韓 偉，徐 珊

（黑龍江大學(xué)政府管理學(xué)院，哈爾濱 150000）

0 引言

土地利用的變化能夠直接導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈現(xiàn)出顯著變化。土地利用發(fā)展歷程的變化，將會(huì)直接且深刻地改變生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能表現(xiàn)狀態(tài)，助推生態(tài)系統(tǒng)為人民大眾提供多樣化的生態(tài)服務(wù)，不斷提升總體價(jià)值，改善總體功能。

從基本的概念角度看，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，就是要結(jié)合利用生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部所具備的基本結(jié)構(gòu)、基本過(guò)程與基本功能，在發(fā)揮直接性作用和間接性作用條件下，具體獲取到生命支持性產(chǎn)品形態(tài)或者是服務(wù)形態(tài)，該項(xiàng)指標(biāo)是評(píng)價(jià)特定地域能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)過(guò)程中需要關(guān)注的關(guān)鍵性指標(biāo)[1-3]。所謂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ecosystem service value，ESV)，本質(zhì)上就是要針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)外提供的商品要素、服務(wù)要素和資源環(huán)境影響效應(yīng)要素，展開(kāi)基于經(jīng)濟(jì)性?xún)r(jià)值水平層面的評(píng)估分析。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究分析工作，起源于20世紀(jì)70年代，但是由于缺乏開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值指標(biāo)評(píng)估工作的技術(shù)模型體系，客觀上導(dǎo)致相關(guān)研究分析工作的歷史發(fā)展進(jìn)程長(zhǎng)期處在相對(duì)緩慢狀態(tài)。但是土地利用變化對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。在1997年，學(xué)者Costanza等[4]，基于科學(xué)性視角分析闡釋了開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算工作的基本理論和操作方法。在1999年，學(xué)者歐陽(yáng)志云[5]給出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的基本概念，提出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值水平評(píng)估工作過(guò)程中可供運(yùn)用的操作方法，盡管針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際發(fā)揮的服務(wù)價(jià)值展開(kāi)了研究分析，但卻未能對(duì)所具備的動(dòng)態(tài)變化特征加以充分關(guān)注。中國(guó)學(xué)者謝高地等[1-3]在系統(tǒng)深入的調(diào)查與總結(jié)前提下，將學(xué)者Costanza等[4]的已有研究作為基礎(chǔ)，通過(guò)開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查工作，結(jié)合中國(guó)具體情況，制定形成了單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量分布表，在2015年圍繞中國(guó)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的評(píng)估技術(shù)方法實(shí)施了一定程度的改良調(diào)整。從研究方法上來(lái)看，目前主要通過(guò)ArcGIS軟件分析解譯不同區(qū)域的遙感影像，修訂不同地區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，結(jié)合運(yùn)用單一土地利用變化動(dòng)態(tài)度、土地利用程度綜合指數(shù)和景觀破碎度等評(píng)價(jià)指標(biāo)，針對(duì)不同類(lèi)型土地及其對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值情況，展開(kāi)了敏感性分析，基于時(shí)間層面和空間層面，深度研究分析了不同土地利用類(lèi)型的面積變化情況和由于該變化導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化情況。從研究的區(qū)域來(lái)看，目前中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究中，主要集中在土地利用類(lèi)型變化較為劇烈、城市化發(fā)展速度快的東部發(fā)達(dá)地區(qū)[6-7]。

本研究主要擇取和運(yùn)用中國(guó)學(xué)者謝高地提出的價(jià)值當(dāng)量研究分析方法，以哈爾濱市作為研究區(qū)，在全面系統(tǒng)深入研究分析所選區(qū)域2005—2020年間的土地利用類(lèi)型變化特征的基礎(chǔ)上，使用了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分析法、生態(tài)貢獻(xiàn)率分析法和敏感性指數(shù)分析方法等研究方法，探討揭示所選研究區(qū)域空間覆蓋范圍內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值所發(fā)生的變化，為探究所選空間區(qū)域的土地資源要素綜合利用發(fā)展規(guī)劃、管理決策，制定形成相關(guān)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理政策制度提供相關(guān)參考信息和決策建議。本研究中的主要研究結(jié)果，能夠?yàn)橥阮?lèi)型城市空間區(qū)域開(kāi)展的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估測(cè)算的指標(biāo)體系制定提供支持依據(jù)和重要參考。對(duì)于ESV的測(cè)算，能夠?yàn)閰^(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)管理、生態(tài)規(guī)劃和生態(tài)資產(chǎn)轉(zhuǎn)換相關(guān)政策提供重要的理論基礎(chǔ)。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值開(kāi)展的評(píng)估工作，是推進(jìn)實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作、經(jīng)濟(jì)核算工作和生態(tài)補(bǔ)償決策工作過(guò)程中需要關(guān)注的重要參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)的基本概況

哈爾濱市位于中國(guó)東北區(qū)域，黑龍江省的西南部地區(qū)，副省級(jí)省會(huì)城市。哈爾濱市是極其重要的政治活動(dòng)中心、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中心和文化活動(dòng)中心。從經(jīng)緯度角度看，哈爾濱市位于44°04′—46°40′N(xiāo)，以及125°42′—130°10′E之間，其目前具備的土地利用類(lèi)型總面積為5.31萬(wàn)km2。遵照第七次人口普查工作過(guò)程中獲取的數(shù)據(jù)結(jié)果，哈爾濱市現(xiàn)有的登記戶籍總?cè)丝跀?shù)量為1000.99萬(wàn)人。哈爾濱市地勢(shì)呈現(xiàn)東高西低特征，平原遼闊寬廣。哈爾濱市的氣候類(lèi)型屬于典型的中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，其每年冬季持續(xù)的時(shí)間相對(duì)較為長(zhǎng)，夏季實(shí)際存在的時(shí)間相對(duì)較為短暫，一年四季之中不同季節(jié)之間的變化特征存在顯著差異，年度平均氣溫測(cè)算數(shù)值為5.60℃，累計(jì)降水量大約為423.00 mm，主要集中于6—9月。哈爾濱市的土地利用主要類(lèi)型是耕地和林地。隨著哈爾濱市人口的不斷增長(zhǎng)、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展水平的持續(xù)提升，城鎮(zhèn)化建設(shè)事業(yè)水平逐漸提高，城市內(nèi)部市區(qū)的總面積逐漸拓展，對(duì)研究區(qū)時(shí)間和空間上的土地利用變化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。哈爾濱市正在推進(jìn)的國(guó)家級(jí)生態(tài)旅游城市建設(shè)規(guī)劃，具備著豐富且扎實(shí)的政策基礎(chǔ)，基于地理區(qū)位層面，具有旅游資源層面的優(yōu)勢(shì)；現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)體系之中，第三產(chǎn)業(yè)所占據(jù)的數(shù)量比重具有逐年增加特點(diǎn)，旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展良好，為生態(tài)旅游城市創(chuàng)建歷史進(jìn)程發(fā)揮了助推作用。哈爾濱市在城市交通層面、綠地建設(shè)層面和水資源管理層面均在呈現(xiàn)出持續(xù)完善的基本趨勢(shì)。哈爾濱市是中國(guó)東北地區(qū)典型的人口數(shù)量密集分布地帶，向來(lái)被稱(chēng)贊為“北國(guó)冰城”、“冰城夏都”，以及“東方小巴黎”。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本次研究過(guò)程中所參考運(yùn)用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，主要來(lái)源是發(fā)布于2006—2021年間的《黑龍江省統(tǒng)計(jì)年鑒》。土地利用監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息主要是來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn)提供的遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)了ArcGIS中的數(shù)據(jù)截取和裁減等相關(guān)步驟，得到了哈爾濱市在2005、2010、2015、2020年的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，其空間的分辨率是1 km×1 km。同時(shí)將哈爾濱市現(xiàn)有的土地利用類(lèi)型進(jìn)行了分類(lèi)，主要分成了耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地6種類(lèi)型。遵照相關(guān)學(xué)者已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表的研究成果[1-3]，確定哈爾濱市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)數(shù)據(jù)體系，并結(jié)合研究區(qū)域內(nèi)部所具備的客觀實(shí)際情況，建立形成契合研究區(qū)域內(nèi)部實(shí)際情況的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的相關(guān)參數(shù)體系。

2 研究方法

2.1 土地利用變化分析方法

2.1.1 單一土地利用變化動(dòng)態(tài)度分析模型 出于更為清晰準(zhǔn)確地描述揭示土地資源利用行為變化情況的現(xiàn)實(shí)考量，應(yīng)當(dāng)計(jì)算分析研究區(qū)域內(nèi)部特定種類(lèi)土地利用類(lèi)型在選定的研究時(shí)間周期之內(nèi)所發(fā)生的變化數(shù)量，也就是凈變化量(Ci)，具體運(yùn)用的計(jì)算公式如式(1)所示。

式(1)中：Ci表示在選定的研究時(shí)間周期之內(nèi)某特定化空間區(qū)域內(nèi)部土地利用類(lèi)型i的動(dòng)態(tài)凈用地變化發(fā)生總量；Uia表示該種土地利用類(lèi)型i在所選定的研究時(shí)間周期初期時(shí)間節(jié)點(diǎn)的面積總量，Uib表示該土地利用類(lèi)型i在所選定的研究時(shí)間周期末期時(shí)間節(jié)點(diǎn)的面積總量。

所謂土地利用動(dòng)態(tài)度，通常指的是土地利用類(lèi)型在數(shù)量層面之上所發(fā)生的具體化變動(dòng)情況，本研究主要選擇運(yùn)用土地利用的單一動(dòng)態(tài)度分析模型[7-8]。通過(guò)參考和利用單一的土地利用動(dòng)態(tài)度模型，本研究主要致力于分析揭示哈爾濱市在土地利用變化率層面所實(shí)際發(fā)生的增加或者是減少變動(dòng)情況，具體涉及的基本計(jì)算表達(dá)式如式(2)所示。

式(2)中：Ki主要表示了某一特定研究時(shí)間段內(nèi)的i類(lèi)土地利用類(lèi)型的動(dòng)態(tài)度；而Ci則是某個(gè)研究期該用地類(lèi)型的i凈變化量；t主要表示的是研究時(shí)長(zhǎng)。Uia表示該土地利用類(lèi)型i在初期時(shí)間節(jié)點(diǎn)的面積總量。

2.1.2 土地利用程度變化 土地利用程度，能夠準(zhǔn)確且清晰地揭示和彰顯出特定研究空間區(qū)域范圍之內(nèi)土地資源要素利用行為在發(fā)展演化過(guò)程中的廣度和深度，遵照中國(guó)學(xué)者莊大方、劉紀(jì)遠(yuǎn)[9]在1997年提出的關(guān)于土地利用程度綜合性研究分析方法，可以結(jié)合社會(huì)環(huán)境因素和自然平衡機(jī)制的影響作用，將中國(guó)土地利用程度劃分處理成若干個(gè)具體等級(jí)，在賦予明確的分級(jí)分析指數(shù)體系條件下，計(jì)算求解得出了土地利用程度綜合指數(shù)和對(duì)應(yīng)的變化率。某一研究空間區(qū)域的土地利用程度綜合指數(shù)計(jì)算公式可以表達(dá)為式(3)。

在公式(3)中：用L來(lái)表示某一選定的研究區(qū)內(nèi)的土地利用程度的綜合指數(shù)，其中L∈[100，400]；Ai是用來(lái)表示選定研究區(qū)范圍之內(nèi)的第i級(jí)土地利用程度分級(jí)指數(shù)；Ci表示為選定的研究區(qū)范圍之內(nèi)的第i級(jí)土地利用程度的分級(jí)面積所占有的百分比；用n來(lái)表示土地利用程度分級(jí)數(shù)，結(jié)合社會(huì)環(huán)境因素和自然平衡機(jī)制的影響作用，將選定研究區(qū)域內(nèi)的土地具體利用類(lèi)型均賦予具體化的分級(jí)指數(shù)（具體參見(jiàn)表1）。

表1 土地利用程度分級(jí)

土地利用程度變化量(ΔLb-a)可具體表示為式(4)。

土地利用程度變化率(R)可具體表示為式(5)。

在公式中：用ΔLb-a來(lái)表示土地利用程度的變化量；R為土地利用程度的變化率；其中La和Lb分別用來(lái)表示選定的研究時(shí)間段內(nèi)的期初時(shí)間節(jié)點(diǎn)和期末的時(shí)間節(jié)點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)土地利用程度綜合指數(shù)；用Ai表示i級(jí)土地利用程度分級(jí)指數(shù)；用Cia和Cib分別來(lái)表示選定的時(shí)間段期初的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和期末時(shí)間節(jié)點(diǎn)第i級(jí)土地的利用程度所占的數(shù)量百分比。假若ΔLb-a＞0或者是R＞0，則說(shuō)明所選定研究空間區(qū)域范圍之內(nèi)的土地實(shí)際利用情況尚且處在發(fā)展期過(guò)程之中，假若R＜0，則說(shuō)明所選定研究空間區(qū)域范圍之內(nèi)的土地利用情況尚且處在調(diào)整期或者衰退期過(guò)程之中。

2.2 土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值水平的評(píng)估分析方法

2.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)的確定 以國(guó)外學(xué)者Costanza[4]和中國(guó)著名學(xué)者謝高地等在其研究中計(jì)算確定出的陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量系數(shù)體系為基礎(chǔ)，結(jié)合哈爾濱市實(shí)際情況，制定形成哈爾濱市不同土地利用類(lèi)型生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)單位生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子構(gòu)成表。根據(jù)學(xué)者Costanza等[4]發(fā)表的相關(guān)性研究成果，將建設(shè)用地土地利用類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子數(shù)值設(shè)置為0。本研究是結(jié)合哈爾濱市的實(shí)際情況，通過(guò)查閱相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料信息中了解，哈爾濱市的糧食單位面積的平均產(chǎn)量是7627 kg/hm2，在同時(shí)期，中國(guó)全國(guó)范圍內(nèi)的糧食單位面積平均產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果為4974.00 kg/hm2，中國(guó)2010年單位生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的價(jià)值當(dāng)量所具備的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為3406.50元/hm2[1-3]，對(duì)哈爾濱市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值參數(shù)體系展開(kāi)修正處理，得出價(jià)值當(dāng)量因子系數(shù)的計(jì)算結(jié)果為1.53，確定了哈爾濱市1個(gè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量數(shù)據(jù)結(jié)果為2226.47元/hm2。得到哈爾濱市單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表（表2）。

表2 哈爾濱市單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表 元/(hm2·a)

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的計(jì)算 通過(guò)學(xué)者Costanza等[4]所給出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的計(jì)算求解公式，具體分析確定研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化表現(xiàn)情況，如式(6)～(7)所示。

在上述公式中：用ESV來(lái)表示所選定的研究區(qū)域內(nèi)部其生態(tài)系統(tǒng)的總價(jià)值，其測(cè)算單位為（元）；用Ak表示所選定的研究區(qū)內(nèi)第k種土地利用類(lèi)型相對(duì)應(yīng)的面積(hm2)；用VCK表示第k種土地利用類(lèi)型的單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)，單位為元/(hm2·a)；用ESVf表示了第f項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類(lèi)型的總價(jià)值（元）；用Afk表示所選定的研究區(qū)域內(nèi)部的第k種土地利用類(lèi)型第f項(xiàng)的面積；用VCfk表示了第k種土地利用類(lèi)型第f項(xiàng)的單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值系數(shù)，單位為元/(hm2·a)。

2.2.3 生態(tài)貢獻(xiàn)率 生態(tài)貢獻(xiàn)率是指在特定的研究時(shí)間段范圍內(nèi)，某種土地利用類(lèi)型所能夠產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化量所占該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總變化量的比例關(guān)系，其計(jì)算公式如式(8)所示。

公式中：用SKT表示了K類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)在研究時(shí)段T內(nèi)的生態(tài)服務(wù)貢獻(xiàn)率；用ΔESVKT表示了K類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)在研究時(shí)段T范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化總量。

2.2.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的敏感性研究分析 在選擇運(yùn)用價(jià)值當(dāng)量因子分析法具體估算特定生態(tài)系統(tǒng)所具備的服務(wù)價(jià)值過(guò)程中，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)占據(jù)和發(fā)揮著不容忽視的重要作用。出于深度驗(yàn)證揭示上文所述各類(lèi)土地利用類(lèi)型對(duì)實(shí)際選用的價(jià)值系數(shù)VC所發(fā)揮的計(jì)算準(zhǔn)確性影響作用，本研究選擇運(yùn)用敏感性指數(shù)分析模型(coefficient of sensitive，CS)[10-11]具體驗(yàn)證生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型對(duì)各土地利用類(lèi)型所具備的代表性和基于生態(tài)價(jià)值層面的準(zhǔn)確程度。參考以往已經(jīng)開(kāi)展過(guò)的相關(guān)性研究，本項(xiàng)研究采用CS計(jì)算分析模型，通過(guò)分別向上和下調(diào)整各地類(lèi)的價(jià)值當(dāng)量50%的幅度，來(lái)計(jì)算敏感性指數(shù)，最終能夠確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值伴隨著時(shí)間因素的變化而呈現(xiàn)的具體情形，對(duì)敏感性指數(shù)(CS)的全面深入充分分析，能夠幫助確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)(VC)變化所表現(xiàn)的依賴(lài)程度。敏感性指數(shù)(CS)計(jì)算方法如式(9)所示。

公式中：用CS表示敏感性指數(shù)；ESVi表示的是某種土地利用類(lèi)型中在完成了調(diào)整環(huán)節(jié)之前的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值；用ESVj表示該種土地利用類(lèi)型在調(diào)整環(huán)節(jié)后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值；VCjk表示的是第k類(lèi)土地在未接受調(diào)整之前的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)；用VCik表示了k類(lèi)土地在完成調(diào)整之后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)。

CS的含義指的是當(dāng)VC變動(dòng)增加1%時(shí)，引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化情況。當(dāng)CS＜1時(shí)，表明了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值ESV相對(duì)于價(jià)值系數(shù)VC缺乏彈性，計(jì)算結(jié)果是可信的，生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值對(duì)于生態(tài)價(jià)值系數(shù)是不敏感的；反之CS＞1時(shí)，表明了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值ESV對(duì)于價(jià)值系數(shù)VC敏感有彈性的，其計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度相對(duì)比較低。當(dāng)CS值越大時(shí)，表明了生態(tài)價(jià)值系數(shù)對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的影響越大，說(shuō)明了生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)的取值準(zhǔn)確性也越關(guān)鍵。

3 哈爾濱市土地利用的變化情況和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的測(cè)算

3.1 哈爾濱市土地利用類(lèi)型的變化表現(xiàn)特征

3.1.1 單一土地利用變化分析 現(xiàn)階段，哈爾濱市的土地利用類(lèi)型主要的表現(xiàn)形式，涉及了耕地和林地，以及草地和水域，還有建設(shè)用地和未利用地6種形式，總面積是53053.00 km2。在2005—2020年間，耕地和林地是哈爾濱市主要的土地利用類(lèi)型。2005—2020年哈爾濱市土地利用，在類(lèi)型和面積方面的變化，主要是由大到小，依次為：從耕地到水域然后是林地，之后是建設(shè)用地和草地以及未利用地的順序。具體面積從2005—2020年，不斷增加的是耕地和建設(shè)用地，耕地的面積從2005年23697 km2增加到2020年25071 km2，增加比例為2.59%；伴隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的深入推進(jìn)，建設(shè)用地的面積也在不斷增加，總面積增加到了606 km2，比例增加了將近1.15%；而林地面積呈現(xiàn)逐年減少，在2005—2020年間減少了866 km2，比例減少了近1.63%（表3）。

表3 2005—2020年哈爾濱市不同的土地利用類(lèi)型面積分布

2005—2020年，所選定研究區(qū)域空間范圍之內(nèi)林地，其中草地的面積和規(guī)模，均呈現(xiàn)出了持續(xù)下降趨勢(shì)（表4），而水域面積減少是最多的。展示出面積規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張變化趨勢(shì)的土地利用類(lèi)型在于耕地和建設(shè)用地。其中耕地的面積數(shù)量增加幅度最多，僅而其次的土地類(lèi)型是建設(shè)用地。哈爾濱市最為主要土地利用類(lèi)型在于林地和耕地，此兩類(lèi)通常占據(jù)全市土地利用總面積的88.00%以上，在研究活動(dòng)所處的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，林地實(shí)際的總體面積數(shù)量發(fā)生顯著減少的變化趨勢(shì)。從空間上看，哈爾濱市西部地區(qū)建設(shè)用地面積增加較多，與哈爾濱的城市擴(kuò)張相符。

從以上數(shù)據(jù)結(jié)果可以得出，隨著哈爾濱城市建設(shè)速度的加快，對(duì)于建設(shè)用地的開(kāi)發(fā)需求不斷快速增加，在該項(xiàng)研究工作涉及的15年時(shí)間之內(nèi)，增加速度最快的土地利用類(lèi)型是建設(shè)用地。

3.1.2 土地利用程度變化分析 遵照土地利用程度綜合指數(shù)、土地利用程度變化量和土地利用程度變化率的公式和表4中列示的相關(guān)信息，計(jì)算后得出哈爾濱市2005—2020年時(shí)間段內(nèi)的土地利用程度變化發(fā)生情況（表5）。

表4 2005—2020年哈爾濱市各種土地利用類(lèi)型的面積變化及動(dòng)態(tài)度參數(shù)分布

從表5可以看出，哈爾濱市2005、2010、2015、2020年的土地利用綜合指數(shù)上看，分別是248.86、249.11、249.43、253.54。在2005—2020年之間，土地的利用綜合指數(shù)，從248.86上升到了253.54，在這15年間土地的利用程度綜合指數(shù)方面有了增加，其增加幅度為4.68。2005—2020年，哈爾濱市土地利用程度的變化量(ΔLb-a)、土地利用程度變化率(R)的計(jì)算結(jié)果均大于0，足可以說(shuō)明哈爾濱市的土地綜合利用程度在整體上處于快速發(fā)展過(guò)程之中，土地總體利用程度具備逐年增強(qiáng)的變化表現(xiàn)趨勢(shì)。其中R值均大于0的是耕地、建設(shè)用地和未利用地，客觀上說(shuō)明哈爾濱市在經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)事業(yè)推進(jìn)過(guò)程中和可持續(xù)發(fā)展演化過(guò)程中，已經(jīng)全面正確深入解決處理了建設(shè)用地資源要素開(kāi)發(fā)需求層面和耕地資源要素利用需求之間所具備的基本互動(dòng)關(guān)系，建設(shè)用地的擴(kuò)張速度后期明顯大于前期，說(shuō)明該研究區(qū)的土地利用程度和人類(lèi)的生產(chǎn)生活強(qiáng)度均呈現(xiàn)出不斷擴(kuò)張的趨勢(shì)，客觀上與哈爾濱市經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)發(fā)展事業(yè)的總體推進(jìn)速度高度契合。R值測(cè)算結(jié)果為負(fù)值的是林地、草地和水域?qū)?yīng)的土地利用程度變化率，表明這3類(lèi)土地利用類(lèi)型現(xiàn)階段處于調(diào)整期過(guò)程之中。

表5 2005—2020年哈爾濱市土地利用程度變化

3.2 研究區(qū)的土地利用變化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值測(cè)算分析

利用公式生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值公式(6)、單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值測(cè)算公式(7)和生態(tài)貢獻(xiàn)率公式(8)，計(jì)算得出哈爾濱市在2005—2020年間不同的土地利用類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化情況，分布情況見(jiàn)表6。

表6 2005—2020年間哈爾濱市不同的土地利用類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值以及相關(guān)的變化情況測(cè)算分布表

3.2.1 不同土地類(lèi)型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值 從時(shí)間性維度展開(kāi)研究分析，哈爾濱市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值水平從2005年的1769.20億元逐步減少到2020年的1642.70億元，在這15年間少了126.5億元，下降率為7.15%。從土地利用類(lèi)型和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)來(lái)看，耕地持續(xù)增加了21.13億元，增幅是5.80%。林地和草地以及水域，在不同程度上呈現(xiàn)了減少趨勢(shì)，其中水域類(lèi)型減少數(shù)量的最多，高達(dá)101.84億元。林地和草地以及水域的生態(tài)系統(tǒng)，在服務(wù)價(jià)值和水平方面，大幅地減少了，所以不能被耕地和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的增加進(jìn)行彌補(bǔ)，使得哈爾濱市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，在總價(jià)值方面減少126.50億元。從土地利用類(lèi)型和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化，以及發(fā)生幅度分布特征來(lái)看，變化程度最大的是水域，其減少幅度為42.05%，增幅最大的是耕地，為21.13%。生態(tài)損失主要是由林地和水域面積不斷減少所造成的，林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是哈爾濱市ESV參數(shù)項(xiàng)目測(cè)算獲取過(guò)程中需要關(guān)注的最為主要的組成部分，耕地、水域和草地次之。在哈爾濱市生態(tài)服務(wù)總價(jià)值構(gòu)成體系之中，林地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值所占數(shù)量比例處在較高水平，其數(shù)量比重由2005年的64.73%上升到2020年的66.75%，其他土地利用類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值所占哈爾濱市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的比重變化發(fā)生程度都不夠明顯。從空間上看，哈爾濱市ESV的空間分布特征表現(xiàn)為中部高，東西低。其中ESV參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值較高的區(qū)域分布的主要土地類(lèi)型在于耕地、林地和水域。生態(tài)服務(wù)價(jià)值發(fā)生降低變化，15年間變化速度較快。

3.2.2 生態(tài)系統(tǒng)單項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值的變化表現(xiàn)特征 利用生態(tài)服務(wù)價(jià)值(6)、單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(7)、生態(tài)貢獻(xiàn)率(8)3個(gè)公式計(jì)算獲取哈爾濱市單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及其貢獻(xiàn)比例構(gòu)成關(guān)系（表7）。

表7 2005—2020年間哈爾濱市的單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)和服務(wù)價(jià)值以及貢獻(xiàn)比例的構(gòu)成關(guān)系分析

從2005—2020年的整個(gè)研究區(qū)間來(lái)看，總ESV的變化約為126.51億元。15年來(lái)，哈爾濱市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值明顯呈現(xiàn)出持續(xù)下降的變化趨勢(shì)，研究區(qū)各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)總價(jià)值的貢獻(xiàn)率變化不大，從高到低為水源涵養(yǎng)＞土壤保護(hù)＞廢物處理＞生物多樣性保護(hù)＞氣體調(diào)節(jié)＞氣候調(diào)節(jié)＞原材料＞娛樂(lè)文化＞食物生產(chǎn)。單項(xiàng)生態(tài)的系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)中的水源涵養(yǎng)功能貢獻(xiàn)率最高，平均ESV約為295.45億元。這是由于水源涵養(yǎng)的服務(wù)功能產(chǎn)生了較高的服務(wù)價(jià)值。食物生產(chǎn)服務(wù)功能所占比例是最小的。這與哈爾濱市的良好植被覆蓋和天然濕地等條件有直接的關(guān)系。因此，哈爾濱市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值主要體現(xiàn)在了水源涵養(yǎng)、土壤保護(hù)和廢物處理方面。

3.2.3 敏感性分析 本文將研究區(qū)各個(gè)土地利用類(lèi)型單位面積的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)(VC)，通過(guò)向上和向下同時(shí)調(diào)整了50%，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的敏感性公式(9)，計(jì)算出了研究區(qū)在2005、2010、2015、2020年的不同種土地利用類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值敏感性指數(shù)(CS)來(lái)進(jìn)行分析，詳情見(jiàn)表8，以此來(lái)說(shuō)明ESV的變化對(duì)于各個(gè)單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)(VC)的敏感程度。

運(yùn)用CS計(jì)算的模型，由表8可以看出，2005—2020年哈爾濱市各年份土地利用類(lèi)型價(jià)值系數(shù)的敏感性指數(shù)數(shù)值在0～0.7之間，在不同的年份中，不同的土地利用類(lèi)型在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值敏感性指數(shù)CS都是小于1的，各個(gè)不同年份的數(shù)值相差不大。這說(shuō)明了該研究區(qū)域ESV相對(duì)VC來(lái)說(shuō)缺乏一定彈性，并且相對(duì)穩(wěn)定?？傮w上看，研究區(qū)內(nèi)的土地利用類(lèi)型在敏感性指數(shù)方面由高到低排序，順序?yàn)榱值兀靖兀舅颍静莸兀疚蠢玫亍Ｔ谶@些類(lèi)型中敏感性指數(shù)最高的是2020年的林地為0.6715，表明整體生態(tài)價(jià)值系數(shù)增加1%，同時(shí)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)總價(jià)值增漲了0.6715%。其次是耕地和水域，這是由于耕地和水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)VC比較大所造成的。而其他土地利用類(lèi)型敏感性指數(shù)都接近0小于1。在2015年時(shí)，未利用地的敏感性指數(shù)為0.0004是最低的，原因在于這種類(lèi)型的面積較小，且單位面積的服務(wù)價(jià)值較低，所以這種類(lèi)型對(duì)哈爾濱市的總價(jià)值影響不明顯。因此，所選取的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的系數(shù)VC對(duì)于哈爾濱市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值ESV的影響不大，研究結(jié)果是完全可信的。

表8 2005—2020年哈爾濱市各土地利用類(lèi)型敏感性指數(shù)

4 結(jié)果與討論

土地利用的變化對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值會(huì)產(chǎn)生深刻的影響[12]。哈爾濱市的土地利用程度方面是逐年增強(qiáng)的，其中最主要的土地利用類(lèi)型是耕地和林地兩種，建設(shè)用地是最近15年增長(zhǎng)最快的，林地的數(shù)量變化是逐年遞減的。由于林地、耕地和水域這3種土地利用類(lèi)型產(chǎn)生的價(jià)值超過(guò)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的99%，主要體現(xiàn)在了水源涵養(yǎng)、土壤保護(hù)和廢物處理上，對(duì)本區(qū)域的自然生態(tài)安全建設(shè)有重要的影響。在制定土地利用政策措施的過(guò)程中，要關(guān)注林地和耕地等土地利用類(lèi)型，以便于其更好的發(fā)揮其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。要緊緊圍繞黨中央制定的一系列政策和措施，立足于新的發(fā)展階段，堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，合理規(guī)劃開(kāi)發(fā)，合理加強(qiáng)保護(hù)耕地，統(tǒng)籌合理安排調(diào)整規(guī)劃建設(shè)用地，盡可能地停止占用或者減少占用耕地資源，堅(jiān)持科學(xué)合理開(kāi)發(fā)未利用土地，加大經(jīng)濟(jì)建設(shè)投入，提高農(nóng)村耕地利用質(zhì)量，持續(xù)不斷創(chuàng)新和完善土地利用管理規(guī)章制度；不斷增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)責(zé)任意識(shí)，進(jìn)一步提高哈爾濱市的整體ESV水平，做到經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境相互協(xié)調(diào)發(fā)展，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前部分專(zhuān)家學(xué)者已經(jīng)明確提出中國(guó)可以將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估指標(biāo)作為各級(jí)黨委和政府對(duì)相關(guān)區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)成效考核評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，但是目前由于適合中國(guó)國(guó)情的生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估模型尚不健全[13]。土地利用發(fā)生深刻的變化，提醒我們要充分清醒認(rèn)識(shí)到研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的重要作用[14]，對(duì)于優(yōu)化土地利用配置[15-16]、區(qū)域協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展[17]、構(gòu)建生態(tài)安全屏障[18-19]的重要意義，并深入貫徹落實(shí)好習(xí)近平總書(shū)記提出的新發(fā)展理念。