岷江流域三江匯流區生態系統服務功能變化

武克軍，王 娟，吳成靜

(1.樂山師范學院旅游學院，四川樂山 614000；2.四川旅游發展研究中心，四川樂山 614000；3.四川旅游生態環境修復工程中心，四川樂山 614000)

生態系統服務價值(Ecosystem Services Value，ESV)作為聯系自然和人文過程的橋梁，已經成為生態學和地理學的研究熱點[1]。生態系統服務價值是指直接或間接促進人類福祉的生態特征、功能和過程，主要包括供給服務、支持服務、調解服務和文化服務[2-4]。人類的土地利用活動改變了土地覆蓋狀況，影響生態系統格局與過程，從而改變生態系統服務功能[1，4-5]。因此，在人類活動頻繁地區，人類干擾強烈，從而使得生態系統服務功能受到嚴重威脅[6]。

長江流域是世界上人口最多的巨型流域，地形地貌復雜多變，人類活動干擾強烈，是我國生態安全戰略格局的重要組成部分[7]。因此，長江流域的生態系統服務功能對我國生態平衡具有重要的影響[8]。隨著人類各種活動的加劇，使得生態環境退化等問題凸顯[9]。國內眾多學者關注了長江流域的生態系統服務功能[8-10]，眾多研究主要關注流域或城市的生態系統服務變化，比如長三角城市化地區[11-12]、太湖流域[13]、長江中上游城市[14-15]、漢江上游[16]和岷江流域城市[17-18]等。這些研究成果極大地促進了人們對長江流域生態系統服務的認知，為長江流域生態環境的可持續發展提供了有益參考。

2008年10月23日，中華人民共和國國土資源部出臺了《全國土地利用總體規劃綱要(2006—2020年)》[19]，國土資源部莊嚴承諾堅決守住“18億畝耕地紅線”[20]，從此全國各地開始嚴守土地紅線政策。因此，為了進一步深入揭示長江流域生態系統服務的變化，筆者以長江上游具有重要生態功能的岷江流域三江匯流區——樂山市中區為研究區域，選擇嚴守耕地紅線政策前后各5年土地利用史，分析土地利用變化與生態系統服務變化，為保護土地資源、提升今后的合理調控土地利用、改善岷江流域三江匯流區的生態環境提供參考。

1 資料與方法

1.1研究區概況岷江流域三江匯流區處于岷江中下游的樂山市中區(103°31′56″～103°59′25″E，29°28′05″～29°45′45″N)，岷江由北向南貫穿境內中部，岷江支流大渡河、青衣江、峨眉河、臨江河、泥溪河、凌云河從東西兩側匯流于此，形成岷江、大渡河、青衣江三江交匯區。地形總趨勢表現為西北高、東南低，四周高、中部低。全區幅員面積837 km2，屬于山地丘陵地貌，海拔372.4～513.7 m，中亞熱帶濕潤季風氣候，年平均降水量在1 000 mm以上，年均氣溫16.5～18.0 ℃。2016年末戶籍人口62.59萬，其中，城鎮人口36.7萬，鄉村人口25.88萬。全年農作物總播種面積30 490 hm2；森林面積3.1萬hm2，森林覆蓋率37.1%。

1.2數據來源該研究土地基礎數據來源于《樂山市土地利用總體規劃(2006—2020年)》和樂山市土地利用總體規劃(2006—2020年)調整完善方案 2014年調整完善版。根據《土地利用現狀分類 (GB/T 21010—1996)》分類，結合市中區土地利用現實，研究期間水域面積沒有變化，因此將市中區土地利用類型分為耕地、林地、草地、園地和建設用地5類。耕地對應農田，林地對應森林，園地取森林和草地的平均值，建設用地對應荒地。

1.3研究方法

1.3.1土地利用變化。

1.3.1.1土地利用類型變化。土地利用類型變化指土地利用從a時期到b時期的變化[21]，計算公式如下：

(1)

式中，Ki為i種土地利用類型變化率；i=1，2，…，n，為土地利用類型；Uai為研究初期a時間段i種土地利用類型面積；Ubi為研究末期b時間段i種土地利用類型面積；T為研究時間段，單位為年。

1.3.1.2土地利用程度變化。土地利用程度變化反映土地利用綜合水平和變化趨勢[22]，計算公式為：

(2)

(3)

式中，R為土地利用程度變化率，若R>0，土地利用處于發展時期；R<0，土地利用處于衰退期；R=0，土地利用處于穩定期。L為土地利用程度綜合指數；La、Lb分別為a和b時期的土地利用程度綜合指數；Ai為i級土地分級指數，指數參照高志強等[23]的研究；Ci為i級土地類型面積百分比。

1.3.2生態系統服務價值評價方法。采用謝高地等[24-26]單位面積當量法進行評價，生態系統服務價值計算公式如下：

(4)

式中，Aj為j類生態系統面積(hm2)；Erj為j種生態系統r種生態服務功能單位面積生態服務價值。

我國地形復雜，生物量差異顯著，為了反映各省份生態服務單價，將謝高地等[24-26]研究出四川修正系數1.35相乘得出樂山市中區生態服務價值系數(表1)。

表1 樂山市中區生態服務價值系數 Table 1 Ecological service value coefficient in central district of Leshan City 元/(hm2·a)

2 結果與分析

2.1土地利用變化

2.1.1各土地利用類型面積變化。從表2可以看出，2005—2014年樂山市中區土地利用變化表現為“三減兩增”。耕地、園地和草地面積減少，林地和建設用地面積增加。10年平均面積減少的類型依次為園地(-488.90 hm2)、耕地(-376.10 hm2)和草地(-3.10 hm2)；林地面積增加較多(769.20 hm2)，其次為建設用地(616.10 hm2)。建設用地變化最迅速(8.20%)，草地變化最緩慢(-0.16%)。

2.1.2各土地利用程度率變化。從表2可以看出，2005—2014年樂山市中區土地利用程度表現為“一衰退四發展”。耕地(-1.19)處于衰退期，林地(0.12)、園地(0.22)、草地(0.10)和建設用地(0.06)處于發展期。土地利用程度綜合指數表現為“三降低二增加”；耕地、園地和草地的利用程度降低，林地和建設用地的利用程度增加。總體而言，耕地利用程度最高，其次是林地、建設用地、草地和園地。

2.2土地生態服務價值

2.2.1生態系統服務價值及其年均變化。從表3可看出，2005—2014年樂山市中區總生態系統服務價值緩慢增加，10年平均ESV價值增加875.99萬元。從土地利用類型來看，與2005年比較，整體表現為“三減兩增”趨勢，其中耕地、園地和草地的ESV減少，林地和建設用地的ESV增加；林地的ESV年均增加量最多(2 007.68萬元)。從ESV的年均變化率來看，與2005年比較，園地ESV年均減少最迅速(-7.00%)，而建設用地的ESV增加最快(8.20%)。

2.2.2一級生態系統服務價值變化。2005—2014年樂山市中區各土地類型一級服務ESV及其變化年均變化較慢，整體呈現增加趨勢。與2005年比較，10年內供給服務年均增加110.21萬元，調節服務年均增加398.53萬元，支持服務年均增加287.92萬元，文化服務年均增加79.34萬元。盡管文化服務年均增加量較少，但是在一級服務類型中，文化服務是增長率最快的(1.75)。

表2 2005—2014年樂山市中區土地利用變化

表3 樂山市中區土地利用類型生態系統服務價值及其年均變化率

表4 樂山市中區土地類型一級生態系統服務價值及其年均變化率

2.2.3二級生態系統服務價值變化。從表5可看出，2005—2014年樂山市中區各土地類型二級服務ESV呈現“二減七增”的緩慢增加趨勢(0.84%)。與2005年比較，從年均增加的ESV來看，氣體調劑(173.28萬元)、生物多樣性(165.24萬元)、原材料生產(157.01萬元)和水源涵養(152.18萬元)增加量較多。從年均變化率來看，10年內年均ESV增加的有娛樂文化(1.75%)、原材料(1.66%)、氣體調節(1.20%)、生物多樣性(1.12%)、水源涵養(1.11%)、氣候調節(0.79%)和土壤形成(0.62%)；年均ESV減少的土地類型有食物生產(-1.18%)和廢物處理(-0.27%)。

表5 樂山市中區各土地類型二級生態系統服務價值及其年均變化率

3 結論與討論

(1)岷江流域三江匯流區林地面積增加最迅速，園地面積減少最迅速，草地變化緩慢。2005—2014年土地利用程度表現為“一衰退四發展”。耕地利用程度最高且處于衰退期，園地等4種土地類型處于發展期。表明今后的土地利用應該在保護耕地紅線的基礎上，積極發展其他類型。

(2)岷江流域三江匯流區生態系統服務價值緩慢增加，主要歸因于林地的ESV年均增加量最多(2 007.68萬元)。表明林地在市中區的生態系統服務中具有不可替代的主導作用，今后的土地利用需要繼續林地的面積。

(3)岷江流域三江匯流區調節服務功能年均增加最多(398.53萬元)，而文化服務年均增加速度最快(1.75%)。揭示了市中區今后需要繼續增強調節服務功能和文化服務功能。

(4)岷江流域三江匯流區氣體調節功能的年均增加量最多(173.28萬元)，而文化娛樂功能的年均增加率最高(1.75%)。表明氣體調節和文化娛樂功能在市中區具有重要的價值，今后的土地利用應該加強這2種功能的維護。