基于土地利用結構的河流岸帶生態系統服務簇識別

摘要：為識別河流岸帶土地利用與生態服務價值的空間結構，從河流岸帶保護角度選取水資源保護、凈化環境、水文調節、土壤保持、維持養分循環、生物多樣性6 項生態服務功能，基于遙感影像解譯的土地利用數據，運用修正的當量因子法估算得到生態服務價值的空間分布規律，進而進行層次聚類分析識別河流岸帶生態服務簇，并應用于太湖流域湖西區溧陽市縣級河流——竹簀河作為實例研究。結果表明：（1）竹簀河河岸帶6 項生態服務價值呈現出顯著的空間異質性和聚集性；（2）竹簀河河岸帶可劃分為5 大類生態服務簇，分別為水源涵養型、綠色多元型、經濟生態型、生態脆弱型以及耗水污染型；（3）各類服務簇的生態系統服務特點與空間布局分異明顯，與岸帶實際土地利用結構相協調，揭示了竹簀河河岸帶生態服務功能普遍較薄弱的現狀。研究結果可為竹簀河及類似平原地區骨干河流岸帶功能區劃分以及河岸帶生態保護與修復方案的制定提供理論參考。

關鍵詞：河岸帶；土地利用結構；生態系統服務簇；層次聚類分析

中圖分類號：X52 文獻標志碼：A 文章編號：1674-3075（2024）03-0052-08

河湖岸帶作為河流兩側、湖泊周邊一定范圍內水陸相交的帶狀區域（夏繼紅等，2017），緊密連接著水域和陸域兩大空間，能夠對水體的自然生態空間起到重要的緩沖與過渡作用，具有行洪、調蓄、維持生態平衡等多種服務功能（張建春和彭補拙，2003；楊璐等，2017）。從本質上來說，河流岸帶是一種特殊的國土資源，因河道水位的漲落變化而處于“水-陸”交替的狀態中（馮順新等，2022），具有復合的空間屬性，在河流生態系統和土地利用中具有特殊性，其土地利用及生態服務功能結構對河流水文、生態環境均具有重要影響。

當前，通過土地利用情況來研究生態服務功能是一種主流且可行的方式，其大多著眼于區域、流域等大尺度范圍，較少有聚焦河岸帶這一特殊空間。目前，河流岸帶生境長期受到城市化快速進程帶來的負面影響，其健康狀況已發生巨大變化（郭二輝等，2011），成為一個由人類主導的復合生態系統（韓路等，2013），調節、支持等公益性生態服務功能的發揮受到影響，且人類活動還進一步增加了社會經濟層面的開發性功能需求。河流岸帶經過自然演變與高強度人類活動兩方面長期作用下，逐漸形成生態服務功能布局的半人工化現狀特征，在河湖水系治理、水利工程建設（Sunil et al，2011；Mcneish et al，2012）以及河流岸帶開發利用等方面均有體現。滿足生態和社會二元需求的河湖岸帶功能評估和空間區劃方法，已成為當前的研究趨勢和應用要求（談廣鳴等，2019）。因此，有必要對高強度人類活動地區河流岸帶生態服務功能類型（干靚等，2018）、空間異質性（徐海順等，2019）等進行深入探討，為河流岸帶生態空間的保護以及開發利用空間的管控提供科學支撐。

生態系統服務簇是各項生態系統服務功能在特定時空范圍內的不同集聚組合（李慧蕾等，2017），能夠在量化生態服務價值的基礎上探究綜合生態系統服務類型及其空間分布規律。聚類分析方法在劃分各類生態服務簇中有著一定優勢（彭立等，2021）。陳曉紅等（2012）應用層次聚類分析對東北地區生態農業開展區域劃分，得到6 個大生態農業區、14 個二級生態區。祁寧等（2020）采用K-均值聚類方法將東北地區劃分為4 個生態功能區，并分析各功能區生態系統服務的組成結構與區域分異。王飛兒等（2022）采用當量因子法系統評估各水環境控制單元的生態系統服務功能，進而利用K-均值聚類法劃分4 類生態服務簇。但目前尚缺乏針對河流岸帶生態服務價值及其空間分布的研究。