生態系統服務價值評估范文

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1研究區概況

三亞地處海南島最南端，是中國最南部的熱帶濱海城市。其地理位置為北緯18°9'34″～18°37'27″、東經108°56'30″～109°48'28″。東鄰陵水縣，西接樂東縣，北毗保亭縣，南臨南海。陸地總面積1919．58km2，海域總面積6000km2，其中規劃市區面積約37km2。地勢由南向北呈平原、丘陵臺地、山地階梯狀分布，起伏較大。東西長91．6km，南北寬51．0km。三亞市是海南省南部的中心城市和交通通信樞紐，是中國東南沿海對外開放黃金海岸線上最南端的對外貿易重要口岸。1984年設立三亞市(縣級)，1987年升格為地級市。在特區政策的驅動下，三亞逐步發展成為海南省南部的重要城市。

2數據來源與研究方法

2．1土地利用動態數據獲取根據研究區3期(1976年、1996年、2013年)的陸地衛星LandSat同一時相遙感影像作為基礎數據，在ErdasImagine9．0遙感軟件支持下配準，進行圖－圖幾何校正［12－13］;根據研究區土地利用覆蓋類型影像特征和現場實地調研結果建立解譯標志，參考全國土地利用分類方法，將三亞市用地類型分為6類，分別是耕地、林地、園地、水體、建設用地和未利用地。在遙感圖像處理完成后將分類結果柵格數據在ArcGIS9．3中轉換成矢量數據并創建拓撲關系，創建矢量數據庫，將各土地利用類型的面積加以統計，對矢量圖進行專題地圖的制作，得到三亞市1976年、1996年、2013年土地利用分類圖(圖1)。應用ArcGIS9．3軟件屬性表的空間計算功能，統計三亞市6類土地利用類型的面積。

2．2土地利用研究方法土地利用類型動態度(K)指某研究區在一定時間范圍內某種土地利用類型的數量變化情況［13－14］。為了反映三亞地區各類土地的動態變化情況，我們采用土地利用類型動態度模型具體分析該地區土地利用變化情況。上式中:Ua、Ub分別為研究初期及研究末期某一種土地利用類型的數量;T為研究時段，當T被設定為年時，K值就是該研究區某種土地利用類型的年變化率。

2．3生態系統服務價值研究方法根據謝高地等制定的中國不同陸地生態系統單位面積生態服務價值［16］(表1)，結合三亞市實際情況，制定不同陸地生態系統單位面積生態服務價值(表2)。計算生態系統服務價值時當量因子按以下原則［17］操作:耕地對應農田;林地對應森林;園地取森林和草地的平均值;未利用地對應難利用荒地;對建設用地按照Costanza等學者的方法，不估算其生態系統服務功能經濟價值。結合Costanza等提出的生態系統服務價值(ESV)計算公式，估算三亞市研究區的生態系統服務價值。主要計算公式。上式中，ESV為研究區生態系統服務總價值(元);VCk為第k類土地利用類型單位面積的生態功能服務價值系數(元/hm2);Ak為研究區內第k類土地利用類型的面積(hm2);n為土地利用類型數。

2．4敏感性分析方法為了驗證生態系統類型對各土地利用類型的代表性和價值系數的準確性，本文借用敏感性指數來確定生態系統服務價值(ESV)隨時間變化對生態系統價值系數(VC)變化的依賴程度。敏感性指數CS的含義是指VC變動引起的ESV的變化情況。如果CS＞1，則說明ESV對VC是富有彈性的，即1%的自變量變動引起因變量大于1%的變動;如果CS＜1，則說明ESV對VC是缺乏彈性的，即1%的自變量變動會引起因變量小于1%的變動。CS的值越大，說明VC的準確性越關鍵。CS的計算公式。上式中，ESV為總生態系統服務價值;VC為生態系統價值系數;i和j分別代表初始價值和生態系統價值系數調整后價值;k為各土地利用類型。

3結果與分析

3．1土地利用變化分析1976～2013年三亞市土地利用情況發生了顯著變化。圖1表明:耕地明顯減少，主要原因是1976年至1996年耕地集約化程度增大，1976年的散點分布變成1996年的沿東南沿海分布，2013年僅西南沿海地區剩有一片耕地;林地由1976年的集約分布到1996年的不均勻分布，直至2013年的區域集中分布;園地在這近40年間呈增加趨勢;未利用地和水體變化不大;1976年僅在南部沿海有少許建設用地，2013年建設用地集中在南部沿海地區，區域集約化程度提高。由表3可知，1976～2013年三亞市土地利用類型發生了較大變化，其總體趨勢為耕地、水體、未利用地均在減少，林地面積基本維持不變，園地和建設用地面積增加。1976～2013年耕地面積大幅度持續減少，減少量達317．02km2，變化率為－926．17%，1996～2013年的變化率大于1976～1996年的;1976～2013年未利用地變化也較為明顯，總體上呈減少趨勢，由于基數較小，只減少了33．51km2，變化率為－231．47%;1976年水體面積僅占總用地面積的4．39%，1976～1996年水體面積增加了53．95km2，1996～2013年減少了63．38km2，1976～2013年整體上呈減少趨勢;林地面積在1976～2013年間先減少后增加，整體增加了0．05km2;1976～1996年園地面積減少了20．96km2，變化率為－3．27%，1996～2013年園地面積大幅增加，變化量達236．27km2，變化率為38．14%，因此1976～2013年整體上呈上升趨勢，增加了215．32km2，變化率為25．16%;建設用地面積基數小，1976～1996年增加了91．21km2，變化率高達1610．97%，1996～2013年增加了53．39km2，變化率達55．10%，在1976～2013年間整體增加了144．60km2，變化率最高，達2541．30%。三亞市在1976～2013年間，建設用地變化量最大，變化速度最快，動態度為63．49%;其次是耕地、未利用地、園地、水體，它們的動態度分別為－2．26%、－1．70%、0．84%、－0．29%;林地的總體變化平緩，動態度為0．02%。建設用地面積的大幅度增加主要是由于三亞市城市規劃逐漸成熟以及后期旅游業發展迅速，城市建設速度加快，交通用地和商業用地不斷擴大;園地的增長是因為受到三亞當地自然條件及旅游發展的影響，三亞市提倡發展集休閑養生、果園觀光等功能于一體的地方特色休閑旅游項目，游客對當地果物的需求也逐年遞增;在此進程中，加劇了對未利用地和耕地的開發，兩者面積減少顯著，不斷向建設用地、園地轉換;水體的減少是由于國際旅游島的建設導致圍湖造田，很多水域被填土發展成建設用地;林地幾乎無變化，1976～1996年減少，1996～2013年有所增加，這是由三亞市“先發展后治理”的政策所致。

3．2土地利用變化對生態系統服務價值的影響根據三亞市不同陸地生態系統服務價值(表2)和三亞市各土地利用類型面積(表3)，計算得到三亞市生態系統服務價值的變化情況(表5)。從表5可以看出，三亞市1976～2013年生態系統服務總價值呈現逐漸上升的變化趨勢，1976年、1996年和2013年的生態系統服務總價值分別為356038．57萬元、361141．24萬元和388124．86萬元，2013年比1976年增加了32086．29萬元。在研究期間，耕地大面積減少，1976～1996年和1996～2013年其生態系統服務價值損失量分別達到了2582．68萬元和16800．88萬元;林地面積變化不大，其生態系統服務價值僅增加了9．67萬元;1976～2013年園地面積擴大，園地生態系統服務價值增加了55424．44萬元;水體生態系統服務價值先增加后減少，整體減少了3839．85萬元;未利用地價值先減少后增加，整體減少了124．42萬元。由于三亞市在1976～2013年間耕地、未利用地向園地轉化，而園地所提供服務功能的經濟價值高于耕地，因而整體生態系統服務價值增加。生態價值系數較小的耕地、未利用地等變化波動比較大，轉化為生態價值系數較高的園地，導致研究區整體生態系統服務價值的增加。自上世紀80年代以來，海南建省辦經濟區，三亞從縣級市升格為地級市，城市化進程加快，城市基礎水平大大提高，城市綠化水平得到較大提高，城市園林面積擴大。20世紀90年代以后旅游業和熱帶農業的發展對三亞土地利用規劃產生了重要的影響;特別是三亞市當地熱帶水果深受游客喜愛，由此造成當地居民將大量的耕地、未利用地開發成園地，以種植水果等。從生態系統服務價值構成(表6)上看:研究時段內園地所產生的生態服務價值所占比重最大，1976、1996和2013年分別為46．30%、44．16%、56．76%，占整個生態系統的主導地位;林地的生態系統服務價值也相當高，所占比例分別為38．41%、35．45%、35．24%，僅次于園地;水體的生態系統服務價值相對較小，在三亞市生態系統服務總價值中處第3位;耕地的生態系統服務價值逐年降低，1976年占總價值的6．03%，1996年占5．23%，而2013年僅占0．54%;未利用地生態系統服務價值的貢獻率非常低，在研究時段貢獻率不足0．10%。

3．3生態服務價值敏感度分析根據CS計算公式，把VC分別上下調整50%，計算出研究區1976年、1996年和2013年的敏感性(表7)。結果顯示，生態系統服務價值對VC的敏感性指數都小于1，以園地最高，未利用地最低。這表明，研究區內生態系統服務價值對價值系數是缺乏彈性的，研究結果可信。

4結論與討論

1976～2013年間三亞市土地利用情況發生了巨大的變化，其中耕地面積急劇減少了317．02km2，變化率達到－926．17%，是變化量最大的土地利用類型。未利用地的變化率位列第2，為－231．47%;建設用地顯著增加，變化率最高，達2541．30%;園地先減少后增加，變化率為25．16%;林地先減少后增加，基本無變化;水體面積減少，變化幅度較小。本研究發現，1976～2013年三亞市生態系統服務價值總體上呈現上升趨勢，凈增加32086．29萬元，主要原因在于生態價值系數較低的耕地、未利用地等減少并轉換為生態價值系數較高的園地。因此三亞市土地利用變化對環境的影響總體來說是積極的。分析結果表明，研究區生態系統服務價值相對于價值系數的敏感性都小于1，說明前者對后者是缺乏彈性的，本文所選的生態價值系數是比較合理的，研究結果可信。雖然本文所參考的謝高地等的生態系統服務價值比Costanza等的更適合中國國情，但是其價值構成的合理性及在本研究區域的適用性還值得進一步研究和探討。

作者：鄒陽 鄒欣慶 楊雯 單位：南京大學 海島與海岸開發教育部重點實驗室