盧軍智，張 虹，成軍鋒，翟羽佳，石 磊，陳 歡

(1.寶雞市林業(yè)工作中心站；2.寶雞市園林環(huán)衛(wèi)局；3.陜西千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園管理處，陜西 寶雞721004)

陜西千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園土地利用變化及其評(píng)價(jià)

盧軍智1,3，張 虹2，成軍鋒3，翟羽佳3，石 磊3，陳 歡3

(1.寶雞市林業(yè)工作中心站；2.寶雞市園林環(huán)衛(wèi)局；3.陜西千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園管理處，陜西 寶雞721004)

利用衛(wèi)星影像圖、造林設(shè)計(jì)圖和實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)移概率矩陣、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)等參數(shù)，研究了2011-2014年陜西千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園土地利用及其生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值變化情況，結(jié)果為耕地主要轉(zhuǎn)化為林地，轉(zhuǎn)移概率達(dá)87.47%；39.82%的草地和21.20%的建設(shè)用地轉(zhuǎn)化為水域；未利用地的轉(zhuǎn)化率也比較高，分別有11.35%、24.39%、43.05%、16.46%的未利用地轉(zhuǎn)化為林地、草地、水域和建設(shè)用地；水域面積占總面積的60%左右，對(duì)維持濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起著重要的作用；濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值從2011年的2262.97萬(wàn)元增加到2014年的2710.70萬(wàn)元，凈增447.73萬(wàn)元。

千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園；土地利用；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；變化

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，全球環(huán)境變化研究就一直是地理學(xué)和生態(tài)學(xué)研究的前沿與熱點(diǎn)[1-2]。土地利用與土地覆蓋(LUCC)既是全球環(huán)境變化的原因，也是全球環(huán)境變化的結(jié)果，同時(shí)也是區(qū)域人口、環(huán)境、資源與社會(huì)發(fā)展的重要影響因素[3-4]。土地利用時(shí)空變化也是評(píng)估土地利用和環(huán)境退化方面最有效的工具[5]。土地利用的動(dòng)態(tài)變化客觀記錄了人類改變地球表面特征的空間宏觀格局及其動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，對(duì)土地利用和土地覆蓋時(shí)空表觀相互作用的認(rèn)識(shí)是深入理解土地利用與土地覆蓋變化的基礎(chǔ)[6]。人們對(duì)土地利用/覆蓋變化研究主要關(guān)心的問(wèn)題在于土地覆蓋變化的空間格局和引起變化的驅(qū)動(dòng)因子[7]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過(guò)程和功能直接或間接得到的生命支持產(chǎn)品和服務(wù)[8]，是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和基本條件。合理評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是進(jìn)行生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是考察生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要方面。關(guān)于濕地動(dòng)態(tài)變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究從定性到定量逐步深入[9]，并且對(duì)濕地動(dòng)態(tài)變化所引起的濕地生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的定量分析仍將是環(huán)境研究領(lǐng)域今后的研究重點(diǎn)之一。目前，已有學(xué)者將土地利用類型和生態(tài)系統(tǒng)類型對(duì)應(yīng)起來(lái)，進(jìn)行土地利用/覆蓋變化下的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化研究[10-12]。其中，Costanza和謝高地所提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)在國(guó)內(nèi)得到較為廣泛的運(yùn)用，Costanza給出的是全球的平均服務(wù)價(jià)值，謝高地是參考Costanza的部分成果建立的“中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值表”，它們均是對(duì)大尺度區(qū)域的自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)價(jià)。然而，只有少數(shù)學(xué)者同時(shí)利用這兩種系數(shù)進(jìn)行對(duì)比研究，并認(rèn)為開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的相對(duì)變化研究更具有現(xiàn)實(shí)意義[13]。

本文在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，運(yùn)用GIS技術(shù)對(duì)陜西千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園兩個(gè)時(shí)期的土地利用動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析，并采用基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子的方法對(duì)其生態(tài)效益做出核算與評(píng)價(jià)，從而為千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園資源的合理利用及可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

陜西千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園于2013年元月經(jīng)國(guó)家林業(yè)局批復(fù)試點(diǎn)建設(shè)，位于寶雞市行政中心以東3.5 km的千河、渭河交匯地帶，涉及鳳翔縣長(zhǎng)青鎮(zhèn)、陳倉(cāng)區(qū)賈村鎮(zhèn)、高新區(qū)千河鎮(zhèn)等3鎮(zhèn)23個(gè)行政村，人口4.7萬(wàn)人，面積1 741.1 hm2。與寶雞市氣候條件一致，是大陸性季風(fēng)氣候類型，屬暖溫帶半濕潤(rùn)氣候區(qū)，干濕四季分明。光、熱、水資源較豐富，年日照1 860～2 250 h。年平均氣溫為7.6～12.9℃。全市多年平均降水量692.3 mm。年蒸發(fā)量為1 300～1 800 mm之間。年平均相對(duì)濕度為68%～72%，干旱指數(shù)為1.0～1.5，氣候偏干旱。

千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，西部與東部靠近臺(tái)塬，北部與南部面山，呈開(kāi)口槽形。渭河段處于渭河斷陷盆地內(nèi)，千河段處于山間斷陷盆地，土壤以黃土為主，屬暖溫帶落葉闊葉植被類型區(qū)，分布有水生及濕生植物36科66屬107種。草本植物以蘆葦、香蒲、蒿類、蓼科植物、白茅等最為多見(jiàn)，浮水型和沉水型植物以浮萍、貍藻、茨藻等多見(jiàn)。公園有脊椎動(dòng)物5綱29目60科208種，體現(xiàn)了古北界與東洋界的交匯和過(guò)渡地帶的顯著特征。

2 研究方法

2.1 資料與數(shù)據(jù)的獲取

采用2011和2014年校準(zhǔn)過(guò)的1∶2500衛(wèi)星影像圖、造林設(shè)計(jì)圖(2013)和水生植物種植圖(2013)，結(jié)合實(shí)地調(diào)查，提取相關(guān)土地利用信息。

2.2 數(shù)據(jù)處理

圖像處理使用Erdas 8.5,Arcgis 9.0,Arcview 3.3等軟件進(jìn)行配準(zhǔn)、矢量化、空間校正、編輯與疊加，數(shù)據(jù)處理用Excel完成。

2.3 土地類型劃分

根據(jù)原有的土地利用現(xiàn)狀分類系統(tǒng)，并考慮到本次研究的具體目的，我們參照劉紀(jì)遠(yuǎn)的土地利用分類系統(tǒng)將土地利用類型劃分為耕地、林地、草地、水體、建設(shè)用地和未利用土地等6類[14]。

2.4 分析指標(biāo)計(jì)算方法

轉(zhuǎn)移概率矩陣是目前景觀動(dòng)態(tài)分析中最常用的研究方法[15-16]，該方法可以定量揭示不同景觀類型隨時(shí)間變化的轉(zhuǎn)化方向。本文通過(guò)兩期土地利用數(shù)據(jù)的空間疊加運(yùn)算獲得土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的計(jì)算公式為：

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)，我們引入段瑞娟(2006)的相關(guān)數(shù)據(jù)(表1)，該系數(shù)是以北京市為例，將林地分為山地森林和人工林地，草地分為天然草地和人工草地，建設(shè)用地分為城區(qū)建設(shè)用地和郊區(qū)建設(shè)用地，分別進(jìn)行了生態(tài)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估，該方法是基于省市區(qū)等行政區(qū)域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)[17]。

3 研究結(jié)果及分析

3.1 土地利用類型變化

區(qū)域土地利用變化包括土地利用類型的面積變化、空間變化和質(zhì)量變化。對(duì)土地利用變化的數(shù)量、結(jié)果及景觀特性等方面的問(wèn)題分析，有利于從總體上把握土地利用時(shí)空結(jié)構(gòu)演變的趨勢(shì)與特點(diǎn)[18]。根據(jù)千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園2011年至2014年土地利用轉(zhuǎn)移概率矩陣(表2)，可以看出千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園土地利用變化呈現(xiàn)如下特點(diǎn)。

表1 不同類型生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù) 萬(wàn)元·km-2

穩(wěn)定性方面，水域最穩(wěn)定，保持不變的概率為99.02%，其次是林地，90.14%，草地保持不變的概率也達(dá)到46.98%，建設(shè)用地的保持率也在61.39%；最不穩(wěn)定的是耕地和未利用地，保持不變的概率分別為0.59%和4.70%。水域是濕地的基質(zhì)，它的面積至為重要。千渭之會(huì)濕地公園的水域面積占總面積的60%左右(表3)，對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起著重要的作用。它之所以穩(wěn)定性高是因?yàn)楣珗@內(nèi)王家崖水庫(kù)的蓄水作用。王家崖水庫(kù)總庫(kù)容9 420萬(wàn)m3，有效庫(kù)容4 885萬(wàn)m3，是一座以灌溉蓄水為主，兼有防洪功能的中型水庫(kù)工程，位于濕地公園保育區(qū)。由于濕地公園在生態(tài)建設(shè)的同時(shí)，加大了對(duì)原有植被的保護(hù)和提升，使得林地和草地的穩(wěn)定性較高。與此同時(shí)，耕地、建設(shè)用地和未利用地向其它土地利用類型轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致穩(wěn)定性降低。

2011-2014年，耕地大幅減少，占總面積的比例從7.8%降低為0.07%，而林地的比重由1.93%上升到11.27%。同時(shí)，未利用地大大減少，所占比例降低了9.06%。

從轉(zhuǎn)移方向上看，耕地主要轉(zhuǎn)化為林地，轉(zhuǎn)移概率達(dá)87.47%，這主要源于濕地公園周邊防護(hù)林帶的建設(shè)，占用了原來(lái)的耕地，到2014年，耕地僅存在于合理利用區(qū)的農(nóng)耕展示園；由于對(duì)河道疏竣整理和種植水生植物，39.82%的草地和21.20%的建設(shè)用地轉(zhuǎn)化為水域；未利用地的轉(zhuǎn)化率也比較高，分別有11.35%、24.39%、43.05%、16.46%的未利用地轉(zhuǎn)化為林地、草地、水域和建設(shè)用地。

3.2 土地利用變化評(píng)價(jià)

計(jì)算結(jié)果顯示，2011-2014年，千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值從2 262.97萬(wàn)元增加到2 710.70萬(wàn)元，凈增447.73萬(wàn)元。其中，林地和水域分別增加484.21萬(wàn)元和550.08萬(wàn)元，而耕地減少311.65萬(wàn)元，建設(shè)用地減少217.60萬(wàn)元，未利用地僅僅減少5.85萬(wàn)元(表3)?？梢钥闯?，通過(guò)近幾年來(lái)的生態(tài)工程建設(shè)，千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值有了較大的提高，對(duì)寶雞市城市環(huán)境的改善起到了積極的作用。

顯然，千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的改善狀況被低估，原因是在計(jì)算的過(guò)程中，簡(jiǎn)單地以面積來(lái)計(jì)量，沒(méi)有考慮到植被覆蓋度的影響。以草地為例，2011年，草地的土壤是沙地，生長(zhǎng)環(huán)境差，植被覆蓋度較低，僅為39.8%。種植水生植物時(shí)，對(duì)原有沙地覆土改造，再種植植物，極大地提高了植被覆蓋度，經(jīng)現(xiàn)地調(diào)查，植被覆蓋度達(dá)70%以上，其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值便相應(yīng)有較大提高，在以后的估算中這些都是應(yīng)該考慮的因素。

3.3 土地利用變化原因分析

景觀動(dòng)態(tài)變化的驅(qū)動(dòng)因子主要包括了自然條件、氣候變化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)環(huán)境與人口變化等5方面的因素[19-20]。在較短的時(shí)間尺度上，自然因素更重要的是表現(xiàn)為累積性效應(yīng)，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的影響則相對(duì)活躍且容易探測(cè)[21]。就千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園而言，其土地利用變化的影響因素主要是公園的生態(tài)工程建設(shè)等方面。

自濕地公園試點(diǎn)建設(shè)以來(lái)，寶雞市各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)高度重視，將其納入全市生態(tài)環(huán)境建設(shè)暨“水潤(rùn)寶雞、綠色寶雞、亮麗寶雞”的重點(diǎn)工程，其中在王家崖水庫(kù)庫(kù)尾，對(duì)采砂破壞的濕地環(huán)境進(jìn)行全面整修，修復(fù)濕地66.7 hm2，栽植蘆葦、香蒲等濕地植物42萬(wàn)株；在濕地恢復(fù)重建區(qū)完成河道疏浚整理，清理河灘亂種、亂墾，修復(fù)濕地約54 hm2，栽植垂柳、蘆葦32萬(wàn)株。在保育區(qū)兩側(cè)栽植以楊樹(shù)、柳樹(shù)為主的50～100 m寬幅防護(hù)林帶15 kg、57.3 hm2，在恢復(fù)重建區(qū)栽植以白皮松、海棠、雪松、苦楝、連翹等喬灌木為主的30～50 m寬的濱水景觀林帶2 km，花灌木400 m2，色帶1 000 m2，地被4.5萬(wàn)m2；建設(shè)濱水濕地休閑科普?qǐng)@6.7 hm2，栽植雪松、欒樹(shù)、五角楓、櫻花、大葉女貞等喬木樹(shù)種2 000 m2，地被5.2萬(wàn)m2。一系列生態(tài)工程的建設(shè)對(duì)保護(hù)、恢復(fù)渭河、千河濕地環(huán)境，完善城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展，維持生物多樣性具有重要的意義。

表3 千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園土地利用類型及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

4 結(jié)論與討論

陜西千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園自從建設(shè)以來(lái)，通過(guò)一系列工程建設(shè)，土地利用發(fā)生了巨大的變化。2011-2014年，穩(wěn)定性最高的是水域，其保持不變的概率為99.02%，其次依次是林地(90.14%)、草地(46.98%)、建設(shè)用地(61.39%)；最不穩(wěn)定的是耕地和未利用地，保持不變的概率分別為0.59%和4.70%。水域占總面積的60%左右，是濕地的基質(zhì)，對(duì)維持濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起著重要的作用。從轉(zhuǎn)移方向上看，耕地主要轉(zhuǎn)化為林地，轉(zhuǎn)移概率達(dá)87.47%，39.82%的草地和21.20%的建設(shè)用地轉(zhuǎn)化為水域；未利用地的轉(zhuǎn)化率也比較高，分別有11.35%、24.39%、43.05%、16.46%的未利用地轉(zhuǎn)化為林地、草地、水域和建設(shè)用地。雖然，本文沒(méi)有考慮植被覆蓋度的影響，單純從土地利用的面積上來(lái)計(jì)算，導(dǎo)致千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值被低估，但是2011-2014年，千渭之會(huì)國(guó)家濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值仍然從2 262.97萬(wàn)元增加到2 710.70萬(wàn)元，凈增447.73萬(wàn)元，表明公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值有了較大的提高，對(duì)寶雞市城市環(huán)境的改善起到了積極的作用。

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QianweizhihuiNationalWetland:itsLandUseChangeandEvaluation

LU Jun-zhi1, ZHANG Hong2, CHENG Jun-feng3, ZHAI Yu-jia3, SHI Lei3, CHEN Huan3

(1.BaojiForestryCentralStation,Baoji,Shaanxi721004;2.BureauofLandscapeandEnvironmentalSanitation,Baoji,Shaanxi721004;3.QianweizhihuiNationalWetlandManagementAdministration,Baoji,Shaanxi721004)

Since construction of Qianweizhihui Wetland Park, land use has changed greatly by a series of ecological construction. Cultivated land mainly converted into woodland, which transition probability is 87.47%. 39.82%of grass and 21.20%of construction land have been transferred into water area. Unused land has a high conversion rate, of which,11.35%, 24.39%, 43.05%,16.46% converted into forest land, grassland, water area and construction land, respectively. Water area accounts for 60% of the total area, maintaining the stability of the wetland ecosystem. Ecosystem services value increased by 4.4773 million yuan, from 22.6297 million yuan to 22.6297 million yuan.

land use change; ecosystem services value; Qianweizhihui National Wetland

2017-05-19

盧軍智(1967-)，男，陜西扶風(fēng)人，主要從事林業(yè)技術(shù)研究與推廣工作。

S759.9

A

1001-2117(2017)04-0053-05