陳 瑩，鄭錦志

（華中科技大學(xué) 公共管理學(xué)院，湖北 武漢430074）

濕地被譽(yù)為“地球之腎”，與森林、海洋并列為三大生態(tài)系統(tǒng)，承擔(dān)著涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、凈化水質(zhì)、保護(hù)生物多樣性等多種生態(tài)功能，對(duì)城市生態(tài)文明建設(shè)起著重要的支撐作用。隨著我國(guó)城市建設(shè)加速進(jìn)行，城市濕地破碎化加劇，可供生物棲居和市民旅游休閑的濕地越來(lái)越少。當(dāng)前，生態(tài)健康越來(lái)越受到人們的關(guān)注，而良好的城市環(huán)境成為吸引人才的重要條件［1］，同時(shí)也是地方政府官員考核與晉升的重要指標(biāo)［2，3］。關(guān)注城市濕地破碎化對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響，對(duì)于保護(hù)城市濕地生態(tài)系統(tǒng)和建設(shè)生態(tài)文明城市具有重要的意義。

目前濕地的研究較多關(guān)注濕地空間形態(tài)演變［4，5］、濕地土 地 利 用 變 化［6］、濕 地 綜 合 治 理［7，8］、濕地 旅 游 資 源 開 發(fā)［9-11］、濕 地 生 態(tài) 系 統(tǒng) 健 康 評(píng) 價(jià)［12，13］等方面。這些研究從環(huán)境科學(xué)、土地管理、旅游管理、生態(tài)學(xué)等視角進(jìn)行了相關(guān)探討，研究認(rèn)為濕地具有重要的生態(tài)價(jià)值，但目前面臨著濕地資源不合理利用和破壞，偏向于濕地資源的保護(hù)和旅游資源的開發(fā)等問題。有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究較多，主要偏重于價(jià)值量的測(cè)算。1997 年，Costanza R.、d′Arge R.、de Groot R 等［14］構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估單價(jià)體系，提出了各地類的生態(tài)服務(wù)價(jià)值；謝高地、魯春霞、冷允法等［15］，謝高地、張彩霞、張雷明等［16］在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了相關(guān)修正。之后，也有學(xué)者引入遙感和空間化方法［17］、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要度指數(shù)和服務(wù)空間豐富度指數(shù)［18］，這些研究大大豐富了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的計(jì)算方法。城市濕地的破碎化現(xiàn)象由來(lái)已久，這既包括自然作用的影響，也包括人類活動(dòng)的影響。近年來(lái)，學(xué)者們加大了對(duì)土地細(xì)碎化的關(guān)注，主要集中在耕地細(xì)碎化的影響［19］、林地細(xì)碎化程度對(duì)營(yíng)林積極性的影響［20］、旅游區(qū)景觀碎片化對(duì)于旅游價(jià)值的影響［21］等。景觀破碎化影響生態(tài)系統(tǒng)組份、結(jié)構(gòu)與生物學(xué)過程［22，23］，進(jìn)而會(huì)影響濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)景觀破碎化對(duì)濕地景觀中的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和生物多樣性均具有重要的影響［24］。探究濕地破碎化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響可以作為連接生態(tài)過程和城市化進(jìn)程的手段，濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)效果對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間格局的評(píng)價(jià)與預(yù)判起著重要的反饋?zhàn)饔茫?5］。李東杰、楊利、余俞寒等［21］通過對(duì)東湖土地破碎化的測(cè)度得出景觀的破碎化破壞了生態(tài)系統(tǒng)的完整性，降低了生態(tài)服務(wù)功能的整體優(yōu)勢(shì)。

綜合來(lái)看，以往研究主要對(duì)某一流域或風(fēng)景區(qū)的景觀破碎情況進(jìn)行研究，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的測(cè)算也多采用當(dāng)量因子，而濕地破碎化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響研究相對(duì)較少。本文運(yùn)用GIS 和RS工具，以湖泊資源豐富的武漢市為例，從時(shí)空維度分析城市濕地破碎化情況和濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，并探討濕地破碎化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響，以期為政府及相關(guān)部門制定行之有效的濕地保護(hù)政策和城市規(guī)劃發(fā)展提供重要的理論與實(shí)證支撐。

1 研究區(qū)域

武漢市位于湖北省東部，處于長(zhǎng)江和漢江交匯處，地理位置為25°59′—31°22′N、113°41′—115°05′E，素有“百湖之市”的稱號(hào)。武漢市濕地資源豐富，濕地面積1624.61km2，約占全市國(guó)土總面積的18.9%，擁有5 個(gè)濕地自然保護(hù)區(qū)（沉湖、漲渡湖、草湖、武湖和上涉湖），其中沉湖濕地自然保護(hù)區(qū)為國(guó)際重要濕地保護(hù)區(qū)；擁有6 處國(guó)家級(jí)濕地公園（東湖、金銀湖、安山、后官湖、杜公湖和藏龍島）、4 處省級(jí)濕地公園（索子長(zhǎng)河、桐湖、潴洋海和木蘭花溪）和大大小小的湖泊、沼澤和庫(kù)塘等，被美國(guó)《國(guó)家地理》雜志評(píng)為全球內(nèi)陸濕地資源最豐富的三座城市之一。本文將濕地劃分為自然濕地（湖泊、河流、沼澤地）和人工濕地（水庫(kù)坑塘等），武漢市的濕地以湖泊為主，占該市濕地總面積的50%左右。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文數(shù)據(jù)包括Landsat影像數(shù)據(jù)、武漢市行政區(qū)域圖、社會(huì)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，由于涉及數(shù)據(jù)眾多，以5年作為時(shí)間間隔。為整合數(shù)據(jù)，結(jié)合武漢市濕地地類變化情況，特選取2000—2015 年期間的4 期數(shù)據(jù)。其中2000 年、2010 年和2015 年Landsat 數(shù)據(jù)為地理 空 間 數(shù) 據(jù) 云 平 臺(tái)（http：//www. gscloud. cn/）的30m×30m影像圖，2005 年數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心的中國(guó)土地利用遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，分辨率為30m。以ERDAS9.2 軟件為技術(shù)平臺(tái)，對(duì)案例地4 期影像數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和計(jì)算，同時(shí)結(jié)合ArcGIS平臺(tái)進(jìn)行稽核矯正和投影變換。主要流程包括：①基于多項(xiàng)式的幾何校正。選取地面控制點(diǎn)，構(gòu)建多項(xiàng)式校正模型，將影像間的誤差控制在一個(gè)像元內(nèi)。②進(jìn)行圖像的裁剪。采用武漢市城區(qū)矢量邊界裁剪出研究區(qū)域。③定義地類訓(xùn)練樣本。評(píng)價(jià)訓(xùn)練樣本并對(duì)其進(jìn)行修正，采用Minimum Distance方法進(jìn)行監(jiān)督分類，4 期影像圖的分類精度分別為96.4%、95.1%、95.7%、96.0%，在ArcGIS10.2 軟件下參照Google earth歷史影像數(shù)據(jù)，對(duì)得到的濕地地類數(shù)據(jù)進(jìn)行目視解譯及修正處理。

2.2 濕地景觀破碎化測(cè)度

破碎化是指由單一、均質(zhì)、連續(xù)向復(fù)雜、異質(zhì)、非連續(xù)轉(zhuǎn)變的過程。景觀破碎化指數(shù)是用于描述和反映景觀被分割破碎程度的重要方法。本文借鑒前人研究成果［21，23］，結(jié)合武漢市濕地景觀特征，選取濕地景觀破碎化指數(shù)（表1），并借助FRAGSTATA4.2 軟件進(jìn)行綜合測(cè)算。

表1 濕地景觀破碎化指數(shù)選取

2.3 濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

濕地作為一種兼具經(jīng)濟(jì)價(jià)值和非經(jīng)濟(jì)價(jià)值利用的土地類型，其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值可分為直接價(jià)值和間接價(jià)值。根據(jù)千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估（MA）的分類，結(jié)合謝高地、魯春霞、冷允法等［15］對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的劃分，濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能包括供給服務(wù)功能、調(diào)節(jié)服務(wù)功能、文化服務(wù)功能和支持服務(wù)功能。濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)各項(xiàng)功能價(jià)值的測(cè)算應(yīng)結(jié)合實(shí)際案例和應(yīng)用條件，采用適宜的測(cè)算方法（表2）。

表2 濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)價(jià)方法

提供食物和原材料。濕地生產(chǎn)的食物和原材料主要包括淡水動(dòng)物產(chǎn)品（魚類、蝦蟹類、貝類和其他）和植物產(chǎn)品（睡蓮、菖蒲等），武漢市濕地提供食物和原材料主要為淡水魚類產(chǎn)品。濕地提供食物和原材料的價(jià)值計(jì)算公式為：

式中，Q為武漢市淡水魚類產(chǎn)品的產(chǎn)量（t）；F為魚類產(chǎn)品當(dāng)年的市場(chǎng)價(jià)格（元）。由于沼澤地不生產(chǎn)魚類，因此以河流、湖泊和水庫(kù)坑塘的面積加權(quán)作為對(duì)應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。

水源供給。武漢市水源供給分居民用水、非居民用水和特種用水。濕地水源供給的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算公式為：

式中，Ui為第i種用途用水量（m3）；Si為第i 種用途水的價(jià)格（元）。按《武漢市中心城區(qū)供水價(jià)格分類標(biāo)準(zhǔn)》，居民用水取第一梯度價(jià)格1.37 元/m3，非居民用水價(jià)格為2.12 元/m3，特種行業(yè)用水價(jià)格為8.1 元/m3。由于2005 年和2000 年并未單列出非居民用水和特種用水，所以將2015 年和2010 年非居民用水和特種行業(yè)用水量和單價(jià)進(jìn)行加權(quán)平均后（2.19 元/m3）作為2005 和2000 年除居民用水以外的其他用水單價(jià)，自然濕地和人工濕地價(jià)值同上進(jìn)行分別計(jì)算。

氣候調(diào)節(jié)。濕地具有調(diào)節(jié)溫度，增加空氣濕度，對(duì)局部氣候進(jìn)行調(diào)節(jié)的功能。根據(jù)《關(guān)于武漢市水環(huán)境調(diào)查報(bào)告》，武漢市的多年平均水面蒸發(fā)量為927.1mm，平均陸面蒸發(fā)值為726.6mm，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的汽化熱為2260kJ/kg，再取水面蒸發(fā)折算系數(shù)為0.75，水的密度是103kg/m3，則武漢市濕地蒸發(fā)吸收總熱量2000 年、2005 年、2010 年和2015 年分別為2.57 × 1015kJ、2. 66 × 1015kJ、2. 70 × 1015kJ 和2.63×1015kJ。按空調(diào)制冷消耗，以一年中夏季為主要時(shí)間段計(jì)算蒸發(fā)降低氣溫的價(jià)值，則折算系數(shù)為0.25，空調(diào)的能效比取3.0［26］，電價(jià)取0.573元/kW·h。同時(shí)，計(jì)算濕地增加的空氣濕度。用加濕器使用消耗，計(jì)算水域蒸發(fā)增加空氣濕度的價(jià)值。以常見的家用加濕器功率32W 計(jì)算，將1m3水轉(zhuǎn)為蒸汽的耗電量約為125kW·h，另外乘以一個(gè)折算系數(shù)0.25，電價(jià)同樣取0.573元/kW·h。

問題1 本節(jié)課研究直角三角形的邊角關(guān)系，想研究邊與角的關(guān)系，首先需要確定一個(gè)角，再研究它與兩邊的關(guān)系，前面研究過任意兩邊的和、差關(guān)系，接下來(lái)研究比商關(guān)系：存在幾種兩邊比商關(guān)系？

固碳釋氧。濕地固碳釋氧價(jià)值可分為濕地植物固碳釋氧和土壤固碳：①濕地植物固碳釋氧正效應(yīng)價(jià)值。根據(jù)光合反應(yīng)方程式，植物生產(chǎn)1kg 干物質(zhì)，能吸收1.63kg 的CO2，釋放1.20kg 的O2。釋放的O2價(jià)格為1037 元/t［27］，固碳價(jià)格采用瑞典碳稅率150美元/t［28］，折算成人民幣為934.26 元/t（2015 年平均匯率）。②土壤固碳釋氧正效應(yīng)價(jià)值。根據(jù)武漢市典型湖泊水生植物生物量平均值為167.70g/m2［29］，濕質(zhì)量：干質(zhì)量＝11：1，則干質(zhì)量為15.245g/m2。武漢湖泊、河流和水庫(kù)坑塘固碳速率采用56.74g/（m2·a）碳計(jì)算，沼澤固碳速率取28.64g/m2·a。

調(diào)蓄洪水。調(diào)蓄洪水的計(jì)算公式為：

式中，Zi為第i類濕地調(diào)蓄洪水量；D 為單位水庫(kù)造價(jià)。根據(jù)潘方杰、王宏志、王璐瑤的研究［30］，武漢湖泊單位面積洪水調(diào)蓄量為311.62 × 104m3/km2，河流與水庫(kù)坑塘也取此值。另外，依據(jù)東部平原濕地洪水期濕地最大淹沒深度為1m，計(jì)算沼澤地調(diào)蓄洪水能力。單位庫(kù)容水庫(kù)造價(jià)取6.11 元/m3。由于武漢市降雨主要集中在5—8 月，洪水調(diào)蓄主要在城中區(qū)的東湖、沙湖、南湖和湯遜湖等，因此實(shí)際調(diào)蓄量大概占武漢市濕地可調(diào)蓄量的1/10。

涵養(yǎng)水源。濕地涵養(yǎng)水源可以通過計(jì)算處理污水、凈化水質(zhì)的能力得到，計(jì)算公式為：

式中，Ri為第i 種污染物指標(biāo)的排放量（t），包括總氮（TN）、總磷（TP）和化學(xué)需氧量（COD）；Gi為第i 種污染物的凈化處理成本（元/kg），凈化TN、TP和COD 的 成 本 分 別 為1.5 元/kg、2.5 元/kg［31］和1.6 元/kg［32］。另外，以自然濕地和人工濕地面積比例作為各自生態(tài)價(jià)值量。武漢市污水年排放量參照《武漢統(tǒng)計(jì)年鑒》。

旅游休閑。濕地旅游休閑價(jià)值計(jì)算公式為：

式中，Wi和Wo分別為水域在國(guó)內(nèi)游客和入境游客感興趣的旅游資源中所占比例（%）；Ci和Co分別為國(guó)內(nèi)游客和入境游客的觀光游覽/度假休閑旅游目的地所有旅游目的中所占的比例（%）；Ii和Io分別為國(guó)內(nèi)旅游收入和旅游外匯收入（元）。由于人們旅游主要以自然濕地為目的地，因此自然濕地旅休閑價(jià)值占總體價(jià)值的90%。

科研教育?？蒲薪逃δ軆r(jià)值計(jì)算公式為：

式中，Mi為可供開展科研教育的濕地面積（km2）；K為濕地生態(tài)系統(tǒng)單位面積的文化教育價(jià)值（元/km2）。采用張翼然、周德民、劉苗［33］對(duì)47 個(gè)濕地樣本點(diǎn)科研教育價(jià)值的統(tǒng)計(jì)平均值（46.3 × 104元/km2）對(duì)武漢市濕地科研教育價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

維持生物多樣性。濕地維持生物多樣性價(jià)值計(jì)算公式為：

式中，H為生物棲息地單位面積價(jià)值（元/km2）；N為提供生物棲息的濕地面積（km2）。根據(jù)謝高地等修正的單位面積生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，得到河流、湖泊和水庫(kù)坑塘維持生物多樣性價(jià)格為561842 元/km2，沼澤地維持生物多樣性價(jià)格為1741001 元/km2。

保持土壤。濕地保持土壤價(jià)值主要包括減少土地廢棄、保持土壤養(yǎng)分和減少泥沙淤積3 個(gè)方面，本文通過采用替代成本法，參照謝高地、張彩霞、張雷明等［16］修正的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，得到河流、湖泊和水庫(kù)坑塘土壤保持的單位面積價(jià)值為820 元/km2，沼澤地土壤保持單位面積價(jià)值為349530 元/km2。

3 結(jié)果及分析

3.1 武漢市濕地破碎化時(shí)空格局

武漢市濕地破碎化時(shí)空格局變化見圖1 所示。2000—2015 年，武漢市濕地面積先緩慢增加后再減少；2000—2010 濕地總面積以年均0.51%的速率增加，共計(jì)增加了83.68km2；2010—2015 年，濕地面積下降較多，主要是湖泊和沼澤被轉(zhuǎn)換，累計(jì)減少了46.94km2，年平均減少了9.39km2。濕地斑塊數(shù)量在2010年達(dá)到低谷，2005—2010 年間濕地景觀斑塊數(shù)量減少了101 塊，隨后又在2015 年恢復(fù)到2000 年的水平。其中，耕地、林地、沼澤地、建設(shè)用地表現(xiàn)出趨勢(shì)性變化（表4），耕地、林地在和沼澤地面積在15年間持續(xù)減少，而建設(shè)用地面積不斷增加，這是農(nóng)用地和濕地減少的主要原因；草地、湖泊、河流、水庫(kù)坑塘面積變化主要受自然條件和建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的影響；城市建設(shè)的開展，也會(huì)造成濕地地類轉(zhuǎn)換，影響濕地景觀格局的變化，而濕地景觀格局的變化最終會(huì)導(dǎo)致區(qū)域能量流變化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的改變。

圖1 2000—2015 年武漢市土地利用空間分布變化情況

表3 武漢市土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣（km2）

（續(xù)表3 ）

表4 2000—2015年武漢市各土地利用類型面積及變化率

圖2 2000 年、2015 年武漢市濕地變化

本文進(jìn)一步通過ArcGIS 軟件對(duì)2000 年和2015年兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行地類轉(zhuǎn)換和疊加分析（圖2）發(fā)現(xiàn)，2000—2015 年，湖泊和沼澤地是主要被轉(zhuǎn)換濕地類型，并主要被建設(shè)用地侵占。其中，南湖水系、東湖—沙湖水系、墨水湖—龍陽(yáng)湖—太子湖水系、北湖水系等被侵占嚴(yán)重，破碎度較高。結(jié)果表明，隨著武漢市大力發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和建設(shè)國(guó)家中心城市戰(zhàn)略的實(shí)行，大規(guī)模道路擴(kuò)張，住宅和商業(yè)用地等開發(fā)建設(shè)造成武漢市濕地大面積破壞，大量自然地類被迫轉(zhuǎn)換。值得關(guān)注的是，隨著城市生態(tài)文明建設(shè)意識(shí)的增強(qiáng)、對(duì)長(zhǎng)江的治理和保護(hù)，水庫(kù)坑塘和河流的面積有所增加，生態(tài)文明建設(shè)效果初顯，但湖泊破壞依然嚴(yán)重。

其次，武漢市濕地破碎化過程分析。武漢市濕地景觀整體呈現(xiàn)破碎化趨勢(shì)。本文利用Fragstats4.2軟件平臺(tái)測(cè)算分析了2000—2015 年武漢市濕地景觀破碎化指數(shù)（表5）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2000—2010 年，濕地破碎化程度不明顯，濕地斑塊數(shù)量上升后下降、濕地總面積增加較多。但在2010—2015 年，濕地破碎化程度有所加劇，其中斑塊數(shù)量從1603 塊增加到1638 塊，但是濕地總面積卻從1718.86km2下降到了1671.91km2。2000—2015 年，武漢湖泊和沼澤地面積呈縮減趨勢(shì)，且斑塊密度總體上也是下降的。這些變化表明武漢市總體濕地景觀特征呈現(xiàn)從整體、連通性較高向縮減、分離化轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。由于武漢市的持續(xù)城市化建設(shè)，濕地被侵占嚴(yán)重，面積減少和破碎化是景觀格局變化的主導(dǎo)趨勢(shì)，這一趨勢(shì)仍在繼續(xù)。

表5 2000—2015年武漢市濕地景觀破碎化指數(shù)

湖泊和水庫(kù)坑塘是武漢市主要的濕地類型，市內(nèi)濕地景觀格局的改變主要受這兩種濕地類型變化的影響。①自然濕地。2000—2015 年，湖泊分離度指數(shù)總體上升，上升幅度為18.59%，而總面積下降。湖泊的斑塊數(shù)量減少了19 塊，最大斑塊指數(shù)從2.4661 下降到2.3701，下降了4.10%。斑塊密度從0.0387 下降到0.0365，說明湖泊濕地斑塊變小并且連接度下降，湖泊分離成更小的塊狀，導(dǎo)致整片連續(xù)的湖泊生態(tài)功能性下降。河流相對(duì)來(lái)說破碎化程度趨于緩和。河流斑塊數(shù)量和斑塊密度逐年減少，河流邊緣密度從1.5772 上升到1.7459，平均斑塊分維度指數(shù)也有所上升，最大斑塊指數(shù)在2005 年最高，在2010 年又回落。河流斑塊密度下降、邊緣密度上升、空間的連續(xù)性下降，河流相對(duì)于沼澤地而言景觀破碎化程度要低。沼澤地的斑塊數(shù)量、斑塊密度和邊緣密度均有所減少，其中斑塊數(shù)量減少了約10%。斑塊密度的下降和分離度指數(shù)的上升說明15年間沼澤地的分離度增加，景觀異質(zhì)性增加，沼澤地面臨著被其他地類侵蝕的問題。整體來(lái)看，自然濕地的景觀破碎度逐年下降，特別是從2005 年以來(lái)，自然濕地的斑塊數(shù)量和斑塊密度下降，整體性和連接性有所上升。②人工濕地。水庫(kù)坑塘和河流相似，景觀破碎化程度不是很顯著，但人工濕地斑塊數(shù)量和斑塊密度有所增加，15 年間斑塊密度總體上升了4.46%，分離度指數(shù)下降了近60%，且邊緣密度從4.9925 上升到5.2015，特別是在2010 年以后，人工濕地的斑塊密度上升，最大斑塊指數(shù)從0.5041 下降到0.4478。整體上看，人工濕地相對(duì)于自然濕地破碎化程度較大，特別是近年來(lái)人工濕地的景觀破碎度格局趨勢(shì)更加明顯。

3.2 濕地生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化

2000—2015 年，武漢市濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈現(xiàn)前期降低，后期上升的趨勢(shì)（表6）。其中，2000—2005 年，武漢市濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值由2000年的728.22 億元上升至2015 年的1051.49 億元，年均增加了21.55 億元。2000 年、2005 年、2010年和2015 年自然濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別為547.14、572.60、598.96 和795.59 億元，占總價(jià)值比重為75.13%、75.56%、70.86%和75.66%。4 個(gè)年份的人工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為181.09、185.21、246.37 和255.91 億元。武漢市濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主體濕地為湖泊，其次為水庫(kù)坑塘、河流和沼澤地。武漢市濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體來(lái)看調(diào)節(jié)服務(wù)＞供給服務(wù)＞文化服務(wù)＞支持服務(wù)。從2015年看，武漢市濕地生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值的次序?yàn)椋簹夂蛘{(diào)節(jié)＞旅游休閑＞提供食物和原材料＞調(diào)蓄洪水＞水源供給＞維持生物多樣性＞科研教育＞涵養(yǎng)水源＞固碳釋氧＞保持土壤。其中，濕地固碳釋氧功能和調(diào)蓄洪水價(jià)值較為穩(wěn)定，氣候調(diào)節(jié)和土壤保持服務(wù)價(jià)值下降，旅游休閑價(jià)值較2000 年增長(zhǎng)了15.13 倍，土壤保持服務(wù)價(jià)值降低。

表6 2000—2015年武漢市濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（億元）

3.3 濕地破碎化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響

武漢市濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體上呈上升趨勢(shì)，這與濕地破碎化的趨勢(shì)上升呈現(xiàn)一定的相關(guān)關(guān)系。本文運(yùn)用SPSS軟件對(duì)兩者進(jìn)行相關(guān)性分析，將自然和人工濕地景觀格局作為自變量，各自對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值作為因變量，得到濕地景觀格局對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響結(jié)果（表7）。

表7 武漢市濕地景觀格局變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的相關(guān)性

從景觀格局和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值關(guān)系上來(lái)看：首先，自然濕地的斑塊數(shù)量和斑塊密度與自然濕地氣候調(diào)節(jié)、固碳釋氧、調(diào)蓄洪水、科研教育和維持生物多樣性價(jià)值呈正相關(guān)關(guān)系，特別是斑塊密度與維持生物多樣性功能價(jià)值的相關(guān)性達(dá)到0.995，在0.01的水平性上顯著。隨著武漢市湖泊和沼澤地不斷被其他地類特別是建設(shè)用地侵占，湖泊和沼澤地的斑塊數(shù)量不斷減少，單位面積的斑塊密度下降。隨著自然濕地斑塊數(shù)量和斑塊密度的下降，自然濕地的氣候調(diào)節(jié)、調(diào)蓄洪水和固碳釋氧等功能價(jià)值降低，但由于旅游休閑價(jià)值年際變化較大，因此自然濕地整體價(jià)值量呈現(xiàn)逐年增加趨勢(shì)。從2010 年以來(lái)氣候調(diào)節(jié)與維持生物多樣性價(jià)值下降速度可以看出，自然濕地斑塊數(shù)量和斑塊密度下降速度趨緩。其次，人工濕地最大斑塊指數(shù)和邊緣密度與保持土壤、調(diào)蓄洪水和固碳釋氧等功能價(jià)值呈正相關(guān)關(guān)系。人工濕地最大斑塊指數(shù)與氣候調(diào)節(jié)和調(diào)蓄洪水的相關(guān)性系數(shù)為0.996，相關(guān)性較大。人工濕地作為城市濕地生態(tài)系統(tǒng)中的重要一部分，承擔(dān)著重要的生態(tài)價(jià)值，特別是在調(diào)蓄洪水和氣候調(diào)節(jié)方面。隨著人工濕地最大斑塊指數(shù)從2000 年的0.2295 上升到2010年的0.5041，人工濕地的氣候調(diào)節(jié)功能價(jià)值也從2000年的136.77 億元上升到2010 年的182.19 億元。另外，人工濕地的景觀分離度指數(shù)與固碳釋氧、科研教育和維持生物多樣性等功能價(jià)值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性系數(shù)為-0.986。武漢市近年來(lái)加強(qiáng)了對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，同時(shí)武漢市作為受洪澇災(zāi)害影響較嚴(yán)重的城市，更加注重水庫(kù)坑塘的建設(shè)和保護(hù)，使得人工濕地的最大斑塊指數(shù)有所上升，而分離度下降，人工濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值有相對(duì)明顯的提升。

4 結(jié)論與建議

本文綜合分析了2000—2015 年武漢市濕地破碎化情況，并運(yùn)用時(shí)空地理學(xué)方法和ArcGIS、Fragstats等軟件探究了城市濕地破碎化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響，得出以下主要結(jié)論：①2000—2015 年，武漢市濕地景觀破碎化呈逐漸緩和的趨勢(shì)，特別是在2010—2015 年，濕地面積增加了36.74km2，上升了2.2%，這主要得益于人工濕地的增加，但濕地斑塊總量增加了15 塊。主要濕地類型湖泊呈破碎化趨勢(shì)較為嚴(yán)重，面積下降了85.71km2，最大斑塊指數(shù)從2.47 下降到2.37，斑塊分離度指數(shù)從1098.33上升到1302.55；沼澤地分離度指數(shù)從315291.16 上升到379318.74，邊緣密度從0.81 下降到0.70；河流濕地邊緣密度從1.58 上升到1.75。相對(duì)于自然濕地，人工濕地破碎化要明顯，主要體現(xiàn)在斑塊數(shù)量和斑塊密度的增加。從濕地景觀總體來(lái)看，分離度、邊緣密度下降，破碎化漸趨緩和。②2000—2015 年武漢市濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值2000 年、2005 年、2010年 和 2015 年 分 別 為728.22、757. 82、845. 32 和1051.49億元，濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較大。武漢市不同類型濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量大小依次為湖泊＞水庫(kù)坑塘＞河流＞沼澤地。從濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能來(lái)看，除了旅游休閑外，各項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值年際變化較平穩(wěn)。各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值次序?yàn)闅夂蛘{(diào)節(jié)＞旅游休閑＞提供食物和原材料＞調(diào)蓄洪水＞水源供給＞維持生物多樣性＞科研教育＞涵養(yǎng)水源＞固碳釋氧＞保持土壤。③在城市濕地破碎化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究中，濕地景觀的破碎化對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的價(jià)值是較顯著的，隨著城市化建設(shè)，濕地景觀格局呈現(xiàn)一定的破碎化趨勢(shì)，這也間接導(dǎo)致了價(jià)值的變化，主要體現(xiàn)在自然濕地斑塊數(shù)量和斑塊密度對(duì)部分調(diào)節(jié)服務(wù)和支持服務(wù)功能價(jià)值的影響，人工濕地最大斑塊指數(shù)、邊緣密度和分離度對(duì)調(diào)蓄洪水、維持生物多樣性等功能服務(wù)的影響。綜合來(lái)看，濕地景觀格局的變化與城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化存在一定的相關(guān)關(guān)系，但由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，武漢市濕地生態(tài)旅游和部分供給服務(wù)功能價(jià)值大幅增加，導(dǎo)致武漢市濕地整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈逐年上升趨勢(shì)。

城市承載著人們對(duì)美好生活的向往，建設(shè)生態(tài)宜居的城市是建設(shè)發(fā)展的方向。本文發(fā)現(xiàn)濕地作為城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要地類，其生態(tài)功能價(jià)值顯著，濕地景觀格局的變化影響著濕地生態(tài)功能的發(fā)揮，城市管理者與治理者應(yīng)從整體格局出發(fā)，將城市建設(shè)發(fā)展與濕地生態(tài)保護(hù)結(jié)合起來(lái)。針對(duì)武漢市濕地破碎化問題，本文提出以下建議：①重視濕地生態(tài)功能價(jià)值，建立濕地生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。濕地對(duì)于城市生態(tài)建設(shè)起著重要的支撐作用，圍繞濕地保護(hù)與開發(fā)利用，能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。完善濕地生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，對(duì)享受到濕地生態(tài)功能的人群建立意愿支付機(jī)制，對(duì)保護(hù)濕地的貢獻(xiàn)者與利益受損者給予補(bǔ)償，從而建立濕地保護(hù)和利用的良性循環(huán)機(jī)制。當(dāng)然，這一機(jī)制的實(shí)現(xiàn)需要實(shí)現(xiàn)生態(tài)品的物格化、價(jià)格化和市場(chǎng)化，實(shí)現(xiàn)濕地產(chǎn)品價(jià)值。②加強(qiáng)濕地保護(hù)和規(guī)劃，劃定濕地保護(hù)紅線。濕地具有重要的生態(tài)價(jià)值，城市發(fā)展不能以犧牲生態(tài)為代價(jià)。城市建設(shè)對(duì)濕地的侵占會(huì)導(dǎo)致濕地面積萎縮，濕地景觀破碎化影響了濕地生態(tài)功能價(jià)值的發(fā)揮，因此需要加強(qiáng)濕地保護(hù)和規(guī)劃。城市建設(shè)不以破壞濕地為代價(jià)，在城市規(guī)劃中避免對(duì)湖泊、河流、沼澤等濕地地類的侵占，盡量保持整體性的濕地景觀格局。③提高濕地利用效率，重視濕地旅游資源開發(fā)與利用。濕地功能價(jià)值豐富，但目前利用效率不高。同時(shí)，濕地旅游資源豐富，產(chǎn)生的旅游經(jīng)濟(jì)效益很高，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于濕地旅游資源開發(fā)宣傳，打造整體性的濕地旅游區(qū)建設(shè)，促進(jìn)濕地資源的整合，提高濕地資源的利用效率，為濕地資源的可持續(xù)開發(fā)和利用提供物質(zhì)支撐。

5 討論與展望

本文對(duì)于研究宏觀尺度上城市景觀變化與城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化相互關(guān)系和城市生態(tài)文明建設(shè)具有一定的促進(jìn)作用。研究發(fā)現(xiàn)濕地景觀格局變化主要受城市開發(fā)建設(shè)和城市濕地的不合理利用的影響，導(dǎo)致濕地趨于破碎化和減少。因此，要加強(qiáng)濕地的保護(hù)，合理開發(fā)利用濕地資源。由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的量化計(jì)算缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在某些方面存在一些交叉，難于計(jì)算，在實(shí)際核算過程中，需綜合考慮自然因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的影響。如，在濕地旅游休閑價(jià)值的核算過程中，缺乏數(shù)據(jù)并只考慮到社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值年際差異較大。雖然武漢市自然濕地特別是湖泊和沼澤下降較多，但是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值卻呈年際上升的趨勢(shì)，這是因?yàn)樵诳紤]濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的同時(shí)，將經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)納入到當(dāng)年濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之中，導(dǎo)致某些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的趨勢(shì)性可能與濕地景觀的破碎化出現(xiàn)不相符合的地方。同時(shí)，本文只選取了斑塊層面的景觀格局指數(shù)和4 個(gè)時(shí)期的影像數(shù)據(jù)，由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的滯后和影像數(shù)據(jù)更新較慢處理復(fù)雜，只選取到2015 年，數(shù)據(jù)存在一定滯后性。但已有數(shù)據(jù)也足夠支撐相關(guān)研究論述，未來(lái)應(yīng)通過增加整個(gè)景觀層面的景觀格局指數(shù)和更新到最新的數(shù)據(jù)來(lái)提高研究的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。城市濕地破碎化對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值影響機(jī)制研究還有更多值得探討的地方。