畢節(jié)市土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響

杜雪蓮，劉 鑫

(貴州財經(jīng)大學 經(jīng)濟學院，貴州 貴陽 550025)

1 引言

“生態(tài)系統(tǒng)服務功能”這一領域自20世紀70年代以來逐漸成為區(qū)域生態(tài)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的研究熱點[1]。1997年，Costanza等[2]從全球尺度對不同類型生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)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(tài)服務價值系數(shù)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(fā)展趨勢直接影響生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能，研究土地利用變化情況下區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化具有重要意義[6，7]。畢節(jié)市位于貴州省西北部，獨特的喀斯特地貌決定了該區(qū)生態(tài)環(huán)境的脆弱性。當前，畢節(jié)市經(jīng)濟建設和城鎮(zhèn)化推進發(fā)展迅速，土地利用變化較為劇烈。本研究以畢節(jié)市作為研究對象，探究2007～2017年畢節(jié)市土地利用變化與其生態(tài)服務價值間的作用關系，為該區(qū)土地資源的可持續(xù)利用提供參考。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)及相關社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于《畢節(jié)市土地利用變更調查資料》《畢節(jié)市統(tǒng)計年鑒》等。

2.2 研究方法

2.2.1 生態(tài)服務價值估算模型

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

(1)

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

2.2.2 生態(tài)服務價值系數(shù)的確定與修正

(1)畢節(jié)市耕地生態(tài)系統(tǒng)提供生產服務的經(jīng)濟價值量的確定。考慮到該研究區(qū)具體實際，參考有關文獻[4]，畢節(jié)市耕地生態(tài)系統(tǒng)提供生產服務的經(jīng)濟價值量按此運算公式：

(2)

式(2)中：Ea為單位耕地生態(tài)系統(tǒng)提供的生產服務經(jīng)濟價值量(元/hm2)；1/7為單個生態(tài)服務當量的經(jīng)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(shù)據(jù)收集處理及該研究區(qū)實際情況，確定以畢節(jié)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(qū)2017年各糧食作物的全國均價，各數(shù)據(jù)統(tǒng)計情況可見2007～2017年畢節(jié)市糧食作物數(shù)據(jù)統(tǒng)計表(表1)。

表1 2007～2017年畢節(jié)市主要糧食作物數(shù)據(jù)統(tǒng)計

依據(jù)運算公式2及表1，得出畢節(jié)市耕地生態(tài)系統(tǒng)提供生產服務的經(jīng)濟價值量約為1792.88元/hm2。

(2)生態(tài)服務價值系數(shù)的修正。根據(jù)謝高地等[6]的中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務價值當量表對該研究區(qū)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(tài)服務價值系數(shù)(元/hm2)；eij為i種土地類型中的j種生態(tài)服務功能相對于單位耕地生態(tài)系統(tǒng)提供食物生產的生態(tài)服務；Ea為單位耕地生態(tài)系統(tǒng)提供的生產服務經(jīng)濟價值量(元/hm2)；i為土地利用類型；j為生態(tài)服務功能。

據(jù)此公式及前文得出的畢節(jié)市耕地生態(tài)系統(tǒng)提供生產服務的經(jīng)濟價值量(1792.88元/hm2)對謝高地等[5]的中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)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(shù)，將運算后草地與耕地的均值作為園地的修正系數(shù)，得出了畢節(jié)市各生態(tài)系統(tǒng)功能服務價值修正系數(shù)表(表2)。

表2 畢節(jié)市各土地類型生態(tài)功能服務價值修正系數(shù) 元/(hm2·a)

2.2.3 敏感性指數(shù)

為驗證本研究確定的生態(tài)價值系數(shù)(VC)是否與研究區(qū)現(xiàn)實情況相符，引入敏感性指數(shù)(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(shù)(CS)：

(4)

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

3 結果與分析

3.1 畢節(jié)市土地利用變化對生態(tài)服務價值的影響

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

表3 畢節(jié)市研究時段內各土地利用類型生態(tài)服務價值

研究結果顯示，畢節(jié)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(jié)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(qū)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(qū)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(qū)水利建設使得水域ESV增加明顯。2012～2017年，研究區(qū)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(fā)2號文件發(fā)布，畢節(jié)市抓住時機，積極開展城鎮(zhèn)建設和經(jīng)濟發(fā)展，進一步調整和改善土地利用結構，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)服務功能同步發(fā)展。這一時期，畢節(jié)市緊緊抓住水利部幫扶畢節(jié)試驗區(qū)扶貧開發(fā)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(yè)作為研究區(qū)的傳統(tǒng)優(yōu)勢產業(yè)也得以大力發(fā)展，牧草地面積大幅增加。

由表3可知，研究區(qū)各類型土地利用變幅與其生態(tài)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(tài)服務價值占總價值的70%以上，持續(xù)開展石漠化治理、退耕還林與林業(yè)建設，科學、合理、可持續(xù)的開發(fā)和利用土地資源，有利于畢節(jié)市生態(tài)服務總價值的持續(xù)提升。

3.2 敏感性分析

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

表4 畢節(jié)市調整生態(tài)價值系數(shù)前后生態(tài)系統(tǒng)服務總價值的變化率及敏感性指數(shù)

由表4可知：研究區(qū)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(jīng)修正后的生態(tài)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(qū)林地面積及單位面積林地ESV較大。將畢節(jié)市2007、2012和2017年相比較發(fā)現(xiàn)，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(jié)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(qū)石漠化治理和生態(tài)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(jié)市近11年來，石漠化治理和生態(tài)建設成效顯著，較好地實現(xiàn)了經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)服務功能的協(xié)同發(fā)展。畢節(jié)市應持續(xù)開展石漠化治理、退耕還林與林業(yè)建設，以實現(xiàn)對土地資源的可持續(xù)開發(fā)和利用。