基于土地利用变化的扶余市生态系统服务价值研究

郭鑫+李淑杰+孙博+邢丽娟+吴奇峰

摘要：在社会经济快速发展和城市化进程不断加快的背景下，研究土地利用变化对生态系统服务价值的影响程度，对充分了解区域生态环境的变化情况以及全面提高社会经济的可持续发展水平具重要意义。根据扶余市2010～2015年土地利用数据，运用土地利用动态度指标和土地利用程度综合指数及变化模型，对扶余市土地利用变化情况进行分析；利用生态服务价值系数，定量计算扶余市的生态系统服务价值并对生态系统服务价值敏感性进行了分析。结果表明，扶余市土地利用处于发展阶段，具体表现为建设用地增加，其余用地类型面积逐年减少，扶余市生态服务价值也表现为逐年减少的态势，生态环境受到一定程度的威胁，为扶余市今后社会发展过程中进行土地利用结构和布局安排以及自然环境保护工作提供指导。

关键词：土地利用变化；生态系统服务价值；扶余市

中图分类号：F301.24 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）17-3364-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.044

Study on Ecosystem Service Value of Fuyu City Based on Land Use Change

GUO Xin1， LI Shu-jie1， SUN bo1， XING Li-juan1， WU Qi-feng2

（1.College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China；

2.Jilin Institute of Land Resources Survey and Planning，Changchun 130061，China）

Abstract： With the rapid development of social economy and the accelerating process of city background， influence degree of land use change on the ecosystem service value， has very important significance to fully understand the change of regional ecological environment and improve the overall level of sustainable development of social economy. Based on the land use data of Fuyu city in 2010 and 2015， the land use change of Fuyu city was analyzed by using the land use dynamic index and the land use degree index and the change model. The ecological service value coefficient of Fuyu city was used to calculate the ecosystem service of Fuyu city The value and the sensitivity of the ecosystem service value were analyzed. The results showed that the development of land use in Fuyu city， the specific performance of the increase of construction land， other land types area decreased year by year， the ecological service value of Fuyu city also showed a diminishing trend， the ecological environment has been a certain degree of threat， the results of this study can be for Fuyu city in the future social development in the process of land the structure and layout arrangement and natural environmental protection work has certain guiding significance.

Key words： land use change；ecosystem service value；Fuyu city

人類活动与生态环境联系最为紧密的一个环节便是土地利用，人类往往会通过土地利用对生态系统的布局和功能造成一定程度的影响，这就必然会造成生态系统的类别及其格局发生相应的变化[1]。生态系统服务可理解成人类获取的全部收益，其中不仅包含人类生活所需的食物和生产生活资料等，同时也支撑着地球的生命系统，为人类提供其生产生活所必须的自然环境条件[2，3]。

开展以土地利用变化为基础的生态系统服务价值的研究，可以更加深入地了解研究区域土地利用的结构与布局、利用程度与效果，从而使土地利用规划能够更好地切合区域实际情况，有效保障区域生态安全。从另一方面来说，对生态服务价值进行定量分析，让人们更加直观地看到生态系统的变化情况，能够有效唤起当地群众对生态环境的保护意识。从政策管理层面上来看，研究得出的结论对有关部门决策具有一定的借鉴作用。endprint

80年代以来，国内研究人员开始对中国生态系统服务价值进行研究[4]，谢高地等[5]在参照Costanza部分成果的基础上，制定出符合中国实际的生态服务价值系数。近些年来，学者们开始研究土地利用变化过程中的生态环境效应，但其中大多局限于对生态效益的定性分析，对生态系统服务价值进行定量分析的鲜见报道，尤其对受人类干预较大、经济发展相对落后的东北地区土地利用变化过程中的生态环境效应综合研究更少[6]。

近年来，随着城镇化进程的加快，扶余市土地利用的结构和布局发生变化，对生态系统服务功能造成一定程度的影响，引起各界的高度关注。因此，本研究以扶余市为研究区域，通过测算扶余市不同时期的生态服务价值量的大小，揭示研究区的自然生态环境的变化情况，为扶余市生态、经济、环境的综合决策提供依据，同时也对扶余市今后进行城市开发建设和农业发展提供参考。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

扶余市地处松嫩平原东北部边缘，位于吉林省西北部，松原市东部（图1）。东与榆树市接壤，南隔第二松花江与前郭县、农安县、德惠市相望，西与松原市宁江区接壤，北与黑龙江省大庆市肇源县、哈尔滨市双城区为邻。位于东经125°56′-126°11′，北纬44°45′-45°30′之间。在2013年年初，经国务院批准，撤销扶余县设立扶余市（县级），由吉林省直辖、松原市代管。截至2015年年末，扶余市常住人口总数为669 990人，人口密度为每平方公里144人，全市地区生产总值357.51亿元。

1.2 数据来源

采用的社会经济数据主要来源于《扶余市统计年鉴》（2010～2015年），土地利用相关数据主要来源于扶余市土地利用变更调查。为方便研究，将扶余市土地利用类型归并为耕地、林地、园地、草地、水域、湿地、建设用地和未利用地8大类。

1.3 研究方法

1.3.1 土地利用变化分析 采用土地利用动态度来分析研究区2010～2015年土地利用的动态变化情况，计算公式如下：

D=（S2-S1）/S1×1/T×100%

式中，D表示某一种土地利用类型的动态度；S1、S2代表初期、末期某一种土地利用类型面积大小；T为研究时期。当T的单位为年时，D值表示某一种土地利用类型面积的年均变化率[7]。

1.3.2 土地利用程度综合指数及变化模型 土地利用程度指数：

式中，K表示土地利用程度综合指数；Fi表示分级指数（表1）；Ci表示第i类土地面积占土地总面积的百分比；n表示分级数。

土地利用程度模型：

式中，ΔK表示土地利用程度综合指数的变化量；R表示土地利用程度變化率；K1，K2表示初期、末期的土地利用程度综合指数；Fi、Ci同上。若是变化率大于零则表明研究区的土地利用情况处于繁荣时期，反之，小于零则表明研究区处于衰退时期，等于零则表明研究区处于稳定时期[8]。

1.3.3 生态系统服务价值估算 根据研究区的实际，测算研究区生态系统服务总价值，计算公式如下：

式中，E表示生态系统服务总价值；Si表示某一种土地利用类型面积大小；VCi表示第i类生态系统服务价值系数[9]。

1.3.4 生态系统敏感性分析 将价值系数上、下调整50%（调整比例一样即可，结果相同），来讨论各用地类型的敏感度性[10]，计算公式如下：

式中，E、VC同上；1、2表示调整前、后；Z则表示敏感性；如果Z大于1，则表明生态服务总价值对价值系数的变化表现为敏感；反之，如果Z小于1，则表明生态服务总价值对价值系数的变化表现为不敏感。

2 结果与分析

2.1 土地利用格局分析

2.1.1 土地利用变化分析 在扶余市各种土地利用类型中，耕地占地比例最大，未利用地占地比例最小（表2）。由表3可知，2010～2015年，土地总面积保持不变，但各土地利用类型的面积均发生了不同程度的变化。其中，未利用地面积不变，为105.52 hm2，耕地、林地、草地、园地和水域在持续减少，此中，草地减少量最大，为411.47 hm2，年均减少0.3184%，其次为耕地、林地、园地和水域，分别减少了393.47、33.79、12.73、1.66 hm2，年均减少0.023 0%、0.016 4%、1.010 7%、0.003 0%，园地减少的速率最快，年均减少1.010 7%。建设用地呈增加趋势，增加了853.59 hm2，年均增加0.4799%。

2.1.2 土地利用程度分析 通过计算扶余市2010～2015年的土地利用程度综合指数来反映扶余市的土地利用程度，可以看出人类活动对扶余市不同类型生态系统的影响程度。由图2可以看出，2010～2015年扶余市土地利用程度呈逐渐增大的趋势，土地利用指数由288.997 6上升到289.277 5，增加了0.096 9%。研究期间土地利用程度变化量和变化率均大于零，可以看出近几年扶余市土地利用程度日益扩大，土地利用处于繁荣时期。

2.2 生态服务价值分析

2.2.1 生态系统服务价值变化分析 运用价值系数计算研究区2010～2015年生态服务价值并分析其变化情况。计算过程中价值系数遵循以下原则，林地对应森林，耕地对应农田，园地对应森林和草地的平均值，未利用地对应荒漠，建设用地的生态系统服务价值系数为0，本研究不进行测算。根据计算得出的扶余市2010～2015年生态系统服务价值（表4）可知，扶余市服务价值总体呈下降趋势，从2010年的397 007.53万元下降到2015年的396 412.27万元，2015年比2010年减少0.149 9%。2015年贡献度最多的是农田，其次是森林，最少的是荒漠，农田和森林的服务价值占价值总量的72.82%，是构成扶余市生态系统服务价值的主要土地类型。endprint

在2010～2015年，除了荒漠服务价值保持不变以外，其余服务价值均出现减少的情况。其中，农田和草地下降明显，草地总共减少了263.61万元，比2010年降低1.5918%，农田共减少240.58万元，比2010年降低0.1150%。扶余市各生态系统服务价值下降的主要原因是各土地利用类型面积均处于逐年减少状态，这与扶余市在近年来大力推进城乡建设过程中，忽视了对未利用地进行整理开发，使得大量农业用地转化为建设用地有关。

2.2.2 生态系统服务价值敏感性分析 根据公式，将价值系数依次上、下调整了50%，得出扶余市2010～2015年生态系统服务价值的敏感性指数（表5）。结果表明，Z均小于1，E对VC的敏感程度低于1，说明研究区生态服务总价值对价值系数变化不敏感，反映出本次研究采用的价值系数的合理性，以及计算得出的区域生态服务价值的变化情况符合区域实际情况。在各土地利用类型中，农田的敏感性指数最大，达到0.527 16和0.527 34，这与农田的服务价值巨大，占总价值比例接近50%有关；其次是森林、湿地和水域，湿地占地面积虽然不大，但其生态系统服务功能强大，产生了相当多的价值，故其敏感系数较高；园地和荒漠的敏感系数较小，主要是由于园地和荒漠的占地面积较小，仅占总面积的0.07%。

3 结论

将扶余市作为研究区域，计算扶余市土地利用动态度，利用生态服务价值系数，计算得出扶余市2010～2015年生态服务价值，进而分析扶余市近年来的土地利用和生态服务价值的动态变化情况。得到以下结论：

1）扶余市土地利用以草地和耕地为主，建设用地总量迅速扩张，建设用地面积的增加量与各土地利用类型面积的减少量相等，除了未利用地面积保持不变以外，其余用地均呈减少趋势，其中，草地和耕地数量减少显著，园地年均变化率最大，说明扶余市城乡建设消耗了大量的农用地及其他土地类型。

2）扶余市生态服务价值总体呈现减少的趋势，其中，森林、草地、农田明显减少，这与扶余市土地利用变化相匹配。扶余市以农业和林业为主，客观上反映其城镇化水平不高，基础设施建设相对滞后，扶余市于2013年撤县立市（县级），城市处于发展的上升期，对耕地和草地进行了大规模的开垦，使扶余市的景观发生了较大的变化，加大了对当地生态环境的潜在危害。

3）扶余市土地利用的不合理，使得生态环境受到一定程度的威胁，其中草地和耕地等农用地资源面临严重威胁。在今后的城市发展过程中，建议扶余市加快推进高标准基本农田划定，加大植树造林和环境保护等工作。在城镇化和社会经济发展的进程中，建议扶余市保障和完善生态系统服务功能，不断提高土地利用水平，施行土地用途管制，优化土地利用结构与布局，维持区域生态安全，达到净化空气、调节气候、美化环境、建设绿色城市的目标，促进区域社会、经济、生态的协调发展。

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