張淑花，張雪萍

（1.綏化學(xué)院 旅游與資源管理系，黑龍江 綏化152061；2.哈爾濱師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，哈爾濱150024）

生態(tài)系統(tǒng)不僅創(chuàng)造了人類生存的環(huán)境，還不斷地提供產(chǎn)品與服務(wù)來滿足人類生存的需要，其產(chǎn)品與服務(wù)的價值化已被廣泛運用在理解和探討人類的可持續(xù)發(fā)展中。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指由自然系統(tǒng)的生境、物種、生物學(xué)狀態(tài)、性質(zhì)和生態(tài)過程所生產(chǎn)的物質(zhì)及其所維持的良好的生活環(huán)境對人類的服務(wù)性能［1］。土地是各種自然生態(tài)系統(tǒng)的載體，生態(tài)系統(tǒng)類型在土地利用中的表現(xiàn)為土地利用類型，土地利用作為人類最基本的實踐活動，通過區(qū)域生態(tài)進程和服務(wù)間的相互作用直接影響區(qū)域生態(tài)服務(wù)價值［2］。土地利用以及由此導(dǎo)致的土地覆蓋變化影響著生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，對維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能起著決定性的作用，研究土地利用／土地覆蓋變化情況下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化具有重要現(xiàn)實意義［3］。

1 研究區(qū)概況

扎龍自然保護區(qū)位于黑龍江省西部，松嫩平原烏裕爾河下游，齊齊哈爾市東南郊26.7km處，地理坐標(biāo)為123°47′－124°37′E，46°52′－47°32′N，地跨齊齊哈爾市的富裕縣、泰來縣、鐵峰區(qū)、昂昂溪區(qū)和大慶市的林甸縣、杜爾伯特蒙古族自治縣等6個縣區(qū)，總面積2 100km2，是一個以鶴類等大型水禽為主體的珍稀鳥類和濕地生態(tài)類型的國家級自然保護區(qū)。本區(qū)地勢北高南低，中間低洼，東西地勢高，整個濕地自北向南呈三角形。氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫2～4℃，年平均降雨量426mm，主要集中于7－9月，占全年降雨量的70%。1992年扎龍國家級自然保護區(qū)就已被列入國際重要濕地名錄，根據(jù)生態(tài)環(huán)境和功能，濕地劃分為3個區(qū)域：核心區(qū)面積500 km2，為保存完好的典型濕地生境，主要為蘆葦沼澤，是鶴類等珍稀水禽重要的棲息地和巢區(qū)分布地；緩沖區(qū)面積1 480km2，分布著成片或斷續(xù)的蘆葦沼澤、苔草沼澤及湖泡，也是鶴類等珍稀水禽的活動領(lǐng)域和棲息繁殖地，區(qū)內(nèi)村屯較多，有鐵路、公路干線和大型水利工程；實驗區(qū)面積為120km2，生境與緩沖區(qū)相同，主要進行鶴類實驗研究，并有限開放生態(tài)旅游。

2 研究方法

2.1 土地利用／覆蓋數(shù)據(jù)獲取

主要以1989年6月、1999年9月美國Landsat－TM影像和2006年6月的CBERS（中巴資源衛(wèi)星）為數(shù)據(jù)源，TM影像選用TM4，3，2波段進行假彩色合成，CBERS最高空間分辨率為19.5m，CCD（電荷合耦相機）光譜段的設(shè)計與美國Landsat－TM影像相似［4］，因此也選擇4，3，2波段組合。所有遙感圖像經(jīng)過增強、糾正、鑲嵌等處理后，根據(jù)影像特征，在參考其它相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，將研究區(qū)域的土地利用類型劃分為耕地（平原旱地、水田）、草地、林地、未利用地（鹽堿地）、水域、濕地（沼澤濕地）和建設(shè)用地（城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民地、工礦、交通用地）等7類，建立不同土地利用類型的判讀標(biāo)志并進行人機交互解譯，再進行實地校驗，修改無誤后建立扎龍自然保護區(qū)土地利用數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)格式Coverage，投影方式為（Albers）等面積割圓錐投影，中央經(jīng)線為105°E，雙標(biāo)準(zhǔn)緯線分別為25°N和47°N，坐標(biāo)原點為（0，0）。

2.2 土地利用類型動態(tài)度

土地利用類型動態(tài)度（K）指的是某研究區(qū)一定時間范圍內(nèi)某種土地利用類型的數(shù)量變化情況，其計算公式如式（1）。

式中：Ua、Ub——研究初期及研究末期某一種土地利用類型的數(shù)量；T——研究時段，當(dāng)T的時段設(shè)定為年時，K——該研究區(qū)某種土地利用類型年變化率。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評價

生態(tài)系統(tǒng)對人類的貢獻可以用經(jīng)濟價值來評估，通過貨幣化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能和效益，可以給出這種服務(wù)在經(jīng)濟上的價格標(biāo)簽。認(rèn)識生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的巨大價值，特別是將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟價值融入到市場經(jīng)濟的運行中去，將會使人們更加意識到保護生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要性［2－3］。近年來，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的研究逐漸成為生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟學(xué)的一個熱點，其中，美國生態(tài)學(xué)家Constanza等人的研究成果引起了世界各國極大的反響［5］。他將全球生物圈劃分為：海洋、森林、草原、濕地、水面、荒漠、農(nóng)田等16大類26小類；將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能劃分為氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、養(yǎng)分循環(huán)、土壤形成、文化娛樂等17種功能，對不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行了量化。但在其研究中某些數(shù)據(jù)與實際存在較大偏差，如對耕地服務(wù)價值估計過低，濕地價值又偏高等。針對此問題，謝高地等將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)體系分為9種功能，并結(jié)合我國的土壤、地形等特點，對Costanza的生態(tài)系統(tǒng)單價進行了修正，并得出我國一級生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價值［6］，此外，我國其他學(xué)者對不同區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值也作了大量的研究［7－11］。

本文基于Constanza的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值理論，結(jié)合謝高地等對我國平均狀態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的單價，對扎龍自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化進行研究。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算公式如式（2）。

式中：ESV——研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值（元）；Ak——研究區(qū)第k種土地利用類型的分布面積（hm2），VCk——生態(tài)價值系數(shù)，即單位面積上k種土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值（元／hm2）。

為得到不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，現(xiàn)將本文所劃分的研究區(qū)土地利用類型與生態(tài)系統(tǒng)類型進行對照（表1）。

表1 與土地利用類型相對應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)類型及其生態(tài)價值系數(shù) 元／hm2

2.4 敏感度指數(shù)計算方法

為驗證生態(tài)系統(tǒng)類型對于土地覆蓋類型的代表性以及生態(tài)價值系數(shù)的準(zhǔn)確性，引入生態(tài)價值彈性系數(shù)（CS），以反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值對生態(tài)價值系數(shù)的依賴程度，其基本理論與經(jīng)濟學(xué)的彈性系數(shù)相似，即某一生態(tài)系統(tǒng)價值系數(shù)的變化引起整個生態(tài)系統(tǒng)的總價值的變化狀況［12－13］。具體計算方法如下：

式中：CS——生態(tài)價值彈性系數(shù)；ESV——估算的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；VC——生態(tài)價值系數(shù)，i，j——調(diào)整前和調(diào)整后的狀態(tài)，k代表各土地利用類型。CS＞1，表明1%的VC變動會引起ESV大于1%的變動，說明ESV對VC是富有彈性的；CS＜1，表明1%的VC變動會引起ESV小于1%的變動，說明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值是缺乏彈性的，比值越大，表明生態(tài)價值系數(shù)的準(zhǔn)確性對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的評估越關(guān)鍵。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用／土地覆被變化

表2為研究區(qū)的各土地利用類型1989－2006年變化面積、變化率及動態(tài)度。從表2可以看出，扎龍自然保護區(qū)1989－2006年土地利用變化面積較大的有耕地、未利用地和草地，其中耕地、未利用地面積增加，增加率均在20%以上，這主要是因為17a間對土地的開墾以及過度利用使得鹽堿地面積增加所致，另外建設(shè)用地也表現(xiàn)出增加的趨勢，這主要是由于農(nóng)村和城鎮(zhèn)用地以及交通用地增加所致。土地利用面積減小的類型有草地、濕地和水域，其中草地面積減小程度最大，年均減少率為1.04%。

表2 研究區(qū)土地利用類型變化面積及動態(tài)度

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化

根據(jù)前文所述生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的估測方法，得出扎龍地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值從1989－2006年的變化狀況（見表3）。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值看，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值總體呈下降趨勢。從各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的構(gòu)成看，濕地系統(tǒng)、水域系統(tǒng)和草地系統(tǒng)的生態(tài)價值占總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的97%以上，是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主體部分；林地系統(tǒng)、耕地系統(tǒng)、建設(shè)用地系統(tǒng)及未利用地系統(tǒng)的生態(tài)價值較少，占生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的不到3%。1989－2006年濕地面積減少4 032 hm2，生態(tài)價值損失了2.237 3億元，水域面積減少了456hm2，生態(tài)價值損失了0.185 5億元，草地面積減少6 805hm2，生態(tài)價值損失了0.436 0億元；濕地生態(tài)價值損失占生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價值損失量的92.5%，而水域和草地的生態(tài)價值變化量相對較小，因此，濕地生態(tài)價值的變化在一定程度上決定了扎龍自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化。

從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值時間序列變化看，對于1989－1999年和1999－2006年兩個時間段，后一時間段的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值減少量和變化率明顯小于前一時間段。1989－1999年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值減少1.889 1億元，變化率為2.51%，年均減少0.188 9億元；1999－2006年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值減少0.529 5億元，變化率為0.72%，年均減少7.56億元?？梢娫堊匀槐Ｗo區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的損失量正在明顯減少，說明扎龍自然保護區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化趨勢正在逐步減緩，近年來對扎龍自然保護區(qū)實施的一系列濕地生態(tài)保護措施及工作已經(jīng)開始初見成效。

3.3 生態(tài)系統(tǒng)單項服務(wù)功能價值變化

表4是扎龍自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)單項服務(wù)功能的變化狀況，從中可以看出，1989－2006年生態(tài)系統(tǒng)各項服務(wù)功能的價值由高到低排列順序基本保持不變，依次為廢物處理功能、水源涵養(yǎng)功能、氣候調(diào)節(jié)功能、娛樂文化功能、生物多樣性保護功能、土壤形成與保護功能、氣體調(diào)節(jié)功能、食物生產(chǎn)功能和原材料功能，其中廢物處理功能、水源涵養(yǎng)功能和氣候調(diào)節(jié)功能的價值貢獻最大，占生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價值的79%以上，是扎龍自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要表現(xiàn)形式，食物生產(chǎn)和原材料功能價值貢獻最小，只占生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價值的1%。

1989－2006年生態(tài)系統(tǒng)各項服務(wù)功能變化程度大小不同，除食物生產(chǎn)功能表現(xiàn)增加外，其它的功能都表現(xiàn)出降低的趨勢。各項服務(wù)功能價值損失程度差異不大，只有原材料功能價值損失率為1.06%，其它功能價值損失率均在3%～4%之間。

表3 研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化

表4 研究區(qū)1989－2006年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值變化

3.4 敏感度分析

根據(jù)前文所述的敏感性指數(shù)計算方法，將各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)分別向上下調(diào)整50%，應(yīng)用調(diào)整后的生態(tài)價值系數(shù)對研究區(qū)1989－2006年的總服務(wù)價值進行了估算，估算結(jié)果及敏感度指數(shù)如表5所示。

表5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值敏感度

分析表明價值系數(shù)的敏感性指數(shù)CS都是小于1，表明扎龍自然保護區(qū)土地類型對生態(tài)系統(tǒng)價值變化缺乏彈性。其中濕地的敏感度指數(shù)最大，接近0.88，即濕地的VC增加1%，生態(tài)系統(tǒng)的總服務(wù)價值增加約0.88%，而其它土地利用類型的敏感度指數(shù)都在0.1以下。這說明在扎龍自然保護區(qū)，除濕地外，其它土地利用類型VC的變化對扎龍地區(qū)整個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值的變化影響不大。

4 結(jié)論

（1）從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值組成來看，濕地、水域和草地所表現(xiàn)出很高的生態(tài)服務(wù)價值，占生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價值的97%以上，說明扎龍自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值主要是通過濕地、水域和草地體現(xiàn)出來。

（2）對比1989年、1999年、2006年扎龍自然保護區(qū)生態(tài)價值得出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值表現(xiàn)出明顯的下降趨勢，由原來的7.511 65×109元降為7.269 79×109元，價值損失為2.418 6×108元，損失率為3.22%。1989－1999年和1999－2006年兩個時間段，后一時間段的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值減少量和變化率明顯小于前一時間段，說明扎龍自然保護區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化趨勢正在逐步減緩。

（3）對扎龍自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)單項服務(wù)功能的價值分析，廢物處理功能、水源涵養(yǎng)功能和氣候調(diào)節(jié)功能的價值貢獻最大，占生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價值的79%以上，是扎龍自然保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要表現(xiàn)形式。

（4）各土地利用類型的敏感性指數(shù)均小于1，說明他們對生態(tài)系統(tǒng)價值變化缺乏彈性。其中濕地的敏感度指數(shù)為0.88，而其它土地利用類型的敏感度指數(shù)均在0.1%以下，說明對扎龍地區(qū)整個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值影響較大的土地類型為濕地，因此加強對濕地的保護是保持扎龍地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的重要途徑。

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