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摸清资源本底亟需科学评价生态系统服务

2020-04-03孙天祺丽莉

辽宁自然资源 2020年1期
关键词:修正土地利用辽宁省

孙天祺 李 丽莉

(1.沈阳农业大学土地与环境学院 辽宁 沈阳 110866;2.丹东市自然资源事务服务中心 辽宁 丹东 118000)

生态系统服务是通过生态系统的功能、结构和过程直接或间接取得人类维持生存的各种效益[1],关乎人类生活生产各个方面。从景观生态学角度讲,生态系统的良性循环为人类社会发展提供物质基础与精神食粮[2]。对生态系统服务进行合理、科学的量化评估,能够更加直观、准确地表明其价值。

作为共和国长子,辽宁省为我国经济发展做出巨大贡献。但是工业生产、开采矿石等过度开发资源且土地利用类型急剧变化,生态系统服务也发生急剧波动,人类生活由此受到严重影响。为摸清资源本底,亟需科学评估生态系统服务价值,明晰其变化动向和趋势,为辽宁省的三线划定、生态补偿等提供基础,同时唤醒社会公众的环境保护意识。

一、研究进程

19世纪后期至20世纪中期,生态学的建立和发展为生态系统服务研究提供了学科基础[3],此后生态系统服务的概念逐步得到扩充。2005年联合国千年评估(MA)从大规模多层次的角度进行全球范围生态系统评估[4],关于生态系统服务的研究以及人类福祉的提升逐渐受到学者们的广泛关注。

我国研究始于20世纪80年代初,学者许涤新首次将生态因素与经济因素结合考虑[5]。20世纪90年代中期至末期,我国学者的研究从对国外研究的归纳、概括,转向讨论关于我国生态系统服务概念、特征等问题,并基于此进行生态系统服务分类与价值核算方面研究[6]。

虽然生态系统服务研究经历长期发展,但是国内外却还未建立统一评估标准和方法。合理的分类方式作为价值评估的基础有利于今后生态系统服务研究的科学化发展,而科学的价值评估则是其资产化的表现。为量算“绿水青山”值多少“金山银山”,亟需建立起一套适宜于辽宁省自然资源特点的生态系统服务价值量算体系。

二、生态系统服务价值科学化评估体系构想

相较于以往的单一评估方式,通过对当量因子表进行二次修正的方法能够更加准确地计量生态系统服务价值量。通过空间分析可以明晰各服务价值的空间分布、聚集形态和内部关联。利用情景模拟预测手段,基于不同土地利用方式的价值演变模拟能够为今后的国土空间规划、三线划定等提供基础。

1.生态系统服务价值评估

根据研究尺度的不同,生态系统服务价值评估所采用的方法有所差异。从省域尺度方面,多利用当量因子评估法进行初计算,再通过多次修正得到客观价值量。

首先基于当量因子表[7],根据辽宁省实际用地情况利用3S技术提取遥感影像地类进行区分和归并。根据社会经济数据,粗略估算出各用地类型的供给、调节、支持和文化四大类以及多项二级服务功能的价值。

其次,利用市场价值法调整供给服务,即根据各单位土地面积的农林牧渔产业量化,分别修正耕地、林地、草地和水体的价值当量[8];利用条件价值法和旅行成本法,从游客支付意愿等角度修正文化服务。

再次,利用InVEST模型的碳储存、水源供给和土壤保持三个模块进行物质量修正。分别修正水源供给、气体调节、水文调节、保持土壤和生物多样性功能。物质量修正后,再利用当量表和社会经济数据进行价值量折算。

为验证价值修正是否合理,采用敏感性指数(CS)进行表征[9],计算公式为:

公式中CS为敏感性指数;i和j分别是初始价值和生态价值系数调整后的价值。当CS<1,表明生态系统服务价值对于生态价值系数缺乏弹性的;当CS>1,则反之[9]。比值越小,说明生态系统服务价值对生态系数的依赖程度越低,那么生态系统服务价值经过修正后更加科学。

2.生态系统服务价值空间分析

空间分析不仅能够直观表达价值高低的聚集区,更便于模拟预测研究区的生态系统服务价值变化趋势。将辽宁省土地利用现状图划分为1×1 km的网格,便于进行空间化表达并用于空间自相关分析。为了定量分析各项服务功能之间的空间异质性,利用ArcGIS形成相关性系数矩阵,同时在SPSS中对回归系数进行检验。

生态系统服务冷热点区识别分析。冷热点地区是生态系统各项服务特征值,在空间上分布聚集度高或者低的地区,热点区表明服务功能要素本身为高值,且周围其他要素也为高值,冷点区则相反。通过冷热点分析可探查研究区各项生态系服务高值或者低值在空间上发生聚类的位置[10]。

采用局部空间自相关指标(LISA)和Moran散点图相结合的方法,进行局部空间自相关分析能够明晰服务价值空间分布的内在关联。Moran散点图的四个象限,分别表明区域单元与其邻近单元之间的局部空间联系形式,有四种类型分别为“高高(HH)”、 “ 高 低 (HL)”、 “ 低 高(LH)”和“低低(LL)”。HH型和LL型为正的空间自相关关系,表示空间单元和周边单元的空间差异度小,HL型和LH型为负的空间自相关关系,表示空间单元和周边单元的空间差异程度大[11]。通过空间自相关分析,能够明晰生态系统服务价值空间分布特征与聚类原因。

最后利用Geoda形成聚集图和显著性水平图,直观表达研究区生态系统服务价值的空间分布情况。为探究生态系统服务价值变化驱动力因素,可从气候变化、人类土地利用方式和地形地貌三个角度,利用统计数据和地形地貌数据采用相关性分析方法进行识别。

3.生态系统服务价值空间预测模拟

理想状态下,合理的土地利用方式不仅能够带来推动社会发展的经济资本,同时也能够使得生态系统得到永续发展。为探究今后不同土地利用方式所带来的生态系统服务价值的变化,分别从生态保护、农业生产、城镇发展三个土地利用情况进行模拟预测。

若以生态保护为优先战略,则可预设辽宁省退耕还林还草的用地面积,进行价值系数的修正,农业生产角度则反之。城镇发展则为城镇边界扩张,设定其发展边界为500米建立缓冲区分析,即与城市边界相邻的相应范围内的其他土地类型全部转化为建设用地[12],由此结合社会发展经济数据以及生态系统服务价值变化,预测未来城镇发展和生态保护相平衡的规划发展。

三、科学评估生态系统服务势在必行

从“系统”角度讲,山水林田湖草之间存在着相互联系相互制约的关系[13],那么反映在各用地类型的生态系统服务价值上其内部存在着关联。分析生态系统服务价值低值区原因,改善土地利用方式、实施价值提升措施;保护高值区,合理划定红线,为辽宁省空间规划和生态修复提供参考。

同时,生态系统服务流研究成为当前主流,耦合人类土地利用行为和社会经济发展的生态系统服务研究成为热门。从生态系统服务供需角度进行用地的合理分配,为实现生态系统的可持续发展和人类生活福祉的提升起着不可或缺的重要支撑作用。辽宁省在国土空间规划和生态保护过程中,应充分发挥自然资源优势,处理好发展与生态环境建设之间的矛盾,实现社会、经济、生态的协调发展。且在今后研究中,应更加重视海洋生态系统的价值核算与保护。

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