朝阳市生态系统服务功能重要性评估

高晓宁

(辽宁省生态环境保护科技中心，辽宁 沈阳 110161)

生态系统服务功能是生态系统及其生态过程所形成与维持的人类赖以生存的自然环境条件和效用[1]。随着对生态系统服务功能评估理论和方法研究的深入，越来越多的学者针对森林、草地、灌丛、农田、湿地等[2-6]单一生态系统类型服务功能进行了大量研究工作，而对区域生态系统服务功能重要性综合评估研究较少。同时基于生态系统服务功能重要性构建生态安全格局，是识别生态保护底线，划定生态红线的基础和重要支撑，可为区域生态保护规划和生态文明建设提供重要依据[7]。

朝阳市地处辽宁省的西部，是重要的生态敏感区和脆弱区，同时也是大、小凌河提供生态用水的重要源头和水源涵养区，对辽宁省阻挡土地沙化、防治水土流失具有非常重要的战略意义，是辽宁省中部城市群经济发展的重要生态屏障。因此，本研究以辽宁省朝阳市为研究对象，利用GIS技术开展研究区生态系统服务功能重要性评估，定量分析了朝阳市水源涵养、水土保持、防风固沙和生物多样性维护4类生态系统服务功能极重要区的空间分布特征，以期为科学划定朝阳市生态保护红线提供重要支撑。

1 研究区概况

朝阳市位于辽宁省的西部，地理坐标为E118°50′～121°17′，N40°25′～42°22′，总面积为19698.92km2。东与辽宁省阜新市和锦州市相邻，西与河北省承德市、秦皇岛市交界，南与辽宁省葫芦岛市、河北省秦皇岛市毗连，北与内蒙古自治区赤峰市和通辽市接壤。朝阳市地处内蒙古黄土高原向沿海松辽平原的过渡地带，松岭山脉、努鲁儿虎山脉呈东北—西南走向贯穿全境，其间夹有冲积平原和山间盆地，结构为“七山一水二分田”。境内山峦起伏、河道纵横，地势由西北向东南倾斜，地貌以低山丘陵为主。主要河流有大凌河、小凌河、老哈河、青龙河，流域面积100km2以上的河流有61条。其气候属北温带大陆性季风气候，四季分明，降水偏少，日照充足，雨热同期，日温差较大。全年平均气温5.4～8.7℃，年降水量450～580mm，年均日照时数2850～2950h。

2 研究方法

2.1 评估方法

采用《生态保护红线划定指南》(环办生态[2017]48号)的评估方法[8]，其中水源涵养功能重要性评估是以水源涵养量作为评估指标，通过水量平衡方程来计算水源涵养量；水土保持功能重要性评估是以水土保持量作为评估指标，通过修正通用的水土流失方程(USLE)来计算水土保持量；防风固沙功能重要性评估是以防风固沙量(潜在风蚀量与实际风蚀量的差值)作为评估指标，通过修正风蚀方程来计算防风固沙量；生物多样性维护功能重要性评估是以生物多样性维护服务能力指数作为评估指标。

2.2 数据准备

根据上述评估方法，收集朝阳市水源涵养、水土保持、防风固沙、生物多样性维护功能重要性评估所需的各类数据(见表1)。

表1 生态系统服务功能重要性评估数据表

2.3 评估运算

把所需因子的原始数据统一成250m分辨率的栅格数据，通过ArcGIS栅格计算器，按照公式计算得到朝阳市不同类型生态系统服务值(包括水源涵养量、水土保持量、防风固沙量、生物多样性维护服务能力指数)，进而得到归一化后的生态系统服务值栅格图，计算累加服务值。然后以累加服务值占总服务值比例的50%与80%所对应的栅格值，作为生态系统服务功能重要性评估等级的分界点，从而将生态系统服务功能重要性分为极重要、重要和一般重要3个等级。朝阳市生态系统服务功能重要性评估结果见图1。

图1 朝阳市生态系统服务功能重要性评估结果

3 结果与分析

3.1 水源涵养功能重要性评估

朝阳市水源涵养极重要区面积2014.29km2，占区域面积的10.23%，主要分布在白石水库、阎王鼻子水库以及大凌河、小凌河等河流沿岸。该区域植被质量较好，覆盖度较高，植被具有养护水资源、改善水文状况、调节区域水分循环和降低水土流失的重要功能；水源涵养重要区面积4063.71km2，占区域面积的20.63%；一般重要区面积13619.44km2，占区域面积的69.14%。

3.2 水土保持功能重要性评估

朝阳市水土保持极重要区面积5673.69km2，占区域面积的28.80%，主要分布在努鲁儿虎山脉、松岭山脉、冀北燕山山脉以及河流周边植被覆盖率高的低山丘陵地带，具体分布在北票市的西北部、朝阳县、喀左县和凌源市。该区域生态系统较为完整，植被覆盖度较高，植被破坏力度较小，土壤保持能力较强；水土保持重要区面积1932.80km2，占区域面积的9.81%；一般重要区面积12040.74km2，占区域面积的61.12%。

3.3 防风固沙功能重要性评估

朝阳市防风固沙极重要区面积100.23km2，占区域面积的0.51%，主要分布在建平县中部的低山台地区域，该区域内的三北防护林体系建设工程有效地起到防风固沙作用，改善了周边区域的生态环境；防风固沙重要区面积309.53km2，占区域面积的1.57%；一般重要区面积2615.88km2，占区域面积的13.28%。

3.4 生物多样性维护功能重要性评估

朝阳市生物多样性维护极重要区面积4650.66km2，占区域面积的23.61%，主要分布在努鲁儿虎山脉、松岭山脉、冀北燕山山脉一带的自然保护区，具体分布在凌源市、建平县的东南部、喀左县、朝阳县和北票市的西北部。该区域地势较高，植被长势较好，物种较为丰富，对生物多样性维护有一定的保护作用；生物多样性维护重要区面积11745.39km2，占区域面积的59.62%；一般重要区面积3261.74km2，占区域面积的16.56%。

4 结论

朝阳市水源涵养极重要区面积2014.29km2，占区域面积的10.23%，主要分布在白石水库、阎王鼻子水库以及大凌河、小凌河等河流沿岸。

朝阳市水土保持极重要区面积5673.69km2，占区域面积的28.80%，主要分布在努鲁儿虎山脉、松岭山脉、冀北燕山山脉以及河流周边植被覆盖率高的低山丘陵地带。

朝阳市防风固沙极重要区面积100.23km2，占区域面积的0.51%，主要分布在建平县中部的低山台地区域。

朝阳市生物多样性维护极重要区面积4650.66km2，占区域面积的23.61%，主要分布在努鲁儿虎山脉、松岭山脉、冀北燕山山脉一带的自然保护区。