王亞娟,劉小鵬,趙大磊

(1.寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,銀川750021;2.寧夏大學(xué)草業(yè)科學(xué)研究所,銀川750021)

土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評價已成為戰(zhàn)略環(huán)境影響評價(SEA)的重要內(nèi)容之一,但由于研究對象的復(fù)雜化和多樣化,還沒有形成一個成熟的、實用的、統(tǒng)一的、有效的土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評價工作程序和方法體系[1-3]。土地利用規(guī)劃地實施,將會對不同規(guī)劃年(近期目標年、中期目標年、規(guī)劃目標年)的農(nóng)用地、建設(shè)用地和其他用地結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同影響,從而引起各種生態(tài)系統(tǒng)類型、面積以及空間分布的變化,直接導(dǎo)致各地類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化。目前,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值方法成為生態(tài)學(xué)研究不同時空尺度土地利用/覆蓋變化(LUCC)、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護等較成熟的方法,其研究結(jié)論和成果為環(huán)境決策和管理服務(wù)提供了科學(xué)依據(jù)。運用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值方法,結(jié)合研究區(qū)各地類生態(tài)系統(tǒng)的單位面積服務(wù)功能價值和不同規(guī)劃年各地類的面積變化,分析和評價新一輪土地利用規(guī)劃實施前后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的變化,預(yù)測規(guī)劃實施可能產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境影響,無疑具有可行性和可操作性。

在寧夏主體功能區(qū)規(guī)劃中,固原市市轄區(qū)成為寧夏南部山區(qū)唯一的重點開發(fā)區(qū),新一輪土地利用規(guī)劃正是在此背景下開展的。固原市市轄區(qū)雖然是重點開發(fā)區(qū),但同時是寧南山區(qū)水土流失嚴重區(qū)和生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)。新一輪土地利用總體規(guī)劃的實施,必將影響農(nóng)用地(耕地、園地、林地和牧草地)、建設(shè)用地(城鎮(zhèn)及工礦用地、交通用地和水利設(shè)施用地)和未利用土地等土地利用格局,進一步影響上述各地類和整個區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。

1 研究區(qū)概況

固原市市轄區(qū)位于寧夏南部山區(qū)清水河上游的六盤山東北麓 ,位于東經(jīng) 105°58′-106°33′,北緯 35°44′-36°31′,現(xiàn)轄 6 個鎮(zhèn)、5 個鄉(xiāng),總面積2 748.33 km2,是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植區(qū)。市轄區(qū)海拔2 884～1 513m,地勢南高北低,西南為六盤山山地,東北為黃土丘陵區(qū),中部為清水河河谷平原,氣候?qū)倥瘻貛О敫珊禋夂騾^(qū),降雨量少,蒸發(fā)強烈,多年平均降水量不足400 m,年蒸發(fā)量為1 361 mm。冬季漫長寒冷,春季氣溫多變,夏季短暫涼爽,秋季降溫迅速。

固原市市轄區(qū)是寧夏南部山區(qū)唯一的重點開發(fā)區(qū),是寧南山區(qū)政治、經(jīng)濟、文化中心及交通樞紐。經(jīng)預(yù)測,到2020年固原市市轄區(qū)城鎮(zhèn)化水平將達到56.75%,地區(qū)生產(chǎn)總值年均增長7.18%。該區(qū)域也是重要的生態(tài)治理和水土保持區(qū)。固原市市轄區(qū)區(qū)域內(nèi)土石質(zhì)山區(qū)分布比較廣泛,降雨比較集中,加之人為活動對生態(tài)環(huán)境的影響,全區(qū)水土侵蝕模數(shù)高達54 t/(hm2?a),水土流失較嚴重。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)基本數(shù)據(jù)來源于固原市市轄區(qū)統(tǒng)計年鑒(2001-2008年)、1997-2010年固原市市轄區(qū)土地利用總體規(guī)劃及實施評價、2006-2020年固原市市轄區(qū)土地利用總體規(guī)劃大綱等。

土地利用規(guī)劃通過影響土地利用結(jié)構(gòu)與布局而影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。參照有關(guān)研究成果[3],將固原市市轄區(qū)生態(tài)系統(tǒng)劃分為農(nóng)用地(耕地、園地、林地和牧草地)、建設(shè)用地(城鎮(zhèn)及工礦用地、交通用地和水利設(shè)施用地)和未利用土地生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)固原市市轄區(qū)2006-2020年土地利用規(guī)劃初步方案中各種土地利用類型的面積及其變化,得到相應(yīng)的各種土地利用生態(tài)系統(tǒng)的面積及其變化(表1)。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評價方法

2.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)及服務(wù)價值 參照Costanza R[4]、謝高地[5-6]等學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究成果,將固原市市轄區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、侵蝕控制、廢物處理、土壤形成與保護、生物多樣性保護、食物生產(chǎn)、原材料、娛樂休閑等 10項。

表1 固原市市轄區(qū)土地利用生態(tài)系統(tǒng)面積及其變化

表2為固原市市轄區(qū)各種土地利用生態(tài)系統(tǒng)的單位面積服務(wù)功能價值的估算結(jié)果。其中,耕地、林地和牧草地的各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值采用謝高地等確定的生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)。園地是介于林地與耕地之間的一種用地類型,其生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)取二者的平均值[6]。由于固原市市轄區(qū)地處寧南山區(qū),其未利用土地中大部分是山區(qū)、丘陵荒草地,據(jù)謝高地等研究成果,按丘陵草原和山地草原生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)的平均值代替該區(qū)的未利用土地的生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)[6],而其中的各服務(wù)功能系數(shù)采用Delp li法取得。由于目前還沒有更準確更科學(xué)的方法來評價建設(shè)用地生態(tài)服務(wù)價值,很多學(xué)者把它賦值為0。本文采用Delpli法對建設(shè)用地的生態(tài)價值進行賦值。固原市市轄區(qū)新增建設(shè)用地占用的主要是農(nóng)用地,改變了下墊面性質(zhì),對整個土地生態(tài)系統(tǒng)整體服務(wù)價值起著抵消作用,故其生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)為負數(shù)。

表2 各土地利用類型生態(tài)服務(wù)價值系數(shù) 元/hm2

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的計算公式[7-13]為

式中:V——研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價值(元);Ak——研究區(qū)第 k種土地利用類型面積(hm2);Cv,k——研究區(qū)第k種土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)。

2.2.2 土地利用變化指標(動態(tài)度) 土地利用類型年變化率(K)指的是某研究區(qū)一定時間范圍內(nèi)某種土地利用類型數(shù)量的年變化情況[11]。采用單一土地利用類型(K)來顯示固原市市轄區(qū)各地類用地的變化狀況,其計算公式[9-11]為

式中:Ua,Ub——研究初期和末期的某種土地利用類型面積(hm2);T——時段長,當(dāng)T單位設(shè)定為年時,K值就是某種土地利用類型年變化率。

2.2.3 生態(tài)價值敏感性指數(shù)(敏感度) 引入敏感性指數(shù)(Cs)[11],用以表示某種土地利用類型的生態(tài)價值系數(shù)變化后所引起的總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化。若Cs＞1,表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值富于彈性;若Cs＜1,表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值缺乏彈性。其計算公式[8-13]為

式中:V——估算的生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價值(106元);Cv——生態(tài)服務(wù)價值系數(shù);i,j——調(diào)整前和調(diào)整后狀況;k——各土地利用類型。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)服務(wù)價值的變化及分析

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的計算公式(1)和2005-2020年各土地利用類型的面積,計算得出各土地類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值(表3)。從理論上說,生態(tài)系統(tǒng)價值系數(shù)隨著生態(tài)系統(tǒng)的演化和人類的需求發(fā)生變化,但是短時期內(nèi)這些變化很難監(jiān)測,故計算過程中生態(tài)系統(tǒng)價值變化未做調(diào)整。

從表3可以看出,固原市市轄區(qū)2005-2020年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值是先增長后下降。2005-2015年,由于牧草地面積的減少以及建設(shè)用地的增加使其產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價值分別減少2 716萬元和554萬元,但耕地、園地和林地的增加所產(chǎn)生的價值分別增長了376萬元、381萬元和4 391萬元,故2015年生態(tài)服務(wù)總價值比2005年增長了1 863萬元。2015-2020年雖然耕地、園地以及林地的面積都略有增加,但未利用土地的大面積減少使其產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價值減少4 251萬元,另外牧草地面積的減少和建設(shè)面積的增加也使其產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價值分別減少937萬元和468萬元,因此2020年的生態(tài)服務(wù)總價值較2015年減少了3 994萬元。綜合來看,2005-2020年期間,生態(tài)服務(wù)總價值共減少了2 131萬元。

表3 各土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值及價值構(gòu)成

由表3可以看出,各種土地利用類型中林地對生態(tài)服務(wù)總價值的貢獻最大,在2020年占到總價值的41.99%,即使在2005年最少,也占到總價值的38.18%,其次是耕地,在整個規(guī)劃年間均占到34%以上,第三是牧草地,在規(guī)劃年間分別約占24%～26%,其重要性不容忽視。建設(shè)用地對生態(tài)服務(wù)總價值造成負面影響,在2020年負面影響最大,其貢獻率為-3.32%。園地由于面積很少,對生態(tài)服務(wù)總價值的貢獻率不明顯。未利用土地由于面積較少,在生態(tài)服務(wù)總價值中所占比例較小,在2005-2015年變化不明顯,但在2020年減少幅度較大,導(dǎo)致生態(tài)服務(wù)總價值減少。

3.2 土地利用的變化及分析

根據(jù)公式(2)和2005-2020年各土地利用類型的面積,計算出土地利用類型的變化率(表 4)。2005-2020年固原市市轄區(qū)林地和建設(shè)用地面積增幅較大,分別由2005年的34 927 hm2和12 871 hm2增加到2020年的37966 hm2和15 253 hm2。由于2005年林地面積的基數(shù)較大,因此其變化率較低,為8.7%,動態(tài)度為0.6%。而建設(shè)用地的變化率為20.4%,動態(tài)度為1.4%。2005-2020年,園地的增長面積比較小,僅為369 hm2,但由于2005年園地面積的基數(shù)較小,故其變化率和動態(tài)度較大,分別為71.6%和4.8%未利用土地減幅較大,由2005年的 39 868 hm2急劇減少為 2020年的 15 253 hm2,變化率為-61.7%,動態(tài)度為 4.1%。另外,牧草地呈逐年減少趨勢,動態(tài)度比較小,僅為-0.6%。

表4 土地利用變化率

3.3 生態(tài)系統(tǒng)敏感度分析

為計算方便,本文將耕地、園地、林地、牧草地、建設(shè)用地和未利用土地的生態(tài)價值系數(shù)分別上下調(diào)整了50%,根據(jù)公式(3)和調(diào)整后的生態(tài)價值系數(shù)對研究區(qū)2005年、2010年、2015年和 2020年總服務(wù)價值進行了估算,估算結(jié)果及敏感性指數(shù)如表5所示。表5的結(jié)果顯示,各土地利用類型的敏感性指數(shù)Cs都＜1,這說明研究區(qū)域內(nèi)生態(tài)服務(wù)價值對生態(tài)價值系數(shù)Vc缺乏彈性,敏感性指數(shù)由高到低分別為林地、耕地、牧草地、未利用土地、建設(shè)用地和園地。其中,園地的敏感性指數(shù)最小值為0.003 8,即當(dāng)園地生態(tài)價值系數(shù)增加1%時,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值增加0.38%;林地的敏感性指數(shù)最高值為0.42,林地的生態(tài)價值系數(shù)增加1%時,生態(tài)系統(tǒng)的總服務(wù)價值增加42%。因此,在加強城市建設(shè)的同時應(yīng)注意保護林地。

4 結(jié)論

(1)本文運用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值方法,計算對比分析評價固原市市轄區(qū)新一輪土地利用規(guī)劃實施前后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的變化,預(yù)測規(guī)劃實施可能產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境影響。研究結(jié)果表明,固原市市轄區(qū)新一輪土地利用規(guī)劃導(dǎo)致在規(guī)劃期內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值減少2 131萬元。

表5 價值系數(shù)調(diào)整后總服務(wù)價值的變化和價值系數(shù)的敏感指數(shù)

(2)在固原市市轄區(qū)各類型生態(tài)系統(tǒng)中,林地所產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價值最多,在總生態(tài)服務(wù)價值中占的比例也最大,其次是耕地。2005-2020年間,林地產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價值從70 311.4萬元增加到76 428.2萬元,并且其占總價值的比例也從38.18%增加到41.99%。耕地產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價值略小于林地,整體增幅不大。未利用土地大面積減少導(dǎo)致其產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價值減少4 276萬元,另外牧草地面積的減少和建設(shè)用地面積的增加都使其產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價值減少。

(3)作為寧南山區(qū)唯一的重點開發(fā)區(qū),固原市市轄區(qū)未來一個時期的城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進程必將得到快速發(fā)展。為了克服由于土地利用類型的變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值的減少,建議在土地利用總體規(guī)劃修編中,在穩(wěn)定基本農(nóng)田面積的同時,要因地制宜,集中布局建設(shè)用地,加強節(jié)約集約用地,盡可能使其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的減少量降低到最小。

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