譚德明,丁仕宇,2,韓寶龍,潘雪蓮,劉紅曉

1 南華大學(xué)建筑學(xué)院, 衡陽 421001 2 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心 城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100085 3 深圳市環(huán)境科學(xué)研究院,深圳 518000 4 中國科學(xué)院華南植物園 退化生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)與管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣東省應(yīng)用植物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣州 510650

改革開放以來,我國城市化進(jìn)程不斷加快,僅四十年間,我國城鎮(zhèn)化用地面積從149342 km2增加至269235 km2,但草地從3054213 km2下降為2656404 km2,對我國生態(tài)系統(tǒng)格局產(chǎn)生了深刻影響[1—3]。生態(tài)空間減少的同時,造成了生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)能力的降低[4],城市病愈演愈烈,如氣候調(diào)節(jié)服務(wù)的下降導(dǎo)致熱島效應(yīng)增加[5]、洪澇調(diào)節(jié)服務(wù)的下降導(dǎo)致城市內(nèi)澇問題頻發(fā)[6]、土壤保持服務(wù)下降導(dǎo)致城市河道淤塞[7]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指自然生態(tài)系統(tǒng)和構(gòu)成該系統(tǒng)的物種維持和實(shí)現(xiàn)人類生活的條件和過程[8]。千年生態(tài)系統(tǒng)評估將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)大致劃分為四類：物質(zhì)供給服務(wù),指人類從生態(tài)系統(tǒng)獲取的各種產(chǎn)品；調(diào)節(jié)服務(wù),指人類從生態(tài)系統(tǒng)過程的調(diào)節(jié)作用當(dāng)中獲取的各種收益；文化服務(wù),指人們通過精神滿足、認(rèn)知發(fā)展、思考、消遣和美學(xué)體驗(yàn)而從生態(tài)系統(tǒng)獲得的非物質(zhì)收益；支撐服務(wù),指為生產(chǎn)其他所有的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)而必需的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[9]。其中調(diào)節(jié)服務(wù)對城市生態(tài)安全和城市人居環(huán)境影響最為深刻,評估方法也相對更為成熟。如Nedkov等通過調(diào)查洪水的儲水功能來評估不同生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)洪水的能力[10]；Zhang等將北京森林的水源涵養(yǎng)分為截雨、土壤蓄水和淡水供給,并根據(jù)森林資源調(diào)查數(shù)據(jù),估算其功能和經(jīng)濟(jì)價值[11]。Schulp等研究了歐盟土地利用變化對固定二氧化碳服務(wù)的影響[12]。

由于不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量單位不同,如水源涵養(yǎng)功能量為萬噸、氣候調(diào)節(jié)功能量為億千瓦時,所以很難對多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行綜合重要性評估；同時,由于各功能量與居民的社會經(jīng)濟(jì)活動直接關(guān)聯(lián)較弱,難以納入社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展決策。為此,歐陽志云等提出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值概念,認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP) 可以定義為生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的產(chǎn)品與服務(wù)價值的總和[13—15]。白楊等用該理論和方法對云南省生態(tài)資產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值進(jìn)行研究[16],宋昌素等以青海省為例開展面向生態(tài)效益評估的GEP核算研究[17]；蔡邦成等探究了在土地利用變化情況下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化[18]；Narita等對埃塞俄比亞森林2015年的生態(tài)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價值進(jìn)行核算[19]。

生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)能力的高低主要取決于生態(tài)空間的面積、分布和質(zhì)量[20—23],主要受城市發(fā)展空間布局影響[24—25],而城市發(fā)展空間又服務(wù)于城市發(fā)展模式[26]。當(dāng)前學(xué)界多采用Cellular Automata-Markov(CA-Markov)模型開展城市發(fā)展模式的空間發(fā)展預(yù)測,并考察不同發(fā)展模式對生態(tài)環(huán)境(生態(tài)系統(tǒng)服務(wù))的影響。如：Gashaw等運(yùn)用CA-Markov模型的預(yù)測表明延續(xù)當(dāng)前建設(shè)用地與耕地向外不斷蔓延的發(fā)展模式,到2045年安達(dá)薩流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值將下降5750萬美元[27]；Sannigrahi運(yùn)用CA-Markov模型模擬了印度孫德爾本斯生物圈地區(qū)關(guān)鍵的擴(kuò)張并進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估,發(fā)現(xiàn)城市擴(kuò)張對關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)的侵占使得整體生態(tài)系統(tǒng)提供能力將下降[28]；Estoque研究表明充分保護(hù)森林的發(fā)展模式將比城市蔓延擴(kuò)張的發(fā)展模式減少303.84 hm2的森林破壞,減少56億美元的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值損失[29]；Gao等用CA-Markov模型模擬石家莊2030年在自然開發(fā)、農(nóng)田保護(hù)、生態(tài)保護(hù)發(fā)展模式下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化,農(nóng)田保護(hù)情景和生態(tài)保護(hù)模式明顯優(yōu)于自然開發(fā)模式,其中生態(tài)保護(hù)模式相較自然開發(fā)模式能提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值7億元[30]。Hoque等設(shè)計了孟加拉國下梅格納河口發(fā)展的四種模式,在四種模式均呈現(xiàn)建設(shè)用地增加,生態(tài)面積減少的情況下,生態(tài)保護(hù)優(yōu)先模式和造林開發(fā)優(yōu)先模式能實(shí)現(xiàn)紅樹林的顯著增加,四種模式生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值差別達(dá)到13512萬美元[31]?？梢钥闯?在快速城市化的背景下,城市選擇那種發(fā)展模式對城市生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)及其價值的影響十分顯著。

雖然近幾年國內(nèi)外學(xué)界對城市空間發(fā)展對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量影響的研究日益增加,但使用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量變化評估城市發(fā)展影響的研究仍十分少見。因此,本文以我國城市化速度最快的城市深圳為案例,設(shè)置經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、慣性發(fā)展模式和生態(tài)發(fā)展模式3種不同的發(fā)展模式,使用CA-Markov模型模擬了2025年深圳市生態(tài)系統(tǒng)類型變化,并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新性地核算了不同模式下的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,以期為深圳市城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升、國土空間規(guī)劃提供決策參考。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

深圳市位于廣東省南部沿海,地勢東南高西北低,地形以平原和高臺為主,氣候?yàn)榈湫偷膩啛釒ШＱ笮詺夂?受季風(fēng)影響劇烈,季節(jié)性雨量充沛[32]。深圳市是粵港澳大灣區(qū)重要發(fā)展引擎,是中國經(jīng)濟(jì)中心城市之一,經(jīng)濟(jì)總量及增長速度居于全球領(lǐng)先。1990年深圳人口僅167.78萬,地區(qū)生產(chǎn)總值僅171.67億元；2020年年末常住人口1343.88萬,地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)到27670.24億元,次于上海和北京,位于全國第三,但深圳陸地國土面積僅為北京的11%,為上海的30%,已成為全國單位陸地國土面積GDP產(chǎn)出最高的城市,2020年人口城市化水平已經(jīng)達(dá)到100%。

高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展對深圳的生態(tài)系統(tǒng)造成深刻影響,以深圳現(xiàn)有陸地國土面積1997.27 km2范圍來看,1990年森林生態(tài)系統(tǒng)面積占52.5%,2020年下降為33.8%(圖1)。2019年8月,中共中央國務(wù)院出臺《關(guān)于支持深圳建設(shè)中國特色社會主義先行示范區(qū)的意見》,對深圳打造人與自然和諧共生的美麗中國典范城市提出了更高的要求。本文選取深圳為研究區(qū)具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

圖1 2020年深圳生態(tài)系統(tǒng)空間分布圖Fig.1 Spatial distribution of ecosystems in Shenzhen in 2020

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究采用的數(shù)據(jù)包括2010年、2015年、2020年三期的生態(tài)系統(tǒng)類型空間分布矢量圖(30 m空間分辨率),包括農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、城區(qū)綠地生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)、人類聚落生態(tài)系統(tǒng)和裸地六類,數(shù)據(jù)來源于深圳市環(huán)境科學(xué)研究院,由中國環(huán)境科學(xué)研究院生產(chǎn)；數(shù)值高程數(shù)據(jù)(DEM)來源于ALOS衛(wèi)星12.5 m地形數(shù)據(jù),坡度、坡向等地形數(shù)據(jù)通過高程數(shù)據(jù)計算；植被分布水平數(shù)據(jù)(NDVI,植被歸一化指數(shù))和植被生物量數(shù)據(jù)(NPP,初級凈生產(chǎn)力)由NASA官網(wǎng)的MODIS數(shù)據(jù)集；獲取交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)及餐飲興趣點(diǎn)(POI)數(shù)據(jù)來源于互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)地圖數(shù)據(jù)；深圳生態(tài)保護(hù)紅線范圍采用基本生態(tài)控制線范圍為深圳市環(huán)境科學(xué)研究院；降雨量數(shù)據(jù)由深圳氣象局提供；蒸散發(fā)數(shù)據(jù)由NASA官網(wǎng)的MODIS數(shù)據(jù)集；獲取不同空間分辨率的地理數(shù)據(jù),統(tǒng)一重采樣為30 m計算。

1.3 CA-Markov預(yù)測方法

CA稱為元胞自動機(jī)模型,Markov稱為馬爾可夫模型。CA-Markov模型將兩個模型有機(jī)地結(jié)合起來,綜合利用元胞自動機(jī)模型在空間上優(yōu)越的預(yù)測能力和馬爾可夫模型在時間上數(shù)量預(yù)測的優(yōu)良特點(diǎn),就能夠非常有效地改善預(yù)測效果,提高精度[33]。

1.4 3種發(fā)展模式設(shè)置

本研究利用IDRISI軟件的“決策向?qū)А蹦K選取DEM、坡度、各級公路距離、鐵路距離等因素進(jìn)行適宜性圖集的設(shè)置。適宜性圖集的設(shè)置充分參考《深圳市土地利用總體規(guī)劃》、《深圳市總體規(guī)劃》、《深圳市綠地系統(tǒng)規(guī)劃》等對深圳市發(fā)展的要求與城市發(fā)展中各類要素的影響,設(shè)置慣性發(fā)展模式,并在此基礎(chǔ)上為了探尋深圳市規(guī)劃之外的發(fā)展可能性,通過調(diào)整適宜性圖集的參數(shù)設(shè)置(表1)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式與生態(tài)發(fā)展模式。

表1 3種發(fā)展模式設(shè)置

1.5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估研究方法

本文對于生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)價值的計算使用城市生態(tài)智慧管理系統(tǒng)(IUEMS),網(wǎng)址www.iuems.ac.cn,城市生態(tài)智慧管理系統(tǒng)是由中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心開發(fā)的一款面向城市生態(tài)系統(tǒng)評估、規(guī)劃與管理的開放免費(fèi)軟件平臺。該平臺能夠提供各類城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估及其他典型綜合指標(biāo)核算服務(wù),也包括一些必要的數(shù)據(jù)預(yù)處理功能,此次需核算的生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)均用此平臺計算[34]。

在對2025年預(yù)測年份的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行評估時,采用IUEMS的數(shù)據(jù)增強(qiáng)工具,利用預(yù)測的地物覆蓋數(shù)據(jù)和歷史NPP與NDVI數(shù)據(jù)對2025年NPP和2025年NDVI進(jìn)行模擬。

本研究采用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其價值評估方法均來自《深圳市生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算技術(shù)規(guī)范》(BD4403)[35],以下僅作簡要介紹：

減少泥沙淤積服務(wù)采用美國農(nóng)業(yè)部的通用土壤流失方程,其原理是計算沒有地表植被覆蓋情形下可能發(fā)生的土壤侵蝕量與當(dāng)前地表植被覆蓋情形下的土壤侵蝕量的差值。

固定二氧化碳服務(wù)采用凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力法計算,根據(jù)凈初級生產(chǎn)力(NPP)與凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力(NEP)的相關(guān)轉(zhuǎn)換系數(shù)換算得到NEP,通過乘C轉(zhuǎn)化為CO2的系數(shù)得到陸地生態(tài)系統(tǒng)固定二氧化碳的質(zhì)量。

暴雨徑流調(diào)節(jié)服務(wù)基于美國農(nóng)業(yè)部水土保持局開發(fā)的SCS-CN模型,計算暴雨日產(chǎn)生的暴雨降水量減去城市在暴雨日產(chǎn)生的地表徑流量得到生態(tài)空間削減的暴雨徑流量。

水源涵養(yǎng)服務(wù)采用水量平衡模型,通過降雨量減去徑流量減去濕地生態(tài)系統(tǒng)及森林生態(tài)系統(tǒng)與城市綠地生態(tài)系統(tǒng)的蒸散發(fā)量計算涵養(yǎng)的水源量。

氣候調(diào)節(jié)服務(wù)采用植被生態(tài)系統(tǒng)蒸騰與濕地生態(tài)系統(tǒng)蒸發(fā)總消耗的能量作為氣候調(diào)節(jié)的功能量。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量計算方法為各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量與其對應(yīng)單價的乘積。各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量核算參數(shù)見下表2：

表2 深圳各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量核算參數(shù)

2 結(jié)果

2.1 CA-Markov模型的精度檢驗(yàn)

為了表明CA-Markov模型預(yù)測的精度,將2020年的土地利用現(xiàn)狀圖與2020年的土地利用預(yù)測圖在IDRISI軟件中進(jìn)行疊加分析,通過分析,得到kappa檢驗(yàn)系數(shù)為0.83,符合模型預(yù)測精度要求,可以用來進(jìn)行土地利用預(yù)測。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)類型變化

根據(jù)2010、2015、2020三年的各類土地利用類型面積(表3)對比可以得知,近10年來,人類聚落生態(tài)系統(tǒng)面積不斷增加,共增加113.38 km2,森林生態(tài)系統(tǒng)的面積呈明顯下降趨勢,共減少71.83 km2。裸地減少趨勢較快,共減少90.75 km2。城區(qū)綠地生態(tài)系統(tǒng)呈增加趨勢,共增加59.96 km2。而農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積與濕地生態(tài)系統(tǒng)變化出現(xiàn)起伏,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)在2010—2015年呈增長趨勢,2015—2020年呈減少趨勢,濕地生態(tài)系統(tǒng)2010—2015年呈減少趨勢,2015—2020年緩慢上升,總體趨勢上來看,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)趨向減少,濕地生態(tài)系統(tǒng)快速減少后面積逐漸趨向穩(wěn)定。

表3 2010—2020年深圳市生態(tài)系統(tǒng)類型與數(shù)量/km2

2.3 3種不同發(fā)展模式下生態(tài)系統(tǒng)類型差異

在3種不同發(fā)展模式下(圖2、圖3、圖4、表4),與2020年相比,人類聚落生態(tài)系統(tǒng)、城區(qū)綠地生態(tài)系統(tǒng)均出現(xiàn)增加趨勢,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、裸地均出現(xiàn)減少趨勢。人類聚落生態(tài)系統(tǒng)、城區(qū)綠地生態(tài)系統(tǒng)與森林生態(tài)系統(tǒng)變化最為劇烈,從人類聚落生態(tài)系統(tǒng)變化來看,2025經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式增長最多,共增長67.93 km2,慣性發(fā)展模式中增加29.19 km2。從城區(qū)綠地生態(tài)系統(tǒng)變化來看,3種模式均出現(xiàn)增加,生態(tài)發(fā)展模式增長最多,分別增長112.71 km2、87.16 km2與50.36 km2。從森林生態(tài)系統(tǒng)變化來看,三類發(fā)展模式中生態(tài)發(fā)展模式減少最緩慢,共減少84.26 km2,慣性發(fā)展模式減少量最多,共減少99.63 km2。

圖2 2025年慣性發(fā)展模式Fig.2 Inertia development model in 2025

圖3 2025年經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式Fig.3 Economic development model in 2025

圖4 2025年生態(tài)發(fā)展模式Fig.4 Eco-development model in 2025

2.4 不同發(fā)展模式下2025年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量與價值量

為了更好地指導(dǎo)深圳市土地利用規(guī)劃和生態(tài)保護(hù),依據(jù)2020年各項(xiàng)數(shù)據(jù)及2025年3種模式的預(yù)測結(jié)果,計算五種調(diào)節(jié)服務(wù),五種調(diào)節(jié)服務(wù)分別為固定二氧化碳、減少泥沙淤積、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、暴雨徑流調(diào)節(jié)。

從功能量整體來看(表5),慣性發(fā)展情境下,2025年深圳市各項(xiàng)調(diào)節(jié)服務(wù)的功能量均較2020年有所下降,經(jīng)濟(jì)發(fā)展情境下,除減少泥沙淤積外的各項(xiàng)調(diào)節(jié)服務(wù)的功能量下降較為明顯,生態(tài)發(fā)展模式下各項(xiàng)功能量的值與2020年相比略有提升。

經(jīng)濟(jì)、慣性和生態(tài)發(fā)展模式下生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)的價值分別為606.16億元、623.56億元、644.26億元,2020年各服務(wù)的總價值為639.73億元(表6)。

各發(fā)展模式下不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值量差異與功能量保持基本一致,除減少泥沙淤積功能中經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式與生態(tài)發(fā)展模式價值量接近之外,其他生態(tài)系統(tǒng)功能均保持生態(tài)發(fā)展模式價值量最高,慣性發(fā)展模式居中,經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式最低。與2020年相對比,生態(tài)發(fā)展模式的各項(xiàng)價值量均有所上升或持平,經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式與慣性發(fā)展模式除減少泥沙淤積經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的價值量較高外,其余均較2020年有所下降。

表4 不同模式生態(tài)系統(tǒng)類型面積/km2

表5 2020年與2025年功能量對比

表6 不同發(fā)展模式下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值差異/億元

3 分析

3.1 深圳近五年生態(tài)系統(tǒng)類型變化特征分析

深圳市近五年生態(tài)系統(tǒng)類型出現(xiàn)顯著變化(表7),主要表現(xiàn)為(1)城區(qū)綠地總量增加,呈破碎化趨勢,草地主要增加在龍崗區(qū)、寶安區(qū)與大鵬新區(qū),尤其是龍崗區(qū)新增城市綠地面積達(dá)到10.5 km2,其他兩個區(qū)域分別增加5.21 km2,5.12 km2,主要原因是由于城市開發(fā)帶來的人工綠地增加。(2)森林面積下降顯著,呈現(xiàn)萎縮趨勢,共減少30.67 km2,其中以龍崗區(qū)減少最多,占總轉(zhuǎn)出量的36%。森林面積主要轉(zhuǎn)為建設(shè)用地,轉(zhuǎn)移量達(dá)到17.01 km2,占總轉(zhuǎn)出量的55%,主要減少的區(qū)域?yàn)榕c人類聚落接壤區(qū)域,城市開發(fā)向外擴(kuò)張?jiān)斐缮置娣e的不斷下降。(3)水域面積穩(wěn)中有升,呈恢復(fù)態(tài)勢,未有明顯空間轉(zhuǎn)移。近五年對水污染治理與水源保護(hù)效果得到體現(xiàn)。(4)人類聚落生態(tài)系統(tǒng)呈蔓延式擴(kuò)張,增加主要集中在西北部地區(qū),即寶安區(qū)、光明區(qū)、龍華區(qū)、龍崗區(qū),該四區(qū)圍繞深圳發(fā)展的核心地區(qū),是深圳未來發(fā)展的主力中心。(5)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)整體下降,出現(xiàn)連片減少現(xiàn)象,主要向人類聚落轉(zhuǎn)移,同時退耕還林、退耕還湖也促使一部分農(nóng)田轉(zhuǎn)化,以光明區(qū)和龍崗區(qū)下降最多,分別減少5.41 km2、2.89 km2。(6)裸地面積下降迅速,主要向城區(qū)草地和人類聚落轉(zhuǎn)移,一共減少13.95 km2,其中南山區(qū)、寶安區(qū)和光明區(qū)減少最多。

表7 2015—2020年生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移面積

3.2 2025年3種發(fā)展模式對生態(tài)系統(tǒng)類型變化的影響

(1)慣性發(fā)展模式下,較2020年城市人類聚落生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)張主要發(fā)生在龍崗區(qū)、南山區(qū)和寶安區(qū),城市綠地生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)張主要發(fā)生在龍崗區(qū)、寶安區(qū)和光明區(qū),森林生態(tài)系統(tǒng)面積減少主要發(fā)生在龍崗區(qū)、寶安區(qū)和大鵬新區(qū),濕地生態(tài)系統(tǒng)增加主要發(fā)生在光明區(qū)、龍崗區(qū)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)主要減少地區(qū)是光明區(qū)和龍華區(qū)。

(2)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下,較慣性發(fā)展模式城市人類聚落系統(tǒng)擴(kuò)展多發(fā)生在龍崗區(qū)、龍華區(qū)和南山區(qū),森林生態(tài)系統(tǒng)在大鵬新區(qū)、寶安區(qū)出現(xiàn)明顯下降趨勢。城區(qū)綠地系統(tǒng)縮減主要發(fā)生在龍崗區(qū)、龍華區(qū)和羅湖區(qū),濕地生態(tài)系統(tǒng)縮減主要出現(xiàn)在寶安區(qū)、坪山區(qū)及鹽田區(qū)。裸地主要減少的區(qū)域在福田區(qū)、大鵬新區(qū)及鹽田區(qū)。

(3)生態(tài)發(fā)展模式下,較慣性發(fā)展模式城市人類聚落系統(tǒng)減少主要發(fā)生在寶安區(qū)及光明區(qū),森林生態(tài)系統(tǒng)較慣性發(fā)展模式擴(kuò)張主要發(fā)生在龍崗區(qū)及鹽田區(qū),城區(qū)綠地生態(tài)系統(tǒng)增加主要發(fā)生在寶安區(qū)、大鵬新區(qū)及坪山區(qū)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)減少主要分布在大鵬新區(qū)及寶安區(qū),濕地生態(tài)系統(tǒng)主要增加在寶安區(qū)及龍崗區(qū)。

根據(jù)深圳市十四五規(guī)劃中對深圳市2025的發(fā)展要求,到2025年需實(shí)現(xiàn)直接供應(yīng)用地10 km2,儲備用地40 km2,慣性發(fā)展模式與經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式均已經(jīng)達(dá)到十四五規(guī)劃中對土地利用供應(yīng)開發(fā)的需求。而在深圳市國家森林城市建設(shè)總體規(guī)劃中要求到2025年城區(qū)綠化覆蓋率達(dá)到50%以上,經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和慣性發(fā)展模式由于建設(shè)用地的快速對外擴(kuò)張導(dǎo)致的生態(tài)空間減少,使得兩種模式下無法達(dá)到2025年綠化覆蓋率的要求,需要對當(dāng)前的生態(tài)保護(hù)政策與經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策進(jìn)行調(diào)整。實(shí)際上從3種發(fā)展模式的結(jié)果來看,生態(tài)發(fā)展模式下增長的生態(tài)系統(tǒng)面積轉(zhuǎn)化為建設(shè)類用地比建設(shè)用地騰退改為生態(tài)用地要付出的代價更小,未來的發(fā)展模式應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇以生態(tài)保護(hù)為主的發(fā)展模式,并針對城市的實(shí)際發(fā)展需求進(jìn)行政策的調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的協(xié)調(diào)并行。

3.3 2025年3種發(fā)展模式對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響

(1)按照慣性發(fā)展模式和經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值將出現(xiàn)顯著下降。慣性發(fā)展模式各下降2.67%,經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下降5.25%。降低的主要原因是自然生態(tài)空間面積減少,其中慣性發(fā)展模式減少11.44 km2,經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式減少49.15 km2；同時,生態(tài)質(zhì)量下降,經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下,自然空間單位面積NPP下降3.7%,NDVI下降0.8%。

(2)生態(tài)發(fā)展模式能夠促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的提升?？們r值提升0.7%,其中減少泥沙淤積提升0.2%,固定二氧化碳提升0.9%,氣候調(diào)節(jié)提升0.1%,水源涵養(yǎng)提升0.6%,暴雨徑流調(diào)節(jié)提6.3%。提升的主要原因是自然生態(tài)空間面積增長,增長32.17 km2；同時,生態(tài)質(zhì)量上升,自然空間單位面積NPP上升0.02%,NDVI上升0.3%。

4 結(jié)論與建議

本研究的主要結(jié)論包括：

(1)各類生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)不同變化趨勢,人類聚落生態(tài)系統(tǒng)快速擴(kuò)張,面積達(dá)到23.83 km2,對農(nóng)田、森林、城區(qū)綠地均造成不同程度的侵占,其中森林生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)被顯著侵占,分別下降17.01 km2和1.75 km2,城區(qū)綠地隨總體呈現(xiàn)增加,但出現(xiàn)自然減少人工增加的趨勢。濕地生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù),恢復(fù)的1.50 km2主要集中在水庫及河流疏浚。

(2)3種發(fā)展模式對生態(tài)系統(tǒng)類型變化影響顯著,慣性發(fā)展模式下,較2020年人類聚落、城區(qū)綠地、濕地生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)擴(kuò)張,分別增長38.74 km2、84.16 km2和1.02 km2。森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)縮減,分別縮減99.63 km2和7.51 km2。在此基礎(chǔ)上經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式人類聚落和農(nóng)田進(jìn)一步擴(kuò)張,分別增長29.18 km2和0.9 km2,自然生態(tài)系統(tǒng)面積整體出現(xiàn)縮減,共縮減37.72 km2。生態(tài)發(fā)展模式較慣性發(fā)展模式自然生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù),增長達(dá)到43.61 km2,人類聚落及農(nóng)田縮減明顯。

(3)慣性發(fā)展模型和經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值出現(xiàn)下降,分別下降2.67%和5.25%。除生態(tài)面積顯著下降外,生態(tài)質(zhì)量也呈現(xiàn)降低趨勢。生態(tài)發(fā)展模式實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)空間面積增長32.17 km2,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值顯著提升,較經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式提升5.5%,生態(tài)質(zhì)量出現(xiàn)上升。

基于研究過程和結(jié)論,本文針對深圳的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值提升以及未來空間發(fā)展提出以下建議：(1)根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值高低開展生態(tài)保護(hù)紅線劃定,對生態(tài)保護(hù)紅線開展嚴(yán)格保護(hù)。(2)根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間分布特征,有傾向的優(yōu)先選擇低生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值區(qū)域進(jìn)行城市開發(fā)活動。(3)在人類聚落生態(tài)系統(tǒng)及其周邊地區(qū)可以通過海綿工程、屋頂綠化等生態(tài)工程進(jìn)一步提升單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力,提升單位面積生態(tài)服務(wù)價值產(chǎn)出。