土壤形成与保护＞生物多样性保护＞空气调节＞废物处理＞气候调节＞原材料＞娱乐文化＞食物生产，到2007年的排列次序依然没有变化，这是因为林地景观是信宜市基质景观，这对水土涵养、土壤形成与保护、生物多样性保护、空气调节、废物