重慶市主城區綠地生態系統服務價值2009—2015年變化研究

駱 暢 劉曉明

北京林業大學園林學院 北京 100083

自20世紀70年代開始，隨著生態學理論和整體社會環境意識的興起，生態系統服務功能這一概念作為生態學與生態經濟學研究的分支，逐漸得到人們的公認和普遍關注。Costanza等重要科學期刊《Nature》上發表的文章中對全球生態系統服務功能進行了劃分和評估，他們將生態系統服務功能歸納為17 種類型，并按10種生物群系以貨幣形式進行估算[1]。同時，在Daily主編的專著“Nature’ s Service: Societal Dependence on Natural Ecosystems”中比較系統地綜述了生態系統服務功能的概念、發展歷程、服務價值評估方法、不同生物系統以及不同區域的生態系統服務功能等專題研究等[2]。近年來，更多的國內外相關研究不斷發展，取得了較大的進展。

城市化是目前城市生態系統所面臨的嚴峻挑戰，隨著諸多環境問題的加劇，城市綠地生態系統服務價值的評價和研究在城市中的作用日益受到重視。因此，本研究以城市綠地的生態系統服務價值為關注點，以重慶市主城區為研究對象，采用生態測量方法將城市綠地生態系統服務價值貨幣化，綜合評價和分析了重慶主城區內城市綠地的生態系統服務價值。

1 城市綠地生態系統服務功能概述

城市綠地生態服務評價的定量研究是城市綠地研究的熱點。由于城市綠地的復雜性和抽象性，雖然沒有統一的定量方法來評價城市綠地的生態服務功能[3-5]，但是，定量方法可分為直接定量評價方法和間接定量評價方法。

同時，隨著社會對城市綠地功能與價值的日益重視，國內對城市綠地的研究也由定性的功能描述向定量的效益計量、價值評估轉化[6-7]。城市綠地生態服務功能價值評估的指標和方法一般直接借鑒生態系統特別是森林生態系統服務功能的價值評估指標和方法[6-8]。隨著研究的不斷發展，更多國內研究集中關注不同類型綠地的生態系統服務功能。研究的關注點從綠地生態系統服務功能轉向社會環境影響因素與其之間的關系[6-11]，并增加了各類生態系統服務價值評估模型的應用[11]。

2 研究區域概況

重慶市是我國重要的中心城市之一，也是長江上游地區的經濟中心。本文選擇重慶市主城區作為研究區域，涉及渝中、江北、南岸、沙坪壩、大渡口、九龍坡、渝北、巴南、北碚9區。重慶市主城區位于重慶市西部，地處川東平行嶺谷地帶，是全國典型的山地城市。主城9區，即重慶的市域中心區由都市核心區和都市擴展區構成。都市核心區面積約181 km2，都市功能擴展區面積約5 292 km2。2016年末，重慶市主城區常住人口總量為851.8萬人。

3 數據與方法

3.1 數據來源與處理

本文基于SPOT、QuickBird等高分辨影像(空間分辨率<1 m)提取城市綠地信息，包括了2009年和2015年兩期，并基于國土二調與變更調查的用地分類數據(比例尺1∶10 000)，采用時間-空間-類型多元分析法，綜合評估分析重慶市主城區城市綠地的生態系統服務價值。相對以往相關研究中多采用的Landsat影像(空間分辨率為30 m)提取城市綠地信息，具有更高精確度的數據，顯著改進了城市綠地生態系統服務價值評估的精度。

首先，對圖像數據進行預處理，包括圖像配準、融合、拼接。其次，選擇面向對象分類方法，采用多尺度分割和鄰近分類，劃分不同的土地利用類型(森林、道路、城市用地)。再次，在此基礎上利用國土調查數據進行人工對照解譯，并結合上述數據，進一步劃分具體的城市土地利用類型[12-13]。本文將重慶主城區范圍內的用地類型分為6種類型進行識別，包括建設用地、城鎮綠地、水體、林地、草地和耕地，除建設用地外，分類共包含了5種類型的城市綠地。

由于重慶山地城市獨特的地形地貌特征，主城區內自然山林資源豐富，使得林地成為主城區內占地面積最大的綠地類型，占據了都市擴展區的大片連續區域。大面積的林地主要集中分布于重慶主城區東南部巴南區，以及北部和東北部的渝北區和北碚區范圍內，在其他地區呈散落分布；耕地主要分布在重慶主城區都市擴展區北部部分區域，以及外環道路以外的北部溝谷地帶；草地相對面積較小，主要分布于外環道路以外的西南部。

3.2 研究方法

3.2.1 綠地生態系統服務價值分類

本文參考目前獲得廣泛應用的生態系統服務功能分類，對研究中城市綠地生態服務功能進行分類，將城市綠地生態服務功能分為供給服務、調節和支持服務、文化服務3個大類[14-17]。對于重慶市主城區城市綠地生態系統服務功能評價選取淡水資源、農業生產、雨洪管理、固碳釋氧、水質凈化、空氣凈化、降低噪音、氣溫調節、保持土壤、維持生物多樣性、觀賞游憩和文化教育12項生態系統服務功能，這些服務功能分別屬于直接使用價值、間接使用價值及選擇價值等類型。選取的生態系統服務均與城市相關需求聯系緊密，是不可缺少的具有重要意義的生態系統服務功能。

3.2.2 綠地生態系統服務價值評估

對于不同類型生態系統服務采用功能價值法進行評估，選定適宜的量化因子和貨幣價值評估方法進行評估計算[16- 18]。本文所研究的12項生態系統服務所選取的量化因子類型和貨幣價值評估方法如表1所示。

表1 重慶市主城區綠地生態系統服務分類和評估方法

4 結果與分析

通過利用上述貨幣化的生態系統服務價值的評估方法，量化獲得重慶市主城區城市綠地的生態系統服務功能價值評估結果如表2所示。

從表2可知，2009年重慶主城區城市綠地生態系統服務總價值為511.646億元，與2015年評估結果相比較，這6年間重慶主城區城市綠地的生態系統服務價值增長了23.12%。

表2還表明，2015年重慶市主城區綠地生態系統服務類型中農業生產和雨洪調節所占價值比重最大，其次為淡水資源價值。游憩功能價值、生物多樣性服務價值、固碳釋氧服務價值居中。其他生態系統服務類型，包括噪音降低、水質凈化、氣溫調節、空氣凈化和保持土壤等服務價值相對較低。

表2 重慶市主城區綠地生態系統服務價值變化情況

通過估算結果可以看到2009—2015年重慶主城區城市綠地生態系統服務價值的變化情況。根據綠地類型面積的變化情況可以看出，隨著城市建設用地面積的增長，所有類型的城市綠地面積均有不同程度的減少，這說明城市化過程中耕地、林地和草地等被城市建設用地占領的必然趨勢。

但同時，城市綠地的生態系統服務價值卻在不斷增長。雖然大多數類型的生態系統服務價值呈現下降趨勢，但重慶市主城區城市綠地的總體生態系統服務價值卻增長了118.27億元。總體生態系統服務價值增長主要來源于農業生產價值和雨洪調節服務價值的增長，其他各類型生態系統服務價值均隨著各類型綠地面積的下降呈現出不同程度的下降趨勢。由此可見，近幾年來城市綠地空間的變化使得重慶市主城區綠地的大部分生態系統服務功能遭到一定程度上的破壞，也從側面反映出綠地對城市徑流調節和雨洪管理的重要性。

5 討論

一方面，近年來飛速的城市開發建設使重慶市主城區綠地不斷被侵蝕，這對城市綠地生態系統及其生態系統服務功能造成了嚴重破壞，側面反映出對城市生態環境造成的消極影響。另一方面，總體生態系統服務價值的增長反映了為城市生活提供寶貴生態價值的綠地逐漸成為越來越重要的城市財富是不可忽視的現實。

本研究利用多源數據對重慶市主城區城市綠地的生態系統服務功能價值進行評估和研究，由于數據和評估方法的局限性，仍然存在不足。在今后的研究中，對于各項功能價值的直接相加與整體功能價值之間的誤差問題，可考慮建立生態服務功能價值評估體系；對于時間維度方面，應當關注更長期的價值變化情況；未來研究中可進一步探討在城市綠地的規劃與設計實踐中，生態系統服務功能價值評估的應用，提出基于城市綠地生態系統服務價值評估的城市綠地系統規劃策略和方法。