基于土地利用变化的温州市生态系统服务价值评价

摘 要：【目的】通过对温州市近20年间土地利用变化和生态系统服务价值的研究，掌握温州市的生态综合整治效果，为温州市的空间规划、生态综合保护与政策制定提供科学基础，助力温州市的城市发展。【方法】本研究基于2000、2010、2020年的土地利用数据，采用面积转移矩阵、土地利用动态度等方法对温州市2000—2020年土地利用的动态变化进行模拟分析，并基于改进的谢高地生态系统服务价值当量表，对研究时段内温州市的生态系统服务价值进行定量的分析。【结果】①温州市的林地面积最大，林地和水域面积均处于上升的态势，建设用地大幅扩张，周边耕地大幅减少；②2000—2020年，温州市的生态系统服务价值整体始终处于上升的趋势，其中林地的贡献度最为显著，占比超过80%；③在研究时段内，单项生态系统服务均表现为调节服务gt;支持服务gt;供给服务gt;文化服务。【结论】近20年间温州市的生态保护成效显著，生态环境得到了明显改善。

关键词：生态系统服务价值；改进的价值当量因子法；土地利用；温州市

中图分类号：X171.1；F301.2" "文献标志码：A" "文章编号：1003-5168（2024）10-0107-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.10.021

Evaluation of Ecosystem Service Value in Wenzhou City Based on Land Use Change

ZHANG Te1 PAN Bohua2

（1. Wenzhou Huakun Land Planning and Design Corporation， Wenzhou 325000， China; 2. Changchun Planning Compilation Research Center （Changchun Urban and Rural Planning and Design Research Institute）， Changchun 130000， China）

Abstract： [Purposes] Through the study of land use changes and ecosystem service value in Wenzhou City in the past 20 years， we aim to understand the ecological comprehensive improvement effect of Wenzhou City， provide a scientific basis for spatial planning， ecological comprehensive protection， and policy formulation， and assist the urban development of Wenzhou City. [Methods] This article is based on land use data from 2000， 2010， and 2020， and uses methods such as area transfer matrix and land use dynamic degree to simulate and analyze the dynamic changes of land use in Wenzhou City from 2000 to 2020. Based on the improved Xie Gaodi Ecosystem Service Value Equivalence Table， the ecological service value of Wenzhou City during the research period is quantitatively analyzed. [Findings] ① Wenzhou City has the largest forest area， with both forest and water areas on the rise. Construction land has significantly expanded， seriously encroaching on surrounding farmland; ② From 2000 to 2020， the overall value of ecosystem services in Wenzhou City has been on the rise， with forest land accounting for the most significant contribution， accounting for over 80%; ③Throughout the entire research period， individual ecosystem services were characterized by regulatory servicesgt;supportive servicesgt;supply servicesgt;cultural services. [Conclusions] The research results indicate that the ecological protection in Wenzhou City has achieved significant results over the past 20 years， and the ecological environment has been significantly improved.

Keywords： ecosystem service value; Improved value equivalent factor method; Land use; Wenzhou City

0 引言

生态系统服务为人类提供的所有福祉，维持着经济社会与生态环境稳定。近年来，随着经济社会的快速发展，自然资源消耗加剧，生态系统不断受到人类活动的影响与破坏。任由生态系统持续恶化，将导致人类生存和发展受到威胁，甚至会影响全球的生态安全［1］。因此，通过开展土地利用的合理规划与管制，保证生态系统服务能力等至关重要。

生态系统服务的概念在20世纪60年代就以“环境服务”的形式被首次提出［2］。在随后的研究中，逐渐有学者将其形容为“自然服务”。1982年，“生态系统服务”作为专业术语正式被提出，有学者将其定义为：生态系统形成并维持人类赖以生存和发展的环境条件和效用［3］。生态系统服务作为可持续发展的主要议题一直持续到20世纪90年代。当前，国外对生态系统服务方面的研究更多地考虑到城市建设与生态系统之间的和谐发展，并进一步探讨了生态系统服务的多尺度特征、权衡，以及未来情景的模拟等［4-6］。国内的生态系统服务研究，最早是由欧阳志云、谢高地等代表性的学者将其引进至国内的，现已得到了丰富的研究成果［7-9］，并将决策目标纳入生态系统评价中。

温州市作为浙江省的三大中心城市之一，拥有众多人口，但可以利用的土地面积有限。当前，城镇化的进程仍在持续，生态环境的保护压力越来越大［10］。因此，本研究以温州市为研究对象，基于2000、2010、2020年土地利用数据，对20年间温州市的土地利用变化进行分析，基于改进的生态系统服务价值因子当量表，核算温州市2000—2020年间生态系统服务价值，并提出相应的优化意见，为其生态环境改善提供科学建议。

1 研究概况与数据来源

1.1 研究区概况

温州市位于浙江省东南部沿海，南邻福建省，西接丽水市，东北与台州市为界（如图1所示）。地形以山地丘陵为主，属中亚热带季风气候区。全市辖4个区、5个县，代管3个县级市。总土地面积较大，但因人口众多，人均用地指标较少。温州市的生态环境较好，森林覆盖率约为60%，境内水系纵横，水资源丰沛。

1.2 数据来源与处理

土地利用数据：年份为2000、2010、2020年，用于土地利用分析；2000、2010、2020年温州市统计年鉴：用于构建生态系统服务价值评价体系；《2020年全国农产品成本收益资料汇编》：用于构建生态系统服务价值评价体系。

2 研究方法

2.1 土地利用转移矩阵

转移矩阵可对一定时间跨度内，各地类之间起始时间节点状态与转移状态进行定量的描述，能够清楚地反映土地利用变化的方向和流量，其计算公式为式（1）。

[Smn=S11S12S21S22…S1i…S2i……Si1Si2………Sii]" " " " " （1）

式中：[Smn]表示研究初期的第m种土地利用类型转变为末期的第n种土地利用类型的面积；m、n分别为研究初期与末期的土地利用类型；i为土地利用类型的数目。转移矩阵中，行表示初期的第i种土地利用类型，列表示末期的第j种土地利用类型。

2.2 生态系统服务价值评估

借鉴谢高地等学者的研究内容，以单位面积耕地的粮食产量纯收入为1个等效因子的生态服务价值量。由于温州市实际粮食作物以小麦、玉米、大豆和稻谷为主，为使之更符合温州市的实际情况，将原有计算公式修改为式（2）。

[E=Va×Pa+Vb×Pb+Vc×Pc+Vd×Pd+Ve×Pe]" " " "（2）

式中：E表示1个标准当量因子的生态系统服务价值量，元/hm2；Va、Vb、Vc、Vd和Ve分别表示2020年温州市旱稻、晚稻、小麦、玉米和大豆的播种面积的比例，%；Pa、Pb、Pc和Pd分别表示2020年温州市旱稻、晚稻、小麦、玉米和大豆的单位净收益，元/hm²。

通过《温州市统计年鉴》《2020年全国农产品成本收益资料汇编》等，得到2020年温州市旱稻、晚稻、小麦、玉米和大豆的种植面积比例为21.67%、66.33%、1.17%、5.16%和5.67%。通过式（2），得到温州市1个标准当量因子的生态系统服务价值量为2 467.50元/hm²，从而得出温州市单位面积生态系统服务价值当量，见表1。

3 结果和分析

3.1 土地利用动态变化分析

温州市2000—2020年土地利用分布如图2所示，土地利用面积见表2。由图2和表2可知，各地类按面积从大到小的排列依次为林地gt;耕地gt;草地gt;建设用地gt;水域gt;未利用地。整个研究时段内，耕地面积处于持续减少的态势且减少幅度最大，为382.36 km²；林地、草地和未利用地的面积也处于减少的趋势，但整体波动不大，分别减少了130.67 km²、2.97 km²、0.51 km²；水域和建设用地均有增长，建设用地增长幅度最大，增加了491.19 km²。

根据图2，将3个时间节点的温州市土地利用数据叠加分析，得到2000—2010年和2010—2020年两个研究时段内不同地类面积转移矩阵。

温州市2000—2010年土地利用转移矩阵见表3。由表3可知，2000—2010年，耕地有较大面积，约246.42 km²的耕地转化为建设用地，而转化为耕地的面积远小于转出面积，导致耕地面积大幅下降。林地、草地和未利用地转出面积均大于转入面积，表明这3种地类在该研究时段内有所减少。水域面积由于耕地和林地转化而出现了大幅增长。

温州市2010—2020年土地利用转移矩阵见表4。由表4可知，2010—2020年，各地类按照转入面积大小排序为：建设用地gt;林地gt;耕地gt;草地gt;水域gt;未利用地。耕地主要转化为建设用地和林地，林地主要转化为耕地和建设用地，建设用地由于耕地和林地的较大面积转化而出现建设用地面积的大幅增长。

3.2 生态系统服务价值总体动态变化分析

温州市2000—2020年各地类的生态系统服务价值变化情况见表5。结合表2可知，除建设用地外，2000—2020年，耕地、草地及水域向其他用地类型转换主要为林地，因而林地生态系统服务价值拥有最大增量，为364.95亿元。同时，林地也占有最大的生态系统服务总价值贡献度，在2000、2010、2020年分别占总价值的88.39%、88.30%和88.54%；2000—2020年，生态系统服务价值占比最小的是未利用地，各年占比仅保持在0.003%；仅有耕地生态系统服务价值在研究时段内不断减小，由2000年的6.30%缩减至2020年的5.40%，其余类型生态系统服务价值占比均有上升趋势。

温州市2000—2020年生态服务贡献率见表6。由表6可知，整个研究时段内林地的生态服务贡献率最高，为88.63%，说明由林地面积变化引起的生态系统服务价值变化对研究区内总生态服务价值变化的影响所占比重最大。研究时段内，不存在负向贡献因子，均为正向贡献因子，因而使得温州市在2000—2020年生态系统服务价值整体呈上升趋势。其中生态服务贡献率最低的类型为未利用地，仅为0.0032%，说明其对生态系统服务整体变化影响较小。由表5可知，2000年生态系统服务总价值为224.37亿元，2010年为476.60亿元，10年间增加252.23亿元。其间，林地面积增长对该时段总服务价值变化量贡献最大，且生态服务贡献率最大，为88.22%。其次是耕地，为5.14%。未利用地贡献率最小，仅为0.003%。2020年生态系统服务总价值为636.15亿元，2010—2020年增加159.55亿元，该时段内的生态服务贡献率与此前相同，表现为；林地gt;耕地gt;水域gt;草地gt;未利用地。

3.3 单项生态系统服务价值动态变化分析

温州市2000—2020年不同生态系统服务的功能价值如图3所示。由图3可知，供给服务、调节服务、支持服务和美学景观服务的价值均表现为逐渐递增的变化趋势。其中调节服务价值增量最大，20年间增量为20 478.67万元；其次是支持服务价值，20年间整体增幅为181.36%；美学景观服务增量最小，在2000—2010年间增加了1 794.56万元，2010—2020年间增量仅为1 136.69万元。整体而言，四大一级服务功能价值变化均表现出明显增长趋势，但对比前后10年速度逐渐放缓，表明研究区内的生态系统调节能力在逐年增强，对生态保护、经济建设和生产生活等方面规划布局的宏观调控作用愈发明显。

4 讨论

温州市占主导位置的地类是林地，其次是耕地。通过研究结果可知，林地面积始终处于逐步上升的趋势，耕地面积则一直处于大幅下降的趋势，这与已有研究结果相符［10］。通过对温州市2000—2020年间生态系统服务价值的评估，结果表明温州市的生态系统服务价值始终处于上升的趋势，也与相关研究结论相符［11］。刘耕源等［12］在相关研究中指出，林地、草地和湿地等具有生态调节功能地类对生态系统服务价值的贡献显著，这与本研究中提出的林地在温州市的生态系统服务价值评估中占主导地位的结论一致。

通过分析单项生态系统服务对生态系统服务价值的贡献程度可知，调节服务起到了决定性的作用，其他服务的贡献度从大到小依次为支持服务、贡献服务、文化服务，这与罗芳等［13］提出的结论相符。林地、草地等地类在调节气候、保持水土、水源涵养等方面起到了至关重要的作用，因此生态系统服务价值呈现了逐年增长的特征。为保持和促进温州市的生态环境保护工作、提高生态系统附加值，应该针对本区域的发展要求，不断优化土地利用结构，在有序增加生态用地的同时，遏制建设用地无序扩张，加强对粮食安全的保护。

5 结论

①在研究时段内，温州市的林地面积最大，且处于逐年上升趋势；水域面积同样保持着稳步上升的态势；建设用地则呈现出大幅扩张的趋势，同时导致建设用地周边的耕地被侵占。

②2000—2020年，温州市的生态系统服务价值整体始终处于上升的趋势，表明该地区生态系统能够提供给人类福祉的能力在逐年提升。在生态系统服务贡献率的研究中表明耕地、林地、草地和水域均对生态系统服务有显著影响，其中林地的贡献率最高，因此在今后的规划中，应当着重注意土地利用变化对生态环境的影响。

③单项生态系统服务均表现为调节服务gt;支持服务gt;供给服务gt;文化服务。二级单项生态服务中气候调节、气体调节、水文调节、土壤保持和生物多样性在生态系统服务价值的提升中起到了决定性的作用。

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（栏目编辑：陈萌萌）