孫思琦, 郭濼, 薛達元

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重慶市巫山縣土地利用格局及其生態(tài)系統(tǒng)服務價值的時空變化

孫思琦1, 郭濼*, 薛達元

中央民族大學生命與環(huán)境科學學院, 北京 100081

巫山縣位于重慶市東部, 地處三峽庫區(qū)腹心, 屬于長江中上游重要的生態(tài)屏障區(qū), 也是實施河長制的重點區(qū)域, 生態(tài)保護的意義重大。因此以巫山縣為研究區(qū)域, 基于1990—2015年間的六期遙感影像, 利用遙感與地理信息技術, 分別從時間和空間兩個尺度分析土地利用類型的結構變化, 并對巫山縣生態(tài)用地所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務價值進行評估。在此基礎上采用GeoDa軟件分析了土地利用類型斑塊面積與生態(tài)系統(tǒng)服務價值之間的空間相關性。結果表明: (1)2000—2015年間的土地利用綜合動態(tài)度指數最高, 林地呈現(xiàn)出下降的趨勢, 耕地、草地、水域以及建筑用地的面積均有不同程度的增加, 其中單一類型動態(tài)度最大的是建筑用地; (2)巫山縣25年間的生態(tài)系統(tǒng)服務價值共增加了338.97×106元, 生態(tài)系統(tǒng)服務主要為調節(jié)服務, 其次是支持服務, 水資源供給、水文調節(jié)以及凈化環(huán)境等生態(tài)系統(tǒng)服務改善較大; (3)生態(tài)系統(tǒng)服務價值與土地斑塊面積之間的空間相關性以高-低和高-高類型區(qū)為主, 其中高-高類型區(qū)集中分布著林地, 表明林地斑塊面積與生態(tài)系統(tǒng)服務價值之間呈現(xiàn)出正相關關系。

土地利用變化; 生態(tài)系統(tǒng)服務價值; 動態(tài)演變

0 前言

土地利用/土地覆蓋變化(LUCC)是全球氣候變化和全球環(huán)境變化研究中的重要內容, 是人類社會經濟活動行為與自然生態(tài)過程交互銜接的紐帶[1-2], 同時也引起生態(tài)系統(tǒng)服務價值功能和結構的變化, 從而帶來生態(tài)系統(tǒng)服務價值的改變[3-4]。而生態(tài)系統(tǒng)服務是通過生態(tài)系統(tǒng)的功能直接或間接得到的產品和服務, 是由自然資本的能流、物流、信息流構成的生態(tài)系統(tǒng)服務和非自然資本結合在一起所產生的人類福利[5-7]。自1997年Costanza在《Nature》提出生態(tài)系統(tǒng)服務價值估算原理及方法后, 我國學者開始尋找更適合于中國生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估的方法[8-9]。謝高地等參考Costanza等人部分成果, 同時綜合中國專業(yè)人士的生態(tài)問卷調查結果, 建立了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務價值當量表, 并于2015年進行修訂[10-12]。

在城市化和經濟發(fā)展的影響下, 土地資源的交易和占用愈發(fā)活躍, 促使土地使用類型和利用方式快速轉變, 對生態(tài)系統(tǒng)服務價值(ESV, Ecosystem Services Value)產生了顯著影響[13-14]。土地利用活動影響著各類生態(tài)系統(tǒng)類型、面積以及空間分布格局的變化, 是生態(tài)系統(tǒng)服務功能變化的重要驅動力。而生態(tài)系統(tǒng)服務功能的喪失又嚴重影響著社會發(fā)展的穩(wěn)定與人類的安全與健康, 直接威脅著區(qū)域乃至全球的生態(tài)安全[15-16]。因此, 研究土地利用類型結構及時空格局的變化、生態(tài)系統(tǒng)服務價值的演變以及兩者之間的相關性具有重要意義, 可以幫助我們正確把控以及預測生態(tài)系統(tǒng)服務價值格局的演變趨勢, 并根據二者的相關性改善生態(tài)用地的空間結構格局, 使區(qū)域在有限的面積條件下, 創(chuàng)造合適的生態(tài)用地比例來改善當地的生態(tài)環(huán)境, 同時也可以根據區(qū)域的基礎條件, 來協(xié)調各個生態(tài)用地面積比例, 以補足欠缺[17]。

三峽庫區(qū)作為全國生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū), 其生態(tài)環(huán)境安全一直受到了廣泛的關注, 三峽工程對生態(tài)環(huán)境的影響更是備受關注和爭議。三峽工程實施以來, 在工程蓄水、城鎮(zhèn)搬遷、移民安置、生態(tài)退耕和土地綜合整治等過程中, 引起了相應的土地利用變化, 也必然會帶來區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的改變及其服務功能的改變[18-19]。巫山縣處于三峽庫區(qū)腹心, 礦產資源與生物資源豐富, 具有重要的, 生態(tài)環(huán)境保護意義。本文分析了巫山縣 1990—2015年間的土地利用格局的時空變化, 并基于謝高地生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表, 結合巫山縣的實際糧食產量, 計算了巫山縣各個時期生態(tài)系統(tǒng)服務價值及其變化趨勢, 探討了各個土地利用類型面積變化與生態(tài)系統(tǒng)服務價值的相關性, 評估巫山縣生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的時空動態(tài)。為巫山縣改善生態(tài)用地格局提供理論與數據支持。

1 研究區(qū)概況

重慶市巫山縣位于重慶東北部(圖1), 地處三峽庫區(qū)腹心, 跨長江巫峽兩岸。位于東徑109°33′— 110°11′, 北緯30°45′—23°28′之間, 屬亞熱帶季風性濕潤氣候。多年平均氣溫為15.3—23.4℃。全縣面積2958 km2, 常住人口為49.5萬人, 2017年國內生產總值1017946萬元。巫山縣位于大巴山弧形構造、川東褶皺帶及川鄂湘黔隆起褶帶三大構造體系結合部, 長江橫貫東西, 地貌上呈深谷和中低山相間形態(tài), 地形起伏大, 坡度陡, 形成典型的喀斯特地貌, 最低海拔僅73.1 m, 最高海報2590 m。

圖1 研究區(qū)的地理位置

Figure 1 Geographical location of the study area

2 研究方法

2.1 數據處理

本研究數據包括1990年、1995年、2000年、2005年、2010年和2015年的Landsat TM/ETM遙感影像、研究區(qū)域1: 25萬地形圖、土壤和植被專題圖。與傳統(tǒng)分類方法相比, 面向對象的遙感分類方法中的尺度分割能區(qū)分影像上的相鄰區(qū)域, 同類影像對象可使分類屬性及其信噪比得以增強。本文利用面向對象的遙感分類方法, 結合區(qū)域土地類型特征, 將研究區(qū)土地利用類型分為兩級(圖2), 一級分為6類: 耕地、林地、草地、水域、建筑用地、未利用地, 二級分類中把林地分為闊葉林、針葉林和混交林。其中生態(tài)用地包括耕地、林地、草地、水域和未利用地。

2.2 土地利用動態(tài)度

土地利用動態(tài)度是評價土地利用類型數量變化、土地利用程度變化及土地利用變化的區(qū)域差異的指標。

土地類型變化率公式:

式中, C為土地類型變化率,A、A研究區(qū)一種土地利用類型2個時期的面積(hm2)。

單一土地利用類型變化動態(tài)度公式:

式中, K為研究時段內某一土地利用類型動態(tài)度;U、U分別為研究初期和研究末期某一土地利用類型數量;為研究時段長, 當的時段設定為年時, K的值就是該研究區(qū)某種土地利用類型年變化率。

綜合土地利用類型動態(tài)度公式:

式中,LU監(jiān)測起始時間第i類土地利用類型的面積; ΔLU–j為監(jiān)測時段內第i類土地利用類型轉為非i類土地利用類型面積的絕對值;為監(jiān)測時段長度。當的時段設定為年時,的值就是該研究區(qū)土地利用年變化率[20]。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務價值計算

基于謝高地等提出的“中國生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值當量”, 以單位面積農田提供的食物生產服務經濟當量為依據, 結合巫山縣實際確定符合經濟發(fā)展與用地特征的生態(tài)系統(tǒng)服務價值系數謝高地等將生態(tài)系統(tǒng)生產的凈利潤看作該生態(tài)系統(tǒng)所能提供的生產價值, 將單位面積農田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產的凈利潤當作1個標準當量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務價值量。確定2010年1個生態(tài)系統(tǒng)價值當量的經濟價值為3406.50元·hm-2, 根據《重慶市統(tǒng)計年鑒》資料, 巫山縣2010年地均糧食產量為3739.21 kg·hm-2, 而同期全國地均糧食產量分別為4973.58 kg·hm-2, 根據此對各生態(tài)系統(tǒng)價值當量價值進行系數修訂, 確定巫山縣各期的修正系數分別為0.752, 表1為修正后生態(tài)系統(tǒng)服務價值指標體系即當量系數表。即巫山縣一個生態(tài)系統(tǒng)服務功能當量為2561.69元·hm-2。以修訂后的價格指數分別計算巫山縣土地利用二級分類下的不同生態(tài)系統(tǒng)服務價值量。

Figure 2 Spatial distribution of land use in Wushan County in 1990-2015

生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的測評公式為:

式中,表示研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)總服務價值;A表示研究區(qū)第i種土地利用類型的面積;VC表示第i種土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務價值系數;ESV表示生態(tài)系統(tǒng)第f項服務功能的價值;VC表示研究區(qū)第i種土地利用類型的第f項生態(tài)系統(tǒng)服務價值系數。

2.4 不同斑塊面積與生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化的空間相關性分析

本文利用GeoDa軟件進行斑塊面積與生態(tài)系統(tǒng)服務價值之間的空間分異特征的分析, 局部雙變量Moran’s I 指數LISA可以測度整個區(qū)域中一個單元上的某一屬性與鄰近單元同一屬性值的相關程度。應用到生態(tài)系統(tǒng)服務的空間格局分析中, 通過可視化分布圖揭示斑塊面積與生態(tài)系統(tǒng)服務價值之間的空間關聯(lián)結構模式, 以分析研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務價值的空間分異規(guī)律[21]。

3 結果分析

3.1 巫山縣土地利用結構的時空變化特征

根據巫山縣1990—2015年的6期土地利用分布圖可以看出巫山縣的土地利用空間結構類型以林地和耕地為主, 其次是草地和水域。其中建筑用地有逐年增加的趨勢, 且均集中分布在水域附近, 并逐年沿著水系向外擴展。濕地面積始終較少, 僅在2000年時顯示出有100 ha, 但水體面積在后期增加幅度較大, 因為在此期間, 三峽大壩蓄水, 這是水體面積增加的主要原因, 也與2007年巫山縣開始實施環(huán)境保護條例息息相關, 其中第七十八條明確說明可以將重要水源涵養(yǎng)區(qū)、三峽庫區(qū)消落區(qū)、重要漁業(yè)水域等劃定為生態(tài)功能保護區(qū)。研究時段內巫山縣森林的面積變化相對顯著, 由1990年占研究區(qū)面積的57.23%, 下降到55.56%; 而耕地面積則是先增加后減小, 在2005年時達到最高峰, 占地面積27.54%, 但總體看來, 2015年耕地面積相對于1990年增加了1.42%; 草地所占比例由1990年的16.48%增加至2015年的16.76%, 變化相對較穩(wěn)定; 而水體的增幅較為顯著, 25年間共增加了大約2400 ha的水域面積, 總的面積比例由1.06%增加至1.88%; 巫山縣建筑用地面積增加較大, 研究時段內部分未利用土地和林地轉移為了建筑用地。

表1 單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表

表2為研究區(qū)1990—2015年各土地利用類型景觀格局指數的變化, 從面積和斑塊數量以及斑塊密度可以看出耕地的總面積在800 km2上下浮動, 但斑塊數量卻在130左右, 斑塊密度達到0.04以上, 因此破碎化程度比較嚴重, 但近20年來有所緩和; 其次是草地, 斑塊密度達到0.02以上, 破碎度有逐年增加的趨勢; 而林地的占地面積最大, 但是斑塊數量很少, 因此林地比較完整, 不存在明顯破碎化; 水域的斑塊密度均低于0.01, 破碎化不明顯。從最大斑塊指數來看, 林地最高, 其次是耕地, 說明林地與耕地景觀類型占優(yōu)勢, 但兩者的波動幅度不大, 相對來說水域的最大斑塊指數具有明顯的上升趨勢, 這與水域面積大幅度增加密切相關。綜合比較1990—2015年間景觀格局變化(表3), 發(fā)現(xiàn)研究區(qū)斑塊密度呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢, 而形狀指數逐年減小, 多樣性指數逐年增加, 表明近年來, 在人類社會及自然因素的干擾下, 研究區(qū)的景觀格局破碎度增加, 并且向著規(guī)整化和多樣化的方向發(fā)展。

表2 1990—2015年巫山縣不同土地利用景觀格局變化

1990—2015年巫山縣土地利用類型動態(tài)度可以看出(表4): 1990—2000年間的單一類型動態(tài)度除了林地以外均為正向動態(tài), 而2000—2015年間則大部分呈現(xiàn)出負向動態(tài), 總體趨勢是以2000年為時間節(jié)點, 前后十年的變化呈現(xiàn)出對稱走勢。綜合動態(tài)度指數變化趨勢為 , 2000—2015年間的動態(tài)度為0.94, 大于1990—2000年間的0.07, 也同時大于25年間的綜合動態(tài)度0.07。表明, 2000—2015年間的土地利用類型轉移程度最大, 結構變化最為劇烈, 這與2001年頒布的重慶市三峽庫區(qū)農村移民安置管理辦法息息相關, 在此期間不僅需要建設居民用地, 也需要重新分配安置居民的耕地區(qū)域以及面積, 因此建筑面積明顯增加, 人類活動頻繁, 對土地利用類型分布有較大的影響。而三峽庫區(qū)的建立以及環(huán)保條例的實施使一些水源涵養(yǎng)區(qū)成為重要的生態(tài)保護區(qū), 使水域面積也明顯增加。

3.2 巫山縣生態(tài)系統(tǒng)服務價值的時空變化

依據巫山縣1990—2015年6期土地利用變化數據, 通過生態(tài)系統(tǒng)服務單位面積價值系數表, 得出巫山縣不同時期不同生態(tài)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化(表5)?？傮w來看, 1990—2015年間, 巫山縣生態(tài)系統(tǒng)服務價值量呈增加的趨勢, 由1990年的30660.4×106元增加到2015年的30999.36×106元, 25年間增加了338.97×106元。但其中1990 —2005年有降的走勢, 15年間減少了68.53×106元。這樣的趨勢與1990—2005年間林地面積大幅下降息息相關, 由1990年的1671 km2下降到1625 km2。而后期生態(tài)系統(tǒng)服務價值有個明顯升高的趨勢, 這與后期水域面積的大幅增加有一定的關系?？傮w說明土地利用類型面積的變化與生態(tài)系統(tǒng)服務價值之間必然存在著一定的相關性。

表3 1990—2015年巫山縣景觀格局指數變化

表4 1990—2015年巫山縣土地利用變化率

從不同生態(tài)用地類型變化來看, 林地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值貢獻率最大, 所占比率均在50%以上, 提供的生態(tài)系統(tǒng)服務功能主要有大氣調節(jié)、土壤保持、維持生物多樣性等; 其次是草地, 25年間共增加了27.89×106元, 大約占整體價值的10%左右, 主要提供廢物處理、生物棲息地、營養(yǎng)循環(huán)等生態(tài)系統(tǒng)服務功能; 而耕地生態(tài)系統(tǒng)屬于人工生態(tài)系統(tǒng), 所能提供的自然生態(tài)系統(tǒng)服務價值較少, 主要以食物生產、提供原材料等生態(tài)系統(tǒng)服務功能為主, 占比4%左右; 由于25年來水域的面積增加幅度比較大, 相應的生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的提高也比較多, 共增加了752.81×106元, 增長率為70.97%, 主要提供水源涵養(yǎng)、調節(jié)大氣濕度等生態(tài)系統(tǒng)服務功能; 總體看來, 未利用地的生態(tài)系統(tǒng)服務功能較少, 這與他們生產功能和占地面積較少有極大的關系。

圖3呈現(xiàn)了1990—2015年間生態(tài)系統(tǒng)服務價值的空間分布。按照時間順序來看, 生態(tài)系統(tǒng)服務價值的空間分布結構變化不大, 但可以看出研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務總價值空間分布不均勻, 空間異質性明顯?？傮w來說, 生態(tài)系統(tǒng)服務價值較高的地方主要集中在巫山縣的東北部、中部和西部, 這些地區(qū)集中分布著林地, 說明林地對總生態(tài)系統(tǒng)服務價值的貢獻率較高; 價值較低的地區(qū)主要集中于研究區(qū)西部, 由草地、耕地、水域等生態(tài)系統(tǒng)交叉組成。

從生態(tài)系統(tǒng)服務價值一級分類的雷達圖來看, 巫山縣最突出的服務功能是調節(jié)服務, 其次是供給服務和支持服務, 文化服務最弱(圖4), 且25年間生態(tài)系統(tǒng)服務價值的格局比較穩(wěn)定, 沒有較大的變動。從二級類型生態(tài)系統(tǒng)服務價值來看(表6), 氣候調節(jié)與水文調節(jié)所貢獻的生態(tài)系統(tǒng)服務價值量最高, 均占總體的25%左右, 體現(xiàn)了林地與水域對空氣質量的改善以及水土資源的保持等生態(tài)效用。其次是氣體調節(jié)、凈化環(huán)境、土壤保持和生物多樣性支持, 均在7%以上。而維持養(yǎng)分循環(huán)的功能價值量占比最小, 這與草地的面積相對于林地較少有關系, 并且價值量隨著草地面積的減少而逐漸下降, 并在2015年達到最高低?？傮w上, 生態(tài)系統(tǒng)服務價值量的時間分布與各個土地利用類型的面積變化趨勢非常相似, 因此, 生態(tài)用地面積是支持生態(tài)系統(tǒng)服務功能量的一個重要指標。

3.3 斑塊面積與生態(tài)系統(tǒng)服務價值空間相關性分析

以巫山縣總生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估結果和各土地利用空間分布面積為數據源, 應用GeoDa空間分析軟件對其局部空間相關性進行測度(圖5), 與此同時, 分別對各期數據的高-高、低-低、低-高、高-低4項空間聚類類型所占比例進行統(tǒng)計(表7)。其中1990年以高-低類型區(qū)為主, 占地面積14.2%, 且斑塊較集中, 主要分布著耕地和水域生態(tài)系統(tǒng)類型, 表現(xiàn)出大的斑塊面積下具有較低的生態(tài)系統(tǒng)服務價值, 但研究區(qū)整體Moran’s I 指數值為-0.01, 呈現(xiàn)出負相關的狀態(tài), 數值較小, 空間差異顯著; 而2000年則以低-高類型區(qū)為主, 占地面積1.37%, 斑塊分散, 但主要分布在林地區(qū)域, 呈現(xiàn)出小斑塊區(qū)域有高生態(tài)系統(tǒng)服務價值的負相關關系, 整體Moran’s I 指數值為-0.009, 呈現(xiàn)出負相關的狀態(tài); 而1995、2005、2010和2015年均為高-高類型區(qū)占比較大, 且斑塊集中分布, 以林地為主, 同時穿插耕地和草地, 呈現(xiàn)大斑塊面積包圍高生態(tài)系統(tǒng)服務價值的正相關關系, 而整體Moran’s I 指數均接近于0, 空間呈隨機性分布, 破碎化程度逐漸加深。

表5 巫山縣1990—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化(106元)

圖3 生態(tài)系統(tǒng)服務價值(ESV)的空間分布

Figure 3 The spatial distribution of ecosystem service value

圖4 生態(tài)系統(tǒng)服務價值(ESV)的動態(tài)變化

Figure4 Ecosystem service value of first level and its changes

表6 各項生態(tài)系統(tǒng)功能價值及其動態(tài)變化

整體來看, 各期數據中高-低、高-高類型區(qū)所占比例較高, 而低-低和低-高類型區(qū)所占比例相對較低, 具有明顯的空間分異性; 其中高-低類型說明在面積較大的區(qū)域內生態(tài)系統(tǒng)服務價值較少, 一般分布著耕地、草地和水域三種生態(tài)系統(tǒng)類型; 而高-高類型區(qū)說明在面積較大的同時也有著較多的生態(tài)系統(tǒng)服務價值, 這樣的區(qū)域一般是具有大量的林地分布, 表現(xiàn)出林地生態(tài)系統(tǒng)服務價值與面積之間有較強的正相關關系; 綜合統(tǒng)計每一年所有具有一定相關性的斑塊面積占比情況, 可看出1990到1995年之間比例減少的幅度較大, 不顯著相關的區(qū)域明顯增加, 這表明區(qū)域的破碎化程度的逐漸加深, 與之前景觀指數的計算結果相符。

圖5 土地利用類型變化與生態(tài)系統(tǒng)服務價值空間相關性分析

Figure 5 The analyze of land use type change and ecosystem service value

4 結論

本文利用巫山縣六期遙感分類數據, 研究了25年間該區(qū)土地利用類型結構的變化, 并對生態(tài)用地所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務功能的時空演變進行評估, 并分析了土地斑塊面積變化與生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化之間的相關性。主要結論如下:

(1)土地利用動態(tài)度的變化在研究時段內差異明顯, 2000—2015年間的綜合動態(tài)度指數最高, 土地利用空間格局變化相比1990—2000年間的幅度要大。其中林地呈現(xiàn)出下降的趨勢, 變化相對顯著, 從1990年占研究區(qū)面積的57.23%, 下降到2015年的55.56%, 可見巫山縣的退耕還林的工程實施效果還不夠顯著, 需要加大力度; 草地的變化比較平穩(wěn), 25年占地面積僅增加了0.28%; 而水域面積增加幅度最大, 占地面積比例由1.06%增加至1.88%, 單一動態(tài)度為3.10; 建筑用地的變化動態(tài)度最大, 同時耕地面積也增長了1.42%?？傮w來說, 研究區(qū)景觀格局破碎化程度逐漸加強, 并且向著規(guī)整化和多樣化的方向發(fā)展。

表7 1990—2015年巫山縣生態(tài)系統(tǒng)服務價值與土地利用面積之間的聚類類型占地面積比例

(2)巫山縣25年間的生態(tài)系統(tǒng)服務價值共增加了338.97×106元, 相比1990年增加了1.1%。其中由于林地的占地面積相對較大, 對于生態(tài)系統(tǒng)服務價值的貢獻率也就相對較高, 25年間的貢獻率均在50%以上, 但是林地面積呈現(xiàn)出下降的趨勢, 使得林地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值也逐漸減少, 但由于林地中的植被類型分布也不斷變化, 其中闊葉林以及針闊混交林的比例增加, 使得林地生態(tài)系統(tǒng)服務價值下降的程度沒有面積顯著; 而水域的服務價值變化幅度最大, 共增加了70.97%, 這與水域面積的擴充是分不開的。從生態(tài)系統(tǒng)服務的一級分類來看, 調節(jié)服務所占比重超過了其他三種服務類型, 其次是支持服務, 最弱的是文化服務。從空間上來看, 生態(tài)系統(tǒng)服務價值分布不均勻, 具有空間異質性, 并且呈現(xiàn)東多西少的規(guī)律。對比土地利用類型分布, 可以看出林地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值較高。

(3)各期數據呈現(xiàn)出的斑塊面積與生態(tài)系統(tǒng)服務價值之間的空間關系以高-低和高-高類型區(qū)為主。由于土地利用類型空間結構的變化, 不同時間段斑塊面積與生態(tài)系統(tǒng)服務價值之間的相關性狀態(tài)不一樣, 主要的聚類類型區(qū)也不同。隨著破碎化程度的加深, 空間隨機性分布明顯, 斑塊面積與生態(tài)系統(tǒng)服務價值之間的相關性減弱, 土地利用率降低, 單位土地面積的生態(tài)系統(tǒng)服務價值量減少, 從而影響整個研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務質量。整體來看, 林地區(qū)域的斑塊面積與生態(tài)系統(tǒng)服務價值之間的相關性最強, 耕地和草地以及水域地區(qū)的面積與生態(tài)系統(tǒng)服務價值之間呈高-低狀態(tài), 因此, 相比之下林地提供的生態(tài)系統(tǒng)服務價值具有集中、高產的特點。

綜上所述, 土地利用結構的時空異質性對于生態(tài)系統(tǒng)服務的影響不容小覷, 隨著經濟社會的高速發(fā)展, 土地利用動態(tài)度的加強, 我們應該重視空間分布規(guī)律, 并以此作為依據來確定生態(tài)保護與建設的實施和改進方案, 提高土地利用效率, 豐富生態(tài)系統(tǒng)服務價值。

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Land use pattern and the spatial-temporal variability of ecosystem service value in Wushan County, Chongqing

SUN Siqi1, GUO Luo*, XUE Dayuan

Minzu University of China, Beijing 100081, China

Wushan County is located in the hinterland of the Three Gorges reservoir in the east of Chongqing, and it belongs to the important ecological barrier zone in upper and middle reaches of the Yangtze river; it is also a vital area for the implementation of River Governor system, so the ecological protection is of great significance for regional development and policy implementation. This article takes Wushan County as the research object. Based on the six periods of remote sensing images during 1990-2015, then with the help of remote sensing and geographic information technology, we analyzed the structure changes of land use types from time and space scales, respectively. On the basis of this, the evaluation of ecosystem service value provided by ecological land in the study area is carried out. Then with the help of GeoDa software, the spatial correlation between patch area and ecosystem service value change is analyzed. The results are as follows. (1) Between 2000-2015, the land use comprehensive dynamic degree index was the highest, and the forestland showed a downward trend. The area of farmland, grassland, water area and building land increased from varying degrees, and the building land single type dynamic degree index was the largest. (2) The value of ecosystem services in Wushan County increased by 338.97×106yuan in the past 25 years. Ecosystem services were mainly for regulation services, followed by support services. The water resources supply, the hydrological regulation and the purification of the environment were improved greatly. (3)The spatial correlation between the patch area and ecosystem service value was mainly showed in high-low and high-high types regions, and the high-high type regions were mainly distributed with forest land, indicating that there was a positive correlation between forest land patch area and ecosystem services value.

land use change; ecosystem service value; dynamic evolution

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.01.023

F301.2; X826

A

1008-8873(2019)01-176-10

2018-01-08;

2019-02-28

科技部重點研發(fā)計劃課題“南方丘陵山地屏障帶生態(tài)系統(tǒng)服務格局及驅動機制研究”(2017YFC0505601)

孫思琦(1995—), 女, 內蒙古赤峰市, 碩士研究生, 主要從事景觀生態(tài)學研究, E-mail: m15510761127@163.com

郭濼, 女, 教授, 主要從事景觀生態(tài)學研究, E-mail: guoluo@muc.edu.cn

孫思琦, 郭濼, 薛達元. 重慶市巫山縣土地利用格局及其生態(tài)系統(tǒng)服務價值的時空變化[J]. 生態(tài)科學, 2019, 38(1): 176-185.

SUN Siqi, GUO Luo, XUE Dayuan. Land use pattern and the spatial-temporal variability of ecosystem service value in Wushan County, Chongqing[J]. Ecological Science, 2019, 38(1): 176-185.