城市化背景下乌鲁木齐市的绿色空间生态服务价值研究*

2021-11-05菊春燕

环境污染与防治 2021年10期

向勤菊春燕

(新疆农业大学公共管理学院，新疆乌鲁木齐 830052)

生态系统是人类生存不可或缺的支持系统[1]，它为人类提供自然资本[2]，具有服务价值[3-4]。通过生态服务价值的分析有助于人们了解生态系统[5-7]，从而更好地利用生态服务功能促进人类社会的可持续发展[8-9]。JENKINS等[10]和DE GROOT等[11]就生态服务的可持续性与人类活动进行了相关分析，认为可用货币方式估算生态系统产生的服务价值。在生态服务价值估算方面，当量因子选取是一个重要的环节。COSTANZA等[12-13]对生态系统功能进行分类时提出了估算生态服务价值的当量因子，谢高地等[14-15]制定了计算中国各类生态服务功能生态服务价值的早期当量因子。

生态服务价值是自然资本和非自然资本直接或间接提供给人类的福利[16]。这些服务价值取决于生态系统的类型和状态[17]，但不断增加的环境污染负荷造成很多生态服务功能正在弱化[18]，城市绿色空间可一定程度上弥补环境污染负荷造成的生态服务功能弱化，因此在城市化背景下，从绿色空间视角研究生态服务价值对于城市发展建设具有重要借鉴意义。

乌鲁木齐市地处天山山脉中段北麓、准噶尔盆地南缘，市区三面环山，植被分布具有明显的空间差异。近些年城市化进程加快，因此良好的绿色空间规划对于建设这个人口聚集的绿洲城市具有重要意义。

本研究将乌鲁木齐市的耕地、林地、草地、水域划为绿色空间，基于2005、2008、2012、2016年的乌鲁木齐市遥感影像数据，研究绿色空间生态服务价值的演变特征，以期为乌鲁木齐市制定可持续发展规划提供参考。

1 数据与方法

1.1 数据来源与处理

覆盖乌鲁木齐市全市的遥感影像数据来源于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台(http://www.gscloud.cn/)，分别选取2005、2008、2012、2016年夏季植被状态较好时无云或少云的典型遥感影像数据进行土地利用类型分析，空间分辨率为30 m，先进行辐射定标、大气校正及裁剪等预处理，然后采用最大似然法进行图像解译。

乌鲁木齐市粮食作物面积与粮食作物产量数据分别来自历年的乌鲁木齐市统计年鉴和乌鲁木齐市统计公报，全国粮食作物平均价格来自于历年的全国农产品成本收益资料汇编。

1.2 生态服务价值计算方法

参考文献[19]至[21]，利用粮食生产有关数据计算出乌鲁木齐市单位面积基本生态服务价值为1 920.07元/hm2。结合不同生态服务的价值当量因子(见表1)[22-24]，计算乌鲁木齐市不同生态服务的单位面积绿色空间生态服务价值，计算公式见式(1)，计算结果见表2。

表1 不同生态服务的价值当量因子Table 1 The equivalent value factors of different ecological services

表2 乌鲁木齐市不同生态服务的单位面积绿色空间生态服务价值 Table 2 Ecological service value of green space per unit area for different ecological services in Urumqi 元/hm2

VCi=Ei×VC

(1)

式中：VCi为i类生态服务的单位面积绿色空间生态服务价值，元/hm2；Ei为i类生态服务的价值当量因子；VC为乌鲁木齐市单位面积基本生态服务价值，元/hm2。

绿色空间的生态服务价值由各种生态服务的价值加和得到(计算公式见式(2))。

(2)

式中：ESV为绿色空间生态服务价值，元；A为绿色空间面积，hm2。

2 结果分析

2.1 土地利用类型分析

乌鲁木齐市土地利用类型变化见表3。2005—2008年草地和建设用地面积增加，其中草地增加15 518 hm2，增幅最为明显；耕地、林地、水域和其他用地面积减少，其中耕地减少了3 243 hm2，减幅最为明显。2008—2012年林地、草地、建设用地面积增加，其中草地增加15 736 hm2，增幅最为明显；耕地、水域、其他用地面积减少，其中耕地减少了2 764 hm2，减幅最为明显。2012—2016年只有草地面积减少，减少了8 309 hm2；其余土地利用类型面积皆增加。2005—2016年，耕地、水域、其他用地面积整体呈现减少趋势，林地、草地、建设用地面积整体呈现增加趋势；其中建设用地呈不断增加趋势，可见乌鲁木齐市城市化建设在不断推进。

表3 2005—2016年乌鲁木齐市的土地利用类型变化Table 3 The change of land use in Urumqi from 2005 to 2016 hm2

2.2 绿色空间生态服务价值分析

2.2.1 按绿色空间类型分析

乌鲁木齐市不同绿色空间类型的生态服务价值见表4。2005—2008年，乌鲁木齐市绿色空间生态服务价值整体增加，虽然耕地、林地、水域的生态服务价值都略有减少，但草地的生态服务价值增加了3.406亿元。2008—2012年，乌鲁木齐市绿色空间生态服务价值整体也增加，其中耕地、水域的生态服务价值分别减少了0.213亿、3.548亿元，但林地、草地的生态服务价值分别增加了0.434亿、3.453亿元。2012—2016年，乌鲁木齐市绿色空间生态服务价值整体继续增加，其中耕地、林地、水域的生态服务价值均增加，而草地生态服务价值减少。综合分析可知，2005—2016年乌鲁木齐市绿色空间生态服务价值变化受草地的生态服务价值影响最为明显，这也反应出草地生态系统在干旱区生态系统中所起的重要调节作用。

表4 乌鲁木齐不同绿色空间类型的生态服务价值Table 4 Ecological service value of different green space in Urumqi 亿元

2.2.2 按生态服务功能分析

乌鲁木齐市绿色空间不同生态服务功能的生态服务价值见图1。四类生态服务功能的生态服务价值从2005年到2016年总体保持稳定，对生态服务总价值的贡献从高到低排序为调节服务、支持服务、供给服务、文化服务。

图1 乌鲁木齐市绿色空间不同生态服务功能的生态服务价值Fig.1 Ecological service value of green space in Urumqi for different ecological service functions

2.3 敏感性分析

敏感性指数可用来分析随着时间变化，生态服务价值对生态服务价值当量因子的依赖程度[25]，以检验生态服务价值当量因子的合理性。将生态服务价值当量因子分别调整±50%，考察生态系统服务总价值的变化。如果敏感性指数大于1，说明生态服务价值对敏感性指数是富有弹性的，即1%的自变量变动将引起因变量大于1%的变动，则其准确度差、可信度较低; 敏感性指数小于等于1，则说明结果是缺乏弹性的，数据较为合理[26]。乌鲁木齐市绿色空间的生态服务价值敏感性指数计算[27]结果见图2。林地的敏感性指数最大，但也均小于1%，只有0.63%～0.67%，说明本研究估算生态服务价值所用的生态服务价值当量因子是可靠的，符合当地实际情况。