扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化研究

張淑花，張雪萍

（1.綏化學(xué)院 旅游與資源管理系，黑龍江 綏化152061；2.哈爾濱師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，哈爾濱150024）

生態(tài)系統(tǒng)不僅創(chuàng)造了人類生存的環(huán)境，還不斷地提供產(chǎn)品與服務(wù)來(lái)滿足人類生存的需要，其產(chǎn)品與服務(wù)的價(jià)值化已被廣泛運(yùn)用在理解和探討人類的可持續(xù)發(fā)展中。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指由自然系統(tǒng)的生境、物種、生物學(xué)狀態(tài)、性質(zhì)和生態(tài)過(guò)程所生產(chǎn)的物質(zhì)及其所維持的良好的生活環(huán)境對(duì)人類的服務(wù)性能［1］。土地是各種自然生態(tài)系統(tǒng)的載體，生態(tài)系統(tǒng)類型在土地利用中的表現(xiàn)為土地利用類型，土地利用作為人類最基本的實(shí)踐活動(dòng)，通過(guò)區(qū)域生態(tài)進(jìn)程和服務(wù)間的相互作用直接影響區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值［2］。土地利用以及由此導(dǎo)致的土地覆蓋變化影響著生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能起著決定性的作用，研究土地利用／土地覆蓋變化情況下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化具有重要現(xiàn)實(shí)意義［3］。

1 研究區(qū)概況

扎龍自然保護(hù)區(qū)位于黑龍江省西部，松嫩平原烏裕爾河下游，齊齊哈爾市東南郊26.7km處，地理坐標(biāo)為123°47′－124°37′E，46°52′－47°32′N，地跨齊齊哈爾市的富裕縣、泰來(lái)縣、鐵峰區(qū)、昂昂溪區(qū)和大慶市的林甸縣、杜爾伯特蒙古族自治縣等6個(gè)縣區(qū)，總面積2 100km2，是一個(gè)以鶴類等大型水禽為主體的珍稀鳥(niǎo)類和濕地生態(tài)類型的國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。本區(qū)地勢(shì)北高南低，中間低洼，東西地勢(shì)高，整個(gè)濕地自北向南呈三角形。氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫2～4℃，年平均降雨量426mm，主要集中于7－9月，占全年降雨量的70%。1992年扎龍國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)就已被列入國(guó)際重要濕地名錄，根據(jù)生態(tài)環(huán)境和功能，濕地劃分為3個(gè)區(qū)域：核心區(qū)面積500 km2，為保存完好的典型濕地生境，主要為蘆葦沼澤，是鶴類等珍稀水禽重要的棲息地和巢區(qū)分布地；緩沖區(qū)面積1 480km2，分布著成片或斷續(xù)的蘆葦沼澤、苔草沼澤及湖泡，也是鶴類等珍稀水禽的活動(dòng)領(lǐng)域和棲息繁殖地，區(qū)內(nèi)村屯較多，有鐵路、公路干線和大型水利工程；實(shí)驗(yàn)區(qū)面積為120km2，生境與緩沖區(qū)相同，主要進(jìn)行鶴類實(shí)驗(yàn)研究，并有限開(kāi)放生態(tài)旅游。

2 研究方法

2.1 土地利用／覆蓋數(shù)據(jù)獲取

主要以1989年6月、1999年9月美國(guó)Landsat－TM影像和2006年6月的CBERS（中巴資源衛(wèi)星）為數(shù)據(jù)源，TM影像選用TM4，3，2波段進(jìn)行假彩色合成，CBERS最高空間分辨率為19.5m，CCD（電荷合耦相機(jī)）光譜段的設(shè)計(jì)與美國(guó)Landsat－TM影像相似［4］，因此也選擇4，3，2波段組合。所有遙感圖像經(jīng)過(guò)增強(qiáng)、糾正、鑲嵌等處理后，根據(jù)影像特征，在參考其它相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，將研究區(qū)域的土地利用類型劃分為耕地（平原旱地、水田）、草地、林地、未利用地（鹽堿地）、水域、濕地（沼澤濕地）和建設(shè)用地（城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民地、工礦、交通用地）等7類，建立不同土地利用類型的判讀標(biāo)志并進(jìn)行人機(jī)交互解譯，再進(jìn)行實(shí)地校驗(yàn)，修改無(wú)誤后建立扎龍自然保護(hù)區(qū)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)格式Coverage，投影方式為（Albers）等面積割圓錐投影，中央經(jīng)線為105°E，雙標(biāo)準(zhǔn)緯線分別為25°N和47°N，坐標(biāo)原點(diǎn)為（0，0）。

2.2 土地利用類型動(dòng)態(tài)度

土地利用類型動(dòng)態(tài)度（K）指的是某研究區(qū)一定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用類型的數(shù)量變化情況，其計(jì)算公式如式（1）。

式中：Ua、Ub——研究初期及研究末期某一種土地利用類型的數(shù)量；T——研究時(shí)段，當(dāng)T的時(shí)段設(shè)定為年時(shí)，K——該研究區(qū)某種土地利用類型年變化率。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)

生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類的貢獻(xiàn)可以用經(jīng)濟(jì)價(jià)值來(lái)評(píng)估，通過(guò)貨幣化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能和效益，可以給出這種服務(wù)在經(jīng)濟(jì)上的價(jià)格標(biāo)簽。認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的巨大價(jià)值，特別是將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值融入到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行中去，將會(huì)使人們更加意識(shí)到保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要性［2－3］。近年來(lái)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究逐漸成為生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)，其中，美國(guó)生態(tài)學(xué)家Constanza等人的研究成果引起了世界各國(guó)極大的反響［5］。他將全球生物圈劃分為：海洋、森林、草原、濕地、水面、荒漠、農(nóng)田等16大類26小類；將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能劃分為氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、養(yǎng)分循環(huán)、土壤形成、文化娛樂(lè)等17種功能，對(duì)不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了量化。但在其研究中某些數(shù)據(jù)與實(shí)際存在較大偏差，如對(duì)耕地服務(wù)價(jià)值估計(jì)過(guò)低，濕地價(jià)值又偏高等。針對(duì)此問(wèn)題，謝高地等將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)體系分為9種功能，并結(jié)合我國(guó)的土壤、地形等特點(diǎn)，對(duì)Costanza的生態(tài)系統(tǒng)單價(jià)進(jìn)行了修正，并得出我國(guó)一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值［6］，此外，我國(guó)其他學(xué)者對(duì)不同區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值也作了大量的研究［7－11］。

本文基于Constanza的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值理論，結(jié)合謝高地等對(duì)我國(guó)平均狀態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的單價(jià)，對(duì)扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化進(jìn)行研究。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算公式如式（2）。

式中：ESV——研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值（元）；Ak——研究區(qū)第k種土地利用類型的分布面積（hm2），VCk——生態(tài)價(jià)值系數(shù)，即單位面積上k種土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（元／hm2）。

為得到不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，現(xiàn)將本文所劃分的研究區(qū)土地利用類型與生態(tài)系統(tǒng)類型進(jìn)行對(duì)照（表1）。

表1 與土地利用類型相對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)類型及其生態(tài)價(jià)值系數(shù) 元／hm2

2.4 敏感度指數(shù)計(jì)算方法

為驗(yàn)證生態(tài)系統(tǒng)類型對(duì)于土地覆蓋類型的代表性以及生態(tài)價(jià)值系數(shù)的準(zhǔn)確性，引入生態(tài)價(jià)值彈性系數(shù)（CS），以反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)生態(tài)價(jià)值系數(shù)的依賴程度，其基本理論與經(jīng)濟(jì)學(xué)的彈性系數(shù)相似，即某一生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值系數(shù)的變化引起整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總價(jià)值的變化狀況［12－13］。具體計(jì)算方法如下：

式中：CS——生態(tài)價(jià)值彈性系數(shù)；ESV——估算的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；VC——生態(tài)價(jià)值系數(shù)，i，j——調(diào)整前和調(diào)整后的狀態(tài)，k代表各土地利用類型。CS＞1，表明1%的VC變動(dòng)會(huì)引起ESV大于1%的變動(dòng)，說(shuō)明ESV對(duì)VC是富有彈性的；CS＜1，表明1%的VC變動(dòng)會(huì)引起ESV小于1%的變動(dòng)，說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是缺乏彈性的，比值越大，表明生態(tài)價(jià)值系數(shù)的準(zhǔn)確性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估越關(guān)鍵。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用／土地覆被變化

表2為研究區(qū)的各土地利用類型1989－2006年變化面積、變化率及動(dòng)態(tài)度。從表2可以看出，扎龍自然保護(hù)區(qū)1989－2006年土地利用變化面積較大的有耕地、未利用地和草地，其中耕地、未利用地面積增加，增加率均在20%以上，這主要是因?yàn)?7a間對(duì)土地的開(kāi)墾以及過(guò)度利用使得鹽堿地面積增加所致，另外建設(shè)用地也表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，這主要是由于農(nóng)村和城鎮(zhèn)用地以及交通用地增加所致。土地利用面積減小的類型有草地、濕地和水域，其中草地面積減小程度最大，年均減少率為1.04%。

表2 研究區(qū)土地利用類型變化面積及動(dòng)態(tài)度

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化

根據(jù)前文所述生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的估測(cè)方法，得出扎龍地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值從1989－2006年的變化狀況（見(jiàn)表3）。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值看，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體呈下降趨勢(shì)。從各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的構(gòu)成看，濕地系統(tǒng)、水域系統(tǒng)和草地系統(tǒng)的生態(tài)價(jià)值占總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的97%以上，是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主體部分；林地系統(tǒng)、耕地系統(tǒng)、建設(shè)用地系統(tǒng)及未利用地系統(tǒng)的生態(tài)價(jià)值較少，占生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的不到3%。1989－2006年濕地面積減少4 032 hm2，生態(tài)價(jià)值損失了2.237 3億元，水域面積減少了456hm2，生態(tài)價(jià)值損失了0.185 5億元，草地面積減少6 805hm2，生態(tài)價(jià)值損失了0.436 0億元；濕地生態(tài)價(jià)值損失占生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價(jià)值損失量的92.5%，而水域和草地的生態(tài)價(jià)值變化量相對(duì)較小，因此，濕地生態(tài)價(jià)值的變化在一定程度上決定了扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化。

從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)間序列變化看，對(duì)于1989－1999年和1999－2006年兩個(gè)時(shí)間段，后一時(shí)間段的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少量和變化率明顯小于前一時(shí)間段。1989－1999年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少1.889 1億元，變化率為2.51%，年均減少0.188 9億元；1999－2006年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少0.529 5億元，變化率為0.72%，年均減少7.56億元。可見(jiàn)扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的損失量正在明顯減少，說(shuō)明扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化趨勢(shì)正在逐步減緩，近年來(lái)對(duì)扎龍自然保護(hù)區(qū)實(shí)施的一系列濕地生態(tài)保護(hù)措施及工作已經(jīng)開(kāi)始初見(jiàn)成效。

3.3 生態(tài)系統(tǒng)單項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值變化

表4是扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)單項(xiàng)服務(wù)功能的變化狀況，從中可以看出，1989－2006年生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)功能的價(jià)值由高到低排列順序基本保持不變，依次為廢物處理功能、水源涵養(yǎng)功能、氣候調(diào)節(jié)功能、娛樂(lè)文化功能、生物多樣性保護(hù)功能、土壤形成與保護(hù)功能、氣體調(diào)節(jié)功能、食物生產(chǎn)功能和原材料功能，其中廢物處理功能、水源涵養(yǎng)功能和氣候調(diào)節(jié)功能的價(jià)值貢獻(xiàn)最大，占生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價(jià)值的79%以上，是扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要表現(xiàn)形式，食物生產(chǎn)和原材料功能價(jià)值貢獻(xiàn)最小，只占生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價(jià)值的1%。

1989－2006年生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)功能變化程度大小不同，除食物生產(chǎn)功能表現(xiàn)增加外，其它的功能都表現(xiàn)出降低的趨勢(shì)。各項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值損失程度差異不大，只有原材料功能價(jià)值損失率為1.06%，其它功能價(jià)值損失率均在3%～4%之間。

表3 研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化

表4 研究區(qū)1989－2006年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值變化

3.4 敏感度分析

根據(jù)前文所述的敏感性指數(shù)計(jì)算方法，將各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)分別向上下調(diào)整50%，應(yīng)用調(diào)整后的生態(tài)價(jià)值系數(shù)對(duì)研究區(qū)1989－2006年的總服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了估算，估算結(jié)果及敏感度指數(shù)如表5所示。

表5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值敏感度

分析表明價(jià)值系數(shù)的敏感性指數(shù)CS都是小于1，表明扎龍自然保護(hù)區(qū)土地類型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值變化缺乏彈性。其中濕地的敏感度指數(shù)最大，接近0.88，即濕地的VC增加1%，生態(tài)系統(tǒng)的總服務(wù)價(jià)值增加約0.88%，而其它土地利用類型的敏感度指數(shù)都在0.1以下。這說(shuō)明在扎龍自然保護(hù)區(qū)，除濕地外，其它土地利用類型VC的變化對(duì)扎龍地區(qū)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的變化影響不大。

4 結(jié)論

（1）從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值組成來(lái)看，濕地、水域和草地所表現(xiàn)出很高的生態(tài)服務(wù)價(jià)值，占生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價(jià)值的97%以上，說(shuō)明扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值主要是通過(guò)濕地、水域和草地體現(xiàn)出來(lái)。

（2）對(duì)比1989年、1999年、2006年扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)價(jià)值得出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值表現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，由原來(lái)的7.511 65×109元降為7.269 79×109元，價(jià)值損失為2.418 6×108元，損失率為3.22%。1989－1999年和1999－2006年兩個(gè)時(shí)間段，后一時(shí)間段的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少量和變化率明顯小于前一時(shí)間段，說(shuō)明扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化趨勢(shì)正在逐步減緩。

（3）對(duì)扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)單項(xiàng)服務(wù)功能的價(jià)值分析，廢物處理功能、水源涵養(yǎng)功能和氣候調(diào)節(jié)功能的價(jià)值貢獻(xiàn)最大，占生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價(jià)值的79%以上，是扎龍自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要表現(xiàn)形式。

（4）各土地利用類型的敏感性指數(shù)均小于1，說(shuō)明他們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值變化缺乏彈性。其中濕地的敏感度指數(shù)為0.88，而其它土地利用類型的敏感度指數(shù)均在0.1%以下，說(shuō)明對(duì)扎龍地區(qū)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值影響較大的土地類型為濕地，因此加強(qiáng)對(duì)濕地的保護(hù)是保持扎龍地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的重要途徑。

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