烏魯木齊市土地利用及其生態系統服務價值時空變化分析

關鍵詞：土地利用；生態系統服務價值；生態敏感性分析；烏魯木齊市

中圖分類號：X321 文獻標志碼：A 文章編號：1003-5168（2025）11-0095-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.11.020

Spatiotemporal Change Analysis ofLand Use and Ecosystem Service Value in Urumqi

LIU Runxiang YANG Hongbin ABUDUREHEMAN ? AbudikeranmuALIMUJIANG ?? Tusiyiti （College of Public Administration，Xinjiang Agricultural University， Urumqi 83Oo52， China）

Abstract： [Purposes] Through analyzing the spatiotemporal changes in land use and ecosystem service values （ESV） in Urumqi City，this study aims to better understand the impact of land use changes on ecosystems.[Methods] The changes of six land use areas and ecosystem service values in Urumqi from 2000 to 202O were calculated by single land use dynamics atitude and the equivalent factor of ecosystem service value.[Findings] The results showed that the area ofconstruction land increased by 534.15 km2 during the study period. The value of ecosystem services fluctuated and decreased in the process of change， and the total ESV value decreased by 3.7 ×10⁹ yuan. [Conclusions] In the process of land use planning， it is necessary to take into account ecological stability while promoting urban development，and the development and utilization of unused land need to be in line with the actual situation of the region.

Keywords： land use; value of ecosystem services; ecological sensitivity analysis; Urumq city

0 引言

土地利用變化是改變生態環境質量的重要因素，研究土地利用變化是生態環境保護和可持續發展的必然要求[1]。Abbate等[2]提出了利用城市周邊未利用土地來補償城市環境碳排放的新觀點，即將未利用地作為綠化用地。Yi等3對30年內中國的生態服務價值的提高做出了研究，發現不適當的土地使用造成了一系列環境災害（如洪水和沙塵暴），其中涉及生態系統脆弱的干旱和半干旱地區分布的未使用土地變化。土地資源利用規劃作為國家經濟發展的重要措施，其合理開發利用情況具有重要作用[4]。

生態系統是衡量地區生態系統功能的重要依據，是社會經濟發展和人類各項活動的重要承載因素。烏魯木齊作為我國西部的核心城市，在其經濟和社會迅速崛起的背景下，城市擴張、土地退化和土地利用規劃指標嚴重不足等現實問題逐步凸顯，導致烏魯木齊市土地生態安全受到威脅。土地利用變化與生態系統服務功能變化呈現相互影響、相互制約的關系，進一步探討二者之間的關系，對分析烏魯木齊人類活動對生態系統產生的影響、促進人與自然協調發展具有重要意義[5]。

1烏魯木齊市區域概況

烏魯木齊市位于亞歐大陸腹地新疆地區的中北部，南倚北天山北坡，北臨準噶爾盆地南部。依托自身具有的石油、天然氣非金屬礦產資源和農產品資源優勢，烏魯木齊市形成了高耗能、高污染、低效能的經濟發展模式，屬于典型的“資源富集一生態脆弱\"區，面臨著土地開發利用效率低下，資源配置不合理，生態環境形勢嚴峻等問題[。烏魯木齊市水資源部分需要依賴融化冰川水與地下水，這也會導致其生態系統總體較為脆弱，受地類變化影響也較為明顯。

2數據來源與研究方法

2.1 數據來源

土地利用類型數據來源于中國科學院資源環境科學數據中心（精度為 30m ）。首先利用對原始數據進行整理并疊加烏魯木齊行政界線，提取出烏魯木齊2000年、2005年、2010年、2015年和2020年5個時間點的土地利用類型一級地類，其次通過柵格數據精度轉換分析與計算，得出烏魯木齊2000—2020年各一級地類土地利用面積，在參考GB/T21010一2017《土地利用現狀分類》標準的基礎上，將烏魯木齊土地利用類型劃分為耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地等6種土地利用類型。

2.2單一土地利用動態度

本研究利用單一土地利用動態度，對烏魯木齊市6種土地利用類型進行計算分析。探究不同地類在2000—2020年的變化速度及變化幅度的大

小，在此基礎上對每隔5年的變化情況進行對比，分析不同地類面積變化劇烈程度的差異[。計算公式為式（1）。

式中： K 為單一土地利用動態度， U_a 為研究期初各類土地利用面積； U_b 為研究期末各類用地的面積； T 為研究時段長度，年。

2.3烏魯木齊市生態服務價值

謝高地等[8-11]通過總結前人相關研究和系統全面的調查，分析當下我國的實際情況，制定了單位生態系統服務價值當量表，對于計算生態系統服務價值具有重要作用。

本研究首先通過烏魯木齊統計年鑒和全國農產品成本收益資料匯編，獲取糧食作物的面積與糧食作物產量數據，其次通過糧食產量與單價來計算糧食生產經濟價值。烏魯木齊市單位面積生態系統服務價值當量表見表1。

利用烏魯木齊市糧食生產服務功能的經濟價值計算2000—2020年每隔5年單位面積糧食產量的經濟價值，結合生態系統服務價值當量表，根據研究區域內的實際情況進行修正。計算公式為式（2）。

式中： Ea 為單位面積農田生態系統提供食物生產服務功能的經濟價值，元 /hm²;I 為農作物種類;其中 p_l 為I種農作物某年的全國平均價格，元/t; q_l 為1種農物單位面積產量， t/hm² m_ι 為 I 種農作物種植面積， hm²;M 為所有農作物的種植面積， hm² 專

3烏魯木齊市土地利用時空變化分析

3.1烏魯木齊市土地利用時間變化分析

由2000—2020年烏魯木齊市土地利用面積（見表2）可得，在研究期內，烏魯木齊市土地利用類型中，草地和未利用地面積較大。未利用地與建設用地處于增長狀態，耕地、林地、草地、水域處于下降狀態。20年間，未利用地變化最大，增加了741.63km² ，建設用地位居第二，增加了 534.15km² 在面積減少的地類中，草地減少最多，達到了665.99km² ，水域減少最少，為 149.23km² ，耕地和林地次之，分別位居第三和第四。

從單一土地利用動態度來看，20年間建設用地變化最快，幅度為 7.65% ，未利用地面積總數較大，變化幅度相對建設用地較小為 1.19% ，水域下降的速度最快為 -2% ，林地幅度變化最小為 -0.42% 。

3.2烏魯木齊市土地利用空間變化分析

首先通過Arcgis公式得出每塊圖斑所對應的面積，得出每一塊圖斑面積后再乘圖斑數目，其次經過單位換算得出相應的地類面積，烏魯木齊市2000-2020年土地利用情況如圖1所示，土地利用轉移矩陣見表3。

結合圖1與表3可知，2000—2020年，烏魯木齊市土地利用類型中，草地和未利用地整體面積較大，建設用地和耕地主要位于中西部，是主要的人口活動區域，面臨著較大的生態壓力。其他地區為林地和草地組成，其中草地占比較大。

從變化趨勢來看，建設用地變化最為明顯，耕地轉化為草地數量最大，為 245.02km² ；草地轉化為未利用地數量最大，為 667.82km² ；草地轉化為建設用地數量最大，為 290.6km² ;林地轉化為耕地數量最大，為 142.92km² ；水域退化為未利用地最大，為220.7km² ；未利用地開墾為耕地數量最大，為1329.32km² 。在烏魯木齊市近20年土地利用變化當中，建設用地所處范圍逐漸開始集中，未利用地的開發改變也有著一定的成效，但是在城市化進展的過程中遇到耕地、林地、草地和水域減少的問題不容忽視。

4烏魯木齊市土地利用生態系統服務價值分析

由各地類單位生態服務價值之和得到總的生態系統服務價值。計算公式為式（3）。

ESV=VC_i×A

式中： ESV 為對應的地類中總的生態系統服務價值，元;A為各土地利用類型的空間面積， hm² 。

烏魯木齊市不同地類生態系統服務價值見表4。由表4可得，烏魯木齊市在2000—2005年期間總的

ESV有所下降，其中草地、水域、未利用地整體上減少，而耕地、林地有所增加；在2005—2010年期間總的ESV呈下降態勢，除未利用地有所增加，耕地、林地、草地、水域均減少；2010—2015年期間總的ESV整體為下降趨勢，耕地、林地與水域下降，而草地、未利用地提升；在2015—2020年期間總的ESV也有所下降，耕地、林地、草地下降，而水域、未利用地提高。2000-2020年總ESV值呈現下降趨勢，下降了37×10⁸ 元。說明烏魯木齊市在不斷的城市化進程中，耕地、林地、草地總體呈現下降的趨勢，其主要轉化為建設用地，從而導致生態系統服務價值在研究期間不斷減少。

5結論

從烏魯木齊市2000—2020年各種地類的總體面積所分布的時間來看，耕地、草地、林地以及水域地類面積總體在不斷減少，建設用地與未利用地面積在變化過程中擴張增加，未利用地本身基礎的面積較大，增長數量最大。烏魯木齊市2000—2020年土地類型利用面積空間變化情況來看，未利用地出現的位置相對較為分散，在變化過程中逐漸向邊緣地區靠攏聚。從烏魯木齊市2000—2020年生態系統服務價值變化情況來看，ESV總體在減少。未利用地所占的面積總量較大，但因為未利用地在開發過程中為人類生產生活提供幫助的效率低、速度慢，而耕地、林地、草地、水域在生產過程中可以為人們生活需要及生態服務方面提供大的幫助，其轉化為了未利用地與建設用地導致的為人類活動提供服務上面總體呈現出了下降的趨勢，未利用地變化起到的主要為間接影響。

土地的合理規劃與利用是烏魯木齊市可持續發展的重要研究方向。土地利用的變化趨勢可以直觀反映城市規劃的變化方向，對土地利用變化及其生態系統服務價值分析可以更好地為烏魯木齊市的用地規劃提出可行性建議。耕地、林地、水域、草地作為重要的生態資源生產，在土地利用規劃過程中要兼顧城市發展和生態平衡，未利用地的開發與利用需要符合地區實際情況。

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