戴云哲, 李江風(fēng)

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 公共管理學(xué)院, 武漢 430074)

生態(tài)用地作為地球的“腎”和“肺”，具有多種生態(tài)功能[1]，同時(shí)為人類提供了供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)[2]。在《全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要》中，生態(tài)用地?cái)?shù)量和質(zhì)量的保護(hù)被重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。2010年頒布的《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃》單獨(dú)提出了生態(tài)功能區(qū)的概念并在地方主體功能區(qū)規(guī)劃中落實(shí)到地塊。隨著生產(chǎn)建設(shè)對(duì)土地需求的逐年增長(zhǎng)，生態(tài)用地被擠占的速度也隨之加快，生態(tài)環(huán)境面臨挑戰(zhàn)[3]。將生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)量化為生態(tài)服務(wù)價(jià)值能夠清晰直觀地了解其時(shí)空變化的趨勢(shì)[4]，并進(jìn)一步進(jìn)行環(huán)境承載能力和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[5]等評(píng)估。目前生態(tài)服務(wù)價(jià)值的研究在方法主要從生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品價(jià)值[6-7]和土地利用覆被[8-9]兩個(gè)角度入手，研究主要集中于對(duì)區(qū)域尺度或特定地類生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量的測(cè)算和變化特征的描述[10-12]。在地形對(duì)土地利用[13]的影響引起關(guān)注后，有學(xué)者對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的垂直空間分布進(jìn)行了探索，發(fā)現(xiàn)不同土地利用類型所提供的生態(tài)服務(wù)價(jià)值隨地形起伏呈現(xiàn)出明顯的垂直分布規(guī)律[14-15]，但土地利用結(jié)構(gòu)和生態(tài)服務(wù)價(jià)值時(shí)間演化的地形梯度效應(yīng)有待進(jìn)一步研究。

洞庭湖區(qū)囊括了湖泊、平原、山地等多種地貌形態(tài)，生態(tài)用地?cái)?shù)量隨地形變化顯著，根據(jù)洞庭湖區(qū)大型湖泊流域的特殊性，結(jié)合土地的空間形態(tài)[16]、生態(tài)功能[17]和主體功能[18]等不同視角將生態(tài)用地定義為：除生產(chǎn)生活用地外，以提供生態(tài)服務(wù)功能為主的用地類型，具體到洞庭湖區(qū)包括濕地、林地和草地。受長(zhǎng)期高強(qiáng)度農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與近年來快速城鎮(zhèn)化運(yùn)動(dòng)的影響，洞庭湖區(qū)存在湖泊萎縮、生態(tài)環(huán)境惡化等問題[19]。針對(duì)這些問題，退耕環(huán)湖、還林和濕地公園建設(shè)等生態(tài)修復(fù)與保護(hù)工程相繼實(shí)施，生態(tài)用地的變化也會(huì)更加活躍。通過不同時(shí)期生態(tài)用地及其生態(tài)服務(wù)價(jià)值垂直空間分布的變化，揭示洞庭湖區(qū)生態(tài)用地時(shí)空演化與生態(tài)服務(wù)價(jià)值的地形梯度效應(yīng)，為合理配置生態(tài)用地的數(shù)量結(jié)構(gòu)與空間布局和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與提升提供參考。

1　研究區(qū)概況

洞庭湖位于長(zhǎng)江中游南岸，是我國(guó)第二大淡水湖，屬于過水性洪道型湖泊，綜合考慮了流域與行政區(qū)劃因素劃定的洞庭湖區(qū)涉及岳陽、益陽、常德市共計(jì)21個(gè)縣市區(qū)，以及湖北省的松滋、公安、石首等縣市，土地總面積為37 036.28 km2。洞庭湖區(qū)河網(wǎng)密布，生態(tài)要素高度聚集，對(duì)維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡有重要作用。20世紀(jì)大范圍的圍湖造田和造成了洞庭湖區(qū)濕地的劇烈萎縮，林地也因毀林開荒而明顯減少。1988年長(zhǎng)江發(fā)生特大洪災(zāi)后，為調(diào)節(jié)洞庭湖區(qū)水文調(diào)節(jié)和水源涵養(yǎng)功能，實(shí)施了退耕還湖、還林工程，洞庭湖區(qū)濕地和林地得到了有效保護(hù)和恢復(fù)。然而近年來隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張對(duì)耕地安全造成了威脅，在耕地紅線的壓力下，生態(tài)用地逐漸成為被占用的對(duì)象。

2　數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1　數(shù)據(jù)來源與處理

1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年6期土地利用覆被數(shù)據(jù)為中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心制作的中國(guó)遙感影像解譯數(shù)據(jù)，該解譯數(shù)據(jù)對(duì)全國(guó)土地利用覆被劃分了6個(gè)一級(jí)地類和25個(gè)二級(jí)地類，柵格分辨率為30 m×30 m[20]。從中提取生態(tài)用地，根據(jù)柵格數(shù)量及分布變化可計(jì)算出生態(tài)用地面積變化和轉(zhuǎn)移去向與來源。計(jì)算地形梯度所需的高程和坡度數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)(http:∥www.gscloud.cn)。

2.2　土地利用轉(zhuǎn)移速率和動(dòng)態(tài)度

土地利用轉(zhuǎn)移速率是某土地利用類型在一定時(shí)期內(nèi)的轉(zhuǎn)移量。計(jì)算公式如下：

(1)

式中：Mi為第i種土地利用類型的轉(zhuǎn)移速率；Aib，Aia分別為研究基期、末期第i種土地利用類型的總面積；t為研究時(shí)間段。

土地利用動(dòng)態(tài)度代表研究區(qū)土地利用變化的綜合活躍程度[21]。其定義為：

(2)

式中：D土地利用綜合動(dòng)態(tài)度；Ai研究基期第i類土地利用類型的面積；ΔAi-j為基期到末期第i類土地利用類型轉(zhuǎn)化為其他類型的數(shù)量；t為時(shí)間段；n為土地利用類型總數(shù)。

2.3　地形位指數(shù)和地形分布指數(shù)

高程和坡度對(duì)地理要素的分布都具有顯著影響，參照以往研究成果[13,22]，綜合考慮高程和坡度的空間差異，引入地形位指數(shù)，計(jì)算公式為：

(3)

土地利用類型分布指數(shù)無量綱的屬性規(guī)避了不同土地利用類型的轉(zhuǎn)移在不同地形梯度上分布頻率的可比性受到各梯度總面積差異帶來的量綱影響[23]，能夠表征不同地形梯度上各土地利用類型分布的頻率高低，定義如下：

(4)

式中：Lie為土地轉(zhuǎn)移類型分布指數(shù)；A為土地總面積；i為土地利用類型；e為地形梯度。Lie>1的區(qū)間為第i類土地利用類型分布的優(yōu)勢(shì)地形區(qū)，Lie值越大，表明此土地利用類型在該地形梯度出現(xiàn)的頻率越高。土地轉(zhuǎn)移分布指數(shù)參考了土地利用類型分布指數(shù)，對(duì)不同地形梯度生態(tài)用地的轉(zhuǎn)移進(jìn)行比較，反映生態(tài)用地的變化垂直分布特征，計(jì)算公式為：

(5)

式中：TsIke為土地轉(zhuǎn)移類型分布指數(shù)；TsA為土地轉(zhuǎn)移面積；k為土地轉(zhuǎn)移類型；e為地形梯度。TsAke>1的梯度為某土地轉(zhuǎn)移類型分布的優(yōu)勢(shì)地形區(qū)，且出現(xiàn)的頻率隨TsIke值的增加而升高。

2.4　生態(tài)服務(wù)價(jià)值及其地形分布指數(shù)

在歸納歷史生態(tài)系統(tǒng)公益價(jià)值評(píng)價(jià)研究的過程中，Costanza等人提出了生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能的貨幣化計(jì)算方法[24]：

(6)

式中：ESV為生態(tài)服務(wù)總價(jià)值；Ai為第i種土地利用類型的總面積；VCi為單位面積第i種土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。

謝高地等在該生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)實(shí)際情況，定義了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的服務(wù)價(jià)值為1，其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與其比值為該生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)量因子的衡量標(biāo)準(zhǔn)[25]，并于2015年進(jìn)一步改良和細(xì)化[26]。武愛彬等于2017年在壩上高原生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值演變的研究中結(jié)合中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心制作的土地覆被數(shù)據(jù)中地類劃分的差異進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整[27]。綜合以上研究方法和研究成果，歸納得出洞庭湖區(qū)生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表(表1)，并以1 hm2農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的凈利潤(rùn)作為糧食生產(chǎn)的服務(wù)價(jià)值。為使不同時(shí)期的生態(tài)服務(wù)價(jià)值更具可比性，以《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編2015》中2015年洞庭湖區(qū)糧食收購(gòu)價(jià)格均價(jià)為基礎(chǔ)(湖北省128.77元/50 kg，湖南省131.54元/50 kg)[28]，依據(jù)1990—2015年湖北省、湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒中的糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)計(jì)算得出洞庭湖區(qū)在1990，1995，2000，2005，2010和2015年的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的服務(wù)價(jià)值分別為1 336.54，2 142.04，1 970.92，2 148.40，2 236.79，2 150.02元/hm2。

為了更準(zhǔn)確地定位生態(tài)服務(wù)價(jià)值的優(yōu)勢(shì)分布區(qū)間，參考土地利用類型分布指數(shù)的計(jì)算方法，獲得生態(tài)服務(wù)價(jià)值分布指數(shù)：

(7)

式中：LESVie為生態(tài)服務(wù)價(jià)值分布指數(shù)；ESV，A，i，e與土地利用類型分布指數(shù)的計(jì)算公式含義相同。若LESVie>1，則為優(yōu)勢(shì)分布區(qū)，且LESVie值越大，在此梯度該類生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值越高。

表1　洞庭湖區(qū)生態(tài)用地單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子

3　結(jié)果與分析

3.1　生態(tài)用地演化基本特征

3.1.1生態(tài)用地?cái)?shù)量變化特征洞庭湖區(qū)1990—2015 年間生態(tài)用地由1990年的17 215.77 km2、占總用地的46.48%，增加到2015年的17 258.28 km2、占土地總量的46.59%。其中濕地?cái)?shù)量增加，由6 192.45 km2增加至6 354.20 km2，所占土地總量的比例分別由16.72%，增加至17.16%；林地和草地?cái)?shù)量下降，分別由10 588.69 km2、434.63 km2減少到10 514.01 km2、390.07 km2，所占土地總量的比例分別由28.59%，1.17%，減少到28.39%，1.05%。從生態(tài)用地?cái)?shù)量的變化歷程來看，可歸納為3個(gè)時(shí)期：1990—2000年為穩(wěn)定期，各類生態(tài)用地?cái)?shù)量波動(dòng)較小，總量小幅增加；2000—2010年為增長(zhǎng)期，各類生態(tài)用地?cái)?shù)量大幅增加，占土地總量的比例一度達(dá)到48.41%；2010—2015年為萎縮期，生態(tài)用地?cái)?shù)量劇烈下降，抵消了前20 a的大部分增量(圖1)。

3.1.1生態(tài)用地結(jié)構(gòu)變化的地形梯度效應(yīng)按以上公式計(jì)算出地形位指數(shù)T(0～3.250 5)(圖2)，整體呈現(xiàn)出中間低，四周高的空間分布規(guī)律。將地形位指數(shù)等分為50個(gè)梯度，并劃分為低梯度(1～10)、中低梯度(10～20)、中高梯度(20～30)、高梯度(30～50)。由于水受重力影響向地勢(shì)低洼處匯集的自然特征，濕地主要分布在低梯度。林地分布指數(shù)從中梯度開始明顯增加，從中高梯度開始呈現(xiàn)為優(yōu)勢(shì)分布區(qū)，且優(yōu)勢(shì)程度隨地形梯度遞增。草地主要分布在高梯度，且比例隨地形梯度升高遞增，在梯度50出現(xiàn)遠(yuǎn)高于其他地形梯度的峰值，中梯度是各類生態(tài)用地分布都較少的區(qū)域，也是人類生產(chǎn)生活的聚集區(qū)。各時(shí)期不同地類的分布規(guī)律相近，故僅列出1990年、2015年為例。

圖1洞庭湖區(qū)1990-2015年生態(tài)用地?cái)?shù)量變化

圖2洞庭湖區(qū)地形位指數(shù)空間分布

對(duì)比1990年、2015年各地形梯度上的生態(tài)用地分布指數(shù)的變化可以發(fā)現(xiàn)：中低(10～20)、中高(20～30)梯度濕地分布指數(shù)減小，說明中低、中高梯度是人類活動(dòng)的主要區(qū)域，耕地和建設(shè)用地的擴(kuò)張占用了濕地；其中梯度(4～9)濕地分布指數(shù)增加明顯，是濕地面積增長(zhǎng)的主要區(qū)域，也是20世紀(jì)圍湖造田集中發(fā)生的區(qū)間。林地分布指數(shù)在中低、中高梯度(10～30)減小，在低梯度(1～10)和高梯度(30～50)增大，這是由中低、中高梯度的非生態(tài)用地?cái)U(kuò)張與低梯度的生態(tài)林建設(shè)共同導(dǎo)致的現(xiàn)象。草地總量較小，因此波動(dòng)幅度明顯大于濕地和林地，其分布指數(shù)在低梯度降低而在高梯度上升，一方面中梯度的人類活動(dòng)導(dǎo)致草地面積減少，另一方面是由于洞庭湖水位的上升，湖畔大量草地轉(zhuǎn)化為沼澤(圖3)。

圖31990年、2015年不同地形梯度上生態(tài)用地分布指數(shù)

3.2　生態(tài)用地轉(zhuǎn)移特征

3.2.1生態(tài)用地轉(zhuǎn)移基本特征洞庭湖區(qū)1990—2015年期間生態(tài)用地綜合動(dòng)態(tài)度為1.94%，草地轉(zhuǎn)移速率最快，為每年—0.69%；濕地和林地則以年均0.18%，-0.05%的速率轉(zhuǎn)移。1990—2000年期間生態(tài)用地綜合動(dòng)態(tài)度為2.01%，生態(tài)用地的數(shù)量變化并不明顯，轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出處于穩(wěn)定平衡的狀態(tài)，濕地和林地的轉(zhuǎn)入量略高于轉(zhuǎn)出量，只有草地的轉(zhuǎn)出規(guī)模較大，且去向以濕地為主。2000—2010年期間生態(tài)用地綜合動(dòng)態(tài)度為3.24%，生態(tài)用地轉(zhuǎn)移速率明顯加快，總量以轉(zhuǎn)入為主，濕地?cái)?shù)量的增長(zhǎng)最為顯著，林地次之、草地增長(zhǎng)面積較少，但增長(zhǎng)比例較高。2010—2015年期間生態(tài)用地綜合動(dòng)態(tài)度為3.57%，生態(tài)用地轉(zhuǎn)移速率進(jìn)一步加快，綜合活躍程度更高，但生態(tài)用地的轉(zhuǎn)移方向變?yōu)橐赞D(zhuǎn)出為主，非生態(tài)用地?cái)U(kuò)張迅猛。

表2　洞庭湖區(qū)1990-2015生態(tài)用地轉(zhuǎn)移速率及綜合動(dòng)態(tài)度　%

3.2.2生態(tài)用地及轉(zhuǎn)移的地形梯度分布特征由圖4可見，1990—2000年期間生態(tài)用地轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)入基本平衡，轉(zhuǎn)出主要發(fā)生在中低和中高梯度(10～30)，峰值位于梯度18，是轉(zhuǎn)出比例最高的區(qū)域。生態(tài)用地轉(zhuǎn)入的優(yōu)勢(shì)分布區(qū)則主要位于中高梯度(20～30)，然而峰值卻出現(xiàn)在梯度3，濕地的大量轉(zhuǎn)入是造成這一現(xiàn)象的直接原因。這段時(shí)期雖然生態(tài)用地總量波動(dòng)較小，但在垂直分布上向更高地形梯度轉(zhuǎn)移。高梯度的生態(tài)用地的轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)入在高梯度的活躍程度逐級(jí)遞減。

2000—2010年期間生態(tài)用地轉(zhuǎn)移以轉(zhuǎn)入為主，轉(zhuǎn)出在中梯度(10～20)的分布指數(shù)較上一期明顯下降，于梯度3出現(xiàn)峰值，而優(yōu)勢(shì)分布區(qū)向中高梯度(20～30)集中，生態(tài)用地轉(zhuǎn)入的優(yōu)勢(shì)分布區(qū)則明顯偏向中低梯度(10～20)。隨著退田還湖工程的推進(jìn)，中低梯度的生態(tài)用地?cái)?shù)量明顯增加。2010—2015年期間生態(tài)用地轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)入優(yōu)勢(shì)區(qū)的同步性較強(qiáng)，主要都活躍在中高梯度(10～30)，生態(tài)用地的保護(hù)與蠶食展開拉鋸，但從總量變化上看轉(zhuǎn)出明顯占優(yōu)，生態(tài)用地?cái)?shù)量大幅下降，以中梯度損失最為嚴(yán)重，是人類活動(dòng)較為集中的區(qū)域。1990—2015年期間生態(tài)用地轉(zhuǎn)出主要發(fā)生在中低和中高低梯度(10～30)，也是城鎮(zhèn)和農(nóng)業(yè)空間擴(kuò)張的主要梯度，生態(tài)用地轉(zhuǎn)入主要集中于低梯度(3～10)，是退耕還湖的重點(diǎn)區(qū)域。梯度3在各時(shí)段生態(tài)用地的轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)入都出現(xiàn)波峰，表明以濕地為主的梯度3是濕地和非生態(tài)用地相互轉(zhuǎn)移拉鋸最重要的梯度。

圖4　1990-2015年不同地形位上生態(tài)用地轉(zhuǎn)移分布指數(shù)

3.3　生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值演化特征

3.3.1生態(tài)服務(wù)價(jià)值演化的基本特征洞庭湖區(qū)生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值在1990—2015年期間由856.72億元增加到1 393.28億元，漲幅為62.63%。其中1990—2000年期間年均增長(zhǎng)幅度為4.7%，受1988年、1998年兩次洪澇災(zāi)害的沖擊，糧食減產(chǎn)嚴(yán)重，生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值明顯低于其他年份。對(duì)比1990年和2000年的生態(tài)用地與生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化，在洪水流量更大的情況下[29]，1998年受到的影響要明顯小于1988年，洞庭湖水文調(diào)節(jié)功能提高是重要因素。2000—2010年期間增長(zhǎng)速率明顯放緩，但生態(tài)用地在各種生態(tài)建設(shè)工程的實(shí)施下大面積恢復(fù)，生態(tài)服務(wù)功能有明顯的實(shí)質(zhì)性提升。2010—2015年期間生態(tài)用地受到快速城鎮(zhèn)化的影響快速減少，生態(tài)服務(wù)價(jià)值也有所下降。濕地和林地提供的生態(tài)服務(wù)價(jià)值較高，草地由于總量較小，提供的生態(tài)服務(wù)價(jià)值也較低。

3.3.2生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值及變化的地形梯度分布特征由于濕地主要分布于低梯度，林地?cái)?shù)量則隨梯度升高遞增，洞庭湖區(qū)生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值的優(yōu)勢(shì)分布區(qū)集中在低梯度(1～10)和高梯度(30～50)。而低梯度生態(tài)服務(wù)價(jià)值明顯高于高梯度則與濕地的單位面積當(dāng)量因子較高有明顯的關(guān)聯(lián)，是典型的大型湖泊地區(qū)的共有特征。相比供給服務(wù)和支持服務(wù)，文化服務(wù)和調(diào)節(jié)服務(wù)更集中在低梯度。生態(tài)服務(wù)價(jià)值在地形梯度8，13分別出現(xiàn)兩次波峰，與濕地分布指數(shù)在梯度8，13出現(xiàn)波峰響應(yīng)，說明低梯度和中梯度的生態(tài)服務(wù)價(jià)值由濕地主導(dǎo)。在梯度(20～50)，生態(tài)服務(wù)價(jià)值的分布趨勢(shì)與林地極為接近，表明林地貢獻(xiàn)了高梯度絕大部分的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。草地由于總量很小，在各地形梯度提供的生態(tài)服務(wù)價(jià)值也較低，對(duì)生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值的整體分布沒有顯著影響。

表3　1990-2015年生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化

1990—2000年期間生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量大幅增加，生態(tài)用地由中低梯度(10～20)和中高梯度(20～30)向高梯度(30～50)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)明顯，生態(tài)服務(wù)價(jià)值的流動(dòng)方向與之基本同步，并在梯度3與生態(tài)用地轉(zhuǎn)入產(chǎn)生波峰響應(yīng)，總量增加的同時(shí)在垂直空間上完成了重新配置(圖5)。2000—2010年期間中低梯度(10～20)生態(tài)用地大量恢復(fù)，生態(tài)服務(wù)價(jià)值分布指數(shù)也出現(xiàn)明顯增加，并在在梯度10形成波峰，生態(tài)用地轉(zhuǎn)入明顯高于轉(zhuǎn)出，是生態(tài)用地恢復(fù)成效最明顯的區(qū)域。梯度8，13的濕地?cái)?shù)量較大，但變化并不明顯，生態(tài)服務(wù)價(jià)值分布指數(shù)變化出現(xiàn)波谷，增長(zhǎng)并不如附近其他梯度明顯。梯度3為波谷，與生態(tài)用地轉(zhuǎn)出的波峰響應(yīng)。2010—2015生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量下降明顯，各梯度生態(tài)用地都有不同程度的減少，但主要集中在中梯度，表現(xiàn)為中低梯度(10～20)是生態(tài)服務(wù)價(jià)值下降最明顯的區(qū)域，生態(tài)服務(wù)價(jià)值的大幅下降在梯度10形成波谷，與2000—2010年期間分布指數(shù)在梯度10的波峰形成鮮明對(duì)比，非生態(tài)用地在梯度10附近的分布優(yōu)勢(shì)極為顯著，這說明梯度10附近不僅是人類活動(dòng)最為密集的地區(qū)，生態(tài)用地的流轉(zhuǎn)頻率也最高，穩(wěn)定性最差。在中低梯度生態(tài)服務(wù)價(jià)值整體下滑的情況下，梯度8，13仍然與濕地分布產(chǎn)生波峰響應(yīng)，生態(tài)服務(wù)價(jià)值下降較少，證明濕地對(duì)洞庭湖區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的分布具有決定性作用，也是其穩(wěn)定性的重要保障。

圖6　1990-2015年生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值地形分布指數(shù)變化

1990—2015年期間，生態(tài)服務(wù)價(jià)值的增加主要集中在低梯度(1～10)，低梯度濕地的大規(guī)?；謴?fù)，減輕了核心湖區(qū)的生態(tài)服務(wù)壓力，高梯度林地的良好維護(hù)與保養(yǎng)使洞庭湖區(qū)各地形梯度的生態(tài)服務(wù)價(jià)值分布更加平衡。然而這樣的變化主要來源于2000—2010年期間退湖還田和生態(tài)林地建設(shè)，2010年后生態(tài)用地銳減的趨勢(shì)導(dǎo)致洞庭湖區(qū)的生態(tài)安全形勢(shì)依舊嚴(yán)峻。

4　結(jié) 論

(1) 洞庭湖區(qū)生態(tài)用地?cái)?shù)量在研究期間呈先增加后減少的變化趨勢(shì)，其中濕地?cái)?shù)量明顯增加，林地、草地?cái)?shù)量減少。轉(zhuǎn)移速率最高的為草地，濕地次之，林地最低。洞庭湖區(qū)在2000—2010年期間實(shí)施的退耕還林、還草、還湖等生態(tài)工程使各類生態(tài)用地?cái)?shù)量都有顯著增加，綜合動(dòng)態(tài)度達(dá)到3.24%，活躍程度遠(yuǎn)高于1990—2000年期間的2.01%，而2010—2015年城鎮(zhèn)化建設(shè)的快速推進(jìn)，生態(tài)用地大幅減少，綜合動(dòng)態(tài)度達(dá)到3.57%。生態(tài)用地轉(zhuǎn)移主要表現(xiàn)為草地向非生態(tài)用地、林地轉(zhuǎn)移，林地向草地轉(zhuǎn)移，濕地向非生態(tài)用地轉(zhuǎn)移。非生態(tài)用地主要轉(zhuǎn)移為草地和林地。

(2) 生態(tài)用地生態(tài)服務(wù)價(jià)值在1990—2015年期間從856.72億元增加到1 393.28億元，漲幅為62.63%，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的服務(wù)價(jià)值從1990年的1 336.54元/hm2提高到2015 年的2 150.02元/hm2是決定性因素，但在生態(tài)用地總量減少的情況下，濕地恢復(fù)也起到了至關(guān)重要的作用。

(3) 不同生態(tài)用地在地形梯度上表現(xiàn)出顯著差異。垂直分布特征大致保持三段模式：低梯度(1～10)為濕地的優(yōu)勢(shì)分布區(qū)；高梯度(30～50)是林地和草地的優(yōu)勢(shì)分布區(qū)。生態(tài)用地轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)入在不同時(shí)期和地形梯度上交替進(jìn)行。1990—2000年期間主要變現(xiàn)為生態(tài)用地總量變化不大，空間上向較高梯度轉(zhuǎn)移。2000—2010年各梯度生態(tài)用地?cái)?shù)量都有明顯增加，以中低梯度為主，濕地恢復(fù)成效可觀。而2010—2015年期間非生態(tài)用地快速擴(kuò)張，在中低梯度占據(jù)了數(shù)量龐大的生態(tài)用地。

(4) 1990—2015年期間低梯度濕地大面積增加，生態(tài)服務(wù)價(jià)值分布指數(shù)增長(zhǎng)明顯，中梯度由于非生態(tài)用地的擴(kuò)張導(dǎo)致分布指數(shù)的下降幅度大于高梯度區(qū)域。其中1990—2000年。2000—2010年期間梯度3濕地的大規(guī)?；謴?fù)極大地緩解了梯度1，2湖泊核心區(qū)的生態(tài)服務(wù)壓力，濕地生態(tài)服務(wù)功能得到顯著增強(qiáng)。但2010年后，中梯度濕地和林地大量減少，生態(tài)服務(wù)價(jià)值也隨之降低，與2000—2010年以生態(tài)用地恢復(fù)為主形成強(qiáng)烈反差，之前恢復(fù)的生態(tài)用地遭到快速蠶食，相比低梯度濕地生態(tài)系統(tǒng)有較高的政策保障和生態(tài)建設(shè)投入，中高梯度的林地、草地的保護(hù)存在較大隱患。

洞庭湖區(qū)是長(zhǎng)江流域中段最重要的水文調(diào)節(jié)緩沖區(qū)，同時(shí)也是兩湖地區(qū)重要的生物多樣性寶庫(kù)，對(duì)維持兩湖地區(qū)的生態(tài)平衡有著不可或缺的作用。通過對(duì)最近25 a生態(tài)用地格局演變與生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化在不同地形梯度上差異化分布的研究，揭示其垂直空間分布規(guī)律，有助于環(huán)保機(jī)構(gòu)和部門進(jìn)行更精準(zhǔn)的生態(tài)管控和建設(shè)，在生態(tài)環(huán)境遭受快速城鎮(zhèn)化高強(qiáng)度沖擊的新形勢(shì)下采取切實(shí)有效的措施積極應(yīng)對(duì)。

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