全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 24 期摇 摇 2012 年 12 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
从文献计量角度分析中国生物多样性研究现状 刘爱原,郭玉清,李世颖,等 (7635)……………………………
CO2 浓度升高和模拟氮沉降对青川箭竹叶营养质量的影响 周先容,汪建华,张摇 红,等 (7644)………………
陕西中部黄土高原地区空气花粉组成及其与气候因子的关系———以洛川县下黑木沟村为例
吕素青,李月从,许清海,等 (7654)
…………………
……………………………………………………………………………
长三角地区 1995—2007 年生态资产时空变化 徐昔保,陈摇 爽,杨桂山 (7667)…………………………………
基于智能体模型的青岛市林地生态格局评价与优化 傅摇 强,毛摇 锋,王天青,等 (7676)………………………
青藏高原高寒草地生态系统服务功能的互作机制 刘兴元,龙瑞军,尚占环 (7688)……………………………
北京城市绿地的蒸腾降温功能及其经济价值评估 张摇 彪,高吉喜,谢高地,等 (7698)…………………………
武汉市造纸行业资源代谢分析 施晓清,李笑诺,赵吝加,等 (7706)………………………………………………
丽江市家庭能耗碳排放特征及影响因素 王丹寅,唐明方,任摇 引,等 (7716)……………………………………
基于分布式水文模型和福利成本法的生态补偿空间选择研究 宋晓谕,刘玉卿,邓晓红,等 (7722)……………
设施塑料大棚风洞试验及风压分布规律 杨再强,张摇 波,薛晓萍,等 (7730)……………………………………
湖南珍稀濒危植物———珙桐种群数量动态 刘海洋,金晓玲,沈守云,等 (7738)…………………………………
云南岩陀及其近缘种质资源群体表型多样性 李萍萍,孟衡玲,陈军文,等 (7747)………………………………
沙埋和种子大小对柠条锦鸡儿种子萌发、出苗和幼苗生长的影响 杨慧玲,梁振雷,朱选伟,等 (7757)………
栗山天牛天敌花绒寄甲在栎林中的种群保持机制 杨忠岐,唐艳龙,姜摇 静,等 (7764)…………………………
基于相邻木排列关系的混交度研究 娄明华,汤孟平,仇建习,等 (7774)…………………………………………
三种回归分析方法在 Hyperion影像 LAI反演中的比较 孙摇 华,鞠洪波,张怀清,等 (7781)…………………
红松和蒙古栎种子萌发及幼苗生长对升温与降水综合作用的响应 赵摇 娟,宋摇 媛,孙摇 涛,等 (7791)………
新疆杨边材贮存水分对单株液流通量的影响 党宏忠,李摇 卫,张友焱,等 (7801)………………………………
火干扰对小兴安岭毛赤杨沼泽温室气体排放动态影响及其影响因素 顾摇 韩,牟长城,张博文 (7808)………
不同潮汐和盐度下红树植物幼苗秋茄的化学计量特征 刘滨尔,廖宝文,方展强 (7818)………………………
腾格里沙漠东南缘沙质草地灌丛化对地表径流及氮流失的影响 李小军,高永平 (7828)………………………
西双版纳人工雨林群落结构及其林下降雨侵蚀力特征 邓摇 云,唐炎林 ,曹摇 敏,等 (7836)…………………
西南高山地区净生态系统生产力时空动态 庞摇 瑞,顾峰雪,张远东,等 (7844)…………………………………
南北样带温带区栎属树种种子化学组成与气候因子的关系 李东胜,史作民,刘世荣,等 (7857)………………
模拟酸雨对龙眼叶片 PS域反应中心和自由基代谢的影响 李永裕,潘腾飞,余摇 东,等 (7866)………………
沈阳市城郊表层土壤有机污染评价 崔摇 健,都基众,马宏伟,等 (7874)…………………………………………
降雨对旱作春玉米农田土壤呼吸动态的影响 高摇 翔,郝卫平,顾峰雪,等 (7883)………………………………
冬季作物种植对双季稻根系酶活性及形态指标的影响 于天一,逄焕成,任天志,等 (7894)……………………
施氮量对小麦 /玉米带田土壤水分及硝态氮的影响 杨蕊菊,柴守玺,马忠明 (7905)……………………………
微山湖鸟类多样性特征及其影响因子 杨月伟,李久恩 (7913)……………………………………………………
新疆北部棉区作物景观多样性对棉铃虫种群的影响 吕昭智,潘卫林,张摇 鑫,等 (7925)………………………
杭州西湖北里湖沉积物氮磷内源静态释放的季节变化及通量估算 刘静静,董春颖,宋英琦,等 (7932)………
基于实码遗传算法的湖泊水质模型参数优化 郭摇 静,陈求稳,张晓晴,等 (7940)………………………………
气候环境因子和捕捞压力对南海北部带鱼渔获量变动的影响 王跃中,孙典荣,陈作志,等 (7948)……………
象山港南沙岛不同养殖类型沉积物酸可挥发性硫化物的时空分布 颜婷茹,焦海峰,毛玉泽,等 (7958)………
专论与综述
提高植物抗寒性的机理研究进展 徐呈祥 (7966)…………………………………………………………………
植被对多年冻土的影响研究进展 常晓丽,金会军,王永平,等 (7981)……………………………………………
凋落物分解主场效应及其土壤生物驱动 査同刚,张志强,孙摇 阁,等 (7991)……………………………………
街尘与城市降雨径流污染的关系综述 赵洪涛,李叙勇,尹澄清 (8001)…………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*374*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*40*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄12
封面图说: 永兴岛海滩植被———永兴岛是中国西沙群岛的主岛,也是西沙群岛及南海诸岛中最大的岛屿。 国务院 2012 年 6 月
批准设立的地级三沙市,管辖西沙群岛、中沙群岛、南沙群岛的岛礁及其海域,三沙市人民政府就驻西沙永兴岛。 永
兴岛岛上自然植被密布,野生植物有 148 种,占西沙野生植物总数的 89% ,主要树种有草海桐(羊角树)、麻枫桐、野
枇杷、海棠树和椰树等。 其中草海桐也称为羊角树,是多年生常绿亚灌木植物,它们总是喜欢倚在珊瑚礁岸或是与
其他滨海植物聚生于海岸沙滩,为典型的滨海植物。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 24 期
2012 年 12 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 24
Dec. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2鄄YW鄄339、KZCX2鄄EW鄄315); 国家自然科学基金青年基金(41101565); 国家自然科学
基金重点项目(41030745); 江苏省自然科学基金(BK2011882)
收稿日期:2011鄄08鄄26; 摇 摇 修订日期:2012鄄02鄄28
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: xbxu@ niglas. ac. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201108261247
徐昔保,陈爽, 杨桂山.长三角地区 1995—2007 年生态资产时空变化.生态学报,2012,32(24):7667鄄7675.
Xu X B, Chen S, Yang G S. Spatial and temporal change in ecological assets in the Yangtze River Delta of China 1995—2007. Acta Ecologica Sinica,
2012,32(24):7667鄄7675.
长三角地区 1995—2007 年生态资产时空变化
徐昔保*,陈摇 爽, 杨桂山
(中国科学院南京地理与湖泊研究所,湖泊与环境国家重点实验室,南京摇 210008)
摘要:结合遥感定量反演与经济评价法,利用 1995 年 1 km的 AVHRR鄄NDVI、2000 年和 2007 年 250m MODIS鄄NDVI等遥感数据,
模拟与评估长三角 1995—2007 年生态资产时空变化。 结果表明:长三角 1995—2007 年生态资产总量呈持续下降趋势,由 1995
年 891. 39 亿元减少到 2007 年 845. 54 亿元,减少 5. 14% ;各地市生态资产总量总体呈下降趋势,但区域变化差异极其显著;长
三角 1995—2007 年生态资产空间分布呈南高北低格局,空间变化呈南部和北部以轻度增长为主、中部以中度和严重退化为主
的变化特征;土地利用变化是导致长三角生态资产减少及空间差异的主导因素,自上而下生态修复工程明显有助于增加区域生
态资产。
关键词:长三角;生态资产;时空变化
Spatial and temporal change in ecological assets in the Yangtze River Delta of
China 1995—2007
XU Xibao*, CHEN Shuang, YANG Guishan
State Key Laboratory of Lake Science and Environment, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China
Abstract: This paper analyses the characteristics of, and drivers for, spatial and temporal change in the ecological assets in
the Yangtze River Delta from 1995 to 2007. The ecological assets are simulated by using remote sensing quantitative
retrieval and economic evaluation methods. The remote sensing data sets include NOAA / AVHRR鄄NDVI at a spatial
resolution of 1km in 1995 (February 1995—January 1996), MODIS \NDVI in 2000 (February 2000—January 2001) and
2007 at a resolution of 250m, land use interpreted by using Landsat TM images in 1995, 2000 and 2007 at the scale of
1 颐100000, and land cover in 1980S and 2005 at the scale of 1 颐250000. The ecological adjustment coefficient is estimated
on the basis of the net primary productivity and vegetation coverage in the region, which are simulated by a modified
Carnegie Ames Stanford Approach (CASA) terrestrial carbon model and the Pixel Binary Model, respectively. The results
show that the overall amount of ecological assets in the Yangtze River Delta declined by 5. 1% , changing from 89. 1 billion
yuan in 1995 to 84. 6 billion yuan in 2007. The ecological assets in the region consist of forest, rivers / lakes and cropland,
accounting for 48. 0% , 26. 7% and 20. 5% , respectively. The total amount of ecological assets for each major city in the
region presents a decreasing trend, and there is a spatial heterogeneity. The reduction of ecological assets in the cities of
Shanghai, Suzhou, Jiaxing, Huzhou, Shaoxing and Ningbo was substantial, at 798, 486, 441, 427 and 403 million yuan,
respectively. However the decreased amount and rate of the ecological assets in other cities such as Nanjing, Zhenjiang,
Hangzhou and Taizhou were small, at 57, 47, 122 and 155 million yuan, respectively. The spatial distribution of ecological
assets in the Yangtze River Delta exhibits a declining pattern from the south to the north, increasing slightly in the south and
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north but decreasing severely in the central area from 1995 to 2007. Such a pattern of change in ecological assets implies
that it may reduce the ecological safety in some affected areas, but this will not be an ecological constraint for sustainable
development in the Yangtze River Deltaic region as a whole. Land鄄use change is found to be the dominant factor resulting in
the reduction of ecological assets and their dissimilarities in spatial distribution. Change in ecological assets is also mediated
by urban expansion, land reformation and reclamation. However the national ecological restoration projects, such as ‘Grain
to Green爷, ‘Soil and Water Conservation爷 and ‘Wetland and Barren Hills Rehabilitation爷, have played an offsetting role
in reversing the downward trend of ecological assets in the Yangtze River Delta. There are some uncertainties for evaluating
ecological assets based on remote sensing quantitative retrieval and economic evaluation methods. The uncertainties are
mainly influenced by three factors: the evaluation factors for ecological assets and the criteria for evaluation; the spatial
resolution of remote sensing data and the precision of applied ecological models; climate fluctuations and meteorological data
with inherent interpolation errors.
Key Words: Yangtze River Delta; ecological assets; spatial and temporal change
据 2010 年 5 月 24 日国务院正式批准的《长江三角洲地区区域规划》,长江三角洲核心区包括上海市、江
苏省南京、苏州、扬州、镇江、泰州、无锡、常州和南通 8 个市、浙江省杭州、宁波、湖州、嘉兴、舟山、绍兴和台州
7 市,面积达 11. 25 万 km2。 长三角是我国最大的经济核心区之一,2010 年以全国 1. 1%国土面积和 6. 33%人
口,创造了全国 17. 6%的 GDP(397983 亿元),在全国区域经济发展与空间开发格局中,具有非常重要的战略
地位。 长三角工业化和城市化快速发展,导致区域生态环境承载力与经济开发过大的矛盾冲突加剧,出现了
一系列令人担忧的生态环境问题,如 2007 年太湖蓝藻爆发危及无锡市饮用水安全、优质耕地快速流失、大气
污染与土壤重金属污染日趋严重等,已对长三角社会经济安全构成一定的潜在威胁。
生态资产作为人类经济社会发展的基础,其时空变化可以作为判定区域可持续发展的关键表征指标之
一。 生态资产评价起源于 20 世纪 70 年代,SCEP 在《人类对全球环境的影响报告》中首次提出了生态系统服
务功能的概念。 此后,包括 Constanza[1]、Daily[2]和联合国环境规划署[3]等众多学者和研究机构,开展了针对
全球生态服务功能的研究,引发了对生态资产评估的广泛讨论。 国内以陈仲新、潘耀忠等为代表,对中国生态
系统效益估算的理论和方法进行了探讨,并估算了中国生态资产价值[4鄄5];刘纪远等评价了中国西部各类生
态系统及其服务功能的现状和变化趋势[6];高吉喜、Song等探讨了生态资产的概念与研究趋势[7鄄8],谢高地等
尝试建立适用于国内生态资产评估的价值标准体系[9],同时也涌现了大量的应用案例研究[10]。 上述相关研
究有助于进一步完善生态资产评估的理论与方法体系,但目前仍处于探索阶段,主要存在以下几个方面的问
题:(1)生态资产定义与内涵的理论基础还不成熟与规范;(2)现有评估方法过多依赖于经济学理论,缺乏对
生态系统过程和功能研究,对某些生态系统的基础性服务功能仍处于初级阶段;(3)基于遥感估算生态资产
的方法虽然能够有效表征生态资产空间异质性,但其精度深受使用的遥感模型与价值标准体系影响;(4)生
态资产评估在区域发展规划、土地利用规划等规划与政策制定层面体现度不高。 本研究参考潘耀忠等提出的
遥感定量反演方法,结合改进的陆域生态关键参数遥感反演和价值标准体系,模拟长三角地区 1995—2007 年
生态资产时空变化,客观评估长三角生态资产变化趋势及驱动力,以期为长三角地区生态资源可持续利用提
供科学依据。
1摇 研究方法与数据
1. 1摇 研究方法
一定区域内生态资产总量是一个随时间动态变化的量值,是区域内所有生态系统类型提供的所有生态服
务功能及其自然资源价值的总和,并随着区域内所含有的生态系统类型、面积、质量的变化而变化[5]。 具体
计算如式(1)—(2)所示:
8667 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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V =移
n
c = 1
Vc (1)
Vc =移
m
i = 1
移
l
j = 1
R ijVciSij (2)
式中,c = 1,2,…,n,表示生态系统的类型;Vc 表示第 c类生态系统生态资产价值;i 表示第 c 生态系统的第 i
种生态服务功能;Vci 表示第 c生态系统的第 i种生态服务功能类型的单位面积价值;j表示一定区域内 Vci 在
空间上分布的斑块数,Sij 表示各个斑块的面积大小;R ij 表示 Vci 在不同斑块的生态调整参数。
目前,国内外已有不少学者针对生态资产评估价值体系进行了探讨,但还没有形成一个有效通用的价值
体系标准。 本研究采用谢高地等基于 Costanza价值体系优化建立的一个基于专家知识的价值体系标准,即林
地、草地、农田、湿地和河流 /湖泊的单位面积价值分别为 12628. 69 元·hm-2·a-1、5241. 0 元·hm-2·a-1、
3547. 89 元·hm-2·a-1、24597. 21 元·hm-2·a-1 和 20366. 69 元·hm-2·a-1 [9]。 生态调整参数 R ij 为表征生
态系统质量状况的生态参数,本研究参考采用像元净初级生产力(NPP)和植被覆盖度分别占研究区相应生
态系统类型 NPP 和植被覆盖度均值比例的平均值,如式(3)所示:
R ij = (NPP j / NPPmean + f j / fmean) / 2 (3)
式中,NPPmean 和 fmean 表示区域内第 c类生态系统的 NPP 和植被覆盖度的均值;NPP j 和 f j 表示像元 j 的 NPP
和植被覆盖度。 为避免不同数据源导致的系统误差,计算 1995 年 R ij 时,NPPmean 和 fmean 分别采用 1995 年的
相应年均值;而计算 2000 年和 2007 年 R ij 时,NPPmean 和 fmean 分别采用 2000 年和 2007 年第 c 类生态系统的
NPP 和植被覆盖度的年均平均值。 NPP 和覆盖度估算分别采用改进的光能利用率 CASA模型[11]和像元二分
模型[5],见式(4)和式(5):
NPP = FPAR 伊 SOL 伊 T着1 伊 T着2 伊 W着 伊 着* 伊 0. 5 (4)
f =
NDVI - NDVImin
NDVImax - NDVImin
(5)
式中,FPAR为植被冠层对入射光合有效辐射的吸收比例,SOL为太阳总辐射量(MJ / m2),T着1 和 T着2 分别为温
度胁迫系数,W着 为水分胁迫系数,着*为理想条件下的最大光能利用率(gC / MJ),常数 0. 5 表示植被所能利用
的太阳有效辐射(波长为 0. 4—0. 7 滋m)占太阳总辐射的比例;NDVI 为像元的归一化植被指数,NDVImin 和
NDVImax 表示不同生态系统的 NDVI最小值和最大值。
1. 2摇 数据来源与处理
遥感数据包括 USGS 共享提供的 1km NOAA / AVHRR鄄NDVI 旬值数据(1995 年 2 月—1996 年 1 月),16d
合成的 250m MODIS鄄NDVI数据(2000 年 2 月—2001 年 1 月、2007 年);经投影转换为 Albers 投影,AVHRR鄄
NDVI数据通过重采样生成 250m的 NDVI旬值数据,利用最大值合成法(MVC)生成 NDVI月值数据。 共享获
取 1995、2000 和 2007 年长三角地区 38 个站点的降水、温度和太阳总辐射的月值数据,采用反距离权重插值
法生成 250m月值气象数据,其中月均温度利用 1颐10 万 DEM进行高程校准。 另外,由中国科学院地球系统科
学数据共享网提供 1颐10 万 1995 年和 2000 年土地利用数据、1颐25 万基于生态系统特点分类的 1980S 和 2005
年土地覆被数据,及本单位基于 Landsat TM 解译的 2007 年土地利用数据。 五期土地利用 /覆被数据先转成
250m栅格数据,然后分别叠加 1980S、1995 和 2000 年、2005 年和 2007 年土地利用 /覆被数据,获取基于陆地
生态系统特点分类的 1995、2000 和 2007 年土地覆被数据,将长三角土地覆被类型分为耕地、林地、草地、湖流
与湖泊、湿地、城镇建设用地和其他用地七大类,其中林地细分为常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿针叶林、落叶
针叶林和混交林。
2摇 结果与分析
2. 1摇 长三角生态资产总量变化
长三角生态资产总量呈持续下降趋势,由 1995 年的 891. 39 亿元人民币减少到 2000 年的 857. 06 亿元,
到 2007 年进一步下降到 845. 54 亿元,总量减少 45. 86 亿元,占 1995 年生态资产总量的 5. 14% (表 1)。 长三
9667摇 24 期 摇 摇 摇 徐昔保摇 等:长三角地区 1995—2007 年生态资产时空变化 摇
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角生态资产构成以林地、耕地和河流 /湖泊为主,分别占 48. 01% ,20. 47%和 26. 70% (2007 年统计);主要受
区域土地利用类型构成影响,同时也与采用的价值标准体系有关,如河流 /湖泊的单位面积价值(20366. 69
元·hm-2·a-1)远高于林地和耕地。 林地生态资产呈先减后增趋势,从 1995 年 397. 55 亿元减少到 2000 年
373. 60 亿元,再增加到 2007 年 405. 95 亿元(2. 11% );耕地生态资产呈先增后减趋势,总体减少 26. 12 亿元
(13. 11% );河流 /湖泊与湿地的生态资产呈持续减少趋势,分别减少了 19. 85 亿元(8. 08% )和 8. 99 亿元
(20. 23% );草地和其他用地的生态资产总量变化不大。 因此,长三角 1995—2007 年生态资产总量呈持续下
降趋势,但减幅相对有限。
表 1摇 长三角生态资产总量变化(亿元)
Table 1摇 Change of total amount for ecological assets in 1995—2007 in Yangtze River Delta
时间
Time
林地
Forest
草地
Grassland
耕地
Cropland
河流 /湖泊
River / Lake
湿地
Wetland
其他用地
Others
合计
Total
1995 年 397. 55 4. 60 199. 19 245. 59 44. 43 0. 04 891. 39
2000 年 373. 60 4. 64 204. 77 232. 58 41. 44 0. 03 857. 06
2007 年 405. 95 5. 30 173. 07 225. 74 35. 44 0. 03 845. 54
1995—2007 年变化 8. 40 0. 70 -26. 12 -19. 85 -8. 99 0. 01 -45. 86
1995—2000 年,南京、南通和镇江生态资产呈小幅增长,上海市和其他 12 个地市生态资产总量呈下降趋
势;2000—2007 年,除杭州、湖州、绍兴和台州外,其他区域生态资产都呈下降趋势(表 2)。 1995—2007 年,各
区域生态资产都呈下降趋势,其中上海、苏州、嘉兴、湖州、绍兴和宁波生态资产总量减幅最大,分别减少 7. 98
亿元、4. 86 亿元、4. 41 亿元、4. 27 亿元和 4. 03 亿元;生态资产减速最快前五个区域为嘉兴、上海、湖州、无锡
和常州,分别达 28. 17% 、14. 16% 、9. 38% 、9. 17%和 7. 60% ;而南京、镇江、杭州和台州生态资产总量与变化
速度都相对较小,分别减少 0. 57 亿元(1. 73% )、0. 47 亿元(2. 47% )、1. 22 亿元(0. 65% )和 1. 55 亿元
(1郾 58% )。 因此,长三角各地市生态资产总量总体都呈下降趋势,但区域变化差异极其显著。
表 2摇 长三角 1995—2007 年生态资产变化分区统计
Table 2摇 Divisional statistics of ecological assets change from 1995 to 2007 in Yangtze River Delta
城市
City
1995 年
总量 /亿元
Total amount
2000 年
总量 /亿元
Total amount
2007 年
总量 /亿元
Total amount
1995—2000 年变化
Changes in 1995—2000
总量 /亿元
Total
amount
幅度 / %
Percentage
2000—2007 年变化
Changes in 2000—2007
总量 /亿元
Total
amount
幅度 / %
Percentage
1995—2007 年变化
Changes in 1995—2007
总量 /亿元
Total
amount
幅度 / %
Percentage
上海市 56. 39 54. 41 48. 41 -1. 98 -3. 51 -6. 01 -11. 04 -7. 98 -14. 16
南京市 32. 91 33. 04 32. 34 0. 14 0. 41 -0. 71 -2. 14 -0. 57 -1. 73
扬州市 43. 47 43. 30 41. 79 -0. 17 -0. 38 -1. 51 -3. 49 -1. 68 -3. 86
泰州市 27. 31 27. 17 25. 77 -0. 14 -0. 51 -1. 41 -5. 17 -1. 54 -5. 65
南通市 58. 82 59. 84 56. 14 1. 02 1. 74 -3. 70 -6. 18 -2. 68 -4. 55
镇江市 18. 84 19. 25 18. 38 0. 41 2. 17 -0. 87 -4. 54 -0. 47 -2. 47
常州市 25. 02 24. 01 23. 12 -1. 01 -4. 05 -0. 89 -3. 71 -1. 90 -7. 60
无锡市 34. 63 33. 40 31. 45 -1. 23 -3. 56 -1. 95 -5. 83 -3. 18 -9. 18
苏州市 82. 68 78. 53 77. 53 -4. 15 -5. 02 -1. 00 -1. 28 -5. 15 -6. 23
杭州市 187. 37 177. 64 186. 15 -9. 74 -5. 20 8. 51 4. 79 -1. 22 -0. 65
宁波市 70. 35 67. 23 66. 32 -3. 12 -4. 44 -0. 91 -1. 35 -4. 03 -5. 73
湖州市 46. 97 41. 58 42. 56 -5. 39 -11. 48 0. 99 2. 37 -4. 41 -9. 38
嘉兴市 17. 26 15. 44 12. 40 -1. 82 -10. 57 -3. 04 -19. 68 -4. 86 -28. 17
舟山市 8. 75 8. 65 8. 39 -0. 11 -1. 21 -0. 26 -3. 00 -0. 37 -4. 18
绍兴市 82. 41 76. 95 78. 14 -5. 46 -6. 63 1. 19 1. 55 -4. 27 -5. 18
台州市 97. 89 96. 30 96. 34 -1. 59 -1. 62 0. 04 0. 04 -1. 55 -1. 58
2. 2摇 长三角生态资产空间格局变化
长三角生态资产空间分布呈南高北低格局特征,高值主要分布在湖州、杭州、绍兴、宁波、舟山和台州,以
及长江、太湖、高邮鄄邵伯湖等水体覆盖区域、南通滩涂湿地和杭州湾湿地,杭州湾以北其他区域单位面积生态
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资产普遍较低(图 1)。 该空间格局特征主要由土地利用空间分布格局决定,长三角南部区域林地分布较多,
湖州、杭州、宁波、绍兴、台州和舟山的土地利用构成中,林地分别占各地市土地总面积 43. 7% 、69. 1% 、
46郾 0% 、56. 3% 、63. 5%和 46. 8% (2007 年统计),而长三角中部和北部区域主要以耕地为主,平均占 55. 7% 。
图 1摇 长三角地区 1995—2007 年生态资产时空变化
Fig. 1摇 Spatial and temporal change of natural capital of 1995—2007 in Yangtze Detala
1767摇 24 期 摇 摇 摇 徐昔保摇 等:长三角地区 1995—2007 年生态资产时空变化 摇
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根据长三角 1995—2007 年生态资产变化幅度,将其变化类型划分为 7 个等级:严重退化(减少 50%以
上)、中度退化(-50%—-15% )、轻度退化(-15%—-5% )、基本稳定(-5%—5%)、轻度增长(5%—15% )、
中度增长(15%—50% )和快速增长(50%以上)。 如图 1 和表 3 所示,近 12a 长三角 35. 1%区域的生态资产
呈基本保持状态,主要为河流 /湖泊、湿地、及南通中北部耕地和长三角南部林地区域;轻度退化面积占
16郾 3% ,集中分布在南通、湖州、杭州、宁波、绍兴和台州;中度退化面积占 7. 6% ,主要分布在上海、杭州、宁
波、绍兴和台州;严重退化面积占 12. 4% ,主要集中于上海、南京、杭州、宁波和环太湖的苏州、无锡、常州和嘉
兴市城建区周边,累计占严重退化总面积 66. 6% (8491. 1 km2)。 轻度增长面积占 16. 3% ,主要分布在扬州、
泰州、杭州、绍兴和台州;中度增长面积占 7. 6% ,主要分布在扬州、南京和杭州;快速增长面积占 4. 7% ,主要
分布在南京、杭州、宁波和台州。
长三角 1995—2007 年生态资产空间变化格局总体呈现南部和北部以轻度增长为主、中部以中度和严重
退化为主的变化特征。 其中,轻度、中度退化面积分别与轻度、中度增长面积基本相当,反映了长三角生态资
产增加和减少双向变化趋势的空间置换与区域内部补偿现象较为明显,尤以杭州、宁波、绍兴和台州生态资产
空间格局变化较为典型;而生态资产严重退化面积比例高于快速增长 7. 7 百分点。 因此,长三角生态资产空
间变化格局决定了其生态资产总体呈下降趋势,但其减幅相对有限;生态资产退化可能降低局部区域的生态
安全性,但在区域尺度上不会成为影响长三角区域经济可持续发展的生态制约因素。
2. 3摇 长三角生态资产变化驱动力
(1)土地利用变化
1995—2007 年期间,长三角经济与人口快速增长,GDP 和总人口分别从 1995 年的 9227. 84 亿元和
7900郾 88 万人增长到 2007 年的 53955. 79 亿元和 8411. 55 万人,促使区域土地利用发生剧烈变化,主要表现为
城市化快速扩展侵占耕地、林地和河流 /湖泊,分别达 9050. 6 km2、618. 1 km2 和 431. 1 km2,导致生态资产累
计减少 47. 67 亿元。 为提高区域耕地质量和增加耕地有效面积,实施土地整理和围垦分别使 1466. 3 km2 河
流 /湖泊和 134. 6 km2 湿地转为耕地,导致生态资产损失 28. 07 亿元。 此外,河流 /湖泊与湿地向林地和草地
分别转化了 177. 9 km2 和 201. 8 km2,导致生态资产累计损失 5. 33 亿元。 随着长三角区域经济快速发展,受
经济效益驱动导致长三角 974. 0 km2 耕地转变为养殖水面,集中分布在环太湖的苏锡常地区,使生态资产增
加 17郾 15 亿元;另外,耕地开发占用林地(373. 1 km2)和退耕还林(602. 1 km2)分别导致生态资产减少 2. 24 亿
元和增加 4. 41 亿元。 因此,土地利用变化是导致长三角生态资产减少及空间差异的主导因素,其中城市化扩
展及土地整理与围垦影响最为显著,同时渔业养殖水面增加和退耕还林有助于减缓区域生态资产总量损失。
(2)生态修复
近 20a长三角区域经济快速发展,吸引了大量农村劳动力进城务工,农业生产活动对林地生态系统的人
为干扰大幅减少,林地生态系统得到较好的自我修复机会。 同时,各级政府积极实施林地资源培育与保护政
策,如封山育林、水土保持、荒山生态恢复等[13],有助于提高林地植被覆盖度和生态资产。 据估算,长三角林
地植被覆盖度均值从 1995 年 0. 63 上升到 2007 年 0. 71,单位面积生态资产均值从 1995 年 12716. 4 元 / hm2
增加到 2007 年 13051. 9 元 / hm2。 长三角 1995—2007 年林地总面积虽然减少 243. 6 km2,但由于林地植被生
长改善,区域内没有发生变化的林地(30434. 0 km2)生态资产净增加 10. 21 亿元。 此外,近年来长三角湿地保
护与修复提速,如《太湖流域水环境综合治理总体方案》中太湖流域“生态修复冶投资总额达 147. 91 亿元;《太
湖流域湿地保护与恢复工程实施方案》和《浙江省湿地保护规划》,江苏省投入 1. 4 亿拟新建苏州东太湖、无
锡太湖两个省级湿地自然保护区,浙江省计划到 2020 年累计投入百亿新建湿地自然保护区 10 个。 自上而下
大规模生态修复工程的生态资产增加效应,目前已在杭州湾河口海岸湿地自然保护区、崇明东滩候鸟自然保
护区等区域逐渐显现(图 1)。 因此,近年来在长三角地区开展的生态修复工程明显有助于提高区域生态
资产。
(3)其他因素
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3767摇 24 期 摇 摇 摇 徐昔保摇 等:长三角地区 1995—2007 年生态资产时空变化 摇
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摇 摇 1995—2007 年期间,长三角共有 45420. 9 km2 耕地没有发生类型变化,受种子改良、化肥投入和复种指数
增加等影响,其中 50. 7%的耕地生态资产呈上升趋势,主要分布在南京、镇江、常州、扬州和泰州;而上海市和
其他地市的耕地生态资产主要呈下降趋势,占耕地总面积 49. 0% ,主要受耕地复种指数下降影响。 整体上,
长三角区域内近 12a没有发生变化的耕地生态资产总量净增加 3. 33 亿元。 此外,气象条件的年际波动影响
植被的生长状况,对区域生态资产总量也产生一定的波动影响。
3摇 讨论
基于遥感定量反演与经济评价法,模拟的长三角 1995—2007 年生态资产时空变化格局,与潘耀忠等[5]和
孙洪全等[10]总体保持一致,都呈南高北低格局特征,但生态资产总量及变化幅度相差较大。 因研究范围不一
致,以上海市为例,本研究估算的 1995 年生态资产总量为 56. 39 亿元,介于潘耀忠等(21. 21 亿元)与孙洪泉
等(102. 26 亿元)估算值之间;而孙洪泉等估算上海市 1995—2005 年生态资产减少幅度(28. 15% )远高于本
研究 1995—2007 年的 14. 16% 。 因此,结合遥感定量反演与经济评价法进行生态资产评估,仍存在较大的不
确定性:
(1)生态资产评价因子及价值标准体系不够完善。 现有研究仅采用 NPP 和植被覆盖度作为生态调整参
数,评价因子有待进一步扩展,如增加植被生物量、土壤侵蚀等因子。 本研究估算的生态资产与潘耀忠等差异
主要源于采用的价值标准体系差异。 谢高地等建立的价值标准体系,虽然比 Constanza 价值标准体系在国内
应用具有更好的适用性,但因目前针对某些生态系统的基础性服务功能研究仍处于初级阶段,以及被问卷调
查者的主观认识差异,该价值标准体系仍存在很大的不确定性。 如李文华等在上海五四农场野外试验观测估
算的农田单位面积价值远高于谢高地等估算(38290—48518 元·hm-2·a-1) [12]。 此外,货币化的价值标准体
系虽然有助于直观认识生态资产的价值与重要性,但随着研究时间尺度推移及汇率等国际市场环境变化,要
使不同时段的生态资产时空变化具有真正意义上的可比性,还需考虑时间价值、贴现率和汇率变化等因素。
如谢高地等改进 Constanza价值标准体系时采用 1US＄ = 7. 68 人民币折算,按现行汇率折算(1 US ＄ = 6. 35
人民币),长三角生态资产总量将直接锐减 17. 3% 。
(2)遥感数据及生态模型的精度。 遥感数据的空间分辨差异导致其对研究区各生态系统类型及面积的
确定存在一定的不确定性,同时对 NPP 和植被覆盖度估算也存在一定的不确定性。 如孙洪泉等估算的 1995
年上海市生态资产总量明显高于本研究和潘耀忠等估算,主要由于利用 Landsat TM计算的年均 NPP 和植被
覆盖度明显高于利用 AVHRR鄄NDVI和 MODIS鄄NDVI估算值;此外,30 m的 TM数据对各生态系统类型及面积
的识别与确定具有更高的精度。 本研究计算 1995 年生态调整参数时,NPPmean 和 fmean 分别采用 1995 年不同
生态系统类型对应像元的年均值,而计算 2000 年和 2007 年生态调整参数时,NPPmean 和 fmean 分别采用 2000
年和 2007 年不同生态型类型对应像元年均值的平均值,通过上述方法可以有效降低 AVHRR 和 MODIS 遥感
数据空间分辨率及 CASA模型精度差异对生态调整参数的影响,但仍存在一定的不确定性,有待进一步研究。
(3)气候波动与气象数据插值误差。 本研究只获取了研究区 38 个气象站的月值气象数据,通过空间差
值获取长三角 250 m气象栅格数据。 由于气象站数量的局限,可能导致局部区域气象插值存在一定的误差,
进而影响 NPP 估算。 此外,气象条件的年际波动通过影响 NPP 和植被覆盖度,进而导致生态系统质量参数
的年际变化,对生态资产估算也产生一定的不确定性。
4摇 结论
(1)长三角 1995—2007 年生态资产总量呈持续下降趋势,由 1995 年 891. 39 亿元减少到 2007 年 845. 54
亿元,减幅相对较小(5. 14% ),在区域尺度上不会成为影响长三角区域经济可持续发展的生态限制性因素。
(2)长三角生态资产空间分布呈南高北低格局特征,1995—2007 年生态资产空间变化呈现南部和北部以
轻度增长为主、中部以中度和严重退化为主的变化特征;各地市生态资产总量总体都呈下降趋势,但区域变化
差异极其显著。
(3)土地利用变化是导致长三角生态资产减少及空间差异的主导因素,其中城市化扩展及土地整理与围
4767 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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垦的负面影响最为显著;自上而下的生态修复工程有助于提高区域生态资产。
致谢:感谢中国科学院地球系统科学数据共享网提供的 1颐25 万 1980S 和 2005 年土地覆被数据、1颐10 万 1995
年和 2000 年土地利用数据、USGS提供的 250m MODIS鄄NDVI数据和中国气象科学数据共享服务网提供的气
象数据。
References:
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5767摇 24 期 摇 摇 摇 徐昔保摇 等:长三角地区 1995—2007 年生态资产时空变化 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 24 December,2012(Semimonthly)
CONTENTS
A bibliometric study of biodiversity research in China LIU Aiyuan, GUO Yuqing, LI Shiying,et al (7635)…………………………
Effects of elevated CO2 and nitrogen deposition on leaf nutrient quality of Fargesia rufa Yi
ZHOU Xianrong, WANG Jianhua, ZHANG Hong,et al (7644)
……………………………………………
……………………………………………………………………
Airborne pollen assemblages and their relationships with climate factors in the central Shaanxi Province of the Loess Plateau:
a case in Xiaheimugou, Luochuan County L譈 Suqing, LI Yuecong, XU Qinghai,et al (7654)…………………………………
Spatial and temporal change in ecological assets in the Yangtze River Delta of China 1995—2007
XU Xibao, CHEN Shuang, YANG Guishan (7667)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
Evaluation and optimization of woodland ecological patterns for Qingdao based on the agent鄄based model
FU Qiang, MAO Feng, WANG Tianqing,et al (7676)
……………………………
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Interactive mechanism of service function of alpine rangeland ecosystems in Qinghai鄄Tibetan Plateau
LIU Xingyuan, LONG Ruijun, SHANG Zhanhuan (7688)
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Preliminary evaluation of air temperature reduction of urban green spaces in Beijing
ZHANG Biao, GAO Jixi, XIE Gaodi,et al (7698)
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Resources metabolism analysis for the pulp and paper industry in Wuhan, China
SHI Xiaoqing,LI Xiaonuo,ZHAO Linjia,et al (7706)
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The characteristics and influential factors of direct carbon emissions from residential energy consumption: a case study of Lijiang
City, China WANG Danyin, TANG Mingfang, REN Yin, et al (7716)…………………………………………………………
Spatial targeting of payments for ecosystem services Based on SWAT Model and cost鄄benefit analysis
SONG Xiaoyu,LIU Yuqing,DENG Xiaohong,et al (7722)
…………………………………
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The wind tunnel test of plastic greenhouse and its surface wind pressure patterns
YANG Zaiqiang,ZHANG Bo,XUE Xiaoping,et al (7730)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Population quantitative characteristics and dynamics of rare and endangered plant Davidia involucrata in Hunan Province
LIU Haiyang, JIN Xiaoling, SHEN Shouyun,et al (7738)
……………
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Phenotypic diversity in populations of germplasm resources of Rodgersia sambucifolia and related species
LI Pingping, MENG Hengling, CHEN Junwen,et al (7747)
……………………………
………………………………………………………………………
Effects of sand burial and seed size on seed germination, seedling emergence and growth of Caragana korshinskii Kom. (Fabaceae)
YANG Huiling, LIANG Zhenlei,ZHU Xuanwei,et al (7757)
…
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Population鄄keeping mechanism of the parasitoid Dastarcus helophoroides (Coleoptera: Bothrideridae) of Massicus raddei
(Coleoptera: Cerambycidae) in oak forest YANG Zhongqi, TANG Yanlong, JIANG Jing,et al (7764)…………………………
Study of mingling based on neighborhood spatial permutation LOU Minghua, TANG Mengping, QIU Jianxi,et al (7774)……………
Comparison of three regression analysis methods for application to LAI inversion using Hyperion data
SUN Hua, JU Hongbo, ZHANG Huaiqing,et al (7781)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Response of seed germination and seedling growth of Pinus koraiensis and Quercus mongolica to comprehensive action of warming
and precipitation ZHAO Juan, SONG Yuan, SUN Tao, et al (7791)……………………………………………………………
Impacts of water stored in sapwood Populus bolleana on its sap flux DANG Hongzhong, LI Wei,ZHANG Youyan,et al (7801)………
Dynamics of greenhouse gases emission and its impact factors by fire disturbance from Alnus sibirica forested wetland in
Xiaoxing忆an Mountains, Northeast China GU Han,MU Changcheng, ZHANG Bowen (7808)……………………………………
Different tide status and salinity alter stoichiometry characteristics of mangrove Kandelia candel seedlings
LIU Biner, LIAO Baowen, FANG Zhanqiang (7818)
……………………………
………………………………………………………………………………
Effects of shrub encroachment in desert grassland on runoff and the induced nitrogen loss in southeast fringe of Tengger Desert
LI Xiaojun, GAO Yongping (7828)
……
…………………………………………………………………………………………………
Community structure and throughfall erosivity characters of artificial rainforest in Xishuangbanna
DENG Yun, TANG Yanlin , CAO Min, et al (7836)
………………………………………
………………………………………………………………………………
Temporal鄄spatial variations of net ecosystem productivity in alpine area of southwestern China
PANG Rui,GU Fengxue,ZHANG Yuandong, et al (7844)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Relationships between chemical compositions of Quercus species seeds and climatic factors in temperate zone of NSTEC
LI Dongsheng, SHI Zuomin, LIU Shirong, et al (7857)
……………
……………………………………………………………………………
Effects of simulated acid rain stress on the PS域 reaction center and free radical metabolism in leaves of longan
LI Yongyu, PAN Tengfei, YU Dong, et al (7866)
……………………
…………………………………………………………………………………
Assessment of organic pollution for surface soil in Shenyang suburbs CUI Jian,DU Jizhong,MA Hongwei,et al (7874)………………
The impact of rainfall on soil respiration in a rain鄄fed maize cropland GAO Xiang, HAO Weiping, GU Fengxue, et al (7883)………
Effects of winter crops on enzyme activity and morphological characteristics of root in subsequent rice crops
YU Tianyi, PANG Huancheng,REN Tianzhi,et al (7894)
…………………………
…………………………………………………………………………
Dynamic changes of soil moisture and nitrate nitrogen in wheat and maize intercropping field under different nitrogen supply
YANG Ruiju, CHAI Shouxi, MA Zhongming (7905)
…………
………………………………………………………………………………
Characteristics of the bird diversity and the impact factors in Weishan Lake YANG Yuewei, LI Jiuen (7913)………………………
The effect of cropping landscapes on the population dynamics of the cotton bollworm Helicoverpa armigera (Lepidoptera,
Noctuidae) in the northern Xinjiang LU Zhaozhi, PAN Weilin, ZHANG Xin, et al (7925)……………………………………
The seasonal variations of nitrogen and phosphorus release and its fluxes from the sediments of the Beili Lake in the Hangzhou
West Lake LIU Jingjing,DONG Chunying,SONG Yingqi,et al (7932)……………………………………………………………
Optimization of lake model salmo based on real鄄coded genetic algorithm
GUO Jing, CHEN Qiuwen, ZHANG Xiaoqing, et al (7940)
………………………………………………………………
………………………………………………………………………
The influence of climatic environmental factors and fishing pressure on changes of hairtail catches in the northern South China
Sea WANG Yuezhong, SUN Dianrong, CHEN Zuozhi, et al (7948)………………………………………………………………
Seasonal and spatial distribution of acid volatile sulfide in sediment under different mariculture types in Nansha Bay, China
YAN Tingru, JIAO Haifeng, MAO Yuze, et al (7958)
…………
……………………………………………………………………………
Review and Monograph
Research progress on the mechanism of improving plant cold hardiness XU Chengxiang (7966)………………………………………
Influences of vegetation on permafrost: a review CHANG Xiaoli,JIN Huijun,WANG Yongping,et al (7981)…………………………
Home鄄field advantage of litter decomposition and its soil biological driving mechanism: a review
ZHA Tonggang, ZHANG Zhiqiang, SUN Ge, et al (7991)
………………………………………
…………………………………………………………………………
Research progress on the relationship of pollutants between road鄄deposited sediments and its washoff
ZHAO Hongtao, LI Xuyong, YIN Chengqing (8001)
…………………………………
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8008 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的生态学专业性高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研
究原始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、
新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
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生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 24 期摇 (2012 年 12 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
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(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 32摇 No郾 24 (December, 2012)
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