2000年—2020年中国...南地区生态系统服务价值研究_胡晓贞.pdf

文章编号：1673-887X(2023)05-0085-042000年2020年中国西南地区生态系统服务价值研究胡晓贞（重庆师范大学 地理与旅游学院，重庆401331）摘要文章采择经多因子修正后的单位面积生态系统服务价值当量因子，对中国西南地区2000年2020年5个时期的9种生态系统服务进行价值估算。结果表明：西南地区土地利用类型主要是林地和草地，总服务价值量分别为44 766108、44756108、42 861108、46 519108和45 632108元，呈先降后升态势。就生态系统类型而言，林地价值最高；就生态系统服务类别而言，水文调节最高；2000年2020年，西南地区生态系统服务价值自西向东递增，随着生态保育规程的传扬和广众治污养护思潮的增益，生态地物水准得到改进，情势得以向好。关键词西南地区；土地利用；生态系统；服务价值中图分类号S718.5文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.05.032Study on Value of Ecosystem Services in Southwest China from 2000 to 2020Hu Xiaozhen(Geography and Tourism College,Chongqing Normal University,Chongqing 401331,China)AbstractAbstract：In this paper,the value equivalent factor of ecosystem services per unit area,modified by multiple factors,was used to estimate the value of 9 ecosystem services in 5 periods from 2000 to 2020 in southwest China.The results show that the main types ofland use are forest and grassland.The total ESV from 2000 to 2020 were showing a trend of first decline and then increase.In termsof ecosystem types,forest has the highest.In terms of ES categories,hydrological regulation is the highest.ESV has been increasingfrom west to east,and with the implementation of ecological protection policies and peoples awareness,the quality of the ecologicalenvironment and the ecological situation has been improved.Key words：southwestern area,land use,ecosystem services,service value生态系统服务即人类从生态系统功能中直接或间接获得的效绩1，在1970年发表的 人类对全球环境的影响 中首次提出2，经Holdren3-5等人发扬，积渐成为公论并习用。随着研究深化，生态系统服务价值在中外引起轰动，国内先达谢高地创议的当量因子法6被深远采用。同时，有研究表明，土地利用变化与生态系统服务价值变化交关7，对区域可持续衍化起支柱作用8。西南地区是我国精要生态屏藩，也是寰球生物多样性的轴心地带。该地区自然环境繁杂，喀斯特地貌辽阔，土地利用失宜会带来现实风险，深化生态危境。因此，寻求土地利用对生态系统造成的负面功用，及时调整其构型9，对研究区可持续演进具有效力。目前该地区虽已有交关研究10，但其地形繁复，生态与经济快速发展，前人研究与本研究偏重不同，且相距辽远，故对土地利用与生态系统服务价值作进一步探讨。本文选择生态环境卓异且突出的西南地区为研究对象，探究 2000年2020年土地利用变化，运用 CASA 和 InVEST模型，根据社会经济、NPP、降水和土壤保持状况对价值当量进行修正，剖释生态系统服务价值特质及土地利用变化对生态系统服务价值的效应，以期为西南地区土地规划与生态恢复提供辅助与参考。1研究区概况西南地区由重庆市、四川省、贵州省、云南省、广西壮族自治区以及青海省和西藏自治区的部分区域组成，地处2148 37 36 N，82 42 113 41 E，总面积约 230104km2。研究区气候类型丰赡，生态类别繁多，有较高研究价值。2数据来源与研究方法2.1数据来源土地利用和归一化植被指数数据均来源于中科院资环数据中心（https:/），土地利用数据空间分辨率为1km，综合评价精度达 90%以上，结合实际情况及前人研究10，划分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地；归一化植被指数源于月度1km空间分布数据集。气象数据来源于国家气象科学中心（http:/）的气候日值数据集和气象辐射月值数据集。高程数据来源于地理空间数据云（http:/）的ASTER GDEM 30m分辨率数字高程数据。土壤数据来源于国家青藏高原科学数据中心（http:/）提供的中国土壤数据集。粮食价格、产量、种植面积等社会经济数据从各省 统计年鉴 获得。NPP由CASA模型结合土地利用、归一化植被指数、气象等数据模拟获得；土壤保持量由InVEST模型结合高程、土壤、土收稿日期2022-11-29作者简介胡晓贞（1997-），女，重庆人，研究方向：生态系统服务、城乡规划与人居环境。调查研究第5期（总第401期）85地利用等数据模拟获得。2.2研究方法2.2.1土地利用变化研究（1）土地利用转移矩阵。土地利用转移矩阵可映现研究期初和期末土地利用构型特征及地类间面积演化11，见公式（1）。Sij=|S11S1nSn1Snn.（1）式中：S土地利用面积（km2）；n土地利用类型数量；i和j期初和期末土地利用类型。（2）土地利用单一动态度。一定时间内土地利用类型流变情况及激剧水平12演变见公式（2）。K=Ub-UaUa1T 100%.（2）式中：K土地利用单一动态度；Ua和Ub期初和期末某土地利用类型面积（km2）；T研究时间长度（a）。2.2.2生态系统服务价值研究以谢高地13等人提出的研析办法为根基，对准西南地区社会经济境况，修正各生态系统服务14，公式（3）（6）计算当量修订系数，后以2000年2020年七省市粮食均价（2.03元/kg）和农田均产（461 130.30 kg/km2）为标准，按照单位面积无人力投入的自然生态系统价值是农田食物生产价值的1/715计算出各生态系统的单项服务价值，经公式（7）计算出总生态系统服务价值。建设用地价值参合袁兴中等16的研求成果进行定额。（1）地区修正法。应用以农田为基准的地区修正法修正各生态系统服务17，见公式（3。Ei=QQ0 E0i.（3）式中：Ei修订后第i类土地利用类型价值当量；Q和Q0研究区和全国农田粮食单产；E0i第i类土地利用类型价值当量，i=1，2，6分别代表耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地。（2）NPP因子修正。选用CASA模型18估算NPP，对食物生产、原材料生产、气体调节、气候调节、废物处理、维持生物多样性和提供美学景观服务进行 NPP 因子修正19，见公式（4）。NPPi=NPPi_y()NPPi_y 5 Ei.（4）式中：NPPi经NPP修正后第i类土地利用类型价值当量；NPPi_y第y年第i类土地利用类型单位面积NPP；y年份；Ei和i同上。（3）降水因子修正。韩鹏等20认为水文调节会受降水影响，故对水文调节服务进行降水因子修正，见公式（5）。PREi=PREPRE0 Ei.（5）式中：PREi经降水因子修正后第i类土地利用类型水文调节服务价值当量；PRE和 PRE02000年2020年研究区和全国年均降雨量；Ei和i同上。（4）土壤保持因子修正。因西南地区喀斯特地貌广远，多水土流失、滑坡泥石流等地层灾患，土壤保持量易受影响，因而采择InVEST模型估算研究区土壤保持量修正保持土壤服务6，见公式（6）。Si=Si_y()Si_y 5 Ei.（6）式中：Si经土壤保持因子修正后第i类土地利用类型土壤保持服务价值当量；Si_y研究区第y年第i类土地利用类型土壤保持量；y、Ei和i同上。（5）生态系统服务价值计算，见公式（71）。ESV=i=1nj=1mAi CVij.（7）式中：ESV生态系统服务总价值（元）；Ai研究区第i类土地利用类型面积（km2），CVij为第i类土地利用类型的第j种生态服务单位价值（元km-2a-1）。3结果与分析3.1土地利用变化分析2000年2020年西南地区土地利用变化见图 1。2000年2020年，林地和草地为核心土地利用类型。综观总体，耕地、草地、未利用地萎缩，林地、水域、建设用地增补。林地面渐增，未利用地逐年消减，呈负变化。其中，运作退耕还林、防护林营造等生态规划以及兴建城市景观是其土地利用变化的主因。图12000年2020年西南地区土地利用转移矩阵Fig.1 Land use transfer matrix in southwest China from 2000 to 2020km2土地利用类型2000耕地林地草地水域建设用地未利用地总计2020耕地179 44676 21037 6323 5464 914329302 077林地111 008621 355176 7492 78681711 783924 498草地22 01379 989646 36113 507371128 293890 534水域2 1473 51610 85533 17822115 49165 408建设用地17 4893 8312 3876724 2942328 696未利用地20984073 0207 1792628 105109 379总计332 312785 741947 00460 86810 643184 0242 320 5923.2生态系统服务价值分析3.2.1生态系统服务价值总体转变特质由2000年2020年西南地区各类生态系统服务价值移易可知（表1），其总价值变化细微。林地总价值最大，建设用地以负值显见。2000年2005年，总价值下滑，水域波动最大。2005年2010年，价值依然下跌，以林地和草地最为明显。2010年2015年，除未利用地外均呈升幅。2015年2020 年，草地跌落最为凸显，林地呈扬升趋势。2000 年2020年，总价值整体爬升，林地增益最多，再者为水域，虽演化轻微，但供给较大。2000年2020年研究区总价值先减后增波动起伏，主要因由研究初期西部大开发战略启动，建设调查研究第5期（总第401期）胡晓贞：2000年2020年中国西南地区生态系统服务价值研究86用地递加，耕地、林地与草地被占据，从而引致生态植被破毁导致价值下跌；而伴随着生态战略的履践和公众环境维护认知的巩固，价值有所抬升。表12000年2020年西南地区生态系统类型价值变化Tab.1 Change of ecosystems value in southwestern area from 2000 to 2020108元2000年2005年2010年2015年2020年变化率（2000年2020年）%耕地2 8172 8092 6592 8932 499-11.29林地25 72725 75324 67326 75928 2809.92草地12 14512 16511 60912 63811 124-8.41水域3 9703 9363 8554 2114 0471.94建设用地-185-197-215-290-470154.05