陳相標(biāo), 丁文榮
(云南師范大學(xué) 地理學(xué)部, 昆明 650500)
土地利用是人類對(duì)土地自然屬性的利用方式和狀況[1-2],也是人類活動(dòng)與自然生態(tài)環(huán)境相互作用最直接的表現(xiàn)形式[3],隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展變化,區(qū)域土地利用類型也發(fā)生激烈的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)型[4-5],土地利用類型及形態(tài)變化會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與過(guò)程產(chǎn)生影響[6-7],從而引起生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的變化[8]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指的是生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過(guò)程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效應(yīng)[9-10]。而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要評(píng)估方法之一,其價(jià)值量變化在一定程度上表征人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度[11]。定量評(píng)估土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值變化關(guān)系成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)[12-13]。
目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的研究取得了豐碩的成果。1997年,Daily主編的《Nature′s Service: Societal Dependence on Natural Ecosystem》出版和Costanza等[10]在《Nature》上發(fā)表的文章《The Value of the World′s Ecosystem Services and Natural Capital》拉開了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究的序幕,2005年聯(lián)合國(guó)發(fā)布了《千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估報(bào)告》(Millennium Ecosystem Assessment, MA)[14],把生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究進(jìn)一步推向熱潮。國(guó)內(nèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究相對(duì)較晚,1999年,歐陽(yáng)志云等[15]首次對(duì)中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值展開評(píng)估,2003年,謝高地等[16]通過(guò)對(duì)200多位生態(tài)學(xué)家進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,并結(jié)合中國(guó)的生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際情況,對(duì)Costanza等人的研究成果進(jìn)行修正,構(gòu)建了中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當(dāng)量因子表[17]。此后許多學(xué)者使用多種評(píng)估方法[18]對(duì)不同尺度[19-21]的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行了大量研究,但對(duì)湖泊流域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值研究相對(duì)較少,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的形成依賴于一定時(shí)空尺度上的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過(guò)程[22],湖泊—流域是一個(gè)完整且相互聯(lián)系的整體[23],加強(qiáng)對(duì)湖泊流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究在一定程度保護(hù)了湖泊生態(tài)環(huán)境與流域整體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。
滇中五大高原湖泊流域是云南省滇中城市群建設(shè)的核心區(qū)[24],也是滇中工農(nóng)業(yè)、生態(tài)、旅游等發(fā)展極為重要的區(qū)域,人為活動(dòng)較為頻繁。近年來(lái),隨著人類活動(dòng)干擾進(jìn)一步加劇,改變湖泊流域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境和土地利用結(jié)構(gòu),且生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也日益突出[25]。目前,對(duì)于該區(qū)的土地利用變化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值鮮有研究,這在一定程度上阻礙湖泊—流域整體的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃。因此,本文以滇中五大高原湖泊流域?yàn)檠芯繉?duì)象,基于遙感土地利用解譯數(shù)據(jù)和修正后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量,對(duì)該區(qū)2000—2020年的土地利用變化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值進(jìn)行定量評(píng)估、揭示近20 a以來(lái)五大湖泊流域土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化特征及相互關(guān)系,對(duì)該區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化、水土資源開發(fā)利用和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)管理提供科學(xué)依據(jù)。
滇中五大高原湖流域位于云南省中心腹地(24.07°—25.45°N,102.48°—103.11°E)(圖1),主要包括昆明市和玉溪市,是云南省重要的人口聚集區(qū)和經(jīng)濟(jì)核心區(qū),流域面積4 722 km2。地形以山地和山間盆地為主,地勢(shì)起伏和緩。屬亞熱帶季風(fēng)氣候,植被主要以亞熱帶常綠闊葉林和灌叢草地為主,年平均氣溫15.35℃,年平均降雨量883.68 mm,多年平均蒸發(fā)量1 572.80 mm,該區(qū)在云南省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中占有非常重要的經(jīng)濟(jì)地位。進(jìn)20 a來(lái),由于人口增加,城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快,土地利用格局發(fā)生了劇烈變化,經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)保護(hù)、糧食安全的沖突日益突顯。
圖1 滇中五大高原湖泊流域位置
本文所用的DEM數(shù)據(jù)、土地利變化遙感數(shù)據(jù)均來(lái)自地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn/home),空間分辨率為30 m×30 m。通過(guò)ArcGIS 10.2中的ArcSWAT模型對(duì)處理后的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行流域提取,并進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,得到滇中五大高原湖泊流域的矢量邊界。選取3期土地利用遙感影像數(shù)據(jù)分別為2000年2月12日(TM),2010年2月7日(TM)和2020年1月18日(OLI),云量分別為0.02%,0.02%,0.03%。用ENVI 5.3軟件對(duì)獲取的土地利用影像數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射校正、大氣校正、影像拼接和裁剪等處理,并參考謝高地等[6]提出的土地覆被類型生態(tài)系統(tǒng)分類標(biāo)準(zhǔn),將研究區(qū)的二級(jí)地類重分類為農(nóng)田、森林、草地、建設(shè)用地、濕地、水域、荒漠等7種類型,通過(guò)野外驗(yàn)證和Google Earth高分辨率歷史影像進(jìn)行精度驗(yàn)證,2000年、2010年、2020年3期土地利用數(shù)據(jù)分類結(jié)果檢驗(yàn)Kappa指數(shù)分別為0.96,0.95,0.94。糧食作物播種面積及產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)源于《云南省統(tǒng)計(jì)年鑒》,糧食平均價(jià)格數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)公布的《關(guān)于公布2020年稻谷最低收購(gòu)價(jià)格的通知》。
2.2.1 單一土地利用動(dòng)態(tài)度 單一土地利用動(dòng)態(tài)度能定量表征人類活動(dòng)對(duì)研究區(qū)不同土地利用類型在一定時(shí)間范圍內(nèi)的數(shù)量變化。其表達(dá)式為[2]
K=[(Uit2-Uit1)/Uit1]/T×100%
(1)
式中:K為i類土地利用類型在t1到t2時(shí)段內(nèi)的動(dòng)態(tài)度;Uit1,Uit2分別表示t1,t2時(shí)段內(nèi)i類土地利用類型的數(shù)量;T為研究的時(shí)段長(zhǎng),當(dāng)T的研究時(shí)段設(shè)為年時(shí),K就表示研究區(qū)i種土地利用類型的年變化率。
2.2.2 土地利用程度綜合指數(shù)模型 土地利用程度綜合指數(shù)模型能有效刻畫土地利用程度,體現(xiàn)出人類活動(dòng)對(duì)湖泊流域土地開發(fā)利用的深度和廣度。參考以往研究[26],將該區(qū)土地利用類型的程度等級(jí)劃分為4級(jí)(表1)。土地利用強(qiáng)度等級(jí)越高,表明該土地利用類型受到人為活動(dòng)干擾的程度越高。
表1 土地利用程度分級(jí)賦值
其計(jì)算模型為[2]
(2)
式中:I為研究區(qū)土地利用程度綜合指數(shù);Ai為第i類土地利用程度分級(jí)指數(shù);Ci為第i等級(jí)的土地利用程度面積所占總面積的比重。土地利用程度變化量和變化率的數(shù)學(xué)模型為[27]:
ΔLt2-t1=Lt2-Lt1
(3)
(4)
式中:ΔLt2-t1為研究初期t1和研究末期t2的土地利用程度變化量;Lt1,Lt2分別表示初期和末期的土地利用程度綜合指數(shù);Cit1,Cit2分別為第i類土地利用在初期和末期所占面積的比重;Ai為第i類土地利用類型的分級(jí)指數(shù);R為土地利用程度變化率。若R<0或ΔLt2-t1<0,研究區(qū)的土地利用則處于衰退期,若R=0或ΔLt2-t1=0,研究區(qū)的土地利用則處于穩(wěn)定期,若R>0或ΔLt2-t1>0,研究區(qū)的土地利用則處于發(fā)展期。
2.2.3 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 轉(zhuǎn)移矩陣是用來(lái)分析研究系統(tǒng)中狀態(tài)與狀況轉(zhuǎn)移的定量描述,轉(zhuǎn)移矩陣可以更加清晰的研究區(qū)域土地利用變化過(guò)程中各地類的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出方向以及研究時(shí)段期末各土地利用類型的來(lái)源與構(gòu)成情況。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為[28]:
(5)
式中:Sij代表面積;n代表不同土地利用的類型;i,j分別代表研究初期與末期的土地利用類型。
2.2.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算模型 本文基于Costanza等[10]提出的全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算體系模型,以謝高地等[6]修訂的中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表為基礎(chǔ),結(jié)合滇中五大高原湖泊流域的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整修正。根據(jù)研究,1個(gè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值量等于當(dāng)年全國(guó)平均糧食當(dāng)產(chǎn)市場(chǎng)價(jià)值的1/7[16],由于滇中五大高原湖泊流域?yàn)榉切姓^(qū)劃范圍,無(wú)法直接計(jì)算研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)提供的食物生產(chǎn)服務(wù)功能的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此,利用昆明市、玉溪市以及在流域中所占面積比例,單獨(dú)計(jì)算出昆明市和玉溪市提供食物服務(wù)功能的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,再乘以各自所占研究區(qū)面積的百分比(昆明市66.84%、玉溪市33.16%),通過(guò)云南省統(tǒng)計(jì)年鑒[29],計(jì)算得出2000—2020年昆明市、玉溪市的年均糧食產(chǎn)量分別為4 261.43 kg/hm2,5 315.30 kg/hm2,為消除貨幣通貨膨脹和糧食價(jià)格波動(dòng)對(duì)評(píng)估結(jié)果的影響,統(tǒng)一與2020年的糧食平均價(jià)格(2.52元/kg)[30],為基價(jià)進(jìn)行計(jì)算,得到滇中五大高原湖泊流域1個(gè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為1 659.92元/hm2。根據(jù)上述信息計(jì)算得出滇中五大高原湖泊流域各土地利用類型所對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值系數(shù)(表2)。
表2 滇中五大高原湖流域各土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù) 元/hm2
滇中五大高原湖泊流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算公式為:
ESV=∑(Sk×VCk)
(6)
式中:ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(元);Sk為k種土地利用類型的面積(hm2);VCk為修正后k類土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)[元/(hm2·a)]。
3.1.1 土地利用空間分布格局及面積結(jié)構(gòu) 根據(jù)ENVI5.3軟件處理及精度驗(yàn)證后的土地利用遙感數(shù)據(jù),利用ArcGIS 10.2對(duì)研究區(qū)2000年、2010年、2020年3期遙感土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),進(jìn)而得到3個(gè)時(shí)段所對(duì)應(yīng)的各類土地利用類型面積和比例(表3);通過(guò)ArcGIS 10.2制圖工具得到研究區(qū)3期的土地利用類型時(shí)空格局演變圖(圖2)。從土地利用的總體類型來(lái)看,滇中五大高原湖泊流域的土地利用類型主要以農(nóng)田、森林、草地和建設(shè)用地為主,荒漠、濕地面積較小,呈零星分布。從不同土地利用類型的變化特征來(lái)看,隨著城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn),建設(shè)用地規(guī)模隨時(shí)間變化持續(xù)擴(kuò)張,20 a間面積增加了672.60 km2;農(nóng)田面積持續(xù)減少,從2000年的1 549.76 km2減少到2020年1 103.29 km2,減少了446.47 km2;林地和草地均呈現(xiàn)出“先增加后減少”的趨勢(shì),林地和草地前期(2000—2010年)分別增加了46.70 km2,89.00 km2,后期(2010—2020年)分別減少了36.25 km2,286.98 km2,草地相對(duì)于林地總體變化較大;水域面積較為穩(wěn)定,變化較??;濕地和荒漠面積比例本身比較小,變化不明顯,但在總量上有一定的減幅。
3.1.2 土地利用動(dòng)態(tài)度 從整個(gè)研究時(shí)段不同土地利用類型的變化幅度看(表3),近20 a以來(lái),農(nóng)田、水域、荒漠、草地和濕地的面積均呈減少趨勢(shì),其中農(nóng)田面積減少量最明顯,其次是草地,面積減少量為198.59 km2;水域、濕地、荒漠面積減少的幅度較小,減少量分別為27.24 km2,7.58 km2,3.15 km2;建設(shè)用地和森林呈增加的趨勢(shì),建設(shè)用地的面積增加量最為顯著,森林的增加量為10.45 km2。從各研究時(shí)段看,各類土地利用類型的總體變化幅度和年均變化幅度與近20 a的研究變化幅度具有一致性,農(nóng)田和建設(shè)用地的變化量具有單調(diào)性特征,農(nóng)田呈單調(diào)遞減趨勢(shì),整個(gè)研究時(shí)段年均減少量為22.32 km2,相反建設(shè)用地呈單調(diào)遞增趨勢(shì),整個(gè)研究時(shí)段年均增加量為33.63 km2。
從2000—2020年單一土地利用動(dòng)態(tài)度來(lái)看(表3),農(nóng)田面積減少的速度有所放緩,前期,農(nóng)田面積減少速度為1.81%,而后期減少速度為1.31%,在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi),農(nóng)田的年平均減少速度為1.44%;建設(shè)用地面積持續(xù)增加,變化最為激烈,前期增速為4.68%,后期增速達(dá)9.30%;水域和濕地在前期面積減少,減少的速度分別為0.44%和5.13%,后期濕地增加的速度達(dá)4.78%,水域略有所增加,增速為0.03%;草地和荒漠前期面積增加,增速分別為1.05%和10.78%,后期草地和荒漠面積均減少,減少的速度分別為3.09%和6.16%。
3.1.3 土地利用程度 根據(jù)土地利用程度等級(jí)劃分(表1)和公式(2—4)計(jì)算得到研究區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)及變化率(表4),近20 a來(lái),研究區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)呈持續(xù)增大的趨勢(shì),前期,土地利用程度綜合指數(shù)從2000年的248.03增加到了2010年的249.01,土地利用程度的變化量為0.98,土地利用程度的變化率為0.01,表明這一時(shí)期土地利用正處于發(fā)展起步期;后期,土地利用程度綜合指數(shù)快速增加,從2010年的249.00增加到了2020年的267.13,土地利用程度變化量為18.12,土地利用程度變化率達(dá)到了0.82,表明這一時(shí)段人為因素對(duì)土地開發(fā)利用的程度加劇,土地開發(fā)利用水平持續(xù)提高,這主要是由于區(qū)域人口增加,城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快,導(dǎo)致研究區(qū)土地利用程度大幅提高。
表3 滇中五大高原湖泊流域2000-2020年各種土地利用類型變化情況
圖2 滇中五大高原湖泊流域土地利用時(shí)空格局演變
3.1.4 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 基于ENVI 5.3軟件和遙感土地利用類型分類數(shù)據(jù),構(gòu)建湖泊流域2000—2010年、2010—2020年的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣近20 a以來(lái),研究區(qū)土地利用類型轉(zhuǎn)移變化呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):
(1) 2000—2010年(表5),農(nóng)田轉(zhuǎn)為其他地類的面積為562.55 km2,其中59.30%轉(zhuǎn)化為草地和森林、33.64%轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地、2.26%轉(zhuǎn)化為荒漠和水域以及濕地;森林、草地、建設(shè)用地分別有10.91%,59.18%和19.73%轉(zhuǎn)化為農(nóng)田,荒漠、水域和濕地共轉(zhuǎn)化了10.18%為農(nóng)田,隨著建設(shè)用地的不斷增加,導(dǎo)致2010年農(nóng)田面積急劇減少了280.73 km2;森林轉(zhuǎn)為其他地類的面積為240.62 km2,其中81.62%轉(zhuǎn)為草地、3.67%轉(zhuǎn)為建設(shè)用地,轉(zhuǎn)化為荒漠、水域的面積僅為4.65 km2,35.71%的農(nóng)田和建設(shè)用地轉(zhuǎn)為森林,使森林在2010年增加了46.74 km2;草地轉(zhuǎn)為其他地類的面積為392.51 km2,其中44.50%轉(zhuǎn)化為森林、8.76%轉(zhuǎn)為建設(shè)用地、3.67%轉(zhuǎn)為荒漠,草地的面積到2010年增加了88.35 km2;建設(shè)用地隨著耕地的減少而增加,而荒漠和濕地由于本身面積較少,變化不明顯。
表4 滇中五大高原湖泊流域土地利用綜合指數(shù)及變化
表5 2000-2010年滇中五大高原湖泊流域各土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣 km2
(2) 2010—2020年(表6),農(nóng)田轉(zhuǎn)化為其他地類的面積為659.10 km2,其中65.36%轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地、31.07%轉(zhuǎn)為草地、1.61%轉(zhuǎn)為森林、1.95%轉(zhuǎn)為水域和荒漠以及濕地,而有71.91%的草地轉(zhuǎn)為農(nóng)田、19.91%森林轉(zhuǎn)為農(nóng)田、6.31%建設(shè)用地轉(zhuǎn)為農(nóng)田,大量農(nóng)田被建設(shè)用地占用,導(dǎo)致農(nóng)田面積減少了201.44 km2;94.86%的農(nóng)田、草地和森林轉(zhuǎn)為建設(shè)用地,建設(shè)用地的面積增加最為顯著,增加了500.80 km2;草地轉(zhuǎn)為農(nóng)田、森林和建設(shè)用地的面積為596.83 km2,遠(yuǎn)大于農(nóng)田、森林、建設(shè)用地轉(zhuǎn)為草地的面積311.96 km2,導(dǎo)致草地面積大幅減少;荒漠、水域和濕地的轉(zhuǎn)化幅度較小。
表6 2010-2020年滇中五大高原湖泊流域各土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣 km2
3.2.1 滇中五大高原湖泊流域生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化 根據(jù)滇中五大高原湖泊流域2000年、2010年、2020年各生態(tài)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的土地利用類型面積(表3)和修正后的流域土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)(表2)通過(guò)公式(6)分別計(jì)算出滇中五大高原湖泊流域3期的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值(表7)。滇中五大高原湖泊流域在近20 a來(lái)ESV減少了15.36億元,平均減少率為5.20%。2000年、2010年、2020年ESV分別為2 249 359萬(wàn)元、2 205 032萬(wàn)元和2 095 792萬(wàn)元,呈負(fù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。從各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值構(gòu)成來(lái)看,水域、森林、草地是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的主體部分,其生態(tài)服務(wù)價(jià)值占到了整個(gè)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的94%以上。
2000—2010年,農(nóng)田、水域和濕地的面積分別減少了28 073 hm2,2 909 hm2,1 389 hm2,生態(tài)服務(wù)價(jià)值分別損失了1.840 7×108元、6.065 3×108元和1.199 1×108元;草地、森林和荒漠的面積分別增加了8 836 hm2,4 669 hm2,1 684 hm2,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別增加了2.888 1×108元、1.778 7×108元和1.078×107元,此時(shí)段ESV損失了4.432 6×108元。2010—2020年,耕地仍處于持續(xù)損失狀態(tài),年損失率1.31%;草地、森林和荒漠與前期相反,面積分別減少了28 695 hm2,3 624 hm2,19.99 hm2,ESV分別減少了9.378 7×108元、1.380 8×108元和6.6×105元,年損失率分別為3.09%,0.28%和6.16%;濕地和水域的面積分別增加了630 hm2,158 hm2,ESV分別增加了5.442×107元和3.847×107元。整個(gè)研究時(shí)段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值損失15.36億元,草地?fù)p失最多6.490 6×108元,其次是水域5.680 6×108元,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值一直處于衰減趨勢(shì),年均損失1.44%;草地、森林和荒漠的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均呈倒“V”形變化,水域和濕地則呈“V”形變化;森林年均增長(zhǎng)0.04%。
表7 2000-2020年滇中高原湖泊流域各類用地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值變化
3.2.2 生態(tài)系統(tǒng)單項(xiàng)服務(wù)價(jià)值及變化 2000年、2010年、2020年3個(gè)研究時(shí)期中,滇中高原五大湖泊流域單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值年際變化呈現(xiàn)出不同的形式(表7)。水文調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最大,其次是氣體調(diào)節(jié)功能,維持養(yǎng)分循環(huán)服務(wù)功能價(jià)值最少。食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、水文調(diào)節(jié)、維持養(yǎng)分循環(huán)和美學(xué)景觀等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均呈較少的趨勢(shì),其中糧食生產(chǎn)服務(wù)功能價(jià)值損失最為顯著,從2000年的4.876 3×108元下降至2020年3.894 5×108元,主要原因是城鎮(zhèn)化快速推進(jìn),導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用地持續(xù)銳減,進(jìn)而提供食物生產(chǎn)的服務(wù)功能也隨之降低;氣候調(diào)節(jié)、土壤保持和生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值呈先增加后減少的趨勢(shì),后期損失的服務(wù)價(jià)值比率遠(yuǎn)大于前期增加的比率,整個(gè)時(shí)段平均損失變化率分別為8.47%,10.57%和8.71%,此3種類型的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值變化與森林和草地的面積變化相似,均呈現(xiàn)出倒“V”的變化趨勢(shì),說(shuō)明森林、草地對(duì)氣候調(diào)節(jié)、土壤保持和生物多樣性等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能具有重要的影響;水資源供給呈穩(wěn)步上升趨勢(shì),分別從2000年的6.929 8×108元增加到2010年的7.149 8×108元,平均變化率為3.17%,至2020年達(dá)到7.393 2×108元,水資源供給的增加與研究區(qū)眾多的高原湖泊、水庫(kù)等密切相關(guān),研究區(qū)五大湖泊面積為628.54 km2[25],占整個(gè)研究區(qū)流域面積(4 722 km2)的13.31%,加之對(duì)五大湖泊—流域生態(tài)治理的不斷加強(qiáng),使得水資源供給的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值持續(xù)增強(qiáng)。
(1) 滇中五大高原湖泊流域土地利用類型主要以農(nóng)田、森林、草地和建設(shè)用地為主,農(nóng)田隨著建設(shè)用地的持續(xù)擴(kuò)張而不斷減少,林地和草地呈“先增加后減少”的趨勢(shì)。近20 a來(lái),該區(qū)土地利用處于發(fā)展階段,且開發(fā)利用程度不斷加強(qiáng)。
(2) 近20 a以來(lái),各土地利用類型均呈現(xiàn)出多向動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移,建設(shè)用地轉(zhuǎn)入量最高,農(nóng)田為其主要轉(zhuǎn)出源,草地主要轉(zhuǎn)化為農(nóng)田和森林,水域、荒漠和濕地主要轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地和農(nóng)田。
(3) 2000—2020年ESV減少了15.36億元,平均減少率為5.20%,呈下降趨勢(shì)。各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化量與土地利用類型的面積變化量基本一致,水域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)該區(qū)的貢獻(xiàn)率最大,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值下降最快。
(4) 在整個(gè)研究時(shí)段,水文調(diào)節(jié)的單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最大,氣候調(diào)節(jié)、土壤保持和生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈先增加后減少的趨勢(shì),水資源供給呈穩(wěn)步上升的趨勢(shì),其他單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均呈減少趨勢(shì)。