張?zhí)扃? 楊 光, 劉 峰, 穆其爾, 濤 力, 馬 勇

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 沙漠治理學(xué)院, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018; 2.鄂爾多斯市造林總場(chǎng), 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯市 017000)

21世紀(jì)以來，針對(duì)生態(tài)一體化保護(hù)與修復(fù)，就內(nèi)蒙古地區(qū)，習(xí)近平總書記提出了“統(tǒng)籌推進(jìn)山水林田湖草沙綜合治理、系統(tǒng)治理、源頭治理”[1]，我國(guó)高度重視生態(tài)文明建設(shè)，提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性，維護(hù)生態(tài)平衡和生態(tài)服務(wù)功能。生態(tài)服務(wù)主要包括調(diào)節(jié)服務(wù)、供給服務(wù)、文化服務(wù)和支持服務(wù)4個(gè)方面[2-3]，而陸地生態(tài)系統(tǒng)具有巨大經(jīng)濟(jì)效益，眾多學(xué)者分別從森林[4-5]、草地[6-7]、農(nóng)田[8]、濕地[9-10]對(duì)各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)類型提供了經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而沙漠及沙化土地作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有防風(fēng)固沙、固氮釋氧、土壤保持、水文調(diào)節(jié)、維持生物多樣性、生態(tài)旅游等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[11]。而從沙漠化土地變化角度探討其對(duì)區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值影響的研究較少，丁雪等[12]人基于NDVI等多源數(shù)據(jù)與GIS、敏感性分析方法，分析了30 a間內(nèi)蒙古地區(qū)沙漠化演變對(duì)區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值的影響；宋潔等[13]人以“當(dāng)量因子法”為基礎(chǔ)，采用網(wǎng)絡(luò)分析、權(quán)衡協(xié)同等方法研究了烏蘭布和沙漠近30 a生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空動(dòng)態(tài)特征；岳耀杰等[14-15]學(xué)者研究表明，當(dāng)前學(xué)者利用沙漠及沙化土地所提供的物質(zhì)產(chǎn)品僅是其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的一小部分，其內(nèi)部還蘊(yùn)藏著巨大的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，研究荒漠化地區(qū)土地利用變化及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響，評(píng)估該地區(qū)沙漠化治理成效，對(duì)合理利用土地情況與經(jīng)營(yíng)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。

呼倫貝爾沙地作為全國(guó)第4大沙地，位于東北森林草原向干旱草原的過渡帶，絕大部分區(qū)域?qū)儆谵r(nóng)牧交錯(cuò)帶，同時(shí)也是我國(guó)重要的天然草原和畜牧基地。近年來，由于受到全球氣候變化影響，呼倫貝爾草地出現(xiàn)不同程度的沙化，對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展有一定的影響，進(jìn)一步還會(huì)對(duì)松嫩平原以及大興安嶺森林的糧食和生態(tài)安全產(chǎn)生威脅，從而影響呼倫貝爾市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要利用TM[16]，MSS(ETM)[17]，MODIS等[18]作為數(shù)據(jù)源，結(jié)合面向?qū)ο蠓治龇椒╗16]、RS和GIS技術(shù)[17]、土壤植被指數(shù)、地表反照率、滑動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差指數(shù)[19]、二分模型[16]、NDVI[18]以及數(shù)學(xué)模型等[12]對(duì)呼倫貝爾沙地成因[17]、植被覆蓋度[16]、景觀格局分析[17]、驅(qū)動(dòng)力[18-19]、土地利用變化[20-21]及周邊沙地立地類型劃分[22]進(jìn)行研究；根據(jù)丁雪等人[12]研究得出對(duì)于呼倫貝爾為典型敏感度低的地區(qū)，應(yīng)進(jìn)一步從小尺度上研究該地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值演變。因此，本文以呼倫貝爾沙地為研究區(qū)，通過2000—2020年呼倫貝爾沙地土地利用變化動(dòng)態(tài)和土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣，分析土地動(dòng)態(tài)變化對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響，旨在為區(qū)域沙漠化防治提供科學(xué)依據(jù)和決策支撐。

1 研究區(qū)概況

呼倫貝爾沙地[23]主要由海拉爾河流域、伊敏河流域、新巴爾虎左旗中部三條沙帶和新巴爾虎右旗達(dá)賚湖沿岸等地零星分布的沙丘組成，分布面積廣且過于零散[24]，本文參考2005年中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所劃分的呼倫貝爾沙地邊界，在地理信息系統(tǒng)的支持下，通過圖層的疊加、融合、提取、編輯等過程勾繪出呼倫貝爾沙地的范圍作為本文的研究區(qū)。呼倫貝爾沙地位于內(nèi)蒙古東北部呼倫貝爾高原，集中分布在117°10′—121°12′E，47°20′—49°50′N，占地總面積4.32×104km2。該地勢(shì)由東向西逐漸降低，且南部高于北部，平均海拔600～800 m[23]，東西長(zhǎng)270 km，南北寬約170 km。氣候類型屬半濕潤(rùn)、半干旱區(qū)，年降水量280～400 mm，年蒸發(fā)量1 400～1 900 mm，干燥度1.2～1.5，相對(duì)溫度60%～70%，盛夏季節(jié)水分、熱量充足，雨熱同步、空氣濕潤(rùn)，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，年大風(fēng)日數(shù)20～40 d，年平均風(fēng)速3～4 m/s。沙地境內(nèi)的河流、湖泊、沼澤較多，水分條件優(yōu)越，共有大小河流3000余條，主要河流有海拉爾河(即額爾古納河上游段)及莫勒格河、伊敏河、克魯倫河、輝河等[25]，沙地土壤以風(fēng)沙土為主[15]，境內(nèi)分布豐富多樣的植物種類，主要植被有狗尾草(Setariaviridis)、差巴嘎蒿(Artemisiahalodendron)、冷蒿(Artemisiafrigida)、蟲實(shí)(Corispermumhyssopifolium)、貝加爾針茅(Stipabaiclensis)和羊草(Aneurole-pidiumchinensis)等。

2 數(shù)據(jù)來源及信息提取

選取2000，2005和2010年3期Lantsat 5TM影像以及2015和2020年2期Lantsat 8OLI遙感影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，5期數(shù)據(jù)均來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥glovis.usgs.gov/)，影像獲取時(shí)間均為呼倫貝爾沙地植被生長(zhǎng)季(6—8月)，便于目視解譯。在ENVI 5.3軟件對(duì)基礎(chǔ)影像進(jìn)行預(yù)處理，分類體系參照中國(guó)土地資源分類系統(tǒng)[26]，同時(shí)參照朱震達(dá)編制的沙丘類型劃分標(biāo)準(zhǔn)和《全國(guó)荒漠化和沙化監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)定》[27]以及2000年的沙漠化土地監(jiān)測(cè)指標(biāo)和《國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃》項(xiàng)目“中國(guó)北方沙漠化過程及其防治研究”所制定的“中國(guó)北方土地沙漠化遙感監(jiān)測(cè)分類體系”[28]；將植被特征作為土地荒漠化的關(guān)鍵指標(biāo)，植被覆蓋度超過60%為輕度沙漠化，30%～59%為中度沙漠化，10%～29%為重度沙漠化，小于10%為極重度沙漠化[27]，結(jié)合野外調(diào)查，用最大似然法對(duì)5期影像進(jìn)行監(jiān)督分類，將研究區(qū)土地利用類型分為[29]極重度沙漠化、重度沙漠化、中度沙漠化、輕度沙漠化、輕度沙漠化、林草地、耕地、建設(shè)用地和水體等8類，得到分類精度均大于80%，滿足分類要求。

3 研究方法

3.1 土地利用變化研究

3.1.1 土地動(dòng)態(tài)度空間分析 目前，傳統(tǒng)的數(shù)量分析模型和動(dòng)態(tài)度模型是測(cè)算土地利用動(dòng)態(tài)變化的兩種主要方法，傳統(tǒng)的數(shù)量分析模型不能反應(yīng)出土地利用動(dòng)態(tài)變化的空間過程及相關(guān)屬性，忽略空間區(qū)位的固定性與獨(dú)特性，無法比較和測(cè)算區(qū)域土地利用變化的綜合活躍程度[30]，本研究采用土地利用動(dòng)態(tài)變化空間分析模型[31]，使空間精度和面積精度更加準(zhǔn)確，并消除空間數(shù)據(jù)尺度效應(yīng)。土地利用在時(shí)空上的動(dòng)態(tài)演變過程可以通過土地動(dòng)態(tài)度反應(yīng)，不僅反應(yīng)出其變化的劇烈程度，還可以描述土地利用變化速度，單一動(dòng)態(tài)度絕對(duì)值越高，表明該土地利用類型轉(zhuǎn)化活躍，數(shù)量多，反之穩(wěn)定。計(jì)算公式為：

(1)

式中：K為研究時(shí)段內(nèi)土地變化速率；T為時(shí)間段；Ua,Ub分別為監(jiān)測(cè)初期和監(jiān)測(cè)結(jié)束某一種土地利用類型面積總和。

3.1.2 土地變化強(qiáng)度 空間動(dòng)態(tài)度模型有效地刻畫了土地利用類型的空間變化過程，由于各土地類型在轉(zhuǎn)出的同時(shí)也有其他地類轉(zhuǎn)入，不能很好地對(duì)研究區(qū)土地利用變化程度進(jìn)行描述，缺乏各類型之間直觀的對(duì)比。對(duì)此，構(gòu)建土地空間變化率模型，可以反應(yīng)某類土地空間變化規(guī)模對(duì)研究區(qū)的影響程度，快速識(shí)別土地利用類型變化的活躍程度，使不同土地利用類型變化速度具有可比性[32]。計(jì)算公式為：

(2)

式中：I為土地變化強(qiáng)度； TUA為研究單元土地總面積。

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究方法

本文參考謝高地[33]改進(jìn)的中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量的研究成果，引用輕度、中度、重度、極重度沙漠化4個(gè)生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值因子對(duì)呼倫貝爾沙地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行測(cè)算[12]。結(jié)合上述分析，參照王樹力等[15]人研究，按照公式(3)計(jì)算各地類的單位面積價(jià)值。據(jù)調(diào)查，呼倫貝爾沙地植被主要以典型草原植被為主，其生態(tài)服務(wù)價(jià)值與草地相近，為與上述土地利用類型分類保持一致，這里不單獨(dú)計(jì)算林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，將林草地歸為一起進(jìn)行計(jì)算；而建筑用地未對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值提供意義，所以把建設(shè)用地的當(dāng)量值作為0；具體確定的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值因子詳見表1[12]。

V后ij=V未ij(1-R)+V荒jR

(3)

式中：V后ij為荒漠化后單位面積第i類生態(tài)系統(tǒng)的第j種生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值(元/a);V未ij為未荒漠化單位面積第i類生態(tài)系統(tǒng)的第j種生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值(元/a)；V荒j為單位面積荒漠的第j種生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值(元/a)；R為荒漠化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的影響系數(shù)，擬定為:R輕度=20%，R中度=40%，R重度=60%和R極重度=80%。

ESV=∑(VC·Ai)

(4)

式中：ESV為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值(萬元); VC為表1中不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基準(zhǔn)單價(jià)(萬元/km2);Ai為研究區(qū)內(nèi)土地利用/覆被類型的面積(km2)。

表1 單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值 萬元/km2

3.3 生態(tài)服務(wù)價(jià)值敏感性分析

為了充分反應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)土地利用類型的生態(tài)價(jià)值系數(shù)的依賴程度[34]，引入生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值敏感系數(shù)，指ESV因生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)變動(dòng)1%引起的變化情況。如果CS>1，表明該生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值富有彈性，生態(tài)價(jià)值系數(shù)準(zhǔn)確性較低；如果CS<1，表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)系統(tǒng)價(jià)值缺乏彈性，生態(tài)價(jià)值系數(shù)的準(zhǔn)確性較高，估算的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值比較符合研究區(qū)實(shí)際情況，計(jì)算公式為：

(5)

式中：ESVi為初始的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值; ESVj為調(diào)整±50%后的生態(tài)服務(wù)價(jià)值; VCi為調(diào)整前的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù); VCj為調(diào)整±50%后的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)。

4 結(jié)果與分析

4.1 呼倫貝爾沙地土地利用變化的基本情況

由表2分析可得，2000—2020年沙漠化面積減少了11 855.86 km2，平均592.79 km2/a的沙漠化土地得到有效的治理。極重度沙漠化和中度沙漠化面積浮動(dòng)較小，分別減少了1.46%和3.77%，重度沙漠化面積減少的幅度最大，減少了14.87%，輕度面積處于波動(dòng)狀態(tài)，最終減少了3 269.52 km2；建筑用地、水體、耕地在近20 a變化幅度不大，林草地逐年出現(xiàn)遞增趨勢(shì)，為相應(yīng)國(guó)家號(hào)召，呼倫貝爾市委、市政府編制出臺(tái)了《呼倫貝爾沙區(qū)綜合治理規(guī)劃(2009—2013年)》[35]，建立嚴(yán)格的檢查驗(yàn)收制度，加強(qiáng)后期管護(hù)，積極開展防沙治沙宣傳，使沙區(qū)植被長(zhǎng)勢(shì)明顯好轉(zhuǎn)，林草地面積共增長(zhǎng)了12 154.77 km2，相較于2000年增長(zhǎng)了28.47%。整體來看，呼倫貝爾沙地實(shí)現(xiàn)了沙化面積縮減，沙化程度減輕，林草地面積增加，生態(tài)環(huán)境明顯改善(見封3附圖5)。

表2 呼倫貝爾沙地各類土地利用面積變化

4.2 呼倫貝爾沙地土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析

對(duì)近20 a呼倫貝爾沙地5期影像進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，基于ENVI通過轉(zhuǎn)移矩陣得到呼倫貝爾沙地土地利用結(jié)構(gòu)和類型間的轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)，從整體上看，2000—2020年呼倫貝爾沙地沙漠化過程總體上呈逆轉(zhuǎn)趨勢(shì)，但波動(dòng)較為劇烈(表3—6)。

由表3—6可以看出，2000—2005年主要是沙化土地面積逐級(jí)轉(zhuǎn)化活躍，其他土地利用類型轉(zhuǎn)化幅度較小，除中度沙化土地面積增大，其他土地利用類型面積減少，說明沙漠化態(tài)勢(shì)得到了一定的控制；2005—2010年，輕度沙化土地和林草地面積呈明顯增加，其余沙化土地面積均不斷減少，耕地面積也不斷減少，逐漸轉(zhuǎn)向林草地(232.44 km2)和輕度沙漠化(129.5 km2)；極重度沙化土地仍然逆轉(zhuǎn)為重度沙化(262.27 km2)，轉(zhuǎn)入最多的重度沙化(128.89 km2)，極重度面積減少；重度沙化其中有32.05%逆轉(zhuǎn)為中度沙化土地，中度沙化土地主要轉(zhuǎn)出為輕度(36.10%)和重度(13.3%)，林草地面積明顯在增多，主要是輕度沙化土地面積(1 465.14 km2)轉(zhuǎn)入；2010—2015年，輕度沙化土地面積呈減少趨勢(shì)，林草地面積增長(zhǎng)，其他土地利用類型變化幅度較小。不同程度沙漠化土地均呈逆轉(zhuǎn)趨勢(shì)；2015—2020年沙漠化土地變化特征與前3個(gè)時(shí)間段變化特征基本一致，呈現(xiàn)出逐級(jí)轉(zhuǎn)移，極重度、重度、中度沙化土地均減少，輕度沙化土地面積增加，69.19%由中度沙化轉(zhuǎn)入；有1 244.97 km2中度沙化土地，4 515.12 km2輕度沙化土地和637.18 km2耕地土地逆轉(zhuǎn)為林草地，使林草地面積大幅度增加，耕地面積減少；由于近些年人口面積增加，建筑用地出現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，水域面積變化幅度不大。2015—2020年林草地轉(zhuǎn)入面積大于轉(zhuǎn)出面積，且重度和中度轉(zhuǎn)出面積均大于轉(zhuǎn)入面積，土地沙化程度出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

表3 呼倫貝爾沙地2000-2005年土地利用類型面積轉(zhuǎn)移矩陣

表4 呼倫貝爾沙地2005-2010年土地利用類型面積轉(zhuǎn)移矩陣

表5 呼倫貝爾沙地2010-2015年土地利用類型面積轉(zhuǎn)移矩陣

表6 呼倫貝爾沙地2015-2020年土地利用類型面積轉(zhuǎn)移矩陣

4.3 土地利用變化程度分析

根據(jù)公式(1)—(2)計(jì)算各土地利用動(dòng)態(tài)度和變化強(qiáng)度(表7)。呼倫貝爾沙地土地利用動(dòng)態(tài)度變化差異明顯。2000—2020年極重度沙漠化、中度沙漠化、輕度沙漠化、水體、耕地的動(dòng)態(tài)度減少，而重度沙漠化、林草地、建設(shè)用地的動(dòng)態(tài)度增加。其中，林草地動(dòng)態(tài)度增加最快，而極重度沙漠化動(dòng)態(tài)度減少最快。主要由于該地區(qū)通過工程治理、休牧禁牧、生態(tài)移民實(shí)現(xiàn)沙地的全面保護(hù)和治理，建立比較完備的沙地生態(tài)體系，治理沙害，使沙化土地得到明顯好轉(zhuǎn)，在大力實(shí)施退耕還林還草政策，使得林草地不斷增加，沙地面積呈不斷減少趨勢(shì)。各個(gè)土地利用類型在2000—2020年各年份動(dòng)態(tài)度變化趨勢(shì)不盡相同，在2000—2005年，耕地的變化幅度最大，以年變化率20.96%增長(zhǎng)，主要是由輕度沙漠化面積轉(zhuǎn)入引起的，后來呈現(xiàn)先減少又增加的穩(wěn)定趨勢(shì)，保護(hù)基本農(nóng)田政策對(duì)控制耕地面積起到了主導(dǎo)性作用；林草地動(dòng)態(tài)度呈逐漸穩(wěn)定增加的趨勢(shì)，主要由于該地區(qū)在2002年為有效遏制呼倫貝爾沙地的沙化趨勢(shì)，決定實(shí)施一項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)18 a的“沙地治理樟子松行動(dòng)”生態(tài)建設(shè)工程的成果。沙漠化土地呈不斷減少的趨勢(shì)，2015—2020年中度沙漠化以9.24%速率減少，說明沙地逐級(jí)轉(zhuǎn)化明顯，沙地總體面積減少，治理具有一定的成效；建設(shè)用地的動(dòng)態(tài)度呈先減少后增加的波動(dòng)趨勢(shì)，說明建設(shè)用地的發(fā)展受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的制約；水域的動(dòng)態(tài)度呈先減少后增加最終趨于平穩(wěn)的減幅趨勢(shì)，近年來的天氣異常干旱導(dǎo)致水資源的減少。2000—2020年，林草地變化強(qiáng)度呈高速擴(kuò)展型(變化強(qiáng)度>0)，變化強(qiáng)度明顯增加由0.78%上升到2.09%；極重度與重度沙漠化的變化強(qiáng)度絕對(duì)值都減少，分別從0.12%，1.28%減少到0.07%，0.61%，變化相對(duì)平穩(wěn)，因?yàn)槠錇樨?fù)值，所以在此期間重度沙漠化和極重度沙漠化均低速衰退型；從2000—2005年變化強(qiáng)度的絕對(duì)值來看，對(duì)比各階段土地利用類型變化相對(duì)強(qiáng)烈，中度沙漠化變化強(qiáng)度最大(3.16%)，其次是輕度沙漠化3.01%，重度沙漠化、林草地和耕地變化強(qiáng)度相對(duì)活躍，分別為1.28%，0.78%，0.59%；極重度沙漠化變化強(qiáng)度較小，為0.12%；建筑用地和水體變化強(qiáng)度相對(duì)穩(wěn)定。

表7 呼倫貝爾沙地土地利用動(dòng)態(tài)度/強(qiáng)度指數(shù)

4.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

根據(jù)公式(3)計(jì)算，得出呼倫貝爾沙地各地類2000，2005，2010，2015和2020年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，從圖1可知，土地沙漠化逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加量共計(jì)21.03億元，占2020年價(jià)值總量的10.49%。在沙化土地轉(zhuǎn)移方面，原有的沙漠化土地有4.27×104km2發(fā)生逐級(jí)逆轉(zhuǎn)，造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失39.55億元，其中以輕度、重度沙漠化逆轉(zhuǎn)的影響最為明顯，二者共導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失占81%。沙漠化土地逆轉(zhuǎn)為非沙漠化造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加，僅逆轉(zhuǎn)為林草地就使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加了63.7億元，林草地呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，2020年較2000年增加了63.7億元，其增加的原因是輕度、中度沙漠化逆轉(zhuǎn)為林草地；水體和耕地在20 a間呈下降趨勢(shì)，分別下降2.02，1.1億元。

圖1 呼倫貝爾沙地2000-2020年各地類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

4.5 生態(tài)服務(wù)價(jià)值敏感性分析

將研究區(qū)各土地類型的生態(tài)價(jià)值系數(shù)上下調(diào)整50%，得出2000—2020年呼倫貝爾沙地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的敏感性系數(shù)(表8)。在不同時(shí)期下，研究區(qū)所有土地利用類型敏感性指數(shù)(CS)均<1，且接近于0；不同年份間差異較小，由高到低依次為林草地、耕地、水體、和沙漠化土地。在2000—2010年水體敏感性指數(shù)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，林草地和耕地指數(shù)呈減少趨勢(shì)，表明在這期間水域?qū)魝愗悹柹车氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化影響較大。沙漠化土地的敏感性指數(shù)很小，位于0.002～0.07，表明沙漠化土地對(duì)呼倫貝爾沙地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的變化影響甚微。耕地和林草地敏感性指數(shù)在2010—2020年呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，對(duì)呼倫貝爾沙地生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值影響較大。林草地的敏感指數(shù)(0.31～0.52)明顯大于其他地類，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)率最大，當(dāng)林草地生態(tài)系數(shù)價(jià)值系數(shù)增加1%時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加0.31%～0.52%。綜上所述，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)所采用的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)缺乏彈性，所估算的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是可信的，所采用的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)適合當(dāng)?shù)厍闆r。

表8 2000-2020年呼倫貝爾沙地生態(tài)服務(wù)價(jià)值敏感性指數(shù)

5 討論與結(jié)論

5.1 討 論

本文基于土地利用動(dòng)態(tài)變化，對(duì)呼倫貝爾沙地生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行研究，選取土地資源數(shù)量變化模型和土地空間變化模型進(jìn)行計(jì)算，得到呼倫貝爾沙地2000—2020年土地利用動(dòng)態(tài)度和土地利用面積轉(zhuǎn)移矩陣，呼倫貝爾沙地近20 a來土地利用發(fā)生明顯變化，沙化土地是呼倫貝爾沙地最主要的土地利用類型，所占比例達(dá)75%以上，其中，中度沙漠化快速增長(zhǎng)，但是在2010年以后，沙化土地面積都呈減少趨勢(shì)，此外，林草地面積增加明顯，與研究初期相比增長(zhǎng)率達(dá)到了186.06%，土地利用動(dòng)態(tài)度趨勢(shì)與朱曉昱等[36]對(duì)呼倫貝爾草原土地利用變化研究結(jié)果相似，林草地面積增加，未利用土地沙化土地面積減少，并且沙化土地轉(zhuǎn)化主要以逐級(jí)轉(zhuǎn)化為主，跨級(jí)轉(zhuǎn)化面積較小，沙化土地總體呈逆轉(zhuǎn)趨勢(shì)，沙化程度減弱?？梢姾魝愗悹柹车厣鷳B(tài)修復(fù)過程有一定的成效，改善了沙地的生態(tài)環(huán)境，這與呼倫貝爾地區(qū)構(gòu)筑政府落實(shí)草原監(jiān)督管理的制度體系息息相關(guān)，就呼倫貝爾沙地土地利用現(xiàn)狀的情況下，今后要通過水土治理、劃定“生態(tài)紅線”、合理控制沙地面積不擴(kuò)張、保證現(xiàn)有林草地面積不減少、植樹造林，從而保障區(qū)域生態(tài)環(huán)境安全。

2000年以來，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究一直是研究熱點(diǎn)，但大都基于城市化、小流域等研究，鮮有對(duì)沙地的角度研究生態(tài)服務(wù)價(jià)值，本文參照謝高地等人的單位面積價(jià)值當(dāng)量因子以及結(jié)合丁雪等人[12]對(duì)內(nèi)蒙古荒漠化定義單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)為研究方法對(duì)呼倫貝爾沙地進(jìn)行生態(tài)服務(wù)價(jià)值研究，2000—2020年呼倫貝爾沙地生態(tài)服務(wù)價(jià)值量總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，這與孫興輝[37]研究相似，該地區(qū)林草地資源豐富并且在研究區(qū)生態(tài)服務(wù)總價(jià)值中占據(jù)突出地位，因此，今后應(yīng)該注重響應(yīng)當(dāng)?shù)卣罅μ?hào)召防沙治沙政策，實(shí)施“退耕還林、還草、植樹造林”等生態(tài)建設(shè)工程。但本文的研究仍有不足，在單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值因子計(jì)算方面，不同的參數(shù)和方法都會(huì)使評(píng)估結(jié)果存在較大差異，因此，在未來研究中可重點(diǎn)關(guān)注： ①沙地環(huán)境條件不同，系數(shù)就會(huì)產(chǎn)生一定的差異，針對(duì)荒漠小尺度生態(tài)系統(tǒng)，亟需建立一套包括水平衡調(diào)節(jié)、防風(fēng)固沙等主導(dǎo)沙地生態(tài)系統(tǒng)在內(nèi)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值單價(jià)，并依照不同實(shí)際情況對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值單價(jià)進(jìn)行相應(yīng)的修改，更能準(zhǔn)確體現(xiàn)沙化土地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值的變化； ②可以基于地理探測(cè)器方法下研究區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值空間分布及預(yù)測(cè)模擬研究，更能準(zhǔn)確地體現(xiàn)出沙區(qū)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化。

5.2 結(jié) 論

(1) 2000—2020年，呼倫貝爾沙地土地類型面積均發(fā)生不同程度的變化，各沙漠化均呈減少趨勢(shì)，其中重度沙漠化減幅最大，減少了14.87%，林草地面積擴(kuò)張顯著，增加了12 154 km2，建筑用地呈微增加趨勢(shì)，增加了126.82 km2，水體和耕地呈減少趨勢(shì)，分別減少了113.75和311.98 km2。

(2) 2000—2020年4個(gè)時(shí)間段林草地、耕地與同期其他土地利用類型相比轉(zhuǎn)化幅度大，土地利用動(dòng)態(tài)度呈先減少后增加的Ⅴ字型規(guī)律，最大值出現(xiàn)在2000—2005年，最小值出現(xiàn)在2010—2015年；就變化速率來看，各土地利用類型變化速率絕對(duì)值下降，土地利用趨于平穩(wěn)。雖然沙地面積減少，但應(yīng)該把防沙治沙作為一項(xiàng)長(zhǎng)期性的工作，提高沙地治理工程質(zhì)量，做好沙地管護(hù)，著重治理沙化趨勢(shì)明顯的土地。

(3) 2000—2020年研究區(qū)各地類生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值的敏感性指數(shù)變動(dòng)不大，且均小于1，說明研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)于生態(tài)價(jià)值系數(shù)是缺乏彈性，結(jié)果可信；土地利用生態(tài)價(jià)值總體上呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，總價(jià)值從2000年179.46億元增長(zhǎng)至2020年200.49億元，增長(zhǎng)了21.03億元，其中林草地是呼倫貝爾沙地生態(tài)服務(wù)價(jià)值構(gòu)成的主體。