不同喀斯特地貌乡镇公路沿线生态用地及其生态服务价值比较研究

韩会庆，陈梦玲，马庚，石临风，白玉梅

(贵州理工学院 建筑与城市规划学院，贵州 贵阳 550003)

生态用地是为区域提供多种关键生态服务功能的重要用地类型[1].近年来，随着我国社会经济快速发展，大量生态用地被耕地和建设用地占用，这使得生态用地面临退化、减少、空间格局不合理等问题[2].国内外学者关于生态用地的研究集中于生态用地分类与监测[3-4]、重要性评价[5]、时空演变与动态模拟[6-7]、规划与优化[8-9]等方面.研究对象主要以城市[10]、生态脆弱区[8]、生态重要区[11]为主.研究方法主要使用3S技术以及各种空间、景观和数学模型[12-15].另外，生态用地变化对生态服务价值的影响研究亦受到关注，涉及各个空间尺度(如城市、区域等)[16-17].然而，这些研究鲜有关注喀斯特生态脆弱的乡村，更未见不同喀斯特地貌生态用地及其生态服务比较研究.

西南喀斯特乡村是我国集中连片特困乡村的典型代表.在脆弱的生态环境以及复杂地形制约下，喀斯特乡村社会经济发展滞后[18].长期以来过度的人类活动(如毁林开荒)给该区生态环境带来巨大压力[19].为此，21世纪以来天然林保护工程、石漠化治理、退耕还林等生态保护措施的提出，使得喀斯特乡村生态环境得以改善[20].同时，为加快喀斯特贫困地区脱贫，大量公路建设兴起，这势必对生态环境深刻影响[21].然而，由于不同喀斯特地貌地区的生态环境及人类活动差异突出，因此，以4个不同喀斯特地貌的乡镇为例，比较公路沿线生态用地及其生态服务价值，以期为不同喀斯特乡村公路沿线土地优化以及生态环境保护政策制定提供科学依据.

1 资料与方法

1.1 研究区概况

选取贵州省威宁县石门乡、平塘县掌布镇、三都县周覃镇、紫云县宗地镇4个典型喀斯特乡镇为研究区，它们分别代表喀斯特中山、峰丛峡谷、低山丘陵和峰丛洼地4种喀斯特山地地貌，它们是典型喀斯特生态致贫的代表.

1.2 数据来源及处理

以2018年高分卫星(Pleiades卫星，0.5 m分辨率)为基础，通过人工目视解译获得4个乡镇土地利用数据，并依据研究区实际状况，将生态用地类型划分为有林地、灌草丛、水域3类.由于不同乡镇公路沿线面积差异，故而无法比较公路沿线生态用地总面积，进而选择生态用地占土地总面积比例以及各生态用地类型面积占生态用地总面积比例进行分析.

1.3 研究方法

1.3.1 公路缓冲区划分

为表征公路两侧的生态用地及其生态服务价值特征，利用ArcGIS软件的多环缓冲工具，从公路中心线往两侧生成200 m、400 m、600 m、800 m、1000 m、>1000 m共6个缓冲区.

1.3.2 生态服务价值评估

采用我国学者谢高地等[22]提出的生态服务价值系数以及各类生态用地面积计算研究区生态服务价值.由于该系数的提出是基于我国平均状况，而进行贵州乡镇的生态服务价值评估，需进行系数修正，具体计算和修正方法参考文献[23].此外，由于公路沿线面积的差异以及各乡镇面积的不同，这造成无法比较公路沿线生态服务总价值，故而本研究采用单位面积生态服务价值比较不同公路缓冲区的差异.

2 结果与分析

2.1 不同喀斯特地貌乡镇公路沿线生态用地比较研究

研究区各类用地比例随着距公路距离的增加而变化.从有林地占生态用地面积比例来看，石门乡和掌布镇有林地占生态用地的比例随着距公路距离的增加而增大，有林地面积比例最低点和最高点均分别位于距公路<200 m处和>1000 m处；周覃镇和宗地镇有林地的比例随着距公路距离的增加先减少后增大，最低点和最高点均分别位于600～800 m处和>1000 m处.从灌草丛占生态用地的比例来看，石门乡和掌布镇的灌草丛面积比例整体上随距公路距离的增加而减小，最高点均位于<200 m处，最低点分别位于600～800 m处和>1000 m处；周覃镇和宗地镇整体上随距公路距离的增加而增大，最高点和最低点均分别位于600～800 m处和<200 m处.从水域占生态用地比例来看，石门乡和宗地镇的水域面积比例整体上随距公路距离的增加而增大，最低点均位于200～400 m处，最高点分别位于600～800 m处和800～1000 m处；掌布镇和周覃镇随着距公路距离的增加呈“减—增—减”的态势，最低点均为200～400 m处，最高点分别为<200 m和800～1000 m处.从生态用地占土地总面积比例来看，4个地区整体上随着距公路距离的增加而增大，掌布镇和宗地镇的生态用地面积比例高于石门乡和周覃镇；4个地区最低点均位于<200 m处，石门乡和宗地镇最高点均位于800～1000 m处，掌布镇和周覃镇均位于>1000 m处(图1).

图1 不同喀斯特地貌乡镇公路沿线生态用地比较Fig.1 Comparison of ecological land use along rural road in different Karst landforms

图2 不同喀斯特地貌乡镇公路沿线生态用地的生态服务价值比较Fig.2 Comparison of ecosystem service value for ecological land use along rural road in different Karst landforms

2.2 不同喀斯特地貌乡镇公路沿线生态用地的生态服务价值比较研究

研究区各类生态系统服务价值随着距公路距离的增加而变化.从供给服务价值来看，石门乡、掌布镇和周覃镇的供给服务价值随着距公路距离的增加呈现“减—增—减”的态势，其供给服务价值最高点分别位于距公路<200 m处、600～800 m处和800～1000 m处，最低点分别位于400～600 m处、200～400 m处和>1000 m处；宗地镇供给服务价值整体上随着距公路距离的增加而增大，其最低点位于200～400 m处，最高点位于>1000 m处.从调节服务价值来看，石门乡和周覃镇随距公路距离的增加呈“减—增—减”的态势，掌布镇呈“减—增—减—增”的态势，宗地镇整体上呈增加态势；石门乡、宗地镇、掌布镇和周覃镇的调节服务价值最低点均为距公路200～400 m处，最高点分别为600～800 m处、<200 m处、200～400 m处.从支持服务价值来看，石门乡和掌布镇供给服务价值整体上随距公路距离的增加而减少，且减少趋势缓慢，周覃镇和宗地镇整体上呈增大态势，但增幅较小.四个地区的文化服务价值随距公路的距离变化规律相同.从总生态服务价值来看，石门乡和宗地镇总生态服务价值随着距公路距离的增加呈“减—增—减”的态势，总生态服务价值最高点分别位于600～800 m处和800～1000 m处，最低点为400～600 m处、200～400 m处和>1000 m处；掌布镇呈“减—增—减—增”的态势，最高点和最低点分别为<200 m处和200～400 m处；宗地镇总生态服务价值整体上随着距公路距离的增加而增大，但增幅不明显.总的来说，4个地区供给服务价值、调节服务价值和总服务价值随着距公路距离的增加变化波动较大，而支持服务价值和文化服务价值变化不明显(图2).

3 讨论与结论

3.1 讨 论

周覃镇是典型的喀斯特低山丘陵区，相对于喀斯特中山(石门乡)、峰丛峡谷(掌布镇)和峰丛洼地(宗地镇)而言，地形起伏相对较小，公路沿线大量土地被开发成耕地，这造成其生态用地比例较低，进而使得其生态服务价值较低.同理，受陡峭地形限制，石门乡、掌布镇、宗地镇的人类活动开发难度较大，生态环境受干扰相对较小，故而公路沿线生态用地及生态服务价值较高.

随着离公路距离增大，人类活动干扰减小，因此，生态用地所占比例基本呈增加趋势.然而由于不同喀斯特地貌乡镇自然和人文环境差异，造成有林地、灌草丛、水域等生态用地类型在各地貌乡镇公路沿线存在不同，如掌布镇为峰丛峡谷地貌，地形崎岖，天然林保护较好，故而公路沿线有林地所占比例均较高，而峰丛洼地的宗地镇在人类活动影响下，生态环境干扰度较大，尽管近年来实施了生态恢复措施(石漠化治理、退耕还林等)，但生态环境恢复较慢，故而生态用地以灌草丛为主.

3.2 结 论

在公路各缓冲距离上，宗地镇和掌布镇生态用地所占比例均高于石门乡和周覃镇.掌布镇和周覃镇的有林地占生态用地比例高于石门乡和宗地镇，而宗地镇和石门乡的灌草丛占生态用地比例高于掌布镇和周覃镇，在各公路缓冲带上，4个乡镇的水域占生态用地比例均较小.

在公路各缓冲距离上，周覃镇生态服务总价值及各种服务价值均低于其他3个乡镇.随着离公路距离增加，供给服务、调节服务和总服务价值波动起伏较大，200～400 m是服务价值的低值区，600～800 m以及800～1000 m是服务价值的高值区.支持服务和文化服务价值在各公路距离缓冲区上波动较小.