艾比湖流域生态系统服务价值估算分析，本文主要内容关键词为：流域论文,生态系统论文,价值论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
生态系统服务功能的概念最早是由Holdren与Ehrlich提出来的，他们论述了生态系统在土壤肥力与基因库维持中的作用，而且系统地讨论了是否能用先进的科学技术来替代自然生态系统的服务功能等问题，并提出了生物多样性的丧失将直接影响着生态系统服务功能[1]。1997年Costanza等将生态系统服务定义为：由自然生态系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所产生的物质和维持的良好生活环境对人类提供的直接福利[2]。
生态系统服务是可以进行描述、测度和估价的。一般来说，生态系统服务与生态系统功能有对应的关系。生态系统服务主要包括三个方面：(1)向经济社会系统输入有用的能量和物质，例如通过生态系统初级生产和次级生产为人类提供食物、木材、燃料、工业原料、药品等人类所必需产品；(2)接受和转化来自经济社会系统的废物；(3)直接向人类社会提供广泛的服务，例如人们普遍享用的清洁空气、水等舒性资源等[3]。生态系统的服务功能虽不表现为直接的生产与消费价值，但它们是生物资源直接价值产生与形成的基础。
目前，一致认为生态系统服务功能有四条基本原则：(1)自然生态系统服务功能是客观的存在，不依赖于评价的主体；(2)系统服务性能与生态过程密不可分地结合在一起，它们都是自然生态系统的属性；(3)自然作为进化的整体，是生产服务性功益的源泉。自然生态系统是在不断进化和发展中产生更加完善的物种、演化出更加完善的生态系统，这个系统是有价值的，能产生许许多多的功益性能；(4)自然生态系统是多种性能的转换器。在自然进化的过程中，产生了越来越丰富的内在功能[4]。
许多生态经济学家认为，生态系统服务功能研究能更好地解决自然资源在不同利用目的之间的分配，采用经济学的手段来干预人类对自然生态系统的开发和利用，可以有效地保护现有的自然生态系统[2]。国际科学联合会环境委员会于1991年发起了一次会议，主要讨论怎样开展生物多样性的定量研究，促进了生物多样性与生态系统服务功能关系的研究以及生态系统服务功能经济价值评估方法的发展，并使这一课题逐渐成为生态学研究的新热点[5]。
通过生态系统服务价值核算研究这座桥梁，我们可以直观而准确地衡量社会经济活动的生态环境效益，从而引导人类活动的走向，促使人与自然的和谐相处，并最终促使人类社会的可持续发展[6]。本文以艾比湖流域为例，计算研究区1990年、2001年、2005年的生态系统服务价值，对生态系统的现状进行健康诊断及评价，在此基础上为生态系统管理提供科学的依据。
一、研究区概况与数据来源
（一）研究区概况
艾比湖流域位于东经80°53′～85°02′，北纬43°38′～45°52′之间，地跨新疆维吾尔自治区博尔塔拉蒙古自治州以及塔城地区的乌苏市和托里县南部、奎屯市、克拉玛依市的独山子区。境内有兵团农五师、农七师20个团场，是北疆地区重要的粮食基地、棉花基地、畜牧业基地和石油化工基地，是我国向西开放的通道，亚欧大陆桥沿艾比湖西南横穿流域东西[7]。夏季降水稀少，冬季异常干燥寒冷，年平均气温6.6℃～7.8℃，多年平均降水量116.0～169.2mm。受西风环流以及蒙古高压和西伯里亚冷空气的影响，艾比湖流域表现为典型的中温带干旱大陆气候，以干旱少雨、气温变化剧烈为特征。
（二）数据来源
研究所用数据由统计资料和Landsat TM/ETM解译得到。研究区域的土地利用类型分为耕地、林地、草地、水域、城乡建设用地和未利用地六大类，见表1。
二、研究方法
（一）生态系统服务价值估算方法
谢高地等在Costanza等提出的评价模型的基础上，总结了包括气体调节、气候调节、水源涵养和土壤形成与保护在内的共9项生态系统服务功能，对国内200多位生态学学者进行问卷调查，得出了“中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表”[8]，见表2。
计算生态系统服务价值的公式为：
在估算生态系统服务价值时，将本文的土地利用类型与全球生态系统类型进行对应：耕地对应农田；林地对应森林；草地对应草地；水域对应水体；未利用地对应难利用地。参考前人工作，由于居民点的生态服务功能价值较低，且其所占研究区面积不足1%，因此在实际计算中将其忽略。本文所用不同土地利用类型的生态系统服务价值系数见表3。
（二）生态系统服务价值敏感性分析
本文引入敏感性指数(Coefficient of Sensitivity，CS)[9]，以此来检验谢高地的单位面积生态服务价值是否适合本研究。若CS＞1，表明某种土地利用类型单位面积生态服务价值改变对生态系统总服务价值影响明显；若CS＜1，表明某种土地利用类型单位面积生态服务价值改变对生态系统总服务价值影响不明显。其计算公式为：
三、结果与分析
（一）生态系统服务价值的时间变化
根据1990、2001和2005年的各种土地利用类型的面积（表1）和所提供的生态系统服务价值系数（表3），分别计算研究时段内研究区的生态系统服务价值，见表4。
根据表4的结果分析可得：(1)艾比湖流域生态服务价值中，草地的生态服务价值占到了40%以上，草地的生态服务价值先增加后又减少，1990年到2005年共减少了7.0828亿元，主要是由于人们大量开垦荒地导致草地的面积减少，使得草地的生态服务价值减少较多。(2)耕地的生态服务价值持续增加，从1990年到2005年的16年间，共增加了3.3821亿元，主要原因是人口的增加，人们大规模的水土开发以及开荒数量的增加导致耕地面积骤增。(3)林地的生态服务价值先减少后增加，1990年到2001年减少了3.8165亿元，2001年到2005年增加了1.5847亿元。总的来说，研究时段内林地的生态服务价值减少了。(4)研究时段内水域的生态服务价值也不断增加，从1990年的102.9179亿元增加到2005年的117.2323亿元，这主要是由于艾比湖湖区原有的大面积干涸湖底被水淹没，湖水面积有所增加导致。(5)未利用地的生态系统服务价值先减少后又增加，整体趋势是略微增加，研究时段内共增加了0.1125亿元，随着当地经济近十几年的快速发展，人们不断调整农业经济结构，开垦了大量的荒地，兴修水利工程，扩大了种植面积，同时营造了较大面积的防风林，使得未利用地逐步被利用。
对于研究区的生态服务总价值来说，从1990年到2005年艾比湖流域的生态服务总价值是增加的，共增加了8.4943亿元。但在研究时段内也处于不断的变化中，其中，1990年到2001年有较大幅度的增加，共增加了8.5536亿元，而到2005年，又有较小幅度的减少，减少了0.0592亿元。
（二）生态系统服务价值敏感性分析
根据敏感性指数公式（式2），对耕地、林地、草地、水域和未利用地的生态系统服务价值系数分别调整±50%，使用调整后的单位面积生态服务价值估算研究区1990、2001和2005年的生态服务价值，从而计算敏感性指数，见表5。
由表5可知，在研究时段内，各种土地利用类型的生态系统服务价值敏感性指数均小于1，其中最高值为2001年的草地，其值为0.2724；最低值为2001年的未利用地，值为0.0083。说明，对于生态系统服务价值系数，研究区的生态系统服务价值缺乏弹性，也就是说生态系统服务价值系数的改变对生态系统总服务价值影响不明显，表明研究结果是可信的。
四、结论与讨论
艾比湖流域生态系统服务价值的核算是对生态系统进行综合评价及有效管理的基础，是生态系统综合评价的基础和有机组成部分。
(1)对于研究区的生态服务总价值来说，1990年到2001年有较大幅度的增加，共增加了8.5536亿元，主要是水域生态服务价值的增加所导致。而到2005年，又有较小幅度的减少，共减少了0.0592亿元，由于人们大量开垦荒地导致草地的面积减少，使得草地的生态服务价值减少较多，最终影响到研究区生态服务总价值。
(2)通过生态系统服务价值敏感性指数分析表明，生态系统服务价值系数的改变对生态系统总服务价值影响不明显，说明采用谢高地等人的“中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表”计算得到的研究区生态服务价值结果是可信的。