白澤龍，包安明，常 存，李 琴，努爾家依·熱介夫

（1．中國(guó)科學(xué)院 新疆生態(tài)與地理研究所，新疆 烏魯木齊830011；2．中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049；3．荒漠與綠洲生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊830011；4．新疆環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，新疆 烏魯木齊830011；5．濟(jì)南大學(xué)，山東 濟(jì)南；6．新疆昌吉回族自治州環(huán)境監(jiān)測(cè)站，新疆 昌吉831100）

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指通過生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程和功能直接或間接得到的生命支持產(chǎn)品和服務(wù)［1］。生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的服務(wù)包括兩大類：一是提供人們生活必需的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品，二是提供保證人類生活質(zhì)量的生態(tài)功能［2］。因而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和基本條件，是人類擁有的關(guān)鍵自然資本，對(duì)其功能的評(píng)價(jià)在全球生態(tài)系統(tǒng)管理和可持續(xù)發(fā)展生態(tài)學(xué)研究中占有十分重要的地位［3－4］。由人類活動(dòng)引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下被廣泛關(guān)注，特別是作為全球環(huán)境變化核心領(lǐng)域的土地利用／覆被變化（LUCC）通過改變生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)維持其服務(wù)功能起決定性作用［5］，將深刻影響生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值。因此，研究土地利用變化對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響具有重要意義。

國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的理論、評(píng)價(jià)、估算和應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究［6－9］，但大多基于全球或國(guó)家等行政區(qū)域尺度，對(duì)重點(diǎn)流域、自然保護(hù)區(qū)等自然區(qū)域尺度的價(jià)值評(píng)估研究較少，而從土地利用角度研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值還處于起步階段［10－12］，另外，對(duì)生態(tài)環(huán)境脆弱的干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究相對(duì)缺乏。艾比湖流域集濕地和荒漠化過程為一體，反映了地質(zhì)、水文、強(qiáng)氣流和人類活動(dòng)過程的綜合作用，是準(zhǔn)噶爾盆地生態(tài)環(huán)境變化的關(guān)鍵地區(qū)。隨著艾比湖地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對(duì)自然的干擾不斷加強(qiáng)，土地開發(fā)利用問題日益突出，土地利用／覆被發(fā)生著重大的變化，嚴(yán)重影響流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的提供。因此，開展艾比湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的動(dòng)態(tài)研究，對(duì)分析由LUCC引起的生態(tài)與環(huán)境變化具有重要的指導(dǎo)作用，同時(shí)，將為流域土地資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供決策支持，并可為估算干旱區(qū)典型內(nèi)陸湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化提供新的思路。本文運(yùn)用遙感、GIS等手段，通過土地利用類型的面積及其凈變化和凈變化速度重建了艾比湖流域LUCC過程，并利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、生態(tài)系統(tǒng)單項(xiàng)功能的服務(wù)價(jià)值和敏感性指數(shù)，分析了流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化過程和土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的關(guān)系，以期探索干旱區(qū)內(nèi)陸湖流域土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值影響的一般規(guī)律，為生態(tài)系統(tǒng)各種服務(wù)功能的保育與提高、生態(tài)補(bǔ)償制度的建立提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

艾比 湖 流 域 地 理 坐 標(biāo) 為 43°38′—45°52′N，79°53′—85°02′E。流域地跨博爾塔拉蒙古自治州的博樂市、溫泉縣和精河縣，塔城地區(qū)的烏蘇和托里縣南部，伊犁直屬的奎屯市和克拉瑪依的獨(dú)山子區(qū)。流域面積5．00×104km2，其中山地面積和平原區(qū)面積較大，湖泊面積較小，流域包括艾比湖沿岸的博樂、精河2個(gè)綠洲，地處艾比湖流域的中部偏西（包括艾比湖湖區(qū)）。夏季降水稀少，冬季異常干燥寒冷，年平均氣溫6．6～7．8 ℃，多年平均降水量116．0～169．2mm，生態(tài)環(huán)境十分脆弱。受西風(fēng)環(huán)流以及蒙古高壓和西伯里亞冷空氣的影響，艾比湖地區(qū)表現(xiàn)為典型的中溫帶干旱大陸氣候，以干旱少雨，蒸發(fā)量大，日照充足，氣候變化劇烈為特征，特別是與特殊的地形地貌相匹配，風(fēng)多風(fēng)大，沙塵暴和浮塵活動(dòng)頻繁是該地區(qū)的顯著特色。艾比湖位于該流域的最低處，是典型的干旱區(qū)湖泊，具有特殊的濕地干旱生態(tài)系統(tǒng)。

2 研究數(shù)據(jù)與方法

2．1 土地利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取

本研究所用1970，1990年和2000年的土地利用與土地覆被數(shù)據(jù)來源于中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所知識(shí)創(chuàng)新重要方向項(xiàng)目“新疆近50aLUCC及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究（KZCX3－SW－327）”完成的新疆土地利用／覆被數(shù)據(jù)集。2009年的土地利用與覆被數(shù)據(jù)以2009年TM遙感影像作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)影像進(jìn)行包括輻射校正、幾何精校正和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等預(yù)處理，在綜合考慮遙感影像數(shù)據(jù)光譜信息和紋理特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合干旱區(qū)特點(diǎn)，對(duì)土地資源分類系統(tǒng)進(jìn)行合并處理，將研究區(qū)土地利用劃分為6個(gè)類型，即耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地。對(duì)于一些線狀地物，例如部分公路、農(nóng)村道路、溝渠、防護(hù)林帶等，因技術(shù)處理原因無法單獨(dú)分類，故分別列入上述地類之中，不再單獨(dú)列出。按照上述分類系統(tǒng)，采用最大似然分類法對(duì)2009年TM遙感影像進(jìn)行監(jiān)督分類，并對(duì)其分類結(jié)果采用最常用的Kappa系數(shù)法進(jìn)行精度檢驗(yàn)，符合分類精度的要求。為了數(shù)據(jù)的一致性，將1970，1990和2000年3期的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行合并處理，與2009年數(shù)據(jù)一樣，劃分為6個(gè)類型，即耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地。以這4期的土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析。

2．2 土地利用動(dòng)態(tài)變化研究方法

某土地利用類型面積的相對(duì)變化（Nc）采用下列公式計(jì)算：

式中：Ua，Ub——研究初期和末期某一土地利用類型的面積；ΔUout——研究時(shí)段內(nèi)該土地利用類型轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌恋乩妙愋偷拿娣e之和；ΔUin——其他土地利用類型轉(zhuǎn)變?yōu)樵撏恋乩妙愋偷拿娣e之和。下同。

相應(yīng)的某土地利用類型凈變化速度（Rs）的計(jì)算公式如下：

式中：T——研究時(shí)段。

2．3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)方法

Costanza等［1，13］將全球生物圈劃分成16種生態(tài)系統(tǒng)和17種生態(tài)系統(tǒng)功能，并估算了它們的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，但 Costanza等［1，14］的方法是基于全球尺度，且對(duì)某些生態(tài)系統(tǒng)單位面積的價(jià)值估計(jì)過高或過低，如對(duì)耕地的估計(jì)過低，對(duì)濕地又偏高等。為了盡量減少在中國(guó)應(yīng)用時(shí)的誤差，本研究采用價(jià)值量評(píng)價(jià)法，借鑒謝高地等［14］提出的中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值表，同時(shí)根據(jù)謝高地等［14］對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的區(qū)域修正系數(shù)（新疆為0．58），確定艾比湖流域不同土地利用類型相對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)類型及生態(tài)價(jià)值系數(shù)（表1），其中建設(shè)用地不考慮在內(nèi)。

表1 艾比湖流域各土地利用類型所對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)類型及其生態(tài)價(jià)值系數(shù) 元／（hm2·a）

提取每種土地利用類型單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)后，運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的模型［1］來分析各種土地利用／覆被類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和單項(xiàng)功能的服務(wù)價(jià)值，其計(jì)算公式如下：

式中：ESV——生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（元）；Ak——研究區(qū)第k種土地利用類型的面積（hm2）；VCk——第k種土地利用類型的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)〔元／h（m2·a）〕；ESVf——生態(tài)系統(tǒng)第f項(xiàng)功能的服務(wù)價(jià)值（元）；VCfk——第k種土地利用類型所對(duì)應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)第f項(xiàng)功能的服務(wù)價(jià)值系數(shù)〔元／（hm2·a）〕。

2．4 敏感性分析

為了確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值隨時(shí)間的變化對(duì)于生態(tài)服務(wù)價(jià)值指數(shù)的依賴程度，本文參照相關(guān)研究成果［15］，選取經(jīng)濟(jì)學(xué)中常用的彈性系數(shù)概念來計(jì)算價(jià)值指數(shù)VC的敏感性指數(shù)CS，敏感性指數(shù)是指生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值系數(shù)變動(dòng)1%引起生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化情況。文中將各類土地利用類型的價(jià)值指數(shù)VC分別調(diào)整50%，以衡量生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)價(jià)值指數(shù)VC的敏感程度。如果CS＞1，表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相對(duì)于VC是富有彈性的；如果CS＜1，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值則被認(rèn)為缺乏彈性。CS值越大，表明生態(tài)服務(wù)價(jià)值指數(shù)的準(zhǔn)確性越關(guān)鍵。敏感性指數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中：ESVi，ESVj——表示初始的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)服務(wù)價(jià)值指數(shù)調(diào)整后的生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值。

3 結(jié)果與分析

3．1 土地利用變化分析

艾比湖流域土地利用／覆被結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)了干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境的特征，由于水資源的缺乏，存在大量未利用地，耕地作為人工綠洲鑲嵌其中，占流域面積很小的綠洲區(qū)承載了全部的人口和糧食生產(chǎn)，林地和草地分布于荒漠邊緣，水域和建設(shè)用地相對(duì)較少。從表2可以看出，整體上艾比湖流域的土地利用類型以草地和未利用地為主，在研究區(qū)總面積中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；建設(shè)用地所占比例最小。在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)，耕地和建設(shè)用地的面積逐漸增加，草地面積先增加后減少，林地和水域面積先減少后增加而后又減少，未利用地面積先減少后增加。

1970—1990年，研究區(qū)耕地、草地和建設(shè)用地面積增加，其中耕地的凈變化最大；林地、水域和未利用地面積減少，其中林地的凈變化最大；由于草地和其他未利用地面積在總土地面積中所占比例較大，其凈變化較小。1990—2000年，耕地、建設(shè)用地和未利用的變化趨勢(shì)與1970—1990年的變化趨勢(shì)一致，林地、草地和水域的變化趨勢(shì)則相反。2000—2009年，耕地、建設(shè)用地和未利用地的面積增加，林地、草地和水域的面積減少，但其變化趨勢(shì)不是很明顯，各地類面積凈變化不是很大。就整個(gè)研究時(shí)段而言，耕地和建設(shè)用地的面積增加，且他們的凈變化均超過200%，增加比較明顯；其他土地利用類型的面積減少，但凈變化低，減少趨勢(shì)不是很明顯。

表2 艾比湖流域1970－2009年的土地利用變化

1970年以來，艾比湖流域建設(shè)用地凈變化最大，增速最高，表明城市化進(jìn)程加快且農(nóng)村基本建設(shè)得到長(zhǎng)足發(fā)展；耕地增速較高是流域內(nèi)人口增加和新疆大規(guī)模墾殖的結(jié)果；林地和草地的減少主要是大量的林地和草地被開墾為耕地，說明流域的生態(tài)環(huán)境建設(shè)處于比較弱的水平。

雖然未利用地有所減少，但其面積仍占流域的40．59%，繼續(xù)改造未利用地仍然是流域生態(tài)環(huán)境治理的難題和關(guān)鍵。土地利用類型的相互轉(zhuǎn)化是人類改造生態(tài)系統(tǒng)的開始，土地利用變化必然改變了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的動(dòng)態(tài)變化。

3．2 土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響

3．2．1 土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)單項(xiàng)服務(wù)價(jià)值變化 根據(jù)式（4）計(jì)算各年份生態(tài)系統(tǒng)單項(xiàng)服務(wù)價(jià)值和不同時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)單項(xiàng)服務(wù)的價(jià)值變化，由表3可知，在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值結(jié)構(gòu)中水源涵養(yǎng)，土壤形成保護(hù)和廢物處理比例最高，三者之和超過總價(jià)值的50%，其中廢物處理服務(wù)價(jià)值在4個(gè)研究時(shí)期內(nèi)所占比例逐漸增大。此外，生物多樣性保護(hù)服務(wù)價(jià)值在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值結(jié)構(gòu)中比例也很大，超過10%。這充分說明該區(qū)域是新疆乃至全國(guó)生態(tài)安全極為重要的核心區(qū)域。根據(jù)估算的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的大小，分別對(duì)1970，1990，2000和2009年每種生態(tài)系統(tǒng)功能對(duì)總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)進(jìn)行排序，基于4期的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值平均值，得到每一種功能的總體等級(jí)。從整個(gè)研究時(shí)段來看，研究區(qū)每種生態(tài)系統(tǒng)功能的服務(wù)價(jià)值對(duì)總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)大小的變化較小，其等級(jí)排序基本相同。根據(jù)每種功能的服務(wù)價(jià)值對(duì)總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)的整體等級(jí)，從高到低依次為廢物處理、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護(hù)、生物多樣性保護(hù)、氣候調(diào)節(jié)、氣體調(diào)節(jié)、娛樂文化、原材料和食物生產(chǎn)。其中廢物處理的貢獻(xiàn)不斷增加，氣體調(diào)節(jié)的貢獻(xiàn)不斷減小，其他功能的貢獻(xiàn)則處于時(shí)增時(shí)減的動(dòng)態(tài)變化之中，沒有持續(xù)性的增減趨勢(shì)。1970—1990年只有土壤形成與保護(hù)和食物生產(chǎn)呈增加趨勢(shì)，食物生產(chǎn)增速最高，年增長(zhǎng)率為1．60%，主要是由食物生產(chǎn)價(jià)值系數(shù)最高的耕地增長(zhǎng)所致；其他各單項(xiàng)服務(wù)價(jià)值呈減少趨勢(shì)，主要是由提供這幾項(xiàng)功能最高的水域和林地減少所致。1990—2000年各單項(xiàng)服務(wù)價(jià)值總體呈增加趨勢(shì)，其中增速最高的是水源涵養(yǎng)，年增長(zhǎng)率為0．96%，此外原材料的增速也很大。2000—2009年各單項(xiàng)服務(wù)價(jià)值總體呈減小趨勢(shì)，其中減速最高的是土壤形成與保護(hù)，年減少率為1．02%。1970—2009年整個(gè)研究時(shí)期內(nèi)，只有食物生產(chǎn)呈增加趨勢(shì)，年增長(zhǎng)率為0．85%，其他各單項(xiàng)服務(wù)價(jià)值呈減少趨勢(shì)，其中原材料減速最快，年減少率為0．80%。

表3 艾比湖流域1970－2009年生態(tài)系統(tǒng)單項(xiàng)服務(wù)價(jià)值變化108元

3．2．2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值變化 根據(jù)式（3），計(jì)算不同土地利用類型各年份生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值及變化。由圖1可以看出，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值結(jié)構(gòu)以草地和水域的生態(tài)價(jià)值為主體，兩者在4個(gè)研究時(shí)期內(nèi)所占生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的比例均超過70%。研究區(qū)草地、林地和水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的比例較大，未利用地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的比例最小。

草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的比例與其土地面積在總土地面積中所占的比例均為最大；水域和林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的比例遠(yuǎn)大于其土地面積在總土地面積中所占的比例；未利用地在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)的面積比例均大于30%，但其在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中所占比例均小于3%。造成這種格局的主要原因是研究區(qū)草地、林地、水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)遠(yuǎn)大于其他未利用地的價(jià)值系數(shù)。

圖1 艾比湖流域各土地利用類型面積結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值結(jié)構(gòu)

由表4可知，艾比湖流域生態(tài)服務(wù)總價(jià)值在1970年以來總體減少，價(jià)值由1970年的1．88×1010元減少到2009年的1．75×1010元，39a間平均減少率為0．18%。林地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值減幅最大，其次為水域和草地，只有耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增大，林地面積的減少是導(dǎo)致該時(shí)段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失的最主要原因，水域次之，與此同時(shí)，耕地作為唯一的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增大的地類，其面積的增加從一定程度上補(bǔ)償了總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的部分損失。1970—1990年，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值減少，林地、水域和未利用地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少，其中林地減幅最大，年減少率2．08%；耕地和草地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加，草地增幅最大，但耕地的年增加率最大；林地面積的減少是導(dǎo)致該時(shí)段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失的最主要原因，未利用地次之，同時(shí)，耕地和草地面積的增加從一定程度上補(bǔ)償了總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的部分損失。1990—2000年，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值增加，草地和未利用地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少，但減少幅度不是很大；其他地類的生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加，水域增幅最大；草地和未利用地面積的減少引起該時(shí)段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的損失，但耕地、林地和水域面積的大幅增加，不僅補(bǔ)償了總價(jià)值的損失，而且使總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加了9．86億元；與1970—1990年相比，此時(shí)段內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的年變化率大幅降低，且與各自面積的變化趨勢(shì)一致。2000—2009年，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值減少，草地、水域和林地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少，草地減幅最大，年減少率1．59%；水域和林地的減少幅度不是很大；耕地和未利用地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加，耕地增幅最大；草地面積的減少是引起該時(shí)段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失的最主要原因，耕地和未利用地面積的增加補(bǔ)償了總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的部分損失，但總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值還是減少了12．7億元；與1990—2000年相比，此時(shí)段內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的年變化率有所增加，但變化不大，只有耕地和草地的變化趨勢(shì)相同，其他地類變化趨勢(shì)相反，并且與它們各自的面積變化趨勢(shì)相同。從圖2可以看出，林地和水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與總價(jià)值的變化趨勢(shì)是一致的，它們?cè)诤艽蟪潭壬狭藳Q定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值及變化趨勢(shì)，因此，今后在生態(tài)建設(shè)和管理中應(yīng)注重對(duì)流域內(nèi)林地和水域生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)。

表4 艾比湖流域1970－2009年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值變化 108元

圖2 艾比湖流域各時(shí)段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量變化

3．3 敏感性分析

本文將研究區(qū)各土地利用／覆被類型的價(jià)值系數(shù)分別上下調(diào)整50% ，根據(jù)式（5），計(jì)算價(jià)值系數(shù)調(diào)整后總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的百分比，并估算出敏感性指數(shù)（表5）。

由表5可以看出，在各種情況下，研究區(qū)所有土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)的敏感性指數(shù)（CS）均＜1，且接近于0，說明相對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)來說，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價(jià)值缺乏彈性。不同年份之間差異很小，由高到低依次為草地、水域、林地、耕地和未利用地。草地的CS最高，主要原因是草地因面積優(yōu)勢(shì)在總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中所占比例最大；水域和林地次之，主要原因是水域和林地的價(jià)值系數(shù)較大；雖然其他未利用地面積僅次于草地，但由于其價(jià)值系數(shù)較低，導(dǎo)致其CS最?。ńㄔO(shè)用地除外）。

1970—1990年耕地和草地敏感性指數(shù)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，林地和水域敏感性指數(shù)呈減少趨勢(shì)，這表明耕地和草地的生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值系數(shù)變化會(huì)對(duì)艾比湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值產(chǎn)生了放大作用，林地和水域生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值系數(shù)變化對(duì)艾比湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值產(chǎn)生了縮小的作用。未利用地的敏感性指數(shù)很小，位于0～0．03之間，表明未利用地生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值系數(shù)變化對(duì)艾比湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的變化影響不大。1990—2009年林地和水域敏感性指數(shù)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，草地敏感性指數(shù)呈減少趨勢(shì)，與1970—1990年變化趨勢(shì)相反。草地的敏感性指數(shù)在這個(gè)研究時(shí)段內(nèi)都是最高的，在0．41～0．50之間，說明草地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)率最大，當(dāng)草地生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值系數(shù)增加1%時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加0．41%～0．50%。敏感性分析表明，即使價(jià)值系數(shù)具有不確定性，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的估算仍是穩(wěn)健的。

表5 調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值后研究區(qū)總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化及其敏感性指數(shù)

4 結(jié) 論

本文依據(jù)新疆艾比湖流域1970，1990，2000，2009年4期土地利用數(shù)據(jù)，分析了流域土地利用變化情況，應(yīng)用謝高地等［14］提出的中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)，估算了土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化，引入彈性系數(shù)概念對(duì)生態(tài)價(jià)值的敏感性指數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。

（1）艾比湖流域1970—2009年土地利用變化顯著，耕地和建設(shè)用地的面積增加，其他土地利用類型的面積減少，變化量最大的是耕地，其增加趨勢(shì)明顯，39a間共增加了339 289．08hm2，變化速度最快的是建設(shè)用地，年增長(zhǎng)率為12．51%，此外，耕地的變化速度也很快，年增長(zhǎng)率為11．92%，其他用地類型為負(fù)增長(zhǎng)。

（2）艾比湖流域生態(tài)服務(wù)總價(jià)值在1970年以來呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，到2009年總價(jià)值減少了1．35×109元，其中林地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值減幅最大，其次為水域和草地，只有耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增大。在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)，不同生態(tài)系統(tǒng)功能的服務(wù)價(jià)值對(duì)總服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)的等級(jí)基本保持不變，水源涵養(yǎng)、土壤形成保護(hù)和廢物處理的貢獻(xiàn)率最大。林地和水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與總價(jià)值的變化趨勢(shì)一致，它們?cè)诤艽蟪潭壬狭藳Q定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值及變化趨勢(shì)。

（3）敏感性指數(shù)表明，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)于生態(tài)價(jià)值系數(shù)是缺乏彈性的，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)的敏感程度均小于1，因此研究結(jié)果是可信的。

（4）本文只對(duì)艾比湖流域土地利用數(shù)量和結(jié)構(gòu)變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響進(jìn)行了探討，但土地質(zhì)量變化同樣影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，同時(shí)缺乏土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間差異的研究。

［1］ Costanza R，d′Arge R，de Groot R，et al．The value of the world′s ecosystem services and natural capital［J］．Nature，1997，386：253－260．

［2］ 王新華，張志強(qiáng)．黑河流域土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響［J］．生態(tài)環(huán)境，2004，13（4）：608－611．

［3］ 謝高地，張釔鋰，魯春霞，等．中國(guó)自然草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值［J］．自然資源學(xué)報(bào)，2001，16（1）：47－53．

［4］ 趙同謙，歐陽(yáng)志云，王效科，等．中國(guó)陸地地表水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià)［J］．自然資源學(xué)報(bào)，2003，18（4）：443－452．

［5］ TurnerⅡB L，Skole D L，Sanderson S，et a1．Land－use and Land－cover Change［R］．Stockholm and Geneva：IGBP Report and HDP Report．1995．

［6］ 楊光梅，李文華，閔慶文．生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究進(jìn)展：國(guó)外學(xué)者觀點(diǎn)［J］．生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26（1）：205－212．

［7］ Sutton P C，Constanza R．Global estimates of market and non－market values derived from nighttime satellite imagery，land cover，and ecosystem service valuation［J］．Ecological Economies，2002，41（3）：509－527．

［8］ 吳建國(guó)，常學(xué)向．荒漠生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的探索［J］．中國(guó)沙漠，2005，25（4）：604－611．

［9］ 謝高地，魯春霞，冷允法，等．青藏高原生態(tài)資產(chǎn)的價(jià)值評(píng)估［J］．自然資源學(xué)報(bào)，2003，18（2）：189－196．

［10］ 閔捷，高魏，李曉云，等．武漢市土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空變化分析［J］．水土保持學(xué)報(bào)，2006，20（4）：170－174．

［11］ 莫宏偉，任志遠(yuǎn)，謝紅霞．延安市城郊區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)與生態(tài)效應(yīng)變化［J］．水土保持學(xué)報(bào)，2004，18（4）：130－133．

［12］ 王娟，崔保山，盧遠(yuǎn)，等．生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在土地利用規(guī)劃中的應(yīng)用［J］．水土保持學(xué)報(bào)，2006，20（1）：160－163．

［13］ Costanza R，Cumberland J，Daly H，et al．An introduction to ecological economics florida［M］．St Lucie Press，1997：49－70．

［14］ 謝高地，肖玉，甄霖，等．我國(guó)糧食生產(chǎn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值研究［J］．中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，13（3）：10－13．

［15］ 岳書平，張樹文，閆業(yè)超．東北樣帶土地利用變化對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的影響［J］．地理學(xué)報(bào)，2007，62（8）：879－886．