東北農牧交錯帶典型區土地利用

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東北農牧交錯帶是典型的生態環境脆弱區。在長期的墾草農作、超載過牧之下，土地利用/覆被發生了劇烈的變化，呈現沙漠化、鹽堿化與草原退化等一系列生態環境問題。土地利用是人與自然交叉最為密切的環節，土地利用以及由此導致的土地覆被的變化必然影響生態系統的結構和功能，對區域氣候、水文、生物地球化學循環及生物多樣性等產生重大影響。土地利用/覆被變化過程對維持生態系統服務功能起著決定性的作用，土地利用/覆被變化將是影響區域生態系統功能以及生態環境質量的重要因素。因此，本文以東北農牧交錯帶的典型區域為案例，集成遙感和GIS技術，揭示區域土地利用/覆被的時空變化特征，參照Costanza R.等人測算全球生態系統服務價值的方法，評估土地利用變化引起的區域生態服務價值的變化，從而為區域生態環境保護與重建、區域可持續發展提供重要的背景資料和科學依據。

本文土地利用/覆被遙感動態監測主要以1986年、2002年兩期共8景TM/ETM影像為信息源。此外，還收集研究區的基礎地理數據、土地利用圖、土壤圖等圖件資料，用作影像幾何校正和輔助解譯。參照由中國科學院的國家基本資源與環境遙感調查數據庫中的土地利用/土地覆被分類體系，結合土地資源的性質與特點，以生態系統類型為基礎，將土地利用/覆被系統劃分為6個一級類型、14個二級類型，其中二級類型包括水田、旱地、林地、灌叢、河流、湖泊、居民點及工礦用地、鹽堿地、沙地和濕地，以及高、中和低覆蓋草地。在AreGIS軟件支持下，以人機交互方式目視解譯并建立1986年、2002年兩期土地利用/覆被空間數據庫。

主要考慮耕地的糧食生產功能和氣體調節功能兩個方面。對于人類來說，糧食生產是耕地最主要的服務功能。耕地包括水田和旱地，水田以種植水稻為主，旱地以種植玉米和大豆為主。根據水田和旱地的單位面積產量，采用當前市場價值估算其食物生產功能的價值。水田的食物生產價值系數為6 380元/hm2·a，旱地的食物生產價值系數4 260元/hm2·a。在稻田中，水稻通過光合作用將太陽能轉換為生物能，固定Co：和釋放02；由于稻田中還原性厭氧環境的存在，稻田還向大氣環境排放溫室氣體（如C02、NzO和CH4）。肖玉等人研究表明，稻田的積極作用要大于其消極作用，對人類福利有著重要的貢獻，其調節功能大小與稻田生物量和氮施用量有密切相關，其綜合價值范圍在5 467～12 842元/hm2·a之間。考慮到單季水稻種植的特點，將水田氣體調節的價值系數取為2 734元/hm2·a。同理，根據玉米和大豆的產量、種植結構，采用光合作用原理和造林成本法計算，求得旱地的固定c02和釋放02價值系數為1 809.5元/hm2·a。

謝高地等人在研究中國自然草地生態系統服務價值時，曾將我國草地生產地域劃分為七類區域開展草地生態服務價值研究。本文以其中的東北溫帶半濕潤區的草地服務價值系數為參考，按草地覆蓋程度對草地生態服務價值系數進行修正，其中高覆蓋草地的修正系數取1.0，價值系數為12 177元/hm2·a；中覆蓋草地的修正系數取0.7，價值系數為8 524元/拼·a；低覆蓋草地的修正系數取0.35，價值系數為5 967元/hm2·a。

Costanza R等人的研究中，并沒有考慮荒漠的生態服務功能。實際上荒漠并非沒有生態服務價值，而是相對于其他生態類型價值較低。荒漠類型主要包括沙地和鹽堿地。參考謝高地等人的研究數據，將沙地的生態價值系數取值為755元/hm2·a；鹽堿地的生態價值系數取值為1 240元/hm2·a。

上述分析表明，在過去16年當中，西部鹽堿化、沙漠化、草原退化、濕地萎縮等土地退化現象有明顯的擴大和加重趨勢，對生態環境造成了嚴重威脅，嚴重損害了該區域生態系統的生態服務功能，區域生態系統服務價值損失達143億元/a。東北農牧交錯帶是典型的生態脆弱區，生態服務功能是區域生產力可持續性重要體現。因此，必須因地制宜采用水利、生物、工程和管理等多種技術和措施，遏制鹽堿化、沙漠化、草原退化等土地退化發展的勢頭。在牧區積極推行禁牧禁墾、退耕還草、以草定畜、合理輪牧、栽植灌木及生態移民等綜合措施，保護和恢復草原植被，促進農牧交錯帶生態系統服務功能的恢復和體現，為區域可持續發展提供強有力保障。