基于土地利用變化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分析

摘要：以呼和浩特市為研究對象，利用2000年、2004年2期TM遙感圖像，對呼和浩特市土地利用時空變化及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行了研究，結(jié)果表明：(1)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣體現(xiàn)各種土地利用類型的空間變化都較大，說明人類影響較大；(2)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分析表明整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及各旗縣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值都有不同程度的增加。且山地、丘陵分布廣泛的旗縣增值程度要高于以平原分布為主的旗縣。

關(guān)鍵詞：土地利用變化 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值 呼和浩特市

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指通過生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程和功能直接或間接得到的生命支持產(chǎn)品(如食物、原材料)和服務(wù)(如廢棄物同化)。通過貨幣化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能和效益，認識生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的巨大價值，將會使人們更加意識到保護生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要性。隨著對可持續(xù)發(fā)展機制研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)維持與保育生態(tài)服務(wù)功能是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此。分析與評價生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的間接價值已成為當前生態(tài)學與生態(tài)經(jīng)濟學研究的前沿課題，對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的定量評估已成為國際可持續(xù)發(fā)展研究的焦點，是當前生態(tài)學、資源經(jīng)濟學、環(huán)境經(jīng)濟學以及生態(tài)經(jīng)濟學的交叉前沿領(lǐng)域。

作為西部少數(shù)民族地區(qū)首府城市的呼和浩特市，自2000年初國家開始實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來，經(jīng)濟發(fā)展迅速。伴隨著全市工業(yè)化和城市化的提高，農(nóng)村地域向城市地域加速轉(zhuǎn)變，全市經(jīng)濟社會建設(shè)對土地需求日益旺盛。土地利用變化越來越大。各方面矛盾日益突出。本項研究希望通過對全市土地利用變化及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分析，為合理調(diào)整土地利用格局，保障區(qū)域生態(tài)安全。促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供合理的理論依據(jù)。

一、研究區(qū)概況

呼和浩特市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部。地理坐標為北緯39°35’～41°25’。東經(jīng)110°31’～112°20’。該市除市區(qū)外還轄有4縣(托克托縣、和林格爾縣、清水河縣、武川縣)、1旗(土默特左旗)，人口約214萬。

呼和浩特市屬溫帶大陸性季風氣候。年平均溫度2～2.5℃。年平均降水量400毫米左右。本區(qū)北部為大青山中低山地和北麓丘陵。中部為土默川平原，東南分布有山地和黃土丘陵。其中，山地、丘陵、平原各占總面積的39.4％、37.6％和30.6％，海拔995～2280米。主要植被類型有針葉林、闊葉林、灌叢、草甸草原、典型草原等地帶性植被類型。

二、數(shù)據(jù)處理與研究方法

(一)數(shù)據(jù)來源與處理

以2000年和2004年獲得的TM遙感資料為基本信息源，參照1:25萬地形圖選取地面控制點(GCPs)，在PCI軟件的GCPWorks模塊下進行幾何校正，誤差控制在3個像元之內(nèi)；結(jié)合野外調(diào)查數(shù)據(jù)，確定合理的土地分類系統(tǒng)，并采用標準假彩色的圖像合成方案，利用EDARS及ArcVJew軟件進行室內(nèi)人機式交互解譯，并在ArcGis軟件支持下對兩個不同時期的矢量數(shù)據(jù)進行疊加運算；土地利用變化、景觀格局分析及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析是在ArcGjs9.1、Excel及Fragstats3.3軟件支持下完成的。

(二)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算

1997年，Costanza最先開展全球范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的估算，以每種生物群落單位面積上提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，乘以該生物群落的總面積。得到每種生物群落的服務(wù)價值總和。由于Costanza的理論成果存在著一些不足，2003年謝高地等根據(jù)中國的實際情況。參考Costanza的研究成果，制定了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值表。

研究采用Costanza的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的估算公式和謝高地等制定的中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值表，對呼和浩特市的土地利用、覆蓋類型的生態(tài)服務(wù)價值進行估算。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的估算公式如下：

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式中，V為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值(元)；P_i為第i類土地利用、覆蓋類型單位面積的生態(tài)功能總服務(wù)價值(元/hm²)；A_i為研究區(qū)內(nèi)第i類土地利用、覆蓋類型的面積(hm²，n為土地利用，覆蓋類型數(shù)目，A_i采用謝高地等制定的中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價值。

三、結(jié)果與分析

(一)呼和浩特市土地利用變化

結(jié)合表3可以看到4年間呼和浩特市的土地利用轉(zhuǎn)變情況：

1、耕地相對比較穩(wěn)定。在轉(zhuǎn)出方面主要為草地和林地，占了總轉(zhuǎn)出量的96.45％。出現(xiàn)這種狀況的原因應(yīng)該主要是退耕還林還草政策的實施。同時在轉(zhuǎn)入方面有686.29km²的草地轉(zhuǎn)化為耕地，說明在退耕還林還草政策實施過程中還需要付出更大的努力。

2、林地變較頻繁。在轉(zhuǎn)出方面主要是轉(zhuǎn)化為草地有175.56km²，在轉(zhuǎn)入方面起主要作用的是草地和耕地。分別為950.59km²和260.16km²。

3、草地轉(zhuǎn)化為林地和耕地的總面積為1636.88km²，而林地和耕地轉(zhuǎn)化為草地的總面積僅為738.38km²。這是導(dǎo)致草地面積減少的主要原因，

4、建設(shè)用地的變化動態(tài)度也比較大，這也說明了呼和浩特市建設(shè)用地的空間轉(zhuǎn)移比較頻繁。建筑用地轉(zhuǎn)化為其他用地很少，在轉(zhuǎn)入方面主要是草地和耕地，由此可見，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人口的膨脹，城市的擴建，建筑用地占用了大量的耕地和草地。

5、未利用土地基本沒有轉(zhuǎn)入，再轉(zhuǎn)出方面主要為耕地和草地。分別為45.13km²和15.34km²，反映了呼和浩特市的土地開發(fā)利用情況。

6、除耕地外，其他幾種土地利用類型的空間動態(tài)度都比較大，說明呼和浩特市人類活動非常頻繁。對土地利用變化的影響非常大。

由圖1和表4可以看到2000-2004的4年期間，土地利用的變化給呼和浩特市及各旗縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值帶來不同程度的增加。總體而言，整個呼和浩特市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值增加了0.12×1010元，造成這種增值的主要原因是單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較高的林地面積增加較多，為975.14km²。六個旗縣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值也都有所增加，其中增加最多的是武川縣，增加了約0.05×1010元。這與該縣大力推廣退耕還林、還草政策的大力實施有關(guān)。同時可以發(fā)現(xiàn)。以丘陵和山地為主的武川縣，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的增加程度要好于以平原為主的托縣。

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