曹銀貴，白中科，景 明，張仲猛，盧元清，宋雪姣，杜振州

（1．中國地質大學 土地科學技術學院，北京100083；2．國土資源部 土地整治重點實驗室，北京100035；3．河北省地球物理勘察院，河北 廊坊065000）

生態(tài)服務是指通過生態(tài)系統(tǒng)的結構、過程和功能，從而得到生命支持的產品和服務，它是衡量一個國家和地區(qū)能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的核心指標，而其價值評估在綠色 GDP核算中也占有重要的地位［1－2］。生態(tài)服務價值評估是一種將生態(tài)系統(tǒng)功能貨幣化、并通過經濟形式體現(xiàn)的定量分析方法，對其的研究也被廣泛開展。生態(tài)服務價值的變化主要是由土地利用格局變化引起的，土地覆被變化對區(qū)域水循環(huán)、環(huán)境質量、生物多樣性及陸地生態(tài)系統(tǒng)的生產力和適應能力影響深刻，從而直接影響著生態(tài)系統(tǒng)所提供服務的種類和強度［3－6］。中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值存量從1999年的6．82萬億元減少到2008年的6．57萬億元；其中正價值減少了2 401．70億元，負價值增加了88．50億元；減少的價值主要體現(xiàn)在水分調節(jié)、土壤形成和廢物循環(huán)功能上［7］。

目前，生態(tài)服務價值的研究相對比較成熟。從研究尺度來看，生態(tài)服務價值的研究尺度包括國家尺度［7－8］省域尺度［9－10］、城市尺度［2，11－12］、縣域尺度［13－14］、流域尺度［15］、大經濟區(qū)尺度［16］、水庫尺度［17－18］，很大程度上豐富了土地利用變化背景下生態(tài)系統(tǒng)服務功能變化的研究。以水庫尺度研究為例，在水庫尺度生態(tài)服務價值研究層面，鄭江坤和王友生分別分析了北京密云水庫區(qū)和北京懷柔水庫區(qū)生態(tài)服務價值變化的原因，二者都認為氣候變化和人為活動對土地利用類型和面積的改變是導致水庫區(qū)生態(tài)服務價值變化的直接原因［17－18］。

針對三峽庫區(qū)生態(tài)服務價值的研究主要是在小流域尺度和縣域尺度。田耀武利用基于AnnAGNPS模型分別在三峽庫區(qū)黑溝小流域［19］和秭歸縣［20］針對退耕還林工程進行了生態(tài)服務價值研究，并驗證了生態(tài)退耕工程對生態(tài)服務價值提升的促進作用。曹銀貴等［12］、姚玲等［21］從土地利用變化的角度出發(fā)，采用Costanza等的生態(tài)服務價值模型和謝高地等的中國陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務價值表，分別測算了重慶市區(qū)和巫山縣生態(tài)服務價值變化和生態(tài)敏感指數(shù)，并提出了針對性的土地利用調整策略。但是針對整個三峽庫區(qū)土地利用生態(tài)服務價值的研究比較少，此外，目前的研究主要以測算生態(tài)服務價值為主，鮮少分析生態(tài)服務價值與社會經濟發(fā)展的關系。

本研究以三峽庫區(qū)為研究對象，基于傳統(tǒng)生態(tài)服務價值研究的方法，計算三峽庫區(qū)生態(tài)服務價值，將生態(tài)服務價值與社會經濟發(fā)展結合起來，分析生態(tài)服務價值與社會經濟指標之間的關系。同時深度剖析生態(tài)服務價值的區(qū)域差異，將生態(tài)服務價值進行分區(qū)，并分析三峽庫區(qū)單一功能生態(tài)服務價值變化的規(guī)律。一方面為有利于探尋三峽庫區(qū)生態(tài)服務價值變化的規(guī)律；另一方面有利于促進庫區(qū)土地合理利用及生態(tài)環(huán)境管理。

1 研究區(qū)概況

三峽庫區(qū)是指三峽大壩建成后受回水影響的水庫淹沒區(qū)和移民搬遷安置涉及的區(qū)域，位于106°16′—111°28′E、28°56′—31°44′N，行政上包括湖北省的宜昌市區(qū)、宜昌縣（現(xiàn)夷陵區(qū)）、興山縣、秭歸縣、巴東縣及重慶市的巫山縣、巫溪縣、奉節(jié)縣、重慶市區(qū)、云陽縣、開縣、萬州區(qū)、忠縣、豐都縣、石柱縣、涪陵市、武隆縣、長壽縣、江北縣（現(xiàn)渝北區(qū)）、巴南區(qū)、江津市?？偯娣e5．8萬km2，2005年總人口為1 673．63萬人。三峽庫區(qū)以山地為主，約占總面積的74%，丘陵約占22%，平原或壩地僅占4%。

2 數(shù)據(jù)與方法

2．1 數(shù)據(jù)來源

本研究中將同期拍攝的1996年、2000年和2005年的TM遙感影像在Erdas 8．5系統(tǒng)內，采用Krasovsky橢球體，Transverse Mercator投影，對遙感影像進行輻射糾正與幾何糾正，然后進行圖像的鑲嵌、整飾，以1∶100 00地形圖為參考，采用三次多項式運算方式對圖像進行幾何糾正，經重新選點檢驗，將誤差控制在1個像元內。結合中科院土地利用分類標準，在糾正好的圖像上，采用人機交互解譯的方法，結合實地野外驗證，將三峽庫區(qū)的土地利用類型分為耕地、坡耕地（坡度＞25°）、林地、草地、河流、其他水面、城鎮(zhèn)用地、農村居民點、其他建設用地和未利用地10類。本研究中，重點分析能產生正生態(tài)服務價值的耕地、林地、草地和水域，而建設用地作為特殊的陸地生態(tài)系統(tǒng)類型，其生態(tài)服務功能正負價值兼有，但由于目前國內對其生態(tài)服務價值研究不足，其生態(tài)服務價值難以確定［7］，因此本研究中不考慮建設用地。

此外搜集了三峽庫區(qū)1996—2005年期間的社會經濟數(shù)據(jù)。社會經濟數(shù)據(jù)來源于中國國家統(tǒng)計局出版的《重慶市統(tǒng)計年鑒》、《湖北省統(tǒng)計年鑒》，包括總人口、非農人口、固定資產投資、糧食產量、第一產業(yè)產值、第二產業(yè)產值、第三產業(yè)產值、年末儲蓄余額。

2．2 研究方法

2．2．1 土地利用動態(tài)度 單一土地利用動態(tài)度用來描述區(qū)域一定時間范圍內某種土地利用類型數(shù)量的變化速度。它能較好地比較各區(qū)域間土地利用變化的差異，且表示出未來土地利用變化的趨勢［22］。動態(tài)度的公式為：

式中：Ua，Ub——研究初期和末期某一特定土地利用類型的面積；T——時間間隔。

2．2．2 生態(tài)服務價值 在生態(tài)服務價值計算中，引用謝高地等［23］的中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值表，根據(jù)區(qū)域差異及物價水平的變化，對生態(tài)服務價值系數(shù)表進行了一定的修正，然后運用Costanza等［1］的計算公式計算三峽庫區(qū)及各區(qū)縣的生態(tài)服務價值，其計算公式為：

式中：ESV——生態(tài)服務價值（元）；Ai——研究區(qū)i種土地利用類型的面積（hm2）；Vi——生態(tài)系統(tǒng)價值系數(shù)［元／（hm2·a）］；i——土地利用類型；k——土地利用類型的數(shù)量。

3 結果與分析

3．1 土地利用變化分析

三峽庫區(qū)土地利用以林地為主，主要分布在庫區(qū)的下游以及長江的南岸區(qū)，這些區(qū)域主要為海拔在800～2 000m的奉節(jié)、巫山、巫溪和鄂西段與神農架相關聯(lián)地帶以及江坡的人工林帶［24］。1996年，林地面積占到三峽庫區(qū)總面積的45．42%，2005年，其比例上升至49．33%。耕地主要分布在三峽庫區(qū)上游區(qū)的巴南區(qū)、江北縣、長壽縣、涪陵市等。1996年，耕地面積占到三峽庫區(qū)總面積的26．27%，2005年，其比例減少至23．07%。草地（荒草地除外）和水域的面積相對較少，1996年各自的比例分別為2．24%和3．43%，2005年，草地所占比例降低至2．23%，水域所占比例增加至3．84%。

利用公式（1）計算出各地類的動態(tài)度，如表1所示。從耕地、林地、草地、水域的土地利用動態(tài)度來看，整個三峽庫區(qū)耕地和草地減少的速度相對比較緩慢，在1996—2000年期間，耕地動態(tài)度為－0．13%，在2000—2005年期間，耕地動態(tài)度減少速度較快，為－1．91%。林地和水域在2000—2005年期間增長的速度比較快，其動態(tài)度分別為1．44%，1．91%。從各研究期來看，2000—2005年期間各地類變化的速度要快于1996—2000年。

從耕地的動態(tài)度來看，1996—2000年期間，涪陵市、巫山縣的耕地面積在增加，其增加的速度分別為0．19%和0．04%，其他地區(qū)耕地面積都在減少，減少速度最快的地區(qū)是宜昌市區(qū)，其動態(tài)度為－0．66%，其次是江北縣和重慶市區(qū)，其動態(tài)度分別為－0．60%和－0．46%?？梢?，城市及城市周邊地區(qū)的耕地減少相對比較快。2000—2005年期間，宜昌市區(qū)的耕地在增加，其增長速度比較快，其動態(tài)度為4．94%，其他地區(qū)都在減少，減少最劇烈的是巫山縣，其動態(tài)度為－4．13%，其次是云陽縣和巫溪縣，其動態(tài)度分別為－3．96%，－3．49%。

從林地的動態(tài)度來看，多數(shù)地區(qū)林地都在增長。1996—2000年期間，林地增長最快的是重慶市區(qū)，其動態(tài)度為1．02%，減少最快的是云陽縣，其動態(tài)度為－0．40%。2000—2005年期間，林地增長最快的是宜昌市區(qū)，其動態(tài)度為21．39%，林地的減少相對比較少，主要是宜昌縣，其動態(tài)度為－1．27%。

從草地的動態(tài)度來看，其變化相對比較緩慢，局部地區(qū)變化比較快，1996—2000年期間，涪陵市減少最快，達到－20%，有所增長的是巫溪縣，其動態(tài)度為0．05%，增長比較緩慢。2000—2005年期間，奉節(jié)縣草地減少的速度最快，其動態(tài)度為－0．40%，增長最快的地區(qū)是武隆縣，其動態(tài)度為7．52%。

表1 三峽庫區(qū)單一土地利用動態(tài)度 %

從水域的動態(tài)度來看，水域基本上都在增長，1996—2000年期間，增長最快的地區(qū)在庫區(qū)的下游，尤其是秭歸縣，其動態(tài)度為1．86%，2000—2005年期間，增長最快的地區(qū)在庫區(qū)的腹區(qū)，尤其是萬州區(qū)，其動態(tài)度達到14．44%。

3．2 土地生態(tài)服務價值系數(shù)修正

根據(jù)Costanza劃分的生態(tài)系統(tǒng)類型［1］，將三峽庫區(qū)各年土地利用生態(tài)系統(tǒng)劃分為氣體調節(jié)、氣候調節(jié)、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護、廢物處理、生物多樣性保護、食物生產、原材料、娛樂活動。在土地生態(tài)服務價值系數(shù)確定方面，主要參考了謝高地等制定的中國生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務價值當量因子表［23］，同時根據(jù)袁興中對成渝經濟區(qū)生態(tài)服務價值修正系數(shù)過程的研究［16］，確定了三峽庫區(qū)2005年生態(tài)服務價值系數(shù)（表2）。另外，對比1996年、2000年及2005年中國政府公示的糧食收購價發(fā)現(xiàn)，2005年糧食收購價分別是1996年和2000年糧食收購價的1．75倍（四川省物價局，2000）和1．17倍（國家發(fā)改委，2010），根據(jù)糧食收購價的倍數(shù)關系，對生態(tài)服務價值系數(shù)進行修正，確定了1996年和2000年的生態(tài)服務價值系數(shù)。

表2 三峽庫區(qū)2005年土地利用系統(tǒng)生態(tài)服務價值系數(shù)元／（hm2·a）

3．3 土地利用系統(tǒng)生態(tài)服務價值變化分析

根據(jù)三峽庫區(qū)1996年、2000年、2005年耕地、林地、草地及水體的面積和對應的生態(tài)服務價值系數(shù)，利用公式（2）計算得出各研究期生態(tài)服務價值。三峽庫區(qū)1996年、2000年及2005年土地生態(tài)服務價值分別為485．96億元、726．32億元和902．29億元。從各地類對生態(tài)服務價值的貢獻率來看，林地占主導，其次是耕地、水域和草地。耕地、林地、草地、水體對生態(tài)服務價值的平均貢獻率分別為12．66%，74．23%，1．17%，11．94%，林地和水體對生態(tài)服務價值的貢獻率在上升，而耕地和草地對生態(tài)服務價值的貢獻率在下降，2005年，林地和水體對生態(tài)服務價值的貢獻率為75．38%，12．34%，耕地和草地對生態(tài)服務價值的貢獻率為11．15%和1．13%。

從三峽庫區(qū)各研究期生態(tài)服務價值的均值來看，1996年、2000年和2005年各區(qū)域生態(tài)服務價值的均值分別為23．14億元、34．59億元和42．97億元，可見其均值在逐漸增加。另外從各區(qū)域生態(tài)服務價值的離散度來看，1996年、2000年和2005年各區(qū)域生態(tài)服務價值的離散度分別為40．68%，40．70%和36．42%，可見其離散程度在逐漸降低。

研究生態(tài)服務價值與社會經濟發(fā)展之間的關系，可以進一步明確生態(tài)環(huán)境與社會經濟發(fā)展之間的相互影響。在相關性研究中，主要從城市發(fā)展、投資與產出、居民生活水平這3個方面進行指標選取，包括城市化率、固定資產投資、糧食產量、第一產業(yè)產值、第二產業(yè)產值、第三產業(yè)產值、儲蓄余額。

利用SPSS軟件進行各研究期各區(qū)域（未含重慶市區(qū)）生態(tài)服務價值與社會經濟指標之間的相關性分析，結果如下：（1）城市化率、儲蓄余額與生態(tài)服務價值之間的相關性在各研究期中均比較高，1996年、2000年、2005年，生態(tài)服務價值與城市化率之間的相關性分別是－0．512＊，－0．553＊，－0．592＊＊，生態(tài)服務價值與儲蓄余額之間的相關性分別是－0．666＊＊，－0．663＊＊，－0．626＊＊；（2）2000年、2005年，生態(tài)服務價值與固定資產投資之間的相關性分別是－0．610＊＊，－0．650＊＊；（3）2005年，生態(tài)服務價值與第二產業(yè)產值之間的相關性為－0．485＊。總的來看，各區(qū)域生態(tài)服務價值與社會經濟指標之間的相關性呈現(xiàn)如下特征：（1）各研究期，生態(tài)服務價值與各社會經濟指標均呈現(xiàn)負相關；（2）負相關及高度負相關的社會經濟指標在增加，如：1996年有兩項指標，2000年有3項指標，2005年有4項指標；（3）城市化率、固定資產投資對生態(tài)服務價值的影響在逐漸增大，儲蓄余額對生態(tài)價值的影響在逐漸減小。

各區(qū)域生態(tài)服務價值在各研究期存在較大的差異。為了研究各區(qū)域生態(tài)服務價值的差異，將生態(tài)服務價值均等劃分為7個價值區(qū)，第一價值區(qū)：0～10億元；第二價值區(qū)：10～20億元；第三價值區(qū)：20～30億元；第四價值區(qū)：30～40億元；第五價值區(qū)：40～50億元；第六價值區(qū)：50～60億元；第七價值區(qū)：60～70億元。

1996年，整個三峽庫區(qū)分成了5個價值區(qū)，以第三價值區(qū)居多，且多數(shù)分布在庫區(qū)的腹區(qū)。低價值區(qū)（第一價值區(qū)和第二價值區(qū)）分布在宜昌市區(qū)、重慶市區(qū)及其周邊江北縣和長壽縣。高價值區(qū)（第五價值區(qū)）分布在宜昌縣，其林地面積為256 914．22hm2。2000年，整個三峽庫區(qū)分成了7個價值區(qū)，以第四價值區(qū)居多。低價值區(qū)（第一價值區(qū)、第二價值區(qū)）分布在宜昌市區(qū)、巴南區(qū)、江北縣、長壽縣及忠縣。高價值區(qū)（第六價值區(qū)、第七價值區(qū)）分布在宜昌縣、巫溪縣、奉節(jié)縣。2005年，整個三峽庫區(qū)分成了6個價值區(qū)，第五價值區(qū)和第六價值區(qū)分布比較廣泛，幾乎涵蓋了整個庫區(qū)腹區(qū)。低價值區(qū)（第二價值區(qū)）分布在宜昌市區(qū)、江北縣、長壽縣。對比發(fā)現(xiàn)，低價值區(qū)多分布在城市周邊，并且區(qū)域林地的面積比較少，如宜昌市區(qū)，2005年林地面積為48 171．48hm2，占庫區(qū)林地面積的1．66%，而宜昌縣，2005年林地的面積為237 103．29 hm2，占庫區(qū)林地面積的8．16%，僅次于巫溪縣。

3．4 單一功能生態(tài)服務價值變化分析

分析單一功能生態(tài)服務價值，能夠弄清楚生態(tài)服務價值的內部結構。三峽庫區(qū)單一功能生態(tài)服務價值變化如圖1所示。通過對比1996年和2005年單一功能生態(tài)服務價值發(fā)現(xiàn)：（1）水源涵養(yǎng)的價值＞土壤形成與保護的價值＞生物多樣性保護的價值＞氣體調節(jié)的價值＞廢物處理的價值＞氣候調節(jié)的價值＞原材料的價值＞娛樂活動的價值＞食物生產的價值；（2）水源涵養(yǎng)功能的生態(tài)服務價值最高，其生態(tài)服務價值分別為83．97億元、158．84億元。主要是由于水源涵養(yǎng)的生態(tài)服務價值系數(shù)最高，如2005年高達2．67萬元／（hm2·a）；（3）食物生產功能的生態(tài)服務價值最低，其生態(tài)服務價值分別為11．46億元、18．34億元。主要是由于食物生產的生態(tài)服務價值系數(shù)最低，如2005年為0．16萬元／（hm2·a）；（4）單一功能生態(tài)服務價值變化率最大的是娛樂活動，其變化率為91．04%。主要是由于水域面積和林地面積增加，其增加面積分別為2．38萬hm2、23．05萬hm2，而水域和林地在娛樂活動的生態(tài)服務價值系數(shù)比較高，因此娛樂活動生態(tài)價值的變化率最大。變化率最小的是食物生產，為60．01%，主要是由于食物生產的生態(tài)服務價值系數(shù)比較低。

圖1 三峽庫區(qū)單一功能生態(tài)服務價值變化

從單一功能生態(tài)服務價值變化的原因來看，三峽庫區(qū)水源涵養(yǎng)、水土保持的功能在提升，休閑娛樂、生態(tài)旅游的功能在提升，食物生產的功能在下降與三峽庫區(qū)土地利用結構調整緊密相關，在研究期間，耕地向建設用地的流轉是土地利用變化的主導方向，導致耕地減少；另外三峽庫區(qū)農村產業(yè)結構的調整和退耕還林還草政策的實施，使得庫區(qū)林地和草地面積在相關地區(qū)顯著增加［25］。三峽庫區(qū)旅游資源開發(fā)方面，三峽庫區(qū)交通的發(fā)展促進了旅游空間結構的演化、旅游景點數(shù)量的擴大和旅游活動范圍的區(qū)域擴張，以及旅游資源的深度開發(fā)利用，形成了眾多的特色旅游，尤其是三峽工程蓄水后，將形成一個近450億m3的水體，面積達1 010km2，稱之為中國內陸的地中海［26］。

4 結論與討論

4．1 結 論

（1）在三峽庫區(qū)，隨著人口增長、經濟發(fā)展和退耕還林、天然林保護、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展及三峽工程的建設，整個庫區(qū)或單個區(qū)域的土地利用發(fā)生了巨大的變化。在整個三峽庫區(qū)，林地、水域面積在增加，耕地和草地面積在減少；且林地、水域增長的速度比較快，而耕地、草地減少的速度比較慢。從單個區(qū)域來看，2000—2005年期間各地類變化的速度要快于1996—2000年期間的變化速度。

（2）三峽庫區(qū)1996年、2000年及2005年土地生態(tài)服務價值分別為485．96億元、726．32億元和902．29億元。從各地類對生態(tài)服務價值的貢獻率來看，林地占主導，其次是耕地、水域和草地。耕地、林地、草地、水體對生態(tài)服務價值的平均貢獻率分別為12．66%，74．23%，1．17%，11．94%，林地和水體對生態(tài)服務價值的貢獻率在上升，而耕地和草地對生態(tài)服務價值的貢獻率在下降。

（3）生態(tài)服務價值的變化與社會經濟發(fā)展關系密切，在一定階段，經濟發(fā)展都會影響區(qū)域生態(tài)服務價值的提升，城市化率、固定資產投資對生態(tài)服務價值的影響在逐漸增大，儲蓄余額對生態(tài)價值的影響在逐漸減小。

（4）生態(tài)服務價值的分區(qū)變化比較明顯，但是高價值區(qū)和低價值區(qū)變化比較小。高價值區(qū)一般分布在植被覆蓋度比較高的地區(qū)，如宜昌縣、巫溪縣、奉節(jié)縣。低價值區(qū)一般分布在城市周邊地區(qū)，如宜昌市區(qū)、重慶市區(qū)及其周邊地區(qū)。另外在單一功能生態(tài)服務價值層面，水源涵養(yǎng)的價值＞土壤形成與保護的價值＞生物多樣性保護的價值＞氣體調節(jié)的價值＞廢物處理的價值＞氣候調節(jié)的價值＞原材料的價值＞娛樂活動的價值＞食物生產的價值。

4．2 討 論

生態(tài)服務價值的低價值區(qū)主要分布在庫區(qū)的上游地區(qū)，即城市及其周邊人類活動影響比較劇烈的地區(qū)，經濟發(fā)展水平比較高，其生態(tài)環(huán)境相對脆弱。從生態(tài)環(huán)境保護的角度來看，加強上游區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設更為重要。通過研究發(fā)現(xiàn)，三峽庫區(qū)林地面積占到庫區(qū)面積的50%左右，且林地面積在逐漸增加，由于林地對生態(tài)服務價值的影響最明顯，因而其生態(tài)服務價值在逐漸提升。此外，城市化水平越高，對生態(tài)服務價值的影響越大。因此，要提升庫區(qū)上游區(qū)生態(tài)服務價值，就得加強這一地區(qū)土地利用結構調整，做好生態(tài)退耕造林工作，控制城鎮(zhèn)化的進程，加大內涵式發(fā)展的力度，提升城鎮(zhèn)建設用地集約化利用水平。

生態(tài)服務價值的高價值區(qū)主要分布在庫區(qū)的腹區(qū)及下游區(qū)，林地面積比較大，并且經濟發(fā)展相對比較落后，如何確保庫腹區(qū)生態(tài)服務價值持續(xù)提升，對腹區(qū)及下游區(qū)經濟發(fā)展是個很大的挑戰(zhàn)。因此，勢必要調整生態(tài)服務價值的內部結構，一方面要提升土地利用系統(tǒng)水源涵養(yǎng)、水土保持的功能；另一方面要提升休閑娛樂、生態(tài)旅游的功能，降低食物生產的功能。即在執(zhí)行退耕還林政策的同時，深度挖掘生態(tài)旅游資源，不斷完善生態(tài)旅游模式，提高旅游資源的潛力。

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