長江三角洲生態系統服務重要性空間分布特征評價

陳燕 燕彩霞 羅嬋 陳星宇 邱曉敏

摘要：選擇生物多樣性保護、土壤保持、水源涵養3種生態系統服務功能，建立適用于長江三角洲地區的自然生態系統服務重要性評價模型與方法，利用變異系數法確定權重，將生態系統服務重要性劃分為極重要、中等重要、比較重要和一般重要4個等級，綜合評價長江三角洲地區的生態功能重要性及其空間分布特征。結果表明：長江三角洲地區生物多樣性保護以極重要區為主，占49.17%，包括上海市、杭州市、寧波市、嘉興市、紹興市、臺州市等;水源涵養以一般重要區為主，占42.52%，包括上海市、南通市、揚州市、泰州市和蘇州市;土壤保持以比較重要區為主，占48.24%，包括杭卅I市、南京市、常州市、無錫市、鎮江市和嘉興市等。綜合評價結果以比較重要區面積最大，占35.99%，大部分城市均有分布;中等重要區占24.4%，主要分布在泰州市、臺州市、嘉興市、寧波市、湖州市、紹興市等;極重要區占21.85%，主要分布在寧波市南部、杭州市和紹興市等。

關鍵詞：生物多樣性保護;土壤保持;水源涵養;生態系統服務功能;空間特征;長江三角洲

中圖分類號：X171.1 文獻標識碼：

A 文章編號：1000-4440（2019）01-0103-06

生態系統服務功能是生態系統及其生態過程所形成與維持的人類賴以生存的自然環境條件和效用，是人類得以生存與現代文明得以存在的基礎。國內外學者對生態系統服務功能的研究主要集中在不同類型，不同尺度，不同區域的生態系統服務評估方法，價值評估及其影響因素，區域土地利用或景觀格局變化對生態系統服務價值的影響等方面。當前生態服務功能重要性方面的研究還處于起步階段。長江三角洲地區是國內區域經濟一體化程度最高的地區，要實現區域生態環境問題聯防聯控，建立地區間生態保護補償機制，就需要評價區域生態系統服務功能重要性及其空間分布特征。

長江三角洲地區包括上海、南京、南通、常州、揚州、無錫、泰州、蘇州、鎮江、臺州、嘉興、寧波、杭州、湖州、紹興和舟山共16個城市，是中國最重要的經濟區域。2016年長三角地區生產總值達1.229 576x10（13）元，常住人口為1.108 282x10（8）人，相比戶籍人口多了2.346 680x10（7）人。區域內物種豐富多樣，有中華鱘、東灘鳥類、北亞熱帶常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林及金錢松、天目玉蘭等野生動植物自然保護區，對于長江下游的生態安全維護具有非常重要的作用。在經濟快速發展，外來人口大量涌入，快速城鎮化的條件下，生態破壞和環境污染必然會破壞生物多樣性，降低生態服務功能。本研究通過對長江三角洲生態系統服務功能重要性和空間差異的綜合評估，為確定重點生態保護區，加強生態系統管理和制定跨區域的生態保護政策提供科學依據。

1材料與方法

1.1數據來源

根據2014年Landsat遙感影像，通過人機交互解譯和野外實地驗證獲得土地利用數據。根據各省市環保局相關文本數據資料及圖件，空間矢量化得到長江三角洲環境保護區相關數據。從地球系統科學數據共享平臺獲取長江三角洲地區土壤類型數據等。通過長江三角洲統計年鑒獲取人口和生產總值等相關數據。

1.2研究方法

在科學分析長江三角洲的自然、社會經濟條件下，利用遙感（Rs）和地理信息系統（GIS）技術，參照生態環境部發布的《生態功能區劃技術暫行規程》，將生物多樣性保護、水源涵養和土壤保持作為長江三角洲地區生態系統服務功能重要性評價的核心指標，綜合分析長江三角洲地區生態系統服務功能重要性的空間分布特征。

1.2.1生物多樣性保護重要性評價方法借鑒相關研究成果的評價方法，根據國家及省級重點保護物種分布區、自然保護區、地質公園、風景名勝區等級，確定生物多樣性保護的重要程度（表1、圖1）。

1.2.2水源涵養重要性評價方法主要評價區域水資源的保障程度及調節洪水的作用。參考相關研究成果，結合國家分級標準和長江三角洲實際情況，采用綜合指數計算方法，將地貌類型、植被覆蓋和降雨量分級賦值（表2）。基于公式（1）計算水源涵養綜合指數，利用GIS的空間分析功能對3個評價因子分布圖進行疊加分析并按極、中等、比較、一般重要進行分類。水源涵養重要性的綜合指數計算公式為：

1.2.3土壤保持重要性評價方法

主要是利用土壤侵蝕敏感性對下游地區的危害程度進行判斷，既考慮土壤侵蝕敏感性，也考慮河流分級情況。通過GIS軟件，對長江三角洲的河流水系進行分級，得到河網分級圖：再將河網分級流域圖和土壤侵蝕敏感性分布圖進行疊加，根據水體級別和敏感級別（表3）評價區域土壤保持重要性（圖1）。

1.2.4生態系統服務功能重要性綜合評價方法生物多樣性保護、土壤保持和水源涵養的生態系統服務功能重要性只是反映了生態系統服務功能的某一方面，要綜合考慮這些要素的作用，需要對其進行綜合統計。采用加權綜合指數法計算生態系統服務功能的重要性綜合指數（SSi），其中權重由變異系數法求得，其計算公式為：

2結果與分析

2.1長江三角洲生物多樣性保護重要性及其空間分布

從表4中可以看出，長江三角洲生物多樣性保護極重要區占49.17%，面積為54 355 km2，包括較多的國家級自然保護區、地質公園、風景名勝區;一般重要區占21.79%，面積為24 092 km2：比較重要區和中等重要區占比相差無幾，分別占14.79%和14.25%，面積分別為16 345 km2和15 754 km2。

空間分布上，極重要區主要包括上海、杭州、紹興、寧波、嘉興、臺州，尤其寧波、杭州和臺州3個城市面積占比最高，該區內分布了大量國家級的自然保護區和風景名勝區，包括上海九段沙濕地、東灘鳥類和長江口中華鱘等國家級自然保護區以及杭州西湖風景名勝區、紹興諸暨的浣江一五泄風景名勝區、溫嶺市新河鎮的方山一長嶼硐天風景名勝區等。比較重要區主要包括揚州、鎮江和湖州。中等重要區主要位于泰州、舟山和南通，有舟山市的普陀山風景名勝區、南通市海門快活林休閑山莊、南通市通州石港生態旅游風景區等。一般重要區主要位于南京、無錫和蘇州（圖1、表5）。

極重要區主要分布在臺州、寧波、杭州、湖州、紹興，其中杭州的面積最廣;中等重要區主要分布在南京、常州、揚州、蘇州、鎮江、寧波、杭州、湖州、紹興，其中南京的面積最廣：比較重要區分布在臺州、寧波和紹興：一般重要區除了南京和紹興有分布以外，其他城市均有分布，以上海、南通、揚州、泰州和蘇州為主要分布區（圖1、表5）。

空間分布上，長江三角洲中部及東南部基本上屬于土壤保持中等重要區，除南通、舟山和臺州外其他13個城市均有分布，杭州面積最大，南京、常州、無錫、鎮江和嘉興均有大面積分布：極重要區主要分布在杭州和湖州，湖州分布最廣;比較重要區主要在上海、南通、揚州、泰州、蘇州、寧波和紹興，均有大面積分布：一般重要區主要分布在臺州和舟山，以臺州為主（圖1、表5）。

極重要區主要分布在長江三角洲的南部，以寧波、杭州和紹興等3個生物多樣性高、土壤保持性好、水源涵養能力強的地區為主，為穩定長江三角洲的生態系統及其服務功能發揮著重要作用，其中杭州面積最大。中等重要區主要分布在泰州、臺州、嘉興、寧波、湖州、紹興等地區，以臺州面積最大;比較重要區主要分布在上海、南京、南通、常州、揚州、無錫、泰州、蘇州、鎮江、臺州、湖州、舟山等，以南通、南京、上海面積為大;一般重要區主要分布在常州、揚州、無錫、泰州、蘇州，以蘇州、揚州為主（圖1、表5）。

3討論

本研究從生物多樣性保護、水源涵養以及土壤保持三方面，對長江三角洲自然生態系統服務功能進行了較詳細的計算分析，并分析了其空間分布特征。研究結果表明：長江三角洲生物多樣性保護以極重要區為主，占49。17%，主要包括上海和除舟山之外的浙江6市;水源涵養以一般重要區為主，占42.52%，主要包括上海、除南京以外的江蘇7市和浙江的嘉興、舟山;土壤保持以比較重要區為主，占48.24%，主要包括上海、江蘇5市（不包括常州、無錫和鎮江）和浙江的寧波、紹興：生態系統服務功能以比較重要區和中等重要區為主，分別占35.99%和24.40%，包括除杭州和紹興兩地的絕大部分地區。從北部的泰州、揚州到南部的臺州，生態環境質量呈逐漸上升趨勢，生態系統服務功能重要性也相應增強。