基于土地利用變化的扶余市生態系統服務價值研究

郭鑫+李淑杰+孫博+邢麗娟+吳奇峰

摘要：在社會經濟快速發展和城市化進程不斷加快的背景下，研究土地利用變化對生態系統服務價值的影響程度，對充分了解區域生態環境的變化情況以及全面提高社會經濟的可持續發展水平具重要意義。根據扶余市2010～2015年土地利用數據，運用土地利用動態度指標和土地利用程度綜合指數及變化模型，對扶余市土地利用變化情況進行分析；利用生態服務價值系數，定量計算扶余市的生態系統服務價值并對生態系統服務價值敏感性進行了分析。結果表明，扶余市土地利用處于發展階段，具體表現為建設用地增加，其余用地類型面積逐年減少，扶余市生態服務價值也表現為逐年減少的態勢，生態環境受到一定程度的威脅，為扶余市今后社會發展過程中進行土地利用結構和布局安排以及自然環境保護工作提供指導。

關鍵詞：土地利用變化；生態系統服務價值；扶余市

中圖分類號：F301.24 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）17-3364-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.044

Study on Ecosystem Service Value of Fuyu City Based on Land Use Change

GUO Xin1， LI Shu-jie1， SUN bo1， XING Li-juan1， WU Qi-feng2

（1.College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China；

2.Jilin Institute of Land Resources Survey and Planning，Changchun 130061，China）

Abstract： With the rapid development of social economy and the accelerating process of city background， influence degree of land use change on the ecosystem service value， has very important significance to fully understand the change of regional ecological environment and improve the overall level of sustainable development of social economy. Based on the land use data of Fuyu city in 2010 and 2015， the land use change of Fuyu city was analyzed by using the land use dynamic index and the land use degree index and the change model. The ecological service value coefficient of Fuyu city was used to calculate the ecosystem service of Fuyu city The value and the sensitivity of the ecosystem service value were analyzed. The results showed that the development of land use in Fuyu city， the specific performance of the increase of construction land， other land types area decreased year by year， the ecological service value of Fuyu city also showed a diminishing trend， the ecological environment has been a certain degree of threat， the results of this study can be for Fuyu city in the future social development in the process of land the structure and layout arrangement and natural environmental protection work has certain guiding significance.

Key words： land use change；ecosystem service value；Fuyu city

人類活動與生態環境聯系最為緊密的一個環節便是土地利用，人類往往會通過土地利用對生態系統的布局和功能造成一定程度的影響，這就必然會造成生態系統的類別及其格局發生相應的變化[1]。生態系統服務可理解成人類獲取的全部收益，其中不僅包含人類生活所需的食物和生產生活資料等，同時也支撐著地球的生命系統，為人類提供其生產生活所必須的自然環境條件[2，3]。

開展以土地利用變化為基礎的生態系統服務價值的研究，可以更加深入地了解研究區域土地利用的結構與布局、利用程度與效果，從而使土地利用規劃能夠更好地切合區域實際情況，有效保障區域生態安全。從另一方面來說，對生態服務價值進行定量分析，讓人們更加直觀地看到生態系統的變化情況，能夠有效喚起當地群眾對生態環境的保護意識。從政策管理層面上來看，研究得出的結論對有關部門決策具有一定的借鑒作用。endprint

80年代以來，國內研究人員開始對中國生態系統服務價值進行研究[4]，謝高地等[5]在參照Costanza部分成果的基礎上，制定出符合中國實際的生態服務價值系數。近些年來，學者們開始研究土地利用變化過程中的生態環境效應，但其中大多局限于對生態效益的定性分析，對生態系統服務價值進行定量分析的鮮見報道，尤其對受人類干預較大、經濟發展相對落后的東北地區土地利用變化過程中的生態環境效應綜合研究更少[6]。

近年來，隨著城鎮化進程的加快，扶余市土地利用的結構和布局發生變化，對生態系統服務功能造成一定程度的影響，引起各界的高度關注。因此，本研究以扶余市為研究區域，通過測算扶余市不同時期的生態服務價值量的大小，揭示研究區的自然生態環境的變化情況，為扶余市生態、經濟、環境的綜合決策提供依據，同時也對扶余市今后進行城市開發建設和農業發展提供參考。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

扶余市地處松嫩平原東北部邊緣，位于吉林省西北部，松原市東部（圖1）。東與榆樹市接壤，南隔第二松花江與前郭縣、農安縣、德惠市相望，西與松原市寧江區接壤，北與黑龍江省大慶市肇源縣、哈爾濱市雙城區為鄰。位于東經125°56′-126°11′，北緯44°45′-45°30′之間。在2013年年初，經國務院批準，撤銷扶余縣設立扶余市（縣級），由吉林省直轄、松原市代管。截至2015年年末，扶余市常住人口總數為669 990人，人口密度為每平方公里144人，全市地區生產總值357.51億元。

1.2 數據來源

采用的社會經濟數據主要來源于《扶余市統計年鑒》（2010～2015年），土地利用相關數據主要來源于扶余市土地利用變更調查。為方便研究，將扶余市土地利用類型歸并為耕地、林地、園地、草地、水域、濕地、建設用地和未利用地8大類。

1.3 研究方法

1.3.1 土地利用變化分析 采用土地利用動態度來分析研究區2010～2015年土地利用的動態變化情況，計算公式如下：

D=（S2-S1）/S1×1/T×100%

式中，D表示某一種土地利用類型的動態度；S1、S2代表初期、末期某一種土地利用類型面積大小；T為研究時期。當T的單位為年時，D值表示某一種土地利用類型面積的年均變化率[7]。

1.3.2 土地利用程度綜合指數及變化模型 土地利用程度指數：

式中，K表示土地利用程度綜合指數；Fi表示分級指數（表1）；Ci表示第i類土地面積占土地總面積的百分比；n表示分級數。

土地利用程度模型：

式中，ΔK表示土地利用程度綜合指數的變化量；R表示土地利用程度變化率；K1，K2表示初期、末期的土地利用程度綜合指數；Fi、Ci同上。若是變化率大于零則表明研究區的土地利用情況處于繁榮時期，反之，小于零則表明研究區處于衰退時期，等于零則表明研究區處于穩定時期[8]。

1.3.3 生態系統服務價值估算 根據研究區的實際，測算研究區生態系統服務總價值，計算公式如下：

式中，E表示生態系統服務總價值；Si表示某一種土地利用類型面積大小；VCi表示第i類生態系統服務價值系數[9]。

1.3.4 生態系統敏感性分析 將價值系數上、下調整50%（調整比例一樣即可，結果相同），來討論各用地類型的敏感度性[10]，計算公式如下：

式中，E、VC同上；1、2表示調整前、后；Z則表示敏感性；如果Z大于1，則表明生態服務總價值對價值系數的變化表現為敏感；反之，如果Z小于1，則表明生態服務總價值對價值系數的變化表現為不敏感。

2 結果與分析

2.1 土地利用格局分析

2.1.1 土地利用變化分析 在扶余市各種土地利用類型中，耕地占地比例最大，未利用地占地比例最小（表2）。由表3可知，2010～2015年，土地總面積保持不變，但各土地利用類型的面積均發生了不同程度的變化。其中，未利用地面積不變，為105.52 hm2，耕地、林地、草地、園地和水域在持續減少，此中，草地減少量最大，為411.47 hm2，年均減少0.3184%，其次為耕地、林地、園地和水域，分別減少了393.47、33.79、12.73、1.66 hm2，年均減少0.023 0%、0.016 4%、1.010 7%、0.003 0%，園地減少的速率最快，年均減少1.010 7%。建設用地呈增加趨勢，增加了853.59 hm2，年均增加0.4799%。

2.1.2 土地利用程度分析 通過計算扶余市2010～2015年的土地利用程度綜合指數來反映扶余市的土地利用程度，可以看出人類活動對扶余市不同類型生態系統的影響程度。由圖2可以看出，2010～2015年扶余市土地利用程度呈逐漸增大的趨勢，土地利用指數由288.997 6上升到289.277 5，增加了0.096 9%。研究期間土地利用程度變化量和變化率均大于零，可以看出近幾年扶余市土地利用程度日益擴大，土地利用處于繁榮時期。

2.2 生態服務價值分析

2.2.1 生態系統服務價值變化分析 運用價值系數計算研究區2010～2015年生態服務價值并分析其變化情況。計算過程中價值系數遵循以下原則，林地對應森林，耕地對應農田，園地對應森林和草地的平均值，未利用地對應荒漠，建設用地的生態系統服務價值系數為0，本研究不進行測算。根據計算得出的扶余市2010～2015年生態系統服務價值（表4）可知，扶余市服務價值總體呈下降趨勢，從2010年的397 007.53萬元下降到2015年的396 412.27萬元，2015年比2010年減少0.149 9%。2015年貢獻度最多的是農田，其次是森林，最少的是荒漠，農田和森林的服務價值占價值總量的72.82%，是構成扶余市生態系統服務價值的主要土地類型。endprint

在2010～2015年，除了荒漠服務價值保持不變以外，其余服務價值均出現減少的情況。其中，農田和草地下降明顯，草地總共減少了263.61萬元，比2010年降低1.5918%，農田共減少240.58萬元，比2010年降低0.1150%。扶余市各生態系統服務價值下降的主要原因是各土地利用類型面積均處于逐年減少狀態，這與扶余市在近年來大力推進城鄉建設過程中，忽視了對未利用地進行整理開發，使得大量農業用地轉化為建設用地有關。

2.2.2 生態系統服務價值敏感性分析 根據公式，將價值系數依次上、下調整了50%，得出扶余市2010～2015年生態系統服務價值的敏感性指數（表5）。結果表明，Z均小于1，E對VC的敏感程度低于1，說明研究區生態服務總價值對價值系數變化不敏感，反映出本次研究采用的價值系數的合理性，以及計算得出的區域生態服務價值的變化情況符合區域實際情況。在各土地利用類型中，農田的敏感性指數最大，達到0.527 16和0.527 34，這與農田的服務價值巨大，占總價值比例接近50%有關；其次是森林、濕地和水域，濕地占地面積雖然不大，但其生態系統服務功能強大，產生了相當多的價值，故其敏感系數較高；園地和荒漠的敏感系數較小，主要是由于園地和荒漠的占地面積較小，僅占總面積的0.07%。

3 結論

將扶余市作為研究區域，計算扶余市土地利用動態度，利用生態服務價值系數，計算得出扶余市2010～2015年生態服務價值，進而分析扶余市近年來的土地利用和生態服務價值的動態變化情況。得到以下結論：

1）扶余市土地利用以草地和耕地為主，建設用地總量迅速擴張，建設用地面積的增加量與各土地利用類型面積的減少量相等，除了未利用地面積保持不變以外，其余用地均呈減少趨勢，其中，草地和耕地數量減少顯著，園地年均變化率最大，說明扶余市城鄉建設消耗了大量的農用地及其他土地類型。

2）扶余市生態服務價值總體呈現減少的趨勢，其中，森林、草地、農田明顯減少，這與扶余市土地利用變化相匹配。扶余市以農業和林業為主，客觀上反映其城鎮化水平不高，基礎設施建設相對滯后，扶余市于2013年撤縣立市（縣級），城市處于發展的上升期，對耕地和草地進行了大規模的開墾，使扶余市的景觀發生了較大的變化，加大了對當地生態環境的潛在危害。

3）扶余市土地利用的不合理，使得生態環境受到一定程度的威脅，其中草地和耕地等農用地資源面臨嚴重威脅。在今后的城市發展過程中，建議扶余市加快推進高標準基本農田劃定，加大植樹造林和環境保護等工作。在城鎮化和社會經濟發展的進程中，建議扶余市保障和完善生態系統服務功能，不斷提高土地利用水平，施行土地用途管制，優化土地利用結構與布局，維持區域生態安全，達到凈化空氣、調節氣候、美化環境、建設綠色城市的目標，促進區域社會、經濟、生態的協調發展。

參考文獻：

[1] 姚成勝，朱鶴健，呂 晞，等.土地利用變化的社會經濟驅動因子對福建生態系統服務價值的影響[J].自然資源學報，2009，24（2）：225-233.

[2] 辛 琨，肖篤寧.生態系統服務功能研究簡述[J].中國人口·資源與環境，2000，10（3）：21-23.

[3] 高 奇，師學義，黃 勤，等.區域土地利用變化的生態系統服務價值響應[J].中國人口·資源與環境，2013，23（11）：308-312.

[4] 彭文甫，周介銘，楊存建，等.基于土地利用變化的四川省生態系統服務價值研究[J].長江流域資源與環境，2014（7）：1053-1062.

[5] 謝高地，魯春霞，冷允法，等.青藏高原生態資產的價值評估[J].自然資源學報，2003，18（2）：189-196.

[6] 彭 越，宋 戈，王盼盼，等.基于土地利用變化的生態系統服務價值研究——以寧安市為例[J].水土保持研究，2013（6）：302-306，325.

[7] 王秀蘭，包玉海.土地利用動態變化研究方法探討[J].地理科學進展，1999，18（1）：81-87.

[8] 謝余初，鞏 杰，趙彩霞，等.干旱區綠洲土地利用變化的生態系統服務價值響應——以甘肅省金塔縣為例[J].水土保持研究，2012（2）：165-170.

[9] 寧龍梅，王學雷.基于RS和GIS的武漢市生態系統服務價值變化研究[J].生態環境，2006（3）：637-640.

[10] 程 琳，李 鋒，鄧華鋒.中國超大城市土地利用狀況及其生態系統服務動態演變[J].生態學報，2011，22（20）：6194-6203.endprint