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關鍵詞：農田生態系統；服務功能；評價方法
農田生態系統是依靠光照、溫度、水分和土地等自然要素以及人為投入（如：化肥、種子、農藥、灌溉、機械等），利用農田生物與非生物環境之間以及農田生物種群之間的關系來進行食物、纖維和其他農副產品的半自然生態系統[1]。農田生態系統是陸地生態系統重要組成部分。我國學者張新時和歐陽志云[2]早在1999年就對我國生態系統的服務功能經濟價值進行了詳細評價。隨著人類文明的進步，科學技術的飛速發展，對農田生態系統服務的重視也日漸加深。部分學者[3-4]也曾對我國局部地區的森林生態系統服務功能價值進行了評價。一直到2005年，國內外關于資源生態價值評估理論和方法主要集中于森林資源和水資源[5-7]，對于農田生態系統的價值評估目前尚無公認的標準與方法，國內關于獨立的農田生態價值評估案例尚少[8-9]。因此，為了更合理的利用農田生態系統，目前越來越多的學者開始關注農田生態系統服務的功能價值評價，并逐步成為研究熱點。
1.農田生態系統服務功能的概念和內容
農田生態系統服務功能是指農田生態過程和人類活動所形成的人類賴以生存的自然環境條件與效用[10]。農田為我們提供了食物來源，例如糧食、蔬菜、水果等其他農副產品。除此之外，農田也具有生態服務功能和社會經濟價值功能。一般農田生態系統服務功能價值可分為直接功能價值和間接功能價值。直接功能價值主要指農田生態系統可以直接為人類提供生產原料、糧食和其他農副產品等、以及生態觀光所產生的農田生態系統服務功能價值。間接價值主要是指除農田直接供給農副產品以外而獲得的對整個生態環境的價值，例如：凈化空氣、涵養水源、碳匯作用等。
2.農田生態系統功能價值
農田生態系統是一種半自然的人工生態系統，是由農田、環境及人為控制組成的復合生態系統，但由于其具有高度的目的性、開放性、高效性、易變性、脆弱性與依賴性等特點[11]，農田生態系統功能價值也具有復雜性、特殊性，其功能如下。
2.1提供農副產品的功能價值
農業是社會生產的基礎，農田生態系統具有較高的生產力。人類所需的食物、生產原料主要來源于農田生態系統，大量的農副產品從農田生態系統輸出。農田生態系統能夠在人工輔助能的投入下，以較高的效率對系統外輸出物質能量參與整個生態系統的物質能量大循環。據統計每年各類生態系統為人類提供糧食18×109t[3]。
2.2碳匯功能價值
一方面各種農作物利用太陽能，通過光合作用將CO2等物質固定轉化為有機物；另一方面土壤的固碳作用也是相當重要的方面。假設我國耕地土壤有機質平均提高05%，則相當于固定碳近8×108t[12]。肖玉等[8，13]通過大田實驗堆水稻生態系統的固碳作用進行了研究。
2.3養分循環及土壤保持價值
土壤是“土壤圈”物質循環的重要組成部分，也是陸地生態系統中維持生物生命周期的必要條件。農田生態系統通過地表覆蓋和水土保持措施可保持土壤。孫新章等[14]的研究表明，不同地表覆蓋和水土保持措施下中國農田生態系統每年保持土壤的數量和價值分別為1019×108t、440850×108元。
2.4水調節功能價值
農田具有涵養水源的功能，農作物枝葉能夠截留部分降水，耕地也能保持部分水源，主要指土壤的有效持水量，土壤是一個天然的水庫。據統計植被能截留高達1/3的降雨量[15]，同時能夠減少水分蒸發、涵養水土、保持水源。黃璜[16]認為稻田及相鄰的溝渠、山塘構成一個隱形的水庫。
2.5美學和旅游價值
農田生態系統是一種半自然的人工景觀，能夠給人以視覺上的美感享受。農田景觀是自然環境的重要組成部分，是自然界中最充滿魅力的景色，也是我國農耕文化和地域特色的體現。近年來，伴隨著我國城市化進程加快和新農村建設的不斷發展，使城鄉居民的生活環境發生巨大變化；加之傳統農業向現代農業的轉變及農業休閑活動的增多，農田生態系統在提供農副產品生產的同時，也提供了精神文明和旅游的價值，致使農田景觀受到越來越多的關注。
2.6農田生態系統服務綜合價值評價
農田生態系統本來就是一個復雜的系統，應進行綜合性評價。謝高地等[17]整理了對我國專業人士進行的生態問卷調查結果，得出了中國陸地生態系統單位面積服務價值表，其中農田生態系統具有氣體調節、氣候調節、水源涵養、土壤形成與保護、廢物處理、生物多樣性保護、食物生產、原材料生產和娛樂文化，并得出我國不同農田生態系統服務平均年價值量為61143元?hm-2。謝高地等[18]根據中國農田生態系統現狀構建了農田生態系統服務評估當量因子表，估算出農田生態系統每年為人類提供195091億元生態服務和經濟產品總價值，其中419%是由農田生態系統自然過程提供和產生的，581%是由人類種植業活動過程產生。
3.農田生態系統服務功能評價方法
3.1農作物生產最的價值評價
利用市場價值法，農作物生物量與其經濟產量的關系式[19]為：
VP=B×（1-R）/f
式中，VP表示農作物生物量；B表示經濟產量；R表示經濟產量含水率；f表示經濟系數。
3.2碳匯功能評價
農田中的溫室氣體主要是CO2和CH4，這里計算主要以固定的CO2的價值為評價為例。農田生態系統包括作物的光合作用及作物、凋落物層和土壤的呼吸作用，采用以下計算方式[3]：
Q=S-Rd-Rs
式中，Q為CO2固定量，t/hm2.a；S為凈第一性生產力所同化的CO2量，t/hm2.a；Rd為凋落物層呼吸釋放的CO2量，t/hm2.a；Rs土壤呼吸釋放的CO2量，t/hm2.a。
3.3涵養水源價值評價
農田生態系統涵養水源的作用可以采用降水儲存量法來計算[20]：
Qw=A×Jo×K×（Ro-Rg）
式中，Qw為與裸地相比較，農田涵養水源的增加量；A為計算區面積；J為計算區多年平均產流降雨量；J0為計算區多年平均降雨總量；K為計算區產流降雨量占降雨總量的比例；R為與裸地比較，農田減少徑流的效益系數；R0為產流降雨條件下裸地降雨徑流率；Rg為產流降雨條件下農田降雨徑流率。
3.4土壤保持價值評價
農田生態系統保持土壤的功能可采用如下方法計算[14]：
Qs=A×（Ep-Er）
式中，Qs為農田土壤保持量；A為農田面積；Ep為耕地潛在侵蝕模數；Er為現實侵蝕模數。
4.研究展望
本次研究只是對農田生態系統服務功能的部分功能進行了功能價值評價，對環境凈化方面未涉及，這也是以后仍需繼續研究的方向。目前集約農業正向多功能農業方向發展，我們更應對農田生物多樣性的研究更加深入。當然農田生態系統即存在對人類發展有益的服務功能，我們也不能忽視其帶來的生態環境負效應，這也是我們未來研究的重點方向。此外，目前的定量分析較少涉及到評價區域的空間分析，對于空間關聯性分析更是少有涉及。因此，如何采用更加準確的方法對農田生態系統生態價值進行定量研究，并對耕地涵養水源空間關聯性進行分析，是值得進一步探索的課題。（作者單位：四川師范大學地理與資源科學學院）
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選擇浙江省南部山區泰順縣作為研究區域，對全縣各類生態系統服務價值進行了定量評估，并在此基礎上進行了生態系統服務重要性及其區域分異規律的綜合評價。結果表明：2012年全縣生態系統服務總價值為334.1×108元，是當年該縣GDP的6.40倍，其中以水源涵養、氣候調節、土壤保持服務價值為主，三者分別占總價值的62.35%、21.8%、7.16%，生態系統有著巨大的間接服務價值。生態系統服務重要性分析結果顯示，極重要、很重要、重要區、一般重要區域分別占全縣總面積的31.43%、34.57%、20.35%、13.64%，評估結果可為生態系統的科學管理、生態保護關鍵區的確定以及生態保護和建設政策的制訂提供理論依據。
關鍵詞：
生態系統服務；價值；InVEST模型；浙南山區；泰順縣
生態系統服務是指生態系統提供給人類直接或間接的利益，主要包括向社會經濟系統輸入有用物質和能量、接受和轉化來自社會經濟系統的廢棄物，以及直接向人類社會成員提供服務[1]。生態系統服務價值評估與自然資產核算是目前生態經濟學和環境經濟學的研究熱點和焦點。為了對這些價值進行客觀、科學的評估，國內外基于各種時空尺度的生態系統服務價值評估進行了大量的案例研究和理論探索[2～4]。初步建立了生態系統服務價值評估理論框架，探索了不同生態系統、不同服務類型的評估方法[5～8]。生態系統服務與權衡綜合評價（integratedvaluationofecosystemservicesandtradeoffs，InVEST）模型是生態系統服務價值評估常用的工具，該模型運行較簡單，并且已取得了良好的模擬效果[9～10]。生態系統服務重要性評價是針對區域典型生態系統，分析生態系統服務的區域分異規律，并明確生態系統服務的重要區域，目前對生態服務功能重要性評價的方法基本是按照環境保護部《生態功能區劃暫行規程》，即對生物多樣性保護、水源涵養、土壤保持、沙漠化控制、營養物質保持、海岸帶防護功能6個方面進行評價，該評估在省級、流域、全國甚至全球尺度上可行，但在小尺度上就略顯簡單。
浙江省南部山區屬于全國重要生態功能區劃中的浙閩贛交界山地生物多樣性保護重要區，是我國生物多樣性重點保護區域，同時也是重要的水源涵養區。如何加強該區域生態系統的科學管理，確定生態保護關鍵區以及針對不同區域制定相關生態保護和建設政策，均需進一步明確其生態系統服務價值極其空間分布。本研究選擇泰順縣作為研究區域，通過構建生態系統服務價值評估指標體系，確定評估方法，定量評估各類生態系統服務價值，并進一步分析生態系統服務重要性，以期為權衡生態保護與發展之間的關系、建立合理的生態補償機制提供重要基礎數據，亦有助于將價值評估結果納入自然資源可持續利用、生態環境保護和政績考核體系。
1研究區概況
泰順縣土地總面積1762km2，屬亞熱帶海洋季風型氣候，年均氣溫16.1℃，年均降水量2008.8mm，年平均蒸發量1148.6mm。境內溝谷縱橫，有大小溪流數百條，分屬飛云江、交溪、沙埕港、鰲江四大水系。森林資源豐富，全縣森林覆蓋率為75.6%，有常綠闊葉林、落葉闊葉林、針闊混交林、竹林、山地灌叢等5個群落類型。除烏巖嶺自然保護區內保護較完整的13.4km2原始森林外，其余基本都是次生林。土壤類型以紅壤、黃壤、紫色土和水稻土為主。全縣中度以上土壤侵蝕所占比例為25.09%，平均土壤侵蝕模數為1729.96t/(km2•a)，屬輕度水利侵蝕，水蝕的主要形式是坡面侵蝕和細溝、小切溝侵蝕，并伴有重力侵蝕和泥石流。
2研究方法
2.1數據來源數據主要包括：①土地利用數據，以遙感影像作為基本信息源，結合2012年1:50000土地利用現狀圖、30m×30m分辨率的數字高程模型（DEM）以及野外實測的地物光譜數據和社會經濟統計數據等資料，通過計算機解譯和人工解譯相結合的方法獲得；②氣候數據，來源于中國氣象局數據共享中心，包括2012年日平均溫度、相對濕度、降水量和日照時數等，降水量的空間分布格局通過ANUSPLIN插值軟件[11]將研究區及周邊共12個氣象站點的降水量觀測值進行插值獲得；潛在蒸散（ET0）采用聯合國糧農組織（FAO）于1998年對Penman-Monteith模型的修訂版本[12]計算獲得；③土壤數據，通過對1:1000000土壤空間屬性數據柵格化獲得；④植物養分數據，來自遙感估測以及已有研究成果；⑤NPP（凈初級生產力），采用周廣勝等[13]的自然植被NPP模型得到；⑥產品供給及其他（如SO2、煙塵、工業粉塵排放量等）統計數據，主要來自《泰順縣統計年鑒2013》和泰順縣環境保護局，該研究以2012年為核算年。
2.2評價指標體系在千年生態系統評估和Haines-Youn等[14～15]生態系統服務分類基礎上構建泰順縣生態系統服務價值評價指標體系，主要由產品供給服務、調節服務和文化服務價值3大類17項指標構成（產品供給包括6項，表1包括11項），并采用市場價值法、替代成本法、費用支出法等[16]進行生態系統服務價值的評估。
2.3評價方法
2.3.1產品供給生態系統產品供給價值指環境資源直接滿足人們生產和消費所需的價值。
2.3.2固碳釋氧植物每生產1t干物質可以吸收1.63tCO2（CO2分子量中C元素的含量為27.27%），同時釋放1.19tO2。生態系統的凈化環境功能包括大氣環境凈化和水環境凈化。大氣環境凈化主要考慮生態系統對SO2的吸收和滯塵功能的價值；水環境凈化主要考慮生態系統對COD和氨氮凈化功能的價值。用污染排放量分別乘以單位排放量的處理費用，即為生態系統環境凈化功能的價值。SO2治理費用和除塵價格根據《森林生態系統服務功能評估規范》確定，生態系統年凈化水質價值采用網格法得出的全國城市居民用水平均價格計算，水的凈化費用為2.09元/t。
3結果與分析
3.1生態系統直接服務價值生態系統直接服務價值主要是指其產品供給服務所產生的價值。主要包括農業產品、林業產品、畜牧業產品、漁業產品、水資源利用和水電6項。農業產品主要指糧食、油料、藥材、茶葉、水果和蔬菜；林業產品主要指油茶籽、筍干、板栗、木材和毛竹；畜牧業產品主要指豬肉、牛肉、羊肉、兔肉、禽肉、禽蛋、蜂蜜和牛奶；漁業產品主要指水產品；水資源利用主要指農業灌溉用水、林牧漁畜用水、工業用水、城鎮公共用水、居民生活用水和生態與環境用水；水電是指泰順縣全年135個水電站的總發電量。依據《泰順縣統計年鑒2013》統計得到全縣生態系統產品供給總價值為8.11×108元，其中農業產品產量為16.63×104t，總價值為5.67×108元；油茶籽、筍干、板栗產量共計0.36×104t，木材1.90×104m3，毛竹109.37×104根，林業產品總價值為0.43×108元；畜牧業產品產量為0.83×104t，總價值為1.52×108元；漁業產品產量為298t，總價值為429×104元；水資源利用總量為6615×104m3，總價值為3839.88×104元；水電發電量為6.89×108kWh，總價值為0.05×108元。
3.2生態系統間接服務價值及總價值固碳釋氧服務價值：由自然植被NPP模型計算得到2012年泰順縣單位面積NPP為710.13g/(m2•a)（以C計），故全縣NPP總量為125.12×104t/a，計算得到，2012年生態系統固碳價值為4.19×108元，釋氧價值為4.92×108元，固碳釋氧總價值為9.11×108元。營養物質保持服務價值：在營養物質保持量的計算中，以各氣候帶營養元素N、P、K在植物體中的質量分數為依據[20]，結合當地森林資源清查數據來計算泰順縣生態系統的N、P、K含量，分別為0.485%、0.054%、0.27%，計算得到，2012年泰順縣生態系統固氮量為6068.53t，固磷量為675.67t，固鉀量為3378.36t，總營養物質保持功能的價值為1.3×108元。水源涵養服務價值：2012年泰順縣年均降水量為2162.75mm，年均潛在蒸散量為690.56mm，生態系統水源涵養量為27.16×108m3，水源涵養功能的經濟價值為208.32×108。土壤保持服務價值：由1:1000000中國土壤數據庫獲取泰順縣不同土壤類型的N、P、K含量。計算得到，泰順縣土壤保持總量為6908.63×104t，保肥總量為88.4×104t，總經濟價值為22.98×108元；因土壤保持功能減輕泥沙淤積量為0.12×108m3，經濟價值0.94×108元，泰順縣土壤保持功能總價值為23.92×108元。氣候調節服務價值：2012年泰順縣森林、草地和城市綠地等植被覆蓋面積為1684.21km2，每公頃綠地夏季在周圍環境中可吸收81.1×103kJ的熱量，全縣植被因蒸騰作用吸收的熱量為136.59×108kJ，合379.42×104度電。全縣水面年蒸發量為0.22×108m3，在氣溫25℃環境下，1m3水汽化為相同溫度的水蒸氣需消耗2.43×106kJ的熱量，全縣水面蒸發消耗的總熱量為54.6×1012kJ，折合15.17×109度電。植物蒸騰和水面蒸發產生的經濟價值為72.82×108元。環境凈化服務價值：2012年泰順縣SO2排放總量為163.73t，煙塵和工業粉塵排放總量為174.69t，生態系統凈化空氣總經濟價值為22.27×104元。全縣廢水排放總量為52.39×104t，全部直接排入自然界中，其中，COD排放量195.27t，氨氮排放量為1.36t。生態系統凈化水質的價值為109.5×104元。文化旅游服務價值：泰順旅游區面積占全縣面積25%，擁有烏巖嶺國家級自然保護區、飛云湖國家級風景名勝區、承天氡泉省級自然保護區、氡泉-九峰省級風景名勝區、三魁天關山省級森林公園、南浦溪市級風景名勝區等旅游區。全縣2012年接待國內外游客206×104人次，實現旅游收入10.51×108元，其中接待國內游客205.8×104人次，國內旅游收入10.48×108元；接待入境游客1605人次，國際旅游外匯收入281.21×104元。由表1可見，泰順縣生態系統間接服務價值為325.99×108元，其中，調節服務價值為315.48×108元，文化服務價值為10.51×108元。結合3.1節可知，泰順縣生態系統服務總價值為334.1×108元，具體地，水源涵養價值為208.32×108元，占總價值的62.35%；氣候調節價值為72.82×108元，占21.8%；土壤保持價值為23.92×108元，占7.16%。
3.3生態系統服務重要性綜合評價根據泰順縣生態系統的結構與功能特點，選擇固碳釋氧、營養物質保持、水源涵養和土壤保持等服務指標進行生態系統服務重要性綜合評價，建立生態系統服務重要性評價指標體系（見表2），采用綜合指數法[21～22]對各評價指標分級賦值后進行等權重疊加，并將評價結果分為4級，即極重要、很重要、重要和一般重要。由圖1可見，泰順縣生態系統服務重要性表現出明顯的空間差異。西北部的黃橋、烏巖嶺、楊寮一帶生態系統服務重要性最高，該區域為全縣的多雨中心，加之烏巖嶺自然保護區及其周邊原始森林保護較為完整，森林植被覆蓋度高，動植物種類十分豐富，是水源涵養和生物多樣性保護極重要區，占全縣總面積的31.43%；中北部的百丈鎮、莜村鎮以及南部仕陽鎮一帶生態系統服務重要性較高，該區域降水較為豐富，蒸散量低，植被覆蓋度高，是水源涵養重要區，占全縣總面積34.57%；其他區域生態系統服務重要性處于中等，這些區域城鎮化水平較低，農村及農用地沿山間盆地及溪谷廣泛分布，占全縣總面積的20.35%；羅陽鎮、泗溪鎮、三魁鎮、雅陽鎮一帶生態系統服務重要性最低，該區域地處山間盆地，屬全縣人口集中分布區，土地利用類型以耕地和建設用地為主，占全縣總面積的13.64%。
4討論
生態系統服務的評價方法主要有兩類，一類是物質量評價法，另一類是價值量評價法[23]。本研究分別從物質量和價值量兩方面對泰順縣生態系統服務進行評估，物質量評價法主要從物質量的角度對生態系統提供的各項服務進行定量評估，其特點是能夠比較客觀地反映生態系統的生態過程；價值量評價法是以貨幣價值量的角度對生態系統提供的服務進行定量評估，其結果易于納入經濟核算體系，可以從另一側面展示生態系統服務價值，以引起人們高度重視，進而保證持續地利用生態系統服務。本文采用InVEST模型對泰順縣生態系統服務進行定量評估，在此基礎上開展的生態系統服務重要性評價能夠較為精細地反映生態系統服務的空間差異及其對人類社會的重要性。該研究結果顯示，泰順縣生態系統服務以水源涵養、氣候調節、土壤保持為主，有著巨大的間接服務價值。生態系統服務極重要區面積為553.84km2，占全市總面積的31.43%，遠大于目前縣域的林地保護面積。隨著泰順縣經濟的快速發展，使用林地面積逐步增加，林地保護與利用的矛盾日趨突出，加之水土流失日趨嚴重，應該大力恢復和發展生態公益林，既能保持水源涵養功能，又有利于保護生物多樣性，并積極有效地應對氣候變化。
泰順縣2012年全縣生態系統服務總價值為334.1×108元，是當年該縣GDP的6.40倍，該比值高于國內外大多數生態系統服務價值評估結果。如Costanza等[24]對全球生物圈生態系統服務價值估算結果顯示，1994年全球生態系統服務價值約合當年世界GDP的1.82倍；Boumans等[25]利用全球生物圈復合模型（GUMBO）得出，2000年全球生態系統服務的價值約為當年世界GDP的4.5倍；陳仲新等[26]把我國植被類型合并為若干個陸地生態系統類型，并參考Costanza等包含16個生態系統類型的分類系統與17大類生態系統效益的分類方法及經濟參數對1994年我國生態系統功能與效益進行了價值估算，結果表明，我國生態系統經濟效益為當年GDP的1.73倍；吳珊珊等[27]通過構建海洋生態系統服務分類體系，計算得出2004年渤海海域生態系統服務價值相當于環渤海地區GDP的1.73倍；歐陽志云等[11]提出了生態系統生產總值（GEP）的概念及核算方法，并估算出貴州省2010年生態系統生產總值為當年全省GDP的4.30倍，比較發現，泰順縣生態系統在評價指標不是特別多的情況下，依然有著巨大的服務價值。
這種差異可能是由于評估時間、評估指標選取、評估方法及參數的不同造成的。一方面，利用遙感技術測算生態系統服務價值克服了傳統生態統計方法以點代面的缺點，ANUSPLIN插值軟件、Penman-Monteith模型、自然植被NPP模型等技術手段使得各項評估結果更能反映區域實際情況；但另一方面，遙感數據處理、模型運算精度、統計數據獲取等都會不可避免地導致最終生態系統服務價值評估結果產生一定偏差。
關鍵詞：農田；生態系統；服務價值；湖北省
中圖分類號：S181；F062.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）15-3685-02
在過去的50年里，世界范圍內40%的農田出現退化，這不但削弱了農田生態系統提供服務功能的能力，更引發了一系列的生態環境安全問題，威脅到人類社會的可持續發展。而最近十年，隨著環境污染問題的加劇，食品安全問題愈發突出。對于某些限制開發區域來說，農田的直接經濟價值并非其服務價值的主要部分，農田生態系統的各項生態服務功能日益引起人們的重視，并嘗試在實踐中將其作為確定農業生態補償標準上限的依據。此次研究在借鑒前人已有研究成果的基礎上，對湖北省農田生態系統服務價值進行初步測算，擬為農業生態補償標準的確定提供依據。
1 研究方法與指標
生態系統服務功能價值評價方法一直是生態學領域的熱點，計算方法很多，如機會成本法、防護成本法、基本成本法、生產成本法、人力資本法、置換成本法、旅行成本法、市場價值法、影子價格法、影子工程法等，然而按照上述方法計算出來的生態系統服務功能的價值往往非常大[1-10]。本文所用到的相關指標及計算公式，參考胡喜生等[5]關于非建設用地生態系統服務價值估算方法，主要用到以下指標。
1.1 生態系統服務價值當量因子
對于生態系統服務價值當量因子，針對其所得數據偏差較大的問題，有學者在對我國200位生態學者進行問卷調查的基礎上，制定出我國生態系統生態服務價值當量因子表，給出中國陸地生態系統單位面積生態服務價值當量因子[2]。生態系統生態服務價值當量因子是指生態系統產生的生態服務的相對貢獻大小的潛在能力，定義為1 hm2全國平均產量的農田每年自然糧食產量的經濟價值。以此可將權重因子表轉換成當年生態系統服務單價表，經過綜合比較分析，確定1個生態服務價值當量因子的經濟價值量等于當年全國平均糧食單產市場價值的1/7。
1.2 研究區域某種生態生產性土地的作物面積、產量和價格
依據總產量、總產值和面積計算出該區域各類生態生產性土地單位面積價值。主要作物的面積、產量、總產值來源于各地區年鑒，在此基礎上經計算得到各種主要作物單位面積價值。
1.3 計算公式
在以上公式中，Pa為一個服務價值當量因子的經濟價值量；Pi為i類土地生態系統單位面積的經濟產值；Pij為i種土地生態系統j服務功能的單位面積價值；eij為i種土地生態系統j種服務功能的當量數。在生態生產性土地的劃分中，非建設用地耕地、林地、草地、水域都可以按以上公式計算。本研究僅以耕地為例計算。
2 湖北省的農田生態系統服務價值測算
湖北省農田生態系統服務價值的計算，主要是參考胡喜生等[5]以福州市為例研究的基于生態系統服務價值的土地轉移機會成本核算，借鑒其對農田生態系統服務價值的計算方法，核算湖北省農田生態系統服務價值。根據《湖北省統計年鑒》公布的湖北省主要農作物（包括糧食、棉花、油料、肉類、水產品），選擇農地產出糧食、棉花、油料這3種農作物的單位面積經濟價值（表1）來計算其他生態系統服務功能的經濟價值。
根據已有研究及湖北省的具體情況，將各類土地利用類型與最接近的生態系統類型聯系起來，從而給出各種土地生態系統單位面積的服務價值當量數。其中耕地與農田對應，可計算出不同土地生態系統的單位面積生態服務價值（表2）。
鑒于筆者對湖北省農地生態系統服務價值的研究還處于初步探索階段，為了可靠起見，先研究農田（耕地）的生態系統服務價值，林地、草地、水域可采用同樣方法進行計算。
3 小結與討論
以農業大省湖北省為例，對其耕地生態系統服務價值所包含的氣體調節、氣候調節、水源涵養等功能進行測算。研究表明，湖北省耕地系統提供著較高的服務價值，其服務功能總價值約為13 205元/（hm2·a）。湖北耕地系統服務價值的大小排列為廢物處理>水源涵養>生物多樣性保護>氣候調節>食物生產>氣體調節>原材料供應>娛樂文化。可以看出，廢物處理服務價值占總價值的26%，是耕地生態系統中相對較強的一項服務功能。娛樂文化價值僅占0.16%，是耕地生態系統中相對較弱的一項服務功能。
耕地生態系統既有自然生態系統的基本特征，又具有社會經濟系統的一些特性，對其生態系統服務功能價值進行研究，有利于為生態補償標準制定提供依據和指導，提高公眾的生態意識。研究為可靠起見，僅選取湖北省2010年的數據，對耕地系統進行評價，計算結果只是耕地系統的服務功能價值，對于農田生態系統服務功能評價指標、評價方法的選擇，還有待進一步探討和完善。
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1．1研究區概況
區內年平均氣溫9．1℃，極端最高溫39．1℃，極端最低溫－23．1℃，≥10℃的積溫為3242℃，多年平均降水量327．7mm，多集中在7—9月；多年平均蒸發量1468mm，是降水量的4．4倍；相對濕度為58％；多年平均日照時數2607．6h；無霜期185～200d；年平均風速僅為0．94m•s－1，靜風次數占觀測次數的53．4％。蘭州全年干燥，底層大氣具有逆溫現象，加重了空氣污染，該區域自然災害主要為干旱［13－18］。在全國實施退耕還林（草）和大力推進生態環境恢復、建設的前提下，中央和當地政府決定投資16．8億元，綠化蘭州市南北兩山。截止2005年南北兩山綠化面積已經達到39078．10hm2，成活各類樹木1．5億株，植物種類達59科248種，常見的脊椎動物達76種。這對改善蘭州投資環境，推動西部大開發戰略，加快西北中心城市建設步伐，促進蘭州經濟發展和社會進步，以及實施國家可持續發展戰略都將產生重要影響。
1．2數據來源與處理
采用的數據源主要包括：2005年8月LandsatTM衛星影像，1∶10萬地形圖，當地地理位置、氣候、水文、人口、土壤等統計資料為基礎數據，以張靈［19］對蘭州市南北兩山調查數據及2005甘肅省及蘭州市統計年鑒作為輔助數據。影像處理在ERDAS軟件下完成。首先，選擇合適的波段組合進行遙感影像的合成。采用4、3、2波段假彩色合成能夠較好地反映植被生長狀況，而且能對地表最基本的幾種覆蓋類型加以明顯區分，視覺效果較好，被人們普遍采用，尤其是目視解譯。然后對影像做線性圖像增強，幾何精校正采用二次多項式模型，像元重采樣用最鄰近點法，校正后像元分辨率為30m，校正誤差平原地區小于1個像元（即小于30m），山區小于兩個像元（即小于60m）。結合研究區自然環境特點和相關地學信息，通過野外考察以及遙感影像分析建立研究區土地利用解譯標志，根據建立的遙感解譯標志，以校正好的地形圖為底圖，以ArcMap為交互式解譯界面，在屏幕上利用自由筆在矢量方式下勾繪土地利用類型界線，以數字文字符號作注記，并在野外對遙感判讀結果進行修正，生成土地利用專題圖，再將解譯結果導入地理信息系統軟件ArcGIS9．2下進行拓撲分析、屬性賦值和統計計算得到土地利用的基本數據。
1．3評價指標體系構建
參考前人的研究［8，10，20－21］，結合蘭州市南北兩山實際調查情況，根據森林生態系統服務功能指標體系評價原則、指標體系篩選思路、方法，提出適合該研究區的森林生態系統服務價值評價體系（圖1）。
2蘭州市南北兩山生態系統服務價值評估
2．1經濟效益
經濟效益是由系統對目前的生產或消費直接貢獻決定，也就是指系統直接滿足人們的生產和消費需要的價值。如木材、薪炭材、野生藥物、林副產品及森林游憩等，都是直接經濟價值。
2．2生態效益
生態效益價值即為間接使用價值，是由森林生態系統提供的可用來支持目前生產和消費活動功能的價值，是不能直接進入生產和消費過程的，但為生產和消費提供支持和保障。森林生態服務的功能價值主要體現在涵養水源、維持大氣平衡、固土保肥和保護生物多樣性等，是其生態服務價值的主體，也是最容易被人們忽視的價值，對這部分價值進行定量評估對確切評價森林生態系統服務價值有重要意義。
3結果與分析
3．1城市人工森林生態服務價值
2005年蘭州市南北兩山工程區城市人工森林生態服務總價值為15．59億元•a－1；以各項服務價值大小為依據，由大到小為：森林游憩＞維持大氣平衡＞涵養水源＞林副產品＞固土保肥＞保護生物多樣性＞木材＞薪炭材（表1）。這是對蘭州市南北兩山人工森林生態系統服務的評價是一個初步研究，有一定的不足之處；但由此可以看出，工程區森林生態服務效益非常顯著，這對于在全球變化的背景下，節能減排、保護環境、改善人民生活環境，實現西部地區可持續發展有重要的現實意義。
3．2城市人工森林生態系統服務價值的組成特征
在計算研究區人工森林生態系統服務價值的基礎上，對人森林生態系統服務價值的組成特征進行分析，以期能為政府更加合理的進行城市規劃提供理論依據。由表1及圖2可以得出，蘭州市南北兩山人森林生態系統服務價值為15．59億元•a－1；其中，森林游憩效益最大為5．08億元•a－1，占總系統服務價值的32．07％；這主要是由于在蘭州市的人均綠地較少，在南北兩山工程實施后，隨著兩山綠地面積的增加，依托現有的森林、文化資源和設施條件，發展一些特色的建筑、娛樂、餐飲、養殖等產業，極大催生了生態旅游的發展。生態效益為8．467億元•a－1，占總系統服務價值的54．31％；經濟效益為7．123億元•a－1，占總系統服務價值的45．69％；兩者相差比例不大，這與靳芳等［8］對中國森林生態系統服務研究的結果（間接價值是直接價值的14．94倍）不同。這主要是由于自然生態系統的物種組成多樣，系統組成比較合理，穩定性較強，從而其生態效益趨于最大化；而人工生態系統有目的性，在其建立之初就必須要考慮到人們的支持性和積極性，因此，在其建設過程中，對其經濟效益強調的比較多，同時，由于蘭州市地處西北黃土高原半干旱區，城市人均綠地較少；因此，在南北兩山綠化工程實施完成之后，隨著南北兩山綠化面積的增大及生態旅游的大力發展，使其成為蘭州市人民休閑、避暑和度假的好去處，從而使得人工森林生態系統服務價值中的森林游憩效益所占比例也較大，故而其經濟效益（直接價值）比例增大。正是由于人工生態系統是人為的、有目的性的建立的生態系統，因此，人工生態系統服務價值在組成上明顯不同于自然生態系統。
4討論
關鍵詞：土地；土地利用變化；生態服務價值；敏感性分析；北京市
中圖分類號：F301.24 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）04-0984-05
Impacts of Land Use Changing on Ecosystem Service Value
――Taking Beijing City as an Example
CHENG Lin-lin，WANG Peng-fei，YANG Yao-qi，YU Yang，JIA Ji-tang，REN Jun-tao
（Institute of Land Reclamation and Ecological Reconstruction， China University of Mining and Technology， Beijing 100083， China）
Abstract： To investigate the impacts of land use changing on ecosystem service value， a quantitative study of land use changing and ecosystem service value in Beijing city based on the theory of land use and ecosystem service value was made. Methods of the single land use dynamic degree， land use degree and sensitivity analysis were used. The results showed that the total ecosystem service value of land use in Beijing city from 1990 to 2008 was on a declining curve， decreasing from 381.59×104 Yuan in 1990 to 374.15×104 Yuan. Forest land had a big proportion in the land use of Beijing. Cultivated land and construction land changed obviously. Cultivated land reduced the largest amount of land by 1436.15 km2. Construction land increased the largest amount of land by 1339.85 km2. The land use structure changed in Beijing led to the reduction of the ecosystem service value in Beijing. All the coefficients of sensitivity were less than 1. It is indicated that coefficients of sensitivity （CS） of ecosystem service value was inelastic. The results of this study had a high reliability.
Key words： land； land use change； ecosystem service value（ESV）； sensitivity analysis； Beijing
土地是陸地生態系統的載體，生態系統類型在土地利用中表現為土地利用類型，土地利用的變化可以導致自然景觀格局和物質循環與能量分配的變化，并對區域氣候、土壤、水量和水質等引起的生態功能產生深刻影響[1]。近年來，土地利用/土地覆蓋變化（Land use / land cover change，LUCC）被認為是全球環境變化與可持續發展研究的重要內容[2，3]。生態系統服務是指通過生態系統的結構、過程和功能直接或間接得到的生命支持產品和服務[4]。生態系統服務是國際生態系統研究熱點，研究開始于20世紀70年代[5，6]，生態系統為人類生存發展提供的服務可以分為兩大類：一是生態系統對能量的固定和物質的轉化而形成的實物型生態產品；二是非實物型生態服務功能[7]。最早對生態服務價值進行定量研究的是Costanza，其將生態系統服務功能劃分為氣候調節、水分調控、控制水土流失等17種功能，并在此基礎上對全球生物圈生態系統服務價值進行估算[8]。
目前，生態服務價值的研究主要集中于生態系統過程、生態服務功能及其生態經濟價值評價的技術與評估方法等多方面的綜合研究。直到20世紀90年代末，國外有關生態系統服務的涵義、生態效益的價值理論及評估方法才開始引入中國[9]。目前，已有相關研究將土地利用類型和生態系統類型對應起來，通過分析區域土地利用/覆蓋變化來研究區域生態系統服務價值的變化[10-12]。謝高地等[13]在Costanza研究模型的基礎上，結合中國的實際情況，將生態系統服務功能劃分為氣體調節、氣候調節、水源涵養等9項，通過對中國200位生態學者進行問卷調查，得到了“中國生態系統服務價值當量因子表”。
本研究以北京市為例，對北京市生態系統服務價值進行了定量研究，對土地利用變化引起的生態服務價值進行了分析和評價，以期為北京市土地資源的可持續利用、規劃和保護提供一定的理論參考。
1 研究區概況與數據來源
1.1 研究區概況
1.2 數據來源
2.2 土地利用程度
3.1 北京市生態服務價值變化
2）本研究中北京市各生態系統服務價值系數的敏感性均小于1，證明所選取生態系統價值系數較為合理，研究結果的可信度較高。區域土地利用變化不僅改變了其土地利用類型，還導致了其生態系統服務價值量的改變，因此要維持區域土地利用的可持續性，必須科學規劃土地利用結構和布局，又要充分考慮生態系統服務的重要影響意義，爭取實現生態、經濟、社會的協調可持續性發展。
3）本研究通過對北京市1990―2008年土地利用變化的分析，得到北京市各生態服務價值系數，進而對生態服務價值進行了定量研究，但并沒有針對北京市各生態系統服務功能價值量進行深入測算，所得到的生態服務價值系數具有一定的局限性；另外，北京市各土地利用類型的劃分不夠具體，一定程度上阻礙了對該區域的生態服務價值的影響分析，這些方面的問題還需進一步研究。
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關鍵詞 土地利用變化；生態系統服務；生態價值；科爾沁沙地
中圖分類號 F 062.2
文獻標識碼 A
文章編號 1002-2104(2007)03-0060-06
土地是陸地自然生態系統的載體，是人類賴以生存和發展的最基本的自然資源[1]。土地利用是人與自然生態系統交叉最為密切的環節，它在帶給人類巨大直接利用價值的同時，還兼具改變陸地表層生物地球化學循環過程的間接生態價值[2]。由此，土地利用以及由此導致的土地覆蓋變化對維持自然生態系統服務功能與自然資源的可持續利用起著決定性的作用[3，4]。然而，生態系統的服務功能大多是公益性的,尚不能直接通過市場反映出來。正是由于人類對這些生態系統服務功能認識的局限性,長期以來, 在環境演變的敏感地帶，尤其是在我國北方半干旱農牧交錯區，土地利用一直是以耗散環境的服務價值來獲得產品服務功能最大輸出的非持續型方式發展,這種以草地開墾、超載過牧為主體的土地利用活動，加速了區域環境的沙漠化過程，導致區域經濟、生態雙重滯后的局面。由此，量化研究農牧交錯生態脆弱區土地利用的生態服務價值是迫切需要的。有鑒于此，本研究以地處半干旱農牧交錯帶的科爾沁沙地為研究區域，估算土地利用變化引起的生態系統服務價值的改變情況，定量地評價土地利用活動對沙地生態環境的影響，旨在為研究區建立可持續發展的土地利用模式，促進退化生態系統恢復與重建的進程以及制定區域生態安全管理決策提供基本的理論支持。
1 研究區概況及研究方法
1.1 研究區概況
科爾沁沙地位于我國東北地區西部，西起燕山山系的七老圖山，東至松遼平原西部，南以努魯爾虎山為界，北接大興安嶺山地南緣。地理坐標為42°41′～45°15′N，118°35′～123°30′E。沙地的主體處在西遼河下游干、支流沿岸的沖積平原上，北部沙地零散分布在大興安嶺山前沖積洪積臺地上[5]。行政區域包括了東部的17個旗（縣、區），主要分布在通遼市、赤峰市和興安盟的科右中旗，并涉及遼寧省彰武縣、康平縣的部分區域和吉林省通榆縣的部分區域，沙地總面積5.18萬km2（1994年全國荒漠化普查數據），約占行政區域總面積（16.46萬km2）的31.5%。
科爾沁沙地處于東北平原向內蒙古高原的過渡地帶，氣候具有從暖溫帶向溫帶、半濕潤區向半干旱區過渡的特點，年太陽總輻射5 200～5 400MJ/m2，年日照時數2 900～3 100h，年平均氣溫5.2～6.4℃；年降水量343～500mm，降水空間分布為北部少南部多，西部少東部多，年降水的70%～75%以上集中在6、7、8三個月，冬春季降水僅占全年降水量的11%～16%；年平均風速3.5～4.5m/s，其中1～3月平均風速可達5.0～6.0 m/s，一年內大風日數平均為21～80d，冬春兩季大風頻率可占全年的69～81%[6]。區內主要土壤類型有栗鈣土、黑壚土、沙土、草甸土和鹽堿土等；原生植被景觀為典型草原到森林草原的過渡類型――疏林草原，是傳統的宜牧地區。然而近100多年來，由于受干旱多風等氣候因素和濫墾、過牧、過度樵采等人類不合理的土地利用活動的影響，其原生景觀已被沙丘、沙壟和丘間低地相間分布的沙地景觀所替代。已有研究表明，該區域2000年的沙漠化土地面積為5.02km2，占全國沙漠化土地的47.5%[6] ，是我國沙漠化危害最為嚴重的區域之一。目前，科爾沁沙地正以1.9%的速度在擴展[5]。
1.2 研究方法
1.2.1 土地利用數據與歸類
研究區1995年和2000年的土地利用數據來源于中國科學院資源環境數據庫中的全國1∶10萬土地利用數據庫。該數據為土地資源的二級分類（25類），應用時將其合并為耕地、林地、草地、水域、濕地、城鄉工礦居民用地和未利用地7個類型（見表1）。
土地類型二級類型含義耕地水田、旱地指種植農作物的土地，包括熟耕地、新開荒地、休閑地、輪歇地、草田輪作地；以種植農作物為主的農果、農桑、農林用地林地有林地、灌木林地、疏林地、其他林地指生長喬木、灌木等林業用地草地草地指以生長草本植物為主，覆蓋度在5%以上的各類草地，包括以牧為主的灌叢草地和郁閉度在10%以下的疏林草地水域河渠、湖泊、水庫坑塘、灘地指天然陸地水域和水利設施用地濕地沼澤地指地勢平坦低洼，排水不暢，長期潮濕，季節性積水或常積水，表層生長濕生植物的土地城鄉工礦
居民用地城鎮用地、農村居民點、其他建設用地指城鄉居民點及縣鎮以外的工礦、交通等用地未利用地沙地、鹽堿地、裸巖石礫地目前還未利用的土地，包括難利用的土地
1.2.2 土地資源動態度計算
土地利用類型動態度（K）指的是某研究區一定時間范圍內某種土地利用類型的數量變化情況。
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的時段設定為年時，K值就是該研究區某種土地利用類型的年變化率。
1.2.3 生態系統服務價值計算
美國學者Constanza等人采用生態系統服務價值系數，對全球生態系統的服務價值進行了估算[8]，我國學者謝高地等人總結Constanza等的研究成果及不足之處，在對我國200位生態學者進行問卷調查的基礎上，制定出中國不同陸地生態系統單位面積生態服務價值表[9]，用于我國區域生態資產價值的評估。近年來，國內許多學者應用Constanza等人的估算方法或謝高地等人的測評體系，對全國、海河上游農牧交錯區、黑河流域、吉林省以及三江平原生態系統的服務價值進行了評估[7,10～13]。考慮到科爾沁沙地地處半干旱農牧交錯帶的具體情況，本文采用謝高地等人制定的中國陸地生態系統單位面積生態服務價值表（見表2）[9]來計算科爾沁沙地不同土地利用類型的氣體調節、氣候調節、水源涵養、土壤形成與保護、廢物處理、生物多樣性維持、食物生產、原材料生產、休閑娛樂共9種生態服務功能的經濟價值。生態系統服務價值的計算公式為：
式中V為研究區生態系統服務總價值（元）；Pij為單位面積上土地利用類型i的第j種生態服務價值（元/hm2?a）；Ai為研究區內土地利用類型i的分布面積（hm2）。
2.1 土地利用變化及分析
從科爾沁沙地1995年和2000年的土地利用類型及面積變化動態度（見表3）看，全研究區草地和耕地面積所占比例較高，土地利用以農、牧業為主。5年間，科爾沁沙地的耕地和濕地面積有所增加，其余類型面積均在減少。其中耕地明顯增多，面積增加了2 007．93km2，增幅為4．87%，年變化率為0．97%；未利用地明顯減少，面積減少了1 458．74km2，減幅為8．83%，年變化率為1．77%；林地和城鄉工礦用地面積有所減少，年變化率分別為0．45%和0．64%；草地、水域和濕地面積變幅很小，年變化率僅為0．01%～0．26%。
從研究區各旗縣2期土地利用類型面積變化數據（見表4）看出，5年間，科爾沁沙地土地利用變化的區域差異性較大，表現為20個旗（縣、區）中有16個旗縣的耕地面積呈增加趨勢，其中12個旗縣的耕地增加部分主要由草地和林地轉換而來，以敖漢旗、科左后旗、翁牛特旗、奈曼旗和庫倫旗尤為突出，其耕地面積共增加了1 305．10km2，變化率為7．71%～12．59%，相應地林地和草地面積分別減少了321．33km2和842．51km2，變化率分別為0．99%～21．42%和1．75%～9．13%；科左中旗的耕地面積增加了416．83km2，但其增加部分主要由城鄉工礦居民用地和未利用地轉換而來。此外，扎魯特旗（含霍林郭勒市）的草地增幅很大（變化率為11．61%），面積增加了1 050．92km2，幾乎平衡了整個科爾沁沙地喪失掉的草地面積，林地也增加了20．51km2，草地和林地的增加部分全部由未利用地轉換而來；科右中旗的濕地增幅較大（變化率為7．80%），面積增加了43．67km2，主要由草地、耕地轉換而來；康平縣、彰武縣和通榆縣的土地利用結構則較為穩定。
由此表明，在1995-2000年間，科爾沁沙地的主體部分僅有扎魯特旗（含霍林郭勒市）對其境內61．64%的積沙荒地進行了林草植被建設的有效治理，而大部分旗縣仍維持著毀林毀草開荒的不合理土地利用活動。
2.2 生態系統服務價值變化
科爾沁沙地1995年和2000年的生態系統服務總價值及其變化如表5所示。5年間，科爾沁沙地生態系統服務總價值中草地的生態價值所占比例最高，達到34%，其次為林地，約占22%；耕地和濕地的生態價值接近，但耕地面積卻是濕地面積的近10倍；僅占總面積約3%的水域所產生的生態價值約為總價值的9%，而占總面積9%～10%的未利用地所產生的生態價值最小，僅為0.4%。
1995年科爾沁沙地生態系統服務價值總額為1 463.67億元，2000年為1 467.36億元。5年間，沙地生態系統服務價值增加了3.69億元，增幅為0.25%，平均每年增加了7 381萬元，其中各種土地類型生態價值的變化幅度與土地利用類型面積的變化幅度相同。
從研究區各旗縣1995-2000年生態系統服務價值變化數據（見表6）看，5年間，科爾沁沙地生態系統服務價值變化的區域差異性亦很大，表現為凡是將草地、林地和濕地開墾為耕地的大部分旗縣的生態系統服務總價值呈下降趨勢，以敖漢旗、科左后旗和翁牛特旗尤為突出。雖然這幾個旗縣因耕地面積增大后所產生的生態價值分別增加了2.80億元，1.51億元和1.05億元，但因林地和草地等地類面積減小導致生態系統服務總價值分別下降了2.57億元，4.08億元和1.04億元；扎魯特旗（含霍林郭勒市）則由于大面積的沙荒地得到有效治理后轉換為草地、林地、濕地和耕地，其生態系統服務總價值顯著增大，增加了8.36億元，僅草地的生態價值就增加了6.73億元，占總增加部分的80.5%；科右中旗由于濕地面積大增，其生態系統服務總價值增加了2.10億元；科左中旗由于大面積沙荒地和城鄉工礦居民用地轉換為耕地，其生態系統服務總價值增加了1.56億元。
2.3 生態系統服務價值構成及變化
科爾沁沙地1995年和2000年的各項生態服務價值如圖1所示。從其服務價值構成看，研究區廢物處理、土壤形成與保護、水源涵養、氣候調節、生物多樣性保護、氣體調節等間接生態服務功能起主導作用，所產生的價值占總價值的88.9%，而食物生產和原材料等直接產出價值僅占總價值的7.3%，娛樂文化價值占總價值的3.8%。表4 科爾沁沙地各旗縣1995-2000年土地利用類型面積變化（km2）
5年間，科爾沁沙地生態系統各項服務價值的變化都很小，但區域差異性很大（見圖1）。例如敖漢旗除了食物生產產出價值增加了7．83%以外，其廢物處理、土壤形成與保護、水源涵養、氣候調節、生物多樣性保護、氣體調節等間接生態服務價值、原材料產出價值以及娛樂文化價值均呈下降趨勢，其中原材料產出價值和娛樂文化價值均下降了16．33%，氣體調節、水源涵養、生物多樣性保護、土壤形成與保護以及氣候調節生態價值分別下降了8．75%，8．60%，6．68%，3．95%和3．42%；扎魯特旗（含霍林郭勒市）無論是直接產出價值還是間接生態服務價值均呈增
3 結 論
(1)科爾沁沙地草地和耕地面積所占比例較高，1995年和2000年分別為47．7%，25．1%和47．6%，26．3%。在1995年到2000年的5年時間里，科爾沁沙地土地利用結構變化幅度較小，其耕地、林地、草地、水域、濕地、城鄉工礦用地和未利用地面積的變化率分別為4．87%，-2．25%，-0．03%，-1．32%，0．54%，-3．21%和-8．83%，但區域差異性較大，如敖漢旗的土地利用結構變化較為劇烈，耕地、林地、草地、水域、濕地和未利用地面積變化的幅度分別為12．59%，-21．42%，-9．13%，-2．58%，10．94%和1．15%；奈曼旗耕地、林地、草地面積變化的幅度也很明顯，分別為11．14%，-4．51%和-8．34%，扎魯特旗（含霍林郭勒市）草地和未利用地面積變化的幅度十分顯著，分別為11．61%和-61．64%。
(2)科爾沁沙地生態系統廢物處理、土壤形成與保護、水源涵養、氣候調節、生物多樣性保護、氣體調節等間接生態服務功能起主導作用，所產生的生態價值占總價值的88．9%，而食物生產和原材料等直接產出價值僅占總價值的11．1%。在1995年到2000年的5年時間里，科爾沁沙地生態系統服務價值僅增加了3．69億元，增幅為0．25%，但區域差異性很大，如敖漢旗生態系統服務總價值下降了2．57億元；扎魯特旗（含霍林郭勒市）則由于大面積的沙荒地得到有效治理后其生態系統服務總價值增加了8．36億元。
研究區各旗縣土地利用結構及生態服務價值的變化趨勢表明， 1995-2000年5年間，科爾沁沙地生態系統服務價值的增加實質上并非因耕地面積的增加所產生，而主要是由于沙荒地轉換為草地、林地、濕地和耕地以及城鄉工礦居民用地轉換為耕地后引起的生態價值增值所致。敖漢旗和扎魯特旗（含霍林郭勒市）各項服務價值的變化趨勢進一步表明，以犧牲生態環境作為代價可換得一時的直接經濟利益，而注重環境的治理則可獲取生態、經濟雙贏的效果。由此，有步驟地實施退耕還林還草生態工程，有效治理沙荒地，有效控制城鎮建設用地的擴展，是恢復和提高科爾沁沙地生態系統服務功能的有效途徑，也是該區域生態恢復重建的重要任務。
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Effects of Land Use Change on Ecosystem Service Values
of Horqin Sandy Land
ZHANG Hua ZHANG Aiping YANG Jun
（College of Urban and Environment Sciences
Liaoning Normal University，Dalian Liaoning
116029, China）
Abstract Studying the changes of land use on ecosystem service values can assess quantitatively the effects of land use activity on the regional eco-environment. Based on the land use data of 1995 and 2000, and referring to the table of Chinese land ecosystem service value of unit area which was established by Xie Gaodi, etc.[KG-0.5mm], the effects of land use change in Horqin Sandy Land on ecosystem service value were estimated. The result indicates that from 1995 to 2000, the area of farmland increased 4.87%, the area of forestland decreased 2.25%, and of grassland decreased 0.03%, of water bodies decreased 1.32%, of wetland increased 0.54%, and the land of rural-urban, industrial mining and residents reduced 3.21%, unused land decreased 8.83%. The land use in the study area were different from region to region, as most county kept abusing land by destroying forestland and grassland. The total ecosystem service value in Horqin Sandy Land increased from 146.367×109 yuan to 146.736×109 yuan in period of 1995-2000. There was 0.25% net increment of 369×106 yuan, and the increment was not caused by the extent of farmland, but by the effective management on the sandy land in some counties.
1997—2002年，國家實施政企分開改革，國家電力公司成立，負責電力行業商業運行的管理，《電力法》的頒布實施賦予電力企業作為商業實體的法律地位；電力行業的行政監管和監管職能移交給國家發展計劃委員會和國家經濟貿易委員會。上述電力體制改革的舉措，初步確立了國家電力公司、煤炭企業、下游用戶等相關利益相關方的關系運作模式。2003—2005年，電力體制改革打破了原有國家電力公司集發、輸、配、售為一體，垂直運營、高度集中的體制，實行了廠網分開，成立國家電網公司、南方電網公司兩大電網公司，發電側形成了五大發電集團與神華集團、華潤集團等中央發電企業以及眾多地方、外資、民營發電企業多家辦電、多種所有制辦電的競爭格局。根據企業生態系統理論，國家電網公司生態系統可以定義為：公司生態系統由電力供應鏈成員（包括發電燃料供應企業、發電企業、電網企業、用戶等）、直接利益相關方（包括政府、電力規劃設計建設企業、裝備制造企業等）、間接利益相關方（包括行業協會、媒體、科研機構、金融機構、戰略伙伴等）構成，通過能量流、物質流、信息流和價值流的交互，形成彼此相互影響、相互依賴、共同作用的共贏共生的價值體系公司生態系統既受經濟、能源、環境、技術等外部因素影響，同時系統成員行為也將影響和改變外部因素。公司生態系統與外部因素之間存在相互影響、相互依存的關系。在國家電網公司生態系統中，政府制定能源戰略與規劃、核準重大項目、核定電力價格，直接決定系統的生產力布局和利益分配機制；公司是價值平臺的建設者，承擔骨干型成員角色；發電企業和用戶通過價值平臺實現價值流、能量流和信息流的交互；規劃設計建設企業提供工程項目規劃、評審、設計、施工等全環節基礎設施建設服務；裝備制造企業、行業協會和科研機構為系統提供設備和政策技術指導，媒體是社會輿論的傳播者和企業行為的監督者。國家電網公司生態系統作為重要的戰略思想，其內涵是指公司以電網為載體，搭建綜合價值平臺（電力調度運行平臺、能源環境資源優化配置平臺和社會公共服務平臺），推進利益相關方的協調互動，促進各方達成價值共識（“一識”），追求系統價值創造最大化和價值分享最優化（“兩化”），實現系統成員的共生、共贏和共享（“三共”）。其中，共生是指系統成員共同發展；共贏是指尊重各方的利益訴求；共享是系統成員的價值分享應該得到優化。
二、國家電網公司生態系統特征
一是公司生態系統正處于并將長期處于動態演進調整階段，隨著能源技術的不斷發展和體制機制改革的逐步深化，系統成員將面臨更多的創新挑戰與生態位調整的壓力。二是行業規劃決策嚴重影響系統運行效率的提升和價值創造能力。電力行業固定資產存續周期長，政府、發電企業、電網企業等利益相關方需要統一戰略思想、統一規劃、協調系統運行。三是公司生態系統的演進與發展直接關系多方利益主體。系統覆蓋社會經濟各主體，產業鏈長，具有種群數量龐大等特點。四是政府在公司生態系統中處于主導地位，直接影響公司生態系統成員的利益關系，影響整個生態系統的基本格局和發展演進。五是公司具有顯著的市場優勢地位，同時承擔維護生態系統健康發展的重要責任。相對其他利益方，公司是發電企業、用戶之間賴以生存的價值平臺構建者。
三、國家電網公司生態系統健康評價
第一，價格制定與傳導等政策機制不完善且執行不到位，影響了系統成員間的利益平衡。受政府管制的能源電力價格未能及時反映市場供需關系，嚴重影響了公司生態系統各企業成員間的利益平衡，“煤炭-發電-電網”產業鏈上的系統成員經營業績起伏不定，影響系統成員的可持續發展。第二，規劃機制不完善，系統成員缺乏明確的發展指引方向，影響公司生態系統的協調發展。電力與電網規劃至今尚未出臺，電力投資缺乏科學引導，加劇了電源與電網發展不協調、電力建設與需求增長不協調、電力發展與能源環境經濟不協調等問題。第三，系統成員對于堅強智能電網帶來的綜合價值缺乏共識。中央政府、地方政府、發電企業等利益相關方對跨區電力輸送和煤電布局等問題認識的分歧，導致系統跨區域資源配置能力明顯不足，影響公司生態系統價值創造平臺的功能和運行效率提升，影響系統的健康發展。第四，公司生態系統對于環境、技術等外部因素的適應力有待提高。系統成員需要提高環保管理與技術水平以適應外部因素的發展與變化，開拓國內外市場以適應經濟增速放緩，提高電力技術水平以適應新能源等技術的快速發展。
四、國家電網公司生態系統建設與維護重點
為建設與維護功能性強、適應性優、協調性好的公司生態系統，實現生態系統成員的共贏、共生與共享，公司一方面要加強同各利益相關方的溝通與協調，完善利益平衡協調機制，緩解成員間利益沖突；另一方面要加大電網發展方式和公司發展方式的轉變力度，構建有活力的價值創造平臺。
（一）與利益相關方的協調策略
1.促請政府制定行業統一規劃，形成指導利益相關方發展的一致行動綱領。
促請政府打破條塊分割、地區分割、上下游分割、新能源與傳統化石能源分割、近期與中遠期分割的電力發展模式，借助各方豐富的信息資源和專業的研究力量，及時制訂科學統一的發展規劃，形成全國和各省的協調配置格局。
2.與利益相關方共同提升電力系統協調運行水平，創造生態系統的共同價值。
未來跨省跨區的電力交易和運行要求各利益相關方高效協調互動，突破以往的省際交換模式，在全國范圍內實現跨區電力平衡，減少棄風、棄水、棄光，解決清潔能源消納難題，疏導生態系統成員間的利益平衡矛盾。
3.協同各利益相關方促請政府完善價格機制，緩解成員間的利益沖突。
完善火電上網電價與利用小時數的聯動機制，彌補火電為清潔能源發電調節出力、減少發電量后所產生的經濟損失。
4.深化對電力市場改革的研究，配合市場化改革試點，推動政府形成科學的改革決策，推進全國電力市場建設。
公司促請政府建立與大用戶直接交易試點相配套的輸配電價機制，輸配電價的確定應保障公司的合理收益。
5.加強內部管理，適應未來政府監督管理方式的轉變，提高系統成員間協調關系。
通過加強公司的經營管理，進一步完善管理方式，從嚴要求，依法治企，適應政府放權與監管并重、事前放權、事中與事后加強監管的監督管理模式。
（二）增強公司核心能力的舉措
1.牢固樹立“安全第一”的意識和思路，加快構建堅強的電網安全管控體系。
公司加強對電網安全管理的組織領導，通過強化事故發生前安全風險的防范和控制、事故過程中的應急處置以及事故發生后的調查處理，增強安全風險預防與應急處置能力，切實保障當前和中長期電網安全。
2.加強公司人才隊伍建設與管理，加快形成結構合理、素質優良的人才隊伍，提高公司勞動效率。
加快特高壓電網、智能電網等前沿領域的高精尖人才和專項人才的引進和培養工作，提升關鍵部門、關鍵崗位的員工業務水平，加強人才跨地區、跨領域的合理流動，逐步縮小地區之間人才素質的差距。
3.加大技術創新力度，積極參與新技術的研發和示范。
加快特高壓、配電網等領域關鍵新技術的研發和完善，積極推動成熟適用技術的規模化應用，帶動裝備制造企業的技術水平和市場競爭力的提升。對尚未完全成熟的技術，積極推動研發示范。
4.加強管理創新，全面建設“三集五大”體系，實現公司資源的統一高效運作。
加強公司總部資源配置能力，增加資源整合能力，改變核心資源在各專業、各層級的條塊分割和封閉運行現象。統一各省公司的管理標準、技術標準和工作標準，縮小不同地區企業管理能力和運營水平的不平衡差距。
5.積極實施國際化戰略，提高公司生態系統的國際市場拓展能力。
加強與國際一流能源、電力企業的合作，拓展公司盈利空間和水平，提升公司可持續發展能力，同時帶動國內裝備制造產業的發展。
五、結語
本研究針對目前生態系統服務產品提供的價值評估缺乏空間表達、對數據要求高、評估效率低等不足，初步構建了適用于生態系統服務產品提供的價值評估方法，探討了廣西北部灣經濟區生態系統服務產品提供功能。
1研究區概況
廣西北部灣經濟區位于廣西壯族自治區中南部，地處20°54'9"~24°2'6"N、107°19'26"~109°51'54"E，東西長262km、南北寬347km，總面積4.17萬km2，由南寧、北海、欽州、防城港4市所轄行政區域組成，地處泛珠三角區域經濟合作區、大西南區域經濟合作區和中國-東盟區域經濟合作區的結合部，是我國西部大開發地區唯一的沿海區域，也是我國與東盟國家既有海上通道又有陸地接壤的區域，區位優勢明顯，戰略地位突出。
2生態系統服務價值評估
生態系統通過初級生產、次級生產供應為人類提供農業、林業產品等，滿足人類生存與發展的物質需求。由于生態系統提供的產品能夠在市場上進行交易，因此可以采用市場價格法對生態系統產品提供的服務進行價值評估[4]。
2.1農業產品提供的服務價值
2.1.1價值量評估
評估中主要考慮納入國民經濟核算框架的農業產品價值[5]，包括糧食、糖料、油料、蔬菜及其他農作物，以及茶園、果園、桑園及其他園地等提供的產品。計算公式如下：Va=∑Aa,i×Ya,i×Pa,i式中，Va為農產品的價值（元）；Aa,i為第i類植物產品可收獲的面積（hm2）；Ya,i為第i類植物產品的單位面積產量（kg/hm2）；Pa,i為第i類植物產品當年的市場價格（元/kg）。
2.1.2空間表達
由于在耕作管理上的不一致，在同一塊耕地種植的農作物在年內和年間會不一樣，即有可能出現種植糧食作物、油料作物及同時種植其他作物的情況，加上間作套種等模式出現，難以確定具體糧食作物或油料作物的復種指數。因此，為合理表示種植業農產品的價值空間分布，有效確定各種作物的種植面積，對各種農作物統一采取全研究區的平均復種指數（播種面積/耕地面積）。
根據廣西統計年鑒中各類作物的播種面積、單產、產值，計算出研究區域中各種農作物的種植面積（播種面積/復種指數）及平均單位面積產值；將各種農作物在各研究區的種植面積乘以單位面積產值，得到每種農產品在各研究區的產值；各產品產值經過權重系數（各產品667m2產量與研究區平均的比值）修正（體現空間肥力和管理水平的差異），再經種植面積加權后賦予相應的土地利用圖斑（由于同一種耕地，如灌溉水田，有可能種植糧食也有可能種植蔬菜，各研究區域的農產品種植結構也不盡相同，為了縮小這種空間差異，對不同研究區域內不同農作物進行種植面積加權，得到研究區域內同一耕地類型總的單位面積價值后，平均賦予相應的圖斑）。
將土地利用圖與行政區劃圖合并，得出不同區域的不同土地利用斑塊，融合后將各種農產品價值賦予各自土地利用圖斑，然后對農業產品價值字段進行渲染，得到農產品提供的服務價值分布（圖1，封底）。
2.1.3價值評估
2010年北部灣經濟區糧食、油料、水果、蔬菜等農產品的總產值為2249258萬元。由圖1可見，2010年廣西北部灣經濟區農產品價值空間分布差異大，主要分布在中部地區，與廣西北部灣經濟區的耕地資源主要分布在中部直接相關。從表1可知，按集中程度分析，有3個較為明顯的集中區域，分別位于廣西北部灣經濟區中部（南寧市轄區、橫縣）、中南部（欽州市轄區、靈山縣和合浦縣）、中北部（武鳴縣、賓陽縣）；按區域總價值統計，最大值779376萬元（南寧市轄區）與最小值2171萬元（東興市）相差358.99倍；按研究區域單位面積價值統計，廣西北部灣經濟區單位面積農產品平均價值為52.95萬元/km2，其中，最大值119.54萬元/km2（南寧市轄區）與最小值4.32萬元/km2（東興市）相差27.64倍。
2.2林業產品提供的服務價值
2.2.1價值量評估
生態系統提供的林業產品主要包括采伐的木材、竹材及采集的非木林產品[6]，采用市場價格法評估，計算公式如下：Vf=∑Af,i×Yf,i×Pf,i式中，Vf為林業產品的價值（元）；Af,i為第i類林業產品可收獲的面積（hm2）；Yf,i為第i類林業產品的單位面積產量（kg/hm2）；Pf,i為第i類林業產品的市場價格（元/kg）。
2.2.2空間表達
根據北部灣經濟區內不同的植被覆蓋情況，計算各種植被生產的林產品的價值，平均分配給相應的土地利用圖斑。根據土地利用現狀及森林資源分布（如劃分有林地、疏林地、灌木林地、其他林地等），林業產品供給價值用年內增長活立木價值表示，運用市場價格法計算。對于活立木價值，根據森林資源調查資料確定生態系統優勢林分分布，根據統計年鑒獲得林業產品年凈生長蓄積量數據；確定當年活立木價格，與年凈生長蓄積量相乘，得到各林分活立木價值；利用GIS軟件，將計算出的各種林分活立木價值分別賦予相應的土地利用圖斑，然后對林業產品價值字段進行渲染，得到林產品的價值空間分布圖（圖2，封底）。
2.2.3價值評估
2010年北部灣經濟區林產品價值為2145287萬元。從圖2可見，林產品價值總體分布在中南部，與農產品價值分布差異較大，這主要與北部灣經濟區林業資源分布狀況相關。從表2可知，按研究區域總價值比例統計，南寧市轄區（12.70%）、欽州市轄區（11.63%）、上思縣（9.64%）較高，合浦縣（3.80%）、東興市（1.44%）、北海市轄區（0.69%）較低，最大值272390萬元（南寧市轄區）與最小值14884萬元（北海市轄區）相差18.3倍；按研究區域單位面積價值統計，北部灣經濟區單位面積林產品平均價值為50.5萬元/km2，其中，上思縣（72.79萬元/km2）、防城港市轄區（65.90萬元/km2）、浦北縣（63.23萬元/km2）較高，賓陽縣（36.77萬元/km2）、合浦縣（33.58萬元/km2）、北海市轄區（15.16萬元/km2）較低，最大值72.79萬元/km2（上思縣）與最小值15.16萬元/km2（北海市轄區）相差4.8倍。#p#分頁標題#e#
2.3產品提供的服務價值
2010年北部灣經濟區產品提供價值（含農業產品和林業產品提供價值）為4394545萬元，產品提供價值的空間分布如圖3（封底）所示。北部灣經濟區產品提供價值空間分布差異較大，主要分布在中部地區，與廣西北部灣經濟區的耕地、林地資源主要分布在中部直接相關。從表3可知，按研究區域總價值統計，最大值1051766萬元（南寧市轄區）與最小值246676萬元（東興市）相差31.8倍；按單位面積產品價值統計，北部灣經濟區單位面積產品平均價值為103.44萬元/km2，其中，最高的南寧市轄區（161.31萬元/km2）與最低的北海市轄區（81.31萬元/km2）相差3.6倍。
從評估結果發現，生態系統服務產品提供價值存在高度空間異質性，若不進行價值的空間分配過程，各項服務產品提供價值只能按行政區域數值進行表示，難以體現空間差異。如農業服務價值與作物類別、播種面積、土壤肥力、農作物管理水平等多種因素有關，空間差異非常大；若僅僅采用各行政區域統計資料數據表示各項服務價值，在一定程度上會掩蓋其空間分布特征。通過生態系統服務產品提供價值空間分配過程，結合其他生態系統價值評估結果，有利于對特定區域的生態系統服務能力進行全面分析。
關鍵詞 生態系統服務價值；土地利用；喀納斯自然保護區
中圖分類號 F301.24 文獻標識碼 A
文章編號 1002-2104（2011）11-0146-07doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.11.024
生態系統服務功能是人們從生態系統獲取的效益，包含直接的和間接的、有形的和無形的效益。生態系統是人類社會賴以生存和現代文明得以發展的物質基礎，維持與保育生態系統服務功能是實現可持續發展的前提。土地利用是人類作用于生態環境的直接方式，土地利用/土地覆蓋結構的變化將引起各類生態系統類型、面積以及空間分布格局的變化，進而影響生態系統所提供服務的種類和強度。因此，正確認識生態系統服務功能及其價值，科學把握土地利用/土地覆蓋變化對生態系統服務價值的影響已經成為環境科學、生態學以及生態經濟學的研究熱點。國內學者從不同尺度對不同土地利用背景下的區域生態服務價值進行了測評［1-4］，但對干旱半干旱地區具有自然保護區背景下的生態區的土地利用變化對生態系統服務價值影響的研究較為鮮見。喀納斯自然保護區生物物種資源極為豐富，生物多樣性復雜，自然景觀優美，已被列為5個具有全國意義的陸地生物多樣性關鍵地區之一［5］，其生態系統對于新疆乃至全國的經濟建設和生態環境保護均具有重要價值。但是，經過上世紀90年代中后期的環境資源型和資源經濟型開發，旅游開發已經對保護區的生態系統造成了一定程度的破壞［6］，面臨著諸多環境壓力問題。為此，本文以喀納斯自然保護區1980、2005年土地利用/土地覆蓋動態數據為基礎，在參考研究成果基礎上，修訂保護區的生態系統服務功能的價值系數，對保護區生態系統服務價值的變化進行評估，了解區域土地利用變化的生態環境效應，為維護區域生態系統的結構、功能安全以及生態環境的建設提供參考。
1 研究區概況
喀納斯自然保護區隸屬新疆維吾爾自治區阿勒泰地區布爾津縣禾木哈納斯蒙古民族鄉，北鄰俄羅斯，東連蒙古國，西北部與哈薩克斯坦毗連，地理坐標為東經86°45′-88°11′，北緯48°23′-49°11′，面積為2 201.62 km 2。保護區大陸性氣候特征明顯，一年中春秋相連，夏季不明顯，年平均氣溫約為-1℃，年均降水量1 180.7 mm。保護區水資源豐富，河湖水網密布，現代冰川發育完全，是我國唯一的北冰洋水系分布區。區內共有植物83科298屬798種，珍稀野生脊椎動物27目55科160種，被國內外眾多著名專家稱為當今世界絕無僅有的寒溫帶植物基因庫。喀納斯景觀組合奇異，生態系統獨特，集高山雪峰、冰川、凍土、河流、湖泊、森林、草原、濕地等各種自然景觀于一地，是新疆著名的旅游目的地之一。
2 數據來源與研究方法
2.1 數據來源
土地利用數據是以喀納斯自然保護區1980年7月和2005年7月的Landsat TM影像為數據源。在目視解譯過程中，以保護區1∶100 000地形圖為參考，將土地利用類型劃分為林地、草地、湖泊、農村用地、冰川和永久積雪（簡稱冰雪地）、裸巖石礫地、其他七類，其中林地包含有林地、疏林地和灌木林地，草地包含高覆蓋度草地、中覆蓋度草地和低覆蓋度草地。
2.2 土地利用變化分析方法
單一土地利用類型動態度(K)可以定量描述區域土地利用變化的速度，是指某區域一定時間范圍內某種土地利用類型的數量變化狀況［7］，其計算公式為：
K=Ub-UaUa 1T×100%
式中，K為研究區某一種土地利用動態度；Ua、Ub為研究期初、研究期末某一種土地利用類型的數量，T為研究時段長，設定為年。
2.3 生態系統服務價值評價方法
生態系統和生態系統服務類型的空間分布具有異質性，Costanza對全球生態系統服務價值的估算只是全球范圍的一個均值，當其應用到區域尺度上時，就不可避免地產生較大的誤差［2］。中國謝高地［8］等在Costanza［9］研究成果基礎上，制定了中國生態系統單位面積服務價值當量，為采用土地利用/覆蓋數據評估區域生態系統服務價值創造了條件，并被認為具有可行性［10］。
2.3.1 單位面積農田食物生產服務功能價值
Ea=17∑ni=1mipiqiM（i=1,2...n）
式中，Ea為單位面積農田生態系統提供食物生產服務功能的經濟價值（元/hm 2）；i為作物種類；pi為第i種糧食作物價格（元/t）；qi為第i種糧食作物單產（t/hm 2）；mi為第i種糧食作物面積（hm 2）；M為n種糧食作物總播種面積（hm 2）；考慮在沒有人力投入的自然生態系統提供的經濟價值是現有單位面積農田提供的食物生產服務經濟價值的1/7。
2.3.2 生態系統單位面積生態服務價值
VCij=eij•Ea （i=1，…，9，j=1，…，n）
式中，VCij為第j種土地第i種生態服務功能的單價（元/hm 2）；eij為第j種土地第i種生態服務功能相對于農田提供生態服務單價的當量因子；i為土地生態服務功能類型；j為土地利用類型。
2.3.3 生態系統生態服務價值
ESV=∑9i=1∑5j=1Eij•Aj
式中，ESV為生態系統服務總價值（元）；Eij為第j種土地利用類型提供的第i種生態服務功能的單位價值（元/hm 2.a）；Aj為第j種土地利用類型的面積（hm 2）；i為土地生態服務功能類型；j為土地利用類型。
由于保護區內農村用地多為當地圖瓦居民住宅，將其對應為建設用地。根據Costanza等的估算方法，居民地、工礦用地及交通用地生態系統服務功能經濟價值為0，故不估算建設用地的生態服務價值。
2.4 生態系統服務價值的系數修正
由于生態系統的服務價值與生物量有關［8］，所以簡單地采用土地利用/覆蓋數據進行生態服務價值估算，忽略質量因素對生態系統功能價值的影響是不合適的。為此，本文在參考相關研究成果的基礎上，對林地、草地、荒漠生態系統的服務價值系數進行修訂，確定了喀納斯自然保護區生態系統服務價值估算的價值系數（見表1）。
2.4.1 單位面積農田生態服務價值確定
受資料限制，并根據保護區實際情況，選取1999年、2005年布爾津縣農田糧食作物作為喀納斯自然保護區生態系統服務價值計算的基本依據。布爾津縣的主要糧食作物為小麥、玉米和豆類，根據統計資料和相關文獻［11-13］，計算得到1999年、2005年布爾津縣農田提供食物生產服務的單價分別為765.940 7元/hm 2、957.589 5元/hm 2，取平均值861.765 1元/hm 2作為布爾津縣單位面積農田生態系統提供食物生產服務價值。
2.4.2 通過生物量因子修訂生態系統服務價值單價
（1）林地。各種不同林地類型生物量高低及分布地段不同會產生不同的生態服務價值，根據方精云等［14］、何浩等［15］、李海濤等［16］的研究成果，推算喀納斯自然保護區疏林地、灌木林地的服務價值單價按有林地的0.584 7系數進行修正。
（2）草地。根據葉茂等［17］、劉興元等［18］研究成果，得出新疆阿勒泰地區天然草地生態系統單位面積服務價值為123.1701US＄/（hm 2•a）(美元匯率按7.6計)。本文選取謝高地生態系統服務分類方法作為評價內容，而Costanza、謝高地劃分的生態系統服務類型稍有差異，根據謝高地解釋［8］，可以確定阿勒泰地區天然草地生態系統單位面積的九項服務功能價值系數。其中，食物生產為31.58元/（hm 2•a）、原材料生產為0.52元/（hm 2•a）、氣體調節為4.09元/（hm 2•a）、氣候調節為1.56元/（hm 2•a）、水文調節為16.24元/（hm 2•a）、廢物處理為21.29元/（hm 2•a）、保持土壤為14.73元/（hm 2•a）、生物多樣性維持為25.05元/（hm 2•a）、提供美學景觀為8.11元/（hm 2•a）。草地生態系統服務價值的大小決定于各草地類型生物量高低及分布地段不同［17］，借鑒相關研究成果［3,19］，按照草地覆蓋度等級劃分情況進行修訂，高、中、低覆蓋草地分別按1.3、1.0、0.7系數修正，其價值系數取值分別為1 216.920 6元/（hm 2•a）、936.092 8元/(hm 2•a)、655.264 9元/(hm 2•a)。
（3）荒漠。
荒漠生態系統在Costanza的評價體系中缺失，謝高地等［8］將荒漠生態系統的生態服務價值當量因子0.4調整至1.39。冰川和永久冰雪在Costanza體系中未被賦值，謝高地也未對其進行評價。但是，在干旱地區，冰川是絕大多數河流的源頭，具有明顯的水源涵養功能。為此，將裸巖石礫地、冰川和永久積雪、其它均歸為荒漠生態系統，賦予荒漠的當量因子。
2.5 敏感度指數分析
相關研究［20-21］借用敏感性指數(CS)以確定ESV隨時間變化對VC變化的依賴程度。若CS>l，表明ESV對VC是敏感的，富有彈性；若CS
CS=((ESVm-ESVn)/ESVn)(VCmj-VCnj/VCnj)
式中，CS為敏感性指數；n、m為初始價值和生態價值系數調整以后的價值；ESV為生態系統服務總價值（元）；VC為第j種土地的初始生態服務價值和系數調整后價值；j為土地利用類型。
3 結果與分析
3.1 土地利用變化分析
喀納斯自然保護區內草地所占面積最大，占總面積的45%以上，其次為林地，接近30%，冰雪地面積最少，不到0.1%，可知林地和草地是主要的土地利用類型；1980-2005年間，保護區土地利用/覆蓋發生了明顯變化，林地面積減少，草地面積增加，水域面積和荒漠面積也略有增加。其中，高覆蓋度草地減少的面積最多，為10 603 hm 2，低覆蓋度草地增加最多，為6 323 hm 2，變化面積分別占總變化面積的30.583%和18.237%。有林地減少面積和中覆蓋度增加面積分別占變化面積的17.526%、14.227%，主要緣于保護區的旅游開發，林地、草地等被建設用地占用是社會經濟發展的必然結果。保護區自1999年旅游開發對土地利用變化影響較大，T值取8。在所有增加的地類中，疏林地的增加速度最快，土地利用動態度為3.005%，低覆蓋度草地和灌木林地的增長速率較大，動態度在1.787%-1.460%間；在減少的地類中，高覆蓋度草地下降速度最快，為1.223%，農村用地減少次之，動態度為1.209%（見表2）。
3.2 生態系統服務價值變化分析
3.2.1 價值總量變化分析
喀納斯自然保護區1980年生態系統服務價值為3 728 887.446萬元，2005年為363 505.914萬元，25年間減少了9 381.532萬元，減少幅度為2.516%。從生態服務價值構成來看，有林地所產生的生態價值最高，生態貢獻率越過71%。草地因生態價值系數相對較低，其生態貢獻率不到6%。水域因其生態價值系數較高。面積雖在1%左右波動，其生態貢獻率卻在6%波動；從各種土地類型的生態價值變化上看，25年間，天然有林地、高覆蓋度草地、冰川和永久積雪地生態服務價值呈現遞減，而灌木林地、疏林地、中低覆蓋度草地、湖泊、裸巖石礫地和其它地的生態服務價值隨著土地面積的增加呈現緩慢增多態勢；
從各種土地利用類型對總生態服務價值的貢獻來看，各地類之間存在明顯的差異。其中，占變化面積總絕對值最高30.588%的高覆蓋度草地，其減少的生態服務價值為1 290.288萬元，僅占變化價值總絕對值的5.660%；占變化面積總絕對值17.526%的有林地，其損失的生態服務價值為-14 723.870萬元，卻占變化價值總絕對值的64.584%；而占變化面積總絕對值不到10%的疏林地，其增加的生態服務價值最高，為4 422.692萬元，占變化價值總絕對值的19.399%；值得注意的是，水域只占變化面積總絕對值的0.401%，其減少的生態服務價值占了變化價值總絕對值的2.381%，反映出水域對生態系統服務功能的影響較大（見表3）。因此，從對保護區生態服務價值總體變化的貢獻率來看，天然有林地的變化具有最大的負貢獻率，而疏林地的增加對保護區生態服務價值的增加有積極影響。盡管灌木林地、中低覆蓋度草地、水域等的面積增加使生態服務價值增加了6 708.246萬元，但由于天然有林地、高覆蓋度草地面積減少所損失的生態服務價值在抵消了上述土地面積增多所增加的生態價值外，還使生態服務價值凈減少了9 381.532萬元。上述數據表明，喀納斯自然保護區生態環境是不斷趨向退化的，除受自然因素影響外，與旅游開發的毀林、毀草建設，超載過牧和人口數量增加迅速等人類活動息息相關。
3.2.2 生態系統單項服務功能價值變化
由表4可知，在喀斯自然保護區評價的九項生態系統服務功能中，按生態服務價值量的大小排序，依次為：維持生物多樣性＞水文調節＞氣體調節＞保持土壤＞氣候調節＞原材料生產＞廢物處理＞提供美學景象＞食物生產。這正反映了保護區生態系統構成的基本特征和生態服務功能的價值特征；1980-2005年間，保護區生態系統各單項服務功能價值均呈不同程度的減少；1980-2005年間，保護區生態系統各單項服務功能價值均呈不同程度的減少。其中，生物多樣性維持、氣體調節、土壤保持、氣候調節和水文調節價值減幅明顯，主要緣于單位面積服務價值較低的灌木林、中低覆蓋度草地和荒漠地面積的增加所增加的服務價值在數量上不足以彌補單位面積服務價值較高的有林地和高覆蓋度草地面積減少造成的服務價值的降低。由于生物多樣性維持、氣體調節、保持土壤、水文調節等功能主要由林地、草地和水域生態系統提供，在過去的25年間，林地、草地、水域生態系統受到不同程度的影響后，必然導致其生態系統服務功能的發揮。
3.3 敏感性分析
分析表明，不同時期各類生態價值系數的敏感性指數CS均小于＜1，由高到低依次為林地、草地、水域和荒漠。1980-2005年，僅有林地生態價值的敏感性指數呈降低趨勢，表明隨著生態類型面積的減少，其生態服務價值系數的敏感性指數將有所降低；反之，草地、水域和荒漠生態價值系數的敏感性指數CS呈微弱增高趨勢，說明隨著生態類型面積的增加，其生態服務價值系數的敏感性指數將有所增強。總體來說，CS值最高為0.843 2-0.848 1，說明當林地的生態價值系數增加1％時，總生態系統服務價值僅增加0.843 2%-0.848 1%（見表5）。這表明，研究區內生態系統服務價值對VC是缺乏彈性的，其研究結果可信度較高。從側面也反映了本研究所采用的修正后的價值系數具有合理性，采用其計算區域生態系統服務功能價值的變化情況是合適的。
4 結論與討論
采用喀納斯自然保護區兩期的土地利用/土地覆蓋變化數據，結合修正的生態服務價值系數,根據土地利用的變化估算了保護區1980-2005年生態系統服務價值，研究表明：
（1）林地、草地是保護區的主要土地利用類型。25年間，保護區林地面積減少了2 546.840 hm 2，草地、水域、建設用地、荒漠地面積微有增加；從土地利用動態度來看，疏林地的增加速度最快，為3.005%，高覆蓋度草地減少速度最快，為1.223%。
（2）保護區生態系統服務價值總體呈下降趨勢，由1980年的3 728 887.446萬元減少至2005年的363 505.914萬元，減少了9 381.532萬元，有林地和高覆蓋度草地面積的減少是服務價值降低的主要原因；單項生態服務功能價值中，維持生物多樣性、水文調節、氣體調節、保持土壤和氣候調節功能價值均呈現較明顯的減少。
（3）為檢驗結果的準確性以及生態服務價值系數修正的合適性，本文對生態價值的敏感性指數進行了計算。分析表明，保護區生態系統服務價值相對于生態值系數的敏感性指數均小于1，由此說明是缺乏彈性的，其研究結果可信度較高。
（4）生態服務價值及其變化在一定程度上可以反映區域生態環境的生態總量及質量的變化。本文定量表示土地利用/土地覆蓋變化對保護區生態環境的影響，以期進一步探討引起變化的原因，并進行生態系統服務價值變化與引起變化原因之間的相關性研究。樹立生態系統管理理念，堅持生態系統途徑，強化林地的改良和保育、草地的保護和恢復，為實現喀納斯自然保護區生態系統可持續發展提供科學依據。
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Analysis on the Change of Ecosystem Service Value in Kanas Natural Reserve
LI Cai1,2 LI Xiao dong1,2 HYMIT Yimit 2
（1.Tourism School, Xinjiang University, Urumqi Xinjiang 830047,China; 2.College of Resource &
Environment Science, Lab of Eco oasis, Xinjiang University, Urumqi Xinjiang 830046, China）