关中天水经济区生态系统服务价值转移研究

第１期
李红艳 等：关中天水经济区生态系统服务价值转移研究
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陆地表层植被 是 土 地 生 态 系 统 （本 文 主 要 研 究 林 地 、草 地 、耕 地 ）的 主 体 ，具 有 调 节 气 候 、涵 养 水 源 、 净化水质、保持水土 等 生 态 调 节 功 能 和 生 态 服 务 价 值．自然资源及生态 系 统 服 务 对 于 人 类 生 存 的 价 值 巨大，对人类生存和 现 代 文 明 的 发 展 起 着 积 极 的 作 用，忽视这种服务功 能 及 其 价 值 将 带 来 巨 大 的 经 济 损失［１２］，因此定量计算生态服务价值可为政 府 部 门 制定环保措施提供 强 有 力 的 科 学 依 据，同 时 也 警 告 人们提高环境保护的意识［３］．文献［４］首次进行 了 全 球生态系统服务与 自 然 资 本 的 价 值 估 算，随 后 各 国 开始对生态服务价值和自然资源的价值进行大量的 探 索 性 研 究 和 尝 试 性 评 估 ．目 前 ，国 内 外 学 者 对 生 态 系统服务有着 各 自 的 见 解，国 外 Ｄａｉｌｙ 和 Ｃａｒｉｎｓ等 人对生态系统服务 的 概 念 进 行 了 探 讨，认 为 生 态 系 统 服 务 是 一 个 过 程 或 是 一 种 功 能 ；国 内 的 欧 阳 志 云 、 王如松等认为生态系统服务功能是指自然环境条件 以及对人类生存的效用 ［５８］；石 、王 如 松 等 人 对 中 国陆地 生 态 系 统 服 务 功 能 的 时 空 变 化 进 行 了 探 讨［９］；麦麦提吐尔逊·艾则孜、王千等人对土地 利 用 与生态服务价 值 之 间 的 关 系 进 行 了 研 究 ；乔 ［１０１１］ 旭 宁等人对渭干河流域的生态服务价值进行了空间转 移分析［１２］．本文以关 中天 水 经 济 区 为 研 究 对 象，采 用 Ｌａｎｄｓａｔ 的 ３０ ｍ 较 高 分 辨 率 遥 感 数 据，选 用 ２０００—２０１０年 三 期 影 像，利 用 ＥＲＤＡＳ 与 ＡｒｃＧＩＳ 得到关中天水经济区的土地利 用面积，对其生态服 务价值进行计算，在 此 基 础 上 对 生 态 服 务 价 值 在 不 同土地利用类型和不同区域之间的流动进行分析， 为 关 中天 水 经 济 区 的 发 展 和 管 理 提 供 科 学 依 据 ．
以 净 第 一 性 生 产 力 （ＮｅｔＰｒｉｍａｒｙＰｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ， ＮＰＰ）、固碳释氧、涵 养 水 源 和 水 土 保 持 作 为 主 要 的 生态服务功能进行 研 究，主 要 采 用 传 统 的 生 态 服 务 价值的计算方 法 对 其 生 态 服 务 价 值 进 行 估 算．ＮＰＰ 价值的估算主要采 用 Ｐｏｔｔｅｒ［１３］和 Ｆｉｅｌｄ［１４］提 出 并 建 立的 ＣＡＳＡ（ＣａｒｎｅｇｉｅＡｍｅｓＳｔａｎｆｏｒｄＡｐｐｒｏａｃｈ）模 型 ，该 模 型 主 要 是 一 种 光 能 利 用 模 型 ．固 碳 释 氧 的 测 算是根据光合 作 用 模 型 并 结 合 关 中天 水 经 济 区 的 净第 一 性 生 产 力 （每 生 产 １．００ｋｇ 干 物 质 能 固 定 １．６３ｋｇＣＯ２，释放１．２ｋｇ的 Ｏ２［１５］），测算生态系统 固定 ＣＯ２的物质量及固定 Ｏ２的物质量；使 用 造 林 成 本法可以估算出该 区 生 态 系 统 固 定 ＣＯ２的 价 值，本 研究在估 算 固 碳 释 氧 的 价 值 时 采 用 中 国 造 林 成 本 ３５２．９３元／ｔ和 工 业 制 氧 成 本 ０．４ 元／ｋｇ［３，１６］．涵 养 水 源的测算主要采用降水存 储量 法，根据关中天水经 济区地形地 貌 特 征，拟 采 用 赵 焕 胤 的 ［１７］ 实 验 数 据， 计算林地、草 地 和 裸 地 平 均 径 流 系 数［１８］，再 采 用 影 子工程法 计 ［１９２４］ 算 其 生 态 服 务 价 值 量．主 要 从 减 少 土地废弃价值、减少 土 壤 肥 力 损 失 价 值 和 减 少 泥 沙 淤 积 损 失 价 值 ３ ［２５２６］ 个 指 标 来 计 算 水 土 保 持 的 价值． ２．３ 生 态 服 务 价 值 流 动 评 估
关中天水经济区生态系统服务价值转移研究
李 红 艳 ，李 晶
（陕西师范大学 旅游与环境学院，西北国土资源研究中心，陕西 西安 ７１００６２）
摘 要：基于遥感和地理信息系统相 关 方 法，对 关 中天 水 经 济 区 近 １０ 年 来 生 态 服 务 价 值 在 时 间 和空间上的价值 转移 进行研究．结果显 示：（１）２０００ 年、２００５ 年 和 ２０１０ 年的 生态 服务价值 分别为 １７８．５３、２６３．１３和２７０．６５亿 元；（２）２０００—２０１０ 年 宝 鸡 市 和 商 洛 市 的 生 态 服 务 价 值 处 于 领 先 位 置；从空间转移上来看，宝鸡市向西安市转移的价值最大；（３）从土地利用类型 方面 来看，耕地的生 态 价 值 最 大 ，建 设 用 地 的 生 态 价 值 最 小 ，生 态 服 务 价 值 的 转 移 主 要 发 生 在 耕 地 、林 地 和 草 地 之 间 ，其 次是耕地和建设用地之间；（４）从整 个 区 域 来 看，关 中天 水 经 济 区 南 部 的 生 态 服 务 价 值 高 于 北 部， 分 布 格 局 存 在 区 域 差 异 ，北 部 需 要 继 续 加 强 对 生 态 环 境 的 保 护 ． 关 键 词 ：关 中天 水 经 济 区 ；生 态 服 务 价 值 ；转 移 矩 阵 ；空 间 转 移 中 图 分 类 号 ：Ｐ９６４；Ｆ０６２．１ 文 献 标 志 码 ：Ａ
１ 研究区概况
关中天水经济区包括陕西省 西安、铜川、宝 鸡、 咸阳、渭南、杨凌示 范 区、商 洛 的 ４ 区 县 和 甘 肃 省 天 水所 辖 行 政 区 域 ，共 ６５ 个 县 ；东 西 长 ５７３．４４ｋｍ， 南北宽 ２７６．９２６ｋｍ，总 面 积 ８．０１×１０４ｋｍ２，介 于 ３３°２１′３７″～３５°５１′１５″Ｎ，１０４°３４′４８″～１１０°４８′３９″Ｅ 之间；气 候 温 寒，夏 无 酷 暑，春 季 升 温 快，秋 季 连 阴 雨．关 中 天 水 经 济 区 自 然 条 件 好 ，人 文 积 淀 深 厚 ，经 济 发 展 迅 速 ，科 技 实 力 强 大 ，对 于 推 动 甘 陕 两 省 乃 至 整 个 西 北 地 区 的 长 远 发 展 都 具 有 重 大 的 战 略 意 义 ．从 古 至 今 ， 随着耕作方式的改进，关中天 水经济 区的生态服务 价 值 发 生 着 重 大 的 变 化 ，因 此 ，开 展 生 态 系 统 服 务 价 值 的 测 评 与 研 究 ，能 够 从 根 本 上 认 识 了 解 、科 学 评 价
收 稿 日 期 ：２０１３０６０３ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（４１００１３８８，４１０７１０５７）；中央高校基 本 科 研 业 务 费 专 项 资 金 项 目（ＧＫ２６１００１００８）；
陕 西 省 自 然 科 学 基 础 研 究 计 划 项 目 （２０１２ＪＭ５０１１）． 第一作者：李红艳，女，硕士研究生，主要研究方向为国土资源评价与 ＧＩＳ．Ｅｍａｉｌ：８３５２３９８８５＠ｑｑ．ｃｏｍ． 通 信 作 者 ：李 晶 ，女 ，副 教 授 ．Ｅｍａｉｌ：ｌｉｊｉｎｇ＠ｓｎｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．
和可持续利用其生态系统服务功能．
２ 数据与方法
２．１ 数 据 来 源 所采 用的数 据 包 括 地 理 要 素 、遥 感 影 像 、气 象 数
据和植被覆盖数据．地理要素包 括各 市行政界线、各 行政区、河流城市等点状或面 状地 理要素；遥感影像 包括 ２０００ 年、２００５ 年 和 ２０１０ 年 的 三 期 遥 感 数 据 （Ｌａｎｄｓａｔ３０ ｍ）；气 象 数 据 包 括 关 中天 水 经 济 区 以 及 周边城市各气象站点的太阳总 辐射、月降水量、月平 均温 度、月 日 照 时 数 等．以 ＥＲＤＡＳ 和 ＡｒｃＧＩＳ 为 平 台，对关中天水经济区的生态服务价值进行评估． ２．２ 生 态 服 务 价 值 的 计 算
第 ４２ 卷 第 １ 期
陕 西 师 范 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｖｏｌ．４２ Ｎｏ．１
２０１４年１月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈａａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｊａｎ．，２０１４
文 章 编 号 ：１６７２４２９１（２０１４）０１００８６０６
ＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｘｉ′ａｎ７１００６２，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ） 犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｂａｓｅｄｏｎｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇａｎｄ ＧＩＳ，ｔｈｅｓｐａｔｉａｌｔｅｍｐｏｒａｌｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅ ｖａｌｕｅｉｎｔｈｅｐａｓｔｔｅｎｙｅａｒｓｉｎ ＧｕａｎｚｈｏｎｇＴｉａｎｓｈｕｉｅｃｏｎｏｍｉｃｚｏｎｅｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ ｔｈａｔ：（１）ＴｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅｉｎＧｕａｎｚｈｏｎｇＴｉａｎｓｈｕｉｅｃｏｎｏｍｉｃｚｏｎｅｗｅｒｅ１７．８５３ｂｉｌｌｉｏｎ ｙｕａｎ，２６．３１３ｂｉｌｌｉｏｎｙｕａｎａｎｄ２７．０６５ｂｉｌｌｉｏｎｙｕａｎｉｎ２０００，２００５ａｎｄ２０１０，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．（２）Ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅｏｆＢａｏｊｉａｎｄＳｈａｎｇｌｕｏｃｉｔｙｗｅｒｅｉｎｔｈｅｌｅａｄｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎｆｒｏｍ２０００ｔｏ２０１０． Ｆｒｏｍｔｈｅａｓｐｅｃｔｏｆｓｐａｔｉａｌｔｒａｎｓｆｅｒ，ｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｖａｌｕｅｗａｓｂｉｇｇｅｓｔｆｒｏｍ ＢａｏｊｉｔｏＸｉ′ａｎｃｉｔｙ．（３）Ｉｎ ｔｅｒｍｓｏｆｌａｎｄｕｓｅｔｙｐｅ，ｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅｏｆｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｌａｎｄｗａｓｔｈｅｍｏｓｔ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｅｃｏ ｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌａｎｄ ｗａｓｔｈｅｌｅａｓｔ．Ｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅ ｍａｉｎｌｙｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｌａｎｄ，ｗｏｏｄｌａｎｄａｎｄｇｒａｓｓｌａｎｄ，ａｎｄｓｅｃｏｎｄｌｙｂｅｔｗｅｅｎｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｌａｎｄ ａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌａｎｄ．（４）Ｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｒｅｇｉｏｎ ｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎ ｔｈａｔｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎｒｅｇｉｏｎｏｆＧｕａｎｚｈｏｎｇＴｉａｎｓｈｕｉｅｃｏｎｏｍｉｃｚｏｎｅ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｒｅｇｉｏｎａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｆｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎ，ａｎｄｉｔｎｅｅｄｓｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎ ｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎｒｅｇｉｏｎ． 犓犲狔狑狅狉犱狊：ＧｕａｎｚｈｏｎｇＴｉａｎｓｈｕｉｅｃｏｎｏｍｉｃｚｏｎｅ；ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｓｖａｌｕｅ；ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｍａｔｒｉｘ；ｓｐａ ｔｉａｌｔｒａｎｓｆｅｒ