畢節市土地利用變化對生態系統服務價值的影響

杜雪蓮，劉 鑫

(貴州財經大學 經濟學院，貴州 貴陽 550025)

1 引言

“生態系統服務功能”這一領域自20世紀70年代以來逐漸成為區域生態環境與可持續發展的研究熱點[1]。1997年，Costanza等[2]從全球尺度對不同類型生態系統服務功能進行貨幣化，被認為是該研究領域的突破性進展。我國該領域的研究始于20世紀90年代末，歐陽志云等[3]首次對我國陸地生態系統服務價值(ESV)進行了估算。謝高地等[4，5]結合我國實際修正了生態服務價值系數表，對我國該領域的研究起到了重要推動和促進作用。土地利用變化及其發展趨勢直接影響生態系統的結構和功能，研究土地利用變化情況下區域生態系統服務價值變化具有重要意義[6，7]。畢節市位于貴州省西北部，獨特的喀斯特地貌決定了該區生態環境的脆弱性。當前，畢節市經濟建設和城鎮化推進發展迅速，土地利用變化較為劇烈。本研究以畢節市作為研究對象，探究2007～2017年畢節市土地利用變化與其生態服務價值間的作用關系，為該區土地資源的可持續利用提供參考。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

本研究中涉及的土地利用類型有林地、耕地、水域、園地、草地和未利用地等6類。各類土地利用基礎數據及相關社會經濟數據來源于《畢節市土地利用變更調查資料》《畢節市統計年鑒》等。

2.2 研究方法

2.2.1 生態服務價值估算模型

考慮研究區生態環境實際及有關生態服務價值研究理論，根據謝高地等[4,5]的中國陸地生態系統單位面積生態服務價值當量表調整修正和確定畢節市生態服務價值系數(VC)，按照修正后的VC對畢節市ESV進行運算，估算公式為：

(1)

式(1)中：ESV代表畢節市生態系統服務總價值(元)；n為該區不同土地利用類型的個數；i為某類土地利用類型；VCi為修正后畢節市第i類土地單位面積生態服務總價值系數(元/hm2·a)；Ai表示該區第i類土地的面積(hm2)。

2.2.2 生態服務價值系數的確定與修正

(1)畢節市耕地生態系統提供生產服務的經濟價值量的確定?？紤]到該研究區具體實際，參考有關文獻[4]，畢節市耕地生態系統提供生產服務的經濟價值量按此運算公式：

(2)

式(2)中：Ea為單位耕地生態系統提供的生產服務經濟價值量(元/hm2)；1/7為單個生態服務當量的經濟價值，等量于時年全國糧食單產均價的1/7；mi為i種糧食作物面積(hm2)；Pi為i種糧食作物的全國平均價格(元/kg)；qi為i種糧食作物的單產量(kg/hm2)；M為各類糧食作物的總種植面積；i為某一個作物種類；n為糧食作物種類。

綜合考慮該研究所需有關數據收集處理及該研究區實際情況，確定以畢節市玉米、水稻和小麥主要糧食作物的具體產量、種植面積情況并結合研究區2017年各糧食作物的全國均價，各數據統計情況可見2007～2017年畢節市糧食作物數據統計表(表1)。

表1 2007～2017年畢節市主要糧食作物數據統計

依據運算公式2及表1，得出畢節市耕地生態系統提供生產服務的經濟價值量約為1792.88元/hm2。

(2)生態服務價值系數的修正。根據謝高地等[6]的中國陸地生態系統單位面積生態服務價值當量表對該研究區各類型用地VC進行修正處理[21]，其運算公式如下：

VCij=eijEa,(i=1,2,…,9;j=1,2,…,6)

(3)

式(3)中：VCij為i種土地類型中的j種生態服務價值系數(元/hm2)；eij為i種土地類型中的j種生態服務功能相對于單位耕地生態系統提供食物生產的生態服務；Ea為單位耕地生態系統提供的生產服務經濟價值量(元/hm2)；i為土地利用類型；j為生態服務功能。

據此公式及前文得出的畢節市耕地生態系統提供生產服務的經濟價值量(1792.88元/hm2)對謝高地等[5]的中國陸地生態系統單位面積生態服務價值當量表進行修正，將運算后荒漠及草地的均值作為未利用地的修正系數，將運算后草地與耕地的均值作為園地的修正系數，得出了畢節市各生態系統功能服務價值修正系數表(表2)。

表2 畢節市各土地類型生態功能服務價值修正系數 元/(hm2·a)

2.2.3 敏感性指數

為驗證本研究確定的生態價值系數(VC)是否與研究區現實情況相符，引入敏感性指數(CS)以探究ESV隨時間變化對VC的依賴程度，通過將各土地利用類型的VC分別上下調整50%來衡量ESV的變化情況。通過下式計算敏感性指數(CS)：

(4)

式(4)中：CS為敏感性指數；j為調整后的值；i是初始值；ESVj為調整后的生態服務總價值(元)；ESVi為初始的生態系統服務總價值(元)；VCjk為k種類型用地調整后的價值系數；VCik為k種類型用地初始的價值系數。

3 結果與分析

3.1 畢節市土地利用變化對生態服務價值的影響

根據前文公式1、表1及表2，得出研究區2007年、2012年和2017年各類土地生態服務價值，結果詳見表3顯示。

表3 畢節市研究時段內各土地利用類型生態服務價值

研究結果顯示，畢節市ESV由2007年的564.79億元增長到了2017年的623.45億元，11年時間里凈增加了58.66億元，增長率達10.39%。園地ESV有所降低，其他各類土地ESV均有所增加。其中，林地ESV增量最大，高達36.66億元。2007～2012年，畢節市ESV增長了50.11億元，增長率達8.87%。其中，耕地、林地及水域的ESV增加，林地增加量最大(38.61億元)。表明林地面積變化與該研究區ESV相互作用關系較強。草地、園地和未利用地ESV減少，園地降幅最大，達到25.98%。2008年，國家開始開展石漠化綜合治理。研究結果表明該時段研究區石漠化治理和退耕還林成效明顯，致使林地面積大幅增加。另外，這一時期研究區水利建設使得水域ESV增加明顯。2012～2017年，研究區ESV增量為8.55億元，增長率為1.39%，增幅較之前放緩。其中，水域、草地和未利用地ESV有所提升，水域ESV增加最大(7.76億元)，草地的ESV增幅則最大，增長率為108.17%。2012年，國發2號文件發布，畢節市抓住時機，積極開展城鎮建設和經濟發展，進一步調整和改善土地利用結構，實現經濟發展與生態服務功能同步發展。這一時期，畢節市緊緊抓住水利部幫扶畢節試驗區扶貧開發工作這一契機，大力實施水利建設，水域面積得以大幅增加。畜牧業作為研究區的傳統優勢產業也得以大力發展，牧草地面積大幅增加。

由表3可知，研究區各類型土地利用變幅與其生態服務價值作用關系密切。從各土地利用類型ESV占總ESV的比例來看，最大的是林地，最小的是園地。林地生態服務價值占總價值的70%以上，持續開展石漠化治理、退耕還林與林業建設，科學、合理、可持續的開發和利用土地資源，有利于畢節市生態服務總價值的持續提升。

3.2 敏感性分析

根據公式4，將各土地利用類型的單位生態系統服務價值系數(VC)上下浮動50%，由此得畢節市調整VC后生態系統服務總價值的變化情況和敏感性指數(CS)，結果見表4。

表4 畢節市調整生態價值系數前后生態系統服務總價值的變化率及敏感性指數

由表4可知：研究區ESV對VC的CS均小于1，說明ESV對于VC缺乏彈性，本研究采用經修正后的生態服務價值當量計算的ESV是合理的。林地的CS最大，原因在于研究區林地面積及單位面積林地ESV較大。將畢節市2007、2012和2017年相比較發現，水域和草地的CS呈上升趨勢，其中水域CS由2007年的0.014上升到2017年的0.044，草地CS由2007年的0.003上升到2017年的0.005，表明水域和草地VC的改變對ESV產生了一定的放大作用。林地的CS由2007年的0.739下降到2017年的0.728，耕地的CS由2007年的0.216下降到2017年的0.197，園地的CS由2007年的0.003下降到2017年的0.002，表明其對ESV的影響逐年減小。

4 結論

2007～2017年，畢節市ESV由2007年的564.79億元增長到了2017年的623.45億元，11年時間里凈增加了58.66億元，增長率達10.39%。其中，2007～2012年，ESV增長了50.11億元，增長率達8.87%，林地增加量最大，增長了38.61億元，說明該時段研究區石漠化治理和生態建設成效顯著。2012-2017年間，ESV增加8.55億元，增長率為1.39%，水域、草地和未利用地ESV有所提升。本研究結果顯示畢節市近11年來，石漠化治理和生態建設成效顯著，較好地實現了經濟社會發展與生態服務功能的協同發展。畢節市應持續開展石漠化治理、退耕還林與林業建設，以實現對土地資源的可持續開發和利用。