成都平原经济区耕地生态系统涵养水源价值时空演变特征

马伟龙，任 平，曾雨晴

（1.四川师范大学西南土地资源评价与监测教育部重点实验室，四川 成都　610066；2.四川师范大学地理与资源科学学院，四川 成都　610066）

成都平原经济区耕地生态系统涵养水源价值时空演变特征

马伟龙1,2，任 平1,2，曾雨晴1,2

（1.四川师范大学西南土地资源评价与监测教育部重点实验室，四川 成都610066；2.四川师范大学地理与资源科学学院，四川 成都610066）

研究目的：全面认识耕地生态系统涵养水源价值时空演变过程和演变特征。研究方法：采用影子工程法、替代市场法测算了1998—2012年成都平原经济区各县（区、市）耕地生态系统涵养水源价值，并借助GeoDa和ArcGIS软件，分析了耕地涵养水源价值时空变化特征。研究结果：（1）1998—2012年间，成都平原经济区耕地涵养水源价值总体呈现急剧减少向缓慢减少的变化趋势，其中，1998—2003年耕地生态系统涵养水源价值从276.49×108元/a，减少到234.95×108元/a，年变化率为3.31%；2003—2012年耕地生态系统涵养水源价值从234.95×108元/a，减少到223.77×108元/a，年变化率为0.54%。（2）成都平原经济区各县（区、市）的耕地涵养水源价值在空间关联上呈正相关，相关系数达0.4775，说明耕地涵养水源价值减少率大（小）的县（区、市）趋于和减少率大（小）的县（区、市）相邻接。（3）对耕地涵养水源价值的时间变化与空间分布进行空间叠加分析，得到耕地涵养水源价值时空变化5种模型，该模型实现了时间和空间两个抽象的事物可视化，最大程度反映了成都平原经济区耕地生态系统涵养水源价值时序变化和空间关联性。研究结论：借助GeoDa和ArcGIS进行耕地涵养水源价值变化空间关联性分析，准确表现出耕地涵养水源价值变化的时空特征。

土地管理；耕地生态系统；涵养水源价值；空间自相关；时空变化；成都平原经济区

涵养水源价值是耕地生态系统服务功能及其价值研究的重要领域之一［1-3］，近年来备受各界人士高度关注。耕地用于种植农作物，而农作物涵养水源能力与农作物类型、覆盖度、叶面积指数、枯枝落叶量、土壤的物理性质等息息相关，并通过农作物冠层、枯枝落叶层和土壤层的综合作用来实现［4］。耕地生态系统具有提供农产品、调节气候、涵养水源、保持土壤、维持生物多样性等功能［5］，其涵养水源功能是耕地生态系统重要生态功能之一。近年随着城市化进程的加快耕地被大量占用，耕地数量急剧减少，导致耕地生态系统涵养水源能力大为减弱；经济的快速发展、人口的增加对水需求增加，水资源的短缺问题日益严重，耕地生态安全受到严重威胁。

为保护耕地生态安全和防止水土流失，专家学者尝试着在各自领域建立耕地生态系统涵养水源价值测算模型，如Yoshikawa等［6］利用稻田田坎高度对调节洪峰流量影响，构建稻田生态系统涵养水源模型；肖玉等［7］以栾城试验站田间试验数据为基础构建了耕地生态系统涵养水源中观尺度模型；李士美等［8］从耕地生态系统涵养水源现实值和潜在值角度出发，动态分析了典型耕地生态系统涵养水源服务流量过程；白杨等［9］从生态系统环境损益角度出发，以海河流域为例构建了流域耕地生态系统涵养水源模型。这些研究对推进耕地生态系统涵养水源价值理论的发展起到了不可取代的作用。但这些研究主要运用区域水量平衡法［7-10］、土壤蓄水估算法［8-9］、多因子回归法［11］和影子工程法、替代市场法等传统数理统计方法对省域或县域耕地生态系统涵养水源价值进行了研究［12-14］，但没有考虑或充分考虑降水特征因素对耕地生态系统涵养水源影响，也没有结合空间统计分析方法对耕地涵养水源价值进行空间关联、依赖和自相关性的分析。本文在总结前人有关生态系统涵养水源研究成果的基础上，充分考虑降水强度、降水过程、降雨量的大小等降水特征因素和农闲田土季节性差异（即冬季休耕，春夏秋播种对耕地生态系统涵养水源量的影响），对已有的耕地生态系统涵养水源模型进行修正，构建新的耕地生态系统涵养水源价值测算模型。采用修正后的模型土测算了耕地涵养水源物质量［11-16］，运用影子工程法和替代市场法测算耕地涵养水源价值，并借助GeoDa和ArcGIS软件对耕地涵养水源价值进行空间关联性分析。以期更加详细地反应其微观差异，探讨协调耕地生态系统涵养水源功能价值，促进农业生产的可持续高效发展，为科学制定区域耕地生态资源保护、减少水土流失和合理利用耕地资源提供决策参考。

1　研究区域概况与数据处理

成都平原经济区位于北纬25°51′—33°03′，东经101°55′—106°59′之间，是成渝经济区的重要组成部分，该经济区总面积约7.8×104km2，占成渝经济区的37.9%，2013年末常住人口3586×104人，地区生产总值15911×108元。成都平原经济区包括四川省成都市、德阳市、绵阳市、眉山市、资阳市、遂宁市、雅安市及乐山市（市中区、沙湾区、五通桥区、金口河区、夹江县、峨眉山市），共计63个县（区、市）［17］。该经济区集中了全省40%的人口，经济总量占全省60%，是西部自然禀赋最好、人口密度最大、城镇化水平最高、发展潜力较大的地区。受亚热带湿润季风气候和地势影响，降水丰富且主要集中于夏秋两季；地形以平原为主，土壤肥沃；耕地面积广阔，良好的自然经济条件使其成为四川省重要的粮食产区和人口稠密区。

数据来源于63个县（区、市）1998—2012年统计年鉴、统计公报、地形图、行政区图、耕地类型图、气候图、气象站观测资料和气候公报等资料。在GIS软件平台下，对数据进行数字化处理，建立拓扑关系，衔接属性数据库，构建耕地涵养水源测评模型，进行耕地生态系统涵养水源物质量和价值量测评和时空变化分析。

2　研究方法

2.1耕地生态系统涵养水源水量测算模型

耕地生态系统是依靠光、热、水、土等自然要素以及种子、化肥、农药、机械等人为投入，利用耕地生物与非生物之间、耕地生物种群之间的关系来进行食物和其他农产品生产的半人工生态系统［12］。生态系统涵养水源功能主要涉及林冠层、枯枝落叶层和土壤层，由于耕地生态系统中基本没有枯枝落叶，所以本文重点考虑农作物枝叶层和土壤层的水文特征。耕地主要由水田和旱地组成，水田以种植水稻和油菜为主，旱地以种植玉米和小麦为主，计算时水田以水稻和油菜为标准，旱地以玉米和小麦为标准，其他农作物换算成这4种农作物来测算，换算比例为1∶1。原因如下：研究区内其他农作物占总播种面积比例较小，且其他农作物单位面积覆盖度和叶面积指数与此4种农作物基本一致。考虑到枝叶截留降水只与农作物类型有关，土壤持水能力只与耕地类型有关，因此，计算枝叶截留降水量时以农作物播种面积为准，计算土壤持水能力时以实有耕地面积为准，使测算结果更加符合实际。

2.1.1农作物截留降水量 农作物枝叶截留降水量与降水量强度、植被覆盖度及枝叶叶面积指数密切相关。已有众多学者［18-19］提出了植被截留降水量估算方法，但何东进等、仪垂祥等［20-21］认为这些方法存在唯象因素使得结果存在不确定性，并提出不含唯象性质的植被截留降水量测算方法。不唯象研究方法也存在一个问题，即对降水量因素考虑不够深入。本文以最大截留降水量为临界点分段计算截留降水量，替代平均降水量测算截留降水量，修正后的测算模型如下：

式1—式2中，Q1为单位面积农作物截留降水量（m3）；VEG为单位面积农作物覆盖度（水稻取0.93，玉米取0.86）；LAI为单位面积农作物叶面积指数（水稻取3.93［22］，玉米取5［23］）；J为一个降水过程单位面积雨量（mm）；J*为单位面积农作物最大截留降水量（mm）；α为农作物类型；*为单位面积农作物最大截留降水量（m3）；A为叶面上平均最大持水深度（mm），变动范围约为0.1 mm—0.3 mm［24］水稻取0.25，玉米取0.2）。 所涉及的降水数据均来自于四川省气象站气象观测数据和气象公报资料，并且取值为研究时间范围内的多年统计值的平均值。2.1.2 土壤持水量 耕地生态系统可以保存部分水源，主要指土壤的有效持水量，土壤水库是一个天然的水库，提供农作物的生长必要水源，是地球上各种水体相互转化的中枢神经，是人类重要的水资源［14］，土壤持水的多少与土壤类型、土壤孔隙度率等密切相关，测算土壤蓄水量时以土壤的饱和含水量为临界点分段计算土壤蓄水量，弥补过去研究中不考虑降水强度因素的不足，修正后模型如下：

式3—式4中，Q2为单位面积土壤降水储存量（m3）；J为降水过程的单位面积雨量（mm）；Hi为第i类耕地土层深度（m），取2 m；ρ为第i类耕地的土壤容重（kg/m3）；λ为第i类耕地的单位田间持水量；Q2*为单位面积土壤最大蓄水量（m3），据查阅《基础土壤学》，结合研究区域土壤质地，土壤的田间持水量为28%—32%，根据研究区域实际情况水田取32%，旱地取30%，同时，水田土壤容重取1200 kg/m3，旱地取1300 kg/m3，为简化计算，取2 m厚的土层计算其涵养水源功能的价值［25］。

2.2耕地生态系统涵养水源价值测算模型

在综合考虑水利工程易于计价性、人们支付意愿和发展阶段系数的基础上，本文参考任志远［26］、苏帆等［27］测算耕地生态系统涵养水源价值模型测算成都平原经济区耕地生态系统涵养水源价值［28］，公式如下：

式5中，V为耕地涵养水源价值（元/m3）；Q为涵养水源总量（m3）；Vg为替代水利工程价值（元/m3）；Qg为替代工程水容量（m3），替代工程的单位蓄水价值为5.5元/m3；L为发展阶段系数（现阶段生态价值发展系数为0.2175—0.4257［28］）本文取0.35。

2.3空间自相关指标Moran's I

空间统计分析其核心是研究与地理位置相关的数据间的空间依赖、空间关联和空间自相关，本文用Moran's I指标来分析县域单元耕地涵养水源价值的空间关联性与空间差异程度［29］。

图1　成都平原经济区1998—2012年耕地面积、农作物播种面积变化Fig.1 The variation of crops planting area and arable land in Chengdu Plain Economic Zone from 1998 to 2012

3　结果与分析

3.1成都平原经济区耕地及农作物播种面积年际变化

图1表明，成都平原经济区农作物播种面积呈波动变化，1998—2003年呈现下降趋势，5年时间减少了47.25× 104hm2；2003—2006年增加播种面积27.99×104hm2；2006年以后播种面积逐年减少，但降幅相对缓慢。1998—2012年成都平原经济区耕地面积总体呈不断减少趋势，1998—2003年减少速度较快，5年间共减少了29.99×104hm2，在国家耕地保护制度影响下，2003—2012年耕地面积减少速度相对缓慢，10年间减少量仅为前5年减少量的24.10%。因此，从图上选取处于峰点或谷点位置的1998、2003和2012年作为自然断面点，分析成都平原经济区耕地涵养水源价值时空特征和空间关联性。

3.2成都平原经济区耕地涵养水源价值时序变化

根据式1—式5测算耕地生态系统涵养水源价值（表1），由表1看出，成都平原经济区1998、2003和2012年的耕地生态系统涵养水源价值分别为：276.49×108、234.95×108和223.77×108元，1998—2012年间共减少52.72×108元，价值变化率达19.07%，年均减少率为1.5%。研究区内各研究单元涵养水源价值存在明显的时序变化，其中，以市为评价单元年均减少率高于成都平原经济区的区域为：雅安市、乐山市和成都市，减少率分别达3.69%、2.28%和2.17%；年变化率相对平稳的区域为：德阳市、遂宁市和绵阳市，年减少率分别为0.92%、1.06%和1.07%。

从成都平原经济区各县（区、市）耕地涵养水源价值看（表1），1998—2012年各区县耕地涵养水源价值均呈下降趋势。成都市青羊区、成华区、武侯区、金牛区、锦江区、龙泉驿区和雅安市雨城区价值变化率超过50%，其中青羊区、成华区、武侯区和金牛区最显著，价值变化率分别达到94.85%、93.10%、91.91%和82.02%，年均减少率分别达到19.10%、17.38%、16.44%和11.53%；绵阳市盐亭县、三台县、德阳市中江县和遂宁市射洪县价值变化率相对较小，价值变化率分别为4.15%、5.00%、6.79%和7.26%，价值年均减少率分别为0.30%、0.37%、0.50%和0.54%。主要原因如下：一是城市化的快速推进，城市人口剧增，城镇建设用地需求旺盛，耕地资源不断减少，已不可避免地导致了耕地涵养水源价值发生巨大变化［15］。如，青羊区、成华区、武侯区、金牛区、锦江区和龙泉驿区；二是政府政策的引导下，采取退耕还林政策，使得耕地资源减少，进而导致耕地涵养水源价值发生巨大变化［30］，如雨城区；此外基本农田保护政策，有效控制了耕地数量的减少，耕地涵养水源价值变化不明显，如三台县。

从表1的分析都可以得出，耕地生态系统涵养水源价值年际变化总规律为：1998年＞2003年＞2012年，呈现急剧减少向缓慢减少的变化趋势，其中，1998—2003年耕地生态系统涵养水源价值从276.49×108元/a，减少到234.95×108元/a，年变化率为3.31%；2003—2012年耕地生态系统涵养水源价值从234.95×108元/a，减少到223.77×108元/a，年变化率为0.54%。其主要有以下几点原因：一是1998—2003年耕地面积和农作物播种面积急剧下降（本文3.1节已分析）；二是2003—2012年在国家相关政策的引导下，耕地减少速度得到控制；三是农业科技的进步，耕地生态系统抵抗外界压力的能力增强且趋于稳定［15］。

3.3成都平原经济区耕地涵养水源价值的空间分异

相比较1998年，2012年成都平原经济区耕地生态系统涵养水源价值共减少了52.72×108元。在这期间成都平原经济区的各县（区、市）涵养水源价值减少量分布情况如表1。由表1看出，成都平原经济区各县（区、市）耕地涵养水源总价值均呈现下降趋势。其中减少量最大的县（区、市）是：简阳市（2.14×108元）、双流县（2.11×108元）、安岳县（2.04×108元）、都江堰市（1.95×108元）和乐至县（1.80×108元），主要原因为近年其经济快速发展，城市建设占用大量的耕地导致耕地涵养水源价值大为减少。耕地涵养水源价值减少相对较小的县（区、市）是：武侯区（0.33×108元）、丹棱县（0.31×108元）、青羊区（0.30×108元）、五通桥区（0.27×108元）、盐亭县（0.24×108元）、浦江县（0.22×108元）、青神县（0.22×108元）、锦江区（0.16×108元）和金口河区（0.15×108元），其中武侯区、青羊区、锦江区和金口河区耕地涵养水源价值减少量小的原因为其位于城市中心地带耕地较少，即使城市建设占用部分耕地对整个研究区耕地涵养水源价值总量影响不大，其余几个区域受到基本农田保护政策的影响。

从空间分布上看，各区域空间分布都相对分散，各种类型在研究区各方位都有分布。说明仅仅依靠分析各县（区、市）的耕地涵养水源价值变化的绝对数量，不能很好揭示其空间分布特征。为进一步揭示成都平原经济区各县（区、市）耕地生态系统涵养水源服务价值空间关联性，需分析其相对变化率，进而分析相邻县（区、市）间的内在联系，为此本文引入空间自相关系数Moran' s I。

3.4成都平原经济区耕地涵养水源价值变化的自相关性分析

3.4.1各区县耕地涵养水源价值减少率 在1998—2012年间，成都平原经济区耕地涵养水源总价值年减少率为1.50%，以此为参照标准，将各研究单元的耕地涵养水源年变化率分为5类，如图2。其中耕地涵养水源价值年减少率超过成都平原经济区平均水平3倍的县（区、市）占总数量的14.29%，分别为青羊区、成华区、武侯区、金牛区、锦江区、雨城区、龙泉驿区、宝兴县和天全县。以及减少率在2—3倍的有沙湾区、石棉县、都江堰市、名山县、芦山县和荥经县。与前面耕地涵养水源总价值减少最大和较大的县（区、市）相比较，发现耕地涵养水源价值减少的区县主要集中于都江堰市、龙泉驿区等成都周边地区，其余县（区、市）各不相同。

表1　成都平原经济区各区县1998—2012年耕地涵养水源服务价值Tab.1 The value of water conservation of farmland ecosystem in each counties in Chengdu Plain Economic Zone from 1998 to 2012

3.4.2自相关分析 以各县耕地涵养水源价值年变化率为基准，根据式6计算1998—2012年这15年间县际耕地生态系统涵养水源价值变化的全局空间自相关系数Moran's I = 0.4775，说明各县（区、市）具有较大的空间正相关，即各县（区、市）耕地涵养水源价值呈现空间相似值之间的空间集聚，其空间特征为：涵养水源价值减少率大的区县趋于和减少率大的区县相邻接；减少率小的区县趋于和减少率小的区县相邻。全局空间自相关Moran's I只能反映整个研究区的整个空间变化过程，为了进一步分析某个县域单元耕地涵养水源价值与其邻近县域单元涵养水源价值的相关程度，引入局部Moran's I指标LISA，借助GeoDa软件生成LISA聚类图（图3）。

从图3可以看出，高高聚集的区域有13个，占总数63的20.63%，主要分布在成都平原经济区东部；低低聚集有6个，占9.52%，主要分布在成都市市区；高低聚集有4个，占6.35%，主要分布在成都市区周边呈环形分布状态；弱相关或不相关的有40个，占63.49%，整个研究区都有分布，但主要集中于西部、北部。为方便研究将其分为3类：高高聚集和低低聚集区域耕地涵养水源价值变化与周边地区耕地涵养水源价值变化趋势相同，归为正相关类；高低聚集区域耕地涵养水源价值变化与周边区域变化趋势相反，归为负相关类；弱相关或不相关区域的耕地涵养水源价值变化率与周边区域的变化没有统一的趋势，归为弱相关类。

3.4.3耕地涵养水源价值减少率与自相关结合分析 现结合1998—2012年各县（区、市）耕地涵养水源价值减少率和自相关变化进行分析，以整个成都平原经济区耕地涵养水源价值变化率为基准点，将耕地涵养水源价值变化率分为两级，低于基准点的县（区、市）归为变化相对稳定区域，高于基准点的县（区、市）归为减少较多的区域，并与自相关结果进行叠加分析，将耕地涵养水源价值时空变化模型分为5类（图4）。

图2　各县（区、市）涵养水源价值减少率Fig.2 Change rate of value of water conservation in each counties

图3　涵养水源价值自相关分类图Fig.3 Classes of auto-correlation of value of water conservation

图4　涵养水源价值变化模型分布图Fig.4 The mode of value of water conservation

第一类，稳定弱相关模型。其特征为：县（区、市）内耕地涵养水源价值变化相对稳定，但其周边无相同变化趋势的县域，呈现弱空间关联。该模型内的县（区、市）有18个，占总数的28.57%。该模式的县（区、市）主要集中于成都平原经济区的东南部，但其空间分布仍相对较分散。该模型形成的主因是在农田保护政策影响下，耕地变化不明显，耕地涵养水源价值相对稳定，受周边县（区、市）影响不明显。

第二类，稳定正相关模型。主要特征为：耕地涵养水源价值减少相对较小，而其周边县（区、市）耕地涵养水源价值呈现相同的趋势，彼此间变化不明显，即呈现强烈空间正相关，但有一个显著特征紧邻稳定弱相关模型分布。这种模型的县（区、市）有11个，占总数的17.46%。主要分布于研究区东部的绵竹市、旌阳区、中江县、游仙区、三台县、梓潼县、盐亭县、射洪县、大英县、蓬溪县和东坡区。其成因为农田保护政策影响下，耕地变化不明显，耕地涵养水源价值相对稳定，受周边县（区、市）影响不明显，但与周围县（区、市）变化趋势一致。

第三类，减少弱相关模型。该模型可以表述为所在县（区、市）耕地涵养水源价值变化较明显，其周围没有相同趋势或变化情况不统一的县（区、市），导致其空间关联性较弱。模型范围内的县（区、市）有23个，占总数的36.51%。主要分布于成都平原经济区的西部和北部县（区、市），即经济相对落后，自然条件相对较差的县（区、市）和受“5.12”、“4.20”地震影响明显的县（区、市）。生态退耕和城市化是减少弱相关模型形成的原因之一。

第四类，减少负相关模型。该模型所在县（区、市）耕地涵养水源价值减少较为明显，其周围县（区、市）涵养水源价值减少相对稳定，空间关联性为强烈负相关。该模式中的县（区、市）数量较少，主要分布于成都市区周边的新都区、郫县、温江区和双流县，仅占总数的6.35%。主要受城市化影响，城市化的快速推进，城市人口剧增，城镇建设占用大量的耕地，耕地涵养水源价值相应减少。

第五类，减少正相关模型。该模型内的县（区、市）也较少主要分布于经济较发达或城市建设发展较快的成都市区（锦江区、武侯区、青羊区、金牛区、成华区）、涪城区和乐至县，占总数的11.11%。特征为耕地涵养水源价值减少较明显，周围县（区、市）耕地涵养水源价值减少也较为明显，呈现较强的空间正相关性。该模型的形成原因与减少负相关模型成因相似，都受到城市化的深刻影响，但与周围县（区、市）变化趋势一致。

4　结论

（1）本文在已有研究的基础上，对耕地涵养水源价值测算模型进行修正，进而对1998—2012年成都平原经济区内各县（区、市）耕地生态系统涵养水源价值进行测算，测算结果最大限度反映耕地特有属性。同时，引入空间自相关模型进行时空特征分析，得出各县（区、市）耕地涵养水源价值呈现不同程度的减少趋势，耕地生态系统涵养水源功能相对减弱；成都平原经济区各县（区、市）的耕地涵养水源价值在空间关联上呈正相关，相关系数Moran's I = 0.4775，其空间分布并非完全随机，而是呈现一定的空间集聚。集聚较明显的县（区、市）主要分布在成都平原经济区东部、成都市市区及其成都市区周边呈环形状态分布的各县（区、市）。

（2）从时序变化来看，1998—2012年间，成都平原经济区耕地涵养水源价值总体呈现急剧减少向缓慢减少的变化趋势，年际变化总规律为：1998年＞2003年＞2012年，15年间共减少了52.72×108元，价值变化率为19.07%，年均减少率达1.50%。其中，1998—2003年耕地生态系统涵养水源价值从276.49×108元/a，减少到234.95×108元/a，年变化率为3.31%；2003—2012年耕地生态系统涵养水源价值从234.95×108元/a，减少到223.77×108元/a，年变化率为0.54%。

（3）从空间分异来看，耕地涵养水源总价值总体以成都市为中心，东南为起点顺时针方向减少的层级分布特征；耕地涵养水源总价值年变化率则以成都市为中心，在西、北、东南呈现不断减少的分布特征。通过耕地涵养水源总价值变化和耕地涵养水源价值年均变化率叠加分析，得出耕地涵养水源价值减少最为明显的县（区、市）主要围绕成都市市区呈现环状分布，如都江堰市、龙泉驿区。说明耕地涵养水源价值变化比较明显的县（区、市）主要分布于退耕还林还草实施情况较好的县（区、市）和城市化进程较快的成都市周边县（区、市）。

（4）从时空结合角度来看，通过耕地涵养水源价值减少率和自相关变化结果进行叠加分析，得到耕地涵养水源价值时空变化5种模型：稳定弱相关模型、稳定正相关模型、减少弱相关模型、减少负相关模型和减少正相关模型。该模型将时间和空间两个抽象的事物可视化，最大限度反映耕地生态系统涵养水源价值时空变化特征和空间关联性。

本文借助GeoDa和ArcGIS进行耕地涵养水源价值变化空间关联性分析，发挥了GIS技术的可视化和空间分析功能优势，准确表现出耕地涵养水源价值变化的时空特征。本文在时空结合分析的基础上提出了耕地涵养水源价值时空变化的5种模型，更能准确反映成都平原经济区耕地生态系统涵养水源价值时序变化和空间分布特征，为以后相关研究提供了一种新思路。当然还存在不足之处，其一，本文着重分析县域间耕地涵养水源价值时空特征演变，将每个县域单元的耕地面积作为一个整体处理，没有具体说明耕地类型、土壤类型分布情况，土壤厚度、土壤容重等也是以前人研究成果的平均值代替，以后需要进一步深入分析；其二，本文只对时空变化模型分布情况、特征及其成因进行简单分析，没有深入分析原因和规律，这是今后进一步深入研究的方向。

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（本文责编：郎海鸥）

The Characteristics for the Spatial-Temporal Evolution of Water Conservation Value in Farmland Ecosystem in Chengdu Plain Economic Zone

MA Wei-long1，2， REN Ping1，2， ZENG Yu-qing1，2
（1. Key Laboratory of Land Resources Evaluation and Monitoring in Southwest， Ministry of Education， Sichuan Normal University， Chengdu610066， China； 2. Geography and Resources Science College， Sichuan Normal University， Chengdu 610066， China）

The purpose of this study is to comprehensively understand the characteristics for the spatial-temporal evolution of water conservation value in farmland ecosystem. This study employs Shadow Engineering and SurrogateMarket approaches to evaluate the water conservation value in farmland ecosystem in Chengdu Plain Economic Zone from 1998 to 2012. Specifically， GeoDa and ArcGIS software are applied to analyze the characteristics for the spatial-temporal evolution of water conservation value in farmland ecosystem. The results showed： 1）From 1998 to 2012， the variation tendency of water conservation value in farmland ecosystem in Chengdu Plain Economic Zone had been decreasing sharply at the beginning and then slowed down. From 1998 to 2003， the water conservation value decreased from 276.49×108yuan per yearto 234.95×108yuan per year， with an annual variation rate of 3.31%. 2）From 2003 to 2012， the water conservation value decreased from 234.95×108yuan per yearto 223.77×108yuan per year， with an annual variation rate of 0.54%.The water conservation value in farmland ecosystem of each county in Chengdu Plain Economic Zone was positive correlation with the spatial association， the correlation coefficient is 0.4775. It indicates that the water conservation value in farmland ecosystem of high（low）decreasing tends is adjacent to the water conservation value in farmland ecosystem of high（low）one. 3）The characteristics for the spatial-temporal evolution of water conservation value in farmland ecosystem distribution of spatial overlay analysis getsfive models of spatial-temporal evolution of water conservation value in farmland ecosystem. The models achieves spatial and temporal visualization of two abstract things， the greatest degree reflects water conservation value in farmland ecosystem in Chengdu Plain Economic Zone on the temporal and spatial correlation. It concludes that GeoDa and ArcGIS software applied to analyze the characteristics for the spatial-temporal evolution of water conservation value in farmland ecosystem accurately exhibits spatial-temporal characteristics of the change tendency of water conservation value in farmland ecosystem.

land administration； farmland ecosystem； water conservation value； spatial autocorrelation； spatial-temporal evolution； Chengdu Plain Economic Zone

F301.2

A

1001-8158（2015）10-0085-10

10.11994/zgtdkx.2015.10.012

2015-03-02

2015-09-21

国家自然科学基金项目（41301196）。

马伟龙（1988-），男，四川芦山人，硕士研究生。主要研究方向为国土资源管理与生态环境效应。E-mail： maweilong8023@163.com

任平（1978-），男，湖北钟祥人，教授，博士。主要研究方向为国土资源管理与生态环境效应。E-mail： pren121680@ 126.com