摘要:研究目的:分析2000—2020年徐州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化規(guī)律,模擬多情景下徐州市2030年生態(tài)系統(tǒng)服務價值,為資源型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展提供參考。研究方法:當量因子法與PLUS模型。研究結(jié)果:(1)徐州市土地利用類型以耕地和建設(shè)用地為主,2000—2020年耕地面積持續(xù)下降,濕地與水體面積先減后增。(2)2000—2020年徐州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值先減后增。(3)在三種情景模擬中,生態(tài)系統(tǒng)服務價值均出現(xiàn)損失,調(diào)節(jié)服務價值損失最大,耕地、草地面積減少是生態(tài)系統(tǒng)服務價值減少的重要原因。城鎮(zhèn)發(fā)展情景下,建設(shè)用地侵占其他地類速度加快,生態(tài)系統(tǒng)服務價值下降趨勢最為明顯。生態(tài)保護情景下,生態(tài)系統(tǒng)服務價值損失量最少。研究結(jié)論:資源型城市在未來發(fā)展中應均衡經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)保護,同時加強規(guī)劃引領(lǐng),促進資源型城市綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展。
關(guān)鍵詞:PLUS模型;多情景;土地利用變化;生態(tài)系統(tǒng)服務價值
中圖分類號:F301.24 文獻標志碼:A 文章編號:1001-8158(2024)04-0125-10
基金項目:國家社科基金一般項目(20BJY119);國家社科基金重點項目(22AZD086);中央高校基本科研業(yè)務費項目(2022SK07);國家社科基金重大項目(23AZD117)。
中共二十大報告中提出,尊重自然、順應自然、保護自然,促進人與自然和諧共生,是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的內(nèi)在要求。長期以來,礦產(chǎn)資源開發(fā)利用為我國經(jīng)濟發(fā)展提供了重要支撐,但也對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了不良影響。資源型城市因資源開采而興起壯大,資源的開發(fā)利用為資源型城市發(fā)展帶來強力支持,但其面臨的生態(tài)安全問題日益嚴峻和復雜,隨著資源枯竭逐漸面臨衰退局面。新時代資源型城市高質(zhì)量發(fā)展要求全面推進生態(tài)保護修復工作[1],利用適宜的技術(shù)測度資源型城市生態(tài)系統(tǒng)服務價值及變化趨勢,有助于探索科學的生態(tài)保護和修復路徑,對促進資源型城市綠色轉(zhuǎn)型與高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
生態(tài)系統(tǒng)服務由生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)過程形成,是連接生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟社會系統(tǒng)的紐帶,是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的核心指標[2-4]。生態(tài)系統(tǒng)服務價值(Ecosystem service value, ESV)由COSTANZA等提出,是對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的量化,能夠科學地反映地區(qū)生態(tài)安全情況[5]。目前,生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估方法包括當量因子法、功能價值法和模型計算法[6-7]。其中,當量因子法由謝高地等在前人研究的基礎(chǔ)上結(jié)合中國生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)現(xiàn)狀構(gòu)建而成,該方法提出了生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量系數(shù)[8],被眾多學者廣泛應用于不同時間和空間尺度的研究[9]。土地利用狀況是影響生態(tài)系統(tǒng)服務功能的重要驅(qū)動力[10],許多學者就土地利用數(shù)量、結(jié)構(gòu)、方式變化等對生態(tài)系統(tǒng)服務價值產(chǎn)生的影響開展研究[11-16],并運用灰色預測模型等數(shù)量預測模型、PLUS模型等空間預測模型[17-21]和ABMCA模型等耦合模型[22-23]分析未來土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化。其中,PLUS模型融合了模擬與決策改進算法,模擬結(jié)果精度更高,更貼合實際情況。但現(xiàn)有研究成果多關(guān)注自然區(qū)域、生態(tài)經(jīng)濟區(qū)域、經(jīng)濟發(fā)達區(qū)等[24-25],較少研究關(guān)注人地矛盾更為突出的資源型城市。
2021年國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》,保障生態(tài)安全成為生態(tài)文明建設(shè)的核心要求。資源型城市的生態(tài)系統(tǒng)服務價值問題也受到廣泛關(guān)注,相關(guān)研究包括從時間和空間角度探索資源型城市生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化特征[26];分析資源開發(fā)、土地利用變化與人類活動等因素對資源型城市生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化的影響等[27-29]。這些研究成果探析了生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化及其影響因素,為進一步結(jié)合不同發(fā)展情景研究資源型城市土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化模擬和預測奠定了基礎(chǔ)。本文以徐州市為研究對象,提取徐州市2000年、2010年和2020年土地利用及經(jīng)濟社會等相關(guān)數(shù)據(jù),借助PLUS模型模擬自然發(fā)展、城鎮(zhèn)發(fā)展與生態(tài)保護三種情景下徐州市土地利用變化情況,測度2030年不同發(fā)展情景下徐州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值,從徐州市國土空間規(guī)劃、生態(tài)修復等方面探討優(yōu)化措施,以期為徐州市及其他資源型城市高質(zhì)量發(fā)展提供參考。
1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源
1.1 研究區(qū)概況
徐州市位于江蘇省西北部,地處蘇、魯、皖、豫4省交界處,是連接我國南北部和東西部的重要綜合交通樞紐城市。徐州市土地利用類型以耕地為主,自然基礎(chǔ)較好,具有豐富的礦產(chǎn)資源。作為江蘇省曾經(jīng)重要的能源基地,徐州的生態(tài)環(huán)境一度受到礦產(chǎn)開發(fā)的嚴重影響,2000年被列入全國113個大氣污染防治重點城市之一。根據(jù)相關(guān)研究,除未利用地外,徐州市其余各土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務價值在2005—2010年均呈大幅下降趨勢[30]。徐州市政府高度重視生態(tài)環(huán)境治理工作,根據(jù)生態(tài)文明建設(shè)要求,徐州市在2010年后加大生態(tài)修復力度,復墾廢棄工礦用地,修復采煤塌陷地為特色濕地公園,多樣化開發(fā)園區(qū)山水資源旅游項目,發(fā)展生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè),使得近年來整體生態(tài)環(huán)境有所改善,生態(tài)系統(tǒng)服務價值下降速度在2010—2015年有所放緩[30]?!?020年徐州市生態(tài)環(huán)境狀況公報》顯示,徐州市生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)位于52.76~62.42之間,全市植被覆蓋度高,生物多樣性豐富,整體環(huán)境評價等級為良。然而,隨著城鎮(zhèn)化進程中建設(shè)用地不斷擴張,徐州市仍面臨濕地功能減弱、生態(tài)廊道被侵占、生物多樣性減少等生態(tài)環(huán)境問題?!缎熘菔袊窠?jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》提出,要繼續(xù)堅持生態(tài)優(yōu)先戰(zhàn)略,統(tǒng)籌建設(shè)山水園林城市,落實生態(tài)修復治理工程、大運河文化帶建設(shè)工程。
1.2 數(shù)據(jù)來源及預處理
本文所用土地利用數(shù)據(jù)來自于GlobeLand 30(全球地理信息公共產(chǎn)品)。人口、土壤類型和GDP數(shù)據(jù)來源于資源環(huán)境科學和數(shù)據(jù)中心;到道路距離和縣政府距離以及到水域距離等數(shù)據(jù)來源于全國地理信息資源目錄服務系統(tǒng);氣候環(huán)境數(shù)據(jù)中,年平均溫度和年平均降水來自于中國氣象網(wǎng),高程數(shù)據(jù)來自于地理空間數(shù)據(jù)云,坡度數(shù)據(jù)提取自高程數(shù)據(jù)。以上模擬驅(qū)動因子經(jīng)過投影變換、裁剪、重采樣、距離分析等預處理后,轉(zhuǎn)化為 30 m×30 m柵格。徐州市主要糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)、種植面積數(shù)據(jù)來自《江蘇省統(tǒng)計年鑒》(2001—2021年),糧食價格數(shù)據(jù)來自《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》(2001—2021年)。
2 研究方法
基于徐州市2000年、2010年及2020年土地利用數(shù)據(jù),分析20年間徐州市土地利用結(jié)構(gòu)及格局變化。并以徐州市糧食播種面積、糧食單位價格和糧食單位面積產(chǎn)量修正單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務價值,采用當量因子法計算徐州市2000年、2010年和2020年生態(tài)系統(tǒng)服務價值,分析其總量與單項價值變化情況。在此基礎(chǔ)上,模擬2030年徐州市不同情景土地利用狀況及生態(tài)系統(tǒng)服務價值。(1)利用PLUS模型LEAS模塊提取徐州市兩期土地利用變化中各類用地擴張部分,采用RF算法挖掘驅(qū)動力因素,獲得各驅(qū)動因素對地類擴張的貢獻及地類發(fā)展概率;利用Fragstats計算徐州市各土地利用類型的TA變化量,得到各地類領(lǐng)域權(quán)重。(2)根據(jù)自然發(fā)展情景、城鎮(zhèn)發(fā)展情景和生態(tài)保護情景調(diào)整設(shè)置各地類轉(zhuǎn)移概率;利用CARS模塊,結(jié)合隨機種子生成和閾值遞減機制,模擬斑塊的形成,生成徐州市2030年不同情景土地利用情況圖。(3)利用Validation模塊驗證FoM系數(shù),以檢驗模型精度。在PLUS模型模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上,利用修正后的當量因子系數(shù)測算2030年徐州市不同情景生態(tài)系統(tǒng)服務價值。
2.1 生態(tài)服務價值計算
根據(jù)當量因子法[8],當量因子的經(jīng)濟價值為全國平均糧食單產(chǎn)市場價值的1/7,本文以徐州市稻谷、小麥、玉米三種主要糧食作物播種面積、單位價格和糧食單位面積產(chǎn)量修正徐州市單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務價值,評估徐州市2000年、2010年、2020年以及2030年在不同情景的生態(tài)系統(tǒng)服務價值。計算公式如下:
2.2 PLUS模型
PLUS模型集成了LEAS(土地擴張策略分析模塊)與CARS(基于多類隨機板塊種子的元胞自動機模型)兩個模塊,在元胞自動機模型基礎(chǔ)上發(fā)展而來,可用于模擬基于多類土地利用斑塊變化的土地利用變化情況[31]。LEAS模塊提取兩期土地利用變化間各類用地擴張的部分,并采用隨機森林算法挖掘驅(qū)動力因素,獲得驅(qū)動因素對地類擴張的貢獻及地類發(fā)展概率。CARS模塊結(jié)合隨機種子生成和閾值遞減機制,在時間和空間上模擬斑塊的形成。
2.2.1 土地利用驅(qū)動因素選取
在土地利用模擬中,驅(qū)動因素的選取關(guān)乎模型精度,對土地利用變化起著關(guān)鍵作用。為確保最終因子的全面性與系統(tǒng)性,土地利用驅(qū)動因素的選取在綜合考慮研究區(qū)數(shù)據(jù)可獲得性、時間和空間一致性的基礎(chǔ)上進行,涉及經(jīng)濟社會和氣候環(huán)境兩個維度。在土地利用數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,參照已有研究成果,結(jié)合徐州市現(xiàn)狀及數(shù)據(jù)的可獲得性,選取經(jīng)濟社會和氣候環(huán)境兩個維度的數(shù)據(jù)作為驅(qū)動因素[32-33]。經(jīng)濟社會因素包括單位面積人口數(shù)量、單位面積GDP、到一級道路的距離、到二級道路的距離、到三級道路的距離、到縣政府的距離;氣候環(huán)境數(shù)據(jù)包括年平均溫度、年平均降水、高程、坡度、土壤、到河流和到水域距離。
2.2.2 領(lǐng)域權(quán)重參數(shù)設(shè)定
領(lǐng)域權(quán)重參數(shù)反應各土地利用類型擴張強度,取值范圍為0~1,值越大表示該地類擴張能力越強。土地利用類型擴張強度受多種因素影響且路徑復雜,難以直接計算獲得。通過歷史規(guī)律對地類擴張強度進行表征是通常做法。王保盛等提出,可以用斑塊面積變化量來衡量土地利用擴張強度,以此模擬未來土地利用情況[34]。
2.2.3 情景設(shè)定
區(qū)域發(fā)展訴求決定國土空間布局,進而影響生態(tài)環(huán)境狀況。文中情景設(shè)定包括自然發(fā)展情景、城鎮(zhèn)發(fā)展情景和生態(tài)保護情景。自然發(fā)展情景基于原有土地利用變化規(guī)律,不考慮政策或規(guī)劃變動影響,以此狀態(tài)作為參照情景。根據(jù)2010—2020年土地利用變化規(guī)律,以10年為間隔對徐州市土地利用變化進行模擬,不設(shè)置限制轉(zhuǎn)換條件。徐州市正處于經(jīng)濟快速發(fā)展階段,在十四五規(guī)劃的“六大戰(zhàn)略”中,“工業(yè)立市產(chǎn)業(yè)強市”居首位,這意味著建設(shè)用地將繼續(xù)增長。城鎮(zhèn)發(fā)展情景則在自然發(fā)展情景基礎(chǔ)上,將耕地、林地、草地和濕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移概率提高20%,同時將建設(shè)用地向耕地以外其他地類轉(zhuǎn)移概率降低30%[35]。生態(tài)保護情景關(guān)注生態(tài)和景觀保護。徐州市十四五規(guī)劃中要求未來進一步加強生態(tài)用地保護,相對于自然發(fā)展情景,生態(tài)保護情景需要降低各地類向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移的概率,將濕地、草地、林地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移概率降低50%,將耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移概率降低30%;同時提高各地類向林地轉(zhuǎn)移概率,耕地與草地向林地轉(zhuǎn)移概率提高30%[36]。
2.2.4 精度驗證
考慮到Kappa系數(shù)在數(shù)據(jù)結(jié)果一致性檢驗方面存在一定局限性[20],本文采用FoM系數(shù)檢驗模擬精度,以此保證PLUS模型模擬的可靠性。FoM系數(shù)檢驗的準確性源于Kappa系數(shù),但優(yōu)于Kappa系數(shù)[36]。FoM系數(shù)計算公式如式(4)[37]所示:
3 結(jié)果分析
3.1 徐州市土地利用結(jié)構(gòu)變化分析
徐州市主要用地類型為耕地和建設(shè)用地,2000—2010年,水體、濕地面積大幅減少,未利用地面積顯著增加,增幅為216.33%。2010—2020年,濕地面積顯著增加,增幅為55.9%??v觀2000—2020年,草地與林地面積增加最為顯著,增幅分別為82.73%、 76.44%;濕地與水體面積呈現(xiàn)先減后增態(tài)勢(圖1,表2);建設(shè)用地面積增加,增速有所放慢。徐州市土地利用結(jié)構(gòu)變化與徐州市整體發(fā)展布局有關(guān),2010年前,徐州市礦產(chǎn)資源開發(fā)導致濕地與水體面積不斷減少,未利用地增加;2010年后,積極實施采煤塌陷地與廢棄采石宕口的生態(tài)修復工程,并將采煤塌陷地規(guī)劃開發(fā)為濕地景觀。
3.2 徐州市ESV變化分析
由于建設(shè)用地對生態(tài)系統(tǒng)服務價值增量的貢獻微小,本文將建設(shè)用地生態(tài)系統(tǒng)服務價值定義為0,由此得到徐州市1個當量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務價值為1 426.09元/hm2,進而確定各生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值(表3)。其中,耕地取水田與旱地的加權(quán)平均值,林地取闊葉林值,草地取灌草叢、草甸的平均值。
總體來看,2010年徐州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值相較于2000年減少22.562億元;2020年徐州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值相較于2010年增加0.968億元??梢?,徐州市ESV數(shù)值呈現(xiàn)先減后增趨勢。主要原因在于:2010年后徐州市生態(tài)轉(zhuǎn)型速度加快,城市整體生態(tài)修復全方位開展,這使得林地、草地、濕地與水體面積均有增加,自然綠色景觀逐漸復蘇。
從單項來看,2000—2020年徐州市各類生態(tài)系統(tǒng)服務占比整體比較穩(wěn)定,調(diào)節(jié)和供給服務變化對徐州市生態(tài)系統(tǒng)服務功能貢獻率較大。單項ESV變化率顯示,2000—2020年,徐州市各類生態(tài)系統(tǒng)服務功能的服務價值變化率均表現(xiàn)為負值。 其中,水文調(diào)節(jié)服務價值降低最多,降幅23.92%,其次是廢物處理服務價值,降幅16.31%。土壤保持服務價值降幅最小,可能是徐州市林地與草地面積有所增加的貢獻。
3.3 土地利用變化情景模擬與生態(tài)系統(tǒng)服務價值評價
3.3.1 自然發(fā)展情景:考慮社會經(jīng)濟因素和氣候環(huán)境因素影響
自然發(fā)展情景下,耕地、草地、未利用地面積減少,建設(shè)用地、林地、濕地、水體面積增加。其中,未利用地減幅最大,減少23.15%;耕地減量最大,減少93 156.75 hm2;草地面積繼2010—2020 年增速放緩后,2030年稍有下降;建設(shè)用地增加53 321.4 hm2,增量最大,增長率為19.32%(圖2)。
該情景下,模擬2030年徐州市的ESV為98.083億元,與2020年相比損失5.121億元。從單項生態(tài)系統(tǒng)服務價值來看,調(diào)節(jié)服務價值相較于2020年減少2.89%,占總損失的40.88%;其次是供給服務價值,相較于2020年減少1.734億元,占總損失的33.86%。這意味著在現(xiàn)有土地利用政策和空間規(guī)劃體系下,維持居民生產(chǎn)生活的食物生產(chǎn)和原料生產(chǎn)功能將受到較大影響,生態(tài)環(huán)境及氣候調(diào)節(jié)功能也無法得到保障,應及時調(diào)整規(guī)劃策略,進一步優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)與布局。
3.3.2 城鎮(zhèn)發(fā)展情景:考慮經(jīng)濟快速發(fā)展
城鎮(zhèn)發(fā)展情景主要保障城市發(fā)展對建設(shè)用地的需求。建設(shè)用地增長主要分布在徐州市區(qū)、新沂市和睢寧縣(圖3)。新沂市和睢寧縣離市區(qū)距離較遠,受市區(qū)影響較小,建設(shè)用地沿著交通線與居民區(qū)不斷增長?!缎熘菔袊量臻g總體規(guī)劃(2021—2035年)》指出,徐州市城鎮(zhèn)開發(fā)邊界擴展倍數(shù)控制在基于2020年城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模的1.325倍?;诖耍撉榫澳J较陆ㄔO(shè)用地面積增長率為21.03%。耕地、草地與未利用地面積均減少,其中耕地減少最多,減少面積達112 166.46 hm2,其次是草地,減少1 544.95 hm2,未利用地減少36.18 hm2。不同于另外兩種情景,該情景下林地與濕地面積呈減少態(tài)勢。
城鎮(zhèn)發(fā)展情景下,模擬2030年徐州市ESV為95.923億元,相比2020年ESV損失量最大,共損失7.281億元。從單項生態(tài)系統(tǒng)服務價值來看,相較于2020年,調(diào)節(jié)服務價值減少4.89%,供給服務價值減少13.36%,分別占總損失量的48.58%、28.87%。與自然發(fā)展情景相比,該情景ESV損失量增加2.162億元。主要原因在于,耕地、草地、濕地、林地面積的減少導致水文調(diào)節(jié)服務功能的價值嚴重下降。該模式注重城鎮(zhèn)發(fā)展而對生態(tài)環(huán)境保護重視不足,導致生態(tài)系統(tǒng)服務價值出現(xiàn)高額損失,在未來的空間利用與規(guī)劃中需強調(diào)對生態(tài)環(huán)境的保護與修復。
3.3.3 生態(tài)保護情景:一種理想狀態(tài)的土地利用模式
生態(tài)保護情景下,生態(tài)用地轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地的概率降低。2030年建設(shè)用地面積增速明顯放緩,增長率為8.40%;林地面積增長12.1%。相比于自然發(fā)展情景,林地面積增加11.62%;耕地、草地、水體面積分別增加3.94%、3.11%、1.49%。水體面積因其單位ESV值較大,對提高模擬生態(tài)系統(tǒng)服務價值貢獻不可忽視,較前述兩種情景,該情景下水體面積增加較多。耕地增長區(qū)域主要在豐縣和沛縣,草地增長區(qū)域主要在銅山區(qū)(圖4)。
生態(tài)保護情景下,模擬2030年徐州市的ESV為101.016億元,相比2020年損失2.189億元(表4)。該情景模擬ESV比自然發(fā)展情景高出2.933億元,比城鎮(zhèn)發(fā)展情景高出5.093億元。單項生態(tài)系統(tǒng)服務價值損失率減少,比較顯著的有:調(diào)節(jié)服務價值損失0.35%,與自然發(fā)展情景、城鎮(zhèn)發(fā)展情景相比,損失量分別減少1.837億元、3.282億元,原因是林地、濕地和水體面積增長,增強了氣體與水文調(diào)節(jié)功能;供給服務價值損失7.52%,與其他兩種情景相比,損失量分別減少0.550億元、0.919億元,主要是由于耕地和草地面積增加提升了食物生產(chǎn)功能??傮w來看,生態(tài)保護情景一定程度上約束了建設(shè)用地擴張,同時增加了林地、濕地和水體等生態(tài)用地面積,有利于增強區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務功能。
4 結(jié)論與討論
4.1 結(jié)論
本文分析了徐州市2000—2020年土地利用變化規(guī)律,采用當量因子法計算徐州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值,并借助PLUS模型模擬2030年不同情景下生態(tài)系統(tǒng)服務價值,結(jié)果顯示:(1)從土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務價值規(guī)律來看,2000—2020年,徐州耕地面積持續(xù)下降,濕地與水體面積先減少后增加,林地、草地與建設(shè)用地面積呈現(xiàn)持續(xù)增加態(tài)勢,未利用地先增加后減少;生態(tài)系統(tǒng)服務價值先減少后增加。耕地和水體面積減少是徐州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值下降的重要原因。(2)從情景模擬結(jié)果來看,自然發(fā)展、城鎮(zhèn)發(fā)展和生態(tài)保護三種情景中ESV均出現(xiàn)損失,主要是因為在經(jīng)濟發(fā)展與城鎮(zhèn)化過程中建設(shè)用地擴張,耕地與生態(tài)用地被開發(fā)。自然發(fā)展情景ESV損失低于城鎮(zhèn)發(fā)展情景,但兩者耕地面積均減少,對生態(tài)系統(tǒng)造成影響的同時,也會對區(qū)域糧食安全產(chǎn)生一定威脅。城鎮(zhèn)發(fā)展情景下,建設(shè)用地侵占其他地類速度加快,耕地、草地和林地面積減少嚴重影響水文調(diào)節(jié)功能,生態(tài)系統(tǒng)服務價值下降趨勢最為明顯。生態(tài)保護情景下,徐州市建設(shè)用地面積擴張減緩,生態(tài)用地面積增加,使得生態(tài)系統(tǒng)服務價值損失減少。
生態(tài)系統(tǒng)服務價值模擬能夠為決策者在空間利用與規(guī)劃管理等方面提供參考依據(jù)。在土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整方面,徐州市未來應進一步協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)保護關(guān)系,堅持耕地數(shù)量與質(zhì)量保護并重,劃定農(nóng)業(yè)發(fā)展保護區(qū),開展土地整治與高標準農(nóng)田建設(shè),提升耕地綜合生產(chǎn)能力與生態(tài)系統(tǒng)服務價值;持續(xù)推進建設(shè)用地節(jié)約集約利用,因地制宜實施精細化管理,控制建設(shè)用地無序擴張對耕地和生態(tài)用地的占用;加強實施生態(tài)保護修復工作,重點關(guān)注廢棄工礦地景觀治理和開發(fā),促進水土保持與生態(tài)穩(wěn)定,提高生態(tài)用地規(guī)模和質(zhì)量。4.2 討論
本文在分析徐州市土地利用變化規(guī)律基礎(chǔ)上,模擬2030年徐州市土地利用狀況,計算不同情景下徐州市生態(tài)系統(tǒng)服務價值。多情景模擬結(jié)果能夠為管理部門協(xié)調(diào)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護提供參考,也可為其他資源型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展提供借鑒。囿于數(shù)據(jù)可得性制約,本文對于生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化的社會經(jīng)濟等深層次影響機理揭示尚不足,未來研究將綜合考慮社會需求、政策影響等多種因素,開展生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化的深層次機理研究,并結(jié)合不同研究尺度開展差異化探索與模擬,為守好資源安全底線、優(yōu)化國土空間格局、實施綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略提供更科學精準的決策支撐。
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Multiple Scenario Simulation of Ecosystem Service Value in Xuzhou City Based on PLUS Model
XIAO Jianying1, 2, DAI Jinjin1, FANG Xinran1, LI Long1, 2, CHEN Longgao1, 2
(1. School of Public Policy and Management, Digital Rural Service Research Center, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China; 2. The Research Center for Transition Development, Rural Revitalization of Resource-Based Cities in China, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China)
Abstract: The purposes of this study are to analyze the changes of ecosystem service values (ESV) in Xuzhou City in the year of 2000 to 2020, to evaluate the values of ecosystem services in Xuzhou City under multiple scenarios, and to provide the reference for the transformation and development of resource-based cities. The research methods of land use dynamic change, equivalent factor evaluation and PLUS model are used. The results show that: 1) the land use type of Xuzhou City is dominated by rural land and construction land, with the area of rural land decreasing continuously from 2000 to 2020, and the area of wetland and water decreasing first and then increasing. 2) From 2000 to 2020, the ESV of Xuzhou City decreased first and then increased. 3) In the three land use scenarios of natural development, urban development and ecological protection, the different kinds of ESV loss occurred. The mediation service value showed the greatest loss. The decrease of cultivated land and grassland area contributed significantly to of the ESV loss. The declining trend of ESV was the most obvious in the urban development scenario, due to the accelerating expansion of construction land. The ESV loss was the least in the ecological protection scenario. In conclusion, the resource-based cities should continue to balance economic development and ecological protection, and should strengthen the function of the planning to lead ecological restoration and promote the green transformation and upgrading of resource-depleted cities.
Key words: PLUS model; multiple scenarios; land use change; ecosystem service value
(本文責編:陳美景)