雷軍成,王 莎,汪金梅,吳松欽,游細(xì)斌,吳 軍,崔 鵬,丁 暉,*

1 贛南師范大學(xué)地理與環(huán)境工程學(xué)院,贛州 341000 2 贛南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,贛州 341000 3 安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,蕪湖 241000 4 生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所,南京 210042

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指通過生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程和功能直接或間接得到的生命支持產(chǎn)品和服務(wù)[1-3]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的可持續(xù)供給是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)[4-5]。然而近一百多年來(lái),全球范圍內(nèi)60%以上的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)出現(xiàn)了明顯的退化[1],其主要原因就是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致的盲目開發(fā)[4,6]。開展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估,提高對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的認(rèn)識(shí),是生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和管理的基礎(chǔ)[7]。1997年,Daily主編的《Nature′ s services: societal dependence on natural ecosystems》的出版和Costanza 等的文章《The value of the world′ s ecosystem services and natural capital》的發(fā)表,掀起了全球范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的熱潮[8]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類[9]、功能監(jiān)測(cè)[10]、價(jià)值化評(píng)估[11-12]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流[13]及土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響[14-15]等方面開展了大量的研究,其中土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響研究倍受關(guān)注。

土地利用類型、格局的變化會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給[16]。因此,土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響研究在我國(guó)許多地區(qū)已廣泛開展,但目前的研究主要存在如下幾方面的不足：(1)針對(duì)流域尺度的研究較多,但專門針對(duì)河流源頭地區(qū)的研究較少,使有關(guān)土地利用變化對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響的認(rèn)識(shí)尚不夠全面；(2)對(duì)同一土地利用類型的內(nèi)部差異未給予足夠重視,如森林植被覆蓋度變化對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響；(3)受研究方法的制約,研究結(jié)果通常只能反映土地利用變化對(duì)研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的整體影響,不能精細(xì)化地反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間變化。

本研究選擇東江發(fā)源地——尋烏縣作為研究區(qū)域,基于遙感解譯獲取的尋烏縣不同時(shí)期的土地利用數(shù)據(jù),通過修正的當(dāng)量因子法,在地理信息系統(tǒng)技術(shù)支持下,開展空間精細(xì)化的土地利用變化對(duì)尋烏縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響研究,以期為今后其他區(qū)域開展相關(guān)研究提供借鑒。另外,江西省人民政府、廣東省人民政府于2016年簽署了《東江流域上下游橫向生態(tài)補(bǔ)償協(xié)議》,掌握尋烏縣土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化情況,對(duì)科學(xué)實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償,保障東江中、下游流域用水安全和生態(tài)安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,對(duì)尋烏縣土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化情況的研究也能為流域內(nèi)其他縣(市、區(qū))科學(xué)制定生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施和實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

尋烏縣位于江西省南部,東南連武夷山余脈,西北接九連山支脈,是東江水系、湘水水系和韓江水系的分水嶺,境內(nèi)的椏髻缽山是珠江干流——東江的發(fā)源地[17](圖1)。尋烏縣氣候類型屬亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫18.9℃,年平均降水量1650.3 mm[18]。尋烏縣地形以山地丘陵為主,全縣山間谷地占2.38%,崗地占7.68%,丘陵占14.3%,山地占75.62%[19]。尋烏縣位于亞熱帶紅壤區(qū)南部,土地肥力較好,土壤普遍呈酸性。尋烏縣水力資源相當(dāng)豐富,全縣共有大小河流547條,河道總長(zhǎng)1900 km[18]。尋烏縣境內(nèi)珍稀瀕危野生動(dòng)植物資源豐富,擁有國(guó)家二級(jí)以上保護(hù)動(dòng)物20余種,二級(jí)以上保護(hù)植物10余種[18]。2010年國(guó)務(wù)院發(fā)布的“國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)名錄”,將尋烏縣劃入“南嶺山地森林及生物多樣性生態(tài)功能區(qū)”[20]。尋烏縣物產(chǎn)豐富,但受地形條件限制,經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后。2015年末,全縣人均GDP僅19055元[21],遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平的49992元[22],屬國(guó)家級(jí)貧困縣。由于人口的不斷增長(zhǎng)及地區(qū)特色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,森林退化、水土流失、水質(zhì)污染等生態(tài)環(huán)境問題日益加劇[19,23-24],發(fā)展與保護(hù)之間的矛盾十分突出。

圖1 尋烏縣位置Fig.1 Location of Xunwu County

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

尋烏縣1995年、2006年和2016年3期土地利用數(shù)據(jù)均基于Landsat TM/OLI遙感影像通過監(jiān)督分類獲得,3幅影像的成像日期分別為：1995年12月7日、2006年12月21日和2016年12月16日。根據(jù)研究區(qū)土地利用特點(diǎn),本研究將研究區(qū)土地利用類型分為農(nóng)田、果園、林地、水體、礦區(qū)、建設(shè)用地六大類(圖2)。3個(gè)時(shí)期土地利用數(shù)據(jù)分類的總體精度分別為95%、91%和97%,Kappa值分別為0.94、0.90和0.96。野外實(shí)地驗(yàn)證結(jié)果表明,2016年土地利用數(shù)據(jù)分類的精度達(dá)91.5%。

2 研究方法

2.1 土地利用變化特征分析

將尋烏縣1995年、2006年和2016年3期土地利用數(shù)據(jù),利用ArcGIS (Ver. 9.3)均轉(zhuǎn)換成同一投影(WGS_1984_Albers,中央經(jīng)線：105°E),然后統(tǒng)計(jì)3個(gè)時(shí)期各土地利用類型的面積,并通過馬爾科夫轉(zhuǎn)移矩陣[25]分析不同時(shí)期各土地利用類型間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估

依據(jù)Costanza等[26]提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估體系,參考謝高地等[3]修訂的“中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表”為研究區(qū)不同土地利用類型的各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行價(jià)值當(dāng)量賦值(表1),并通過公式1和公式2計(jì)算研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值：

(1)

(2)

式中,ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,元/a；i為土地利用類型；j為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型；Ai為第i類土地利用類型的面積,hm2；VCi為第i類土地利用類型單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,元 hm-2a-1；ECj為某類土地利用類型第j項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值當(dāng)量；Ea為1單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,元 hm-2a-1。

圖2 尋烏縣1995年、2006年和2016年土地利用Fig.2 Land use of Xunwu County in 1995, 2006, and 2016

一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類Primary classification of e-cosystem services二級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類Secondary classification of ecosystem services農(nóng)田Farmland果園Orchard林地Woodland水體Water area礦區(qū)Mining area建設(shè)用地Built-up area供給服務(wù)食物生產(chǎn)1.360.8250.290.800Provisioning services原料生產(chǎn)0.090.3750.660.2300水資源供給-2.63-1.1450.348.2900調(diào)節(jié)服務(wù)氣體調(diào)節(jié)1.111.642.170.7700Regulating services氣候調(diào)節(jié)0.573.5356.52.2900凈化環(huán)境0.171.051.935.5500水文調(diào)節(jié)2.723.734.74102.2400支持服務(wù)土壤保持0.011.332.650.9300Supporting service維持養(yǎng)分循環(huán)0.190.1950.20.0700生物多樣性0.211.312.412.5500文化服務(wù)Cultural services美學(xué)景觀0.090.5751.061.8900

由于研究區(qū)的農(nóng)田基本都為水田,研究區(qū)的林地基本都為闊葉林,因此農(nóng)田取水田的值,林地取闊葉林的值,水體取水系的值,果園取研究區(qū)農(nóng)田和和林地的平均值。本研究對(duì)研究區(qū)的人工生態(tài)系統(tǒng)不作評(píng)估,因此礦區(qū)、建設(shè)用地各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值當(dāng)量均設(shè)為0

為精確確定研究區(qū)1單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,本研究通過公式3對(duì)研究區(qū)數(shù)值進(jìn)行修正。計(jì)算得到研究區(qū)2016年農(nóng)田自然糧食生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,即1單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為4896 元 hm-2a-1。

(3)

式中,Ea為研究區(qū)1單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,元 hm-2a-1；i為糧食作物的種類[27]；mi為第i種糧食作物的全國(guó)平均價(jià)格(數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[28]),元/kg；pi為第i種糧食作物的單產(chǎn)[27],kg/hm2；qi為第i種糧食作物的種植面積(數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[27]),hm2；M為糧食作物的總種植面積,hm2；MCI為研究區(qū)農(nóng)田復(fù)種指數(shù),取2.5(數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[27])。

為更細(xì)致地反應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間分異,在單元格尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值修訂中,選取植被覆蓋度指數(shù)作為指標(biāo),根據(jù)植被覆蓋度與NDVI的對(duì)應(yīng)關(guān)系[29](見公式4),采用公式5、公式6進(jìn)行逐單元格的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的修訂。水體由于植被稀少,NDVI基本都為負(fù)值,故只對(duì)農(nóng)田、果園和林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作進(jìn)一步的修訂。

(4)

(5)

Efvi=Ei×fvi

(6)

由于林地水資源供給服務(wù)的當(dāng)量因子為正數(shù),而實(shí)際上林地的水資源供給與林地的植被覆蓋度呈負(fù)相關(guān)[30],因此采用公式7對(duì)林地水資源供給服務(wù)進(jìn)行逐單元格的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的修訂：

(7)

式中,Efwvi為第i單元格經(jīng)植被覆蓋度修訂的水資源供給服務(wù)價(jià)值當(dāng)量；Ei為第i單元格經(jīng)地區(qū)修訂后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量；ffvi為第i個(gè)單元格的林地植被覆蓋度修訂系數(shù)。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值流向分析

本研究利用各土地利用類型轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算不同地類之間相互轉(zhuǎn)化所引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的損益[31],分析土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損益計(jì)算見公式8所示：

PLij=(VCj-VCi)×Aij

(8)

式中,PLij為第i類土地利用類型轉(zhuǎn)化為第j類土地利用類型后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損益；VCi、VCj分別為第i類土地利用類型和第j類土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)；Aij為第i類土地利用類型轉(zhuǎn)化為第j類土地利用類型的面積。

2.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值指數(shù)敏感性分析

本研究利用經(jīng)濟(jì)學(xué)中彈性系數(shù)的概念計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的敏感性指數(shù)(見公式9),以確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值隨時(shí)間的變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值指數(shù)的依賴程度[32]。

(9)

式中,ESVi、ESVj分別為初始的及調(diào)整后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；VCik、VCjk分別為初始的及調(diào)整后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)。若CS>1,則表明ESV 對(duì)VC富有彈性,即1%的自變量變動(dòng)將引起因變量大于1%的變動(dòng),其準(zhǔn)確度差,可信度較低；反之,若CS<1,則表明ESV對(duì)VC缺乏彈性,研究結(jié)果可信。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化特征

1995年、2006年和2016年3個(gè)時(shí)期尋烏縣不同土地利用類型的占比情況如表2所示。從土地利用類型的總體特征看：3個(gè)時(shí)期尋烏縣主要的土地利用類型均為林地,其次為果園,二者合占尋烏縣總面積的比例均超過93%。從不同土地利用類型的變化特征看：農(nóng)田持續(xù)減少,2016年農(nóng)田面積相對(duì)1995年減少近一半；果園持續(xù)增加,2016年果園面積相對(duì)1995年增加約一倍；林地持續(xù)減少,2016年林地所占百分比相對(duì)1995年減少近10個(gè)百分點(diǎn)；水體持續(xù)增加,2016年水體面積相對(duì)1995年增加一倍；建設(shè)用地持續(xù)增加,2016年建設(shè)用地相對(duì)1995年增加近5倍。1995—2016年不同土地利用類型之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如表3所示。流出的農(nóng)田主要變成果園和建設(shè)用地,二者分別占流出農(nóng)田總面積的77.67%和10.86%；流出的林地主要變成果園和農(nóng)田,二者分別占流出林地總面積的86.98%和6.09%；新增的果園主要來(lái)源于林地的轉(zhuǎn)化,占新增果園總面積的76.77%；新增的建設(shè)用地主要來(lái)源于農(nóng)田和林地的轉(zhuǎn)化,二者分別占新增建設(shè)用地總面積的39.85%和38.23%。

表2 尋烏縣1995—2016年不同土地利用類型占比變化/%

表3 尋烏縣1995—2016年土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣/hm2

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化特征

土地利用變化引起尋烏縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的波動(dòng)變化。尋烏縣年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值1995—2006年間增加1.23億元,2006—2016年間減少6.14億元,2016年相對(duì)1995年仍下降4.91億元(表4)。尋烏縣1995—2016年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值重心從宏觀尺度看未發(fā)生明顯變化,但從較小尺度看1995—2006年間向西南方向移動(dòng)407 m,2006—2016年間又向東北方向移動(dòng)203米,總體上1995—2016年間向西南方向移動(dòng)204m(圖3)。4種土地利用類型中,3個(gè)時(shí)期均是林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最大,但2016年比1995年減少26.04億元(表4)。4種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型中,3個(gè)時(shí)期均是調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值最大,但2016年比1995年減少1.51億元(表5)。

從不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化情況看：丹溪鄉(xiāng)、龍廷鄉(xiāng)、留車鎮(zhèn)、南橋鎮(zhèn)和晨光鎮(zhèn)五個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)價(jià)值增加,其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)價(jià)值均減少,其中文峰鄉(xiāng)減少最多,達(dá)2.5億元,從單位面積減少量來(lái)看,減少最多的為文峰鄉(xiāng),達(dá)8946元/hm2(圖4)。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間變化情況看,減少的區(qū)域主要發(fā)生在研究區(qū)的中部和北部,而價(jià)值增加的區(qū)域則散布于研究區(qū)各處(圖4)。究其原因,中部和北部地區(qū)主要是由于高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的用地類型轉(zhuǎn)化為較低生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的用地類型,如林地轉(zhuǎn)化為果園,農(nóng)田轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地；價(jià)值增加的區(qū)域散布于研究區(qū)各處主要是由于低生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的用地類型轉(zhuǎn)化為較高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的用地類型,如農(nóng)田轉(zhuǎn)化為果園。

表4 尋烏縣1995—2016年4種土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量

圖3 1995—2016年尋烏縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值重心空間變化Fig.3 Spatial changes of ecosystem services value barycenter for Xunwu County from 1995 to 2016

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型Ecosystem service categories199520062016價(jià)值Value/108元比例Proportion/%價(jià)值Value/108元比例Proportion/%價(jià)值Value/108元比例Proportion/%供給服務(wù)Provisioning services11.744.8611.844.8811.124.71調(diào)節(jié)服務(wù)Regulating services165.1968.45166.8368.78163.6869.23支持服務(wù)Supporting service53.5422.1953.0821.8951.1721.65文化服務(wù)Cultural services10.854.510.794.4510.434.41總和Total241.32100242.54100236.4100

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值流向特征

林地向果園轉(zhuǎn)化是導(dǎo)致1995—2016年間尋烏縣年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少的最主要原因,導(dǎo)致年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值減少13.01億元,其次為林地向農(nóng)田的轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少1.82億元(表6)。林地向水體轉(zhuǎn)化是導(dǎo)致1995—2016年間尋烏縣年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加的主要原因,導(dǎo)致年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加4.51億元,其次為農(nóng)田向果園的轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加3.74億元(表6)。

圖4 尋烏縣1995—2016年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化Fig.4 Spatial changes of ecosystem services value in Xunwu County from 1995 to 2016

19952016農(nóng)田Farmland果園Orchard林地Woodland水體Water area礦區(qū)Mining area建設(shè)用地Built-up area農(nóng)田Farmland03.740.721.6-0.03-0.2果園Orchard-0.7903.70.81-0.15-0.32林地Woodland-1.82-13.0104.51-0.28-1.2水體Water area-0.45-1.05-0.790-0.02-0.27礦區(qū)Mining area0.010.060.010.0400建設(shè)用地Built-up area0.020.090.010.1700

3.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值指數(shù)敏感性

圖5 尋烏縣1995—2016年4種地類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值敏感性指數(shù)Fig.5 Sensitive indices of ecosystem services value for four land use types in Xunwu County from 1995 to 2016

本研究將各種土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)分別上下調(diào)整50%,計(jì)算顯示1995年、2006年和2016年3個(gè)時(shí)期各地類的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化對(duì)價(jià)值系數(shù)的敏感性指數(shù)均小于1(圖5)。不同地類的敏感性指數(shù)差異較大,林地較大、農(nóng)田較小,但同一地類不同年份差別較小,表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)價(jià)值系數(shù)不敏感、缺乏彈性,研究結(jié)果可信。

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究是生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問題。目前生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究方法大致分為兩類,即基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子的方法和基于單位服務(wù)功能價(jià)格的方法[3]?；趩挝环?wù)功能價(jià)格的方法需要研究地區(qū)具備較為詳實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)物質(zhì)量數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)較差的地區(qū)應(yīng)用較為困難?；趩挝幻娣e價(jià)值當(dāng)量因子的方法僅需要一個(gè)地區(qū)各類型生態(tài)系統(tǒng)的面積數(shù)據(jù),即使對(duì)于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)較差的地區(qū)也可以實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的快速評(píng)估,目前在我國(guó)各地得到了廣泛的應(yīng)用?；趩挝幻娣e價(jià)值當(dāng)量因子的方法通常只能反映研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的整體狀況,不能反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間變化。隨后,出現(xiàn)了以植被覆蓋度進(jìn)行修正的基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子的方法。該方法基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與植被覆蓋度呈正相關(guān)的基本假設(shè),該假設(shè)對(duì)食物生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能夠成立,但水資源供給通常與植被覆蓋度呈負(fù)相關(guān),因此該方法也存在明顯不足。本研究提出了基于植被覆蓋度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值負(fù)向修正方法,并結(jié)合地理信息系統(tǒng)重心分析法對(duì)東江源頭縣——尋烏縣1995—2016年間土地利用覆被變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化情況進(jìn)行分析,本研究能為今后其他地區(qū)開展空間精細(xì)化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究提供參考。

長(zhǎng)期以來(lái),尋烏縣始終將柑橘和臍橙種植作為帶領(lǐng)地方農(nóng)民脫貧致富的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),因此1995—2016年間尋烏縣土地利用變化的明顯特征表現(xiàn)為農(nóng)田和林地向果園的轉(zhuǎn)化。這種主要的土地利用轉(zhuǎn)化方式并未對(duì)尋烏縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值產(chǎn)生明顯影響,這主要是由于單位面積果園相對(duì)單位面積林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值較低,而相對(duì)單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值則較高。1995—2016年間林地向果園的凈轉(zhuǎn)出使尋烏縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值凈減少9.3億元,而農(nóng)田向果園的凈轉(zhuǎn)出使尋烏縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值凈增加2.95億元。另外,本研究中對(duì)礦區(qū)和建設(shè)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值未做研究,由于礦區(qū)和建設(shè)用地各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量之和在許多研究中通常被設(shè)為負(fù)值[33-34],如果考慮礦區(qū)和建設(shè)用地變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響,研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值可能會(huì)發(fā)生較大變化。

近年來(lái),利用模型化手段評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的物質(zhì)量備受關(guān)注,如ARIES模型(Artificial Intelligence for Ecosystem Services)、SolVES模型(Social Values for Ecosystem Services)、InVEST模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs)等[35-36]。利用模型化手段進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估具有科學(xué)、客觀的優(yōu)點(diǎn),但評(píng)估結(jié)果是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的物質(zhì)量。為更好地服務(wù)于生態(tài)補(bǔ)償和生態(tài)系統(tǒng)管理,需將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的物質(zhì)量轉(zhuǎn)化為價(jià)值量,但生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的物質(zhì)量可能存在多方面的價(jià)值,如InVEST模型評(píng)估的生態(tài)系統(tǒng)的泥沙持留服務(wù)既有防止水庫(kù)淤塞的價(jià)值,也有保持土壤肥力的價(jià)值,如何建立生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)物質(zhì)量與價(jià)值量之間的聯(lián)系就成為擺在研究人員面前迫切需要解決的問題。另外,價(jià)值不僅受客觀因素的影響,還會(huì)受到主觀因素的影響,為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)賦予價(jià)格時(shí),其價(jià)格的變化并不能真實(shí)反映生態(tài)系統(tǒng)的變化,例如由于人類活動(dòng)導(dǎo)致森林生態(tài)系統(tǒng)的面積減少時(shí),由其提供的服務(wù)相應(yīng)減少,但由于稀缺性其價(jià)格可能上漲[37]。

4.2 結(jié)論

本研究在Landsat TM/OLI遙感數(shù)據(jù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)支持下對(duì)尋烏縣1995—2016年間土地利用變化情況進(jìn)行分析,并利用當(dāng)量因子法對(duì)土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化情況進(jìn)行分析,得出如下主要結(jié)論：

(1)尋烏縣1995—2016年間農(nóng)田、林地面積持續(xù)減少,果園、水體、建設(shè)用地面積持續(xù)增加；流出的農(nóng)田主要變成果園和建設(shè)用地；流出的林地主要變成果園和農(nóng)田；新增的果園主要來(lái)源于林地的轉(zhuǎn)化；新增的建設(shè)用地主要來(lái)源于農(nóng)田和林地的轉(zhuǎn)化。

(2)尋烏縣1995—2016年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化呈現(xiàn)出明顯的階段性特征：1995—2006年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值升高；2006—2016年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值下降；1995—2016年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體上仍呈下降趨勢(shì)。

(3)4類土地利用類型中,1995年、2006年和2016年3個(gè)時(shí)期均是林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最大,但其價(jià)值呈明顯下降趨勢(shì)；4類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型中,1995年、2006年和2016年3個(gè)時(shí)期均是調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值最大,其價(jià)值呈先增加后減少的變化特征,但總體上仍呈下降趨勢(shì)。

(4)1995—2016年間,尋烏縣南部的丹溪鄉(xiāng)、龍廷鄉(xiāng)、留車鎮(zhèn)、南橋鎮(zhèn)和晨光鎮(zhèn)五個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加,其他鄉(xiāng)(鎮(zhèn))生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少；1995—2016年間,尋烏縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值重心向西南方向移動(dòng)204 m。