王 敏， 阮俊杰， 姚 佳， 沙晨燕， 王 卿

(上海市環(huán)境科學(xué)研究院, 上海 200233)

基于InVEST模型的生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能研究
——以福建寧德為例

王 敏， 阮俊杰， 姚 佳， 沙晨燕， 王 卿

(上海市環(huán)境科學(xué)研究院, 上海 200233)

基于InVEST模型，對(duì)寧德地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能的空間特征及其影響因素進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：寧德地區(qū)土壤保持總量為9.35×108t/a，單位面積土壤保持量為695.3 t/(hm2·a)，空間上呈現(xiàn)中部高，東北部次之，西南部低的分布格局，各縣市差異顯著；各生態(tài)系統(tǒng)土壤保持能力從大到小依次為：灌叢>林地>草叢>旱地>園地>水田>紅樹林>草本濕地>城鎮(zhèn)，自然生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)于人工生態(tài)系統(tǒng)；除自然因素外，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展也是影響土壤保持功能的重要因素，其中單位面積GDP、單位面積第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、人口密度、第一產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力密度、交通網(wǎng)絡(luò)密度以及耕地比例與單位面積土壤保持量負(fù)相關(guān)，林地和草地的比例與土壤保持功能正相關(guān)?？梢?，寧德地區(qū)土壤保持功能差異性顯著，并且與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在緊密聯(lián)系，因此，在今后的發(fā)展中要權(quán)衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土壤保持功能的關(guān)系，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展。

寧德; 土壤保持; 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù); InVEST

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是維系人類生存和支撐地球生命系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)[1-3]。土壤保持功能是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的一個(gè)重要方面，它為土壤形成、植被固著、水源涵養(yǎng)等提供了重要基礎(chǔ)，同時(shí)也為生態(tài)安全和系統(tǒng)服務(wù)提供了保障[4]。土壤侵蝕是全球范圍內(nèi)面臨的主要環(huán)境和農(nóng)業(yè)問(wèn)題之一[5]，不僅會(huì)引起土地退化、土壤肥力下降，還會(huì)影響河流的正常泄洪以及水電工程的使用壽命[6]。在此背景下，土壤保持功能研究成為了國(guó)際生態(tài)學(xué)的熱點(diǎn)之一，國(guó)內(nèi)外許多專家和學(xué)者在這方面作了深入的研究。20世紀(jì)60年代，美國(guó)水土保持學(xué)家Wischmeier提出的通用土壤流失方程(USLE)為定量研究土壤侵蝕問(wèn)題提供了有效的方法[7]。近年來(lái)，隨著3S技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于USLE和GIS的模型方法應(yīng)用而生，不僅為區(qū)域尺度土壤保持功能的量化研究提供了可能，還為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能綜合管理和決策提供可靠的依據(jù)[8-11]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和權(quán)衡綜合評(píng)估模型(InVEST)由斯坦福大學(xué)、世界自然基金會(huì)(WWF)和大自然保護(hù)協(xié)會(huì)(TNC)聯(lián)合開發(fā)，旨在權(quán)衡發(fā)展與保護(hù)的關(guān)系，尋求最優(yōu)自然資源管理和經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式[12-13]。其中土壤保持模塊在USLE基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，評(píng)估結(jié)果更加準(zhǔn)確、合理。目前，該模型已成功應(yīng)用于北京山區(qū)[14]、白洋淀流域[15]、密云水庫(kù)流域[16]和海南島[17]等地土壤保持功能的研究。

寧德市位于福建省東北部，地形復(fù)雜多樣，生態(tài)資源豐富，同時(shí)也是全省水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一[18]，土壤保持功能在該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)、支持等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。近年來(lái)，隨著海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，寧德地區(qū)人口劇增，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，生態(tài)系統(tǒng)所受干擾加劇，土地利用發(fā)生改變，自然植被銳減，土壤保持服務(wù)功能退化，區(qū)域生態(tài)安全受到威脅。本研究基于InVEST模型，模擬了寧德地區(qū)土壤保持功能及其空間格局，探討了土壤保持功能的影響因素，以期為該地區(qū)的水土保持和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能管理提供支持。

1 研究區(qū)域概況

寧德市位于東經(jīng)118°32′—120°44′，北緯26°18′—27°04′。東鄰東海，南通福州，西鄰南平，北與浙江溫州接壤。東西寬190.7 km，南北長(zhǎng)155.3 km，土地總面積為13 452.4 km2。地勢(shì)西北高，東南低，地貌以山地丘陵為主，其間雜有山間盆地，沿海一帶間夾濱海堆積平原。寧德市屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，降水充沛，日照充足，氣候宜人。區(qū)內(nèi)水系沿構(gòu)造線發(fā)育，河流多呈西北—東南走向，形成獨(dú)流諸河。土壤以鹽斑田、塊田、黃泥田為主，成土母質(zhì)為海相沉積物，經(jīng)多年耕墾，土體表層已明顯脫鹽，底層仍有鹽分存在，土壤肥沃，養(yǎng)分豐富，屬中產(chǎn)土壤。近十年，寧德地區(qū)人口劇增，經(jīng)濟(jì)發(fā)展，地區(qū)生產(chǎn)總值和人均生產(chǎn)總值具有較大幅度增加。地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)繼續(xù)調(diào)整，第一產(chǎn)業(yè)比重繼續(xù)下降，第二產(chǎn)業(yè)比重穩(wěn)步上升，第三產(chǎn)業(yè)比重有所下降。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 模型原理

InVEST 模型中的土壤保持模塊基于USLE進(jìn)行計(jì)算，土壤保持量包含侵蝕減少量和泥沙持留量?jī)刹糠諿19]?；拘问饺缦拢?/p>

SEDRETx=Rx·Kx·LSx·

(1-Cx·Px)+SEDRx

(1)

(2)

USLEx=Rx·Kx·LSx·Cx·Px

(3)

式中：SEDRETx和SEDRx——柵格x的土壤保持量和泥沙持留量；USLEx和USLEy——柵格x及其上坡柵格y的實(shí)際侵蝕量；Rx，Kx，LSx，Cx和Px——柵格x的降雨侵蝕力因子、土壤可蝕性因子、地形因子、地表覆蓋與管理因子和土壤保持措施因子；SEx——柵格x的泥沙持留效率。

2.2 模型構(gòu)建

2.2.1 降雨侵蝕力因子R 降雨侵蝕力R反映了降雨引起土壤侵蝕的潛在能力，是進(jìn)行土壤侵蝕預(yù)報(bào)的重要因子[20-21]。本研究采用周伏建等根據(jù)福建省實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立的R值計(jì)算式[22]：

(4)

式中：R——多年平均降雨侵蝕力[MJ·mm/(hm2·h·a)]；Pi——月均降雨量(mm)。

2.2.2 土壤可蝕性因子K 土壤可蝕性K是土壤對(duì)雨滴擊濺或地表徑流等侵蝕介質(zhì)剝蝕和搬運(yùn)的敏感性，是土壤抵抗侵蝕能力的綜合體現(xiàn)，與降雨、徑流、滲透的綜合作用密切相關(guān)[23]。寧德地區(qū)主要有9個(gè)土類，目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)福建和廣東各類土壤可蝕性因子已有研究，本研究通過(guò)檢索相關(guān)文獻(xiàn)中的同類土壤的土壤可蝕性K值，獲得寧德地區(qū)各類土壤的土壤可蝕性因子K值[24-25]。根據(jù)寧德地區(qū)1∶1 000 000土壤圖，每種土類賦予土壤可蝕性K值，即獲得了寧德地區(qū)土壤可蝕性因子K值空間分布數(shù)據(jù)。

2.2.3 地形因子LS 地形因子是最為重要的參數(shù)，反映了坡度與地表狀況之間的關(guān)系，它本質(zhì)上是雨滴或泥沙流動(dòng)直到能量消失為止的距離，用與標(biāo)準(zhǔn)侵蝕小區(qū)(坡度為9%，坡長(zhǎng)為22.13m)的比值來(lái)表示，反映地形地貌特征對(duì)土壤侵蝕的影響[7,14]。

模型對(duì)于不同坡度，能自動(dòng)計(jì)算地形因子的值。本研究根據(jù)相關(guān)研究成果，將坡度域值設(shè)為25%，當(dāng)坡度小于坡度域值時(shí)，地形因子計(jì)算方法如下：

(5)

(6)

當(dāng)坡度大于坡度域值時(shí)，地形因子計(jì)算方法如式：

LS=0.08λ0.35Ps0.6

(7)

(8)

式中：LS——地形因子；Fa和Cs——匯水累積閾值和柵格大?。籗和Ps——坡度(°)和百分?jǐn)?shù)坡度(%)；n——坡長(zhǎng)指數(shù)。

2.2.4 地表覆蓋管理因子C和土壤保持措施因子PC值定義為特定植被覆蓋與管理狀態(tài)下土壤侵蝕量與實(shí)施清耕的連續(xù)休閑地土壤侵蝕量的比值，反映植被或作物以及管理措施對(duì)土壤流失的影響，介于0～1[7,17]。本研究通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料獲得不同植被類型的C值[23,26-27]。

P值是采用專門措施后土壤流失量與順坡種植時(shí)的土壤流失量的比值，反映植被的管理措施差異引起的土壤流失量差別，其范圍在0～1[7]。本研究借鑒前人研究成果及相近區(qū)域研究情況進(jìn)行取值[26,28-29]。

2.2.5 泥沙持留效率SE泥沙持留效率反映了侵蝕產(chǎn)生的泥沙在輸移過(guò)程中因植被過(guò)濾、攔截等作用而發(fā)生沉積的過(guò)程；被攔截泥沙比例越大，則持留效率越高[30-33]。不同類型植被因結(jié)構(gòu)、生物量等的差異而具有不同的持留能力[17]。本研究延用InVEST模型數(shù)據(jù)庫(kù)中不同植被類型的泥沙持留效率。

2.3 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本研究使用的降雨數(shù)據(jù)來(lái)自寧德市氣象局；DEM來(lái)自全球科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心國(guó)際科學(xué)數(shù)據(jù)鏡像網(wǎng)站；基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家測(cè)繪局網(wǎng)站；土壤數(shù)據(jù)來(lái)自寧德市環(huán)保局；社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)自《寧德統(tǒng)計(jì)年鑒2009》；生態(tài)系統(tǒng)分類數(shù)據(jù)由2009年寧德地區(qū)TM遙感影像解譯獲得。本研究數(shù)據(jù)空間分析和處理在ArcGIS中進(jìn)行；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析處理在SPSS 19.0中進(jìn)行。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤保持量及其空間分布

寧德地區(qū)土壤保持總量為9.35×108t/a，平均單位面積土壤保持量為695.3 t/(hm2·a)。土壤保持空間特征明顯，如圖1所示：寧德中部地區(qū)土壤保持功能較高，東北部地區(qū)次之，西南部地區(qū)較低。

圖1 寧德地區(qū)土壤保持功能空間格局

寧德地區(qū)不同市縣的土壤保持功能具有明顯差異(圖2)，土壤保持總量從大到小排序：古田>福安>蕉城>壽寧>屏南>福鼎>周寧>霞浦>柘榮，古田土壤保持總量最高，達(dá)154 962 015 t，占總量的16.57%，柘榮最低，為45 971 773 t，僅占4.92%。單位面積土壤保持量排序：柘榮>壽寧>周寧>蕉城>福安>屏南>古田>福鼎>霞浦，柘榮的單位面積土壤保持量最高，為845.07 t，霞浦最低，僅為467.71 t，差異明顯，其中，柘榮、壽寧、周寧、蕉城和福安的單位面積土壤保持量高于地區(qū)平均水平，屏南、古田、福鼎和霞浦低于平均水平。

圖2 寧德各縣市土壤保持量

3.2不同生態(tài)系統(tǒng)土壤保持特征

寧德地區(qū)不同生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能也具有明顯差異(表1)，土壤保持總量從大到小排序：林地>草地>水田>旱地>灌叢>城鎮(zhèn)>園地>紅樹林>草本濕地，林地和草叢提供的保持量占總量的80%以上，構(gòu)成了寧德地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能的主體。單位面積土壤保持量排序：灌叢>林地>草地>旱地>園地>水田>紅樹林>草本濕地>城鎮(zhèn)，其中，自然生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持功能遠(yuǎn)高于人工生態(tài)系統(tǒng)。

3.3 人為活動(dòng)對(duì)土壤保持功能的影響

自然侵蝕過(guò)程受人為活動(dòng)加速發(fā)展，進(jìn)而影響土壤保持功能的發(fā)揮。本研究以寧德地區(qū)各縣市為統(tǒng)計(jì)單元，選取各縣市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(單位面積地區(qū)生產(chǎn)總值、單位面積第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、人口密度、第一產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力密度、交通網(wǎng)絡(luò)密度、耕地比例、林地比例和草地比例)與單位面積土壤保持量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明：社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與土壤保持功能具有顯著相關(guān)關(guān)系，其中，單位面積地區(qū)生產(chǎn)總值、單位面積第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、人口密度、第一產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力密度、交通網(wǎng)絡(luò)密度和耕地比例與單位面積土壤保持量顯著負(fù)相關(guān)；林地比例和草地比例與單位面積土壤保持量顯著正相關(guān)(圖3)。

表1 不同生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能

圖3 人為活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能的影響

4 討論與結(jié)論

土壤保持功能不僅與生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，還受地形、氣象、土壤、植被和人為活動(dòng)等因素的影響。本研究引入了InVEST模型，綜合考慮了以上大部分因素，評(píng)價(jià)結(jié)果較為真實(shí)、準(zhǔn)確。寧德地區(qū)土壤保持總量為9.35×108t/a，平均單位面積土壤保持量為695.3 t/(hm2·a)，評(píng)價(jià)結(jié)果高于海南島[17]和北京[15]等地的研究結(jié)果。主要原因有：(1) 寧德地區(qū)多山地丘陵和河谷盆地，這種多斷層地貌使得區(qū)域的潛在土壤侵蝕量較高；(2) 寧德地區(qū)屬中亞熱帶氣候，受海洋性季風(fēng)影響，降水量豐富，在一定程度上造成區(qū)域潛在土壤保持量較高；(3) 福建是全國(guó)林地覆蓋最高的地區(qū)之一，寧德地處閩東北，植被覆蓋度高，林、灌、草層次分明，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有極高的土壤保持能力。可見，土壤保持功能在該區(qū)域及其顯著，保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況對(duì)土壤保持功能的發(fā)揮具有重要意義。

從空間分布來(lái)看，寧德各市縣土壤保持能力差異顯著，總體來(lái)看，中部地區(qū)較高，東北部地區(qū)次之，西南部地區(qū)較低。寧德中部貫穿有霍童溪和賽江兩大河流，河流兩岸多山地，且地形復(fù)雜，造成潛在土壤保持量較高；同時(shí)，該區(qū)域密布林地，林層結(jié)構(gòu)豐富多樣，具有極高的土壤保持能力。寧德東北地區(qū)，尤其是浙江溫州交界處，降水量豐富，降雨侵蝕力因子遠(yuǎn)高于其他區(qū)域，潛在土壤侵蝕量較高；另一方面，該地區(qū)除分布有林地外，還覆蓋有高密度草地，良好的植被覆蓋為該地區(qū)提供了較強(qiáng)的土壤保持能力。

寧德地區(qū)不同生態(tài)系統(tǒng)土壤保持能力依次為灌叢>林地>草地>旱地>園地>水田>紅樹林>草本濕地>城鎮(zhèn)，其中，有植被覆蓋的生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持能力遠(yuǎn)大于城鎮(zhèn)，可見，土壤保持功能的強(qiáng)弱與生態(tài)系統(tǒng)類型和植被覆蓋程度密切相關(guān)。除上述原因外，土壤保持功能的強(qiáng)弱還與生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)以及氣候、土壤、地形地貌等環(huán)境因素息息相關(guān)[34]。寧德地區(qū)灌叢的單位面積土壤保持量最高，這可能與其分布于山地丘陵和降水豐富地區(qū)有關(guān)，其潛在土壤侵蝕較高，土壤保持功能可充分發(fā)揮。紅樹林和草本濕地雖然覆蓋程度較高，但因分布于河谷盆地和沿海灘涂，地勢(shì)平坦，潛在土壤侵蝕較低，土壤保持功能的發(fā)揮收到限制。

除自然因素外，土壤保持功能還受到人為因素的影響[35]。區(qū)域人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展是影響土壤保持功能的重要人為因素。相關(guān)資料顯示：寧德地區(qū)人口數(shù)量從1980年的249.33萬(wàn)人增長(zhǎng)到2011年的340.03萬(wàn)人；地區(qū)生產(chǎn)總值從1980年的66 064萬(wàn)元增長(zhǎng)到2011年的9 301 166萬(wàn)元，年均增長(zhǎng)水平均高于全國(guó)平均水平。人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展直接導(dǎo)致了城市、居民點(diǎn)和交通、工礦用地迅速擴(kuò)大，分布區(qū)域從河谷盆地、沿海平原及低丘臺(tái)地向山地下部的坡地?cái)U(kuò)展，有的地方連大于25度的坡地也被利用。由此產(chǎn)生的土壤層結(jié)構(gòu)破壞和林草地、農(nóng)田的直接侵占極大削弱了寧德地區(qū)的土壤保持功能。經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使下的政策向?qū)怯绊憣幍碌貐^(qū)土壤保持功能的另一個(gè)重要因素。上世紀(jì)80年代以來(lái)，在市場(chǎng)需求和政府鼓勵(lì)的作用下，福建茶果園發(fā)展迅速，面積接近耕地面積的一半。除了利用原來(lái)耕地和開發(fā)原來(lái)水土流失的荒草坡地外，大部分茶果園是開發(fā)原來(lái)植被良好、無(wú)水土流失或水土流失較輕的高密度灌草地、疏林坡地和森林砍伐跡地，這一現(xiàn)象在閩東北的寧德地區(qū)十分普遍。果園生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單一，植被層次單調(diào)，加上清除地被物的習(xí)慣，其土壤保持功能遠(yuǎn)不如林灌草地；同時(shí)，不少政府為顯示政績(jī)，大面積連片種果，很多坡度較大，立地條件差的坡面被改造成果園，必然引起一定的水土流失問(wèn)題。寧德地區(qū)是福建主要的香菇和木耳產(chǎn)區(qū)，也是重要的人造板和活性炭生產(chǎn)基地，為滿足生產(chǎn)需求，每年要消耗大量的天然闊葉林，導(dǎo)致闊葉林面積銳減，形成殘次林并呈島狀分布[36]。雖然政府倡導(dǎo)植樹造林，但天然林仍不斷減少，人工林增加，森林普遍年輕化、針葉化，導(dǎo)致森林結(jié)構(gòu)單一，總體質(zhì)量下降，水土保持能力低于天然林。除上述因素外，還有許多人為不合理的開發(fā)建設(shè)活動(dòng)造成寧德地區(qū)生態(tài)災(zāi)害加劇，影響土壤保持功能。

本文基于InVEST模型，研究了寧德地區(qū)的土壤保持功能，著重分析了其空間分布和影響因素，在研究過(guò)程中存在一些誤差和不足：(1) 各因子數(shù)據(jù)來(lái)源和精度不一，以及在計(jì)算過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生誤差。如計(jì)算R值時(shí)，可用站點(diǎn)少，分布不均勻，插值計(jì)算精度有限；C值和P值采用他人的研究成果，應(yīng)用于寧德地區(qū)也會(huì)不可避免地產(chǎn)生誤差。(2) 模型中參數(shù)地選擇也會(huì)使運(yùn)算中產(chǎn)生誤差。如泥沙持留效率采用InVEST模型數(shù)據(jù)庫(kù)中不同植被類型的泥沙持留效率，但該成果用在寧德地區(qū)也會(huì)產(chǎn)生誤差。(3) 本文模擬了土壤保持物質(zhì)的量，并沒有落實(shí)到價(jià)值量上，有待在今后的研究中進(jìn)一步深入。雖然存在上述誤差和不足，但模型在研究該區(qū)域土壤保持功能時(shí)仍然取得了較好的效果。

基于研究成果，提出如下建議：(1) 編好生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃，特別是做好水土保持重要生態(tài)功能區(qū)區(qū)劃工作，按規(guī)劃實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作。(2) 權(quán)衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土壤保持功能的關(guān)系，使決策者在大力發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)地同時(shí)注重區(qū)域土壤保持功能地保護(hù)。(3) 加強(qiáng)天然林生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，兼顧林產(chǎn)業(yè)發(fā)展與森林質(zhì)量保護(hù)，嚴(yán)格控制天然林的消耗。(4) 加大生態(tài)保護(hù)宣傳教育力度，健全生態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)督體系完善生態(tài)保育，完善生態(tài)保育管理體制和決策機(jī)制。

[1] Costanza R, d′Arge R, De Groot R, et al. The value of the world′s ecosystem services and natural capital[J]. Ecological Economics,1998,25(1):3-15.

[2] 董全.生態(tài)功益:自然生態(tài)過(guò)程對(duì)人類的貢獻(xiàn)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),1999,10(2):233-240.

[3] 陳仲新,張新時(shí).中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)效益的價(jià)值[J].科學(xué)通報(bào),2000,45(1):17-22.

[4] 黃和平,楊劼,智穎飆.皇甫川流域封育植被土壤保持功能及服務(wù)價(jià)值研究[J].水土保持通報(bào),2008,28(3):173-177.

[5] Pimentel D, Harvey C, Resosudarmo P, et al. Environmental and economic costs of soil erosion and conservation benefits[J]. Science-New York Then Washington,1995:1117-1117.

[6] 姚華榮,楊志峰,崔保山,等.GIS支持下的瀾滄江流域云南段土壤侵蝕空間分析[J].地理研究,2006,25(3):421-429.

[7] Wischmeier W H, Smith D D. Predicting rainfall erosion losses: A guide to conservation planning[M]. Washington D C: U.S.Department of Agriculture,1978.

[8] 任志遠(yuǎn),劉焱序.西北地區(qū)植被保持土壤效應(yīng)評(píng)估[J].資源科學(xué),2013,35(3):610-617.

[9] 肖玉,謝高地,安凱.青藏高原生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能及其價(jià)值[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2003,23(11):2367-2378.

[10] 戴露瑩,王飛兒,俞潔.基于GIS的東苕溪典型小流域土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2012,31(9):1777-1784.

[11] 陳龍,謝高地,裴廈,等.瀾滄江流域生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能及其空間分布[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2012,23(8):2249-2256.

[12] Daily G C,歐陽(yáng)志云,鄭華,等.保障自然資本與人類福祉:中國(guó)的創(chuàng)新與影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(3):669-676.

[13] 楊園園,戴爾阜,付華.基于InVEST模型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估研究框架[J].首都師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,33(3):41-47.

[14] 周彬,余新曉,陳麗華,等.基于InVEST模型的北京山區(qū)土壤侵蝕模擬[J].水土保持研究,2010,17(6):9-13.

[15] Bai Y, Zhuang C, Ouyang Z, et al. Spatial characteristics between biodiversity and ecosystem services in a human-dominated watershed[J]. Ecological Complexity,2011,8(2):177-183.

[16] 李屹峰,羅躍初,劉綱,等.土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響：以密云水庫(kù)流域?yàn)槔齕J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(3):726-736.

[17] 饒恩明,肖燚,歐陽(yáng)志云,等.海南島生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能空間特征及影響因素[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(3):746-755.

[18] 曾從盛.福建省生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查報(bào)告[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2003.

[19] Tallis H T, Ricketts T, Nelson E, et al. InVEST2.1 beta User's Guide[M].Stanford:The Natural Capital Project,2010.

[20] 王萬(wàn)忠,焦菊英.中國(guó)的土壤侵蝕因子定量評(píng)價(jià)研究[J].水土保持通報(bào),1996,16(5):1-20.

[21] 王萬(wàn)中,焦菊英,郝小品,等.中國(guó)降雨侵蝕力R值的計(jì)算與分布(I)[J].水土保持學(xué)報(bào),1995,9(4):5-18.

[22] 周伏建,陳明華,林福興,等.福建省降雨侵蝕力指標(biāo)R值[J].水土保持學(xué)報(bào),1995,9(1):13-18.

[23] 周璟,張旭東,何丹,等.基于GIS與RUSLE的武陵山區(qū)小流域土壤侵蝕評(píng)價(jià)研究[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2011,20(4):468-474.

[24] 朱立安,李定強(qiáng),魏秀國(guó),等.廣東省土壤可蝕性現(xiàn)狀及影響因素分析[J].亞熱帶水土保持,2007,19(4):4-7,16.

[25] 方綱,阮伏水,吳雄海,等.福建省主要土壤可蝕性特征初探[J].福建水土保持,1997(2):19-23.

[26] 程先富,余芬.安徽省土壤侵蝕空間分布及其與環(huán)境因子的關(guān)系[J].地理研究,2010,29(8):1461-1470.

[27] 蔡崇法,丁樹文,史志華,等.應(yīng)用USLE模型與地理信息系統(tǒng)IDRISI預(yù)測(cè)小流域土壤侵蝕量的研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2000,14(2):19-24.

[28] 何耀幫,趙永蘭,田國(guó)行,等.基于RS和GIS的伊河流域土壤侵蝕研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(20):237-242.

[29] 李軍玲,鄒春輝.基于GIS的河南省土壤侵蝕定量評(píng)估研究[J].土壤通報(bào),2010,41(5):1161-1164.

[30] Van Dijk P M, Kwaad F, Klapwijk M. Retention of water and sediment by grass strips[J]. Hydrological Processes,1996,10(8):1069-1080.

[31] Puigdefabregas J, Sole A, Gutierrez L, et al. Scales and processes of water and sediment redistribution in drylands:results from the Rambla Honda field site in Southeast Spain[J]. Earth-Science Reviews,1999,48(1/2):39-70.

[32] Isselin-Nondedeu F, Bédécarrats A. Influence of alpine plants growing on steep slopes on sediment trapping and transport by runoff[J]. Catena,2007,71(2):330-339.

[33] Zhang X Y, Liu X M, Zhang M H, et al. A review of vegetated buffers and a meta-analysis of their mitigation efficacy in reducing nonpoint source pollution[J]. Journal of Environmental Quality,2010,39(1):76-84.

[34] 吳欽孝,趙鴻雁.植被保持水土的基本規(guī)律和總結(jié)[J].水土保持學(xué)報(bào),2001,15(4):13-15,19-19.

[35] 王紅兵,許炯心,顏明.影響土壤侵蝕的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素研究進(jìn)展[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2011,30(3):268-274.

[36] 阮俊杰,沙晨燕,王卿,等.海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)森林格局及其變化特征分析[J].水土保持研究,2012,19(6):117-121.

StudyonSoilConservationServiceofEcosystemBasedonInVESTModel-ACaseStudyofNingdeCity,FujianProvince

WANG Min, RUAN Jun-jie, YAO Jia, SHA Chen-yan, WANG Qing

(ShanghaiAcademyofEnvironmentalSciences,Shanghai200233,China)

Based on the InVEST model, this paper analyzed the spatial characteristics of the soil conservation service of ecosystems and its impact factors in Ningde. The results showed that the amount of soil preserved by ecosystems was approximately 9.35×108t/a, and the average capacity per unit area was 695.3 t/(hm2·a) for the entire region. With regard to the spatial pattern, it displayed the highest capacity in the central part and has the lowest capacity in the southwest, and the difference among the various regions was significant. The soil conservation capacity differed widely across various ecosystems, with a descending order from shrubs, forests, grasslands, dry lands, plantation, paddy lands, mangroves, swamp and city. Natural ecosystems were generally found to perform better than artificial ones in terms of conserving soil resources. Besides natural factors，social and economic development are important factors influencing soil conservation service. Indicators such as gross regional product per area, GDP of primary industry per area, population density, area ratio of farmland and transit network density, showed a negative correlation with soil conservation capacity, while area ratio of forests and grasslands showed a positive correlation with soil erosion rate. In conclusion, the social and economic development in Ningde might impair soil conservation service of ecosystems, as a result, tradeoffs should be made to keep development harmonious.

Ningde; soil conservation; ecosystem services; integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs; InVEST

2013-11-21

：2013-12-06

寧德市生態(tài)文明戰(zhàn)略研究

王敏(1978—),女,上海人,高級(jí)工程師,博士,主要從生態(tài)規(guī)劃與管理研究。E-mail:wangmm@163.com

阮俊杰(1984—),男,浙江紹興人,工程師,碩士,主要從生態(tài)遙感研究。E-mail:dhurjj@126.com

X171.1

：A

：1005-3409(2014)04-0184-06