朝陽市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評估

高曉寧

(遼寧省生態(tài)環(huán)境保護科技中心，遼寧 沈陽 110161)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過程所形成與維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件和效用[1]。隨著對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估理論和方法研究的深入，越來越多的學(xué)者針對森林、草地、灌叢、農(nóng)田、濕地等[2-6]單一生態(tài)系統(tǒng)類型服務(wù)功能進行了大量研究工作，而對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性綜合評估研究較少。同時基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性構(gòu)建生態(tài)安全格局，是識別生態(tài)保護底線，劃定生態(tài)紅線的基礎(chǔ)和重要支撐，可為區(qū)域生態(tài)保護規(guī)劃和生態(tài)文明建設(shè)提供重要依據(jù)[7]。

朝陽市地處遼寧省的西部，是重要的生態(tài)敏感區(qū)和脆弱區(qū)，同時也是大、小凌河提供生態(tài)用水的重要源頭和水源涵養(yǎng)區(qū)，對遼寧省阻擋土地沙化、防治水土流失具有非常重要的戰(zhàn)略意義，是遼寧省中部城市群經(jīng)濟發(fā)展的重要生態(tài)屏障。因此，本研究以遼寧省朝陽市為研究對象，利用GIS技術(shù)開展研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評估，定量分析了朝陽市水源涵養(yǎng)、水土保持、防風(fēng)固沙和生物多樣性維護4類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能極重要區(qū)的空間分布特征，以期為科學(xué)劃定朝陽市生態(tài)保護紅線提供重要支撐。

1 研究區(qū)概況

朝陽市位于遼寧省的西部，地理坐標(biāo)為E118°50′～121°17′，N40°25′～42°22′，總面積為19698.92km2。東與遼寧省阜新市和錦州市相鄰，西與河北省承德市、秦皇島市交界，南與遼寧省葫蘆島市、河北省秦皇島市毗連，北與內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市和通遼市接壤。朝陽市地處內(nèi)蒙古黃土高原向沿海松遼平原的過渡地帶，松嶺山脈、努魯兒虎山脈呈東北—西南走向貫穿全境，其間夾有沖積平原和山間盆地，結(jié)構(gòu)為“七山一水二分田”。境內(nèi)山巒起伏、河道縱橫，地勢由西北向東南傾斜，地貌以低山丘陵為主。主要河流有大凌河、小凌河、老哈河、青龍河，流域面積100km2以上的河流有61條。其氣候?qū)俦睖貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，四季分明，降水偏少，日照充足，雨熱同期，日溫差較大。全年平均氣溫5.4～8.7℃，年降水量450～580mm，年均日照時數(shù)2850～2950h。

2 研究方法

2.1 評估方法

采用《生態(tài)保護紅線劃定指南》(環(huán)辦生態(tài)[2017]48號)的評估方法[8]，其中水源涵養(yǎng)功能重要性評估是以水源涵養(yǎng)量作為評估指標(biāo)，通過水量平衡方程來計算水源涵養(yǎng)量；水土保持功能重要性評估是以水土保持量作為評估指標(biāo)，通過修正通用的水土流失方程(USLE)來計算水土保持量；防風(fēng)固沙功能重要性評估是以防風(fēng)固沙量(潛在風(fēng)蝕量與實際風(fēng)蝕量的差值)作為評估指標(biāo)，通過修正風(fēng)蝕方程來計算防風(fēng)固沙量；生物多樣性維護功能重要性評估是以生物多樣性維護服務(wù)能力指數(shù)作為評估指標(biāo)。

2.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

根據(jù)上述評估方法，收集朝陽市水源涵養(yǎng)、水土保持、防風(fēng)固沙、生物多樣性維護功能重要性評估所需的各類數(shù)據(jù)(見表1)。

表1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評估數(shù)據(jù)表

2.3 評估運算

把所需因子的原始數(shù)據(jù)統(tǒng)一成250m分辨率的柵格數(shù)據(jù)，通過ArcGIS柵格計算器，按照公式計算得到朝陽市不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)值(包括水源涵養(yǎng)量、水土保持量、防風(fēng)固沙量、生物多樣性維護服務(wù)能力指數(shù))，進而得到歸一化后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)值柵格圖，計算累加服務(wù)值。然后以累加服務(wù)值占總服務(wù)值比例的50%與80%所對應(yīng)的柵格值，作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評估等級的分界點，從而將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性分為極重要、重要和一般重要3個等級。朝陽市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評估結(jié)果見圖1。

圖1 朝陽市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評估結(jié)果

3 結(jié)果與分析

3.1 水源涵養(yǎng)功能重要性評估

朝陽市水源涵養(yǎng)極重要區(qū)面積2014.29km2，占區(qū)域面積的10.23%，主要分布在白石水庫、閻王鼻子水庫以及大凌河、小凌河等河流沿岸。該區(qū)域植被質(zhì)量較好，覆蓋度較高，植被具有養(yǎng)護水資源、改善水文狀況、調(diào)節(jié)區(qū)域水分循環(huán)和降低水土流失的重要功能；水源涵養(yǎng)重要區(qū)面積4063.71km2，占區(qū)域面積的20.63%；一般重要區(qū)面積13619.44km2，占區(qū)域面積的69.14%。

3.2 水土保持功能重要性評估

朝陽市水土保持極重要區(qū)面積5673.69km2，占區(qū)域面積的28.80%，主要分布在努魯兒虎山脈、松嶺山脈、冀北燕山山脈以及河流周邊植被覆蓋率高的低山丘陵地帶，具體分布在北票市的西北部、朝陽縣、喀左縣和凌源市。該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)較為完整，植被覆蓋度較高，植被破壞力度較小，土壤保持能力較強；水土保持重要區(qū)面積1932.80km2，占區(qū)域面積的9.81%；一般重要區(qū)面積12040.74km2，占區(qū)域面積的61.12%。

3.3 防風(fēng)固沙功能重要性評估

朝陽市防風(fēng)固沙極重要區(qū)面積100.23km2，占區(qū)域面積的0.51%，主要分布在建平縣中部的低山臺地區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)的三北防護林體系建設(shè)工程有效地起到防風(fēng)固沙作用，改善了周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境；防風(fēng)固沙重要區(qū)面積309.53km2，占區(qū)域面積的1.57%；一般重要區(qū)面積2615.88km2，占區(qū)域面積的13.28%。

3.4 生物多樣性維護功能重要性評估

朝陽市生物多樣性維護極重要區(qū)面積4650.66km2，占區(qū)域面積的23.61%，主要分布在努魯兒虎山脈、松嶺山脈、冀北燕山山脈一帶的自然保護區(qū)，具體分布在凌源市、建平縣的東南部、喀左縣、朝陽縣和北票市的西北部。該區(qū)域地勢較高，植被長勢較好，物種較為豐富，對生物多樣性維護有一定的保護作用；生物多樣性維護重要區(qū)面積11745.39km2，占區(qū)域面積的59.62%；一般重要區(qū)面積3261.74km2，占區(qū)域面積的16.56%。

4 結(jié)論

朝陽市水源涵養(yǎng)極重要區(qū)面積2014.29km2，占區(qū)域面積的10.23%，主要分布在白石水庫、閻王鼻子水庫以及大凌河、小凌河等河流沿岸。

朝陽市水土保持極重要區(qū)面積5673.69km2，占區(qū)域面積的28.80%，主要分布在努魯兒虎山脈、松嶺山脈、冀北燕山山脈以及河流周邊植被覆蓋率高的低山丘陵地帶。

朝陽市防風(fēng)固沙極重要區(qū)面積100.23km2，占區(qū)域面積的0.51%，主要分布在建平縣中部的低山臺地區(qū)域。

朝陽市生物多樣性維護極重要區(qū)面積4650.66km2，占區(qū)域面積的23.61%，主要分布在努魯兒虎山脈、松嶺山脈、冀北燕山山脈一帶的自然保護區(qū)。