基于GIS技術的土地資源承載力供給生態系統服務價值評估

張珊珊

摘 要：為探討簡單、科學的評價方法，完善土地資源的供給生態服務價值評估體系，文章將生態系統服務價值概念引用到土地資源承載力評價中，以貴州省黔東南苗族侗族自治州為例，在RS與GIS技術支持下，參考Costanza生態系統服務價值面積加權法，進行土地資源承載力供給生態系統服務價值評估。結果表明：黔東南州生態系統類型面積大小為森林>農田>草地>城市>水域>裸地，面積分別為21530.18 km2、6053.32 km2、1902.45 km2、492.33 km2、322.39km2和36.44 km2。全州生態系統供給服務價值總量為141415.80萬元，其中農田和森林生態系統的供給服務價值最大，分別為88124.73萬元與41186.86萬元，占總價值的66.00%、30.85%，是全州供給服務價值的主要來源。

關鍵詞： 生態系統服務;食物消費價值;土地資源承載力;供給服務;黔東南州

土地資源承載力是指在某一時期、某一區域，土地資源所能承載的人口數量及人類活動規模和強度的閾值，其本質是區域土地資源供給服務價值與人類需求、食物生產與人口消費之間的平衡關系[1-2]。土地資源承載力評價一直是國內外學術研究的熱點，史娜娜等[3]以利用GIS技術，基于層次分析法，在生態敏感性評價的基礎上分析了土地資源供給生態服務價值。彭文英[4]等開展了人口承載力及多維度綜合性資源承載力研究，以往研究都集中在流域或省級城市土地資源承載力評價上，對生態學與遙感相結合的土地資源承載力評價較為罕見。文章旨在結合生態學與遙感，以貴州省黔東南苗族侗族自治州為例，基于RS與GIS技術，以Landsat8 TIRS遙感影像為基礎數據源（拍攝時間為2018年5月8日-5月15日），參考Costanza生態系統服務價值計算方法和面積加權法，計算研究區土地資源的供給生態系統服務價值，以期豐富土地資源承載力和生態系統服務價值評估方法，為區域服務價值計算提供理論基礎與科學參考。

1 材料與方法

1.1研究區概況

黔東南苗族侗族自治州位于貴州省東南部，全州總面積30337.1km2，轄1市15縣，即凱里市、丹寨縣、黃平縣、施秉縣、鎮遠縣、岑鞏縣、三穗縣、天柱縣、錦屏縣、黎平縣、從江縣、榕江縣、雷山縣、臺江縣及劍河縣，截止2019年，境內戶籍總人口477.43萬人。

1.2研究方法

1.2.1生態系統類型遙感分類

將二調數據與預處理后的遙感影像進行疊加，然后采用面向對象遙感解譯方法及ArcGIS軟件的統計分析功能，參考《中國生態分類系統標準》，將研究區生態系統類型劃分為農田、森林、草地、裸地、水域和城市（圖1）。

1.2.2供給生態服務價值估算

研究參考Costanza[5]等生態系統服務價值理論，采用加權法計算研究區供給生態系統服務的食物生產的供給生態服務價值，計算公式為：

式中：ES為供給生態服務價值量（元·a-1），Vi為單位面積的供給生態服務價值（元·km-2·a-1）;Ai為生態系統類型面積（km2）。單位面積的供給生態服務價值參考研究學者成果 [6]，農田生態系統為44910元·km-2·a-1，草地生態系統為19311元·km-2·a-1，森林生態系統為14820元·km-2·a-1，水域生態系統為23802元·km-2·a-1，裸地生態系統為898元·km-2·a-1。

2結果與分析

2.1生態系統類型空間分布格局

黔東南州國土總面積為30337.1 km2，其中森林和農田生態系統面積最大，分別為21530.18 km2和6053.32 km2，分別占總面積的70.97%、19.95%（圖1）。草地生態系統面積為1902.45 km2，占總面積的6.27%。城市和水域生態系統面積相當，凱里市為黔東南州的州府，是社會經濟、文化、人口和商業發展的中心，其城市生態系統面積最大，為70.30 km2，錦屏縣和劍河縣是清水江的主要流經區域，其水域生態系統分布面積最廣，分別為48.29 km2和45.09 km2。面積最小的是裸地，僅占總面積的0.12%。

2.2生態系統供給生態服務價值分析

2018年黔東南州生態系統的供給生態服務價值總量為141415.80萬元（表1），其中生態服務價值最大的是農田生態系統，為88124.73萬元，占全州生態服務價值總量的66.00%。森林生態系統略低于農田生態系統，生態服務價值為41186.86萬元，占30.85%。其次為草地生態系統，生態服務價值為3433.42萬元，占2.57%。水域生態系統的供給服務價值較少，為767.35萬元。裸地生態系統生態服務價值最小，僅為3.08萬元，與研究區裸地生態系統面積較少有關。研究表明，黔東南州供給生態服務價值主要來源于農田和森林生態系統，兩者價值量占全州供給生態服務價值總量的96.85%。

3結論與討論

黔東南州生態系統類型面積大小為森林>農田>草地>城市>水域>裸地，生態系統供給生態服務價值總量為141415.80萬元，其農田生態系統供給生態服務價值最大，為88124.73萬元，占全州生態服務價值總量的66.00%，全州供給生態服務價值主要來源于農田和森林生態系統，兩者價值量占全州價值總量的96.85%，對黔東南州供給服務價值的貢獻率最大。論文的評估方法能快速的評估出區域土地資源供給生態服務價值，對土地資源承載力評價來說，是一次簡單而較為科學的嘗試，具有較強的研究意義，但評估方法較為單一，部分參數還需驗證，因此在未來類似的研究中，可選擇多個生態系統服務功能，計算土地資源生態系統服務價值，以完善生態系統服務價值評估體系。

參考文獻

[1] 周艷梅.南寧市區土地資源綜合承載力評價研究[J].湖北農業科學，2017，56（9）：1638-1641.

[2] Zhang Z， Zhao W， Gu X. Changes resulting from a land consolidation project （LCP） and its resource-environment effects： A case study in Tian men City of Hubei Province， China[J]. Land Use Policy， 2014， 40： 74–82

[3] 史娜娜，全占軍，韓煜，等.基于生態敏感性評價的烏海市土地資源承載力分析[J].水土保持研究， 2017，24（1）：239-243.

[4] 彭文英，劉念北.首都圈人口空間分布優化策略-基于土地資源承載力估測[J].地理科學，2015，35（5）：558-564.

[5] Costanza R， dArge R， de Groot R S， et al. The value of the worlds ecosystem services and natural capital [J]. Nature， 1997， 387： 253-260.

[6] 謝高地，張彩霞，張雷明，等.基于單位面積價值當量因子的生態系統服務價值化方法改進[J].自然資源學報，2015，30（8）：1243-1254.