平顶山矿区生态系统服务价值动态评估1.doc

平顶山矿区生态系统服务价值动态评估李文军（临沂师范学院商学院，临沂 276005）LI WenjunSchool of Business, Linyi Normal University, P.R.China, 276005liwj1970摘要：借助于TM遥感影像和GIS方法，对平顶山矿区1978年、1994年和2006年的土地利用情况进行了分析，并计算出生态系统服务价值的变化。采用Costanza的生态系统服务价值计算公式及谢高地等人的单位面积生态服务价值表进行计算，结果表明: 1) 19781994年，平顶山矿区林地面积减少2068.9 hm2，未利用地增加1853.4 hm2；ESV由306912145.0元降为267042412.6元。2)19942006年，耕地迅速减少，减少了1885.4 hm2，林地面积增加1664.1hm2，同期ESV由267042412.6元增至290815006.5元；3)林地和耕地构成了生态系统服务价值的主体，近三十年来研究区的生态质量前期不断降低，近年来有所改善。关键词：生态系统服务价值；动态评估；平顶山矿区1.引言生态系统服务价值（Ecosystem service values）指生态系统提供的商品和服务，包括自然资本的物流、能流和信息流，它们与人造资本及人力资本结合在一起构成了人类的福利。生态系统服务价值评估已成为当前生态经济学和环境经济学领域的研究热点，并涌现了大量的研究成果。其中，最具代表性的工作是1997 年Costanza 等人在Nature上发表的“The value of the worlds ecosystem services and natural capital”一文。Costanza 等人对全球生态系统服务功能进行了划分和评估1。谢高地等针对其中不足，参考其可靠的部分成果，在对中国国内200多位生态学学者进行问卷调查的基础上，得出了中国生态系统服务价值当量因子表，结合中国的具体情况，制定出中国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表。即不同用地类型单位面积每年的服务价值2-4。众多学者利用该表对广州5、重庆6、西安7等城市进行了生态系统服务价值的评价，认为该表符合中国的具体情况，能很好地反映出中国的生态环境状况。生态系统服务的形成是一个与生态结构和生态功能密切相关的动态过程，因此，一些学者认为，生态系统服务价值绝对值的可信度与应用价值远不及区域生态系统服务价值的动态变化研究8-9。本文采用谢高地等的生态系统服务价值计算方法，动态估算平顶山矿区1978-2006年的生态系统服务价值，以期为平顶山矿区的环境保护和生态恢复提供依据。2.研究区概况与数据来源2.1研究区概况 平顶山矿区位于河南省中西部，矿区横跨平顶山市区和叶县、襄城、郏县、宝丰、鲁山五县。地理坐标：东经1124211330，北纬33433357，东西最大跨度64km，南北宽25km，矿区总面积259.01km2。矿区地处伏牛山余脉与豫东南平原的交接部位，紧依平顶山市区，矿区地貌主要有山地、丘陵、岗地和平原。矿区内河流均属淮河流域沙颍河水系，水系发育，河网密布。矿区地处北亚热带和暖温带的过渡区，四季分明，雨量充沛，光照充足，且水热同期，年平均日照2061h，年平均气温15.0。2.2数据来源与处理本研究以平顶山矿区为研究对象，采用1978年的MSS影像、1994年的TM影像和2006年的ETM影像作为数据源。在ENVI4.4图像处理软件的支持下，以2006年平顶山矿区图为基础，选取典型地物，运用二次多项式模型，配准2006年的影像。然后再将1978年、1994年的影像配准到2006年的影像上，配准之后通过视窗地理连接功能和查询光标功能进行定性检验。经检验，前两期遥感影像与2006年ETM影像重合完好。在2006年平顶山市土地利用现状图的基础上，运用监督分类，分类结果检验Kappa指数均超过允许的最低判别精度0.7的要求。本研究依照中国土地利用现状分类系统和平顶山矿区自身的特点，将平顶山矿区景观类型划分为7大类：（1）耕地；（2）林地；（3）水域；（4）城镇及居民点；（5）工矿；（6）道路交通用地；（7）未利用地。三个时期平顶山矿区各生态系统类型及面积见表1。表1 1978、1994、2006年平顶山矿区各生态系统类型及面积(hm2)年份耕地林地水域城镇及居民点工矿道路交通用地未利用地197811875.310253.2378.81276.8331.8203.41580.7199411367.08184.3455.91490.3499.5468.93434.120069481.69848.4794.72841.7566.1563.21804.33 生态系统服务价值评估3.1 评估方法生态系统生态服务功能的测算受多种因素影响，生态系统不同类型、服务功能范畴及其价值等的表现形式复杂多样，各种功能间相互影响。在本文的生态系统服务功能价值的核算中，主要采用Costanza对全球生态系统服务功能进行价值核算的方法，同时结合国内学者的研究成果及研究区域的具体生态特征建立评估模型。在一定区域内，生态系统服务功能的总价值可表示为：式中：生态系统服务功能的总价值(元a- 1 ) ；第项服务功能的价值；第种类生态系统的第项生态系统服务功能的单位价值(元hm2a- 1 ) ；第类型生态系统的面积( hm2 ) ；生态系统服务功能总数；生态系统类型总数。根据谢高地等对生态价值的区域修正系数，制定平顶山矿区土地利用方式的生态服务价值当量因子表(见表2)，作为分析研究区域生态系统服务价值变化的基础。表2 平顶山矿区陆地生态系统单位面积生态服务价值表（元hm-2a-1）Table 1 Ecological service valus for terrestrial ecosystem in Pingdingshan mining area(yuanhm-2a-1)生态系统功能耕地林地水域城镇及工矿交通未利用地气体调节614.932644.480000气候调节1094.632213.99565.73000水源涵养737.952459.8925066.15-9282.42036.84侵蚀控制01107.5504837.204837.200土壤形成与保护1795.743597.6012.230024.61废物处理2017.171611.2922360.38-3022012.23生物多样性保护873.202675.203062.5800418.11食物生产1230.01246.03123.020012.23原材料123.021629.6312.23000娱乐文化12.23811.765337.880012.23总计8498.5118997.4156540.19-7467.224837.20516.233.2平顶山矿区土地利用结构动态变化从表1可以看出，平顶山矿区土地利用类型以耕地和林地为主，林地和耕地面积大体相当，二者之和占矿区土地总面积的比例在1978年、1994年和2006年分别为85.4%、75.5%和74.6%。 从类型变化趋势看出：耕地面积持续减少，2006年比1978年减少了20.2%，减少面积为2393.7hm2；水域、城镇及居民点、工矿、道路交通用地逐年增加，1978-2006年水域、城镇及居民点、工矿、道路交通用地面积分别增加了1.10、1.23、0.71、1.77倍，这是由于社会经济快速发展，促使城市化水平不断提高的结果；林地1978年至1994年减少2068.9 hm2，减少比例为20.17%，说明这一时期林地破坏的较为严重，2006年林地面积比1994年增加1664.1hm2，表明矿区生态有所恢复；未利用地则有较大幅度的变化，由1978年的1580.7 hm2迅速增加到1994年3434.1hm2，这是因为同时期林地破坏转变为未利用地的原因，至2006年未利用地又降到1804.3hm2，说明近十多年来矿区的植树造林生态建设措施成效显著。3.3平顶山矿区生态系统服务价值的计算与分析根据表1和表2的数据，我们计算得出平顶山矿区1978、1994、2006年的各生态系统服务价值及其总价值，计算结果见表3。表3 平顶山矿区各生态系统服务价值及其总价值年份耕地林地水域城镇及居民点工矿道路交通用地未利用地总价值1978100922355.8194784244.221417423.9-9534146.5-2477623.6983886.5816004.7306912145.0199496602563.2155480502.625776672.6-11128397.9-3729876.42268163.11772785.4267042412.6200680579472.4187094092.644932489.0-21219599.1-4227193.22724311.0931433.8290815006.5研究区总的ESV由1978年的306912145.0元，减少到1994年的267042412.6元，减少幅度12.99%；到2006年又增加至290815006.5元，增加幅度为8.90%。表明矿区生态环境1978年时最佳，此后由于不注重环境保护，环境人为破坏严重，大片林地转变成未利用地，到1994年时ESV总值大幅下降。后来随着人们环保意识的增强，环境质量有了明显的改善，2006年ESV总值有了较大的上扬。从表3可知，林地的ESV贡献率最大，占总ESV的58%以上，其次是耕地和水域。耕地的ESV持续降低，林地的ESV总体呈下降趋势，水域的ESV增加显著，2006年为1978年的2.10倍。因为经济发展和城市化水平的提高，城镇居民点和工矿面积迅速扩大，因此其ESV也迅速降低。随着道路交通用地的增多，其ESV也随之增大。4 结论4.1平顶山矿区近三十年来ESV先减少后增加，与当地居民对这一时期生态环境的评价相一致，说明区域生态系统服务价值动态评价是可行的。4.2根据上述研究结果，建议平顶山矿区在土地利用结构上应控制耕地和林地的减少速度。重在预防措施和对策，对于未利用地，可采取适当的恢复和重建措施，提高森林覆盖率，加快生态环境重建步伐，促进自然生态系统和社会经济系统的可持续发展。4.3由于生态系统结构和功能的复杂性，对生态系统服务价值目前没有形成公认的评估体系和方法。本文只是在Costanza和谢高地等人研究成果基础上，初步探索了区域生态系统价值评估。因此，对生态系统服务过程及其功能价值进一步深入、系统地研究，将是今后的发展方向。参考文献：1R. 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