天水市国土资源规划设计院
摘要：利用天水市2011—2015年土地利用和第二次全国林地落界数据为基础，计算土地利用动态变化，并在Constanza生态系统服务价值理论基础上，对中国生态系统生态服务价值当量因子表进行修正，计算出天水市不同生态系统单位面积生态服务价值。并计算天水市2011年到2015年天水市及各县区生态系统服务总价值。研究发现，2015年天水市的生态系统服务总价值达到155.6002亿元，比2011年增加3.9760亿元，年平均增长率为2.62%。
关键词：土地利用变化生态服务价值当量因子生态系统服务总价值
1.研究区概况与研究方法
1.1研究区概况
天水市地处甘肃省东南部，辖两区五县秦州区、麦积区、武山县、甘谷县、秦安县、清水县和张家川回族自治县。东与陕西省宝鸡市毗邻，南与甘肃省陇南市、西与定西市、北与平凉市接壤，是甘肃的东大门、陇东南经济文化物流中心。全市东西长197km，南北宽122km，总面积1.43万km2，地跨长江、黄河两流域，以西秦岭为分水岭，北部地区为渭河流域；南部地区为嘉陵江流域。气候属温带季风气候，年平均气温为11℃。年平均降水量491.7mm。
2．研究材料与方法
2.1研究材料
研究材料主要来源于2011—2015年土地利用现状数据和第二次全国林地落界数据。
2.2评价单元
天水市生态服务价值以秦州区和麦积区2个区及秦安县、甘谷县、武山县、清水县和张家川回族自治县5个县为基本评价单元。
2.3研究方法
本文通过以土地利用年度变化为基础，在我国陆地生态系统单位面积生态系统服务价值当量因子的基础上进行补充和修正，测算天水市各土地利用生态系统单位面积的服务功能价值，进而计算出2011年到2015年天水市和各县区生态服务系统总价值及变化趋势。
2.3.1生态服务价值当量因子的确定
1997年美国的生态学家Constanza通过研究，估算出全球生物圈生态系统服务价值。谢高地，陈仲新在Constanza的基础上，总结了气体调节、气候调节、水分调节、土壤形成、废物处理、生物多样性维持、食物生产、原材料生产和娱乐文化等在内的9项生态系统服务功能，并对我国200为生态学者进行问卷调查，得到了“中国生态系统生态服务价值当量因子表”。
本文结合天水市的地形地貌等，增加园地生态系统，园地生态系统的服务功能价值应取林地生态系统与草地生态系统的服务价值的平均值。森林对应有林地和国家特别规定的灌木林。结合天水市实际情况，对生态服务价值当量因子进行了补充和修正。
2.3.2单位面积生态服务价值确定
本文采用该当量因子表，但针对研究区的具体情况对单位面积农田每年自然粮食产量（选取小麦、玉米和洋芋）的经济价值作了如下修改：2011—2015年平均粮食产量3277.39kg/hm2，粮食单价按2.02元/kg计算，根据在没有人力投入的自然生态系统提供的经济价值是现有单位面积农田提供的食物生产服务经济价值的1/7，得出天水市单位面积农田每年自然粮食产量的经济价值为945.76元/hm2a。
规划区单位面积农田生态系统提供食物生产服务功能的经济价值(Ea)（又称生态价值系数）计算公式如下：
Ea=
式中，Ea为单位面积农田提供食物生产功能的经济价值(元/hm2.a)；i为作物种类；p为i种作物全国平均价格(元/t)；q为i种粮食作物单产(t/hm2)；m为i种粮食作物面积(hm2)；M为n种粮食作物总面积(hm2)；1/7指无人力投入情况下自然生态系统价值是现有单位面积农田提供的食物生产功能经济价值的1/7。
单位面积生态服务价值计算，根据生态系统服务价值当量因子和单位面积农田生态系统食物生产的经济价值，计算区域其他生态系统各服务功能的单位面积服务价值，计算公式如下：
Eij=eijEa(i=1…..n，j=1….m)
式中Eij为j种生态系统i种生态服务功能的单元（元/ hm2a）；eij为j种生态系统i种服务功能相对于农田生态系统食物生产服务单价的当量因子。
2.3.3区域生态系统服务总价值计算
区域生态系统服务总价值计算，根据各生态系统单位面积服务价值E和各类生态系统的面积，计算区域生态系统服务总价值，计算公式如下：
ESV=(i=1n，j=1…..m)
式中，ESV为区域生态系统服务总价值；Aj为第j类生态系统面积；i为生态系统服务功能的类型；j为生态系统类型。
3.结果与分析
3.1土地利用变化分析
通过天水2011年到2015年土地利用变更调查结果年末数据和第二次全国林地落界数据分析，由表2可以看出，全市森林和农田的面积在七大系统中占据重要的比例。随着时间推移，园地和农田减少的面积最多，且减少的趋势显著；其次为其他土地和湿地比2011年分别减少257.93hm2、136.71hm2；面积减少最小的是水域和草地，比2011年分别减少86.06hm2、29.31hm2，且草地系统的变化率是最小的，为0.07%。仅有森林面积从2011年到2015年是逐年增加，面积共增加了20616.14hm2。天水市减少的用地主要是向林地转换，这与近些年天水市实施的退耕还林和农业结构调整有很大关系。
3.2单位面积土地利用生态系统服务价值分析
由表3可知，在各生态系统服务功能价值中，湿地和水域的生态系统服务总价值比例最高，其所占比例为39.32%和28.82%；其次为森林和园地，其所占比例为13.70%和9.02%；再次为草地和农田，其所占比例为4.54%和4.33%；最低是其他土地，仅占0.26%。因此，从各单位服务功能价值的贡献率来看，对湿地和水域的保护是刻不容缓，这两者对整个生态服务功能价值的影响占近70%；其次为森林服务功能价值，随着国家实施退耕还林还草的政策以及生态林工程的建设，将推动森林生态系统服务总价值的提高。
3.3生态系统服务总价值分析
由表3得出，2011年天水市生态系统服务总价值为151.6242亿元，2015年天水市生态系统服务总价值为155.6002亿元，规划期间生态服务总价值共增加4.85亿元。
从表4以看出，天水市土地生态系统服务价值最高的是森林生态系统，其次是农田、草地和园地。“十二五”期间，天水市土地生态系统服务价值总体呈增长趋势。但受经济社会发展，产业结构调整的影响，草地、园地、农田、湿地和水域的生态服务价值总量均略微减少。森林生态服务价值总量有较显著提升。
3.4各县区生态系统服务价值分析
从土地生态服务总价值来看，各县区均增加。其中到2015年麦积区的生态系统服务价值总量最高，达54.6941亿元；其次为秦州区、清水县和秦安县，生态系统服务价值分别为26.8794亿元、19.1318亿元和16.8841亿元；张家川县、甘谷县和武山县生态系统服务价值相对较低，为11.0064亿元、12.8870亿元和13.8187亿元。
从土地生态系统服务价值总量的变化量来看，甘谷县、秦安县和武山县的生态系统服务价值总量增长最多，增长也最快，分别为8.62%、6.16%和7.16%。其次为秦州区、张家川县及麦积区。清水县的土地生态系统服务价值总量增加最少，为0.1342亿元。
从各土地利用生态系统的面积变化来看，森林的面积增长量最多，尤其是甘谷县、秦安县和武山县。草地面积变化微乎其微，基本没有变化。湿地和水域面积都有不同程度的减少，特别是清水县和麦积区，湿地面积减少了42.23hm2和26.00hm2；麦积区和秦州区的水域面积减少最多，分别缩小了29.12hm2和25.35hm2。2011—2015年期间园地共减少了951.90hm2，其中麦积区减少最多，达646.04hm2；其次为秦安县和秦州区，分别减少了170.89 hm2和94.71hm2；究其原因，主要是为城市、建制镇、村庄和铁路、公路发展建设用地。2011—2015年期间耕地共减少了810.77hm2，其中秦州区和秦安县的耕地面积有所增加，增加了94.33hm2和53.50hm2；其它县区耕地面积呈现不同程度的减少，麦积区减少最多，达570.37hm2；其次是清水县和甘谷县，武山县和张家川县耕地面积减少最小。
4.结论与讨论
1、天水市从2011年到2015年，其土地利用变化较大。耕地、园地、湿地和水域逐步减少，森林面积大幅增加。这主要是天水市实施退耕槐林的原因，减少的耕地一部分将不利于耕作的土地还为林地，还有一部分是因为城市化进程的原因，耕地和园地转化为建设用地，这反映了土地利用变化格局的总趋势。
2、土地利用变化的同时天水市的生态服务系统价值也发生了变化。2011年到2015年，生态服务系统价值持续增加，增加了3.9760亿元，平均每年以2.62%的速率增加。其中，林地生态服务价值增幅最大，平均每年以4.35%的速率增加。湿地、园地和水域的生态服务价值较少最快，分别以平均每年2.02%、1.42%和1.16%的速率减少。这一方面反映生态服务价值的变化趋势与土地利用的变化保持一致，另一方面要着力加强湿地和水域的保护，提高两者生态服务价值，并且也要合理利用园地。
3、从天水市2011年到2015年各县区的土地利用和生态服务系统价值的变化，甘谷、秦安和武山县的生态服务系统价值增加量最多，分别增加了1.02亿元、0.98亿元和0.92亿元。这反映原本生态环境脆弱的地区，更加重视生态环境的改善，同时在积极提升黄土丘陵地区的生态坏境的同时，也为天水市生态服务系统价值的提高起着积极作用。
参考文献：
[1]谢高地，鲁春霞.青藏高原高寒草地生态系统服务价值评估[J].2003，21（1）:50—55.
[2]陈仲新，张新时.中国生态系统效益的价值[J].科学通报，2000，45（1）:17—22.
论文作者:李娜
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/7
标签：天水市论文; 生态系统论文; 价值论文; 亿元论文; 面积论文; 生态论文; 总价值论文; 《防护工程》2018年第17期论文;