汾河流域山水林田湖草生态系统服务价值时空变化特征_杜孟鸿.pdf

第36卷第1期2023年3月Vol.36 No.1Mar.2023海南师范大学学报（自然科学版）Journal of Hainan Normal University（Natural Science）汾河流域山水林田湖草生态系统服务价值时空变化特征杜孟鸿1，付建新2，郭文炯1*（1.太原师范学院 地理科学学院，山西 晋中 030619；2.太原师范学院 城镇与区域发展研究所，山西 晋中 030619）摘 要：汾河是黄河的重要支流，汾河流域的生态保护和高质量发展需要精准把握山水林田湖草动态变化及其生态系统服务价值时空分异规律。基于19802020年4期土地利用覆被变化遥感监测数据，采用土地利用动态分析和价值当量因子评估等方法，以县域为单位对汾河流域山水林田湖草生态系统服务价值时空变化规律进行研究。结果表明：19802000年汾河流域土地利用变化缓慢，20002010年变化速度加快，20102020年变化速度又逐渐放缓，19802020年林地和未利用土地增加幅度小，耕地和草地逐年减少，分别减少 996.55 km2和 725.85 km2，水域减少20.18%；转型迁移主要发生在20002010年，其他地类向城乡、工矿、居民用地迁移量最大，为1 858.45 km2，耕地和草地是山水林田湖草生态系统中转型迁移最活跃的地类；19802020年汾河流域山水林田湖草生态系统服务价值减少18.34亿元，县域地均生态系统服务价值上游中游下游，高值区集中在上中游，从动态变化看，流域内88.6%的县域生态系统服务价值均存在不同程度的下降，其中，中下游变化幅度大，草地、耕地和水域大面积减少成为汾河流域生态系统服务价值减少的主要原因。关键词：山水林田湖草；生态系统服务价值；时空分异；汾河流域中图分类号：K901;F301.2 文献标志码：A 文章编号：1674-4942（2023）01-0080-09Temporal and Spatial Variation Characteristics of Service Value of Mountain-river-forest-farmland-lake-grass Ecosystem in Fenhe River BasinDU Menghong1，FU Jianxin2，GUO Wenjiong1*（1.School of Geographical Sciences，Taiyuan Normal University，Jinzhong 030619，China；2.Institute of Urban and Regional Development，Taiyuan Normal University，Jinzhong 030619，China）Abstract:Fenhe River is an important tributary of the Yellow River.The ecological protection and high-quality development of Fenhe River basin rely on accurate controlling of the dynamic changes of mountain-river-forest-farmland-lake-grass and the temporal and spatial differentiation law of ecosystem service value.Based on the four periods of remote sensing monitoring data of land use and cover change from 1980 to 2020,this paper studied the temporal and spatial change law of service value of mountain-river-forest-farmland-lake-grass ecosystem in Fenhe River Basin by using the methods of Doi：10.12051/j.issn.1674-4942.2023.01.012收稿日期：2022-10-12基金项目：山西省高等学校人文社会科学重点研究基地项目（2022J026）；山西省高等学校科技创新计划项目（2020L0505）；山西省社科联重点课题研究项目（SSKLZDKT2022100）；太原师范学院研究生教育创新项目（SYYJSYC-2221）第一作者：杜孟鸿（1998），山西运城人，硕士研究生，主要研究方向为城市地理与城乡规划。E-mail：*通信作者：郭文炯（1965），山西汾阳人，教授，主要研究方向为区域经济与城乡规划。E-mail：杜孟鸿，等：汾河流域山水林田湖草生态系统服务价值时空变化特征第1期land use dynamic analysis and value equivalent factor evaluation.The results showed that the land use change in Fenhe River Basin was slow from 1980 to 2000,accelerated from 2000 to 2010,and gradually slowed down from 2010 to 2020.From 1980 to 2020,the increase amplitude of woodland and unused land was small,while the cultivated land and grassland decreased year by year,reducing by 996.55 km2 and 725.85 km2 respectively,and the water area decreased by 20.18%.The transition and migration mainly occurred from 2000 to 2010,and the largest amount of migration from other land types to urban and rural areas,industrial and mining land,and residential land was the largest,which was 1 858.45 km2.Arable land and grassland were the most active types of mountain-river-forest-farmland-lake-grass.From 1980 to 2020,the ecosystem service value of mountain-river-forest-farmland-lake-grass in Fenhe River Basin decreased by 1.834 billion yuan.The average ecosystem service value of the county was upstream midstream downstream,and the high-value areas were concentrated in the upstream and midstream.From the perspective of dynamic change,88.6%of the County Ecosystem Service Value in the basin decreased in different degrees.Among them,the change range of the middle and downstream was large,and the large-scale reduction of grassland,cultivated land and water area became the main reason for the decrease of ecosystem service value in Fenhe River Basin.Keywords:mountain-river-forest-farmland-lake-grass;ecosystem service value;spatiotemporal differentiation;Fenhe River basin中国共产党十九大报告指出，要坚持人与自然和谐共生，像对待生命一样对待生态环境，统筹山水林田湖草系统治理，将生态文明建设作为中华民族永续发展的千年大计。在这一理念指导下，国内学者对山水林田湖草的科学内涵1及其生态保护修复的技术策略2、实践路径3等方面展开研究。开展流域山水林田湖草生态保护修复应充分认识生态系统功能、结构和变化规律等基本特性，以生态系统功能保育为重点，依据流域层级关系逐级规划、全面覆盖统筹进行流域生态系统综合治理4。土地利用变化蕴含大量人类活动的信息，从地表生态过程及效应、类型及格局等方面直接对生态系统服务功能产生影响，是生态系统服务功能和价值发生变化的关键驱动力之一5-6。因而在分析土地利用变化的基础上，对生态系统服务价值进行定量评估是科学、高效、合理进行土地管理决策和生态功能保育的基础，也是推进生态文明建设和实现可持续发展的重要前提7-8。随着多项重大生态保护战略的不断深化落实9，汾河保护工作取得明显成效，基本实现干流全年不断流，生态环境质量不断改善。为了更好地对汾河流域山水林田湖草实施保护、修复和优化，需要精准把握山水林田湖草动态变化及其生态系统服务价值时空分异规律10。本研究以汾河流域为研究区域，利用1980、2000、2010、2020年4期土地利用覆被变化遥感监测数据，在分析土地利用动态变化的基础上，以县域为单位对汾河流域山水林田湖草生态系统服务价值的时空变化规律进行研究，以期为推进汾河流域生态文明建设、山水林田湖草系统治理、生态保护与高质量发展等战略工程的深化落实和巩固提供参考和依据。1 研究区域与研究方法 1.1 研究区概况汾河流域地处黄河流域中游，位于黄土高原东部，流域内人口集聚，产业集中，矿产资源丰富，是山西省实现资源型地区转型发展和生态品质改良提升的重点核心区域。汾河是黄河的第二支流，发源于宁武县东寨镇管涔山，干流是贯穿太原和临汾两大盆地的重要连接，在运城市万荣县庙前村汇入黄河，自北向南流经山西省忻州、太原、晋中、吕梁、临汾以及运城6个地级市，干流全长716 km。流域面积39 721 km2，约占全省总面积的四分之一，养育了全省41%的人口，是山西人的“母亲河”。根据研究区的自然特征，习惯将其分为上游、中游、下游3段：上游从河源至太原兰村，中游从兰村至洪洞石滩，下游从石滩至入黄河口。为更好地对生态系统服务价值进行空间对比，参考国内相关研究成果，并结合流域的区域特征，以县域为最小空间划分单元对汾河流域的空间范围进行重新界定（图1），涉及6个地级市，共计35个县（市、区）级行政单元。812023年海南师范大学学报（自然科学版）1.2 数据来源本研究采用的1980、2000、2010、2020年4期土地利用数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心出版的中国多时期土地利用覆被变化遥感监测数据集（其空间分辨率为30 m），该数据集基于Landsat MSS、TM/ETM和Landsat 8卫星遥感影像，经人机交互目视解译生成，检验和修正后精度可靠。数字高程模型（DEM）数据来源于地理空间数据云。社会经济数据主要来源于 山西统计年鉴、中国农产品价格调查年鉴 以及各县（市、区）统计年鉴。1.3 研究方法采用土地利用转移矩阵反映土地利用的数量结构变化和