商洛市土地利用變化的生態(tài)系統(tǒng)服務價值響應研究

利用1996年、2003年和2008年tm影像獲取土地利用數(shù)據(jù),并運用costanza的方法,結合謝高地修正的我國生態(tài)服務價值當量因子表,分析1996年-2008年研究區(qū)土地利用的變化,計算由此導致的生態(tài)系統(tǒng)服務價值及其結構的變化。1996年-2008年研究區(qū)的土地利用變化十分劇烈。草地增加的幅度最大,達66019.78hm2,未利用地減少的幅度最大,達85958.67hm2。1996年-2008年生態(tài)服務總價值呈持續(xù)增加的趨勢,2008年達到最大值52.45億元。1996年-2003年,水文調節(jié)功能價值比例上升最多,主要是由于水文調節(jié)價值系數(shù)最高的水域增加引起的。2003年-2008年,上升速度最快的是氣體調節(jié)價值,主要是氣體調節(jié)價值系數(shù)最高的林地增加造成的。土地利用變化使得生態(tài)系統(tǒng)服務價值及其結構均發(fā)生改變,從而導致整個生態(tài)系統(tǒng)失去平衡。因此,區(qū)域發(fā)展規(guī)劃必須把生態(tài)環(huán)境保護放在重要位置。

本文以大慶市為研究區(qū),依據(jù)2001年和2009年的土地利用數(shù)據(jù),從生態(tài)系統(tǒng)服務功能角度,運用costanza的方法,結合謝高地修正的我國生態(tài)服務價值當量因子表,定量研究了土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化量。結果表明:2001～2009年間,研究區(qū)林地和城鄉(xiāng)居民點及工礦用地面積增加,其余土地利用類型面積均有減少,其中林地的面積變化量最大。土地利用變化引起了研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的變化,對生態(tài)系統(tǒng)服務價值也產生了一定的影響,大慶市9年間生態(tài)系統(tǒng)服務價值增加了41170.55萬元,各單項服務功能價值中,其生態(tài)系統(tǒng)所提供的水源涵養(yǎng)、廢物處理和食物生產等3項生態(tài)服務功能下降,其余6項生態(tài)系統(tǒng)服務功能均有不同程度的升高;從不同土地利用類型的生態(tài)服務功能看,濕地和水域的生態(tài)服務功能較強,只有林地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值是增加的。

基于mapgisk9,選取2004年、2009年和2014年3期landsat遙感影像為主要數(shù)據(jù)源,運用土地利用動態(tài)度模型、土地利用程度指數(shù)和costanza生態(tài)系統(tǒng)服務價值計算公式,研究了三亞市生態(tài)服務價值及其敏感性對土地利用變化的響應.研究表明2004~2014年三亞市土地利用變化的主要趨勢是林地和耕地向建設用地和園地轉化;三亞市2014年生態(tài)服務總價值較2004年減少了2.834億元,變化率為-3.98%;人均生態(tài)系統(tǒng)服務價值同樣為下降趨勢.

土地是各種陸地生態(tài)系統(tǒng)的載體,土地利用是人類生存與發(fā)展不可缺少的活動,是人與自然交叉最為密切的環(huán)節(jié),土地利用/覆蓋的變化必然影響生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能。在constanza生態(tài)系統(tǒng)服務價值理論基礎上,結合謝高地等對中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值表,計算了1996~2005年間廣州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化。由于建設用地和養(yǎng)殖水面對耕地及其他農用地面積的占用,以及水域生態(tài)價值系數(shù)較高,使得廣州市10年間的生態(tài)系統(tǒng)服務價值(esv)變化不大,增加了1.08億元,但人均占有量(ave(esv)卻下降了30.11%。各種土地利用方式的生態(tài)系統(tǒng)服務價值的敏感性指數(shù)(cs)均小于1,表明其對生態(tài)系統(tǒng)的價值變化是缺乏彈性的。耕地面積的變化主要影響廣州市的糧食安全問題,而水域的變化則對生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化起放大作用。

隨著我們對全球生態(tài)環(huán)境的重視程度不斷提升,影響生態(tài)系統(tǒng)的因素也不斷映入大眾的眼簾,而土地利用變化會對生態(tài)系統(tǒng)產生非常突出的影響,不但會導致地表結構發(fā)生顯著變化,同時也會對生態(tài)可持續(xù)發(fā)展有著明顯的作用.而關于土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務二者間的關系也已經(jīng)引起國際生態(tài)學、地理學方面的機構、專家重視.本文主要從土地利用變化及生態(tài)系統(tǒng)服務影響因素這兩個方面入手,著重研究二者間的具體關系,希望能夠我國的土地規(guī)劃工作提供一些參考借鑒.

運用gis技術對山西繁峙縣金方圓礦區(qū)土地復墾方案（2013—2028年）的土地利用數(shù)據(jù)進行處理,對研究區(qū)進行生態(tài)系統(tǒng)服務價值估算,分析了礦區(qū)土地利用類型變化及其所引起的生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化。結果表明,2013—2028年間土地利用類型變化較大,其他草地、采礦用地、其他林地和裸地呈減少趨勢,有林地、灌木林地、人工牧草地呈增加趨勢;土地利用類型變化主要是其他草地和采礦用地向人工牧草地、灌木林地和有林地轉變,其中,以其他草地和采礦用地減少為主,人工牧草地呈平穩(wěn)增加趨勢;期間生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢,研究區(qū)內生態(tài)系統(tǒng)服務價值占比以林地和草地為主。礦區(qū)土地復墾方案的實施,驅使土地利用類型向著耕地、有林地和草地等生態(tài)系統(tǒng)服務價值系數(shù)較高的地類轉變,不斷提高礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務價值總量,對保障區(qū)域生態(tài)安全和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

運用生態(tài)服務價值理論,從生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化角度,計算了河北省新樂市土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響。研究發(fā)現(xiàn),2010～2020年,新樂市耕地、園地、林地面積增加,水域和其他未利用地面積減少。按照土地利用總體規(guī)劃,2020年新樂市的生態(tài)系統(tǒng)服務價值為5.300億元,將比2009年減少0.945億元。新樂市土地利用方式的變化將會對區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來負面影響,需要采取相應措施積極應對。

本文以井岡山2005-2012年土地利用數(shù)據(jù)為基礎,應用謝高地和costanza的生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估法,研究分析該區(qū)域土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化關系。研究表明,2005-2012年井岡山林地、農田面積逐年遞減,其它土地類型面積遞增,而井岡山生態(tài)服務總價值從2005年882520.12萬元降至2012年864907萬元,減少了18613.12萬元。研究區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈下降超趨勢,林地、農田面積的減少是研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務價值下降的主要因素。

分析了1996~2001年武漢市快速城市化區(qū)域土地利用/土地覆蓋變化,并計算由此導致的生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化。應用costanza生態(tài)系統(tǒng)服務價值計算公式,采用謝高地等人的中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值表進行計算,結果發(fā)現(xiàn):①在研究期內,研究區(qū)耕地、草地、水域和未利用地在減少,其中耕地減少最多,達12.32×103hm2,林地、濕地和建設用地在增加,建設用地增加最多,為11.70×103hm2;②esv由1996年的457.74×107元減少到2001年的456.14×107元,5年減少1.61×107元;③生態(tài)系統(tǒng)單項服務功能價值中的氣體調節(jié)、氣候調節(jié)、原材料和娛樂文化在增加,氣候調節(jié)增幅最大,達8.51%,水源涵養(yǎng)、土壤形成和保護、廢物處理、生物多樣性保護和食物生產在減少,食物生產減幅最大,達7.42%;④敏感性分析表明,esv對生態(tài)價值系數(shù)(valuecoefficient,vc)缺乏彈性,研究結果可信。

以北京東北3個區(qū)(縣)為例,利用從1996年和2005年tm影像中獲取的土地利用數(shù)據(jù),參照3種典型的生態(tài)系統(tǒng)服務價值系數(shù),對比研究該區(qū)域的土地利用結構與生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化及其相互關系。結果表明:(1)1996—2005年研究區(qū)的土地利用變化十分劇烈。耕地變化最明顯,共減少264.38km2,水域和未利用地分別減少72.19,0.17km2,林地、草地、建設用地面積則分別增加63.76,19.94,253.05km2。(2)區(qū)域總生態(tài)系統(tǒng)服務價值在1996—2005年呈下降趨勢,依據(jù)3種價值系數(shù)計算分別下降5.22,3.68,36.49億元,且離城區(qū)中心越遠,生態(tài)系統(tǒng)服務價值下降越快。(3)在快速城市化進程中,建設用地面積增加,耕地、水域面積減少是研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務價值大幅下降的主要因素。

基于遙感(rs)和地理信息系統(tǒng)(gis)技術,以landsat-tm圖像為基本數(shù)據(jù),運用謝高地等人的中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值表以及生態(tài)系統(tǒng)服務價值的計算公式,研究安徽省明光市1995~2009年土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響.結果表明:研究期間,耕地(主要指水田)與未利用地面積減少,其他土地利用類型面積均增加.生態(tài)系統(tǒng)服務價值由1995年的85.99億元減少到2009年的83.28億元,水田面積的減少是總服務價值減少的主要原因,旱地面積的增加補償了總價值的部分損失,但損失略大于收益.各項生態(tài)功能的服務價值對總生態(tài)系統(tǒng)服務價值貢獻大小的等級基本穩(wěn)定,其中,廢物處理、水源涵養(yǎng)和氣候調節(jié)能力的貢獻率最大.敏感性分析表明,研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務價值對于生態(tài)價值系數(shù)是缺乏彈性的,各土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務價值敏感性指數(shù)均小于1,研究結果是可信的.

研究土地利用變化對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響具有重要意義。論文以南通市土地利用動態(tài)數(shù)據(jù)為基礎,應用costanza等提出的生態(tài)系統(tǒng)服務價值系數(shù),分析了土地利用變化及其所引起的生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化。結果表明,2006年-2009年,南通市耕地面積大量減少,其它類型土地面積在增加;土地利用的變化導致了南通市生態(tài)服務價值從2006年的7.42×109元增加到2009年的8.76×109元,增加了1.34×109元,主要由于水域面積的擴大導致生態(tài)服務功能價值的增加。

應用遙感和gis技術,在獲取松嫩平原三期土地利用動態(tài)數(shù)據(jù)的基礎上,分析了該地區(qū)土地利用變化與成因及其所引起的生態(tài)價值的變化。結果表明,從1986年到2000年,松嫩平原草地、水域和濕地面積大量減少,耕地、城鎮(zhèn)用地和未利用地面積在增加。該地區(qū)總生態(tài)價值從1986年的34926.10×106美元減少到2000年的31744.54×106美元,減少率為9.11%,凈損失值為3181.56×106美元。1995-2000年的5年時間里,生態(tài)系統(tǒng)服務價值降低的趨勢得到一定程度的緩和。對生態(tài)價值變化的空間區(qū)域分析表明,黑龍江省部分生態(tài)價值損失不大,而吉林省部分,特別是吉林西部環(huán)境脆弱帶生態(tài)價值損失較多。

土地利用變化對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)維持其服務功能起決定性作用,對由土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化進行研究,可以為區(qū)域生態(tài)環(huán)境的保護和經(jīng)濟的發(fā)展提供科學依據(jù),以使環(huán)境保護和經(jīng)濟的發(fā)展能夠達到和諧的統(tǒng)一。現(xiàn)利用羅甸縣1996～2006的土地利用變更數(shù)據(jù),采用謝高地等(2007)計算生態(tài)系統(tǒng)服務價值的方法對貴州省羅甸縣1996～2006年的生態(tài)系統(tǒng)服務價值進行了估算,并對因為土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務總價值和結構的變化進行了分析,得出羅甸縣生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈下降趨勢,與經(jīng)濟的發(fā)展呈負相關關系,因此建議羅甸縣在發(fā)展經(jīng)濟的同時,也要采取積極的生態(tài)保護措施,使環(huán)境改善和經(jīng)濟發(fā)展同時進行。

本研究的目的為利用生態(tài)系統(tǒng)服務價值指標量化土地利用結構變化的生態(tài)效益,以此判斷研究區(qū)當前的土地利用模式是否可持續(xù)。研究方法為生態(tài)系統(tǒng)服務功能的經(jīng)濟價值評估、環(huán)境經(jīng)濟學方法、灰色預測模型。研究結果顯示,1996～2004年間,由于土地利用結構的變化,內江市的生態(tài)系統(tǒng)服務價值共損失4335.26萬元;同時,在假設內江市保持現(xiàn)狀土地利用方式、資源消耗和污染排放水平不變的情況下,預計到2010年,內江市的生態(tài)系統(tǒng)服務價值將比2004年再減少96829.18萬元。研究結論:內江市生態(tài)系統(tǒng)服務價值的衰減主要由人工生態(tài)系統(tǒng)的擴張引起,因此編訂科學的土地利用規(guī)劃、優(yōu)化土地利用結構已是當務之急。

土地利用結構和數(shù)量變化是導致區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化的重要原因.本文以秦皇島市為例,運用中國不同陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值表,結合土地利用動態(tài)度、敏感度指數(shù)和通徑分析方法,探討秦皇島市生態(tài)系統(tǒng)服務價值對土地利用變化的響應,以期為秦皇島市新一輪土地規(guī)劃開展生態(tài)環(huán)境保護建設提供一個不同的視角分析依據(jù).研究表明,1996年~2004年秦皇島市生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈現(xiàn)先減少后增加的波動變化過程,秦皇島市生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢有所改善;但目前生態(tài)系統(tǒng)服務價值的增長又趨于平緩,與gdp快速增長的態(tài)勢不符,說明土地利用結構仍存在不合理的地方,仍需要新一輪土地規(guī)劃嚴格調控土地利用的結構和數(shù)量變化.

土地利用變化下區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值動態(tài)變化研究,為區(qū)域土地利用規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護和生態(tài)恢復提供了科學依據(jù)。近17a來貴州省土地利用狀況發(fā)生較大的變化,研究此條件下生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化,可為區(qū)域生態(tài)修復、治理、重建以及土地利用管理決策提供依據(jù)。本文對照中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務價值表,根據(jù)相應的土地利用類型劃分,估算了貴州各土地利用類型生態(tài)價值系數(shù);利用4個時期的土地利用數(shù)據(jù),在計算結果的基礎上分析了全省土地利用變化狀況。結合土地利用變化數(shù)據(jù)和各土地利用類型生態(tài)價值系數(shù),測算了全省各類生態(tài)系統(tǒng)服務價值量和全省總生態(tài)系統(tǒng)服務價值量。結果表明,全省近17a來總生態(tài)系統(tǒng)服務價值量穩(wěn)步增加,主要得益于林地的增加,農田的增加對生態(tài)系統(tǒng)服務價值量的增加也起到了一定的作用。表明全省生態(tài)建設總體上取得了明顯成效,生態(tài)環(huán)境惡化的狀況有所好轉。

根據(jù)1998～2007年龍山縣土地利用變更數(shù)據(jù),采用costanza生態(tài)系統(tǒng)服務價值計算方法和中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務價值表,研究了龍山縣近十年來土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響,通過定量分析的方法評價了土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務價值及其結構的時空變化,結果表明:龍山縣土地利用類型的調整從宏觀角度來看是可持續(xù)發(fā)展的,土地利用結構調整仍需優(yōu)化,因此新一輪土地利用總體規(guī)劃修編應嚴格調控土地利用結構和用途。

東營市是新興的石油資源城市,土地利用/覆被變化劇烈且具有獨特的區(qū)域特征。探討該地區(qū)的土地利用變化及其對生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響有著重要的現(xiàn)實意義。為此,基于rs和gis技術,利用costanza提出的生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估方法,研究了東營市1986—2008年間的土地利用變化及其引起的生態(tài)系統(tǒng)服務價值動態(tài)變化。研究結果表明:(1)耕地是東營市主要的土地利用類型,面積有所減少;未利用地和次生鹽堿地所占比重較大,居民點及工礦用地大幅增加,油田生產建設和生態(tài)環(huán)境保護矛盾非常突出。(2)生態(tài)系統(tǒng)服務價值減少了6.68%。2008年東營市提供的生態(tài)服務仍然以維護原材料、氣體調節(jié)、食物生產、氣候等為主,而廢物處理、水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護、土壤形成與保護和娛樂文化功能是比較弱的。今后應維護生物多樣性保護和水源涵養(yǎng)功能,防止土壤鹽漬化,提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務功能;(3)生態(tài)系統(tǒng)服務價值對生態(tài)價值系數(shù)的敏感性指數(shù)均小于1,說明研究區(qū)內的生態(tài)系統(tǒng)服務價值缺乏彈性,研究結果是可信的。

近年來徐州土地利用變化很大,研究其生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化情況,可以為區(qū)域生態(tài)環(huán)境的保護和恢復提供科學依據(jù)。參照中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務價值表,利用徐州1994-2002年土地利用數(shù)據(jù),估算了土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化。結果表明:1994-2002年徐州耕地、林地面積減少,其余類型的面積增加,其中耕地面積減少了6.14%,林地面積減少了8.42%,該區(qū)域人文景觀的影響已超過了自然景觀。1994-2002年徐州生態(tài)系統(tǒng)服務價值增加了74.35×108元/年,水域面積增加和未利用地向林地、園地轉化是生態(tài)系統(tǒng)服務價值增加的主要原因。

基于2000年、2008年和2013年3期土地矢量數(shù)據(jù),根據(jù)土地利用結構分析其動態(tài)變化;針對城鄉(xiāng)接合部特點,考慮建設用地生態(tài)負效應,對單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務價值（ecosystemservicevalue,esv）系數(shù)進行修正;采用costanza等計算方法,估算各土地類型的esv并分析其時空變化特征;采用相關分析法,探討了城鄉(xiāng)接合部土地利用類型變化與esv之間的關聯(lián)特征。結果表明：耕地面積快速減少,建設用地比重上升;esv總體呈下降趨勢,降幅達16.10%,各單項生態(tài)服務功能價值也有不同程度減少;各鎮(zhèn)空間變化存在明顯差異,總體上是離中心城區(qū)越近變化越顯著;esv與耕地、林地、草地、建設用地在0.01水平上顯著相關,與草地、耕地、林地、水域、未利用地面積呈正相關并且相關系數(shù)為降序排列,與建設用地面積呈負相關。

以呼和浩特市為研究對象，利用2000年、2004年2期tm遙感圖像，對呼和浩特市土地利用時空變化及其生態(tài)系統(tǒng)服務價值進行了研究，結果表明：（1）土地利用轉移矩陣體現(xiàn)各種土地利用類型的空間變化都較大，說明人類影響較大；（2）生態(tài)系統(tǒng)服務價值分析表明整體生態(tài)系統(tǒng)服務價值及各旗縣的生態(tài)系統(tǒng)服務價值都有不同程度的增加，且山地、丘陵分布廣泛的旗縣增值程度要高于以平原分布為主的旗縣。