基于土地利用規劃的五寨縣生態服務價值評估

邢育剛，薛燕妮，劉 勇

(山西大學黃土高原研究所，山西 太原 030006)

生態系統服務價值是指人類從生態系統中獲得的效益，包括生態系統對人類可以產生直接影響的供給功能、調節功能和文化功能，以及對維持生態系統的其它功能具有重要作用的支持功能。1997年，Costanza等人首先對全球主要類型生態系統的生態服務價值功能進行了評估。2001年，我國謝高地等人通過對200名專家打分的結果進行統計，歸納出“中國陸地生態系統單位面積生態服務價值當量表”，第1次將生態服務價值貨幣化，使生態服務價值在人們的思想中成為一個量化指標。受植被覆蓋率、植株高度、生物量等的影響，不同的土地類型具有不同的生態服務價值。

土地利用規劃是國家深入貫徹科學發展觀，切實落實合理利用土地和切實保護耕地的基本國策，更好地統籌土地資源的開發、利用和保護，促進國民經濟快速發展的需要。但是，在傳統資源配置理論的指導下，土地利用規劃沒有充分考慮對生態環境等方面的影響，從而帶來諸如土地質量下降、生態用地被蠶食、人居環境惡化等一系列問題，嚴重阻礙了經濟社會的可持續發展。因此，從生態系統服務價值的角度出發，完善土地利用規劃，調整和優化用地結構和布局，成為現階段實施土地利用規劃的重要指導思想。

筆者從五寨縣實際的生態、經濟指標出發，運用常規的生態服務價值計算方法，計算并修正五寨縣生態服務價值系數，從而得出五寨縣各地類生態服務價值量及其變化趨勢。同時引入敏感性分析法，對單位面積生態服務價值當量進行合理性驗證，對五寨縣土地利用規劃合理性程度做出評價。

1 資料與方法

1.1 研究區概況

五寨縣位于忻州市西部，轄3鎮9鄉，地跨東經111°28'～113°，北緯 38°44'～39°17'，為半濕潤地區向半干旱地區的過渡地帶，總面積1387.61 km2.地勢東南高，西部低。東南為石山區，主峰蘆芽山海拔2 736 m，為縣境最高峰。中部為“丁“字形盆地，三岔海拔最低，為1 300 m.北部與西北部為黃土丘陵。境內土地結構復雜多樣，土地功能各不相同，主要河流是朱家川河及其支流清連河。

1.2 數據來源

筆者將五寨縣土地利用類型劃分為耕地、園地、林地、牧草地、水域面、建設用地和其它用地。其中，水域包括河流、湖泊、灘涂等，建設用地包括城鄉建設用地、交通水利用地和其它建設用地。研究所用數據是根據第二次土地調查結果，得出2010年土地利用類型面積。根據用地有關批文、地籍變更資料和用地臺賬，在2010年數據的基礎上核推出2005年的各地類面積。2020年數據是通過結合各鄉鎮項目申報情況和本縣用地發展趨勢等資料經過行業鑒定后得出的。

1.3 生態服務價值系數修正

結合Costanza的研究，我國學者謝高地等人根據中國實際的生態系統狀況，制訂了中國不同陸地生態系統單位面積生態服務價值表。由于五寨縣耕地和林地面積所占比例較大，生態系統受人為擾動較突出。因此，筆者在謝高地等研究的基礎上，結合五寨縣當地情況，對生態服務價值系數進行了修正。

由于生態服務價值的直觀影響因素為植物的生物量大小和植株的健康程度。一般為生物量越大，植株的生長狀況越好，則該地類的生態服務價值就越高。但是，在研究過程中發現植株的健康狀況較難衡量。因此，筆者在研究中僅考慮生物量大小對生態服務價值的影響，且假設其呈線性相關:

式(1)中:Pij——校正后的單位面積j類生態系統第i種生態服務功能價值量;

bj——研究區第j類生態系統的生物量;

Bj——全國第j類生態系統類型單位面積平均生物量;

pij——單位面積第j類生態系統第i種生態服務功能的全國平均價值量。

現將全國農田生態系統生物量因子設為1，查得五寨縣農田生態系統生物量因子為0.46，即Pij=(0.46/1)pij=0.46pij.由于水域和其它用地不存在生物量大小的區別，所以水域和其它用地直接參照“中國陸地生態系統單位面積生態服務價值當量表”中的水體和荒漠的單位面積生態服務功能價值;林地生態系統結合趙同謙、陳仲新等的計算方法進行計算，將結果結合公式(1)進行修正;草地生態服務價值參照“中國不同區域草地生態系統單位面積服務價值表”中華北暖溫帶、半濕潤半干旱區草地生態服務價值，并結合當年美元兌人民幣(1∶6.51)進行修正;園地生態服務價值取林地和草地的平均值;建設用地由于其表面植物生物量基本為零，從生態學角度出發不具有服務價值，參考Costanza的思路，其生態服務功能不進行估算。

1.4 生態服務價值計算方法

在修正后的生態服務價值系數基礎上，對五寨縣各地類生態服務價值進行估算，公式為:

式中:ESV——研究區生態系統服務總價值，元;

VCi——第i類土地利用類型單位面積的生態服務功能總服務價值系數，元/hm2;

Ai——研究區內第i類土地利用類型的面積，hm2;

n ——土地利用類型個數。

為驗證生態系統服務價值指數在規劃期內隨時間的變化對于生態服務功能價值的影響程度，筆者選取經濟學中的彈性系數概念來計算價值系數的敏感性指數(CS)，見公式(3).當CS＜1，表明生態服務價值對價值指數缺乏彈性，當CS＞1，表明生態服務價值對價值指數富有彈性。CS越大表明生態系統服務價值對價值指數越富有彈性，說明生態服務功能價值對生態系統服務價值指數依賴程度越大。

式中:ESV，VC ——同(2)式;

i，j——生態服務價值指數調整前后的狀態值;

k——第k類土地利用類型。

2 結果與分析

2.1 土地利用變化

為了能夠清楚地反映土地利用類型的階段性變化，筆者在研究中采用建立變化模型:

式中: K——土地利用類型年變化率;

Ua，Ub——研究初期和研究末期某種土地利用類型的面積;

T——研究時間段(一般單位為a)。

2.2 規劃期內各地類面積與生態服務價值關系

五寨縣2005年，2010年，2020年的各地類面積及占總面積的百分數見表1.

各土地單位面積的生態服務功能價值見表2.

表1 五寨縣規劃期各土地利用類型面積

表2 五寨縣各土地利用生態系統單位面積的生態服務功能價值 元/hm2

由表1和表2可以看出，五寨縣全境范圍內，耕地和林地面積占土地利用總面積的70%以上。但由于單位面積生態服務價值較低，生態服務價值貢獻率約為12.96%;而與之相反的是占總面積0.65%的水域卻承擔著全縣單位面積生態服務價值的74.17%;園地和草地在全縣境內面積較小，分別占總面積的0.02%和4.63%，其單位面積生態服務價值貢獻率分別為7.04%和5.15%;其它用地生態服務功能價值基數較低，但其面積從規劃初期的21.25%減小到末期的6.68%，對全縣生態服務價值總數變化的影響也是很大的。

2.3 規劃期內生態服務價值變化

五寨縣2005年至2010年，2010年至2020年，2005年至2020年的各地類土地利用類型面積變動情況見第7頁表3，生態服務價值變化情況見第7頁表4.

由表3和表4可以看出，從規劃基期2005年到規劃末期2020年間，五寨縣的總生態服務價值呈上升趨勢，2020年比2005年共計增加了21.48%.雖然水域、草地、其它用地生態服務價值呈減少狀，其中其它用地減少較為明顯，但耕地、林地、園地均有增加，尤以林地增幅最為明顯，增加了40.52%，對全局影響較大;園地增幅雖然高達219.32%，但是由于其基數較小，對整體變化形勢影響不是很明顯，大致與增幅在0.28%的耕地貢獻值相等。可以看出，全縣生態服務價值功能總數的變化，主要是由林地面積的大幅增加所決定的。

表3 規劃期內五寨縣各土地利用類型面積變動情況

表4 五寨縣各土地利用類型生態服務價值及價值變動

筆者將規劃劃分為兩個階段，規劃初期2005年至2010年，規劃期2010年至2020年。數據顯示，在規劃初期由于各土地利用類型面積變化不大，以致前5 a中生態服務價值總數變化也不明顯，總價值變化率僅為0.05%，年變化率為0.01%.其中園地、林地、草地、建設用地幾乎沒變化;耕地和水域的生態服務價值略有升高，其它用地僅減少約0.55%.規劃期的10 a中，林地和其它用地面積變化較大，林地面積增加19 428.82 hm2，其它用地減少20 051.99 hm2.由于林地的單位面積生態服務價值約為其它用地的13倍，使得這兩項生態服務價值之和變幅約為8768.58萬元。雖然草地和水域合計減少8.16萬元，但園地和耕地均有增加，使得五寨縣生態服務總價值從2010年的41 058.24萬元增加到了2020年的49 851.22萬元，增幅約為21.42%，年變化率也達到了2.14%.表明本輪土地利用規劃不僅充分考慮了當地的實際縣情，也從生態角度充分考慮了生態服務價值功能的價值，使全縣生態服務功能總價值呈穩步提升的趨勢。

2.4 敏感性分析

根據前文敘述的方法，為了便于更好地反映影響情況，將各土地利用地類的生態服務價值指數分別上下調整50%，用調整好的系數計算規劃區2005年和2020年生態服務價值，進行對比研究，結果見第8頁表5.

從表5可以看出，五寨縣所有土地利用類型的生態服務價值對單位面積生態服務價值指數的敏感性指數均小于1，表現為林地＞耕地＞草地＞水域＞其它用地 ＞園地。園地敏感性指數最低為0.000 3～0.000 8，即當園地生態服務價值系數增加1%，總價值只增加0.000 3% ～0.000 8%;最高值為林地約0.57～0.66，即當林地生態服務價值系數增加1%，總價值增加0.57% ～0.66%.因此可知，研究區生態服務總價值相對生態服務價值系數是缺乏彈性的，生態服務總價值不會隨各地類生態服務價值系數的變化發生較大變化，即生態服務總價值受各地類生態服務價值系數的影響不明顯，研究結果是合理的。

表5 調整系數后五寨縣生態服務價值的變化及敏感性指數

3 結論

筆者通過對五寨縣土地利用總體規劃中規劃初期和規劃期各土地利用類型面積的對比分析，發現規劃期內土地利用結構發生了較大變化。耕地、林地、園地和建設用地面積呈增加趨勢，其中以林地增長最為明顯，從規劃基期的47 954 hm2增加到了目標年的67 382.79 hm2，漲幅約40.52%;建設用地在規劃期內也增加了592.79 hm2，漲幅近14%;園地由于其規劃基期面積較小，僅增長了67.55 hm2，但增長了近220個百分點;耕地面積增幅不明顯;除此之外，其它各地類均有所下降，下降幅度最大的為其它用地，減少了20 213.95 hm2，下降幅度近70%;草地和水域面積雖有下降，但下降趨勢均不明顯。從各地類面積變化態勢來看，五寨縣不僅注重加大經濟建設的腳步，提升建設用地的面積，而且還發揮自身特色大幅植樹造林，使很大面積的未利用地轉化為林地，為當地經濟建設和生態環境的和諧發展樹立了榜樣。

依據五寨縣規劃期基期數據和規劃期數據的分析，結合全國生態服務功能價值當量表，根據五寨縣實際情況進行計算和修正得出了五寨縣土地利用單位面積生態服務價值當量表，引入生態服務價值理論對規劃區規劃前后生態服務總價值進行對比。雖然未考慮建設用地的生態服務功能損益評估，但也從客觀上充分地反映了當地生態環境的變化趨勢。

在本文的最后引入敏感性分析理論對單位面積生態服務功能指數和生態服務總價值進行分析，得出本次用生態服務價值理論對全縣生態環境的評估方法中單位面積生態服務功能指數選取是比較合理的。2005年到2020年的規劃期中，生態服務總價值增加了8 815.16萬元，增長幅度約21.48%，年增長率約1.43%.在階段分析中，規劃初期總生態服務價值年增長率僅為0.01%，而在規劃期年增長率為2.14%，漲幅明顯。表明，本次規劃不僅充分考慮了加快經濟建設的用地指標分配，而且能夠切實考慮到生態環境質量的提升，為當地營造和諧良好的生態宜居型城市發揮了很好的指導性作用。

[1]冉圣宏，呂昌河，賈克敬，等.基于生態服務價值的全國土地利用變化環境影響評價[J］.環境科學，2006，27(10):2 139-2 144.

[2]Daily G C.Nature's Services:Societal dependence on natural ecosystems[M］.Washington DC:Island Press，1997.

[3]Wilson M A，Carpenter S R.Economic valuation of freshwater ecosystem services in the United States:1971—1997[J］.Ecological Applications，1999，9(3):772-783.

[4]謝高地，魯春霞，冷允法，等.青藏高原生態資產的價值評估[J］.自然資源學報，2003，18(2):189-196.

[5]徐 立，劉少博，劉云國，等.湘中紅壤丘陵區土地利用變化對生態系統服務價值的影響— —以長沙市為例[J］.環境科學學報，2009，29(8):1 788-1 792.

[6]蔡玉梅，鄭偉元.土地利用規劃環境影響評價[J］.地理科學進展，2003，22(6):567-575

[7]Costanza R，Arge Groot.The value of the world’s ecosystem services and natural capital[J］.Nature，1997，387:253-260.

[8]謝高地，肖 玉，甄 霖，等.我國糧食生產的生態服務價值研究[J］.中國生態農業學報，2005，13(3):10-13.

[9]趙同謙，歐陽志云.中國森林生態系統服務功能及其價值評價[J］.自然資源學報，2004，19(4):480-491.

[10]陳仲新，張新時.中國生態系統效益的價值[J］.科學通報，2000，45(1):17-19.

[11]謝高地，張釔鋰，魯春霞，等.中國自然草地生態系統服務價值[J］.自然資源學報，2001，16(1):47-53.

[12]周永紅，鐘 飛.生態服務價值法在土地利用規劃環評中的應用[J］.江蘇農業科學，2010(1):348-351.

[13]徐 立，劉少博，劉云國，等.湘中紅壤丘陵區土地利用變化對生態系統服務價值的影響——以長沙市為例[J］.環境科學學報，2009，29(8):1 788-1 792.

[14]吳克寧，趙 珂，趙舉水，等.基于生態系統服務功能價值理論的土地利用總體規劃環境影響評價——以安陽市為例[J］.中國土地科學，2008，22(2):23-28.