于開芹

摘要 [目的]定量分析城市化進(jìn)程中泰安市岱岳區(qū)生態(tài)用地變化對生態(tài)服務(wù)價值變化的影響，為該區(qū)域科學(xué)合理地規(guī)劃生態(tài)用地布局、提高人居環(huán)境質(zhì)量提供理論依據(jù)和決策支持。[方法]利用遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，獲取并分析泰安市岱岳區(qū)2000和2010年2期的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)。[結(jié)果]2000—2010年岱岳區(qū)生態(tài)用地總面積減少了183.76 hm.2；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值總量減少了2.83×10.6元，其中水域減少的最多，達(dá)17.19×10.6元。[結(jié)論]林地生態(tài)系統(tǒng)和水域生態(tài)系統(tǒng)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值影響較大，是影響該區(qū)域整個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化的重要子系統(tǒng)。因此，合理規(guī)劃生態(tài)用地的結(jié)構(gòu)和布局，特別是林地和水域布局，可有效地提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。

關(guān)鍵詞 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；土地利用；生態(tài)用地

中圖分類號 F301.24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）23-0052-03

Abstract [Objective]Effects of eological land use changes on ecosystem services values were quantitatively analyzed during urbanization process in Daiyue District of Taian，which provides theoretical basis and decision support for the scientific and rational planning of ecological land use and improving the quality of human settlements.[Method]Two remote sensing images of Daiyue District in Taian in 2000 and 2010 were analyzed with the aid of GIS and RS.[Result]From 2000 to 2010，the total area of ecological land in Daiyue District decreased by 183.76 hm.2；the total value of ecosystem services decreased by 2.83×10.6 yuan，of which waters decreased the most，reaching 17.19×10.6 yuan.[Conclusion]Forest ecosystems and water ecosystems have a significant impact on the value of ecosystem services and are important subsystems that affect the value of ecosystem services throughout the region.Therefore，rational planning of the structure and layout of ecological land，especially the layout of forest land and waters，can effectively improve the value of ecosystem services.

Key words Ecosystem service value；Land use；Ecological land

生態(tài)用地是指區(qū)域或城鎮(zhèn)土地中以提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為主的土地利用類型，對維持區(qū)域生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。它既關(guān)系到區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和彈性，也是土地利用與生態(tài)建設(shè)的直接聯(lián)系[2-3]。城鄉(xiāng)結(jié)合部生態(tài)用地作為城市中具有反饋調(diào)節(jié)作用的子系統(tǒng)，是城市重要的協(xié)調(diào)要素，不僅對城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，也是保障城鎮(zhèn)居民良好人居環(huán)境的重要組成部分。近年來，城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題受到越來越多的關(guān)注，城鄉(xiāng)結(jié)合部的生態(tài)用地作為調(diào)節(jié)城市生態(tài)環(huán)境的重要因子，可為城市提供眾多的生態(tài)服務(wù)功能，如氣候調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)等，所以關(guān)于城市生態(tài)用地的研究也逐漸增多[4-7]。而區(qū)域生態(tài)用地變化及其對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值影響的研究對于如何科學(xué)規(guī)劃城市用地、優(yōu)化生態(tài)用地的布局以及結(jié)構(gòu)功能，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境，保持生態(tài)系統(tǒng)平衡，促進(jìn)人口、資源、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展等方面都具有重要的意義。筆者選取泰安市城鄉(xiāng)結(jié)合部這一生態(tài)脆弱區(qū)為研究對象，通過對研究區(qū)域2000—2010年生態(tài)用地變化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化的耦合研究，分析各類生態(tài)用地類型的變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響，從而為該區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供指導(dǎo)，也為土地利用規(guī)劃提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域泰安市岱岳區(qū)為環(huán)繞在泰安市建成區(qū)周圍的一個環(huán)狀地帶

（116°50′26″～117°28′16″E、35°52′29″～36°28′36″N），總體地勢北高南低，東高西低，山地、丘陵、平原各占1/3，屬溫帶大陸性半濕潤季風(fēng)氣候，南北長66 km，東西寬56 km，總面積為175 km.2，對泰安建成區(qū)形成半包圍狀態(tài)，是泰安市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的資源基礎(chǔ)和風(fēng)險的緩沖地帶。2016年統(tǒng)計資料顯示，岱岳區(qū)下轄2街道、9鎮(zhèn)，常住總?cè)丝?9.56萬人。

1.2 研究數(shù)據(jù)來源與處理

該研究采用的數(shù)據(jù)資料主要有泰安市岱岳區(qū)2000年空間分辨率為30 m的ETM圖像；2010年空間分辨率為30 m的TM圖像，2008年研究區(qū)行政區(qū)劃圖；國家測繪局調(diào)繪的泰安市岱岳區(qū)地形圖（比例尺1∶50 000，坐標(biāo)系為1980西安坐標(biāo)系）。泰安市岱岳區(qū)社會經(jīng)濟(jì)和人口資料來源于《泰安市統(tǒng)計年鑒》。

數(shù)據(jù)處理采用軟件ENVI 4.7對研究區(qū)遙感影像進(jìn)行解譯，根據(jù)遙感影像特征和研究區(qū)域概況，參考《土地利用現(xiàn)狀分類》國家標(biāo)準(zhǔn)。在ERDAS 9.2中采取監(jiān)督分類和目視解譯相結(jié)合的方法對遙感影像進(jìn)行解譯，遙感影像解譯結(jié)果顯示2000年Kappa指數(shù)精度達(dá)到0.88；2010年Kappa指數(shù)精度達(dá)到0.83，滿足遙感解譯的精度要求，解譯數(shù)據(jù)可以用于研究。

1.3 生態(tài)服務(wù)價值評價方法

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成的及所維持的人類賴以生存的自然條件與效用。它不僅為人類提供了食物、水源和其他生產(chǎn)生活原料，更重要的是維持和調(diào)節(jié)了人類賴以生存的生命支持系統(tǒng)[8]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值現(xiàn)已成為生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)和環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究重點(diǎn)[9]。Costanza 等[10]在1997年提出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價值估算方法，使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估的原理與方法從科學(xué)意義上得以明確。1999年歐陽志云等[8]首先采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念，初步評估了我國陸地生態(tài)系統(tǒng)的6種服務(wù)功能及其經(jīng)濟(jì)價值。2015年，謝高地等[11]基于擴(kuò)展的勞動價值論原理，利用單位面積生態(tài)系統(tǒng)價值當(dāng)量因子的方法，對我國的11種生態(tài)服務(wù)類型價值進(jìn)行評估。

將研究區(qū)生態(tài)用地劃分為林地、園地、水域和未利用地四大類[1，3-4]，在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能劃分上，遵從謝高地等[11]的9類生態(tài)服務(wù)功能劃分原則，將土壤形成與保護(hù)劃分為侵蝕控制和土壤形成兩部分。在計算生態(tài)服務(wù)價值時當(dāng)量因子按以下原則操作：園地取森林和草地的平均值[12]；未利用地對應(yīng)難利用地。根據(jù)謝高地等[11]的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價值的區(qū)域修正系數(shù)制訂了適合該研究區(qū)域的生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量表，如表1所示。

1.4 敏感性分析

為驗證以上的生態(tài)系統(tǒng)類型對各生態(tài)用地類型的代表性和謝高地等[11]所提供的價值系數(shù)的準(zhǔn)確性，可應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)中常用的彈性系數(shù)概念來計算價值系數(shù)的敏感性指數(shù)（coefficient of sensitivity，CS），以確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值隨時間的變化情況對于價值系數(shù)的依賴程度。CS 的含義是指VC變動1%引起ESV的變化情況，如果CS > 1，說明ESV對VC是敏感的、富有彈性的，即1%的自變量變動將引起應(yīng)變量大于1%的變動；如果CS <1，則說明ESV對VC是缺乏彈性的，即1%的自變量變動將引起應(yīng)變量小于1%的變動。比值越大，表明VC的準(zhǔn)確性對估算的ESV就越關(guān)鍵。該研究通過將各生態(tài)用地類型的生態(tài)價值系數(shù)分別上調(diào)和下調(diào)50%來計算CS，從而來分析ESV對VC的敏感程度。其計算公式如下：

式中，ESV為總生態(tài)服務(wù)價值量；VC為生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)；i和j為最初的價值系數(shù)和調(diào)整后的價值系數(shù)；k為某種生態(tài)用地類型；CS為生態(tài)服務(wù)價值的敏感度。

2 結(jié)果與分析

2.1 城鄉(xiāng)結(jié)合部生態(tài)用地變化及其生態(tài)服務(wù)價值變化分析

對遙感數(shù)據(jù)解譯和實地調(diào)研后，得到2000—2010年岱岳區(qū)土地利用類型/覆被變化表（表2）。從表2可看出，2000年岱岳區(qū)生態(tài)用地總面積為76 189.98 hm.2，占研究區(qū)總面積的43.54%，其中園地在生態(tài)用地中所占比例最大，為42.85%。2010年生態(tài)用地總面積為76 006.22 hm.2，相比2000年減少183.76 hm.2，其結(jié)構(gòu)特征為林地>園地>水域>未利用地，除林地面積有所增加外，其余各類生態(tài)用地面積均減少，其中，園地面積減少最多，達(dá)768.24 hm.2；未利用地的變化幅度最大，變化率為5.185%。

2.2 研究區(qū)生態(tài)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值變化

根據(jù)上述計算方法和表2，計算得到泰安市岱岳區(qū)生態(tài)用地的生態(tài)服務(wù)價值（表3）。從表3可以看到，2000和2010年岱岳區(qū)生態(tài)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值總量分別為1 314.06×10.6、1 311.23×10.6元，2000—2010年岱岳區(qū)生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價值總量減少2.83×10.6元。從生態(tài)用地和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化情況來看，水域的生態(tài)服務(wù)價值減少是最快的，10年內(nèi)減少了17.19×10.6元；林地的生態(tài)服務(wù)價值在此時期內(nèi)增加了22.31×10.6元；園地和未利用地的生態(tài)服務(wù)價值變化相對較小。

2.3 研究區(qū)單項態(tài)服務(wù)價值的變化

根據(jù)表3和生態(tài)服務(wù)價值計算公式，計算泰安市岱岳區(qū)各類生態(tài)用地的生態(tài)系統(tǒng)單項服務(wù)價值量及其變化情況，結(jié)果見表4。從表4可以看出，水分調(diào)節(jié)和廢物處理在所有服務(wù)項目中生態(tài)服務(wù)功能價值所占比例相對較大。從生態(tài)系統(tǒng)單項服務(wù)功能價值變化的總體趨勢來看，2000—2010年所有服務(wù)項目的價值量中水分調(diào)節(jié)和廢物處理價值量下降幅度最大，其中廢物處理的價值量減少了5.67×10.6元，下降最多，而土壤形成的價值量增加最多，達(dá)2.85×10.6元，其次為生物多樣性，價值量增加2.07×10.6元。

2.4 敏感性分析

從表5可以看出，研究區(qū)各生態(tài)用地類型的ESV對VC的敏感性指數(shù)均小于1，其中最低的是未利用地，2000和2010年的敏感性指數(shù)分別為為0.002 2和0.002 1，即當(dāng)未利用地生態(tài)價值系數(shù)增加1%時，總價值增加0.002 2%和0.002 1%。以上結(jié)果表明，該研究中所選取的價值系數(shù)對于研究區(qū)而言是較合適的。可見對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)（VC）來說，總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值是缺乏彈性的，研究結(jié)果是可信的。

3 小結(jié)與討論

分析岱岳區(qū)生態(tài)用地對生態(tài)服務(wù)價值的影響可知，在各類生態(tài)用地中，林地生態(tài)系統(tǒng)和水域生態(tài)系統(tǒng)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值影響度較大，是影響整個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化的重要子系統(tǒng)。2000—2010年研究區(qū)生態(tài)用地總面積減少了183.76 hm.2，生態(tài)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值總量減少了2.83×10.6元，其中水域減少的最多，達(dá)17.19×10.6元，減少的原因主要是林地生態(tài)服務(wù)價值的增加不能彌補(bǔ)園地、水域和未利用地生態(tài)服務(wù)價值的減少。因此，在城市規(guī)劃過程中應(yīng)盡量減少建設(shè)用地占用林地和水域的面積，同時協(xié)調(diào)林地、水域與園地的面積，以更好地發(fā)揮生態(tài)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。

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