朔州市生態系統服務價值評估與探究

白少杰 喬 皓 高云軍

（遼寧師范大學地理科學學院 遼寧大連 116000）

生態系統服務是指人類從生態系統獲得的所有惠益，包括供給服務（如提供食物和水）、調節服務（如控制洪水和疾病）、文化服務（如精神、娛樂和文化收益）以及支持服務（如維持地球生命生存環境的養分循環），是人類直接或間接地從生態環境中獲得的服務。在過去50年中，人類為了滿足對生存發展的需要，加速對自然生態環境的改造，致使部分生態功能區退化，直接威脅地區生態安全[1-2]。生態系統服務價值（Ecosystem Service Value, ESV）評估是對生態系統提供的服務進行定量的測算。土地利用是人為地對自然進行改造，土地利用方式的改變會使ESV也發生改變，同時土地的合理開發利用對維護區域生態系統平衡有著不可替代的作用[3-4]。

朔州市長期以來煤礦行業快速發展，使當地經濟結構單一，生態破壞嚴重。近20年來隨著經濟的發展，朔州市土地利用方式也發生了變化。基于此，本文利用ArcGIS軟件對朔州市2000年—2020年的土地利用方式進行分析，結合當量因子法測算朔州市20年間的ESV，以期為合理規劃土地及推進經濟高質量發展提供參考。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

朔州市位于山西省北部，處于111°53′～113°34′E，39°05′～40°17′N間，西北毗鄰內蒙古自治區，北部是大同市，南部與忻州市相連，面積約1.06萬km2，截至2020年11月，全市約有159萬常住人口。其地形整體上南、西、北三面環山，地勢較高，中部屬于沖積平原區，氣候屬于溫帶季風氣候，也有大陸性特征。

1.2 數據來源

土地利用數據來自武漢大學遙感信息工程學院黃欣、李家藝團隊[5]，數據分辨率30 m。本文共選取6類樣本，分別為耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地。主要糧食作物小麥、玉米和大豆的種植面積、單位面積產量、總產量和平均糧食價格等數據源自《山西統計年鑒》和《全國農產品成本收益資料匯編》。

2 研究方法

本文參考謝高地等提出的當量因子表[6]，并根據朔州市實際情況做出修正。其中，耕地采用謝高地等的當量因子表中農田的均值，林地采用森林的均值，草地對照草地的均值，水域按照水系來計算，建設用地的當量根據已有的當量確定[7]，未利用地采用荒漠的取值來計算。ESV計算公式如式（1）[8-9]。

謝高地等研究的是全國水平，研究區域大，為增加研究的可靠性，本文對單位面積農田經濟價值當量做了本地化修正。為便于數據比較，減少價格波動對ESV的影響，本文選取了小麥、玉米和大豆作為研究區內的主要糧食種類，并獲取山西省2015年各種作物對應的種植面積、單位面積產量和平均價格，由式（2）計算得到朔州市單位農田自然糧食產量的經濟價值為1882[元/（hm2·a）]。以此為基礎，得到朔州市各土地利用方式的單位面積ESV，如表1所示。

表1 朔州市各土地利用方式單位面積ESV[單位：元/（hm2·a）]

3 結果分析

3.1 朔州市土地利用變化分析

2000年—2020年，朔州市主要土地利用類型面積呈現不同的變化趨勢（見表2）。耕地和水域面積表現為先下降后上升，林地和建設用地面積表現為持續上升，草地面積表現為先上升后下降，未利用地面積表現為持續下降。耕地在2000年—2020年表現為先減后增的趨勢，整體上耕地面積在減少。研究期內，耕地面積減少了81819 hm2，減少幅度為13.46%；林地面積在各時段內均表現為上升趨勢，研究期內共增加了29324 hm2，增加幅度為83.09%，是朔州市面積增加最多的土地利用類型；草地的面積呈現先增后減的趨勢，總體上面積在增加，共增加了26256 hm2，增加幅度為6.7%；水域的面積呈現先減后增的趨勢，整體上水域面積在增加，從1267 hm2增加到2126 hm2，增加了859 hm2，增加幅度為68.00%；建設用地面積表現為增多，從26248 hm2增加到51918 hm2，增加了25670 hm2，增加幅度為98.00%，是研究期內增幅最大的土地利用類型；未利用地的面積小，呈現持續減少趨勢，表明隨著經濟進步，朔州市對未利用地的開發利用程度逐步加深。

3.2 朔州市生態系統服務價值變化分析

2000年—2020年，朔州市土地ESV呈現波動上升趨勢，三個階段的ESV分別為148.32億元、160.90億元、158.97億元（見表3）。2000年—2020年朔州市生態系統服務價值表現為增加，共增加10.65億元，增加幅度為7.18%。由此可見，朔州市生態系統為人類提供的價值在增加，生態朝著向好方向發展。其中，2000年—2010年，ESV從148.32億元增加到160.90億元，上升幅度較大；2010—2020年，ESV從160.90億元減少到158.97億元，有小幅下降。從土地利用類型角度分析，生態系統服務價值量和占比最高的是草地，其次是耕地，主要原因是朔州市草地和耕地的面積最大。2000年—2020年，林地的ESV增加最多，為10.88億元，上升了83.12%；耕地的ESV減少最多，為6.12億元，減少了13.44%。總體來看，ESV變化較小。

表3 朔州市2000年—2020年ESV變化

續表3 朔州市2000年—2020年ESV變化

4 結論

本文根據朔州市2000年—2020年的土地利用數據，計算朔州市土地利用面積變化，借鑒謝高地等2015年提出的適用于中國的ESV當量，并結合朔州市實際進行修正，分析了朔州市2000年—2020年3個階段ESV的變化，得出結論：

（1）從土地利用面積變化看，2000年—2020年朔州市土地利用面積變化顯著，各土地利用類型面積呈現不同變化趨勢。其中，耕地和未利用地面積減少，而林地、草地、水域和建設用地的面積增加。研究期內，土地利用面積增加量最大的是林地，增加了29324 hm2，增加幅度為83.09%，耕地是面積減少最多的類型，減少了81819 hm2，減少幅度為13.46%，說明當地生態環境向好發展。

（2）從生態系統服務價值角度分析。2000年—2020年朔州市生態系統服務價值呈現上升趨勢，由148.32億元上升到158.97億元，增加了10.65億元，增加幅度為7.18%。各土地利用類型中，草地和耕地兩種地類的生態系統服務價值量占總價值的84%以上，說明朔州市生態環境不斷向好發展，生態環境壓力在減小。