現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值評估研究

李琳，張杰，馬毅

(1.青島市勘察測繪研究院，山東青島 266033； 2.國家海洋局第一海洋研究所，山東青島 266061；3.青島市海陸地理信息集成與應用重點實驗室，山東青島 266033)

現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值評估研究

李琳1，3?，張杰2，馬毅2

(1.青島市勘察測繪研究院，山東青島 266033； 2.國家海洋局第一海洋研究所，山東青島 266061；3.青島市海陸地理信息集成與應用重點實驗室，山東青島 266033)

確定了利用高分辨率影像對現代黃河三角洲濕地這種小尺度區域生態系統服務功能進行價值評估的技術體系，并在該體系的指導下，開展了現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值評估的研究。首先獲取了2004年和2009年現代黃河三角洲的濕地景觀格局，并分析其動態變化。在此基礎上，對2004年和2009年現代黃河三角洲濕地各種生態服務功能價值分別估算，并從價值構成和空間分布上對其進行了分析，分析得出物質生產功能和營養物質循環功能是研究區主要生態服務功能，其價值分別占總價值的25.22%和22.57%；而從空間上來看，整個研究區濕地生態系統服務功能價值總體的分布趨勢是從內陸到淺海方向逐漸增大，蘆葦-沼澤草甸濕地分布區的生態服務功能價值總體上高于其他區域。基于以上分析結果，進一步分析研究區生態服務功能價值的變化情況，得出從2004年～2009年總價值由100.30億元減少到96.59億元，其中除了物質生產功能價值處于增長的趨勢，其余各項生態服務功能價值均有不同程度的減少；蘆葦沼澤-草甸濕地的生態服務功能價值的變化最大，5年間減少了6.48億元。

現代黃河三角洲；濕地；生態服務功能價值；動態變化；RS；GIS

1 引 言

20世紀70年代起，生態服務功能逐漸成為一個新興生態學和生態經濟學研究熱點，受到普遍關注。在此領域，兩位代表人物Gretchen C.Daily和Robert Costanza作出了巨大貢獻[6，12，13]。近年來，國內外相繼采用不同的價值評估方法對全球[12～14]和中國[15～17]以及中小尺度區域的濕地[18]、森林[19～21]、草地以及江河湖泊流域[22，23]等生態系統的服務價值進行了估算研究。其中，由于濕地生態系統的特殊性和重要性，特別受研究者的重視。中國對于濕地生態服務功能的研究是20世紀60年代從沼澤開始的，20世紀80年代末90年代初主要進行濕地生態系統定性研究，在90年代后期開始了對濕地生態系統的定量研究，近十幾年來，隨著研究的深入，遙感技術逐漸在濕地生態服務功能價值評估中得到了應用。

黃河三角洲濕地是具有國際意義的重要河口濕地，兼受海洋、陸地和河流的多重影響，濕地類型多樣，生態環境特殊，具有重要的生態服務功能價值。但近十幾年來，區域經濟發展、開發區建設和鄉鎮企業發展驅動著該區土地利用結構的變化以及濕地景觀格局的變化，使黃河三角洲區域生態環境不斷惡化。因此，該區域的開發建設和環境保護日益受到重視。

本文在908專項山東江蘇海島海岸帶遙感調查與研究課題的支持下，基于GIS和RS技術，獲取了現代黃河三角洲的濕地信息，分析了濕地景觀格局變化，并在此基礎上對現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值進行了定性、定量評估以及空間分布上的分析，為區域決策和管理提供科學支持。

2 研究區域

本文以現代黃河三角洲(37°30′N～38°17′N，118° 25′E～119°25′E)為研究區，研究范圍以漁洼為頂點，北到挑河口，南至小島河，向東至海水約6 m等深線處，整體呈扇形分布，如圖1所示。

3 數據

3.1 遙感數據源

本文選擇2005年的2景SPOT-5影像、2010年的1景SPOT-5影像以及2009年的1景ALOS影像作為數據源(見表1)，考慮到所選擇遙感影像的獲取時間為2005年及2010年的上半年，2009年的下半年，而遙感影像是瞬時的，所以本文作者認為基于影像獲取的濕地信息提取結果實際上反映的是2004年及2009年的情況，研究時段為5年。本文用到的遙感影像如表1所示。

圖1 研究區域范圍

遙感影像數據列表 表1

3.2 野外調查數據

在本論文研究開展和完成之前，分別于2009年6月，2010年12月和2011年1月赴研究區域開展了野外調查測量和資料收集工作。其中，2009年野外調查的目的主要是獲取用于遙感影像進行幾何精校正的地面控制點的經緯度坐標數據以及獲取觀測點周圍的土地利用狀況、植被類型、植被高度和覆蓋度(詳細記錄并進行照相和攝像)，從而建立起主要地物類型的遙感解譯標志。2010年野外調查的目的主要是驗證前期提取的濕地類型信息的正確率，并大量收集論文所需資料，通過本次野外調查，得到前期所提取的濕地類型信息的正確率約為80%，經修改后信息提取結果正確率在95%以上。

3.3 其他資料

在各次實地調查的同時，也開展了論文研究過程中所需要的多種資料的收集整理工作，其中包括2004年東營市統計年鑒和2009年東營市統計年鑒；2004年山東省漁業統計年鑒和2009年山東省漁業統計年鑒；東營市相關部門2004年、2010年統計資料；環境統計資料；東營市海洋與漁業志；東營市水系分布圖；東營市海域使用管理圖；東營市海洋功能區劃圖；已有的科研和論文成果資料、及相應的地圖集等等。

4 評估體系確立

4.1 濕地分類

綜合借鑒Ramsar公約濕地分類體系中的成因分類法理論和Cowardin(1979)的成因分類法，考慮研究目的、內容、信息源、影像分辨率等特點，充分結合地貌特征、植被特征、水文特征等對現代黃河三角洲濕地進行類型劃分。對于本研究而言，由于在遙感影像上很難判讀出濕地植被的類型，而現有的濕地資源調查數據及參考資料又相當有限，所以只能在現場調查及現有資料的輔助之下，遵循盡量滿足研究內容要求的原則下，將本文研究區域的濕地類型分為三大類16個小類。由于在本文分析過程中要考慮濕地與非濕地之間的轉化，故將非濕地類型也列入此分類體系，以便于信息提取工作的開展。

4.2 生態服務功能分類

根據適用性和可行性的原則，本文主要選取了現代黃河三角洲濕地的9項主導生態服務功能進行研究，主要包括物質生產功能、局部氣候調節功能、蓄水調洪功能、凈化功能、侵蝕控制保護土壤功能、營養物質循環、提供生物棲息地功能、休閑娛樂功能、文化科研功能。

4.3 生態服務功能與濕地類型的映射關系

同一種濕地類型可能具有多種不同的生態服務功能價值，不同濕地類型也可能具有相同的生態服務功能，故根據現代黃河三角洲濕地生態系統的主要生態類型以及生態服務價值屬性來源，建立現代黃河三角洲的生態服務功能與濕地生態類型的映射關系。

4.4 評估方法確定

每一種生態服務功能價值評估方法各有優、缺點，同時，生態服務功能不同，選用的評估方法也不一樣。本文根據現代黃河三角洲濕地類型的特點，結合不同生態服務價值的屬性來源，按照科學、合理、可行、可操作的原則，針對現代黃河三角洲9種不同生態服務功能的價值構成，確定每種功能的價值類型及評價方法，建立一一對應關系，如表2所示。

現代黃河三角洲濕地生態系統服務功能價值類型與評估方法 表2

5 現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值評估

5.1 濕地信息提取及變化分析

以本文提出的現代黃河三角洲濕地分類體系和解譯標志為綱，借助ArcGIS軟件，采用目視解譯的方法，獲取2004年和2009年現代黃河三角洲的濕地與非濕地信息。

根據2004年和2009年濕地信息統計數據，分析2004年～2009年現代黃河三角洲各濕地類型之間的變化情況。圖2反映了這些類型之間互相轉化在空間上的分布情況，從圖中可直觀的看出，這5年間，現代黃河三角洲區域人工濕地與自然濕地之間，濕地與非濕地之間發生了較大面積的類型互相轉化。通過計算2004年～2009年現代黃河三角洲濕地類型轉移矩陣進一步具體分析變化情況。

圖2 現代黃河三角洲2004年～2009年濕地類型轉化分布圖

分析得出，2004年～2009年，研究區域濕地面積減少，非濕地面積增加，這個過程中既存在非濕地向濕地的轉化(面積為43.765 4 km2)，又存在濕地向非濕地的轉化(面積為76.6502 km2)，凈變化面積為32.884 8 km2。而在濕地內部主要表現為，自然濕地面積減少，人工濕地面積增加；自然濕地面積減少了147.917 1 km2，其中有48.84%轉成了非濕地，其余均轉化為人工濕地。在各種濕地類型中，蘆葦沼澤-草甸濕地、養殖池塘、鹽田濕地的變化最大。

5.2 現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值估算結果分析

(1)估算結果

根據本文建立的濕地生態服務功能價值評估體系，對2004年現代黃河三角洲濕地生態系統的服務功能價值逐項進行估算。計算過程中以2004年價格作為標準，出現美元的地方，按2004年人民幣與美元兌換率8.28進行換算。由估算結果可見，現代黃河三角洲濕地生態系統中不同濕地類型都具有特殊的生態效益，都有其不同的主導生態服務功能，且不同濕地類型的生態服務功能價值量也是不盡相同的。經統計，2004年研究區濕地生態服務功能總價值為100.3億元。其中，物質生產功能價值為25.30億元、局部氣候調節功能價值為5.29億元、蓄水調洪功能價值為6.45億元、凈化功能價值為12.28億元、侵蝕控制保護土壤功能價值為2.07億元、營養物質循環功能價值為22.64億元，提供生物棲息地功能價值為7.87億元、休閑娛樂功能價值為7.28億元、文化科研功能價值為11.12億元。各濕地類型服務功能價值分類統計如表3所示。

2004年現代黃河三角洲不同類型濕地主要生態服務功能及價值量(單位/億元) 表3

(2)現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值構成分析

在現代黃河三角洲濕地各項生態系統服務功能價值中，物質生產功能價值和營養物質循環功能價值所占比例最大，分別為25.22%和22.57%；其次是凈化功能價值和文化科研功能價值，分別占12.24%和11.09%；提供生物棲息地功能價值和休閑娛樂功能價值所占比例相差不大，分別為7.85%和7.26%；蓄水調洪功能價值和局部氣候調節功能價值所占比例相差不大，分別為6.43%和5.27%；侵蝕控制保護土壤功能價值所占比例最小，僅占2.06%。具體比例分布如圖3所示。總體上看來，供給服務和調節服務是現代黃河三角洲濕地主要的生態服務功能。

圖3 現代黃河三角洲濕地各類生態服務功能價值比例

(3)現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值空間分布特征分析

根據現代黃河三角洲濕地生態系統的主要生態類型以及生態系統服務價值歸屬關系，結合前文中濕地景觀格局和生態系統服務功能價值的提取結果及分析結果，在ArcGIS支持下，生成研究區生態系統服務功能價值空間分布圖，如圖4所示。

圖4 現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值空間分布(單位/億元)

從圖上可以看出，現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值的空間分布特征表現為:①整個研究區濕地生態服務價值總體的分布趨勢是從內陸到淺海方向逐漸增大；②蘆葦-沼澤草甸濕地分布區的生態服務價值總體上高于其他區域；③自然保護區南北兩部分均是研究區價值分布的集中區域。

6 現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值動態分析

為分析2004年～2009年研究區生態系統服務價值的變化與濕地景觀格局變化之間的關系，且由于研究時間間隔僅為5年，故本文在研究過程中假設價格水平不變，計算得到2009年現代黃河三角洲各濕地類型服務功能價值。

根據現代黃河三角洲濕地景觀格局和生態系統服務價值的分析結果，得到2004年～2009年研究區生態系統服務價值的總體變化情況，見表4和表5。從表中數據可以看出，從2004年～2009年，現代黃河三角洲濕地的生態服務功能價值由100.30億元變為96.59億元，減少了3.71億元。

從生態服務功能類型的角度分析可得，除了物質生產功能價值處于增長的趨勢(增加2.22億元)，其余各項生態服務功能價值均有不同程度的減少，降幅最大的是凈化功能，其價值在5年間減少了2.1億元，文化科研功能價值變化很小。具體變化如表4所示。

2004年～2009年現代黃河三角洲濕地生態服務功能各類型價值量變化表4

從不同濕地類型的角度分析可得，自然濕地的生態服務功能價值減少了7.28億元，而人工濕地增加了3.58億元，；在各種濕地類型中，蘆葦沼澤-草甸濕地的生態服務功能價值的變化最大，5年間減少了6.48億元。具體變化如表5所示。

2004年～2009年現代黃河三角洲各濕地類型生態系統服務功能價值變化表5

7 結 論

本文在綜合研究大量的濕地生態服務功能及價值評估成果的基礎上，確定利用高分辨率影像對現代黃河三角洲濕地這種小尺度區域生態系統服務功能進行價值評估的技術體系，并在該體系的指導下，進行了現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值評估的研究，主要結論如下:

(1)結合現代黃河三角洲的實際情況，在分析高分辨率遙感影像特點的基礎上，確立了現代黃河三角洲濕地的分類體系，選取了9項主導服務功能，并建立了現代黃河三角洲的生態系統服務功能與濕地生態類型的映射關系，并為每一個生態系統服務功能選取了最佳的評估方法。

(2)對2004年～2009年現代黃河三角洲的濕地信息進行提取及動態變化分析。5年間，研究區域濕地面積減少，非濕地面積增加，凈變化面積為32.884 8 km2。而在濕地內部主要表現為，自然濕地面積減少，人工濕地面積增加；自然濕地面積減少了147.917 1 km2，其中有48.84%轉成了非濕地，其余均轉化為人工濕地。在各種濕地類型中，蘆葦沼澤-草甸濕地、養殖池塘、鹽田濕地的變化最大。

(3)依據本文確立的評估體系，對2004年～2009年現代黃河三角洲濕地各種生態系統服務功能價值分別進行了估算，并以2004年估算結果為例從價值構成和空間分布上對現代黃河三角洲濕地生態服務功能價值進行了分析。經統計，2004年研究區濕地生態服務功能總價值為100.3億元，其中物質生產功能價值和營養物質循環功能價值是研究區主要生態服務功能，分別占25.22%和22.57%；而從空間分布上來看，整個研究區濕地生態系統服務價值總體的分布趨勢是從內陸到淺海方向逐漸增大；蘆葦-沼澤草甸濕地分布區的生態服務價值總體上高于其他區域。

(4)根據現代黃河三角洲濕地景觀格局和生態系統服務價值的分析結果，得到研究區生態系統服務價值的變化情況，2004年～2009年總價值由100.30億元變為96.59億元，減少了3.71億元。從生態服務功能類型的角度分析可得，除了物質生產功能價值處于增長的趨勢，其余各項生態服務功能價值均有不同程度的減少。在各種濕地類型中，蘆葦沼澤-草甸濕地的生態服務功能價值的變化最大，5年間減少了6.48億元。

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城市地區地理國情普查內容與指標專家討論在天津召開

近日，城市地區地理國情普查內容與指標專家討論會在天津市測繪院舉行，國家測繪地理信息局總工程師胥燕嬰，國土測繪司副司長翟義青，國家基礎地理信息中心副主任劉若梅、副處長李力勐，國家測繪產品質量檢驗測試中心趙有松，中國測繪科學研究院副所長董春，北京市測繪設計研究院副總工程師晁春浩及工程師王淼，武漢市測繪研究院副總工程師羅名海，陜西測繪地理信息局副處長謝露蓉，上海市測繪院高級工程師李乃良及工程師鄧斌，重慶市地理信息中心工程師袁超出席了此次會議。天津市規劃局副局長魯承斌，天津市測繪院院長馬華山，黨委書記劉俊衛，天津市規劃局測繪管理信息處處長李征和許海濤，天津市測繪院副院長史廷玉，總工程師胡珂，副總工程師賈有良以及天津市測繪院地理國情項目組成員一同參加了會議。

天津參與了全國地理國情普查的第一批試點，先試先行，取得了寶貴的經驗。專家討論會首先由天津市測繪院副總工賈有良介紹了天津市濱海新區的試點情況，重點介紹了包括從組織實施、數據生產到統計分析一系列的工作流程；劉若梅主任詳細介紹了城市地區地理國情普查內容與指標框架的設想。與會的各位專家隨后分別講述了各自參與地理國情普查試點工作中的切身體會和建議，并就城市地區地理國情普查內容與指標的制定展開了熱烈的討論。

(來源:http://www.tjch.com.cn)

M odern Yellow River Delta Wetland Ecosystem Service Function Value Assessment Study

Li Lin1，3，Zhang Jie2，Ma Yi2
(1.Qingdao Geotechnical Investigation，Qingdao 266033，China； 2.The First Institute of Oceanography，SOA，Qingdao 266061，China； 3.Qingdao Marine and Terrestrial Geographic Information Integration and Application Key Laboratory，Qingdao 266033，China)

This paper determines the technology system of small-scale regional ecosystem such as themodern Yellow River Delta wetland’s service function value assessment using high-resolution images，and under the guidance of the technology system to do the ecosystem service function value assessment ofmodern Yellow River Delta wetland.Firstly，it gets the wetland landscape pattern of Modern Yellow River Delta in 2004 and 2009，and analyses its dynamic changes. On this basis，it estimates a variety of ecological services value of Modern Yellow River Deltawetland in 2004 and 2009，and analyses the value from its composition and spatial distribution.The analysis result reveals thatmaterial producing function and nutrient circling function are themain ecological service functions of the study area，and they are respectively 25.22%and 22.57%；from space，the trend of the overall distribution of thewetlands ecosystem service value of the entire study area is increasing gradually from inland to the shallow water，and the services value of swamp meadow wetland ecosystem is generally higher than other regions.Based on the results of the above analysis，it analyses the changes of the value of ecosystem of the study area，revealing that the total value reduced to 9.659 billion yuan from 10.03 billion yuan during2004 to 2009；In addition to that the service value ofmaterial producing function grows，the remaining ecological service function value all reduced in varying degrees；the service function value of reed swamp-meadow wetland ecosystem changesmostly，decreasing 648 million yuan during the 5 years.

modern Yellow River delta；wetlands；services function value of ecosystem；dynamic changes；RS；GIS

1672-8262(2013)04-98-06

P236

A

2013—01—09

李琳(1985—)，女，助理工程師，主要研究方向為遙感與地理信息系統。

科技部“中加國際科技合作項目”(2010DFA71210)，國家海洋局“我國近海海洋綜合調查與評價專項”(908-01-WY02)