基于土地利用變化的溫州市生態系統服務價值評價

摘 要：【目的】通過對溫州市近20年間土地利用變化和生態系統服務價值的研究，掌握溫州市的生態綜合整治效果，為溫州市的空間規劃、生態綜合保護與政策制定提供科學基礎，助力溫州市的城市發展。【方法】本研究基于2000、2010、2020年的土地利用數據，采用面積轉移矩陣、土地利用動態度等方法對溫州市2000—2020年土地利用的動態變化進行模擬分析，并基于改進的謝高地生態系統服務價值當量表，對研究時段內溫州市的生態系統服務價值進行定量的分析。【結果】①溫州市的林地面積最大，林地和水域面積均處于上升的態勢，建設用地大幅擴張，周邊耕地大幅減少；②2000—2020年，溫州市的生態系統服務價值整體始終處于上升的趨勢，其中林地的貢獻度最為顯著，占比超過80%；③在研究時段內，單項生態系統服務均表現為調節服務gt;支持服務gt;供給服務gt;文化服務。【結論】近20年間溫州市的生態保護成效顯著，生態環境得到了明顯改善。

關鍵詞：生態系統服務價值；改進的價值當量因子法；土地利用；溫州市

中圖分類號：X171.1；F301.2" "文獻標志碼：A" "文章編號：1003-5168（2024）10-0107-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.10.021

Evaluation of Ecosystem Service Value in Wenzhou City Based on Land Use Change

ZHANG Te1 PAN Bohua2

（1. Wenzhou Huakun Land Planning and Design Corporation， Wenzhou 325000， China; 2. Changchun Planning Compilation Research Center （Changchun Urban and Rural Planning and Design Research Institute）， Changchun 130000， China）

Abstract： [Purposes] Through the study of land use changes and ecosystem service value in Wenzhou City in the past 20 years， we aim to understand the ecological comprehensive improvement effect of Wenzhou City， provide a scientific basis for spatial planning， ecological comprehensive protection， and policy formulation， and assist the urban development of Wenzhou City. [Methods] This article is based on land use data from 2000， 2010， and 2020， and uses methods such as area transfer matrix and land use dynamic degree to simulate and analyze the dynamic changes of land use in Wenzhou City from 2000 to 2020. Based on the improved Xie Gaodi Ecosystem Service Value Equivalence Table， the ecological service value of Wenzhou City during the research period is quantitatively analyzed. [Findings] ① Wenzhou City has the largest forest area， with both forest and water areas on the rise. Construction land has significantly expanded， seriously encroaching on surrounding farmland; ② From 2000 to 2020， the overall value of ecosystem services in Wenzhou City has been on the rise， with forest land accounting for the most significant contribution， accounting for over 80%; ③Throughout the entire research period， individual ecosystem services were characterized by regulatory servicesgt;supportive servicesgt;supply servicesgt;cultural services. [Conclusions] The research results indicate that the ecological protection in Wenzhou City has achieved significant results over the past 20 years， and the ecological environment has been significantly improved.

Keywords： ecosystem service value; Improved value equivalent factor method; Land use; Wenzhou City

0 引言

生態系統服務為人類提供的所有福祉，維持著經濟社會與生態環境穩定。近年來，隨著經濟社會的快速發展，自然資源消耗加劇，生態系統不斷受到人類活動的影響與破壞。任由生態系統持續惡化，將導致人類生存和發展受到威脅，甚至會影響全球的生態安全［1］。因此，通過開展土地利用的合理規劃與管制，保證生態系統服務能力等至關重要。

生態系統服務的概念在20世紀60年代就以“環境服務”的形式被首次提出［2］。在隨后的研究中，逐漸有學者將其形容為“自然服務”。1982年，“生態系統服務”作為專業術語正式被提出，有學者將其定義為：生態系統形成并維持人類賴以生存和發展的環境條件和效用［3］。生態系統服務作為可持續發展的主要議題一直持續到20世紀90年代。當前，國外對生態系統服務方面的研究更多地考慮到城市建設與生態系統之間的和諧發展，并進一步探討了生態系統服務的多尺度特征、權衡，以及未來情景的模擬等［4-6］。國內的生態系統服務研究，最早是由歐陽志云、謝高地等代表性的學者將其引進至國內的，現已得到了豐富的研究成果［7-9］，并將決策目標納入生態系統評價中。

溫州市作為浙江省的三大中心城市之一，擁有眾多人口，但可以利用的土地面積有限。當前，城鎮化的進程仍在持續，生態環境的保護壓力越來越大［10］。因此，本研究以溫州市為研究對象，基于2000、2010、2020年土地利用數據，對20年間溫州市的土地利用變化進行分析，基于改進的生態系統服務價值因子當量表，核算溫州市2000—2020年間生態系統服務價值，并提出相應的優化意見，為其生態環境改善提供科學建議。

1 研究概況與數據來源

1.1 研究區概況

溫州市位于浙江省東南部沿海，南鄰福建省，西接麗水市，東北與臺州市為界（如圖1所示）。地形以山地丘陵為主，屬中亞熱帶季風氣候區。全市轄4個區、5個縣，代管3個縣級市。總土地面積較大，但因人口眾多，人均用地指標較少。溫州市的生態環境較好，森林覆蓋率約為60%，境內水系縱橫，水資源豐沛。

1.2 數據來源與處理

土地利用數據：年份為2000、2010、2020年，用于土地利用分析；2000、2010、2020年溫州市統計年鑒：用于構建生態系統服務價值評價體系；《2020年全國農產品成本收益資料匯編》：用于構建生態系統服務價值評價體系。

2 研究方法

2.1 土地利用轉移矩陣

轉移矩陣可對一定時間跨度內，各地類之間起始時間節點狀態與轉移狀態進行定量的描述，能夠清楚地反映土地利用變化的方向和流量，其計算公式為式（1）。

[Smn=S11S12S21S22…S1i…S2i……Si1Si2………Sii]" " " " " （1）

式中：[Smn]表示研究初期的第m種土地利用類型轉變為末期的第n種土地利用類型的面積；m、n分別為研究初期與末期的土地利用類型；i為土地利用類型的數目。轉移矩陣中，行表示初期的第i種土地利用類型，列表示末期的第j種土地利用類型。

2.2 生態系統服務價值評估

借鑒謝高地等學者的研究內容，以單位面積耕地的糧食產量純收入為1個等效因子的生態服務價值量。由于溫州市實際糧食作物以小麥、玉米、大豆和稻谷為主，為使之更符合溫州市的實際情況，將原有計算公式修改為式（2）。

[E=Va×Pa+Vb×Pb+Vc×Pc+Vd×Pd+Ve×Pe]" " " "（2）

式中：E表示1個標準當量因子的生態系統服務價值量，元/hm2；Va、Vb、Vc、Vd和Ve分別表示2020年溫州市旱稻、晚稻、小麥、玉米和大豆的播種面積的比例，%；Pa、Pb、Pc和Pd分別表示2020年溫州市旱稻、晚稻、小麥、玉米和大豆的單位凈收益，元/hm2。

通過《溫州市統計年鑒》《2020年全國農產品成本收益資料匯編》等，得到2020年溫州市旱稻、晚稻、小麥、玉米和大豆的種植面積比例為21.67%、66.33%、1.17%、5.16%和5.67%。通過式（2），得到溫州市1個標準當量因子的生態系統服務價值量為2 467.50元/hm2，從而得出溫州市單位面積生態系統服務價值當量，見表1。

3 結果和分析

3.1 土地利用動態變化分析

溫州市2000—2020年土地利用分布如圖2所示，土地利用面積見表2。由圖2和表2可知，各地類按面積從大到小的排列依次為林地gt;耕地gt;草地gt;建設用地gt;水域gt;未利用地。整個研究時段內，耕地面積處于持續減少的態勢且減少幅度最大，為382.36 km2；林地、草地和未利用地的面積也處于減少的趨勢，但整體波動不大，分別減少了130.67 km2、2.97 km2、0.51 km2；水域和建設用地均有增長，建設用地增長幅度最大，增加了491.19 km2。

根據圖2，將3個時間節點的溫州市土地利用數據疊加分析，得到2000—2010年和2010—2020年兩個研究時段內不同地類面積轉移矩陣。

溫州市2000—2010年土地利用轉移矩陣見表3。由表3可知，2000—2010年，耕地有較大面積，約246.42 km2的耕地轉化為建設用地，而轉化為耕地的面積遠小于轉出面積，導致耕地面積大幅下降。林地、草地和未利用地轉出面積均大于轉入面積，表明這3種地類在該研究時段內有所減少。水域面積由于耕地和林地轉化而出現了大幅增長。

溫州市2010—2020年土地利用轉移矩陣見表4。由表4可知，2010—2020年，各地類按照轉入面積大小排序為：建設用地gt;林地gt;耕地gt;草地gt;水域gt;未利用地。耕地主要轉化為建設用地和林地，林地主要轉化為耕地和建設用地，建設用地由于耕地和林地的較大面積轉化而出現建設用地面積的大幅增長。

3.2 生態系統服務價值總體動態變化分析

溫州市2000—2020年各地類的生態系統服務價值變化情況見表5。結合表2可知，除建設用地外，2000—2020年，耕地、草地及水域向其他用地類型轉換主要為林地，因而林地生態系統服務價值擁有最大增量，為364.95億元。同時，林地也占有最大的生態系統服務總價值貢獻度，在2000、2010、2020年分別占總價值的88.39%、88.30%和88.54%；2000—2020年，生態系統服務價值占比最小的是未利用地，各年占比僅保持在0.003%；僅有耕地生態系統服務價值在研究時段內不斷減小，由2000年的6.30%縮減至2020年的5.40%，其余類型生態系統服務價值占比均有上升趨勢。

溫州市2000—2020年生態服務貢獻率見表6。由表6可知，整個研究時段內林地的生態服務貢獻率最高，為88.63%，說明由林地面積變化引起的生態系統服務價值變化對研究區內總生態服務價值變化的影響所占比重最大。研究時段內，不存在負向貢獻因子，均為正向貢獻因子，因而使得溫州市在2000—2020年生態系統服務價值整體呈上升趨勢。其中生態服務貢獻率最低的類型為未利用地，僅為0.0032%，說明其對生態系統服務整體變化影響較小。由表5可知，2000年生態系統服務總價值為224.37億元，2010年為476.60億元，10年間增加252.23億元。其間，林地面積增長對該時段總服務價值變化量貢獻最大，且生態服務貢獻率最大，為88.22%。其次是耕地，為5.14%。未利用地貢獻率最小，僅為0.003%。2020年生態系統服務總價值為636.15億元，2010—2020年增加159.55億元，該時段內的生態服務貢獻率與此前相同，表現為；林地gt;耕地gt;水域gt;草地gt;未利用地。

3.3 單項生態系統服務價值動態變化分析

溫州市2000—2020年不同生態系統服務的功能價值如圖3所示。由圖3可知，供給服務、調節服務、支持服務和美學景觀服務的價值均表現為逐漸遞增的變化趨勢。其中調節服務價值增量最大，20年間增量為20 478.67萬元；其次是支持服務價值，20年間整體增幅為181.36%；美學景觀服務增量最小，在2000—2010年間增加了1 794.56萬元，2010—2020年間增量僅為1 136.69萬元。整體而言，四大一級服務功能價值變化均表現出明顯增長趨勢，但對比前后10年速度逐漸放緩，表明研究區內的生態系統調節能力在逐年增強，對生態保護、經濟建設和生產生活等方面規劃布局的宏觀調控作用愈發明顯。

4 討論

溫州市占主導位置的地類是林地，其次是耕地。通過研究結果可知，林地面積始終處于逐步上升的趨勢，耕地面積則一直處于大幅下降的趨勢，這與已有研究結果相符［10］。通過對溫州市2000—2020年間生態系統服務價值的評估，結果表明溫州市的生態系統服務價值始終處于上升的趨勢，也與相關研究結論相符［11］。劉耕源等［12］在相關研究中指出，林地、草地和濕地等具有生態調節功能地類對生態系統服務價值的貢獻顯著，這與本研究中提出的林地在溫州市的生態系統服務價值評估中占主導地位的結論一致。

通過分析單項生態系統服務對生態系統服務價值的貢獻程度可知，調節服務起到了決定性的作用，其他服務的貢獻度從大到小依次為支持服務、貢獻服務、文化服務，這與羅芳等［13］提出的結論相符。林地、草地等地類在調節氣候、保持水土、水源涵養等方面起到了至關重要的作用，因此生態系統服務價值呈現了逐年增長的特征。為保持和促進溫州市的生態環境保護工作、提高生態系統附加值，應該針對本區域的發展要求，不斷優化土地利用結構，在有序增加生態用地的同時，遏制建設用地無序擴張，加強對糧食安全的保護。

5 結論

①在研究時段內，溫州市的林地面積最大，且處于逐年上升趨勢；水域面積同樣保持著穩步上升的態勢；建設用地則呈現出大幅擴張的趨勢，同時導致建設用地周邊的耕地被侵占。

②2000—2020年，溫州市的生態系統服務價值整體始終處于上升的趨勢，表明該地區生態系統能夠提供給人類福祉的能力在逐年提升。在生態系統服務貢獻率的研究中表明耕地、林地、草地和水域均對生態系統服務有顯著影響，其中林地的貢獻率最高，因此在今后的規劃中，應當著重注意土地利用變化對生態環境的影響。

③單項生態系統服務均表現為調節服務gt;支持服務gt;供給服務gt;文化服務。二級單項生態服務中氣候調節、氣體調節、水文調節、土壤保持和生物多樣性在生態系統服務價值的提升中起到了決定性的作用。

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（欄目編輯：陳萌萌）