乡村土地开发对森林生态系统服务功能的影响

黄 英， 谭三清， 张 贵

(中南林业科技大学林学院， 湖南 长沙 410004)

乡村土地开发对森林生态系统服务功能的影响

黄 英， 谭三清， 张 贵

(中南林业科技大学林学院， 湖南 长沙 410004)

根据马家河乡2005年和2010年的土地开发利用数据，采用Costanza提出的生态系统服务功能价值(ESV)计算方法，对其不同利用类型土地的森林生态系统服务功能及森林生态系统单项服务功能的价值进行评估。结果表明：马家河乡土地利用类型变化中，以林地、居住及建设用地等类型变化为主。其中，林地面积减少的最多，其所占国土总面积的比例减少幅度达到11.94%；其次为耕地面积，减少了3.02%；果园、草地水域的面积基本保持不变；而居住及建设用地增幅最大，达到了8.14%。马家河乡土地的森林生态系统的服务功能价值以林地价值减少最多，达到664.5元；果园价值减少459.77元；耕地价值减少188.97元；草地价值减少了64.39元；水域、居住及建设用地和未利用地的价值有不同程度的上升。马家河乡森林生态系统单项服务功能价值中除了森林游憩保健服务功能的价值有所上升，其余各项服务功能的价值均有不同程度地下降。

乡村土地开发； 森林生态系统； 服务功能； 价值评估； 马家河乡

生态系统服务是人类生存和发展的基本条件，它是指通过生态系统的结构、过程和功能直接或间接得到的生命支持产品和服务[1]。森林生态系统是陆地主要生态系统之一，其服务功能受人口结构、经济发展、动植物迁徙、自然灾害等多方面的影响，而土地开发利用是其中最主要的影响因素之一，对森林生态系统维持其服务功能起决定性作用[2]。土地开发利用改变了乡村地区原有的土地结构和植被分布，从而改变了森林生态系统的结构和功能。因此，研究乡村土地开发利用背景下其森林生态系统服务功能价值的变化，有利于合理开发乡村土地资源，为乡村森林生态系统的保育工作提供参考[3]。

1 研究区概况

1.1自然地理

马家河乡位于东经111°56′30″，北纬28°06′03″，地处株洲市天元区，东临湘江，北依国家高新技术产业开发区，西与湘潭市隔江相望，南与群丰镇接壤。该乡属亚热带季风气候区，其气候温暖，四季分明，年平均气温15～17℃,热量充足，降水充沛，平均降水量1400mm以上，无霜期在282d以上，气候条件比较优越。马家河乡的地貌类型结构包括山地、丘陵、平原、低岗地、水域、高岗地。山地主要集中于东南部，高岗地以中北部居多，平原沿湘江分布。马家河乡土壤类型多种多样，包括红壤、黄壤和水稻土等，以红壤为主。

1.2人口与经济开发

至2011年末，马家河乡常住人口23062人，199个村民小组，5926户。全乡土地总面积5122hm2，被纳入株洲市规划控制范围内的有10个村，170个村民小组。近5年来，该乡引进资金3.5亿元，引进项目20多个，其中神农生态园、华洲实业、鑫泰建材、运锋刀具、金马绿色产品大市场已建成投产，太高水库乡村俱乐部已开业，神州红、天马驾校、金龙果园、新马卫星城、樱桃鸭、白薯和娃娃菜深加工、南方阀门7个项目也已完工。这些项目的建成投产，成为了该乡的主要经济增长点。马家河高塘村还开办了高塘大禹集团，带动了全乡经济的发展。

1.3森林资源

马家河乡的森林覆盖率为61.17%，比湖南省的森林覆盖率57.13%高4.04%；主要林分类型有杉木、松木、阔叶林、竹林、经济林，其面积分别为313.04、41.37、545.58、100.62、117.39hm2，占林地总面积的比例分别为28%、37%、49%、9%、10.5%。

2 研究方法

2.1土地利用数据的获取

主要采取参与实地调查和勘测以及向当地基层林业管理站和征地拆迁部门借阅资料的方式来获得土地利用数据。由于马家河乡的征地工作正在进行中，其土地利用情况不稳定，征地拆迁部门的土地利用现状图只有到2010年底的，因此，主要数据是2005年和2010年的土地利用数据(每5年更新一次)。

2.2森林生态系统服务价值评价

采用Costanza[1]等人方法对生态系统服务功能的价值进行评估，其生态系统服务功能价值ESV的计算公式如下：

ESV=∑AK×VCK

(1)

ESVf=∑(AK×VCKf)

(2)

3 结果与分析

3.1土地利用变化

马家河乡2005—2010年各种利用类型土地的面积与其所占国土总面积(5122hm2)的比例发生了较大的变化，林地从1711.91hm2减少到1118.44hm2，所占比例减幅达到11.94%；耕地从560.14hm2减少到410.07hm2，减幅为3.02%；居住及建设用地从128.01hm2增加到545.92hm2，增幅达到了8.14%；未利用地从68.61hm2增加到350.37hm2，增幅为5.42%；果园、草地和水域面积基本保持不变(见表1)。马家河乡2005—2010年土地利用变化集中表现在林地、耕地向居住及建设用地和未利用土地转化。

表1 2005、2010年各种利用类型土地的面积与其所占国土总面积的比例Tab.1 Theareasofdifferentlandusetypesandtheirpro-portionin2005and2010结构2005年2010年面积(hm2)比例(%)面积(hm2)比例(%)耕地560.1411.04410.078.02果园456.129.03452.548.82林地1711.9133.121118.4421.18草地2118.2041.622166.4842.29水域79.891.6279.021.62居住及建设用地128.012.50545.9210.64未利用地68.611.41350.376.83

3.2森林生态系统服务功能价值变化

(1) 乡村森林生态服务功能价值变化

将马家河乡的土地利用类型与生态系统的各项服务功能相结合采用计算公式(1)，得到2005年和2010年不同利用类型土地的生态服务功能的价值(见表2)。其中，耕地的总价值从12188.21元减少到11999.24元；果园的总价值从16657.57元减少到16197.80元；林地的总价值从26033.44元减少到25368.94元；草地的总价值从29731.90元减少到29667.51元；水域、居住及建设用地、未利用地的总价值有不同程度的上涨。

土地利用类型决定生态系统服务功能的价值[4]。马家河乡土地的森林生态系统服务功能价值以林地、耕地、果园的所占比例较高，而未利用土地、居住建设用地的较低。因此，应尽量控制生态价值较低的用地，加大还林力度，增加林地面积。

(2) 乡村森林生态系统单项服务功能价值变化

近年来，随着乡村的土地开发利用，森林的面积日益锐减，森林生态系统服务功能的价值也在逐渐减少[5]，根据计算公式(2)计算森林生态系统单项服务功能价值(见图1、表2)。结果表明：在2005年和2010年马家河乡的森林生态系统的服务价值构成中提供林副产品、涵养水源、固土保肥、固碳释氧、净化环境、维护生物多样性、游憩保健等的服务功能起着主导作用。在2005—2010年，马家河乡土地利用变化导致森林生态系统的单项服务功能价值发生变化，除了森林游憩保健服务功能的价值在一定程度上有所上升，其余各项服务功能的价值均有不同程度地下降。按土地利用类型，马家河乡土地的森林生态系统的服务功能价值以林地价值减少最多，达到664.5元；果园价值减少459.77元；耕地价值减少188.97元；草地价值减少了64.39元；水域、居住及建设用地和未利用地的价值有不同程度的上升。

表2 马家河乡不同利用类型土地的生态服务功能价值表Tab.2 EcosystemservicesvaluesofdifferentlandusetypesinMajiaheTownship(元)土地类型提供林副产品涵养水源固土保肥固碳释氧2005年2010年2005年2010年2005年2010年2005年2010年耕地1765.461735.351690.101682.351553.761550.232176.782146.45果园1741.301564.301296.581174.131952.141890.121268.891236.78林地2228.822011.4010532.2310453.562908.412845.343449.233345.56草地635.12630.4518799.4518800.343807.683801.232457.362425.45水域002573.122720.34201.35200.468.028.02居住及建设用地00000000未利用地00567.45554.56435.45414.34253.34316.46合计6370.705941.5035458.9335385.2810858.7910701.729613.629478.72净化环境维护生物多样性游憩保健总价值2005—2010年总价值变化2005年2010年2005年2010年2005年2010年2005年2010年2203.242198.451780.291768.461018.581017.9512188.2111999.24-188.973985.013983.462002.451995.674411.204353.3416657.5716197.80-459.772111.822105.672572.812450.652230.122156.7626033.4425368.94-664.51127.041103.031874.671878.561030.581028.4529731.9029667.51-64.39439.32438.45920.201000.651415.381400.455557.395768.37+210.980000001256.241285.36+29.1200003194.763245.353194.763245.35+50.599866.439829.069150.429093.9913300.6213202.3094619.5193532.57-1086.94

图1 马家河乡森林生态系统单项服务功能价值Fig.1 Single service function value of forest ecosystem in Majiahe Township

4 结论与讨论

(1) 马家河乡土地利用类型变化中，以林地、居住及建设用地等类型变化为主。其中，林地面积减少的最多，其所占国土总面积的比例减少幅度达到11.94%；其次为耕地面积，减少了3.02%；果园、草地水域的面积基本保持不变；而居住及建设用地增幅最大，达到了8.14%。

(2) 马家河乡土地的森林生态系统的服务功能价值以林地价值减少最多，达到664.5元；果园价值减少459.77元；耕地价值减少188.97元；草地价值减少了64.39元；水域、居住及建设用地和未利用地的价值有不同程度的上升。

(3) 马家河乡森林生态系统单项服务功能价值中除了森林游憩保健服务功能的价值有所上升，其余各项服务功能的价值均有不同程度地下降。

(4) 由于研究区域数据更新缺乏连续性，本研究只选取了2005年和2010年的数据进行研究，导致研究结果不能准确地反映乡村土地利用变化对森林生态系统的持续性影响，这些还需在以后的研究中改进。

[1] Costanza, Arge, Groot, et al. The value of the world’s ecosystem services and natural capital[J].Nature, 2007, 387:253-260.

[2] Turner, Skoled, Sandersons, et al. Land-use and land-cover change: science/ research plan[R].IGBP Report No.35/ HDP Report No.7.Stockholm: IGBP, 2005.

[3] 章家恩,饶卫民.农业生态系统的服务功能与可持续利用对策探讨[J].生态学杂志,2004,23(4):99-102.

[4] 杨璐,胡振琪,李新举,等.城市矿粮复合区土地利用变化及生态系统服务价值分析[J].农业工程学报,2007,23(12):70-75.

[5] 段瑞娟,郝晋珉,张洁瑕.北京区位土地利用与生态服务价值变化研究[J].农业工程学报,2006,22(9):21-28.

(文字编校：唐效蓉，龚玉子)

Effectofrurallanddevelopmentonforestecosystemservices

HUANG Ying, TAN Sanqing， ZHANG Gui

(College of Forestry, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China)

According to the land use data of Majiahe Township in 2005 and 2010, the ecosystem services value of different land use types and single service value of forest ecosystem in Majiahe Township were evaluated by using the ESV formula. The results showed that, the change of land use type was mainly based on forest land, residential and constructive land. The decreased degree of forest land area was the largest, reached 11.94%, followed by cultivated land area which decreased by 3.02%. The areas of orchard, grassland and water remained constant, while the increased degree of residential and constructive land area was the largest, reached 8.14%. Among the ecosystem services values of different land use types in Majiahe Township, the forest land value had the largest descent of 664.5 yuan, the orchard value decreased by 459.77 yuan, the cultivated land value decreased by 188.97 yuan, and the grassland value decreased by 64.39 yuan, while the values of water, residential and constructive land and unused land had an increasing tendency in different degrees. The values of forest ecosystem in single service decreased in different degree except the forest recreation and health service value increased.

rural land development; forest ecosystem; service function; value assessment; Majiahe Township

2012-03-24

2012-05-15

中南林业科技大学青年基金重点项目(200705)。

黄 英(1987-)，女，湖南省株洲市人，硕士研究生，主要从事森林可持续经营研究。

F 301.24; X 196

A

1003-5710(2012)03-0046-04

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2012. 03. 012