楊斐　董斌　徐文瑞　崔楊林　王裕婷　方磊　彭亮

摘要：濕地作為人類不可或缺的自然資源和生態(tài)系統(tǒng)，有著不可替代的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。升金湖濕地分布在安徽省，地處長江中下游，是我國一處重要的濕地，現(xiàn)已成為我國重要的越冬珍稀鶴類棲息地。綜合利用遙感和地理信息技術(shù)，解譯研究區(qū)1986—2017年9期TM遙感影像，并運用價值量評價法對其生態(tài)服務價值進行核算，根據(jù)核算結(jié)果分析各類型用地面積的變化對研究區(qū)生態(tài)服務價值動態(tài)變化可能產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明，這30年間保護區(qū)內(nèi)土地利用變化速度較快，隨著各用地類型面積的變化，其生態(tài)服務價值也在不斷變化，變化趨勢不穩(wěn)定;1986—2017年濕地生態(tài)服務價值總量減少了1700萬元，濕地生態(tài)環(huán)境受到了嚴重威脅。為了更好地保護濕地，有必要加大保護力度，合理配置濕地資源，制定生態(tài)補償制度，實現(xiàn)濕地生態(tài)服務功能的重要目標。

關(guān)鍵詞：升金湖;濕地;生態(tài)服務;價值評價;地理信息技術(shù)

中圖分類號： X87? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）19-0288-05

收稿日期：2019-11-21

基金項目：國家自然科學基金（編號：41571101）;安徽省智慧城市與地理國情監(jiān)測重點實驗室項目（編號：2016-K-04Z）;北京林業(yè)大學精準林業(yè)北京市重點實驗室及精準林業(yè)關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究項目（編號：2015ZCQ-LX-01）。

作者簡介：楊 斐（1993—），男，安徽合肥人，碩士，主要從事土地信息技術(shù)與利用研究。E-mail：15656953665@163.com。

通信作者：董 斌，博士，教授，主要從事測繪地理信息技術(shù)及其生態(tài)環(huán)境應用研究。E-mail：dbhy123@sina.com。

濕地蘊藏著豐富的自然資源且具有重要的生態(tài)協(xié)調(diào)能力，還為人類的生產(chǎn)活動營造了良好的環(huán)境，濕地創(chuàng)造的價值難以估量[1]。濕地也是人類文明的重要載體，人類文明的衰落和濕地的消失有很大關(guān)系，例如樓蘭古城的消失[2]。從生態(tài)系統(tǒng)服務的角度來看，濕地是全球單位面積最有價值的生態(tài)系統(tǒng)之一，對濕地生態(tài)系統(tǒng)服務的研究是一項多學科的工作，須要從不同角度了解其提供的生態(tài)服務和從中獲得的巨大效益。20世紀90年代后期，生態(tài)系統(tǒng)服務概念才被Pearce等的出版物[3]廣泛關(guān)注，隨后許多國家開展了關(guān)于生態(tài)服務價值評估的研究。例如，Pinke采用多種方法對匈牙利濕地生態(tài)服務價值進行評估，建立了可持續(xù)土地利用系統(tǒng)[4]; Santosmartin等評估了1918—2006年期間西班牙西南部Donana沼澤地和河口的土地利用轉(zhuǎn)化中生態(tài)系統(tǒng)服務的變化[5]。隨著我國社會經(jīng)濟的日益發(fā)展，我國濕地被大量開發(fā)，圍湖造田、填海造陸等造成濕地資源的嚴重破壞，根據(jù)近幾年的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)存的天然濕地不足歷史天然濕地的1/3，如何更好地配置濕地資源成為目前人們面臨的一大難題。本研究以升金湖濕地為例，從生態(tài)服務價值角度分析探討升金湖濕地的土地合理利用規(guī)劃和水鳥保護的重要性與必要性。

1 研究區(qū)概況

升金湖濕地在1986年被確立為省級自然保護區(qū)，1997年又被確立為國家級自然保護區(qū)[6];升金湖濕地地處116°55′～117°15′E，30°15′～30°30′N之間，位于安徽省池州市東至縣和貴池區(qū)交界處，保護區(qū)總面積達33 340 hm2，湖區(qū)面積為13 280 hm2[7]。由于升金湖優(yōu)越的地理位置和氣候條件，湖區(qū)水產(chǎn)資源和自然植被種類豐富，吸引了大量的珍稀候鳥每年來此過冬，是珍稀候鳥重要的越冬棲息地。通過對升金湖濕地生態(tài)服務價值的核算，對于如何制定生態(tài)補償制度、合理利用濕地資源和保護生物多樣性具有重大意義。

2 數(shù)據(jù)處理與研究方法

2.1 影像數(shù)據(jù)選取與處理

本研究選取了升金湖保護區(qū)近30年的9期（1986年、1990年、1995年、2000年、2004年、2008年、2011年、2015年和2017年）Landsat TM 遙感影像，選取的影像時期均在冬季。利用ERDAS 9.3軟件對選取的9期影像進行幾何校正、波段融合、影像增強、監(jiān)督分類及影像解譯等預處理，并翻閱土地利用分類相關(guān)文獻，結(jié)合研究區(qū)實際情況，在遙感目視解譯時將土地類型共劃分為八大類，分別是旱地、林地、泥灘地、蘆葦灘地、草灘地、水田、水域、建設用地。分類后結(jié)合外業(yè)調(diào)繪結(jié)果對處理后的影像進行精度檢驗，Kappa系數(shù)均大于0.85，解譯精度較高，滿足本研究對解譯精度的要求。最后通過ARCGIS軟件統(tǒng)計各地類面積，并分析其面積變化。

2.2 土地利用變化分析方法

土地利用動態(tài)度是通過定量的方式來表達土地利用變化的速率，并通過變化模型來分析研究區(qū)各類型用地演變的過程[8]。其數(shù)學表達式如下：

K1=（Ub-Ua）;（1）

K2=Ub-UaUa×T-1×100%。（2）

式中：Ua、Ub各表示研究初期和末期某一類型的土地面積;T指研究區(qū)段之間的時間差值; K1為某一類型土地的變化幅度;K2指研究期內(nèi)某一類型土地的變化速度。

2.3 濕地生態(tài)服務價值估算方法

目前，生態(tài)系統(tǒng)服務評估是生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性研究的一個重點，它引起了許多生態(tài)學家和經(jīng)濟學家的關(guān)注，而對生態(tài)服務價值進行定量分析的方法主要有價值量評價法、能值分析法和物質(zhì)量評價法3種[9]。其中，價值量評價法是從價值量的角度根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務的變化把各生態(tài)服務功能進行定量化，從而得到真實直觀的數(shù)據(jù)，能夠?qū)Σ煌鷳B(tài)系統(tǒng)的價值量進行定量評估與比較，同時將特定生態(tài)系統(tǒng)的各單項服務價值進行綜合評估，適用性較強[10];能值分析法能夠把系統(tǒng)中不同類別的能量轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一標準的能值來評價分析并定量比較，但它具有片面性[11];物質(zhì)量評價法能夠評價出不同生態(tài)系統(tǒng)中同一服務功能的價值量大小，但它很難對特定生態(tài)系統(tǒng)進行一個整體的評估[12]。所以本研究采用價值量評價法對升金湖濕地1986—2017年的生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值進行核算，公式[13-14]為

本研究根據(jù)公式（6）把生態(tài)服務價值系數(shù)上下調(diào)整50%后，分別對保護區(qū)各年度生態(tài)服務價值敏感性指數(shù)進行計算，結(jié)果得知，升金湖濕地各年度不同用地類型的CS值均小于1，說明隨著時間的推移，研究區(qū)各年度生態(tài)服務價值對于生態(tài)價值系數(shù)均不敏感，所以本研究采用的生態(tài)價值系數(shù)合理。

4 結(jié)論與討論

本研究綜合利用遙感和地理信息技術(shù)和價值量評價法對研究區(qū)1986—2017年生態(tài)服務價值進行評估分析得出以下結(jié)果：1986—2017年保護區(qū)各類型用地面積變化較大;其中，旱地、林地、蘆葦灘地面積整體上呈下降趨勢，其他各類型用地的面積均呈上漲趨勢。1986—2017年間，升金湖濕地內(nèi)以耕地用途為主，尤其是2000年前耕地面積占比均達到30%以上，其次是水域和林地;其中旱地面積在不斷減少，2004—2017年間旱地面積不足20%;各類型用地中水田面積的變化速率最大，其次是建設用地，分別為7.02%和6.78%。升金湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值總量變化不穩(wěn)定，2017年較1986年的生態(tài)服務價值總量是下降的，下降總額為1 700萬元。升金湖濕地土地利用結(jié)構(gòu)的變化，如旱地、灘涂等面積的減少，建設用地面積的增加等都會對其區(qū)域生態(tài)、鳥類棲息地選擇及生物多樣性保護產(chǎn)生不同程度的影響，從而引起濕地生態(tài)服務價值的變動。

綜上所述，升金湖保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的變化與其土地利用結(jié)構(gòu)的變化息息相關(guān)。因為人類活動的過多干預，導致升金湖濕地出現(xiàn)圍湖造田、水產(chǎn)資源破壞、過度養(yǎng)殖與放牧、水資源利用不合理、生態(tài)多樣性減少等生態(tài)問題。升金湖保護區(qū)作為我國重要的濕地資源和越冬鶴類棲息地，政府應加強管理，合理規(guī)劃土地利用布局，不僅要提升當?shù)鼐用竦纳钏?，更要加強當?shù)鼐用駥竦厣鷳B(tài)和生物多樣性的保護意識。本研究通過對升金湖濕地生態(tài)服務價值變化的研究和分析，能為今后制定生態(tài)補償制度、保護和恢復濕地生態(tài)功能提供重要依據(jù)。

參考文獻：

[1]吳玲玲，陸健健，童春富，等. 長江口濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的評估[J]. 長江流域資源與環(huán)境，2003，12（5）：411-416.

[2]馬占東，高 航，楊 俊，等. 基于多源數(shù)據(jù)融合的南四湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估[J]. 資源科學，2014，36（4）：840-847.

[3]Pearce D W. Auditing the earth：the value of the worlds ecosystem services and natural capital[J]. Environment Science & Policy for Sustainable Development，1998，40（2）：23-28.

[4]Pinke Z. Modernization and decline：an eco-historical perspective on regulation of the Tisza Valley，Hungary[J]. Journal of Historical Geography，2014，45（45）：92-105.

[5]Santosmartin F，Zorrilla-Miras P，Palomo I，et al. Protecting nature is necessary but not sufficient for conserving ecosystem services：a comprehensive assessment along a gradient of land-use intensity in Spain[J]. Ecosystem Services，2019，35：43-51.

[6]盛書薇，董 斌，李 鑫，等. 升金湖國家自然保護區(qū)土地利用生態(tài)風險評價[J]. 水土保持通報，2015，35（3）：305-310.

[7]楊 李，董 斌，汪 慶，等. 安徽升金湖國家級自然保護區(qū)水鳥生境適宜性變化[J]. 湖泊科學，2015，27（6）：1027-1034.

[8]楊慧琳.基于GIS和RS的北湖公園地區(qū)土地利用動態(tài)變化及驅(qū)動力分析[J]. 經(jīng)營管理者，2017（13）：58-59.

[9]劉曉輝，呂憲國，姜 明，等. 濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價值評估[J]. 生態(tài)學報，2008，28（11）：5625-5631.

[10]汪 慶.基于土地利用變化下的生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估[D]. 合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學，2015.

[11]Alphan H，Yilmaz K T.Monitoring environmental changes in the mediterranean coastal landscape：the case of Cukurova，Turkey[J]. Environmengtal Management，2005，35（5）：607-619.

[12]趙景柱，肖 寒，吳 剛. 生態(tài)系統(tǒng)服務的物質(zhì)量與價值量評價方法的比較分析[J]. 應用生態(tài)學報，2000，11（2）：290-292.

[13]羅 俊，王克林，陳洪松. 喀斯特地區(qū)土地利用變化的生態(tài)服務功能價值響應[J]. 水土保持通報，2008，28（2）：19-24.

[14]Turner S J. Landscape ecology concepts，methods and applications[J]. Landscape Ecology，2005，20（7）：1031-1033.

[15]Zhao S Q，F(xiàn)ang J Y，Miao S L，et al. The 7-decade degradation of a large freshwater lake in central Yangtze River，China[J]. Environmental Science & Technology，2005，39（2）：431-436.

[16]謝高地，張彩霞，張雷明，等. 基于單位面積價值當量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務價值化方法改進[J]. 自然資源學報，2015，30（8）：1243-1254.

[17]Guo Z W，Xiao X M，Gan Y L，et al. Ecosystem functions，services and their values-a case study in Xingshan County of China[J]. Ecological Economics，2001，38（1）：141-154.

[18]靳 芳，余新曉，魯紹偉.中國森林生態(tài)服務功能及價值[J]. 中國林業(yè)，2007，26（4）：40-41.

[19]胥彥玲.基于景觀生態(tài)學的生態(tài)系統(tǒng)服務功能評價——以甘肅省為例[D]. 西安：西北大學，2003.

[20]吳大千，劉 建，賀同利，等. 基于土地利用變化的黃河三角洲生態(tài)服務價值損益分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2009，25（8）：256-261.

[21]李 琳. 基于3S技術(shù)的現(xiàn)代黃河三角洲濕地生態(tài)服務功能價值評估研究[D]. 青島：山東科技大學，2011.