榆社县土地利用和生态服务价值变化分析

张琬淑，徐占军

（山西农业大学资源环境学院，山西太谷030801）

榆社县土地利用和生态服务价值变化分析

张琬淑，徐占军

（山西农业大学资源环境学院，山西太谷030801）

关于土地利用和生态服务价值的研究一直是土地和生态方面研究的热点。在对榆社县2010—2015年的土地利用动态变化分析的基础上，应用COSTANZA等生态服务价值公式和谢高地等的生态服务价值表，计算了榆社县2010—2015年的生态服务价值变化。结果表明，2010—2015年榆社县耕地和其他用地在减少，而林地、草地、水域、建制村工矿用地、交通用地和园地都在增加；林地、草地、耕地、水域和未利用地5种土地利用类型的总生态服务价值增加了0.69亿元，但是食物生产的生态服务价值在下降；榆社县箕城镇和社城镇的生态服务价值呈下降趋势，其他乡镇的生态服务价值都呈上升趋势，其中，土地利用动态度较大的4个乡镇（讲堂乡、兰峪乡、西马乡和河峪乡）的生态服务价值增长也较大。

土地利用动态度；生态服务价值；榆社县

土地是人类社会生存与发展的基础。随着经济的快速发展，人地矛盾日益突出。为缓解土地供需矛盾、实现土地资源的可持续利用，研究土地利用和生态服务价值变化，寻求优化土地利用格局、提升生态系统服务价值的方法成为土地资源利用领域的热点。

1997年，COSTANZA等[1]在《Nature》上发表了“全球生态系统服务价值和自然资本”一文，在文中对生态系统服务价值估算的原理和方法进行了研究和论述，也引发了国内外众多学者对生态系统服务价值的理论、评价、核算方法和应用的研究。而土地利用的变化，作为环境变化研究的重要方面之一，对生态系统服务价值的变化有重要影响[2]。目前，关于土地利用和生态服务价值变化的研究众多[3-13]，但这些研究大多集中于国家和省市尺度，对小尺度的土地利用和生态服务价值变化的研究还较少。

本研究在对榆社县2010—2015年土地利用动态变化分析的基础上，应用COSTANZA等[1]生态服务价值公式和谢高地等[9]的生态服务价值表，计算了榆社县2010—2015年的生态服务价值，分析了榆社县生态服务价值的变化情况，旨在为区域土地资源可持续利用和生态环境保护提供决策依据。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区概况

榆社县位于山西省中部偏东，太行山西麓，浊漳北源两岸，东与左权、和顺为邻，北与太谷、榆次接壤，西与祁县相邻，南与武乡毗邻。其面积为1 699 km2，现辖4镇5乡（箕城镇、云竹镇、郝北镇、社城镇、河峪乡、讲堂乡、北寨乡、西马乡、兰峪乡）。

1.2 数据来源

所用数据为榆社县2010—2015年土地利用现状图、地形图和行政区划图，由榆社县政府提供。

1.3 研究方法

本研究参照2007年的《土地利用现状分类》，结合榆社县的实际情况，将土地利用类型划分为耕地（水浇地和旱地）、林地（有林地、灌木林地和其他林地）、草地、园地（果园和其他园地）、水域（河流水面、水库水面、坑塘水面、内陆滩涂、沟渠和水工建筑用地）、交通用地（铁路、公路）、城镇村及工矿用地（建制镇、村庄、采矿用地、风景名胜及特殊用地）、其他用地（设施农用地、田坎、沙地和裸地）。

1.3.1 土地利用动态度土地利用动态度是指区域内土地利用类型的变化情况，分为单一土地利用动态度和综合土地利用动态度。

1.3.1.1 单一土地利用动态度[14]单一土地利用动态度是指某研究区某时段内的某种土地利用类型的变化情况，其计算公式如下。

式中，K为单一土地利用动态度；Aa，Ab分别为研究期初和研究期末的某一土地利用类型的数量；T为研究时段。

1.3.1.2 综合土地利用动态度[14]综合土地利用动态度的计算公式如下。

式中，LC为综合土地利用动态度；LUi为研究期初i类土地利用类型的面积；ΔLUi－j为研究时期内i类土地利用类型转化成其他土地利用类型的面积的绝对值；T为研究时段。

1.3.2 生态系统服务价值评估方法生态系统服务价值一般包括气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废物处理、生物多样性保护、食物生产、原材料、娱乐文化。

谢高地等[15]依据COSTANZA等[1]的生态服务价值估算方法，经过全面科学的问卷调查，形成中国生态系统服务价值表。本研究参考2015年的货币价值量，并考虑不同省份的区域修正系数，得出山西省不同土地利用类型所对应的价值表（表1）（建制村和工矿用地、交通用地不包含在内）。

表1 山西省生态系统单位面积服务价值亿元/（a·hm2）

在表1基础上，计算出榆社县不同土地利用类型的生态服务价值，其计算公式如下。

式中，ESV为总生态服务价值；ESVk为k类土地类型的生态服务价值；ESVf为第f项生态服务功能的价值；Ak为k类土地利用类型的面积；VCkf为k类土地利用类型的f项的生态服务功能单位面积的服务价值。

1.4 数据处理

利用Excel，ArcGIS软件对数据进行处理。

2 土地利用动态变化分析

从表2可以看出，2010—2015年，榆社县土地利用变化的总体趋势为：耕地和其他用地在减少，其中，其他用地减少速率更大；林地、草地、水域、建制村工矿用地、交通用地和园地都在增加，其中，建制村工矿用地增加速率最大，交通用地增加也较为显著。建制村工矿用地、交通用地显著增加和其他用地的显著减少，表明2010—2015年这5 a榆社县的土地利用率提高，建设用地显著增加；林地面积的增加和耕地面积的减少，与“退耕还林”政策的落实密不可分；园地的增长幅度也较大。总的来看，榆社县土地利用变化方向与全国土地利用变化方向一致，大背景为经济快速发展，建设用地迅速增加，同时积极响应“退耕还林”政策。

表2 榆社县2010—2015年土地利用动态度

根据榆社县综合土地利用动态度发现，各乡镇的综合土地利用动态度由大到小的顺序依次为讲堂乡、兰峪乡、西马乡、河峪乡、北寨乡、箕城镇、郝北镇、云竹镇、社城镇。其中，箕城镇、云竹镇、郝北镇和社城镇4个镇均低于全县总体水平，尤其是社城镇，综合土地利用动态度仅为0.575，变化动态最小，原因归结于其林地占所有土地的1/2以上，具有绝对主导优势，且林地的变化率较低。社城镇作为面积最大的乡镇，既非中心城镇，也不比邻中心城镇，同时又在国道上，前期开发已完成，故2010—2015年这5 a该镇土地利用格局变化小、土地利用动态变化幅度小。而讲堂乡的综合土地利用动态度最大，其中，耕地的贡献率最大，林地和其他用地的贡献率也较大。北寨乡变化程度最为接近全县水平，为1.369；箕城镇为1.076，箕城镇作为中心乡镇，其变化态势在一定程度上代表榆社县的土地利用程度。

3 生态服务价值评估结果

以榆社县的土地利用数据为基础，利用生态服务价值表（表1）及其计算公式，估算了榆社县2010，2015年的各乡镇生态服务价值及变化率，据此对榆社县生态服务价值进行分析研究。

3.1 榆社县2010—2015年总的生态服务价值变化

本试验主要对林地、草地、耕地、水域和未利用地5种土地利用类型的生态服务价值变化进行研究，结果表明，榆社县2010—2015年林地、草地、耕地、水域和未利用地5种土地利用类型的生态服务价值从24.91亿元增加到了25.6亿元，平均每年增长0.14亿元。除了耕地和未利用土地的生态系统服务价值减少外，其余3种土地利用类型的生态服务价值都有所增长（表3）。具体来看，耕地的生态服务价值下降，与耕地面积的减少息息相关，这是“退耕还林”政策实施的结果；未利用土地生态服务价值也在减少，这与榆社县近几年加强对未利用土地的开发建设有着很大关系；在3种生态服务价值增加的土地利用类型中，林地的生态服务价值增加最显著，其生态服务价值最大，这与林地面积的增加有显著关系，榆社县林地面积约占总面积的69%，且“退耕还林”政策的实施又进一步增加了林地面积；草地的生态服务价值量位居第2；水域用地的生态服务价值量则位居第3，而2010年，榆社县水域面积占总面积的2.6%，仅为耕地面积的1/5，但其价值量却高于耕地的价值量，这可能是由于水域的服务价值系数更大的缘故。

表3 榆社县2010—2015年生态服务价值

3.2 榆社县2010—2015年各项服务功能价值变化

由表4可知，2010，2015年各项生态服务价值中，只有食物生产的生态服务价值下降，其他的生态服务价值均有所增加。食物生产的生态服务价值减少的速率达2.25%，这可能是因为对食物生产影响最大的耕地在退耕还林还草的大背景下大幅度减少，从而导致食物的生产也大幅度减少。而在所有呈增加趋势的生态服务价值中，娱乐文化的增加速率最大，为4.18%，这可能是由于随着经济的发展和生活水平的提高，人们越来越追求精神世界的丰富，自然资源的娱乐文化价值得到重视，所以，榆社县的娱乐文化价值的增速才最快。土壤形成与保护是生态服务价值增长功能中价值量最大且增速最慢的功能，这是因为土壤的形成是一个漫长而复杂的过程，因此，其生态服务价值变化也最慢；气体调节和气候调节2项功能关系密切，在榆社县气候调节的功能价值明显低于气体调节，可见，小区域的土地利用格局对气候的作用有限。另一方面，结合各项功能的生态服务价值和变化率发现，越是容易在短时间内以经济利益衡量的生态服务功能，其变化程度越大。这里的娱乐文化（4.18）、水源涵养（3.79）、原材料（3.3）和废物处理（2.68）等功能相对于气体调节（2.87）、生物多样性（2.43）、气候调节（2.37）、土壤形成与保护（2.24）等功能更容易在短时间内以经济量化。

表4 榆社县2010—2015年各项功能生态服务价值

3.3 榆社县2010—2015年各乡镇生态服务功能价值变化

由表5可知，各乡镇中，只有箕城镇和社城镇的生态服务价值是下降的，其他乡镇的生态服务价值都呈上升趋势。箕城镇是榆社县的政治、经济、文化中心，城市化进程中其生态功能服务价值逐渐降低，可见，在城市建设发展过程中应注意城市的生态服务价值。社城镇土地利用动态度最小，林地、耕地与其他用地的土地利用动态度都是负值，表明社城镇的林地和耕地面积越来越少；其他用地的减少表明，社城镇在不断开发未利用地，同时社城镇处于北部山区，原本生态环境相对南部平缓地区就较脆弱，林地、耕地和其他用地的减少是社城县生态服务价值下降的主要原因。同样位于东北山区的北寨乡则呈现生态服务价值增加态势，相比社城镇，北寨乡的土地利用动态度大，区域的生态服务价值远大于社城镇，可见，生态服务价值的变化与土地利用动态度的变化息息相关，土地利用方向上的频繁变动或变化量大，影响着该区域的土地生态服务价值。

表5 榆社县2010—2015年生态服务价值变化

因此，为提高生态服务价值，应因地制宜合理利用土地，需提高区域土地的合理利用率，合理规划土地利用布局，如增加区域水域用地和林地草地的面积，合理布局耕地、林地、草地、水域、建设用地，以期达到最大的生态服务价值。此外，均衡发展研究区内的各子区域的生态服务价值，从而达到整体水平的更大价值。

4 结论

本研究对榆社县2010—2015年的土地利用和生态服务价值变化进行了探讨，分析了榆社县生态系统服务价值的变化情况，发现榆社县总的生态服务价值在增加，但是某些单项的功能和个别乡镇的生态服务价值在下降。

榆社县2010—2015年，耕地和其他用地在减少，其中，其他用地减少速率较大；林地、草地、水域、建制村工矿用地、交通用地和园地都在增加，其中，建制村工矿用地增加速率最大，交通用地增加也较为显著。榆社县2010—2015年，林地、草地、耕地、水域和未利用地5种土地利用类型的生态服务价值增加了0.69亿元，变化率为2.75%。

榆社县2010—2015年，生态系统服务价值的结构有所变化，其中，食物生产的生态服务价值在下降，其他的生态服务价值都在增加。食物生产的生态服务价值下降了2.25%；在所有呈现增加趋势的生态服务价值中，娱乐文化的增加速率最大，为4.18%。榆社县2010—2015年各乡镇的生态服务价值中，只有箕城镇和社城镇的生态服务价值在下降，其他乡镇的生态服务价值都呈上升趋势。其中，土地利用动态度较大的4个乡镇（讲堂乡、兰峪乡、西马乡和河峪乡），其生态服务价值增长也较大。

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Analysis on the Change of Land Use and Ecosystem Service Value in Yushe County

ZHANGWanshu，XUZhanjun
（College ofResources and Environment，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

The research on land use and the value of ecological service has been a hot research topic in the field of land and ecology.Based on the analysis of the dynamic changes on land in Yushe county from 2010 to 2015,this paper used ecological service value computing formula to calculate the change ofecological service value in Yushe county in 2010-2015.The results showed that from 2010 to 2015,farmland and other land use reduced,while forest land,grassland,water area,industrial and mining land,transportation land and garden increased.From 2010 to 2015,the total ecological service value of forest land,grassland,farmland,water area and unused land increased by 69 million yuan in Yushe county,but the value ofecological service of food production declined.From 2010 to 2015,the ecological service value of Jicheng town and Shecheng town declined,and the value of ecosystem services in other towns increased.Amongthem,four towns（Jiangtangtownship,Lanyu township,Xima township,Heyu township）with the larger dynamic degree ofland use were the four larger towns ofthe ecological service value.

land usingdynamic degree;the ecological service value;Yushe county

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.42

F301.24

：A

：1002-2481（2017）05-0843-05

2016-12-15

国家青年基金项目（51304130）；山西省青年科技研究基金项目（2015021125）；国家自然科学基金项目（51074154/E042203）；山西农业大学基金项目（20132-13）

张琬淑（1991-），女，山西高平人，在读硕士，研究方向：土地生态、资源环境评价。徐占军为通信作者。