平原造林对土地利用格局及生态系统服务价值的影响

北京建工路桥集团有限公司 曹瑀

本研究针对国道306线十家满族乡（莫家店）至牛家营子段公路工程政府与社会资本合作参与的（ppp）项目，本新建公路全线总体规划位于中国内蒙古自治区赤峰市，新建公路全线里程已经达到26公里。另外，针对长治市长北高速公路和长北高速通道两侧绿化带建设项目ppp工程，这个项目规划将在全线两侧修建绿色小广场30多个，全线两侧的绿化面积已经达到了42万平方米，道路中间和绿化带两侧的绿化面积达到8万平方米。

分析土地利用诱发的环境格局的变化问题已经成为新时代的重点研究问题。平原造林将会直接影响生态系统的服务价值，并且规模较大。从生态学的角度来讲，平原造林工程施工前后，土地的利用格局以及植被的覆盖种类和面积都会发生改变，生态系统的结构和质量也会改变，从而影响到生态系统的价值。

一、研究区域以及数据的来源

（一）研究区域

研究范围为国道306线十家满族乡（莫家店）到牛家营子段公路和长治市长北干线高速公路以及长治市长北干线快速通道，将其作为平原造林对于土地资源综合利用和生态系统服务价值产生重要影响的“样带”区。

（二）数据的来源及处理

本研究项目中，平原造林工程的内容数据主要由当地国立林业勘查与设计研究院提供资料，这些数据主要都是在陆路导轨进行野外测量之后制作得到的。通过使用TM影像以及其他属性信号技术进行波段式组合以及投影转换等操作，结合修正向量当中其他信号数据以及属性信号之间的对应关系，绘制成研究区的底图。根据《土地利用现状分类》，能够建立起一个由耕地、林地、园地以及水域组成的建设用地和还未被利用的地区进行划分，之后再利用影像来进行人工式的交互翻译，结合野外实地的调查，提取出有关土地的利用与其涵盖度的变化。

二、结果分析

（一）土地利用变化

1.对平原造林工程利用土地类型的占据比例分析

在2016年到2021年，研究区的平原造林工程设计达到了总共4086个图斑，共计面积为1万公顷，平均图斑的覆盖面积达到2.5公顷，最大的图斑覆盖面积为154公顷。对不同区域的利用土地类型占据比例进行分析能够看出，用地面积占用比例最大的是耕地，达到了5563公顷，占据总面积的55%；另外就是建设用地和林地，占用的面积分别为1050公顷和1258公顷，占比分别为10%和13%；园地、未利用土地以及水体面积相对较少，分别是714公顷、696公顷以及540公顷；交通运输业用地总面积235公顷；草地的种植面积可以说是最小的，仅有36公顷。

2.平原造林占用耕地的质量分析

根据调查结果可以看出，研究区域当中占据用地面积最大的是耕地，达到了5761公顷。结合当地的耕地质量等级指数，平原造林工程当中利用到的耕地的平均自然等级在7-15级之间，其中主要是13-15级的低等级耕地。

（二）平原造林前后土地利用类型面积变化及比例

根据表1可以看出，在研究区域当中开展平原造林工程前后各种土地利用类型的面积和所占的比例都发生了变化。在开展平原造林工程之前，主要的用地类型是林地、建设用地以及耕地，在进行平原造林工程之后，这3种土地类型的占地面积仍然是最多的。受到平原造林工程的影响，研究区当中林地的面积由37%增加到了42%；建设用地没有发生较大的变化；耕地的用地面积从17%降低到了14%；其他种类的土地利用面积的变化也是相对较小的。

表1 开展平原造林工程前后各种土地类型利用面积及其比例的变化

（三）造林前后景观格局的变化

可以通过平原造林工程对于研究地区的景观格局进行定量化分析来判断平原造林工程对研究区景观格局的影响。将之前制作完成的土地利用底图转换成Grid格式之后再导入相应的FRASTATS4.2软件当中，结合实际情况选择所需要研究的景观指标，从而可以分别分析出研究地区平原造林前后的景观指数以及其他一些斑块类型的大小和景观指数变化等。

根据表2可以发现，研究区域当中的景观斑块数量从之前的4065个增加到了4985个，斑块的密度也有所提高，使得研究区景观格局更加分散，说明开展平原造林工程确实会对研究区域当中的景观格局产生影响。如果景观格局的平均分维数降低，斑块之间的相似程度就会较低，并且形状也变得不规则，如果研究区景观分离程度较高，并且也会随之发生一些细微的变化，说明在平原造林前后的整体景观区域之间的分离水平程度将会随之有所提高，景观格局的划分将会更加散乱。

表2 开展平原造林工程前后研究区景观格局各种指标的变化

（四）开展平原造林工程前后生态系统服务价值的改变

现阶段，我国对平原造林工程对生态系统服务价值的影响研究方式有很多种，其中关于生态系统服务价值的计算方法也有着许多实际的应用，对该方法进行改进，成为我国目前对于生态系统服务价值分析的重要方法之一。采取NPP将全国的尺度应用在研究区域范围中，从而成为研究区当地不同土地类型土地利用面积以及生态系统服务价值，然后将这个作为基础来对平原造林工程开展前后对当地生态系统服务价值的影响进行计算。

经过对表3的数据分析我们可以清楚地发现，研究区内生态系统的服务价值由造林前的31.39亿元大幅提高至造林后的31.86亿元。在我国自然资源和环境保护中所占据的生态系统服务性价值当中，林地、耕地以及水域的土地利用面积的变化较为明显。并且，生态系统的服务价值和土地利用变化是相对应的，林地在生态系统服务价值当中所占的比率从52%提高到了60%，耕地和其他水域的自然资源对于生态系统的服务价值都有着明显下降，其中农作物和土壤的生态系统服务价值由17%大幅下降到14%，水域面积则由19%大幅下降到17%。园地与草地之间的生态系统服务价值也都有一定程度的降低，其他种类土地的生态系统服务价值变动幅度并不明显。

表3 开展平原造林工程前后不同土地类型利用生态系统服务价值的变化

三、结语

综上所述，根据多年的工作经验，再结合大量的研究和调查可以看出，平原造林工程的开展有利于林地面积的增加，并且还可以提升研究区域的生态系统服务价值。值得注意的是，开展平原造林工程会占据大量的耕地，并且造林斑块也会对研究区的景观格局产生影响，使其分布得更为散乱，影响景观的整体性和协调性。在平原造林的实施过程中，不仅应该注意造林的面积，更应该注重造林地区的选择，最大程度地提升平原造林的经济效益和生态效益，从而提升平原造林工程对当地生态环境和经济的促进作用，促进平原造林工程的进一步发展。