长江三角洲生态系统服务重要性空间分布特征评价

陈燕 燕彩霞 罗婵 陈星宇 邱晓敏

摘要：选择生物多样性保护、土壤保持、水源涵养3种生态系统服务功能，建立适用于长江三角洲地区的自然生态系统服务重要性评价模型与方法，利用变异系数法确定权重，将生态系统服务重要性划分为极重要、中等重要、比较重要和一般重要4个等级，综合评价长江三角洲地区的生态功能重要性及其空间分布特征。结果表明：长江三角洲地区生物多样性保护以极重要区为主，占49.17%，包括上海市、杭州市、宁波市、嘉兴市、绍兴市、台州市等;水源涵养以一般重要区为主，占42.52%，包括上海市、南通市、扬州市、泰州市和苏州市;土壤保持以比较重要区为主，占48.24%，包括杭卅I市、南京市、常州市、无锡市、镇江市和嘉兴市等。综合评价结果以比较重要区面积最大，占35.99%，大部分城市均有分布;中等重要区占24.4%，主要分布在泰州市、台州市、嘉兴市、宁波市、湖州市、绍兴市等;极重要区占21.85%，主要分布在宁波市南部、杭州市和绍興市等。

关键词：生物多样性保护;土壤保持;水源涵养;生态系统服务功能;空间特征;长江三角洲

中图分类号：X171.1 文献标识码：

A 文章编号：1000-4440（2019）01-0103-06

生态系统服务功能是生态系统及其生态过程所形成与维持的人类赖以生存的自然环境条件和效用，是人类得以生存与现代文明得以存在的基础。国内外学者对生态系统服务功能的研究主要集中在不同类型，不同尺度，不同区域的生态系统服务评估方法，价值评估及其影响因素，区域土地利用或景观格局变化对生态系统服务价值的影响等方面。当前生态服务功能重要性方面的研究还处于起步阶段。长江三角洲地区是国内区域经济一体化程度最高的地区，要实现区域生态环境问题联防联控，建立地区间生态保护补偿机制，就需要评价区域生态系统服务功能重要性及其空间分布特征。

长江三角洲地区包括上海、南京、南通、常州、扬州、无锡、泰州、苏州、镇江、台州、嘉兴、宁波、杭州、湖州、绍兴和舟山共16个城市，是中国最重要的经济区域。2016年长三角地区生产总值达1.229 576x10（13）元，常住人口为1.108 282x10（8）人，相比户籍人口多了2.346 680x10（7）人。区域内物种丰富多样，有中华鲟、东滩鸟类、北亚热带常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林及金钱松、天目玉兰等野生动植物自然保护区，对于长江下游的生态安全维护具有非常重要的作用。在经济快速发展，外来人口大量涌入，快速城镇化的条件下，生态破坏和环境污染必然会破坏生物多样性，降低生态服务功能。本研究通过对长江三角洲生态系统服务功能重要性和空间差异的综合评估，为确定重点生态保护区，加强生态系统管理和制定跨区域的生态保护政策提供科学依据。

1材料与方法

1.1数据来源

根据2014年Landsat遥感影像，通过人机交互解译和野外实地验证获得土地利用数据。根据各省市环保局相关文本数据资料及图件，空间矢量化得到长江三角洲环境保护区相关数据。从地球系统科学数据共享平台获取长江三角洲地区土壤类型数据等。通过长江三角洲统计年鉴获取人口和生产总值等相关数据。

1.2研究方法

在科学分析长江三角洲的自然、社会经济条件下，利用遥感（Rs）和地理信息系统（GIS）技术，参照生态环境部发布的《生态功能区划技术暂行规程》，将生物多样性保护、水源涵养和土壤保持作为长江三角洲地区生态系统服务功能重要性评价的核心指标，综合分析长江三角洲地区生态系统服务功能重要性的空间分布特征。

1.2.1生物多样性保护重要性评价方法借鉴相关研究成果的评价方法，根据国家及省级重点保护物种分布区、自然保护区、地质公园、风景名胜区等级，确定生物多样性保护的重要程度（表1、图1）。

1.2.2水源涵养重要性评价方法主要评价区域水资源的保障程度及调节洪水的作用。参考相关研究成果，结合国家分级标准和长江三角洲实际情况，采用综合指数计算方法，将地貌类型、植被覆盖和降雨量分级赋值（表2）。基于公式（1）计算水源涵养综合指数，利用GIS的空间分析功能对3个评价因子分布图进行叠加分析并按极、中等、比较、一般重要进行分类。水源涵养重要性的综合指数计算公式为：

1.2.3土壤保持重要性评价方法

主要是利用土壤侵蚀敏感性对下游地区的危害程度进行判断，既考虑土壤侵蚀敏感性，也考虑河流分级情况。通过GIS软件，对长江三角洲的河流水系进行分级，得到河网分级图：再将河网分级流域图和土壤侵蚀敏感性分布图进行叠加，根据水体级别和敏感级别（表3）评价区域土壤保持重要性（图1）。

1.2.4生态系统服务功能重要性综合评价方法生物多样性保护、土壤保持和水源涵养的生态系统服务功能重要性只是反映了生态系统服务功能的某一方面，要综合考虑这些要素的作用，需要对其进行综合统计。采用加权综合指数法计算生态系统服务功能的重要性综合指数（SSi），其中权重由变异系数法求得，其计算公式为：

2结果与分析

2.1长江三角洲生物多样性保护重要性及其空间分布

从表4中可以看出，长江三角洲生物多样性保护极重要区占49.17%，面积为54 355 km2，包括较多的国家级自然保护区、地质公园、风景名胜区;一般重要区占21.79%，面积为24 092 km2：比较重要区和中等重要区占比相差无几，分别占14.79%和14.25%，面积分别为16 345 km2和15 754 km2。

空间分布上，极重要区主要包括上海、杭州、绍兴、宁波、嘉兴、台州，尤其宁波、杭州和台州3个城市面积占比最高，该区内分布了大量国家级的自然保护区和风景名胜区，包括上海九段沙湿地、东滩鸟类和长江口中华鲟等国家级自然保护区以及杭州西湖风景名胜区、绍兴诸暨的浣江一五泄风景名胜区、温岭市新河镇的方山一长屿硐天风景名胜区等。比较重要区主要包括扬州、镇江和湖州。中等重要区主要位于泰州、舟山和南通，有舟山市的普陀山风景名胜区、南通市海门快活林休闲山庄、南通市通州石港生态旅游风景区等。一般重要区主要位于南京、无锡和苏州（图1、表5）。

极重要区主要分布在台州、宁波、杭州、湖州、绍兴，其中杭州的面积最广;中等重要区主要分布在南京、常州、扬州、苏州、镇江、宁波、杭州、湖州、绍兴，其中南京的面积最广：比较重要区分布在台州、宁波和绍兴：一般重要区除了南京和绍兴有分布以外，其他城市均有分布，以上海、南通、扬州、泰州和苏州为主要分布区（图1、表5）。

空间分布上，长江三角洲中部及东南部基本上属于土壤保持中等重要区，除南通、舟山和台州外其他13个城市均有分布，杭州面积最大，南京、常州、无锡、镇江和嘉兴均有大面积分布：极重要区主要分布在杭州和湖州，湖州分布最广;比较重要区主要在上海、南通、扬州、泰州、苏州、宁波和绍兴，均有大面积分布：一般重要区主要分布在台州和舟山，以台州为主（图1、表5）。

极重要区主要分布在长江三角洲的南部，以宁波、杭州和绍兴等3个生物多样性高、土壤保持性好、水源涵养能力强的地区为主，为稳定长江三角洲的生态系统及其服务功能发挥着重要作用，其中杭州面积最大。中等重要区主要分布在泰州、台州、嘉兴、宁波、湖州、绍兴等地区，以台州面积最大;比较重要区主要分布在上海、南京、南通、常州、扬州、无锡、泰州、苏州、镇江、台州、湖州、舟山等，以南通、南京、上海面积为大;一般重要区主要分布在常州、扬州、无锡、泰州、苏州，以苏州、扬州为主（图1、表5）。

3讨论

本研究从生物多样性保护、水源涵养以及土壤保持三方面，对长江三角洲自然生态系统服务功能进行了较详细的计算分析，并分析了其空间分布特征。研究结果表明：长江三角洲生物多样性保护以极重要区为主，占49。17%，主要包括上海和除舟山之外的浙江6市;水源涵养以一般重要区为主，占42.52%，主要包括上海、除南京以外的江苏7市和浙江的嘉兴、舟山;土壤保持以比较重要区为主，占48.24%，主要包括上海、江苏5市（不包括常州、无锡和镇江）和浙江的宁波、绍兴：生态系统服务功能以比较重要区和中等重要区为主，分别占35.99%和24.40%，包括除杭州和绍兴两地的绝大部分地区。从北部的泰州、扬州到南部的台州，生态环境质量呈逐渐上升趋势，生态系统服务功能重要性也相应增强。