全 文 :第 35 卷第 18 期
2015年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.35,No.18
Sep.,2015
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金青年科学基金项目(41101531)
收稿日期:2014鄄01鄄02; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄11鄄19
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: zhangjianjun_bj@ 126.com
DOI: 10.5846 / stxb201401020014
陈阳, 张建军, 杜国明, 付梅臣, 刘凌露.三江平原北部生态系统服务价值的时空演变.生态学报,2015,35(18):6157鄄6164.
Chen Y, Zhang J J, Du G M, Fu M C, Liu L L.Temporal and spatial changes in ecosystem service values in the northern sanjiang plain.Acta Ecologica
Sinica,2015,35(18):6157鄄6164.
三江平原北部生态系统服务价值的时空演变
陈摇 阳1, 张建军1,*, 杜国明2, 付梅臣1, 刘凌露1
1 中国地质大学(北京)土地科学技术学院, 北京摇 100083
2 东北农业大学资源与环境学院, 哈尔滨摇 150030
摘要:以三江平原北部地区 2市 5县为研究区,采用生态系统服务价值评估方法对 1954—2009 年间三江平原北部地区生态系
统服务价值进行估算,以期全面分析土地生态系统服务价值随时空变化的特点。 结果表明:(1)1954—2009年间三江平原北部
地区的不同土地利用类型面积变化显著,农田变化速度最快,其次为湿地,人口数量的增加及保证粮食增产是土地利用变化的
主要驱动力。 (2)1954—2009年三江平原北部地区生态系统服务价值总量逐渐减少,共减少 779.51亿元。 长期的土地垦殖是
三江平原北部地区生态系统服务价值减少的主要驱动因素。 (3)就各土地利用类型生态系统服务价值而言,55 年间除农田生
态系统和水域生态系统生态服务价值是增加外,其余各生态系统服务价值均在减少。 湿地生态系统服务价值减少值最大,其次
为林地生态系统服务价值。 各项生态系统服务功能除与农田相关的食物生产在增加,其余也均呈减少趋势。 (4)不同地区单
位面积生态系统服务价值损失量也不相同,湿地、林地面积比重下降幅度大、且农田面积比重上升幅度大的区域,其单位面积生
态系统服务价值损失量也较大。
关键词:生态系统服务价值; 土地利用变化; 时空差异
Temporal and spatial changes in ecosystem service values in the northern
sanjiang plain
CHEN Yang1, ZHANG Jianjun1,*, DU Guoming2, FU Meichen1, LIU Linglu1
1 School of Land Science and Technology, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China
2 School of Resources and Environment, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China
Abstract: The northern Sanjiang Plain is an important commodity grain production base, also distributed by the national
nature reserves of Qixinghe wetlands, Sanjiang wetlands and Honghe wetlands, which have been included in the list of
important international wetlands. In the regional economy and ecology, the stability and health of local ecosystems are
closely related to food security and developmental sustainability. Thus, it is desirable to know the capacity of ecosystem
services in this area. This paper used the two cities and five counties in the northern Sanjiang Plain for a case study,
including Youyi County, Raohe County, Baoqing County, Fuyuan County, Fujin City, Tongjiang City, and Suibin County.
Based on RS, GIS, and land use data, the ecosystem service values during 1954—2009 were calculated to reflect the
temporal and spatial variations according to multiple assessment models. The results showed that (1) the area of different
land use types was drastically changed: farmland increased fastest at 1.08% per year and wetlands followed at a speed of 0.
85% per year. The forest land, grassland, built鄄up land, and waters changed a little, within 10%, and undeveloped land
was almost unchanged. The increasing demands of population and grain production were the main driving forces. (2) The
total ecosystem service value of the northern Sanjiang Plain declined from ¥ 1.19伊1011 in 1954 to ¥ 7.80伊1010 in 2009.
http: / / www.ecologica.cn
Long鄄term land development and cultivation were the main reasons for the variation of ecosystem service values, which
caused the loss of wetlands, forest and grasslands, and farmland expansion. (3) During the past 55 years, only the values
of farmlands and waters were increasing. By contrast, the other land types had a decrease in ecosystem service values. The
value of wetland ecosystem services was reduced the most, reaching ¥ 8.56伊1010, followed by woodlands at ¥ 4.19伊109 .
The greatest increment in ecosystem service value occurred in farmland, reaching ¥ 1.96伊109 . In conclusion, of all the
ecosystem service functions, only the ecosystem service values of food production exhibited a rising trend with an increase of
¥ 1.23伊109, whereas the others were decreasing, characterized by a decrease of ¥ 2.02伊1010 in water conservation, a
decrease of ¥ 2.19伊1010 in waste treatment, and a decrease in ¥ 2.25伊1010 of climate regulation. All in all, the ecosystem
services of the northern Sanjiang Plain deteriorated seriously in 55 years and the resilience of ecosystem services should be
enhanced. (4) The total ecosystem service value and per unit area ecosystem service value of all regions were both declining
from 1954 to 2009. The loss of ecosystem service value per unit area in different parts was not the same. The areas with a
vast decrease of wetlands and forest as well as a fast increase in farmland had a significant loss. The ecosystem service value
per unit area in Tongjiang City lost most by ¥ 2.53伊104 per hectare from 1954 to 2009, followed by Tongjiang City, Fujin
City, Youyi County, Fuyuan County, Suibin County, Raohe County, and Baoqing County.
Key Words: Ecosystem Service Value; land use change; Temporal and spatial variation
生态系统服务是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用[1],是
人类生存和发展的前提条件与基础。 对生态系统服务价值的定量评估己成为国际可持续发展研究的焦点,是
当前生态学、资源经济学、环境经济学以及生态经济学的交叉前沿领域[2]。 我国对生态系统服务的研究起步
较晚,从一开始就直接进入到了对其评估阶段,主要是对区域范围内、单一的生态系统或者某种生态系统服务
的价值进行评估理论与方法的研究利用,大部分研究均集中在国家尺度[3鄄4]、森林[5鄄6]、草地[7鄄9]、河流[10鄄11]等
用地类型尺度上,对因农业开发导致的生态系统服务价值动态变化的研究相对较少[12鄄13]。 随着 GIS、RS 等技
术的发展及其在生态系统服务价值分析中的广泛应用,生态系统服务价值动态变化的研究已成为当前研究趋
势之一[14]。
近 55 年间由于人口的快速增长及国家对于保证粮食安全的需要,三江平原经历了 4 次大规模的开荒
潮[15],大量的林地、草地、及草甸湿地、沼泽化草地湿地等湿地被开垦为耕地,三江平原的土地利用 /覆被及土
地利用结构发生了剧烈的变化,加之土地整治工程、农田水利工程等系列工程的扰动,引起了三江平原区域内
生态系统结构的变化、水环境变化以及动植物资源的变化等,致使三江平原生态系统遭到破坏,生态系统服务
功能较大程度的衰退,生态环境受到严重的影响。 三江平原北部地区是我国重要的粮食生产基地,同时其辖
内宝清七星河湿地、三江湿地、洪河湿地均为国家级自然保护区,且均已被列入国际重要湿地名录,其生态系
统的稳定安全与否关系到我国粮食安全能否得到保证、区域环境能否健康发展,因此对三江平原北部地区生
态系统服务价值进行评估具有重要的现实意义。 本文选取三江平原北部地区为研究对象,对该区域 1954—
2009年的生态系统服务价值进行评估,揭示 55年间三江平原北部地区生态系统服务价值的时空变化特征及
区域农业开发利用过程对生态系统服务价值的影响,以期为三江平原生态环境与社会经济的可持续发展提供
理论支持。
1摇 研究区域概况
三江平原北部地区(45毅47忆50义—48毅27忆59义N,131毅7忆41义—134毅45忆26义E)位于黑龙江省的东北部,是由黑龙
江、松花江、乌苏里江冲积形成的低平原,气候属于温带湿润半湿润大陆性季风气候,1 月平均气温低于
-18 益,7 月平均气温 21—22 益,年降水量 500—650 mm,降水季节分配不均,主要集中于夏秋两季。 土壤成
土母质多为粘土或亚粘土,平原区河道稀疏,河网密度小,除三大江外,多为中小型河流。 本文研究区域为友
8516 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
图 1摇 三江平原北部地区地理位置示意图
Fig.1摇 Location of the Northern Sanjiang Plain
谊县、饶河县、宝清县、抚远市、富锦市、同江市和绥滨县
7市县,研究区土地资源丰富,是我国主要商品粮基地
之一(图 1)。
2摇 数据来源与研究方法
2.1摇 数据来源及处理
本文以 1954 年地形图(1颐 10 万)、1976 年的 MSS
影像、1996年和 2009年 Landsat TM 遥感图像为主要数
据源,利用 Erdas 软件将 2009 年 Landsat TM 影像与
1 颐10万地形图进行几何校正与直方图配准等进行数据
预处理,然后以 ArcGIS为操作平台,根据研究区土地利
用 /覆被实际情况和影像特征等建立解译标志,采用人
工交互式判读解译获得 2009年土地利用 /覆被数据,以
2009年 Landsat TM影像为基础,分别对 1976 年的 MSS
影像、1996年 Landsat TM 影像进行纠正,获得 1976 年
和 1996年土地利用 /覆被数据,并通过采取野外调查样
点的方式对精度进行验证。 1954 年土地利用 /覆被数
据则是直接通过对 1颐10万地形的图例判读获得的。
根据研究区域自然条件及实际土地利用状况,结合
相关研究,参考《土地利用现状调查技术规程》及《全国
遥感监测土地利用覆盖分类体系》,将三江平原北部地区的土地利用生态系统分为农田、林地、草地、水域、未
利用地、湿地 6类。 其中水域包括河流、湖泊、水库、坑塘以及农田水利用地(灌排沟渠);湿地包括滩地和沼
泽地等天然湿地,不包括水库、稻田等人工湿地。
2.2摇 土地生态系统服务价值核算方法
自 1997年 Costanza提出生态系统服务价值的定量评估方法和原理,对全球生态系统服务价值评估研究
便进入了一个繁荣期[16]。 但是由于 Costanza等提出的生态服务价值化评估方法在中国直接运用存在一些缺
陷:低估或者忽略了某些生态系统服务价值,因此本文采用谢高地等人在 Costanza 研究的基础上,在 2002 年
对中国 200位具有生态学背景的专业人员进行问卷调查方式和修正得出的我国陆地生态系统单位面积生态
服务价值表,运用 Costanza 等人的估算方法进行生态系统服务价值的估算[17],计算公式如下:
ESV =移Ak 伊 VCk (1)
式中,ESV为生态系统服务价值(元),Ak指研究区第 k 种土地利用类型的分布面积(km2),VCk为单位面积生
态系统服务价值(元 km-2 a-1) [16]。 其中:水域和未利用地分别对应水体、荒漠的生态系统单位面积生态系统
服务价值,并假设建设用地生态系统的单位面积生态系统服务价值为 0。
但谢高地提供的是中国平均状态的生态系统服务价值的单价,而生态系统的生态服务功能大小因其地理
位置、自然环境和生物多样性等不同而有所差异,一般来说,生物量越大,生态服务功能越强[18],考虑到研究
区的实际情况,以生物量对该系数进行修正,生物量是单位面积植物积累物质的数量[19],因此本文以净初级
生产潜力代替生物量进行修正。 目前用于估算植被净初级生产潜力的模型有很多,常用的主要有 Miami 模
型、Thornthwaite Memorial模型以及朱志辉模型和周广胜模型等[20鄄21],但是常用的 Miami模型仅考虑了单因子
对自然植被净初级生产潜力的影响,相比而言 Thornthwaite Memorial模型因子采用实际蒸散量,包含的环境因
子较全面,估算结果与实际偏差较小[22],同时考虑到资料数据的可获取性,本文运用 Thornthwaite Memorial模
型对净初级生产潜力进行预测[23],公式如下:
9516摇 18期 摇 摇 摇 陈阳摇 等:三江平原北部生态系统服务价值的时空演变 摇
http: / / www.ecologica.cn
NPP = 3000 1 - e -0.0009695 V-( )[ ]20 (2)
V = 1.05R
1 + 1 + 1.05( )R / L 2
(3)
L = 3000 + 25t + 0.05t3 (4)
式中,NPP 为自然植被净初级生产潜力(t hm-2 a-1);V为年实际蒸散量(mm);L为该地年平均蒸散量(mm);t
为年平均气温(益);R为年降水量(mm)。 根据上述公式,修正得到三江平原北部地区单位面积生态系统服
务价值表(表 1)。
根据公式(1)及三江平原北部地区各县市土地利用信息,评算出 55 年来三江平原北部地区各年生态系
统服务价值(表 2)。
表 1摇 三江平原北部地区单位面积生态系统服务价值表 / (元 / hm2)
Table 1摇 Ecosystem services value per unit area of Northern Sanjiang Plain ecosystem
市县 City 林地Forest
草地
Grassland
农田
Farmland
湿地
Wetland
水域
Water
未利用地
Unused land
友谊县 14073.95 4663.53 4450.83 40392.55 29609.89 270.36
饶河县 15359.99 5089.68 4857.54 44083.51 32315.57 295.06
宝清县 14839.13 4917.08 4692.81 42588.62 31219.73 285.05
富锦市 15001.23 4970.79 4744.08 43053.86 31560.78 288.17
同江市 14571.84 4828.51 4608.29 41821.50 30657.39 279.92
抚远县 16109.06 5337.89 5094.43 46233.36 33891.52 309.45
绥滨县 15075.47 4995.39 4767.56 43266.94 31716.98 289.60
表 2摇 三江平原北部地区生态系统服务价值表
Table 2摇 Ecosystem services value of Northern Sanjiang Plain
价值类型
Value types
年份
Year 富锦市 友谊县 饶河县 同江市 宝清县 抚远县 绥滨县
总价值 / (108元) 1954 278.74 53.81 153.97 208.17 215.32 208.05 76.70
Total value 1976 210.99 24.78 118.00 170.83 185.44 168.50 38.58
1996 150.14 14.59 95.91 98.17 111.03 120.02 32.68
2009 70.89 10.41 78.54 53.19 103.87 68.27 30.08
单位面积服务 1954 32978.88 29511.12 24057.46 34160.11 21632.66 34552.14 22952.53
价值 / (元 / hm2) 1976 25146.89 13851.66 18513.13 28187.11 18729.45 28043.23 11765.03
Ecosystem services 1996 18000.06 8228.24 15084.22 16219.11 11322.08 19974.82 9969.28
value per unit area 2009 8524.23 5888.37 12398.97 8833.63 10591.22 11413.21 9199.83
3摇 结果与分析
3.1摇 土地利用变化分析
三江平原北部地区的土地利用结构在 1954—2009 年间发生了较大的变化(图 2)。 图 2 表明,1954—
2009年间三江平原北部地区的不同土地利用类型面积变化显著。 55年间,农田比重持续加大,湿地比重不断
减少,研究期间区域内主要景观类型由湿地转变为农田,至 2009年农田增幅达 59.49%,湿地减幅 47.01%,其
他地类的变化幅度相对较小均在 10%内,未利用地面积变化不大。
这一现象产生的主要原因是 1949年以后,大量的农民、城市知识青年及部队转业兵涌入三江平原,人口
大量增加,为了解决人们的吃、住问题以及国家相关政策的支持和鼓励,三江平原北部地区进入了土地垦荒的
时代,虽然 1996—2009年间国家出于对自然保护的意识加强了开垦湿地的审批手续,但是粮价的上涨和监管
力度的不够使作为经济人的农民追求利益最大化[24],不断开垦湿地、林地和草地,导致研究期内农田、建设用
0616 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
图 2摇 1954—2009年三江平原北部地区土地利用结构
摇 Fig.2 摇 Land Use Structure Comparison Chart in the Northern
Sanjiang Plain form 1949 to 2009
地面积的迅速扩张,湿地、林地和草地面积的缩减,尤以
湿地缩减规模最大,人类大规模的垦荒活动是导致三江
平原北部地区土地利用格局发生改变的直接原因,由此
人口数量的增加及保证粮食增产是土地利用变化的主
要驱动力。 草地面积在 1954—1976年间出现与整体趋
势相反的增加,主要是由于 20世纪 60年代初的自然灾
害,农田大面积的撂荒继而成为草地,虽然此后出现新
的土地开发潮,但是撂荒的草地并未完全转化为农田,
草地面积在此阶段出现增加[13]。 80 年代中期以后,大
规模开发所导致的生态问题逐渐引起人们的关注,植树
造林等系列措施逐渐实施,森林覆盖率有效提高[25],林
地面积因此在 1976—1996 年间增加了 13.15 万 hm2。
水域面积则因水库及排灌沟渠的修建而增加。
3.2摇 生态系统服务价值时间变化分析
1954—2009年间,三江平原北部地区生态系统服务价值的变化大致情形为(表 3):总生态系统服务价值
在 55年间不断减少,由 1954 年的 1194.76 亿元降到 2009 年 415.25 亿元,减少值为 779.51 亿元,年均减少
14.17亿元。 由表 3可看出,研究区生态系统服务价值的构成主体不断发生变化,随着农田的进一步开垦,由
湿地和林地生态系统服务价值转变为农田和林地生态系统服务价值。
从各生态系统服务价值变化来看(表 3),湿地、林地、草地生态系统服务价值呈减少趋势,其中湿地生态
系统服务价值减幅最为显著,由 1954年的 946.93亿元锐减至 2009年 90.88亿元,减少了 856.04亿元,贡献率
由最初的 79.26%下降至 21.89%,主要是由于湿地大面积的农田化,湿地生态系统服务价值的损失量是总生
态系统服务价值损失量的 1.09倍,因此土地垦殖所导致的湿地面积减少是导致区域内生态系统服务价值减
少的主要原因;与 3种生态系统服务价值变化趋势相反的是农田生态系统服务价值的大幅度增加,造成此种
现象的主要原因是农业开发使其他地类大规模的向农田转化,农田面积迅速增加,农田生态系统服务价值随
之增加,增加值为 119.60 亿元,年均增加量为 2. 17 亿元,贡献率至 2009 年已由 1954 年的 1. 34%上升至
32.67%,在一定程度上弥补了生态系统服务价值的损失。 三江平原北部地区现是我国重要的商品粮生产基
地,该地区对于保证我国粮食安全有重要的作用,然而长期的农业生产活动对于区域环境仍带来了巨大的
压力[26]。
表 3摇 1954—2009年各生态系统服务价值及变化量
Table 3摇 Change in values of ecosystem services in 1954, 1976, 1996 and 2009
年份
Year
指标
Index
林地
Forest
草地
Grassland
农田
Farmland
湿地
Wetland
水域
Water
未利用地
Unused land
总价值
Total value
1954 ESV / (108 元) 164.71 22.55 16.06 946.93 44.52 0.00 1194.76
贡献率 / % 13.79 1.89 1.34 79.26 3.73 0.00
1976 ESV / (108 元) 162.65 25.00 47.39 644.41 37.67 0.00 917.11
贡献率 / % 17.74 2.73 5.17 70.27 4.11 0.00
1996 ESV / (108 元) 183.40 4.42 96.88 268.78 64.88 0.00 618.35
贡献率 / % 29.66 0.71 15.67 43.47 10.49 0.00
2009 ESV / (108 元) 122.84 4.35 135.66 90.88 61.52 0.00 415.25
贡献率 / % 29.58 1.05 32.67 21.89 14.82 0.00
1954—2009年变化量 / (108 元)
Value change from 1954 to 2009
-41.87 -18.20 119.60 -856.04 17.00 0.00 -779.51
1954—2009年均变化量 / (108 元)
Annual value change from 1954 to 2009
-0.76 -0.33 2.17 -15.56 0.31 0.00 -14.17
摇 摇 ESV: 生态服务价值 Ecosystem service value
1616摇 18期 摇 摇 摇 陈阳摇 等:三江平原北部生态系统服务价值的时空演变 摇
http: / / www.ecologica.cn
从生态系统各种功能的价值总额来看(表 4),55 年间生态系统各种功能的价值量均有变化,总体趋势
是:除食物生产功能的功能价值增加外,其余功能的功能价值均在不同程度的减少。 三江平原突出的生态系
统服务功能是水源涵养,废物处理和气候调节,这 3项功能的价值量在 55 年间减少甚多,分别减少 201.81 亿
元,218.87亿元,225.29亿元,整个研究区域内土壤形成与保护和原材料生产功能的价值量减少幅度相对
较小。
三江平原北部地区湿地具有较高的生态系统服务价值,对于调节区域气候、降水及湿度等以及维持区域
的生物多样性具有重要的作用,研究期内湿地大面积的开垦为农田使气候调节功能大幅度降低、生物多样性
因湿地生境的破碎遭到弱化,生物资源也因人类活动的加剧而出现衰退[26],致使湿地所提供的生态系统服务
功能(气候调节、废物处理、水源涵养、娱乐文化)的价值量损失较大。 由于食物生产价值系数最高的农田面
积持续增加,食物生产功能的价值量因此增加 12.30 亿元。 同时,大面积的林地被砍伐及部分与草地向农田
的转化使二者提供的生态系统服务功能(原材料生产和气体调节)也受到影响而减少。 总体看来,三江平原
北部地区生态系统服务功能在 55年间退化较严重,在求得经济价值的同时要注重生态价值的提高与维护,力
求经济效益、社会效益和环境效益的“三效冶 合一。
表 4摇 1954—2009年生态系统服务功能价值量 / (108元)
Table 4摇 Ecosystem services values of different function from 1949 to 2009
年份
Year
食物生产
Food
production
原材料生产
Raw
material
气体调节
Gas
regulation
气候调节
Climate
regulation
水源涵养
Water
conservation
废物处理
Waste
treatment
土壤形成
与保护
Soil formation
and protection
生物多样
性保护
Biodiversity
conservation
娱乐文化
Entertainment
culture
1954 8.64 21.05 57.22 283.88 281.79 309.89 42.31 69.78 97.80
1976 11.80 20.94 50.74 205.40 206.67 227.24 40.71 60.63 70.32
1996 16.42 23.57 44.69 110.86 132.05 139.59 38.47 52.35 41.23
2009 20.94 16.72 32.58 58.59 79.99 91.03 33.50 39.88 21.27
价值变化量
Value change 12.30
-4.33 -24.64 -225.29 -201.80 -218.86 -8.81 -29.90 -76.53
3.3摇 生态系统服务价值空间变化分析
1954—2009年的 55年间,三江平原北部地区各市县的土地利用数量与结构均发生了较大的变化,各市
县生态系统服务价值也发生了较大的变化,且不同市县之间变化情况也不相同(图 3)。
各市县的生态系统服务价值是单位面积生态系统服务价值与行政面积的乘积,因此本文主要分析
1954—2009年各市县单位面积生态系统服务价值的变化。 根据 1954—2009 年间各市县单位面积生态系统
服务价值变化量的特点,在 Arcgis中采用 Natural Breaks(Jenks)方法将三江平原北部地区分为三类(图 3):高
损失区、中损失区和低损失区。 各市县单位面积生态系统服务价值均处于不同程度的减少,说明生态系统受
到了破坏,生态环境恶化,应加大保护力度。
各市县所处损失区域的不同,主要是各市县各土地利用类型面积比重变化量不同造成的。 湿地、林地面
积比重下降幅度大、农田面积比重上升幅度大的区域,其单位面积生态系统服务价值损失量也较大。 由图 3
可知,高损失区主要包括富锦市和同江市,这类区域内农田面积比重大幅度的增加且其他地类面积比重均不
同程度的减小,尤以湿地面积比重下降显著,分别下降 63.18%和 67.62%,而湿地、林地、草地单位面积生态系
统服务价值较大,农田单位面积生态系统服务价值较少,农田面积的增加不足以弥补区域内湿地、林地以及草
地面积的减少所引起的生态系统服务价值的减少,研究期末因其农田比重过大而导致单位面积生态系统服务
价值较小,该区域研究期内单位面积生态系统服务价值损失量显著。 低损失区主要包括绥滨县、宝清县和饶
河县,这类区域的主要特点是虽然农田面积扩张明显,但是湿地、草地等生态系统服务价值系数高的地类面积
比重下降的相对较小,至 2009年宝清县林地比重 34%和湿地比重 6% 、饶河县林地比重 48%和湿地比重 5%
2616 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
图 3摇 1954—2009年各市县单位面积生态系统服务价值变化量图
摇 Fig.3摇 The change of Ecosystem services value per unit area of
every city in Northern Sanjiang Plain from 1954 to 2009
均相对较大,致使区域内其单位面积生态系统服务价值
相对较大,单位面积生态系统服务价值损失程度较低。
4摇 结论与讨论
(1)1954—2009 年间三江平原北部地区的不同土
地利用类型面积变化显著,主要景观类型由湿地转变为
农田,其中农田、建设用地、水域面积呈增加趋势,湿地、
林地、草地面积呈减少趋势,经济的发展、机械化程度的
提高、人口数量的增加及保证粮食的增产是土地利用变
化的主要驱动因素。 这与三江平原北部地区成为我国
重要的粮食生产基地相符。 剧烈的土地利用变化使
1954—2009年三江平原北部地区生态系统服务价值整
体呈减少趋势,农田、水域生态系统服务价值呈增加趋
势,湿地、林地和草地生态系统服务价值呈减少趋势,研
究对象突出的气候调节、水源涵养及废物处理功能的价
值量也大幅下降,长期的土地垦殖造成的湿地、林地大
面积向农田的转化是生态系统服务价值减少的主要
原因。
(2)本文利用现有资料和数据,对三江平原北部地
区生态系统服务价值进行了动态的估算,直观的揭示和
反映了研究区生态系统服务功能的动态演变及时空变化的特点,对区域生态系统的保护和环境质量的提高有
重要的指导意义。 但是本文存在一定的局限性:一是在研究过程中对单位面积生态系统服务价值进行估算时
仅采用 9种评价因子,且忽略了建设用地的生态系统服务价值;二是三江平原北部地区是我国水稻的重要产
区,水田与旱地交错分布,由于作物种类等性质的不同,两者生态系统服务价值系数也有较大差异,本文在进
行生态系统服务价值评估时没有将水田与旱田的生态系统服务价值系数进行单独的估算,可能造成对研究区
生态系统服务价值的低估,以后将在此方面展开进一步深入的研究。
(3)由于三江平原北部地区存在着三江湿地、七星河湿地及洪湖湿地等大量的沼泽湿地,其对整个东北
地区乃至全国的生态安全都有着重要的影响,因此其生态系统服务价值的下降趋势必须引起当地政府的高度
重视。 各市县当地政府应加强土地管理,制定合理的土地利用规划,同时对长期从事农业生产所带来的相关
土壤污染、水污染等一系列问题加以重视,加大力度保护湿地,加重处罚措施严禁湿地向农田的转化,应努力
寻找粮食生产的经济效益与湿地的生态效益之间的平衡点,恢复与提高区域内生态功能,争取达到经济效益、
社会效益、生态效益的有效统一。
参考文献(References):
[ 1 ]摇 Daily G C. Nature忆s Services: Societal Dependence on Natural Ecosystems. Washington, DC: Island Press, 1997.
[ 2 ] 摇 陈仲新, 张新时. 中国生态系统效益的价值. 科学通报, 2000, 45(1): 17鄄23
[ 3 ] 摇 李文华, 张彪, 谢高地. 中国生态系统服务研究的回顾与展望. 自然资源学报, 2009, 24(1): 1鄄10.
[ 4 ] 摇 孙新章, 谢高地, 成升魁, 肖玉, 鲁春霞. 中国农田生产系统土壤保持功能及其经济价值.水土保持学报, 2005, 19(4): 156鄄159
[ 5 ] 摇 石培礼, 李文华, 何维明, 谢高地. 川西天然林生态服务功能的经济价值. 山地学报, 2002, 20(1): 75鄄79.
[ 6 ] 摇 王晓学, 沈会涛, 李叙勇, 景峰. 森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程及计量方法. 生态学报, 2013, 33(4): 1019鄄1030.
[ 7 ] 摇 谢高地, 张钇锂, 鲁春霞, 郑度, 成升魁. 中国自然草地生态系统服务价值. 自然资源学报, 2001, 16(1): 47鄄53.
[ 8 ] 摇 姜立鹏, 覃志豪, 谢雯, 王瑞杰, 徐斌, 卢琦. 中国草地生态系统服务功能价值遥感估算研究. 自然资源学报, 2007, 22(2): 161鄄170.
[ 9 ] 摇 刘兴元, 龙瑞军, 尚占环. 草地生态系统服务功能及其价值评估方法研究. 草业学报, 2011, 20(1): 167鄄174.
3616摇 18期 摇 摇 摇 陈阳摇 等:三江平原北部生态系统服务价值的时空演变 摇
http: / / www.ecologica.cn
[10]摇 张振明, 刘俊国, 申碧峰, 刘培斌, 魏炜, 高鹏杰, 张艺. 永定河(北京段)河流生态系统服务价值评估. 环境科学学报, 2011, 31(9):
1851鄄1857.
[11] 摇 杨丽, 谢高地, 甄霖, 冷允法, 郭广猛. 泾河流域土地利用格局的时空变化分析. 资源科学, 2005, 27(4): 26鄄32.
[12] 摇 薛振山, 姜明, 吕宪国, 刘晓辉, 赵登宇. 农业开发对生态系统服务价值的影响———以三江平原浓江鄄别拉洪河中下游区域为例. 湿地科
学, 2012, 10(1): 40鄄45.
[13] 摇 张苗苗. 三江平原的农业开发对区域生态环境影响的研究 [D]. 长春: 吉林大学, 2007
[14]摇 赵亮, 刘吉平, 田学智. 近 60年挠力河流域生态系统服务价值时空变化. 生态学报, 2013, 33(10): 3169鄄3176.
[15] 摇 刘殿伟. 过去 50年三江平原土地利用 /覆被变化的时空特征与环境效应 [D]. 长春: 吉林大学, 2006.
[16] 摇 Costanza R, d忆Arge R, de Groot R, Farber S, Grasso M, Hannon B, Limburg K, Naeem S, O忆Neill R V, Paruelo J, Raskin R G, Sutton P, van
den Belt M. The value of the world忆s ecosystem services and natural capital. Nature, 1997, 387(6630): 253鄄260.
[17] 摇 谢高地, 鲁春霞, 冷允法, 郑度, 李双成. 青藏高原生态资产的价值评估. 自然资源学报, 2003, 18(2): 189鄄196.
[18] 摇 谢高地, 甄霖, 鲁春霞, 肖玉, 陈操. 一个基于专家知识的生态系统服务价值化方法. 自然资源学报, 2008, 23(5): 911鄄919.
[19] 摇 郭娜, 刘剑秋. 植物生物量研究概述(综述) . 亚热带植物科学, 2011, 40(2): 83鄄88.
[20] 摇 朱志辉. 自然植被净第一性生产力估算模型. 科学通报, 1993, 38(15): 1422鄄1426.
[21] 摇 王宗明, 梁银丽. 植被净第一性生产力模型研究进展. 干旱地区农业研究, 2002, 20(2): 104鄄107.
[22] 摇 张宪洲. 我国自然植被净第一性生产力的估算与分布. 自然资源. 1993, (1): 15鄄21.
[23] 摇 Lieth H, Box E O X. Evapotranspiration and primary productivity: C. W. Thornthwaite memorial model. Publications in Climatology, 1972, 25
(2): 37鄄46.
[24] 摇 王宗明, 宋开山, 刘殿伟, 张柏, 张树清, 李方, 任春颖, 金翠, 杨婷, 张春华. 1954—2005年三江平原沼泽湿地农田化过程研究. 湿地
科学, 2009, 7(3): 208鄄217.
[25] 摇 宋开山, 刘殿伟, 王宗明, 张柏, 金翠, 李方, 刘焕军. 1954年以来三江平原土地利用变化及驱动力. 地理学报, 2008, 63(1): 93鄄104.
[26] 摇 孙志高, 刘景双, 秦泗刚, 李新华, 李彬, 杨继松. 三江平原湿地农业开发的生态环境问题与区域可持续发展. 干旱区资源与环境,
2006, 20(4): 55鄄60.
4616 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇