白洋淀流域土地覆被變化及其生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)

徐志濤, 陳鵬飛 , 周世健, 諸云強(qiáng), 石雅嬌

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白洋淀流域土地覆被變化及其生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)

徐志濤1,2, 陳鵬飛1,3,*, 周世健4, 諸云強(qiáng)1,3, 石雅嬌1

1. 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所, 資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100101 2. 東華理工大學(xué), 測(cè)繪工程學(xué)院, 南昌 330013 3. 白洋淀流域生態(tài)保護(hù)與京津冀可持續(xù)發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心, 河北保定 071002 4. 南昌航空大學(xué), 南昌 330063

白洋淀流域處于京津腹地, 經(jīng)濟(jì)、生態(tài)戰(zhàn)略地位顯要, 研究其土地覆被變化規(guī)律及它引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化具有重要意義。文章研究了白洋淀流域2005—2015年土地覆被的變化情況, 并對(duì)其引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化進(jìn)行分析。為此, 收集了該區(qū)域2005年、2015年兩個(gè)時(shí)間段TM/OLI遙感影像, 解譯出相應(yīng)的土地覆被數(shù)據(jù), 從兩個(gè)時(shí)期土地覆被變化的趨勢(shì)、轉(zhuǎn)換關(guān)系及土地利用程度等方面對(duì)土地覆被變化規(guī)律進(jìn)行分析, 并進(jìn)一步分析不同土地覆被類型變化對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)服務(wù)價(jià)值的影響。結(jié)果表明: 2005—2015年間流域內(nèi)土地覆被顯著變化, 草地、未利用地的面積呈減少趨勢(shì), 林地、耕地、建設(shè)用地、濕地水體呈增加趨勢(shì), 土地利用程度增加; 生態(tài)服務(wù)價(jià)值隨土地覆被變化有所改變, 林地、耕地、濕地水體的變化導(dǎo)致生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加, 草地的變化導(dǎo)致生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少。總體而言, 近10年來白洋淀流域生態(tài)服務(wù)總價(jià)值增加, 生態(tài)環(huán)境明顯改善。

生態(tài)服務(wù)價(jià)值; 土地覆被; 白洋淀流域; 遙感

1 前言

土地覆被變化是陸地表層系統(tǒng)最重要的變化之一, 它是全球環(huán)境和陸地生態(tài)系統(tǒng)變化的重要組成部分及造成其變化的重要原因[1–2]。它直接影響全球生物圈、水圈、大氣圈的功能和結(jié)構(gòu)以及全球生態(tài)的物質(zhì)能量循環(huán)[3]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)通過其獨(dú)有的功能、結(jié)構(gòu)和變化為人類提供物質(zhì)產(chǎn)品、承擔(dān)氣候調(diào)節(jié)等的服務(wù)[4–6]。土地覆被變化必然會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生影響, 從而影響生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的種類和程度, 進(jìn)一步影響人類的生存環(huán)境[7]。因此, 研究土地覆被變化規(guī)律及其引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化具有重要意義。

白洋淀流域處于京津腹地, 生態(tài)戰(zhàn)略地位顯要, 特別是其中下游的白洋淀是華北地區(qū)最大的淡水濕地, 被譽(yù)為“華北之腎”。由于受自然條件和人類活動(dòng)的影響, 白洋淀流域生態(tài)環(huán)境在不斷發(fā)生著變化[8]。為落實(shí)《京津冀生態(tài)環(huán)境支撐區(qū)規(guī)劃(2016—2020 年)》, 保護(hù)白洋淀地區(qū)生物多樣性, 促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展, 迫切需要研究近年來白洋淀流域土地覆被變化規(guī)律及其影響下的生態(tài)服務(wù)價(jià)值狀況, 為生態(tài)環(huán)境保護(hù)決策、管理和執(zhí)法提供數(shù)據(jù)支持。

韓美清等[8]采用2005年土地覆被數(shù)據(jù)對(duì)白洋淀流域生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。張素珍和李貴寶[9]評(píng)價(jià)了2002年白洋淀濕地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。劉豐等[10]分析了白洋淀1987—2007年間的土地覆被變化規(guī)律以及其對(duì)水質(zhì)的影響。江波等[11]基于統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)評(píng)估了白洋淀濕地在2011年的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。這些研究對(duì)2011年之前白洋淀地區(qū)土地覆被狀況變化情況進(jìn)行了很好分析, 但對(duì)土地覆被變化影響下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化未做系統(tǒng)研究, 多是對(duì)單一年份的白洋淀地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值做評(píng)估。另外, 近些年來白洋淀地區(qū)實(shí)行了濕地保護(hù)政策, 土地覆被情況又有所變化。因此, 本研究基于遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù), 對(duì)2005—2015年間白洋淀地區(qū)的土地覆被變化情況進(jìn)行系統(tǒng)分析, 并定量評(píng)價(jià)由其帶來的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

白洋淀流域位于華北平原中部, 地處東經(jīng)113° 39￠—116°11￠, 北緯 39°04￠—40°04￠之間, 跨河北、山西兩省和北京市的38個(gè)市縣, 流域面積約31200平方公里[12]。該區(qū)域?qū)儆谂瘻貛Т箨懠撅L(fēng)性氣候, 年平均降雨量為563.9 mm, 年平均氣溫為9.9 ℃[13]。土壤類型主要有褐土和潮土, 植被類型主要有落葉闊葉林、常綠針葉林、草地等。

2.2 數(shù)據(jù)收集

本文收集的數(shù)據(jù)主要包括遙感數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。其中, 遙感數(shù)據(jù)主要用于研究區(qū)土地覆被解譯; 社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要用于白洋淀地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的單位當(dāng)量因子價(jià)值計(jì)算和當(dāng)量因子表修正。

2.2.1 遙感數(shù)據(jù)

考慮研究區(qū)大小和土地覆被解譯精度要求, 收集白洋淀流域30米分辨率TM/OLI影像作為土地覆被解譯的遙感數(shù)據(jù)源。結(jié)合影像質(zhì)量和云量, 合計(jì)獲取流域內(nèi)2005年和2015年夏、冬季TM/OLI遙感影像共14景。

2.2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)

白洋淀流域大部分位于保定市境內(nèi), 剩余部分主要位于靈丘縣、涿鹿縣和北京房山區(qū), 合計(jì)占流域面積約82.4%。因此本研究主要收集了保定市、靈丘縣、涿鹿縣和北京房山區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。通過部門官網(wǎng)查詢、年鑒查閱等方式獲取保定市、靈丘縣、涿鹿縣和北京房山區(qū)2005年、2015年的相關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)分析方法

2.3.1 土地覆被數(shù)據(jù)分類體系及解譯

考慮白洋淀流域的特征, 為更好的與生態(tài)服務(wù)價(jià)值研究相結(jié)合, 本研究采用的分類體系如表1所示, 共分為6個(gè)一級(jí)類, 15個(gè)二級(jí)類。土地覆被數(shù)據(jù)的解譯主要采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類與人工目視解譯相結(jié)合的手段方式進(jìn)行。

表1 本研究使用的分類體系

2.3.2 土地覆被遙感解譯結(jié)果驗(yàn)證

對(duì)于土地覆被數(shù)據(jù)的驗(yàn)證主要通過Google高分辨率影像進(jìn)行。考慮到2005, 2015年土地覆被數(shù)據(jù)采用相同方法制作, 且2005年無Google高分辨率影像。在此, 僅對(duì)2015年數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證以代表數(shù)據(jù)的整體精度。根據(jù)解譯結(jié)果, 按照各地類面積和破碎度, 隨機(jī)布設(shè)驗(yàn)證樣點(diǎn)216個(gè)。統(tǒng)計(jì)總體分類精度和Kappa系數(shù)來衡量解譯精度, 它們的計(jì)算方法參見趙英時(shí)[14]。

2.3.3 土地覆被變化規(guī)律研究

基于趨勢(shì)分析、土地利用動(dòng)態(tài)度分析、轉(zhuǎn)移矩陣分析、土地利用程度分析等手段, 從土地覆被變化趨勢(shì)、速率、轉(zhuǎn)換關(guān)系、總體利用程度等方面分析流域內(nèi)土地覆被變化情況。其中, 土地利用動(dòng)態(tài)度參照王秀蘭等的方法計(jì)算, 公式如(1)所示; 土地類型轉(zhuǎn)移矩陣采用劉瑞[15]等的方法計(jì)算, 公式如(2)所示; 土地利用程度采用劉紀(jì)遠(yuǎn)[16]的方法進(jìn)行, 土地利用程度分級(jí)如表2所示, 計(jì)算公式如(3)所示。

式中:為研究期間某一土地覆被類型年變化率, 即動(dòng)態(tài)度;V、V分別為研究初期和末期土地覆被類型的面積;為研究年跨度。

式中:J為某一時(shí)間段內(nèi)土地覆被類型轉(zhuǎn)化成的面積;是流域內(nèi)土地覆被類型數(shù)量。

式中:是土地利用程度指數(shù);B為第級(jí)土地利用分級(jí)指數(shù);E為第級(jí)土地利用類型面積占總面積的百分比;為分級(jí)數(shù)。

2.3.4 生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)

謝高地[17]在Costanza[18]的生態(tài)服務(wù)價(jià)值模型的基礎(chǔ)上, 采用對(duì)國內(nèi)生態(tài)學(xué)者進(jìn)行問卷調(diào)查的方法對(duì)該模型進(jìn)行修正, 得到適用于我國的生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表, 并且計(jì)算了單位當(dāng)量因子價(jià)值和中國陸地各個(gè)生態(tài)區(qū)的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值。但謝高地的當(dāng)量因子表為全國平均水平, 相對(duì)于區(qū)域研究并不精確。參考張志強(qiáng)等[19]的研究, 本文在評(píng)估白洋淀流域生態(tài)服務(wù)價(jià)值時(shí), 采用公式(4)對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的單位當(dāng)量因子進(jìn)行了修正, 并用公式(5)、(6)對(duì)當(dāng)量因子表進(jìn)行了修正。修正后白洋淀流域單位面積各土地覆被類型生態(tài)服務(wù)價(jià)值如表3所示。為確保當(dāng)量因子表修正的合理性, 采用式(7)對(duì)各種地類的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行敏感性分析[20]。另外, 單項(xiàng)服務(wù)價(jià)值、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的公式如(8)、(9)所示。

式中:G(元·hm?2)為單位當(dāng)量因子價(jià)值, 即每公頃農(nóng)田能夠提供的生態(tài)服務(wù)價(jià)值中食物生產(chǎn)功能的價(jià)值; 1/7表示在無人類干預(yù)情況下自然生態(tài)所提供的經(jīng)濟(jì)價(jià)值等于1/7倍的現(xiàn)有單位面積農(nóng)田能夠提供的食物生產(chǎn)價(jià)值;為流域內(nèi)作物種類;(hm2)為所有糧食種植總面積;n(hm2)為第類糧食面積;p(元·kg–1)為第類糧食均價(jià);q(kg·hm–2)為第類糧食單產(chǎn)。白洋淀地區(qū)主要糧食作物是玉米和小麥, 面積占80%以上, 主要基于這兩種作物的相關(guān)信息來進(jìn)行計(jì)算。

表2 土地利用程度分級(jí)

表3 白洋淀流域單位面積生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值(元·hm–2)

A=λ×0j(j=1, 2, …,) (6)

式中:為當(dāng)量因子表修訂系數(shù);、H為白洋淀、全國平均耕地單產(chǎn);A為修正后的第種土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量;A為中國生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表[17]中第種土地覆被類型對(duì)應(yīng)的值。

式中:MZ為第類地物單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值調(diào)整50%后的敏感性指數(shù)(Kreuter[21]首次將經(jīng)濟(jì)彈性概念引入生態(tài)服務(wù)價(jià)值敏感性分析, 他綜合系統(tǒng)誤差和大量實(shí)地?cái)?shù)據(jù)選用50%作為敏感性分析時(shí)參數(shù)調(diào)整幅度, 而后大量相關(guān)研究采用該方法);MZ<１表示因子表修正合理;MZ>１表示因子表修正不合適;FJ為第類土地覆被類型單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值調(diào)整之后的生態(tài)服務(wù)總價(jià)值;FJ為第類土地覆被類型調(diào)整之前的生態(tài)服務(wù)總價(jià)值;VC為單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值調(diào)整之前第種土地覆被類型的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值;VC為單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值調(diào)整之后第種土地覆被類型的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值。

式中:FJ為第類生態(tài)服務(wù)功能的服務(wù)價(jià)值;C(hm2)為第類土地類型面積;VC(元·hm?2)為單位面積第類土地類型的第類生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值。

式中:為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值;C(hm2)為第類土地類型面積;VC為第類土地類型單位面積的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地覆被變化規(guī)律分析

3.1.1 土地覆被分類結(jié)果

流域內(nèi)2005, 2015年的土地覆被分類結(jié)果見圖1。基于采用驗(yàn)證樣點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)2015年土地覆被數(shù)據(jù)驗(yàn)證, 結(jié)果表明數(shù)據(jù)的總體分類精度為86.57%, Kappa系數(shù)為0.85, 分類精度滿足研究需求。

3.1.2 變化趨勢(shì)分析

2005—2015年流域內(nèi)各地類發(fā)生顯著變化, 其中林地與草地變化最為明顯(圖2)。林地面積從7220.25 km2增加至12485.69 km2, 增幅高達(dá)72.93%, 年均變化率為7.29%。林地面積變化主要受到區(qū)域政策變化的影響。20世紀(jì)80年代以來, “太行山綠化”、“三北防護(hù)林”等生態(tài)建設(shè)工程的實(shí)施, 促使白洋淀流域林地面積迅速增加。草地面積從8828.12 km2減少至259.53 km2, 減幅高達(dá)96.87%, 年均變化率為9.69%。草地面積變化主要受到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和政策變化的雙重影響: 農(nóng)民大面積開墾草地, 種植經(jīng)濟(jì)作物, 以增加收入; 生態(tài)工程建設(shè)促使人們“植樹造林”, 將草地轉(zhuǎn)化為林地。對(duì)于其它土地利用類型, 2005—2015年, 白洋淀流域耕地面積從13254.79 km2增加到15014.42 km2, 增加13.35%, 年均變化率為1.34%; 建設(shè)用地面積從2133.57 km2增至3037.19 km2, 增幅高達(dá)42.35%, 年均變化率為4.24%; 濕地水體面積從250.69km2增加到352.04 km2, 增加42.35%, 年均變化為4.24%; 未利用地面積從16.4 km2減少至8.54 km2, 減幅為63.66%, 年均為變化率6.37%。其中, 1)耕地面積變化主要受農(nóng)民墾荒影響; 2)建設(shè)用地增加主要受區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的影響: 區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展促使交通用地、工礦用地增加, 而城鎮(zhèn)化建設(shè)工作的穩(wěn)步推進(jìn)促使城鎮(zhèn)建設(shè)用地增加; 3)濕地水體的增加受益于當(dāng)?shù)卣畬?shí)施的白洋淀生態(tài)環(huán)境治理工程, 同時(shí)“南水北調(diào)”工程的實(shí)施為白洋淀流域提供了額外的水資源, 減輕了當(dāng)?shù)貙?duì)地表水的使用。

3.1.3 轉(zhuǎn)換關(guān)系分析

利用土地覆被轉(zhuǎn)移矩陣, 結(jié)合ArcGIS空間分析功能, 得到兩個(gè)時(shí)期各土地覆被類型之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如表4所示。從表4可以看出, 2005—2015年草地面積變小, 主要轉(zhuǎn)化為耕地、林地、濕地水體和建設(shè)用地, 其轉(zhuǎn)換面積分別為3138.21 km2、4864.79 km2、100.60 km2和57.13 km2; 建設(shè)用地增加主要由耕地轉(zhuǎn)化而來, 轉(zhuǎn)化面積為838.10 km2; 濕地水體的變化主要受草地-濕地水體、耕地-濕地水體之間相互轉(zhuǎn)換的影響; 未利用地主要向耕地轉(zhuǎn)換。

圖1 2005(a)與2015(b)白洋淀流域土地覆被圖

圖2 2005和2015年白洋淀流域各土地覆被類型面積

表4 2005—2015年白洋淀流域土地覆被轉(zhuǎn)移矩陣(km2)

3.1.4 土地利用程度分析

2005—2015年間白洋淀地區(qū)土地利用程度綜合程度指數(shù)從256.16變化為267.67, 整體增加4.49%。雖然生態(tài)保護(hù)政策的實(shí)施, 使得林地、濕地水體面積增加, 減少了土地利用集約化程度, 但耕地、建設(shè)用地的增加, 總體上使得白洋淀地區(qū)土地利用集約化程度增加。整個(gè)研究區(qū)土地利用程度增加。

3.2 生態(tài)服務(wù)價(jià)值分析

3.2.1 生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)敏感性分析

對(duì)白洋淀流域單位面積生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的敏感性分析見表5所示。從表中可以看出, 各地類所有年份的敏感性指數(shù)均小于1, 表明修正后的白洋淀流域單位面積生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值是合適的, 研究結(jié)果可信。

3.2.2 生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化分析

2005—2015年白洋淀流域的總體生態(tài)服務(wù)價(jià)值不斷增加, 由2005年的812.35億元增長(zhǎng)到2015年的955.06億元, 漲幅為17.57%; 各單項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值也呈增加趨勢(shì)(表6)。這一結(jié)果表明了白洋淀流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量在不斷提高。此外, 白洋淀流域的生態(tài)服務(wù)價(jià)值主要體現(xiàn)在氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)、廢物處理、保持土壤和維護(hù)生物多樣性等方面, 它們的生態(tài)服務(wù)價(jià)值占總生態(tài)服務(wù)價(jià)值的80%以上。

表5 白洋淀流域單位面積土地覆被類型生態(tài)服務(wù)評(píng)價(jià)敏感性分析

3.2.3 土地覆被變化對(duì)服務(wù)價(jià)值影響分析

白洋淀流域生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化主要受土地覆被變化影響(表7)。2005—2015年, 林地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值顯著增加, 年均增長(zhǎng)28.89億元, 累計(jì)比2005年增長(zhǎng)72.93%; 草地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少, 年均減少18.28億元, 累計(jì)比2005年減少96.87%; 耕地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加, 年均增加2.72億元, 累計(jì)比2005年增加13.35%; 濕地水體的生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加, 年均增加0.94億元, 累計(jì)比2005年增加40.43%; 未利用地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化相對(duì)較小。從不同土地類型對(duì)總價(jià)值的貢獻(xiàn)率看, 林地、草地、耕地的變化對(duì)白洋淀流域生態(tài)服務(wù)總價(jià)值的影響最大。

表6 2005—2015年白洋淀流域各單項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值

表7 2005—2015年白洋淀流域各土地覆被類型生態(tài)服務(wù)價(jià)值

2005—2015年白洋淀流域土地覆被變化對(duì)單項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的影響見表8所示。在各單項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能中, 原料生產(chǎn)功能的變化最大, 變化率達(dá)到45.46%。它主要受林地、草地、耕地變化的影響。氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)、生物多樣性調(diào)節(jié)和提供美學(xué)景觀功能的服務(wù)價(jià)值變化次之, 變化率約在20%左右。其中, 氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)和維持生物多樣性功能的服務(wù)價(jià)值主要受林地、草地、耕地變化的影響, 年均變化在2.11—2.34億元之間; 水文調(diào)節(jié)功能的服務(wù)價(jià)值主要受林地、草地、耕地和濕地水體變化的影響, 年均變化在2.46億元; 提供美學(xué)景觀功能的服務(wù)價(jià)值主要受林地、草地變化的影響, 年均變化在0.93億元。食物生產(chǎn)、廢物處理和保持土壤功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化比較小, 在10%以下。其中, 食物生產(chǎn)和保持土壤功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值主要受林地、草地、耕地變化的影響, 年均變化分別為0.02億元和1.17億元; 廢物處理功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值主要受林地、草地、耕地和濕地水體變化的影響, 年均變化為0.47億元。

4 結(jié)論

土地覆被變化是人與自然相互作用最直接的表現(xiàn)形式, 是生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化最根本的因素。基于遙感與地理信息技術(shù), 本研究在對(duì)白洋淀流域土地覆被變化規(guī)律及其影響下的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化分析的基礎(chǔ)上, 得出如下結(jié)論: 1)2005—2015年白洋淀流域土地覆被顯著變化: 草地、未利用地的面積呈現(xiàn)減少趨勢(shì); 林地、耕地、建設(shè)用地、濕地水體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。2)2005—2015年間受經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國家生態(tài)工程建設(shè)的影響, 草地向林地、耕地、濕地水體和建設(shè)用地轉(zhuǎn)化, 部分耕地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地, 土地總體利用程度增加。3)2005—2015年白洋淀流域生態(tài)服務(wù)總價(jià)值及各單項(xiàng)功能服務(wù)價(jià)值均受土地覆被變化的影響。其中, 林地、耕地、濕地水體的變化導(dǎo)致生態(tài)服務(wù)價(jià)值的增加, 而草地的變化導(dǎo)致生態(tài)服務(wù)價(jià)值的減少。總的來說, 土地覆被變化使得生態(tài)服務(wù)總價(jià)值及各單項(xiàng)功能服務(wù)價(jià)值均增加, 白洋淀流域生態(tài)環(huán)境向著健康方向發(fā)展。

表8 白洋淀流域土地覆被變化下的各單項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值變化表(億元)

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Study on land cover change and its impact on ecological services in Baiyangdian watershed

Xu Zhitao1,2, CHEN Pengfei1,3*, ZHOU Shijian4, ZHU Yunqiang1,3, SHI Yajiao1

1. State Key Lab of Resources and Environment Information System, Institute of Geographic Science and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China 2. Faculty of Geomatics, East China University of Technology, Nanchang 330013, China 3.Collaborative Innovation Center for Ecological Protection of Baiyangdian Watershed and Sustainable Development of Beijing, Tianjing and Hebei, Baoding 071002, China 4. Nanchang Hangkong University, Nanchang 330036, China

Baiyangdian watershed is located in the hinterland of Beijing and Tianjin. Its economic and ecological status is very important to this region. Thus, it is very important to study the discipline of land cover change and its impact on ecosystem service. The study analyzed the changes of land cover in the Baiyangdian watershed during year 2005 to 2015 and the corresponding ecosystem service change. For this purpose, the TM / OLI images in year 2005 and 2015 were collected, and then they were used to identify the land cover type in each year. The above land cover data from two periods were analyzed for the trend of changes, relationship of mutual conversion, and extends of land usage. Furthermore, the impact of land cover change on the ecological service was also analyzed. The results showed that the land cover was significantly changed from 2005 to 2015, with the area of grassland and unused land decreasing and the area of forest land, cultivated land, construction land and wetland increasing. The total land use degree was increased. The value of ecological service was changed with the change of land cover. The change of forest land, farmland and wetland caused ecological service increasing, while the change of grassland led to ecological services decreasing. Overall, in recent decades, the total value of ecological service in Baiyangdian watershed was increased, resulting in significantly improvement of ecological environment.

ecological services; land cover; Baiyangdian watershed; remote sensing

10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.06.011

F301.24; P237

A

1008-8873(2018)06-083-08

2018-11-05;

2017-12-23

國家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)(2014FY210150); 資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主部署項(xiàng)目(O8R8B670YA)

徐志濤(1993—), 男, 江西撫州人, 研究生, 研究方向?yàn)閿z影測(cè)量與遙感, E-mail: hello-xuzhitao@qq.com

陳鵬飛, 男, 博士, 副研究員, 主要從事遙感應(yīng)用研究, E-mail: pengfeichen@igsnrr.ac.cn

徐志濤, 陳鵬飛, 周世健, 等. 白洋淀流域土地覆被變化及其生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)科學(xué), 2018, 37(6): 83-90.

XU Zhitao, CHEN Pengfei, ZHOU Shijian, et al. Study on land cover change and its impact on ecological services in Baiyangdian watershed[J]. Ecological Science, 2018, 37(6): 83-90.