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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 12 期摇 摇 2011 年 6 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
基于植被遥感的西南喀斯特退耕还林工程效果评价———以贵州省毕节地区为例
李摇 昊,蔡运龙,陈睿山,等 (3255)
………………………………
……………………………………………………………………………
扩散对破碎化景观上宿主鄄寄生种群动态的影响 苏摇 敏 (3265)…………………………………………………
湿地功能评价的尺度效应———以盐城滨海湿地为例 欧维新,叶丽芳,孙小祥,等 (3270)……………………
模拟氮沉降对杉木幼苗养分平衡的影响 樊后保,廖迎春,刘文飞,等 (3277)……………………………………
中国东部森林样带典型森林水源涵养功能 贺淑霞,李叙勇,莫摇 菲,等 (3285)…………………………………
山西太岳山油松群落对采伐干扰的生态响应 郭东罡,上官铁梁,白中科,等 (3296)……………………………
长期施用有机无机肥对潮土微生物群落的影响 张焕军,郁红艳,丁维新 (3308)………………………………
云南元江干热河谷五种优势植物的内生真菌多样性 何彩梅,魏大巧,李海燕,等 (3315)………………………
塔里木河中游洪水漫溢区荒漠河岸林实生苗更新 赵振勇,张摇 科,卢摇 磊,等 (3322)…………………………
基于 8hm样地的天山云杉林蒸腾耗水从单株到林分的转换 张毓涛,梁凤超,常顺利,等 (3330)……………
古尔班通古特沙漠土壤酶活性和微生物量氮对模拟氮沉降的响应 周晓兵,张元明,陶摇 冶,等 (3340)………
Pb污染对马蔺生长、体内重金属元素积累以及叶绿体超微结构的影响 原海燕,郭摇 智,黄苏珍 (3350)……
春、秋季节树干温度和液流速度对东北 3 树种树干表面 CO2释放通量的影响
王秀伟,毛子军,孙摇 涛,等 (3358)
…………………………………
……………………………………………………………………………
云南南部和中部地区公路旁紫茎泽兰土壤种子库分布格局 唐樱殷,沈有信 (3368)……………………………
利用半球图像法提取植被冠层结构特征参数 彭焕华,赵传燕,冯兆东,等 (3376)………………………………
黑河上游蝗虫与植被关系的 CCA分析 赵成章,周摇 伟,王科明,等 (3384)……………………………………
额尔古纳河流域秋季浮游植物群落结构特征 庞摇 科,姚锦仙,王摇 昊,等 (3391)………………………………
九龙江河口浮游植物的时空变动及主要影响因素 王摇 雨,林摇 茂,陈兴群,等 (3399)…………………………
东苕溪中下游河岸类型对鱼类多样性的影响 黄亮亮,李建华,邹丽敏,等 (3415)………………………………
基于 RS / GIS公路路域水土流失动态变化的研究———以榆靖高速公路为例
陈爱侠,李摇 敏,苏智先,等 (3424)
……………………………………
……………………………………………………………………………
流域景观结构的城市化影响与生态风险评价 胡和兵,刘红玉,郝敬锋,等 (3432)………………………………
基于景观格局的锦州湾沿海经济开发区生态风险分析 高摇 宾,李小玉,李志刚,等 (3441)……………………
若尔盖高原土地利用变化对生态系统服务价值的影响 李晋昌,王文丽,胡光印,等 (3451)……………………
施用鸡粪对土壤与小白菜中 Cu和 Zn累积的影响 张摇 妍,罗摇 维,崔骁勇,等 (3460)………………………
基于 GIS的宁夏灌区农田污染源结构特征解析 曹艳春,冯永忠,杨引禄,等 (3468)……………………………
底墒和种植方式对夏大豆光合特性及产量的影响 刘摇 岩,周勋波,陈雨海,等 (3478)…………………………
不同施肥模式调控沿湖农田无机氮流失的原位研究———以南四湖过水区粮田为例
谭德水,江丽华,张摇 骞,等 (3488)
……………………………
……………………………………………………………………………
丛枝菌根真菌对低温下黄瓜幼苗光合生理和抗氧化酶活性的影响 刘爱荣,陈双臣,刘燕英,等 (3497)………
外源半胱氨酸对铜胁迫下小麦幼苗生长、铜积累量及抗氧化系统的影响 彭向永,宋摇 敏 (3504)……………
专论与综述
水平扫描技术及其在生态学中的应用前景 胡自民,李晶晶,李摇 伟,等 (3512)…………………………………
研究简报
昆仑山北坡 4 种优势灌木的气体交换特征 朱军涛,李向义,张希明,等 (3522)…………………………………
不同比例尺 DEM数据对森林生态类型划分精度的影响 唐立娜,黄聚聪,代力民 (3531)………………………
苏南丘陵区毛竹林冠截留降雨分布格局 贾永正,胡海波,张家洋 (3537)………………………………………
外来种湿地松凋落物对土壤微生物群落结构和功能的影响 陈法霖,郑摇 华,阳柏苏,等 (3543)………………
深圳地铁碳排放量 谢鸿宇,王习祥,杨木壮,等 (3551)……………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*304*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄06
封面图说: 自然奇观红海滩·辽宁省盘锦市———在辽河入海口生长着大片的潮间带植物碱蓬草,举目望去,如霞似火,蔚为壮
观,人们习惯地称之为红海滩。 粗壮的根系加快着海滩土壤的脱盐过程,掉下的茎叶腐质后肥化了土壤,它是大海
的生态屏障。
彩图提供: 段文科先生摇 中国鸟网 http: / / www. birdnet. cn摇 E鄄mail:dwk9911@ 126. com
生 态 学 报 2011,31(12):3451—3459
Acta Ecologica Sinica
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基金项目:中国科学院西部之光博士项目; 国家自然科学基金重点项目(40638038)
收稿日期:2010鄄06鄄18; 摇 摇 修订日期:2010鄄11鄄03
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: lijch@ lzb. ac. cn
若尔盖高原土地利用变化对生态系统服务价值的影响
李晋昌1,*, 王文丽2, 胡光印3, 魏振海3
(1. 山西大学黄土高原研究所, 太原摇 030006; 2. 中国地震局兰州地震研究所, 兰州摇 730000;
3. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 兰州摇 730000)
摘要: 运用 GIS和遥感技术分析了若尔盖高原 1990 年、2000 年和 2005 年的土地利用 /覆盖特征, 在此基础上, 使用生态价值
系数(C)计算出该区生态系统服务价值, 并使用敏感性指数(CS)对所选的 C 值进行验证。 结果表明, 该区域 1990—2005 年
间, 高覆盖度草地、湿地和林地面积呈持续减少趋势, 建设用地、荒漠、中覆盖度草地和耕地面积及土地利用综合程度呈持续
增加趋势; 生态系统服务价值从 603. 10伊108元减少到 586. 07伊108元, 共损失 17. 03伊108元, 且损失量和损失幅度呈加速增加
趋势; 该区域生态系统服务价值中, 废物处理价值最高, 水源涵养价值次之, 食物生产价值最低, 且各服务类型的价值均呈持
续减小趋势; 若尔盖高原 1990 和 2005 年人均生态系统服务价值分别为 38. 93 万元和 27. 03 万元, 表明若尔盖高原由于人口
增长和土地退化, 环境压力呈明显增大趋势。 湿地和草地退化是导致该区域生态系统服务价值减少的主要原因, 尤其是湿地
退化。 CS检验说明本文所选 C值较为合理。
关键词:土地利用 /覆盖变化; 生态系统服务价值; 环境压力; 若尔盖高原
Impacts ofland use and cover changes on ecosystem service value in Zoige Plateau
LI Jinchang1,*, WANG Wenli2, HU Guangyin3, WEI Zhenhai3
1 Institute of Loess Plateau, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Lanzhou Institute of Seismology, China Earthquake Administration, Lanzhou 730000, China
3 Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China
Abstract: Climate change and human activities in high鄄altitude, cold pasture areas with a fragile environment can cause
land use changes that significantly affects ecosystem services and functions. Our study investigated changes in ecosystem
services in response to land use change caused mainly by climate change and human activities in the Zoige Plateau, a region
in the eastern fringe of the Tibetan Plateau with large areas of grassland and wetland. The objectives of our study were (1)
to assign specific value coefficients for ecosystem services in the Zoige Plateau and determine whether these coefficient could
be used to evaluate changes in ecosystem services in the study area; (2) to estimate changes in the ecosystem services value
(ESV) resulting from land use changes caused by climate change and changing human activities; and (3) to provide
information and advice to support regional sustainable development policies. We used remote sensing to evaluate land use
changes, and then applied a fast method for evaluating ESV in 1990, 2000, and 2005. During the study period, the
decrease in area and percentage of cover was greatest for high鄄cover grassland, followed by wetlands. The largest increase in
area was for moderate鄄cover grassland, followed by low鄄cover grassland; the rate of increase was greatest for construction
land, followed low鄄cover grassland. Among the nine land use categories, high鄄cover grasslands, woodlands, and wetlands
showed a continuous decrease, but only the wetlands showed an accelerating rate of decrease. The total ESV dropped from
603. 10伊108 yuan in 1990 to 586. 07 伊108 yuan in 2005, exhibiting an accelerated rate of decrease, mainly due to the
degradation of wetlands and, to a lesser extent, high鄄cover grassland. Although the ESV of some land uses increased, these
increases were too small to offset the decreases. Because wetlands had the highest value coefficient and covered a large
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area, the ESV of wetlands was the highest of the nine land use categories, accounting for about 48% of the total value.
High鄄 and moderate鄄cover grassland cover the largest total areas, and thus accounted for a proportionally large proportion of
total ESV, even though the coefficients for these two land use types were much lower than that for wetland. Woodlands also
generated high ESV due to its high value coefficient. The combined ESV for wetlands, high鄄cover grassland, woodland, and
moderate鄄cover grassland accounted for about 93% of the total ESV, indicating that these categories, and especially
wetlands, high鄄cover grassland, and woodland, provide the most important ecosystem services in the Zoige Plateau. In
general, the changes in the contribution of each ecosystem function to the total ESV were small. The contribution of each
ecosystem function to the overall ESV was greatest for waste treatment, followed by water supply; this likely resulted from
the high ability of wetlands, high鄄cover grassland, and woodland to treat wastes and supply water. All nine types of service
functions decreased, and but raw materials showed an accelerating rate of decrease from 1990 to 2005. The sensitivity
analysis indicated that our estimates for the study area were robust despite uncertainties in the value coefficients. Our results
also suggest that future land use planning should emphasize the protection of wetlands, high鄄cover grassland and woodland.
Key Words: land use; ecosystem service values; environmental pressure; Zoige Plateau
图 1摇 研究区示意图
Fig. 1摇 The location of study area
生态系统服务是指通过生态系统的结构、过程和功能直接或间接得到的生命支持产品和服务[1], 对其价
值进行定量评估是高效、合理配置竞争性需要的环境资源的基础[2鄄3], 也是制定生态环境建设补偿政策的必
要前提[4]。 近年来, 国内外对不同空间尺度的和不同类型的生态系统服务价值评估研究已取得了较大进
展[5鄄9]。 土地利用是人与自然交叉最为密切的环节, 土地利用 /覆盖的变化(Land use and land cover change,
LUCC)必然影响生态系统的结构和功能, 并通过生物地球化学循环过程, 影响大气中的化学成分变化, 进而
导致全球性的气候变化[10]。 因此, LUCC 对生态系统维持其服务功能起决定性作用[11鄄13]。 目前, 根据土地
利用变化评价区域生态服务价值的变化在国内外得到广泛的开展[14鄄19], 但对青藏高原地区还较少涉及。
若尔盖高原地处长江和黄河源头地区、青藏高原东侧, 属于典型的生态环境脆弱区。 该区草地、湿地资
源的生态安全关系到我国西部、黄河和长江等流域的社会经济发展, 是我国对气候变化与人类活动影响较为
敏感的地区之一[20]。 近年来, 由于不合理的人类活动及趋于暖干的气候, 该区草地和湿地退化问题日趋严
重[21鄄23], 沙地面积不断扩张[20]。 由于源头生态环境恶
化, 从 20 世纪 90 年代到 21 世纪初, 黄河源头水量已
减少 23% [24]。 因此, 选择若尔盖高原为研究区, 分析
土地利用变化对该区生态系统服务价值的影响, 以为
研究区土地持续利用和生态环境保护建设提供参考。
1摇 资料和方法
1. 1摇 研究区概况
若尔盖高原位于青藏高原东部边缘(图 1), 在本
研究中, 其行政上包括四川省若尔盖县、阿坝县、红原
县和甘肃省的玛曲县, 总面积 381伊104hm2, 平均海拔
3500m, 是中国特有的高原湿地和高寒湿地生态系统的
典型代表[25]。 研究区以平坦高原为主, 地势南高北
低, 起伏和缓, 年均气温在 1. 1—3. 6益之间, 年降水量
在 612—770mm之间, 属于高寒草原, 是我国一级环境
敏感带的组成部分, 也是黄河上游地区的主要水源涵
养区。
2543 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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1. 2摇 土地利用变化数据来源
研究所用资料为 12 张 1 颐10 万地形图, 以及 1990 年、2005 年的 TM数据和 2000 年的 ETM数据, 影像时
相为 6—10 月份。 对遥感影像采用标准假彩色合成, 将近红外波段、红色波段和绿色波段进行合成。 通过人
机交互目视解译得出 2000 年土地利用类型图, 再进行其他两期的动态解译, 通过对 2005 年土地利用分类实
地考察验证正误, 确定最后解译结果。 具体图像处理方法、解译标志的建立详见文献[26]。 研究区土地利用 /
覆盖分类系统参照中国科学院“中国资源环境数据库冶土地利用遥感分类体系(表 1)。
表 1摇 土地利用 /覆盖分类系统
Table 1摇 Classification system for land use / cover defined by the Chinese Academy of Sciences
一级分类
The first classification
编号 名称
二级分类
The second classification
编号 名称
一级分类
The first classification
编号 名称
二级分类
The second classificatio
编号 名称
1 耕地 11 水田* 4 水域 45 滩涂*
12 旱地 46 滩地
2 林地 21 有林地 5 城乡、工矿、居民用地 51 城镇用地
22 灌木林 52 农村居民点用地
23 其他林地 53 其他建设用地*
3 草地 31 高覆盖度草地 6 未利用土地 61 沙地
32 中覆盖度草地 62 戈壁*
33 低覆盖度草地 63 盐碱地*
4 水域 41 河渠 64 沼泽地
42 湖泊 65 裸土地
43 水库坑塘 66 裸岩石砾地
44 永久性冰川积雪* 67 其他
摇 摇 *表示若尔盖高原不存在的土地类型
1. 3摇 生态系统服务价值评价方法
由于 Costanza等人提出的生态系统服务价值评价方法在某些数据上存在较大偏差, 因此招来不少争
议[10, 27]。 谢高地等人针对其不足, 根据中国实际情况, 制定了中国不同陆地生态系统单位面积生态服务价
值表[28]。 若尔盖高原草地面积约占区域总面积的 2 / 3, 为反映不同覆盖度草地生态系统服务价值的差异,
对其进行了二级分类。 粟晓玲等[29]采用专家打分法修正了不同覆盖度草地的价值系数, 且将建设用地单位
面积的价值视为与荒漠相同[30], 结果如表 2 所示。
表 2摇 若尔盖高原土地利用类型及其单位生态价值 / (元·hm-2·a-1)
Table 2摇 Modify coefficient of static services value of different land鄄use types in Zoige Plateau
土地类型
Land type
修正前价值
Original value
修正系数
Correction coefficient
修正后价值
Corrected value
耕地 Cropland 6114. 3 1. 0 6114. 3
林地 Woodland 19334. 0 1. 0 19334. 0
高覆盖度草地 high鄄cover grassland 6406. 5 1. 5 9609. 8
中覆盖度草地 Moderate鄄cover grassland 6406. 5 1. 0 6406. 5
低覆盖度草地 Low鄄cover grassland 6406. 5 0. 5 3203. 3
湿地 Wetland 55489. 0 1. 0 55489. 0
水体 Water body 40676. 4 1. 0 40676. 4
建设用地 Construction land 371. 4 1. 0 371. 4
荒漠 Unused land 371. 4 1. 0 371. 4
摇 摇 建设用地对应表 1 中的城乡、工矿、居民用地;湿地包括沼泽和滩地; 水体包括河渠、湖泊、水库坑塘;荒漠包括沙地、裸土地、裸岩石砾地及
其它未利用地
3543摇 12 期 摇 摇 摇 李晋昌摇 等:若尔盖高原土地利用变化对生态系统服务价值的影响 摇
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以修正后的价值系数为基础, 对若尔盖高原生态系统服务价值进行评估, 计算公式为:
ESV =移AkCk (1)
式中,ESV为生态系统服务价值; Ak为土地利用类型 k 的分布面积, Ck为该类型土地单位面积的生态系
统服务价值系数。 本研究引用敏感性指数(CS)来确定区域生态系统服务价值随时间的变情况对 Ck值的依赖
程度, 其计算公式如下:
CS = (ESV j - ESVi) / ESVi
(C jk - C ik) / C ik
(2)
式中, CS为生态系统价值系数的敏感性指数; ESV、C、k的含义同前; i、j 分别表示初始的生态系统服务
价值和生态服务价值指数调整后的价值。 CS值的计算过程及计算结果的含义详见文献[31]。
李小燕认为将人口与生态系统服务价值有机结合, 可以更直观有效地反映环境压力情况[32]。 其具体计
算公式如下:
vj =
EVS j
R j
(3)
驻v = vb - va (4)
式中, vj指某区域 j年的人均生态系统服务价值量, ESV j为该地区 j年生态系统服务价值量, R j为该地区 j
年的人口总数; 吟v为人均生态价值变化量, va和 vb分别为研究时段始末的人均生态系统服务价值量。 吟v
大于零, 说明该地区的人均生态系统服务价值在增加, 即研究区的环境压力在逐渐降低, 环境在朝着健康方
向发展, 若小于零则反之。
2摇 结果
图 2摇 若尔盖高原 2005 年主要土地利用 /覆盖类型分布图
Fig. 2摇 Land use / cover types of Zoige Plateau in 2005
2. 1摇 土地利用 /覆盖变化
图 2 为研究区 2005 年主要土地利用类型空间分布
图, 表 3 为研究区 1990、2000 和 2005 年主要土地类型
的面积。 分析表明, 若尔盖高原土地类型以草地为主,
达 66% , 其次为林地和湿地, 分别约 14%和 13% , 建
设用地最少, 仅占 0. 13% , 耕地也仅占 0. 74%左右。
1990—2005 年间, 若尔盖高原高覆盖度草地面积呈减
速减少趋势, 湿地和林地呈加速减少趋势, 其中高覆
盖度草地减幅最大(7% ), 湿地次之(4% ), 林地最小
(2% ); 水体面积呈先减后增趋势, 低覆盖度草地呈先
增后减趋势, 耕地呈减速增加趋势, 中覆盖度草地、建
设用地和荒漠呈加速增加趋势, 其中建设用地增幅最
大(20% ), 荒漠次之(14% ), 耕地最小(2% )。 胡光
印等[26]和王文丽[33]分析认为, 该区土地利用 /覆盖变
化主要是在自然因素背景下叠加不合理人类活动造
成的。
参照刘纪远[34]研究结果和若尔盖高原土地利用特
征, 对研究区不同类型土地进行利用程度分级(表 3)。
若尔盖高原经济活动以牧业为主, 并且 1990—2005 年
间, 该区中、低覆盖度草地的扩展主要是由于过度放牧
导致高覆盖度草地退化所致[20, 26], 因此覆盖度不同的草地其利用程度指数也不相同, 覆盖度越低, 表明利
用程度越高, 指数也越大。 土地利用程度综合指数计算公式如下:
4543 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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D =移
9
k = 1
Ak 伊 CCk / HJ (5)
式中, D表示土地利用程度综合指数, 该值越大, 表明土地利用综合程度越高; Ak为第 k 种类型土地利
用程度分级指数; CCk为第 k种类型土地的面积; HJ为土地利用评价区域内土地总面积。
表 3摇 若尔盖高原 1990 年、2000 年、2005 年土地利用 /覆盖变化特征
Table 3摇 Land use / cover changes of Zoige Plateau in 1990, 2000, and 2005
土地类型
Land type
1990 年
面积
Area
/ (伊104hm2)
比例
Percentage
/ %
2000 年
面积
Area
/ (伊104hm2)
比例
Percentage
/ %
2005 年
面积
Area
/ (伊104hm2)
比例
Percentage
/ %
土地利用程
度分级指数
Grading index
耕地 Cropland 2. 78 0. 73 2. 85 0. 75 2. 85 0. 75 5
林地 Woodland 55. 31 14. 50 55. 05 14. 43 54. 43 14. 27 2
高覆盖度草地 high鄄cover grassland 114. 88 30. 11 108. 39 28. 41 106. 72 27. 97 2
中覆盖度草地 Moderate鄄cover grassland 86. 44 22. 66 88. 66 23. 24 90. 75 23. 79 3
低覆盖度草地 Low鄄cover grassland 51. 27 13. 44 56. 29 14. 76 56. 21 14. 74 4
湿地 Wetland 51. 97 13. 62 50. 79 13. 31 49. 80 13. 05 1
水体 Water body 5. 76 1. 51 5. 70 1. 49 5. 78 1. 51 1
建设用地 Construction land 0. 44 0. 11 0. 48 0. 13 0. 52 0. 14 5
荒漠 Unused land 12. 63 3. 31 13. 28 3. 48 14. 43 3. 78 1
总计 Total 381. 48 100 381. 48 100 38. 15 100
经式(5)计算表明, 若尔盖高原 1990 年、2000 年和 2005 年土地利用程度综合指数分别为 2. 34、2. 37 和
2. 38, 表明该区土地利用综合程度呈持续增加趋势。
由 GIS软件分析发现, 研究区减少的高覆盖草地主要转向了中、低覆盖度草地, 减少的湿地主要转向了
荒漠中的裸土地。 增加的建设用地主要占用了各覆盖度草地和耕地, 增加的荒漠主要是由草地和湿地转化
而来。 由此可见, 该区土地利用变化主要表现为草地和湿地退化。
2. 2摇 区域生态系统服务价值变化
基于式(1), 若尔盖高原 1990 年、2000 年和 2005 年区域生态系统服务价值分别为 603. 10 伊108元、
592郾 66伊108元和 586. 07伊108元, 单位面积生态系统服务价值分别为 1. 58伊104元 / hm2、1. 55伊104元 / hm2和
1郾 54伊104元 / hm2, 即 15a间, 该区域生态系统服务价值共损失 17. 03伊108元, 年均损失 1. 14伊108元, 损失幅
度为 2. 82% , 后 5a年均损失量和损失幅度分别为前 10a的 1. 26 倍和 1. 28 倍。
分析表明(表 4), 1990—2005 年, 湿地对研究区生态系统服务价值的贡献最大(48% ), 其次为高覆盖
度草地和林地(约均为18% ),建设用地最低,仅为0. 003% 。15a间,若尔盖高原各类型土地的生态价值变
表 4摇 若尔盖高原 1990 年、2000 年和 2005 年生态系统服务价值变化
Table 4摇 Change in values of ecosystem services of Zoige Plateau in 1990, 2000, and 2005
土地类型
Land type
1990 年
价值
Value
/ (伊108元 / a)
%
2000 年
价值
Value
/ (伊108元 / a)
%
2005 年
价值
Value
/ (伊108元 / a)
%
价值变化率 / %
Change rate
耕地 Cropland 1. 70 0. 282 1. 74 0. 294 1. 74 0. 297 2. 22
林地 Woodland 106. 93 17. 730 106. 44 17. 959 105. 24 17. 956 -1. 58
高覆盖度草地 high鄄cover grassland 110. 40 18. 305 104. 16 17. 576 102. 55 17. 498 -7. 11
中覆盖度草地 Moderate鄄cover grassland 55. 38 9. 182 56. 80 9. 584 58. 14 9. 920 4. 98
低覆盖度草地 Low鄄cover grassland 16. 42 2. 723 18. 03 3. 042 18. 01 3. 072 9. 63
湿地 Wetland 288. 36 47. 813 281. 81 47. 550 276. 34 47. 151 -4. 17
水体 Water body 23. 42 3. 884 23. 17 3. 909 23. 50 4. 011 0. 35
建设用地 Construction land 0. 02 0. 003 0. 02 0. 003 0. 02 0. 003 19. 56
荒漠 Unused land 0. 47 0. 078 0. 49 0. 083 0. 54 0. 091 14. 21
总计 Total 603. 10 100 592. 66 100 586. 07 100 -2. 82
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化趋势与其面积变化趋势相同。 生态系统服务价值损失量中,湿地所占比例最大,达 56% ,高覆盖度草地次
之, 占 36% 。 面积增多的土地类型弥补的损失量仅占 21% , 其中中覆盖度草地增多弥补了损失量的 13% ,
但其主要由高覆盖度草地退化而来。 在 9 种土地类型中, 仅湿地和林地的生态价值呈加速减小趋势, 与区域
生态系统服务价值变化趋势相同。
2. 3摇 生态系统各服务类型价值的变化
谢高地等[28]将生态服务划分为 9 个功能, 依据表 1 中的修正系数, 将不同类型土地的 9 个生态服务价
值进行修正, 基于修正后的价值和各类型土地的面积, 计算得到若尔盖高原 1990 年、2000 年和 2005 年生态
系统各服务类型价值变化如表 5 所示。 分析可知, 若尔盖高原废物处理价值比例最高, 达 22% , 该价值主要
由湿地(62% )、高覆盖地草地(14% )和中覆盖度草地(8% )贡献; 水源涵养价值次之, 该价值主要由湿地
(60% )、林地(14% )和高覆盖度草地(10% )贡献; 食物生产价值最低, 约为 2% , 该价值主要由高覆盖度草
地(45% )、中覆盖度草地(25% )和湿地(14% )贡献。 15a间, 若尔盖高原生态系统各服务类型价值比例变化
很小, 但总值均呈持续减小趋势, 减幅在 1%—4%之间, 其中, 土壤形成与保护、生物多样性和食物生产价
值呈减速减少趋势,其他价值均呈加速减少趋势。 从价值总额来看,废物处理损失最大(4. 17伊108元),气候
调节次之(3. 92伊108元), 其损失均主要由湿地和高覆盖地草地退化所致。
表 5摇 若尔盖高原 1990 年、2000 年和 2005 年生态系统各服务类型价值变化
Table 5摇 Change in values of different ecosystem services of Zoige Plateau in 1990, 2000, and 2005
服务项目
Service item
1990 年
价值
Value
/ (伊108元 / a)
比例
Percentage
/ %
2000 年
价值
Value
/ (伊108元 / a)
比例
Percentage
/ %
2005 年
价值
Value
/ (伊108元 / a)
比例
Percentage
/ %
价值变化率 / %
Change rate
气体调节 Gas regulation 45. 66 7. 57 45. 04 7. 60 44. 66 7. 62 -2. 19
气候调节 Climate regulation 114. 95 19. 06 112. 70 19. 02 111. 03 18. 94 -3. 41
水源涵养 Water supply 117. 63 19. 50 115. 48 19. 48 114. 07 19. 46 -3. 03
土壤形成与保护 Soil formation and retention 76. 41 12. 67 75. 29 12. 70 74. 85 12. 77 -2. 04
废物处理 Waste treatment 132. 65 22. 00 130. 06 21. 94 128. 48 21. 92 -3. 14
生物多样性 Biodiversity protection 56. 72 9. 40 55. 91 9. 43 55. 52 9. 47 -2. 12
食物生产 Food 9. 73 1. 61 9. 57 1. 61 9. 53 1. 63 -2. 06
原材料 Raw materials 14. 34 2. 38 14. 25 2. 40 14. 10 2. 41 -1. 67
娱乐文化 Recreation and culture 35. 02 5. 81 34. 37 5. 80 33. 84 5. 77 -3. 37
合计 Total 603. 10 100 592. 66 100 586. 07 100 -2. 82
2. 4摇 敏感性分析
根据敏感性指数的计算方法,把各类型土地的生态价值系数分别上下调整 50% , 计算出了研究区 1990
年和 2005 年的敏感性指数, 结果如表 6 所示。 分析表明, 各种情况下的 CS都小于 1, 最低值为 0. 00003, 即
当建设用地的生态价值系数增加 1%时, 总价值只增加 0. 00003% ; 最高值为 0. 47, 即当湿地的生态价值系
数增加 1%时, 总价值只增加 0. 47% 。 这表明, 相对于价值系数(C)来说, 研究区生态系统服务价值是缺乏
弹性的, 研究结果是可信的。
3摇 讨论
参照谢高地等提出的中国陆地生态系统服务价值核算方法, 根据土地利用 /覆盖变化对若尔盖高原
1990、2000、2005 年生态系统服务价值评价表明研究区土地利用变化损害了区域生态系统服务价值, 且损失
幅度呈增大趋势, 这主要是由于 15a间, 研究区生态服务单价较高的高覆盖度草地、林地、湿地等面积减少,
而服务单价较低的中低覆盖度草地、耕地、建设用地和荒漠等显著增加所致。 若尔盖高原 1990 年和 2005 年
人口数量分别为 15. 49 万和 21. 68 万, 依据公式(3)和(4)计算的两个时期人均生态系统服务价值分别为
38. 93 万元和 27. 03 万元。 即 15a间, 人均生态系统服务价值共损失 11. 90 万元, 年均损失 0. 79 万元, 减幅
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达 31% , 表明 1990—2005 年间, 若尔盖高原由于人口增长和土地退化的双重影响, 环境压力呈明显增大趋
势。 在研究区生态系统服务价值损失量中, 湿地所占比例最大, 高覆盖度草地次之。 若尔盖高原减少的高
覆盖度草地主要退化成了中、低覆盖度草地, 减少的湿地主要退化成了裸土地。 因此保持若尔盖高原生态系
统高水平的服务价值, 使其能够长期可持续地为人类服务, 就要维护好湿地和草地的生态环境, 提高各级相
关部门对湿地和草地功能和价值的认识, 合理限制载畜数量,优化牲畜结构, 积极应对气候变化, 恢复湿地
和草地的面积和功能。
表 6摇 生态系统服务价值敏感度
Table 6摇 The coefficients of sensitivity of ecosystem service value
土地类型
Land type
敏感指数(CS)
Coefficient of sensitivity (CS)
1990 年 2005 年
土地类型
Land type
敏感指数(CS)
Coefficient of sensitivity (CS)
1990 年 2005 年
耕地 Cropland 0. 00282 0. 00297 湿地 Wetland 0. 47813 0. 47151
林地 Woodland 0. 17730 0. 17956 水体 Water body 0. 03884 0. 04011
高覆盖度草地 high鄄cover grassland 0. 18305 0. 17498 建设用地 Construction land 0. 00003 0. 00003
中覆盖度草地 Moderate鄄cover grassland 0. 09182 0. 09920 荒漠 Unused land 0. 00078 0. 00091
低覆盖度草地 Low鄄cover grassland 0. 02723 0. 03072
与谢高地等[28]的结果相比, 若尔盖高原单位面积的生态系统服务价值约为青藏高原平均值(3661. 9 元 /
hm2)的 4. 26 倍, 表明若尔盖高原是青藏高原生态系统服务价值的高值区, 这主要是由于荒漠占青藏高原面
积的 38% , 但只占若尔盖高原的 3% 。 基于市场价值法, 张晓云等[35]估算的若尔盖高原的生态系统服务价
值仅为本文同期计算值的 1 / 3, 但变化趋势相同[36]; 彭建等[37]和 Li 等[16]基于不同方法估算的深圳市生态
系统服务价值相差 42 倍。 该分析表明, 由于不同计算方法使用的价值系数不同, 其结果差异也较大, 因此
区域生态系统服务价值的静态评价结果在较大程度上失去了参考意义[30], 但其动态趋势应仍是可信的。
若尔盖高原草地面积约占区域总面积的 2 / 3, 若不考虑草地覆盖度的差别, 基于谢高地等[28]提出的中
国草地单位面积生态服务价值(6406. 5 元·hm-2·a-1)直接计算, 若尔盖高原 2005 年草地生态系统服务价值为
162. 49伊108元 / a, 比本文计算值低 16. 21伊108元 / a, 虽然差别较小, 但忽略了不同覆盖度草地之间的转化对
区域生态系统服务价值的影响。 目前大部分研究基于单位生态价值核算区域生态系统服务价值时均采用的
是土地利用遥感分类体系中的一级分类, 未考虑二级分类中不同草地和不同林地之间单位生态价值的差别,
这将造成核算结果与实际不符, 尤其是在以草地或林地覆盖为主的区域, 这应在以后研究中引起重视。
4摇 结论
(1) 若尔盖高原土地类型以草地为主, 其中又以高覆盖度草地为主, 林地和湿地次之, 耕地和建设用地
最少。 1990—2005 年间,若尔盖高原高覆盖度草地、湿地和林地面积呈持续减少趋势, 建设用地、荒漠、中覆
盖度草地和耕地面积及土地利用综合程度呈持续增加趋势。
(2)若尔盖高原 1990 年、2000 年和 2005 年区域生态系统服务价值分别为 603. 10伊108元、592. 66伊108元
和 586. 07伊108元,表明该区域生态系统服务价值呈加速减小趋势,该损失主要是由湿地和草地退化导致,尤
其是湿地退化。
(3)若尔盖高原单位面积的生态系统服务价值约为青藏高原平均值的 4. 26 倍, 表明若尔盖高原是青藏
高原生态系统服务价值的高值区。 由于若尔盖高原生态地位特殊且具有不可替代性, 因此维护其生态系统
服务价值的可持续利用对整个黄河流域的生态安全意义重大。
(4)若尔盖高原生态系统服务价值中, 废物处理价值最高, 水源涵养价值次之, 食物生产价值最低; 15a
间, 若尔盖高原生态系统各服务类型价值比例变化很小, 但总值均呈持续减小趋势, 废物处理价值损失最
大, 气候调节次之, 其损失均主要由湿地和高覆盖地草地退化所致, 尤其是湿地退化。
(5)若尔盖高原 1990 和 2005 年人均生态系统服务价值分别为 38. 93 万元和 27. 03 万元,表明由于人口
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增长和土地退化的双重影响, 研究区环境压力呈明显增大趋势。
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9543摇 12 期 摇 摇 摇 李晋昌摇 等:若尔盖高原土地利用变化对生态系统服务价值的影响 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 12 June,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Effect assessment of the project of grain for green in the karst region in Southwestern China: a case study of Bijie Prefecture
LI Hao, CAI Yunlong,CHEN Ruishan, et al (3255)
………
………………………………………………………………………………
The effect of dispersal on the population dynamics of a host鄄parasite system in fragmented landscape SU Min (3265)………………
The effect of spatial scales on wetland functions evaluation: a case study for coastal wetlands in Yancheng, Jiangshu Province
OU Weixin, YE Lifang, SUN Xiaoxiang,et al (3270)
………
………………………………………………………………………………
Effects of simulated nitrogen deposition on nutrient balance of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) seedlings
FAN Houbao, LIAO Yingchun, LIU Wenfei, et al (3277)
……………………
…………………………………………………………………………
The water conservation study of typical forest ecosystems in the forest transect of eastern China
HE Shuxia, LI Xuyong, MO Fei, et al (3285)
………………………………………
……………………………………………………………………………………
The ecological responses of Pinus tabulaeformis forests in Taiyue Mountains of Shanxi to artificial Harvesting
GUO Donggang,SHANGGUAN Tieliang,BAI Zhongke, et al (3296)
…………………………
………………………………………………………………
The influence of the long鄄term application of organic manure and mineral fertilizer on microbial community in calcareous fluvo鄄
aquic soil ZHANG Huanjun, YU Hongyan, DING Weixin (3308)…………………………………………………………………
Endophytic fungal diversity of five dominant plant species in the dry鄄hot valley of Yuanjiang, Yunnan Province, China
HE Caimei, WEI Daqiao, LI Haiyan, et al (3315)
………………
…………………………………………………………………………………
Seedling recruitment in desert riparian forest following river flooding in the middle reaches of the Tarim River
ZHAO Zhenyong, ZHANG Ke, LU Lei, et al (3322)
………………………
………………………………………………………………………………
Scaling up for transpiration of Pinaceae schrenkiana stands based on 8hm permanent plots in Tianshan Mountains
ZHANG Yutao, LIANG Fengchao, CHANG Shunli, et al (3330)
……………………
…………………………………………………………………
Responses of soil enzyme activities and microbial biomass N to simulated N deposition in Gurbantunggut Desert
ZHOU Xiaobing, ZHANG Yuanming, TAO Ye, et al (3340)
……………………
………………………………………………………………………
Effects of Pb on growth, heavy metals accumulation and chloroplast ultrastructure of Iris lactea var. Chinensis
YUAN Haiyan, GUO Zhi, HUANG Suzhen (3350)
………………………
…………………………………………………………………………………
Effects of temperature and sap flow velocity on CO2 efflux from stems of three tree species in spring and autumn in Northeast
China WANG Xiuwei, MAO Zijun, SUN Tao, et al (3358)………………………………………………………………………
The soil seed bank of Eupatorium adenophorum along roadsides in the south and middle area of Yunnan, China
TANG Yingyin, SHEN Youxin (3368)
……………………
………………………………………………………………………………………………
Extracting the canopy structure parameters using hemispherical photography method
PENG Huanhua, ZHAO Chuanyan,FENG Zhaodong,et al (3376)
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The CCA analysis between grasshopper and plant community in upper reaches of Heihe River
ZHAO Chengzhang, ZHOU Wei, WANG Keming, et al (3384)
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Community structure characteristics of phytoplankton in argun River Drainage Area in autumn
PANG Ke, YAO Jinxian, WANG Hao, et al (3391)
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Spatial and temporal variation of phytoplankton and impacting factors in Jiulongjiang Estuary of Xiamen, China
WANG Yu, LIN Mao, CHEN Xingqun, et al (3399)
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Effect of bank type on fish biodiversity in the middle鄄lower reaches of East Tiaoxi River, China
HUANG Liangliang, LI Jianhua, ZOU Limin, et al (3415)
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Study on dynamic changes of soil and water loss along highway based on RS / GIS: an example of Yujing expressway
CHEN Aixia, LI Min, SU Zhixian, et al (3424)
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The urbanization effects on watershed landscape structure and their ecological risk assessment
HU Hebing,LIU Hongyu,HAO Jingfeng,et al (3432)
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Assessment of ecological risk of coastal economic developing zone in Jinzhou Bay based on landscape pattern
GAO Bin, LI Xiaoyu, LI Zhigang, et al (3441)
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Impacts ofland use and cover changes on ecosystem service value in Zoige Plateau
LI Jinchang, WANG Wenli, HU Guangyin, et al (3451)
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Effect of chicken manure application on Cu and Zn accumulation in soil and Brassica sinensis L.
ZHANG Yan,LUO Wei,CUI Xiaoyong, et al (3460)
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GIS analysis of structural characteristics of pollution sources in irrigable farmland in Ningxia China
CAO Yanchun,FENG Yongzhong,YANG Yinlu,et al (3468)
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Effects of pre鄄sowing soil moisture and planting patterns on photosynthetic characteristics and yield of summer soybean
LIU Yan, ZHOU Xunbo, CHEN Yuhai, et al (3478)
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In situ study on influences of different fertilization patterns on inorganic nitrogen losses through leaching and runoff: a case of
field in Nansi Lake Basin TAN Deshui, JIANG Lihua, ZHANG Qian, et al (3488)……………………………………………
Effects of AM fungi on leaf photosynthetic physiological parameters and antioxidant enzyme activities under low temperature
LIU Airong, CHEN Shuangchen, LIU Yanying, et al (3497)
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Effects of exogenous cysteine on growth, copper accumulation and antioxidative systems in wheat seedlings under Cu stress
PENG Xiangyong, SONG Min (3504)
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Review and Monograph
The horizon scanning technology and its application prospect in Ecology HU Zimin, LI Jingjing, LI Wei, et al (3512)………………
Scientific Note
The gas exchange characteristics of four shrubs on the northern slope of Kunlun Mountain
ZHU Juntao, LI Xiangyi, ZHANG Ximing, et al (3522)
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Effect of DEM data at different scales on the accuracy of forest Ecological Classification system
TANG Lina, HUANG Jucong, DAI Limin (3531)
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Canopy interception of rainfall by Bamboo plantations growing in the Hill Areas of Southern Jiangsu Province
JIA Yongzheng, HU Haibo, ZHANG Jiayang (3537)
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Effects of exotic species slash pine (Pinus elliottii) litter on the structure and function of the soil microbial community
CHEN Falin, ZHENG Hua, YANG Bosu, et al (3543)
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The carbon emission analysis of Shenzhen Metro XIE Hongyu, WANG Xixiang, YANG Muzhuang, et al (3551)……………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 12 期摇 (2011 年 6 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 12摇 2011
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