梁友嘉，徐中民，鐘方雷，宋曉諭

(中國科學(xué)院 寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所 內(nèi)陸河流域生態(tài)水文重點(diǎn)試驗(yàn)室，蘭州 730000)

基于LUCC的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間化研究
——以張掖市甘州區(qū)為例

梁友嘉*，徐中民，鐘方雷，宋曉諭

(中國科學(xué)院 寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所 內(nèi)陸河流域生態(tài)水文重點(diǎn)試驗(yàn)室，蘭州 730000)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(ES)評(píng)價(jià)為減緩或阻止人類活動(dòng)導(dǎo)致的各種復(fù)雜生態(tài)問題提供了一種可能的方法，同時(shí)也有助于解決日益增加的各種土地利用沖突。以張掖市甘州區(qū)為例，運(yùn)用一種新的空間化方法開展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究，并注重實(shí)現(xiàn)與土地利用研究的集成分析。首先根據(jù)研究區(qū)不同的群落生境和土地利用類型劃分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型，然后檢驗(yàn)不同土地利用類型和方式對(duì)各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的影響，最后分析該方法和數(shù)據(jù)的不確定性。結(jié)果表明：1)在灌區(qū)和甘州區(qū)兩個(gè)尺度上，4類ES生產(chǎn)能力值均表現(xiàn)為：文化服務(wù)>支持服務(wù)>調(diào)節(jié)服務(wù)>供給服務(wù)；2)2000—2009年，4類ES供給都呈遞減趨勢，同時(shí)，城鎮(zhèn)用地、路網(wǎng)建設(shè)等人類活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的土地利用方式迅速增加，整個(gè)綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)處于過度開發(fā)狀態(tài)；3)該方法可操作性強(qiáng)，多學(xué)科的數(shù)據(jù)和知識(shí)分析是ES研究的難點(diǎn)。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；GIS；土地利用/覆蓋變化；空間化

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(ES)是人類-自然環(huán)境耦合系統(tǒng)研究的重點(diǎn)[1- 4]。也是多學(xué)科交叉研究熱點(diǎn)，涉及生態(tài)學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等諸多學(xué)科。同時(shí)，GIS和遙感分析等技術(shù)在ES研究中發(fā)揮著重要作用[5- 7]。近來，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)開始更加關(guān)注系統(tǒng)本身的可持續(xù)生產(chǎn)，并注重與政策管理集成分析。隨著生物多樣性損失和棲息地破碎化程度的日益加重，使得開展ES供給評(píng)價(jià)研究迫在眉睫[8- 10]。以森林生態(tài)系統(tǒng)為主，在歐美地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了一批較為成熟的案例，這些案例在實(shí)踐中既考慮時(shí)空尺度的資源保護(hù)，又強(qiáng)調(diào)利益相關(guān)者的壓力響應(yīng)[11- 12]。國內(nèi)相關(guān)研究案例尚十分缺乏[13]。

由于對(duì)ES研究的若干關(guān)鍵問題理解不夠，使得通過測量和建模研究人類—環(huán)境耦合系統(tǒng)特征仍較困難。為此，Naidoo等指出當(dāng)前ES研究中存在幾個(gè)亟待解決的問題[14]：1)全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)必須是空間顯式的，需要表明特定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生的位置；2)必須定量研究土地利用變化和其驅(qū)動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)變化之間的關(guān)系；3)必須理解價(jià)值流對(duì)人群的空間分散或集聚所產(chǎn)生的不同影響；4)應(yīng)選擇特定指標(biāo)和尺度評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化；5)應(yīng)確定不同棲息地和文化類型下的各種ES類型；6)需開發(fā)通用的ES集成研究框架，并和決策制定集成，實(shí)現(xiàn)正向反饋?zhàn)饔?。因此，ES空間分布是研究的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

另外，在用不同類型ES描述人類-自然環(huán)境耦合關(guān)系時(shí)，應(yīng)注重生態(tài)系統(tǒng)過程和功能分析，如一些支持服務(wù)(土壤形成、植被光合作用或者能量變化和水循環(huán))是其他類型ES得以表現(xiàn)的先決條件，為供給、調(diào)節(jié)和文化生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)提供了必要物質(zhì)保障，也是獲取人類福祉的必要先決條件，是ES空間化研究的基礎(chǔ)之一。此外，還需要辨析不同服務(wù)類型中結(jié)構(gòu)性組分之間的相互作用。通常，ES組分包括：能量、物質(zhì)循環(huán)、水循環(huán)、關(guān)鍵種的多樣性和可持續(xù)生境條件等[15]。這些組分也是生態(tài)系統(tǒng)完整性和生態(tài)系統(tǒng)健康的表征要素，有助于空間化研究，也有利于反映不同類型ES供給的可持續(xù)性[16]。

針對(duì)上述問題，本文的主要內(nèi)容包括：1)介紹ES空間化涉及的方法和數(shù)據(jù)；2)分析研究區(qū)不同土地利用/覆蓋變化(LUCC)方式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的影響；3)討論數(shù)據(jù)的不確定性和方法的使用前景，分析其優(yōu)勢和局限性。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地處黑河流域中游，東臨山丹縣，西到臨澤縣、南靠民樂縣、肅南裕固族自治縣、北依合黎山與內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善右旗接壤。介于東經(jīng)100°6′—100°52′，北緯38°39′—39°24′之間，平均海拔1474m，黑河、酥油口河、大磁窯河、山丹河等貫穿全境，是典型的內(nèi)陸河流域綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)，屬溫帶大陸性氣候，年均降水量113—312mm，蒸發(fā)量2047mm，年日照時(shí)數(shù)3085h，晝夜溫差大，年均無霜期150d，年均氣溫7.1 ℃，自然景觀類型豐富[17]。近年來，在人類活動(dòng)影響下，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)退化嚴(yán)重，亟待開展系統(tǒng)的可持續(xù)評(píng)價(jià)和管理研究。

1.2 數(shù)據(jù)來源

LUCC數(shù)據(jù)包括：2000年LUCC，源于中國西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心，空間分辨率為1km；2009年LUCC，源于ESA DUE網(wǎng)站(http://dup.esrin.esa.it)，該數(shù)據(jù)融合了多種數(shù)據(jù)源，提供空間分辨率為300m的全球數(shù)據(jù)，精度較好。利用ArcGIS提取研究區(qū)范圍的LUCC，地圖投影坐標(biāo)選為通用橫軸墨卡托(Universal Transverse Mercartor，UTM)，橢球體為WGS(World Geodetic System，WGS)1984，統(tǒng)一重采樣為300m×300m，并將其轉(zhuǎn)為矢量數(shù)據(jù)備用。輔助數(shù)據(jù)包括：研究區(qū)灌區(qū)邊界圖，由張掖市水務(wù)局提供；土地利用總體規(guī)劃(2006—2020年)文本，由張掖市國土資源局提供；還包括多種會(huì)議和訪談資料。

1.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

在MEA(MEA)分類基礎(chǔ)上，結(jié)合調(diào)查、專家知識(shí)和利益相關(guān)者等的信息匯總[18- 19]，可給出內(nèi)陸河流域幾種主要ES類型及對(duì)應(yīng)的潛在測量指標(biāo)(表1)，對(duì)文化服務(wù)和供給服務(wù)暫不做討論。ES指標(biāo)化研究有利于加深認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)提供的產(chǎn)品和服務(wù)，而甄別可空間化的指標(biāo)是當(dāng)前ES空間化研究的基本問題之一。

表1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型和潛在指標(biāo)

不同LUCC類型具有特定的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力，可以借助生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力指數(shù)(IAESC，式1)表征[20]，該指數(shù)最初是用于高覆蓋度的林區(qū)，空間尺度較小。本文嘗試將其應(yīng)用到更大的空間尺度上，并分別在灌區(qū)和整個(gè)研究區(qū)兩種尺度上計(jì)算該值。通過該值既能實(shí)現(xiàn)區(qū)域間的對(duì)比，也為尺度推繹分析提供了一種可能性。計(jì)算公式如下：

(1)

式中，Xi是棲息地值(每個(gè)棲息地ES生產(chǎn)能力的平均值)；Ai是區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)LUCC類型的面積；Atotal是關(guān)注的研究區(qū)總面積，該指數(shù)是一種集總式結(jié)果?？臻g化方法是：通過GIS空間分析模塊得到各灌區(qū)LUCC類型對(duì)應(yīng)的IAESC，1≤IAESC≤2；然后，分別取3個(gè)值，假設(shè)可反映不同服務(wù)能力的大小：0表示低，1表示中等，2表示高；最后對(duì)IAESC按上述量化值分類，采用等間隔分類法，獲得ES供給能力的矢量分布圖。本文分別得到集總式和空間分布圖兩種結(jié)果。

1.4 LUCC

根據(jù)《全國土地分類(試行)》(2002標(biāo)準(zhǔn))，對(duì)LUCC編碼并分為13類(圖1)：農(nóng)田(F)、沙地(D)、河渠(C)、戈壁(G)、鹽堿地(S)、裸地(B)、有林地(W)、灌木林地(SH)、城鎮(zhèn)建設(shè)用地(A)、水庫坑塘(R)、裸巖石礫地(ST)、中覆蓋度草地(MG)和高覆蓋度草地(HG)。水田、河渠、水庫坑塘和城鎮(zhèn)建設(shè)用地受人類活動(dòng)影響的強(qiáng)度明顯高于其他類型，對(duì)ES影響較大。LUCC影響可用下述方法表征：首先，利用五因子打分法(-2，-1，0，1，2)評(píng)價(jià)各類LUCC對(duì)ES的影響，-2代表強(qiáng)烈的負(fù)向作用，對(duì)特定ES過程起減緩或阻止作用；2代表強(qiáng)烈的正向作用，對(duì)ES過程起促進(jìn)和增強(qiáng)作用。

圖1 研究區(qū)2000—2009年土地利用/覆蓋類型分布Fig.1 Distribution of LUCC at study area from 2000 to 2009

2 結(jié)果

2.1 基于LUCC類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給

首先，確定研究區(qū)LUCC類型可提供的若干生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(表2)，然后利用五因子打分法計(jì)算各LUCC類型提供特定類型ES的棲息地值，本文僅考慮ES顯著或人類關(guān)注度高的類型，包括：供給服務(wù)(P)，提供魚類(P1)、瓜果(P2)、飼料(P3)、藥材(P4)、木材(P5)、應(yīng)用水(P6)、農(nóng)作物(P7)和能源(P8)；調(diào)節(jié)服務(wù)(R)，

表2 基于不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的棲息地值

提供氣候調(diào)節(jié)(R1)、碳吸收(R2)、授粉(R3)、防洪(R4)、土壤侵蝕(R5)和養(yǎng)分吸收(R6)；文化服務(wù)(C)，提供當(dāng)?shù)匚幕愋?C1)、美學(xué)景觀(C2)、自然內(nèi)在價(jià)值(C3)和娛樂休閑(C4)；支持服務(wù)(S)，提供光合作用(S1)、氮循環(huán)(S2)和土壤形成(S3)。同時(shí)，以灌區(qū)為統(tǒng)計(jì)單元，利用ArcGIS計(jì)算2000、2009年LUCC面積，并進(jìn)一步得到Ai/Atotal。

由表2知，供給服務(wù)中灌木林地棲息地值最高，為1.1，林地為1，其他都低于1；調(diào)節(jié)服務(wù)中，中覆蓋度草地棲息地值最高，為1.7，同時(shí)，除河渠外，各LUCC類型的調(diào)節(jié)服務(wù)棲息地值均高于相應(yīng)的供給服務(wù)值；文化服務(wù)中，除城鎮(zhèn)用地棲息地值為0.8外，其他值均高于1，棲息地值整體明顯高于相應(yīng)的前兩種服務(wù)；支持服務(wù)中，城鎮(zhèn)用地棲息地為0，各類草地和林地值最大，均為2，其余類型的棲息地值較為集中，未表現(xiàn)出明顯的差異。

另外，通過面積計(jì)算發(fā)現(xiàn)：在灌區(qū)尺度上，農(nóng)田面積普遍增加，大滿灌區(qū)增幅最大，由2000年的14.24%增加到2009年的32.89%，但戈壁和裸巖礫石地增加也較明顯；除大滿灌區(qū)外，灌木林地和高覆蓋度草地普遍明顯減少；河渠面積普遍增加，其中，人口相對(duì)密集的盈科灌區(qū)由2000年的67.52%增加到2009年的71.60%；在甘州區(qū)尺度上，城鎮(zhèn)建設(shè)用地和農(nóng)業(yè)用地?cái)U(kuò)張最為明顯，分別增加了5.93%和10.11%，中覆蓋度草地減少了23.72%，減幅最大。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變化直觀地反映了區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)劇烈、生態(tài)環(huán)境不斷退化的事實(shí)，開展ES變化評(píng)估已刻不容緩。利用式1，以表2和LUCC面積為輸入，得到灌區(qū)和甘州區(qū)兩種尺度ES能力指數(shù)(表3)。同時(shí)，利用ArcGIS得到2000—2009年ES供給能力空間分布(圖2)。

表3 基于灌區(qū)和研究區(qū)尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力指數(shù)比較

由表3知：供給服務(wù)中，2000年大滿灌區(qū)IAESC最高，為0.49，花寨為0.28，最低，至2009年，除上三灌區(qū)增加到0.42外，其余灌區(qū)供給服務(wù)值均呈減小趨勢，花寨仍最小，為0.26；調(diào)節(jié)服務(wù)中，2000年大滿灌區(qū)IAESC為1.35，最高，上三灌區(qū)為0.6，最低，至2009年，除上三灌區(qū)增加到0.71外，其余灌區(qū)調(diào)節(jié)服務(wù)值均減小，花寨變?yōu)樽畹椭?，?.5；文化服務(wù)中，2000年各灌區(qū)差異不大，至2009年，文化服務(wù)值不同程度的減小；支持服務(wù)變化與供給服務(wù)類似，但相應(yīng)的服務(wù)值要高于同期供給服務(wù)值；橫向比較發(fā)現(xiàn)，不同灌區(qū)各服務(wù)的IAESC有如下規(guī)律：文化服務(wù)>支持服務(wù)>調(diào)節(jié)服務(wù)>供給服務(wù)。甘州區(qū)尺度上，2000—2009年各種服務(wù)也呈減小趨勢；各類服務(wù)值接近灌區(qū)平均值；橫向比較發(fā)現(xiàn)，各服務(wù)IAESC值變化規(guī)律與灌區(qū)尺度相同；圖2中各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的空間分布也支持上述分析結(jié)果。

圖2 研究區(qū)2000—2009年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布Fig.2 Distribution of ecosystem services at study area from 2000 to 2009

2.2 不同土地利用方式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的影響

進(jìn)一步分析典型土地利用方式變化對(duì)ES供給的影響，同樣采用五因子打分法，并考慮負(fù)向作用。根據(jù)《張掖市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020年)》，確定7類關(guān)鍵的土地利用方式：1)自然保護(hù)，保證生態(tài)用地；2)路網(wǎng)建設(shè)；3)農(nóng)田建設(shè)，在原有農(nóng)田基礎(chǔ)上對(duì)區(qū)內(nèi)蔬菜基地、特色農(nóng)產(chǎn)品基地、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化基地、農(nóng)業(yè)人口集中區(qū)周邊農(nóng)田優(yōu)先保護(hù)；4)工礦地整合，將零散能源、化工、冶金和農(nóng)副產(chǎn)品加工等產(chǎn)業(yè)遷往張掖市工業(yè)園區(qū)；5)城鎮(zhèn)發(fā)展；6)濕地開發(fā)：圍繞張掖市國家濕地公園規(guī)劃展開；7)特色果產(chǎn)業(yè)(表4)。

由表4知，自然保護(hù)和濕地開發(fā)對(duì)各類ES供給都有促進(jìn)作用，前者對(duì)各類服務(wù)的平均影響均大于0.7，后者均大于0.9，且濕地開發(fā)對(duì)調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)和支持服務(wù)有明顯的促進(jìn)作用，平均影響均大于+1.7；相較其他土地利用方式而言，短期不可逆的土地利用方式(如路網(wǎng)建設(shè)、工礦地合和城鎮(zhèn)建設(shè))對(duì)ES供給的影響具有更強(qiáng)的負(fù)向作用，在對(duì)供給、調(diào)節(jié)和支持這三類服務(wù)的影響中，城鎮(zhèn)建設(shè)的負(fù)向作用最明顯，分別為-1.5、-1.5和-1.7，說明在綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)要追求適度規(guī)模的城鎮(zhèn)建設(shè)，以防城鎮(zhèn)快速擴(kuò)展所導(dǎo)致的供給、調(diào)節(jié)和支持服務(wù)的銳減；路網(wǎng)建設(shè)有雙面作用，一方面，路網(wǎng)使人類活動(dòng)延伸到較遠(yuǎn)區(qū)域，利于獲取已知的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，如木材開發(fā)等，同時(shí)，路網(wǎng)會(huì)導(dǎo)致自然棲息地破碎化程度加劇，也會(huì)使一些違規(guī)建設(shè)活動(dòng)有大幅增加的潛在風(fēng)險(xiǎn)，路網(wǎng)建設(shè)還會(huì)產(chǎn)生噪音，降低一些天然保護(hù)區(qū)的文化價(jià)值；另外，各土地利用方式之間還存在相互作用，如工礦地整合和農(nóng)田建設(shè)會(huì)不同程度的排斥自然保護(hù)和休閑觀光等，相反，自然保護(hù)一般對(duì)其他土地利用方式有支持作用。這種復(fù)雜的作用關(guān)系可通過網(wǎng)絡(luò)流量圖進(jìn)行解耦分析，將有助于ES與LUCC的集成研究。

表4 不同土地利用方式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響

3 討論

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分布

綜合分析圖1和圖2的結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)研究區(qū)2000—2009年主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的空間分布有如下特點(diǎn)：首先，研究區(qū)2000年的供給服務(wù)生產(chǎn)能力普遍處于中等水平，至2009年，低值區(qū)增多，多出現(xiàn)在一些零散的居名點(diǎn)處，在城市區(qū)域一直較低；第二，調(diào)節(jié)服務(wù)低值區(qū)較多，該特征在2009年進(jìn)一步顯現(xiàn)，尤其在高覆蓋度草地和林區(qū)快速退化的區(qū)域尤為明顯；戈壁和裸巖礫石地的調(diào)節(jié)服務(wù)一直較低，到2009年，城市區(qū)域的調(diào)節(jié)服務(wù)有所增加，但其對(duì)調(diào)節(jié)服務(wù)的負(fù)作用似乎小于其對(duì)供給服務(wù)的負(fù)作用；第三，文化服務(wù)最高值出現(xiàn)在遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)居民點(diǎn)的區(qū)域，主要是一些荒漠區(qū)域、濕地自然保護(hù)區(qū)和丹霞地貌保護(hù)區(qū)，同時(shí)也包括水域；至2009年，林區(qū)和城市區(qū)域的文化服務(wù)生產(chǎn)能力減少明顯；第四，2000—2009年，支持服務(wù)的中值區(qū)明顯減少，高值區(qū)增加，但分布零散，值得注意的是，支持服務(wù)涉及較多的生物物理化學(xué)過程，評(píng)估中難免有所遺漏，故該結(jié)果存在較大的不確定性。

3.2 濕地與文化服務(wù)

張掖市正在打造國家級(jí)濕地公園，而濕地可以為人類提供纖維、木材、多種生物所需的食物，可為人類提供休閑觀光場所，增加碳儲(chǔ)存、保持局地微氣候環(huán)境，防止水土侵蝕等。在政府決策過程中，應(yīng)重視分析生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)，這將有助于提高政府決策的科學(xué)性，在濕地公園建設(shè)中也是如此。由圖2知，除濕地外，荒漠區(qū)域文化服務(wù)值也較高，因?yàn)槠淇梢越邮苎芯繀^(qū)內(nèi)外各種支持和調(diào)節(jié)作用，并具有獨(dú)特的景觀開發(fā)價(jià)值，而ES空間變化路徑對(duì)特定研究區(qū)ES具有重要作用，但識(shí)別這種空間變化路徑仍是當(dāng)前ES研究的薄弱之處。

ES和人類福祉的關(guān)系是當(dāng)前交叉學(xué)科研究的熱點(diǎn)，通過研究可減緩和避免土地利用過程中的諸多沖突。同時(shí)，由人類活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的、強(qiáng)制性的、短期不可逆的土地利用方式可能會(huì)導(dǎo)致LUCC的劇烈變化，盡管不會(huì)立即減少支持和調(diào)節(jié)服務(wù)能力；長期看，即使供給或其它類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生產(chǎn)能力有微小下降，也可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的不可持續(xù)性發(fā)展。本文雖主要關(guān)注方法的構(gòu)建，但結(jié)果可為決策提供參考。

原來，蔣父浩德跟水仙芝的父母是同學(xué)。周末，蔣海峰拜訪水家，牽起兩代情愫。漸漸地，水仙芝向他敞開心扉，接受了他送的小說《伊豆的舞女》。

3.3 不確定性分析

上述方法可體現(xiàn)出不同LUCC類型提供ES的區(qū)域特征，但可能忽視小區(qū)域的作用，如面積值越小，IAESC就越小。事實(shí)上，很多小區(qū)域也對(duì)某些特殊ES類型有重要作用，如水庫坑塘對(duì)審美、魚類生產(chǎn)和蓄水調(diào)節(jié)有重要作用[21- 22]；實(shí)質(zhì)上這是空間尺度上推帶來的不確定性，因?yàn)樵芯繀^(qū)面積較小，地類相對(duì)簡單且分布均勻，公式中面積比例的作用不明顯，但在地類豐富，面積變異較大的區(qū)域就應(yīng)當(dāng)注意這種不確定性對(duì)分析結(jié)果的影響；同時(shí)，LUCC數(shù)據(jù)精度和ES類型的細(xì)化也會(huì)提高特定ES類型的生產(chǎn)能力，今后可開展基于不同數(shù)據(jù)源的對(duì)比研究；最后，基于訪談和調(diào)查的一些專家知識(shí)帶有一定的主觀偏好，如何獲取真實(shí)、客觀的專家知識(shí)也是研究難點(diǎn)，需要引入社會(huì)調(diào)查的諸多復(fù)雜技術(shù)，也說明自然-人文學(xué)科的交叉研究有助于減少科學(xué)研究中的剩余性范疇，有利于減少不確定性。

對(duì)支持服務(wù)的分析可以適度簡化并做均一化處理，因?yàn)槠淇蓾M足所有人的一般需求，具有相似性和可比性；供給和文化服務(wù)的分析強(qiáng)烈依賴于研究區(qū)群體的文化類型，不同文化類型的人群對(duì)供給和文化服務(wù)的認(rèn)識(shí)會(huì)有差別，需要引入文化理論的相關(guān)知識(shí)，以降低特定ES類型分析中的不確定性。

4 結(jié)論

本文基于LUCC開展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間化研究，結(jié)果表明：1)在灌區(qū)和甘州區(qū)兩個(gè)尺度上，4類ES生產(chǎn)能力值均表現(xiàn)為：文化服務(wù)>支持服務(wù)>調(diào)節(jié)服務(wù)>供給服務(wù)；2)2000—2009年，4類ES供給都呈遞減趨勢，同時(shí)，城鎮(zhèn)用地、路網(wǎng)建設(shè)等人類活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的土地利用方式迅速增強(qiáng)，整個(gè)綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)明顯過度開發(fā)；3)缺乏精確的數(shù)據(jù)并不是限制ES評(píng)價(jià)的絕對(duì)因素，對(duì)涉及社會(huì)學(xué)、地學(xué)和生態(tài)學(xué)等學(xué)科的多源數(shù)據(jù)和知識(shí)的分析是研究難點(diǎn)。

該方法可用于類似研究區(qū)，也可在數(shù)據(jù)精度支持時(shí)開展更復(fù)雜的時(shí)空變化分析；構(gòu)建統(tǒng)一的集成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究框架是當(dāng)前亟待開展的工作，該工作將有助于加強(qiáng)學(xué)者、利益相關(guān)者和決策者間的互動(dòng)，有助于認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)特征和其對(duì)人類福祉的重要性。

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AnspatialecosystemservicesapproachbasedonLUCC:acasestudyofGanzhoudistrictofZhangyeCity

LIANG Youjia*，XU Zhongmin，ZHONG Fanglei，SONG Xiaoyu

ColdandAridRegionsEnvironmentalandEngineeringResearchInstitute,ChineseAcademyofSciences,Lanzhou730000,China

The assessment of Ecosystem Services(ES) is a relatively new scientific methodology, and it can offer a possible approach to the palliation and prevention of complex ecological problems caused by human activities and also helpful to the resolution of conflicts arising from land-use questions. Since Ecosystem Services were launched as a major conceptual tool in the Millennium Ecosystem Assessment (MEA, 2005), interest in them has been increasing rapidly. Despite the scientific as well as economic and political enthusiasm for the approach, only few case studies have as yet been published. We studied the interface between Ecosystem Services and landscape or land use planning in Ganzhou district of Zhangye city, in western Gansu province, integrating ES and land use is our core object. In the article, we present a visualization methodology and various data which can be used in applied research on Ecosystem Services. Firstly, we classify the Ecosystem Services offered by various biotopes and land use types of the study area, and then examine the effects of different land-use types and forms on the provision of ESs. On the basis of our results, we discuss the uncertainty of data and method, and suggest possible advantage and disadvantage of the approach in case studies. The results show that: 1) The four types of ES production capacity values were shown to: Cultural Services>Supporting Services>Regulating service>Provisioning services at two scales of the irrigated and Ganzhou District; 2) From 2000 to 2009, the four types of ES supply were decreasing, at the same time, urban land use and road network construction which driven by human activities were rapidly increasing, and the whole oasis of agricultural area had exploited overly; 3) The approach developed in this study is highly workable and reliable, and the difficult work is analysis of multi-disciplinary data and knowledge. This study may have some implications for the ES assessment of other zones.

ecosystem service; GIS; LUCC; spatialization

國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃的重點(diǎn)支持項(xiàng)目(91125019)；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(40971291,40901292)

2012- 05- 14;

2012- 10- 26

*通訊作者Corresponding author.E-mail: liangyj05@163.com

10.5846/stxb201205140708

梁友嘉，徐中民，鐘方雷，宋曉諭.基于LUCC的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間化研究——以張掖市甘州區(qū)為例.生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(15):4758- 4766.

Liang Y J，Xu Z M，Zhong F L，Song X Y.An spatial ecosystem services approach based on LUCC: a case study of Ganzhou district of Zhangye City.Acta Ecologica Sinica,2013,33(15):4758- 4766.