汪 洋 靳瑰麗 李衛(wèi)紅 張 博

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052； 2.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830011)

伊犁河谷土地利用變化對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的影響

汪 洋1靳瑰麗1李衛(wèi)紅2張 博1

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052； 2.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830011)

基于1990-2014年4期TM遙感影像解譯方法，分析了國(guó)家重點(diǎn)水土開(kāi)發(fā)區(qū)-新疆伊犁河谷25年來(lái)土地利用和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化。結(jié)果表明：(1) 1990-2014年間，伊犁河谷耕地、居工用地及水體面積有所增加，耕地增長(zhǎng)率高達(dá)59.3%，林地、草地及未利用地面積減少，草地以104.69km2/年的速度減少；(2) 近25年來(lái)研究區(qū)土地利用程度指數(shù)、信息熵及均衡度均有所上升，表明這一時(shí)期土地利用系統(tǒng)的無(wú)序化越來(lái)越劇烈，系統(tǒng)不穩(wěn)定性增強(qiáng)，危及伊犁河流域的生態(tài)安全；(3) 研究區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值總體有所上升，25年來(lái)增加75.26×108元，上升了17.13%，特克斯縣的增幅最大，約為20.66%，而伊寧市生態(tài)服務(wù)價(jià)值出現(xiàn)下降，幅度達(dá)到18.52%。研究區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已處于協(xié)調(diào)水平的邊緣，需要加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)力度。

土地利用變化；生態(tài)服務(wù)價(jià)值；生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度；伊犁河谷

1 引 言

土地利用/覆被變化與全球的氣候變化、生物多樣性減少、生態(tài)環(huán)境演變以及人類(lèi)與環(huán)境之間相互作用的可持續(xù)性等密切相關(guān)，被認(rèn)為是當(dāng)前引起全球環(huán)境變化的主要原因之一[1]。自20世紀(jì)90 年代以來(lái)，土地利用/覆被變化受到越來(lái)越多的關(guān)注，在全球生態(tài)環(huán)境變化和可持續(xù)發(fā)展中占有重要的地位[2]。土地利用/覆被變化通過(guò)生態(tài)進(jìn)程和服務(wù)間的相互作用直接或間接改變著生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能，同時(shí)也影響著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[3]，對(duì)維持土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能起著決定作用[4]。已有學(xué)者通過(guò)計(jì)算定量研究土地利用/覆被變化下土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化程度，以此來(lái)反映土地利用/覆被變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值造成的影響[5]。因此，土地利用作為人類(lèi)最基本的實(shí)踐活動(dòng)，對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能起著決定性作用。

中國(guó)西北干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境極為脆弱，水資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的矛盾十分突出，嚴(yán)重影響著區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[6]。伊犁河谷是西北地區(qū)資源開(kāi)發(fā)中的一塊風(fēng)水寶地，隨著西北大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展、人口數(shù)量的不斷攀升，土地利用/覆被變化顯著。因此，研究土地利用變化背景下的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化對(duì)促進(jìn)生態(tài)建設(shè)，甚至對(duì)邊疆的繁榮穩(wěn)定具有重要的戰(zhàn)略意義。本文結(jié)合1990-2014年TM遙感數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)對(duì)伊犁河谷土地利用變化進(jìn)行解譯，在研究土地利用變化的基礎(chǔ)上，分析不同時(shí)段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化，通過(guò)定量探討土地利用和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化情況，為干旱區(qū)土地資源開(kāi)發(fā)與保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，為西北地區(qū)土地資源可持續(xù)利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究區(qū)概況

伊犁河谷地處歐亞大陸中心，新疆天山北坡西部，區(qū)域總面積5.53×104km2，占新疆總面積的3.52%。地理坐標(biāo)位于東經(jīng)80°09′42″- 84°56′50″和北緯42°14′16″- 44°50′30″之間(圖1)，東、南、北三面環(huán)山，西寬東窄成側(cè)“U”字型為研究區(qū)提供了一個(gè)天然屏障，使之成為新疆地區(qū)的降水中心，為生態(tài)環(huán)境惡劣的干旱區(qū)孕育出一塊“濕島”和“氣候資源寶庫(kù)”[7]。伊犁河谷內(nèi)行政區(qū)包括伊犁哈薩克自治州伊寧市、伊寧縣、霍城縣、新源縣、昭蘇縣、鞏留縣、察布查爾縣、特克斯縣和尼勒克縣8縣1市，2014年末總?cè)丝诩s441.42萬(wàn)人，國(guó)民生產(chǎn)總值55.90×105萬(wàn)元，是新疆國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的重要區(qū)域。

伊犁河谷是新疆生態(tài)環(huán)境最好的地區(qū)之一，年均氣溫10.4℃，年降水量417.6mm，年均日照時(shí)數(shù)2898.4h，水、土、光、熱等自然條件豐富，素有“塞外江南”之稱(chēng)，是新疆主要的糧油和畜牧業(yè)基地[8]。伊犁河谷土地資源由山地、河谷平原和丘陵構(gòu)成，其中河谷面積約1.30×104km2，占研究區(qū)總面積的四分之一，是河谷內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的集中區(qū)域。

圖1 研究區(qū)概況

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

論文中的數(shù)據(jù)包括遙感數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)以及空間數(shù)據(jù)。

(1)研究區(qū)遙感數(shù)據(jù)是從美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站(http：//earthexplorer.usgs.gov/)下載，選取的是1990年、1995、2005年和2014年7-8月份的空間分辨率為30 m的Landsat TM遙感數(shù)據(jù)；(2)屬性數(shù)據(jù)源于《新疆輝煌50年》和《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》(1990-2014)；(3)空間數(shù)據(jù)源于1：400萬(wàn)國(guó)家基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)，包括伊犁河谷內(nèi)各縣市政府所在地中心坐標(biāo)。

2.3 精度驗(yàn)證

目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)遙感解譯精度的評(píng)價(jià)主要采用混淆矩陣的方法。研究中以2010年的綠洲信息為基礎(chǔ)，在野外中提取360個(gè)隨機(jī)點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證混淆矩陣，這些隨機(jī)單位包括耕地、林地、草地、居工用地、水域和未利用地；再根據(jù)實(shí)地考察結(jié)果結(jié)合GoogleEarth高分辨率影像進(jìn)行對(duì)比，對(duì)研究區(qū)內(nèi)各土地類(lèi)型進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)耕地的分類(lèi)精度達(dá)到91.5%，草地分類(lèi)精度為90.3%，居工用地和水域的分類(lèi)精度分別達(dá)到85.4%和92.7%，未利用地精度達(dá)到90.2%，林地為88.3%，Kappa系數(shù)為0.8，符合研究要求。

2.4 研究方法

2.4.1 土地利用程度綜合指數(shù)

該指數(shù)反映區(qū)域內(nèi)特定時(shí)期的土地利用程度的廣度和深度。不同時(shí)段指數(shù)變化反映區(qū)域內(nèi)土地利用程度變化。其表達(dá)式為：

(1)

式中：L為土地利用程度綜合指數(shù)；Ai為區(qū)域內(nèi)第i級(jí)土地利用程度分級(jí)指數(shù)；Pi為區(qū)域內(nèi)第i級(jí)土地利用程度分級(jí)面積百分比；n為土地利用程度分級(jí)數(shù)(表1)。為了與其他分類(lèi)系統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，土地利用分類(lèi)主要參照劉紀(jì)遠(yuǎn)[9]的分類(lèi)方法。

2.4.2 土地利用結(jié)構(gòu)信息熵與均衡度

熵是系統(tǒng)有序程度的度量。熵值越高，系統(tǒng)有序程度越低，穩(wěn)定性越差。土地利用結(jié)構(gòu)信息熵(H)高低可反映區(qū)域土地系統(tǒng)有序程度[10]。H值越高，表明土地利用系統(tǒng)有序程度越低；反之，有序程度越高。

(2)

土地利用結(jié)構(gòu)均衡度(E)是基于信息熵函數(shù)構(gòu)建的反映土地利用結(jié)構(gòu)均衡性的量值。E∈[0，1]，E值越大，均衡性越強(qiáng)；E=0、E=1分別表示土地利用結(jié)構(gòu)處于最不均衡、最理想平衡狀態(tài)。

(3)

式中，m、Pi分別表示土地利用類(lèi)型數(shù)、第i類(lèi)土地利用類(lèi)型的面積比例。

2.4.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值測(cè)評(píng)

在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)價(jià)方面，有學(xué)者將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能劃分為氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護(hù)、廢物處理、生物多樣性保護(hù)、食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)和娛樂(lè)文化等9項(xiàng)服務(wù)功能，制定出了中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)[11]。本文依據(jù)研究區(qū)實(shí)際情況，利用Costanza生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值公式，參照中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)，計(jì)算伊犁河谷生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。

(4)

式中，ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值(元)；Ak為第k種景觀類(lèi)型的分別面積(hm2)；VCk為第k種景觀類(lèi)型的生態(tài)價(jià)值系數(shù)。

2.4.4 生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度

該指數(shù)是研究單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值的變化程度(ESpr)與單位面積GDP變化程度(GDPpr)的比值：

(5)

(6)

(7)

公式中，ESpi與ESpj分布代表研究區(qū)某一階段內(nèi)起始年份與末尾年份的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，GDPpi與GDPpj則代表研究區(qū)某時(shí)期始年份與末尾年份的單位面積GDP。如果EEH≥1表示該時(shí)期內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的增長(zhǎng)快于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度；0≤EEH<1則表示該時(shí)期內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的增長(zhǎng)速度比經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度慢；-1≤EEH<0表示研究期內(nèi)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的增長(zhǎng)為負(fù)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平為不協(xié)調(diào)[12]。

3 結(jié)果分析

3.1 伊犁河谷土地利用變化分析

3.1.1 土地利用面積變化

1990-2014年，伊犁河谷土地利用/覆被發(fā)生了巨大變化(圖2)。耕地、水體及居工用地面積明顯增加，草地、林地和未利用地面積明顯減少。25年來(lái)新增耕地面積3345.2km2，增長(zhǎng)率達(dá)59.3%，主要集中于察布查爾縣、鞏留縣、昭蘇縣及特克斯縣；草地以104.69km2/年的速度減少；居工用地面積增加了123.89%；林地面積減少了31%；未利用地面積有所減少，減幅為10.51%；另外一些水利設(shè)施的修建使得水體面積增長(zhǎng)了2.78%。自1990年以來(lái)研究區(qū)不同土地利用/覆蓋類(lèi)型的等級(jí)一直保持不變，呈現(xiàn)出草地>耕地>林地>未利用地>水域>居工用地。

圖2 1990-2014年伊犁河谷土地利用變化

3.1.2 區(qū)域穩(wěn)定性分析

依據(jù)1990年、1995年、2005和2014年4期土地類(lèi)型數(shù)據(jù)，結(jié)合公式(3)和(4)對(duì)伊犁河谷內(nèi)用地信息熵和均衡度進(jìn)行計(jì)算(圖3)?？梢钥闯?，1990-2014年土地利用信息熵一直呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，由1990年的1.18上升至2014年的1.31，表明這一時(shí)期土地利用系統(tǒng)的無(wú)序化進(jìn)程劇烈，2005年后上升速度有所減慢，伊犁河谷土地系統(tǒng)無(wú)序化進(jìn)程減緩。從對(duì)土地利用類(lèi)型數(shù)量變化的分析來(lái)看，耕地和草地面積的變化對(duì)這一進(jìn)程具有重要作用。均衡度變化趨勢(shì)與信息熵相似，其值由1990年的0.656上升到2014年的0.735，25年間增幅為12.04%，說(shuō)明伊犁河谷地區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)均衡性日趨增強(qiáng)，各類(lèi)型用地面積分布的均衡程度有所提高。1990-2014年，研究區(qū)土地利用程度指數(shù)呈上升趨勢(shì)(圖4)。同時(shí)，伊犁河谷北山坡(伊寧市、伊寧縣、霍城縣)發(fā)展林果業(yè)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)林，土地生產(chǎn)力得到了提升。土地利用綜合水平提高的同時(shí)，信息熵與均衡度也有所上升，河谷系統(tǒng)區(qū)域不穩(wěn)定但均衡性日益增強(qiáng)。

圖3 伊犁河谷土地利用結(jié)構(gòu)信息熵與均衡度變化

圖4 土地利用程度綜合指數(shù)

3.2 土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響

3.2.1 伊犁河谷生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化

針對(duì)伊犁河谷地區(qū)土地利用導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化，采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)方法對(duì)伊犁河谷生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明(表1)：1990-2014年，伊犁河谷生態(tài)服務(wù)能價(jià)值增加75.26×108元，增加了17.13%，呈上升趨勢(shì)。從各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的構(gòu)成來(lái)看，林地、草地、水體的生態(tài)服務(wù)價(jià)值占整個(gè)系統(tǒng)的79.73%，是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主要構(gòu)成部分。1990-2014年間，研究區(qū)林地、草地和未利用地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值均呈現(xiàn)出減少，其中草地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少最為明顯，為8.57億元；而耕地、水體和居工用地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值均有一定程度的增加，其中耕地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加幅度最為明顯，為43.59億元。耕地、水體和居工用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值的增加值是造成伊犁河谷地區(qū)總生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加的主要原因。從變化幅度來(lái)看，耕地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值增幅最大，高達(dá)87.58%，其次是水體，達(dá)到55.45%。未利用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值減幅最大，為11.34%。耕地和水體具有的單位生態(tài)服務(wù)價(jià)值均較大，這有效的補(bǔ)充了其他土地類(lèi)型造成的生態(tài)服務(wù)價(jià)值損失，因此，耕地和水體的生態(tài)價(jià)值變化一定程度上影響著伊犁河谷地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化。

在空間分布上伊寧市生態(tài)服務(wù)價(jià)值出現(xiàn)下降(表2)，幅度達(dá)到18.52%；其余8縣生態(tài)服務(wù)價(jià)值都增長(zhǎng)較為明顯，其中特克斯縣的增幅最大，約為20.66%。這反映了過(guò)去的25年間，伊犁河谷土地利用變化對(duì)生態(tài)環(huán)境具有正效應(yīng)，生態(tài)環(huán)境狀況局部有所改善，總體上緩慢退化。

表1 1990-2014年伊犁河谷不同土地利用類(lèi)型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化(108元)

表2 1990-2014年伊犁河谷生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化

3.2.2 生態(tài)系統(tǒng)單項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值變化

由表3可知，伊犁河谷生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值雖然有所上升，單并不代表生態(tài)系統(tǒng)各單項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值也在增加。由表3可以看出，研究區(qū)土地利用變化導(dǎo)致不同類(lèi)型生態(tài)服務(wù)功能的變化趨勢(shì)有所差異，其中食物生產(chǎn)、氣候條件、水源涵養(yǎng)、廢物處理和娛樂(lè)文化的生態(tài)服務(wù)功能均有不同程度的提高，最主要原因是水體面積增長(zhǎng)使得水體當(dāng)中的水源涵養(yǎng)、廢物處理、娛樂(lè)文化等功能價(jià)值系數(shù)最高，耕地面積大量增加也使得食物生產(chǎn)價(jià)值系數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯。氣體調(diào)節(jié)、原材料生產(chǎn)、土壤形成與保護(hù)以及生物多樣性保護(hù)生態(tài)價(jià)值系數(shù)在減小，其中氣體調(diào)節(jié)價(jià)值系數(shù)較大的林地和草地面積的減少是造成這一變化趨勢(shì)的原因。

3.2.3 生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)性分析

伊犁河谷地處西北干旱區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，環(huán)境負(fù)荷率較低，當(dāng)前對(duì)其開(kāi)發(fā)與建設(shè)尚處于初級(jí)階段。雖然在一定時(shí)期內(nèi)，其生態(tài)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展不一定要求生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的增長(zhǎng)速度等于或高于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度，但是兩者的發(fā)展速度不協(xié)調(diào)，無(wú)疑會(huì)使區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨潛在的生態(tài)危機(jī)。

伊犁河谷GDP由1990年的22.04×104萬(wàn)元增加到2014年的55.90×105萬(wàn)元，增長(zhǎng)24.36倍。而生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度(EEH)僅為0.007，近乎為0的EEH值說(shuō)明伊犁河谷地區(qū)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體上接近不協(xié)調(diào)，處于低度協(xié)調(diào)水平。這說(shuō)明在土地利用變化與社會(huì)經(jīng)濟(jì)同時(shí)發(fā)生的過(guò)程當(dāng)中，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題沒(méi)有得不到應(yīng)有的重視。

表3 1990-2014年伊犁河谷不同生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值變化

4 結(jié) 論

土地利用/覆被變化通過(guò)生態(tài)進(jìn)程和服務(wù)間的相互作用直接或間接改變著生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能，同時(shí)也影響著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)維持土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能起著決定作用。中國(guó)西北干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境極為脆弱，水資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的矛盾十分突出，嚴(yán)重影響著區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。伊犁河谷是西北地區(qū)資源開(kāi)發(fā)中的一塊風(fēng)水寶地，隨著西北大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展、人口數(shù)量的不斷攀升，土地利用/覆被變化顯著。因此，研究土地利用變化背景下的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化對(duì)促進(jìn)生態(tài)建設(shè)，甚至對(duì)邊疆的繁榮穩(wěn)定具有重要的戰(zhàn)略意義。本文基于1990-2014年4期TM遙感影像解譯方法，分析了國(guó)家重點(diǎn)水土開(kāi)發(fā)區(qū)-新疆伊犁河谷25年來(lái)土地利用和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化。得出以下結(jié)論：

(1)1990-2014年間，伊犁河谷土地利用類(lèi)型呈現(xiàn)較大變化。耕地、居工用地及水體面積有所增加，林地、草地及未利用地面積減少；其中耕地變化率最為顯著，增長(zhǎng)率高達(dá)59.3%。與此同時(shí)，各類(lèi)型土地利用情況變化顯著，1990-2014年研究區(qū)耕地?cái)U(kuò)張趨勢(shì)明顯，土地利用動(dòng)態(tài)度不斷增加；草地與林地動(dòng)態(tài)度出現(xiàn)較大負(fù)值，這與其區(qū)域總體變化相一致，同時(shí)反映了1990年以來(lái)草地、林地面積迅速縮小。

(2)伊犁河谷土地利用程度指數(shù)呈上升趨勢(shì)。信息熵有所上升，表明這一時(shí)期土地利用系統(tǒng)的無(wú)序化越來(lái)越劇烈，草地、林地和耕地面積的變化對(duì)這一進(jìn)程具有重要作用；均衡度變化趨勢(shì)與信息熵相似，其值由1990年的0.656增長(zhǎng)到2014年的0.735，研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)均衡性日趨增強(qiáng)，各類(lèi)型用地面積分布均勻程度有所提高。

(3)對(duì)伊犁河谷生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值變化的研究表明，25年來(lái)研究區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加了75.26×108元，增加幅度約17.13%。從土地利用類(lèi)型的生態(tài)服務(wù)功能上看，草地生態(tài)服務(wù)功能最強(qiáng)，而耕地的增長(zhǎng)率最快，增幅達(dá)87.58%；從空間分布上看，特克斯縣的增幅最大，約為20.66%，而伊寧市生態(tài)服務(wù)價(jià)值出現(xiàn)下降，幅度達(dá)到18.52%。目前研究區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值增長(zhǎng)速度要低于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，盡管生態(tài)服務(wù)價(jià)值近年來(lái)持續(xù)增長(zhǎng)，但生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體上已處于低度協(xié)調(diào)水平的邊緣，接近不協(xié)調(diào)。為了實(shí)現(xiàn)伊犁河谷生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的長(zhǎng)期維持和持續(xù)利用，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)研究區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的重視。

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The Spatial Coupling of Land Use/Cover Change and Its Environmental Effects on Ili Valley

WANG Yang1JIN Guili1LI Weihong2ZHANG Bo1

(1.College of Pratacultural and Environmental Sciences，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052； 2.State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology，Xinjiang Institute of Ecology and Geography， Chinese Academy of Sciences，Urumqi，Xinjiang 830011，China)

Changes in land use and land cover are among the most important key issues in global change research.This study takes China′s largest humid region-Ili Valley，in the arid region of Northwest China-as its research area.Based on land use/cover classification data derived from the Landsat TM imageries in 1990-2014，as well as governmental socioeconomic statistics，we investigate land use/cover change (LUCC) in the Ili Valley from 1990 to 2014 using spatial coupling. The results are as follows：(1)The LUCC in the Ili River Valley was considerable during 1990-2014. The cultivated land，residential and industrial area，and water body have increased during the study period，whereas the forest land，grassland decreased. The natural grassland in the area decreased with a rate of 104.69km2/year，whereas the cultivated land increased about 59.3%.(2)Over the designated 25-year time-span，integrated index，information entropy and balanced degree all increased in the study area.This reflects an increasing instability in the land use system as well as instability of the Ili Valley，which then poses a threat to the ecological security of the Ili River Basin.(3) Ecosystem services value has increased 75.26×108RMB (increased about 17.13%) during the past 25 years. The gross ecosystem service value increased most quickly in Tekesi county，which was 20.66%，while it decreased most quickly in Yining city，which was 18.52%.The development of eco-economy in the Ili Valley has been on the verge of incoordination. The ecological environmental protection should be further enhanced.

Land use/cover change；spatial coupling；environmental effect；Ili Valley

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào)：31360571)和國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2014BAC15B03)

汪洋，博士，講師，主要從事干旱區(qū)土地利用變化研究

汪洋，E-mail：ktwangyang@163.com

X21

A

1673-288X(2017)02-0151-05

引用文獻(xiàn)格式：汪 洋 等.伊犁河谷土地利用變化對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的影響[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(2)：151-155.