土地利用变化对桂平市生态系统服务功能的影响探讨

周姣娣 陈利芳 陈炳超 杨彦丽

摘要 土地利用变化对生态系统的影响的研究是目前可持续发展和生态学研究的热点之一。该研究以1996～2008年桂平市土地利用规划数据、变更数据和第二次土地调查数据为依据，对该区域土地利用变化特点进行了分析，并结合该区域不同时间维度的生态系统服务价值及其变化情况，对桂平市土地利用变化对生态系统服务功能的影响进行了探究。结果表明：1996～2008年桂平市土地利用结构变化中最为明显的是园地，其次为草地。土地利用变化导致生态系统服务总价值增加了约9 043.05万元，其中林地对生态系统服务总价值的贡献最大，各单项服务价值变化也较明显。

关键词 土地利用变化；生态系统服务功能；桂平市

中图分类号 S29 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）27-274-03

Discussion on the Effect of Land Use Changes on Ecosystem Service Function in Guiping City

ZHOU Jiao-di1， CHEN Li-fang2， CHEN Bing-chao1，3 et al

（1. Guangxi Teachers College， Nanjing， Guangxi 530000； 2. Guangxi Forestry School， Nanning， Guangxi 530000； 3. Nanning City Landscape Garden Construction Engineering Co.， Ltd.， Nanning， Guangxi 530000）

Abstract The influence of land use change on ecosystem research is currently one of the hot topics in the study of sustainable development and ecology. Based on land use planning data， change data and the second data of Guiping City during 1996-2008， the characteristics of regional land use change were analyzed， combined with ecosystem service function and the change in different time dimensions， the effects of land use change in Guiping City on ecosystem service function were explored. The results showed that in Guiping City during 1996-2008， the most obvious change of land use structure is garden plot， followed by grassland. The total value of ecosystem services increased by about 90 430 500 yuan， and the total value of forest ecosystem services was the largest， and the value of each individual service was also obvious.

Key words Land use change； Ecosystem service function； Guiping City

土地利用變化是影响生态系统变化的主要原因之一，土地利用变化可直接引起区域多种生态系统类型及其空间格局的巨大变化，进而导致生态系统结构、过程及功能的变化，使得生态系统为人类提供的生态服务也发生变化。生态系统服务是指人类从生态系统获得的各种惠益，是人类赖以生存和发展的基础，包括供给服务、支持服务、调节服务和文化服务[1-2]。进入21世纪以来，伴随着社会生产力的高速发展，人类改造、利用自然界的能力逐步提高，在给人类带来发达的物质文明的同时，土地生态系统已经遭到不同程度的破坏。因此，笔者基于土地变化动态度模型及生态系统服务价值模型，更科学合理地反映了生态系统服务价值并不是由简单的土地面积变化所引起的，从桂平市的研究结果可以看出，生态系统服务价值并非呈线性变化。土地利用变化与生态系统服务价值二者之间是相互促进、相互制约的动态的耦合关系。

1 数据来源与研究方法

1.1 研究区概况

桂平市位于我国广西壮族自治区东南部，地理坐标为109°42′～110°40′E、22°52′～23°48′N。归贵港市管辖，东邻平南县，南与北流县、兴业县、容县相邻，西与贵港市港北区交界，北与金秀县、武宣县毗连。地势西北、东南高，中间低，呈马鞍形向东倾斜。地形以平原为主，平原占40%。西北部为大瑶山余脉和莲花山始端；东南部为大容山北麓；中部是广袤肥沃的浔江、郁江平原。洪水顶为境内最高峰，海拔1 313 m。河流主要有黔江、郁江、浔江，均属西江水系。桂平属中南亚热带季风气候，气候温和，雨量充沛。年平均温度为21.4 ℃，最高温度为39.2 ℃，最低温度为-3.3 ℃。年平均降雨量1 715 mm [3]。

根据桂平市二次调查资料，2008年桂平市土地总面积为407 052.78 hm2，土地利用结构见图1。由图1可知，耕地占总面积的28.84%，由水田和旱地构成；园地占总面积的5.28%，以果园为主；林地占总面积的47.46%，以有林地为主；草地占总面积的3.19%，无天然牧草；交通运输用地占总面积的0.87%；水域及水利设施用地占总面积的5.42%；城镇村及工矿用地占总面积的6.7%；其他土地占总面积的2.23%，以田坎和裸地为主。

图1 2008年桂平市土地利用结构

1.2 数据来源

土地利用变化主要表现为各土地利用类型的数量和结构等方面的变化，一般从土地利用类型的年变化率、各个年份不同土地利用类型的面积变化以及变化幅度等方面进行测度和定量描述。以1996～2008年为研究期，以桂平市为研究对象，采用的基本数据来源于桂平市国土资源局提供的《桂平市土地利用总体规划》、《桂平市土地志》、第二次土地调查成果等资料。

1.3 研究方法

1.3.1

土地利用动态度模型。为了反映耕地、林地等用地类型的变化幅度与变化速度的差异，采用刘纪远等建立的土地利用动态度模型进行测算，该模型在比较土地利用变化的区域差异及预测未来土地利用变化趋势等方面具有重要的作用[4-6]。土地利用变化动态度表示为：

K=[（Ub-Ua）/Ua]×（1/T）×100% （1）

式中，K为研究时段内某种土地利用类型的变化率；Ua、Ub分别表示研究时段开始与结束的该土地利用类型的面积；T为研究时段，设定为年时，该模型的结果就是表示该区此土地利用类型的年变化率。

1.3.2

生态系统服务价值的确定。在测算各土地利用类型的单位面积生态服务价值时可以遵循以下原则操作：耕地对应耕地生态系统；园地取森林和草地的平均值；林地对有林地和灌木林地应林地生态系统；而疏林地、未成林地、迹地和苗圃的生态价值较低，对该地类生态价值的核算可参照草地生态系统；贵港市的水域中主要为河流水面，在测算该地类的生态服务价值时可按水体生态系统的参数进行统计[7]。根据《中国生态系统服务价值当量因子表》和研究区域农田自然粮食产量的经济价值，利用公式（2），计算得出桂平市生态系统单位面积生态服务价值当量（表1）。

Eij=eij·Ea（i=1，2…，9；j=1，2…，8） （2）

式中，Eij为j种类型i种生态服务功能的单价；eij为i种类型j种生态服务功能相对于农田提供生态服务单价的当量因子；j为土地利用类型；i为生态服务功能类型。

1997 年Constanza等[8]率先估算了生态系统的各项服务价值，但存在对耕地服务价值估计偏低、对湿地服务价值估计偏高等缺陷。20世纪以来，我国学者谢高地等在其研究基础上，通过对 200 位生态学者进行问卷调查，制定出我国不同土地生态系统单位面积生态服务价值当量表，该表定义了1 hm2全国平均产量的农田每年自然粮食产量的经济价值。以此可将权重因子表转换成当年生态系统服务单价表，经过综合比较分析，确定1个生态服务价值当量因子的经济价值量等于当年全国平均粮食单产市场价值的1/7，得出桂平市单位面积农田自然粮食产量的经济价值为527.4元/（hm2·年）。同时，考虑到桂平与青藏高原生态系统类型、结构等存在显著差异[9]，因此对土地利用类型生态服务价值的当量因子进行修正，得到桂平市各类土地利用类型单位面积生态服务价值（表2）。

对生态系统服务价值的评估方法如下：

ESVij=Ai×Eij（i=1，2，…，9；j=1，2，…，8）（3）

式中，ESVij 为研究区域j类土地利用i种生态系统服务功能价值（元）；ESV为研究区域土地生态系统服务总价值（万元）；Eij为单位面积土地利用类型的生态服务价值；Aj为研究区域土地利用类型的分布面积。

2 结果与分析

2.1 土地利用变化动态度分析

根据1996～2008年桂平市土地利用数据，利用公式（1），计算得到桂平市土地利用变化动态度（表3）。

由表3可知，1996～2001年，桂平市耕地面积减少了525.57 hm2，减小幅度相对较小，约0.076%；而园地、林地面积分别增加了2 121.43、1 576.15 hm2；其中，增加幅度最大的是园地，增幅达4.836%。在2001～2008年，耕地面积和其他土地减少了20 836.2 hm2、16 093.9 hm2，减幅分别为2.153%、9.132%；而增幅度最大的为草地，增加了6 747.78 hm2，增幅达15.469%。在1996～2008年整个研究期来看，耕地、水域、其他土地呈减少趋势，而其他土地类型呈增加趋势。其中耕地减少最多，减少了21 361.74 hm2，减幅达1.516%；园地、林地、草地分别增加了12 723.87、15 829.17、6 608.81 hm2；园地增幅最大，达4.933%；城镇村级工矿用地面积增加了6 934 hm2，交通用地增加了529.95 hm2。

2.2 生态系统服务价值分析

根据表2数据，利用公式（3）计算得出1996～2008年桂平市各类土地生态服务价值变化（表4）。在整个研究期间，桂平市园地、林地的生态系统服务价值呈增长趋势，且林地增长趋势较显著；草地的生态服务价值12年基本无变化，相对稳定；耕地、水域、未利用地的生态系统服务价值呈显著下降趨势。

土地利用变化是生态系统服务价值总量变化的直接原因。从表4可以看出，1996～2008年桂平市的生态系统服务价值的变化总体呈增加趋势且增加的速度变快。1996年的ESV值为324 666.86万元，到2008年的ESV上升到333 709.91万元，12年增加了9 043.05万元。其中耕地的ESV减少了7 784.93万元，在所有减少的土地利用类型的ESV中所占比例最大；林地的ESV增加了18 199.29万元，在所有增加土地利用类型的ESV中所占比例最大。随着退耕还林政策的实施，以及经济农作物、经济林、生态保护和半保护生态系统的建设，土地利用的综合指数升高，当地的生态系统服务价值总量保持着上升的良好发展趋势，其中林地的ESV贡献率最大，但耕地、水域和其他土地的ESV却减少。因此总体来看，桂平市土地利用结构变化并没有导致区域生态系统服务功能的下降，而基本上维持在320 000万元以上，并略有增加。

3 结论

该研究研究以桂平市为研究对象，根据 1996～2008 年土地利用变更数据，将土地利用变化与生态系统服务价值结合起来，将土地类型对应为相应的生态单元，探讨了二者之间的关系。1996～2008年，桂平市土地利用主要以耕地、水域等持续减少以及园地、林地、草地增加为主要特征，土地利用变化率最大的是林地，最小的是交通运输用地，土地利用结构变化明显。在整个研究期间，桂平市土地利用变化导致生态系统服务总价值增加了约9 043.05万元，其中林地对生态系统服务总价值的贡献最大，其次为水域、耕地和园地。这种土地利用变化特征对桂平市生态系统服务功能并没有产生巨大的冲击，总体来看基本保持稳定。各生态系统之间相互促进和制约，存在着错综复杂的动态关系。生态系统服务价值并非单纯地由土地利用变化所引起，而是很多直接作用以及间接作用的结果。而生态系统服务价值对林地变化较为敏感，在今后的土地利用中，注重林地对生态系统的正贡献，继续加大植树造林的力度，同时控制城镇化进程，提高土地利用水平，优化土地利用结构，维持区域生态安全，促进土地利用与生态系统的和谐发展。因此，在加快城市建设的同时要坚持环境友好型土地利用模式，建设资源节约型社会，充分利用已有的科技和手段，优化土地资源结构，增加城市空间的集约利用程度，同时要提高城市绿化和水体覆盖范围，增强生态系统联通性，这将有利于改善生态系统的结构和提高生态系统服务功能效益和经济社会效益。

参考文献

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