羅雅琴 劉平輝 康雅麗 朱傳民

摘要：以江西省臨川區(qū)為例，采用2005、2010和2015年土地利用數(shù)據(jù)及相應(yīng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，估算臨川區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，探究10年間其空間分異規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，開展基于土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與需求的土地利用生態(tài)可持續(xù)程度評價。結(jié)果表明，10年間臨川區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值在選取的時點上呈下降趨勢，主要歸因于林地和水域面積的減少及建設(shè)用地面積的急增;空間上主要呈現(xiàn)地均價值量“四周高、中間低”的分布格局;土地利用可持續(xù)生態(tài)程度遠高于臨界值，生態(tài)環(huán)境水平較高;應(yīng)保護林地和水域數(shù)量，維持林地規(guī)模的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：土地利用/覆被;生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值;生態(tài)可持續(xù);時空變化;臨川區(qū)

中圖分類號：F301.2? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）08-0040-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.08.009? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract： Taking the Linchuan district of Jiangxi province as a case， using the 2005， 2010 and 2015 land use data and corresponding statistics， the value of land ecosystem services in Linchuan district towns was estimated， and its spatial differentiation law in the past 10 years was explored. On this basis， the evaluation of ecological sustainability of land use based on the value and demand of land ecosystem service was carried out. The results showed that the value of land ecosystem service in Linchuan district in the past 10 years was declining， mainly due to the reduction of forest land and water area and the rapid increase of construction land area. The spatial distribution pattern of land ecosystem service value was "high average value around and low average value in the middle". The sustainable ecological degree of land use was much higher than the critical value， the ecological environment level was high. The number of forest land and water should be protected in future， and the superiority of forest land scale should be maintained.

Key words： land use/cover; ecosystem service value; ecological sustainability; temporal and spatial change; Linchuan district

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)，其價值評估是生態(tài)環(huán)境保護、生態(tài)功能區(qū)劃、環(huán)境經(jīng)濟核算和生態(tài)補償決策的重要依據(jù)和基礎(chǔ)[1]。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算進行了大量的研究，Costanza等[2]和謝高地等[3]的生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量表的應(yīng)用較為廣泛。此外，相關(guān)學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的驅(qū)動因素、研究方法、趨勢預(yù)測等方面展開了諸多研究及討論[4-6]?；谕恋乩妙愋兔娣e的動態(tài)變化衡量土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值是一種較為普遍運用與多數(shù)學(xué)者認可的研究方法，且能夠探明其響應(yīng)反饋機制[7，8]。

在昌撫一體化、沿海產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移作用下，城鎮(zhèn)化與工業(yè)化水平的提高促使臨川區(qū)的土地利用類型發(fā)生了極大的變化，因此生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值也發(fā)生相應(yīng)改變。作為長江中下游水生態(tài)安全重要保障區(qū)及中國東南丘陵山地重要生態(tài)屏障，臨川區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量化的研究對合理高效利用資源與保護生態(tài)系統(tǒng)具有現(xiàn)實意義。本研究基于10年間臨川區(qū)的土地利用類型變化，著重于估算研究區(qū)各土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價值，從時空上分析臨川區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)服務(wù)價值量，最后結(jié)合研究區(qū)糧食需求與單位生態(tài)服務(wù)價值，揭示土地利用生態(tài)可持續(xù)程度。探討研究區(qū)生態(tài)服務(wù)價值隨著各用地類型改變的變化規(guī)律，以及反映土地利用生態(tài)可持續(xù)程度的水平，以期為其他地區(qū)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)補償提供一定的借鑒。

1? 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1? 研究區(qū)概況

臨川區(qū)地處江西省東部撫河中游，贛撫平原向武夷山過渡地帶，東與金溪、東鄉(xiāng)毗鄰，西倚崇仁、豐城，南臨南城、宜黃，北與進賢接壤。位于東經(jīng)116°03′45″—116°18′45″，北緯27°29′30″—28°15′16″，土地總面積為212 571.45 hm2，全境地勢南高北低，是一個斷續(xù)山地環(huán)抱的小盆地，四周多為丘陵，中間為沖積平原。臨川區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)區(qū)，四季分明，日照充足，雨量充沛，無霜期長。2015年末總?cè)丝谶_到121.09萬人，完成生產(chǎn)總值341.62億元，比上一年增長9.1%;其中第一產(chǎn)業(yè)39.35億元，第二產(chǎn)業(yè)189.71億元，第三產(chǎn)業(yè)112.57億元，人均生產(chǎn)總值30 766元。

1.2? 數(shù)據(jù)來源與處理

涉及到的土地利用數(shù)據(jù)來源于臨川區(qū)2005、2010與2015年3個時點土地利用變更數(shù)據(jù)，糧食產(chǎn)量等數(shù)據(jù)均來源于《2006年撫州市統(tǒng)計年鑒》《2016年撫州市統(tǒng)計年鑒》。本研究以鄉(xiāng)級單元為最小研究尺度，以臨川區(qū)30個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為評價單元。

參考中國土地利用分類系統(tǒng)和眾多研究者在土地利用上的分類方案，并結(jié)合臨川區(qū)土地利用實際情況，將研究區(qū)的土地利用類型劃分為耕地、林地、園地、水域、建設(shè)用地和未利用地等6種類型，分類結(jié)果見表1，其中土地利用現(xiàn)狀分類參照GB/T 21010-2007的分類標(biāo)準(zhǔn)。

2? 方法

2.1? 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算

在2015年中國陸地單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量的基礎(chǔ)上[1]，根據(jù)臨川區(qū)實際地類情況，參考現(xiàn)有方法[9]，對臨川區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量進行修正，形成臨川區(qū)不同地類單位面積生態(tài)服務(wù)價值。依據(jù)Costanza等[2]對生態(tài)服務(wù)的計算方法，某種地類的生態(tài)服務(wù)價值的計算公式可表示為：

式中，ESV為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值（元）;Ak為第k種土地利用類型的面積（hm2）;VCk為第k種土地利用類型的價值系數(shù)，即單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值（元/hm2）。

2.2? 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化率

變化率是針對研究區(qū)某一研究時段內(nèi)起始點與終止點年份間數(shù)量值的變化快慢指標(biāo)，可以比較生態(tài)服務(wù)價值在研究區(qū)動態(tài)變化程度，其式如下[10]：

式中，S為變化率;E0、Et分別為研究起始年份與終止年份的數(shù)量值;T為研究時段。

2.3? 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變異系數(shù)

變異系數(shù)能夠反映臨川區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量在時間及空間尺度上分布的離散水平，計算方式如下[11]：

2.4? 基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與需求的土地利用生態(tài)可持續(xù)程度

結(jié)合陳芳淼等[12]的研究，以及劉欽普等[13]提出的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展指數(shù)（供求比供求與供需之和），構(gòu)建基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與需求的生態(tài)利用可持續(xù)程度評價模型，評價結(jié)果設(shè)為P，評價公式及劃分標(biāo)準(zhǔn)如下：

式中，P為參數(shù);ESV為區(qū)域面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值（元）;FC為區(qū)域面積年人均食物消費總價值（元/年）。

P為0～1，當(dāng)P為0.5時，說明供給與需求相等，土地利用生態(tài)出現(xiàn)平衡狀態(tài)，0.5為分界線，P>0.5說明供給大于需求，土地資源能夠滿足人類的需求，P越接近1，該地區(qū)的可持續(xù)程度越高;反之，當(dāng)P<0.5時，說明土地資源的供給能力不能滿足人類的需求，可持續(xù)程度較弱，直到P接近0時，可持續(xù)程度最弱，基本為完全不可持續(xù)狀態(tài)。

3? 結(jié)果與分析

3.1? 土地利用/覆被變化分析

由表2可知，各個土地利用類型的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值高低不一。其中，林地和園地單位價值最高，每增加1 hm2，生態(tài)服務(wù)價值增加24 487.15元;建設(shè)用地最低，每增加1 hm2，生態(tài)服務(wù)價值減少7 580.55元，說明土地利用方式在一定程度上可能會影響生態(tài)系統(tǒng)的效益和功能[14]。

由表3可知，依據(jù)研究區(qū)土地利用變更數(shù)據(jù)，耕地和林地是臨川區(qū)的主要土地利用類型，在2005、2010、2015年3個時間節(jié)點上，耕地和林地的合計面積占臨川區(qū)土地總面積的比例分別為75.84%、75.37%和73.88%。從全時間段看，臨川區(qū)土地利用覆被變化最為明顯的是建設(shè)用地，凈變化量為5 059.60 hm2;其次為林地，凈變化量為-2 356.23 hm2以及耕地為-1 797.59 hm2;園地、水域和未利用地的總量和比例保持穩(wěn)定。

具體的地類轉(zhuǎn)換情況如表4、表5所示。2005—2010年的地類轉(zhuǎn)換面積總量相對較少，地類變化情況比較穩(wěn)定，而2010—2015年的轉(zhuǎn)換情況較為復(fù)雜。由表5可知，2010—2015年，耕地主要轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，轉(zhuǎn)移面積為1 546.85 hm2;林地大部分轉(zhuǎn)為建設(shè)用地，轉(zhuǎn)移面積為1 831.93 hm2;未利用地主要轉(zhuǎn)為耕地，轉(zhuǎn)移面積為414.26 hm2;建設(shè)用地增加? 3 964.37 hm2，其中耕地和林地的轉(zhuǎn)移比重超過50%，主要因為經(jīng)濟快速發(fā)展以及城市擴建，從而使建設(shè)用地不可避免地占用了耕地和林地。

3.2? 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的時間變化

土地利用類型的變化影響著生態(tài)系統(tǒng)的各項服務(wù)功能的變化，從而引起價值量的變化，由表1確定的價值系數(shù)以及各生態(tài)系統(tǒng)類型的面積，可以得到研究區(qū)的生態(tài)服務(wù)價值（表6）。由表6可以看出，隨著時間的推移，臨川區(qū)的土地利用類型提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值發(fā)生了相應(yīng)變化，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值總值從2005年的51.53億元降至2015年的49.99億元，總共減少了1.54億元，且各土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值均呈下降趨勢。從各土地利用類型提供的生態(tài)服務(wù)價值來看，在選取的時間節(jié)點上，林地和水域提供的生態(tài)服務(wù)價值都較高，建設(shè)用地和未利用地都較低。從生態(tài)服務(wù)價值變化幅度來看，由于建設(shè)用地面積10年間增加了25.27%，建設(shè)用地的生態(tài)服務(wù)價值下降了0.38億元，年變化率為2.53%，變異系數(shù)達-16.16%，表明建設(shè)用地在10年間的變化幅度是最大的;而水域的年變化率只有? -0.17%，變異系數(shù)為1.11%，是變化幅度和變異系數(shù)最小的用地類型。

以鄉(xiāng)級單元為研究尺度進行分析，各地區(qū)的生態(tài)服務(wù)價值在研究期間存在差異性和不平衡性（表7）?？傮w來看，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的年變化率幾乎為負值，說明各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值幾乎都是遞減，這對生態(tài)環(huán)境的建設(shè)十分不利。其中城西街道的價值總量變化最為明顯，變異系數(shù)達44.32%，其次是鐘嶺街道和崇崗鎮(zhèn)，變異系數(shù)分別為20.40%和6.30%，究其原因這3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)屬于撫州市高新區(qū)管轄范圍，近年來不斷招商引資增加了對建設(shè)用地的需求，其他地類對應(yīng)減少，由此生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值總量同樣減少。

3.3? 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間變化

以鄉(xiāng)級尺度為研究單元，分別對2005、2010和2015年的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地均生態(tài)服務(wù)價值進行分析，利用ArcGIS的空間分析功能將結(jié)果劃分為4個等級（圖1）。從整體上來看，在選取的研究節(jié)點上屬于地均生態(tài)服務(wù)價值高值的鄉(xiāng)鎮(zhèn)只有文昌街道，由于其行政范圍面積小造成地均生態(tài)服務(wù)價值高;而地均生態(tài)服務(wù)價值為較低值和較高值的鄉(xiāng)鎮(zhèn)較多，大致分布在臨川區(qū)的外圍，主要是與地形有關(guān)，臨川區(qū)是個小盆地，四周是丘陵，多為林地，而林地的生態(tài)價值系數(shù)比較大;地均生態(tài)服務(wù)價值為低值的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要分布在臨川區(qū)中部的崇崗、連城等5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這與中心城區(qū)地形平坦，城市建設(shè)用地較多有關(guān)。綜上所述，臨川區(qū)的地均生態(tài)服務(wù)價值呈“四周高，中間低”的空間分布格局。

3.4? 基于生態(tài)服務(wù)價值的土地利用生態(tài)可持續(xù)程度評價

通過對臨川區(qū)土地資源的糧食供需水平與生態(tài)服務(wù)價值的組合計算，探究其土地利用生態(tài)可持續(xù)程度的強弱。根據(jù)撫州市統(tǒng)計年鑒中臨川區(qū)主要農(nóng)產(chǎn)品及肉蛋禽兩大類產(chǎn)量（主要包括稻谷、玉米、大豆、油料、蔬菜和水果）及對應(yīng)的價格，計算出臨川區(qū)人均食物消費2.59元/kg，按照唐華俊等[15]提出的符合中國實際情況的人均糧食需求量約為322.07 kg/年，可以估算出臨川區(qū)每年人均食物需求量總價值（FC）為4 751.74元，最后得出P為0.83，說明臨川區(qū)的可持續(xù)程度較高，在今后的工作中，政府應(yīng)繼續(xù)加大對生態(tài)環(huán)境治理和保護的力度，維持好當(dāng)前取得的成果。

4? 小結(jié)

1）2005—2015年臨川區(qū)土地利用類型變化較大，其中建設(shè)用地的面積增幅最為明顯，主要來自耕地、林地和水域;未利用地的變化情況最為穩(wěn)定。

2）2005—2015年臨川區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值在選取時間節(jié)點上呈減少趨勢，10年共減少了1.54億元，與林地面積的減少和水域面積的減少有密切關(guān)系，為了避免全區(qū)生態(tài)價值量的進一步降低，需要加強水域資源的保護與利用，合理開發(fā)未利用地，保護現(xiàn)有森林資源，優(yōu)化用地結(jié)構(gòu)與布局，提高對全區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的貢獻率。

3）從空間分異特征來看，全區(qū)的地均生態(tài)服務(wù)價值呈現(xiàn)“四周高，中間低”的布局特征，且地均生態(tài)服務(wù)價值大于2萬元/hm2的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量較多，利于臨川區(qū)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。以鄉(xiāng)級尺度為研究單元來看，城西街道的生態(tài)價值量呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，且變異系數(shù)最高，為44.32%;茅排鄉(xiāng)的生態(tài)價值量變化最穩(wěn)定，變異系數(shù)僅為0.02%。

4）將研究區(qū)人均糧食需求與生態(tài)服務(wù)價值分別作為需求與供給的參考指標(biāo)，求得臨川區(qū)的土地利用生態(tài)可持續(xù)程度P為0.83，遠高于臨界可持續(xù)值，處于可持續(xù)程度較高的狀態(tài)，但仍需保持并提升生態(tài)服務(wù)價值，謹防可持續(xù)程度跌至臨界以下水平。

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收稿日期：2019-01-31

基金項目：江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目（GJJ150573）;東華理工大學(xué)江西省數(shù)字國土重點實驗室開放研究基金項目（DLLJ201617）

作者簡介：羅雅琴（1994-），女，江西吉水人，在讀碩士研究生，研究方向為土地利用規(guī)劃與管理，（電話）18720928595（電子信箱）751722527@qq.com;通信作者，劉平輝，江西臨川人，教授，博士，碩士生導(dǎo)師。