全 文 ：书陇东耕地净第一性生产力及生态服务
价值的时空分异研究
李广１，２，黄高宝３，王琦４，５，王兴堂２，高珍妮２，刘成忠２
（１．甘肃省干旱生境作物学重点实验室 甘肃农业大学，甘肃 兰州７３００７０；２．甘肃农业大学信息科学技术学院，甘肃 兰州７３００７０；
３．甘肃农业大学农学院，甘肃 兰州７３００７０；４．甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州７３００７０；５．中科院寒区旱区
环境与工程研究所 青藏高原冰冻圈观测研究站，甘肃 兰州７３００００）
摘要：为促进甘肃陇东耕地生态系统和经济持续健康发展，该研究采用生产力和生态服务价值的估算方法，对研究
区域耕地净第一性生产力（ＮＰＰ）和生态服务功能的时空分异进行定量分析。结果表明，１９９７－２００５年陇东黄土高
原耕地的ＮＰＰ和生态服务单位面积价值变化不明显，而总量略有上升。同时，耕地的ＮＰＰ和生态服务单位面积价
值在空间分布上有显著的区域差异性，该区域可分成 ＮＰＰ和生态服务价值相对较低的西北区和相对较高的东南
区。在西北区，耕地生态服务单位面积价值为７．７万元／（ｈｍ２·ａ），ＮＰＰ只有３．５４ｔ／（ｈｍ２·ａ）；在东南区，生态服
务单位面积价值为１０．２万元／（ｈｍ２·ａ），ＮＰＰ为５．９４ｔ／（ｈｍ２·ａ）。因此，要通过合理调整种植结构和作物布局，
充分利用降水资源，以提高研究区耕地的ＮＰＰ和生态服务价值。
关键词：陇东；耕地；ＮＰＰ；生态服务价值；时空分异
中图分类号：Ｓ１８１　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１１）０６００１８０８
　 自Ｈｏｌｄｒｅｎ和Ｅｈｒｌｉｃｈ首次提出“生态系统服务”概念，生态系统服务功能的价值评估逐渐受到广泛关注，成
为国内外生态学家、经济学家研究的热点［１６］。生态系统服务功能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［２］。农业生态服务功能指特定农业生态系统产生的包括农产品生产经济功能以
及影响当前生态环境质量和维持现有农业资源数量的作用，在一定时空条件下可以进行客观量化评估［７］。由于
农业生态系统的优势物种和所处自然环境千差万别，因而其产生的生态服务功能具有明显的时空差异［８］。
甘肃陇东地区位于甘肃省东部，属黄土高原沟壑立地亚区［９］，是黄土高原土壤侵蚀非常严重的地区之一。而
黄土高原是我国西部水土流失最为严重、生态环境极为脆弱的地区之一［９，１０］。由于土质疏松、降水集中、水土流
失严重和极度脆弱的生态环境严重制约着该区域的经济可持续发展。在近年来退耕还林还草工作的实施中，大
量研究主要集中修复土壤、控制水土流失、彻底改善生态环境等方面，随着植被的建立和恢复，土壤得到修复，水
土流失得到控制，生态环境得到改善［１０］。然而甘肃陇东耕地生态系统生产力和生态服务所处位置、作用和空间
格局等相关的研究和报道较少。为此，本研究在大量实地调查和查阅相关文献的基础上，根据统计资料，运用生
产力和生态系统服务功能评估的相关理论和ＧＩＳ（ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）等方法，选择第一性生产力和
生态服务功能价值为研究对象，对区域的生产力和生态服务价值进行定量的时空异质性评价，旨在为区域生态环
境建设与发展经济的一致性提供依据。
１　材料与方法
１．１　研究区概况
庆阳市位于甘肃省东部，习称“陇东”，位于东经１０６°２０′～１０８°４５′，北纬３５°１５′～３７°１０′，海拔８８５～２０８９ｍ。
总面积２７１１９ｋｍ２，耕地面积４４．４万ｈｍ２，人口２５２万，辖１个市辖区和７个县，即西峰区、庆阳、华池、宁县、镇
原、合水、正宁和环县。研究区为黄土高原残原沟壑、丘陵沟壑、梁状沟壑地貌，东部为子午岭天然次生林区，年降
１８－２５
２０１１年１２月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第２０卷　第６期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
 收稿日期：２０１００６２９；改回日期：２０１００９０１
基金项目：国家自然科学基金项目（３１０６０１７８，４０７７１１３２）资助。
作者简介：李广（１９７１），男，内蒙古化德人，教授，博士。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｇ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｇｂ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
水６００～６５０ｍｍ，属温凉湿润性气候，土壤为灰褐色森林土；中部为残原沟壑农业区，属温和半干旱性气候，年降
水５００～５５０ｍｍ，多为黑垆土；北部和西北部为梁状丘陵沟壑农牧区，属温凉干旱性气候，年降水３５０～４５０ｍｍ，
土壤为黑坊土、黄绵土和粗黄绵土；全区年均温７～９℃。
１．２　研究方法
１．２．１　耕地净第一性生产力测算　
犙犻＝犅犻×（１－狉犻）／犳犻
犙总＝犙犻×犛犻
式中，犙犻为净第一性生产力（ＮＰＰ）（ｔ／ｈｍ２·ａ）；犙总 为总物质量（ｔ·ａ）；犅犻为经济产量（ｔ／ｈｍ２·ａ）；狉犻为经济产量
含水率（％）；犛犻为第犻类耕地的面积（ｈｍ２）；犳犻为经济系数［１１］（表１）。
表１　农作物经济系数及经济产量含水率
犜犪犫犾犲１　犈犮狅狀狅犿犻犮犪犾犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋犪狀犱犲犮狅狀狅犿犻犮犪犾狅狌狋狆狌狋狑犪狋犲狉狉犪狋犻狅狅犳犮狉狅狆狊
项目
Ｉｔｅｍ
经济系数（下限）
Ｅｃｏｎｏｍｉｃｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
（Ｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔ）
经济系数（上限）
Ｅｃｏｎｏｍｉｃｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
（Ｕｐｐｅｒｌｉｍｉｔ）
经济产量含水率
Ｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃ
ｙｉｅｌｄ（％）
小麦犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿 ０．３５ ０．５０ １３．０
稻谷 Ｒｉｃｅ ０．３８ ０．５１ １４．０
玉米犣犲犪犿犪狔狊 ０．３０ ０．４０ １４．０
薯类Ｐｏｔａｔｏｅｓ ０．３３ ０．４５ １３．３
豆类Ｂｅａｎｓ ０．２０ ０．３０ １２．５
１．２．２　生态服务价值测算　结合黄土高原生态脆弱的主要特点，选取了土壤保持、涵养水源、维持营养物质循
环、固碳释氧、净化空气５类评价指标，推算出生态系统服务功能的价值量，以评价陇东地区的生态效应。
１）大气调节价值
对植被光合作用吸收二氧化碳和释放氧气进行研究，采用碳税法或者造林成本法进行估算。首先，根据光合
作用方程式，植物每生产１ｇ干物质需要１．６３ｇＣＯ２，１．２０ｇＯ２ 计算：
犞＝犙×犈×犘
式中，犞 为固碳或制氧价值（元）；犙为净第一性生产力（ｔ／ｈｍ２·ａ）；犈为固碳或制氧系数；犘为固碳或制氧成本
（元／ｔ）。固碳系数１．６３；制氧系数为１．２；固碳价格为１２００元／ｔ；制氧价格为１０００元／ｔ［采用瑞典的碳税率１５０
美元（折合人民币为１２００元／ｔ）］［１２］；制氧价格为１０００元／ｔ［采用中华人民共和国卫生部网站（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．
ｍｏｈ．ｇｏｖ．ｃｎ）中２００７年春季氧气平均价格］［１２］。
２）水源涵养价值
涵养水源的价值首先采用水量平衡法计算出涵养水源量，然后根据单位面积的水价进行估算：
犞＝犚×犠×∑（１－θ犻）×犛犻
式中：犞 为涵养水源的价值（元）；犚为平均降水量（ｍｍ）；犛犻为第犻类耕地的面积（ｈｍ２）；θ犻为第犻类耕地单位面积
的径流系数；犠 为单位体积水价（元），取６．１１０７元／ｔ（根据１９９３－１９９９年《中国水利年鉴》平均水库库容造价为
２．１７元／ｔ，２００５年价格指数为２．８２，即得到单位库容造价）［１２］，根据李玉山［１３］黄土高原坡耕地年径流系数一般
小于５％，本研究取３％。
３）土壤保持功能价值
运用美国通用土壤侵蚀方程［１４，１５］以及结合研究区具体情况的各因子计算方法，计算耕地生态系统不同年份
保土物质量，运用机会成本法计算植被保持表土的价值、运用影子价格法计算植被保持养分的价值、运用替代工
程法计算植被防止泥沙淤积的价值［１６］：
９１第２０卷第６期 草业学报２０１１年
犞＝犞１＋犞２＋犞３
犞１＝犃×犐＝ 犙犕狊×犎×犘
犞２＝∑犙（犖犆１／犚１＋犘犆１／犚２＋犓犆２／犚３＋犕犆３）
犞３＝０．２４×犙×犠／犕
犃＝犃狆－犃狉
犃狆＝犚×犓狊×犔犛
犃狉＝犚×犓狊×犔犛×犆×犛
式中，犞 为耕地的土壤保持价值（元／年）；犞１ 为减少废弃土地的价值（元／年）；犞２ 为减少土壤养分损失的价值
（元／年）；犞３ 为减少泥沙淤积的价值（元／年）；Ｉ为单位面积收益（元／ｈｍ２·ａ）；犙为减少的土壤侵蚀总量（ｔ）；犕
为土壤容重（ｇ／ｃｍ３），按１．３４ｇ／ｃｍ３；犎 为土层厚度（ｃｍ），按０．５ｍ计算；Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 为磷酸二铵含氮量、磷酸二
铵含磷量、氯化钾含钾量（％），分别取１４％，１５％和５０％；Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 分别为磷酸二铵、氯化钾化肥、有机质价格
（元／ｔ），分别取２４００，２２００和３２０元／ｔ［采用农业部中国农业信息网（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｇｒｉ．ｇｏｖ．ｃｎ）２００７年春季平
均价格］；Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｍ分别为土壤中氮、磷、钾和有机质的含量（％）；犠 为１ｍ３ 水库库容的工程费用，取０．６１１０７
元。犃为土壤保持量（ｔ／ｈｍ２·ａ）；犃狆 为潜在土壤侵蚀量（ｔ／ｈｍ２·ａ）；犃狉为现实土壤侵蚀量（ｔ／ｈｍ２·ａ）。犚为降
水侵蚀力指标；犓狊 为土壤可蚀性因子，犔犛为坡长坡度因子，犆为地表植被覆盖因子，犛为土壤保持措施因子，各
因子的计算公式见文献［１７１９］。由于潜在土壤流失量是指生态系统在没有植被覆盖和水土保持措施情况下的
土壤流失量，因此，在计算中不考虑地表覆盖因素和水土保持因素，即犆＝１，犛＝１。
４）营养物质循环功能价值
利用各类作物实际经济产量，所需营养元素（有机质、Ｎ、Ｐ、Ｋ 的含量等数据）估算各类型作物营养物质的累
积量，然后运用影子价格法，定量评价耕地生态系统维持营养物质循环的价值。其公式为：
犞＝∑犙（犖犆１／犚１＋犘犆１／犚２＋犓犆２／犚３＋犕犆３）
式中，犞 维持营养物质循环的经济价值（元）；犙为净第一性生产力；犚１，犚２，犚３ 为磷酸二铵含氮量、磷酸二铵含磷
量、氯化钾含钾量（％）；Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｍ 分别为作物中氮、磷、钾和有机质的含量（％）；犆１，犆２，犆３ 分别为磷酸二铵、氯
化钾化肥、有机质价格（元／ｔ），取值同上。
５）净化环境功能价值
农业特别是种植业，具有降解污染物和清洁环境的显著效应。主要计算农田对ＳＯ２、ＮＯＸ、ＨＦ的吸收和滞
尘作用。其公式为：
犞＝犙×犆×犛
式中，犞 为净化价值（元），犙为单位面积吸收量；犆为治理成本（元）；犛为面积。陇东主要以旱地为主，取吸收各
种污染气体量：ＳＯ２ 为４５ｋｇ／（ｈｍ２·ａ）；ＨＦ为０．３８ｋｇ／（ｈｍ２·ａ）；ＮＯＸ 为３３．５０ｋｇ／（ｈｍ２·ａ）；滞尘为０．９５
ｋｇ／（ｈｍ２·ａ）。净化ＮＯＸ、ＳＯ２ 的单位成本价值为０．６元／ｋｇ，ＨＦ为０．９元／ｋｇ，削减粉尘成本为０．１７元／ｋｇ［１７］。
２　结果与分析
２．１　耕地净第一性生产力的时空异质性分析
２．１．１　耕地净第一性生产力的时间异质性分析　根据《庆阳市统计年鉴》中各作物单产、总产和播种面积，运用
ＮＰＰ公式计算生产力总量和净第一性生产力（图１）。可以看出，１９９７－２００５年耕地净第一性生产力（ＮＰＰ）呈波
动状态（犆犞＝７．３％），没有明显的上升趋势（图１）。最小值出现在２００１年，耕地ＮＰＰ只有４．４１ｔ／（ｈｍ２·ａ），而
最大值出现在２００２年，达到了５．５４ｔ／（ｈｍ２·ａ）。同时，庆阳市耕地各作物的总物质量波动幅度大于ＮＰＰ（犆犞
＝９．６％），并且略有上升趋势。总物质量峰值和谷值出现的时间与ＮＰＰ相吻合，分别为２．１７×１０６ 和２．９０×１０６
ｔ／ａ（图１）。
耕地生产力总物质量的大小取决于ＮＰＰ和耕地面积。在研究期内，ＮＰＰ没有显著增加；在退耕还林还草的
条件下，耕地面积没有减少，反而呈增加趋势，趋势方程为：狔＝０．８１２５狓＋５２．９１８，犚２＝０．７９１４，因此研究期内，
０２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
陇东黄土高原耕地各作物的总物质量略有上升。１９９７－２００５年降水量为３６２．８～７４３．３ｍｍ，平均值为
５１７．６ｍｍ，变异系数２１．８％，可以看出，在研究期内，降水量呈不稳定波动情况。通过生产力与降水量的变异分
析研究表明，生产力与降水量相关不显著（图２）。
图１　庆阳市耕地的净第一性生产力和总量动态变化
犉犻犵．１　犖犲狋狆狉犻犿犪狉狔狆狉狅犱狌犮狋犻狏犻狋狔犪狀犱狋狅狋犪犾狀犲狋狆狉犻犿犪狉狔狆狉狅犱狌犮狋犻狏犻狋狔（犖犘犘）犱狔狀犪犿犻犮
犺犪狀犵犲狅犳犮狌犾狋犻狏犪狋犲犱犾犪狀犱犻狀犙犻狀犵狔犪狀犵
图２　庆阳市耕地面积与降水量的的动态变化
犉犻犵．２　犇狔狀犪犿犻犮犮犺犪狀犵犲狅犳狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀犪狀犱犮狌犾狋犻狏犪狋犲犱犾犪狀犱犪狉犲犪犻狀犙犻狀犵狔犪狀犵
２．１．２　耕地净第一性生产力的空间异质性分析　根据陇东各区县１９９７－２００５年耕地ＮＰＰ的平均值，用ＧＩＳ进
行分区统计分析（图３），庆阳市耕地的ＮＰＰ差异可以分成２个区：一个是生产力相对较低的西北区（环县、镇原、
庆城和华池的西北部）；一个是生产力相对较高的东南区（西峰、正宁、宁县、合水和华池的东南部）。西北低值区
生产力低下，耕地平均ＮＰＰ只有３．５４ｔ／（ｈｍ２·ａ），变异系数为１１．５％；而东南高值区生产力相对较高，耕地平
均ＮＰＰ为５．９４ｔ／（ｈｍ２·ａ），变异系数为６．３％。可以看出，西北低值区生产力只有东南高值区的５９．７％，变异
系数远大于东南高值区，表明西北低值区生产力低下，同时生产力极其不稳定。
２．２　生态服务功能价值测算及时空异质性分析
２．２．１　生态服务功能价值测算及时间异质性分析　利用生态服务功能价值的研究方法，对研究区生态服务价值
进行了测算（图４）。１９９７－２００５年庆阳市耕地生态服务功能价值总量在波动中略有上升（图３），总量从３．７０×
１０６ 万元／ａ增加到４．９２×１０６ 万元／ａ；而生态服务单位面积价值在研究期内从７．１７万元／（ｈｍ２·ａ）上升到８．５１
万元／（ｈｍ２·ａ），表明近年来庆阳市耕地生态服务功能有所改善，但幅度非常小，其中总价值增加幅度大于单位
面积价值增幅。
１２第２０卷第６期 草业学报２０１１年
图３　庆阳市耕地的犖犘犘空间分布
犉犻犵．３　犖犘犘狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳犮狌犾狋犻狏犪狋犲犱犾犪狀犱犻狀犙犻狀犵狔犪狀犵
图４　庆阳市耕地生态服务功能价值动态变化
犉犻犵．４　犇狔狀犪犿犻犮犮犺犪狀犵犲狅犳犲犮狅犾狅犵犻犮犪犾狊犲狉狏犻犮犲狏犪犾狌犲狅犳犮狌犾狋犻狏犪狋犲犱犾犪狀犱犻狀犙犻狀犵狔犪狀犵
从１９９７－２００５年耕地生态服务单位面积价值中，大气调节、土壤保持、涵养水源、营养物质循环和净化空气
分别在１．５９１，３．７３７，２．５７６，１．３１７和０．００５万元／（ｈｍ２·ａ）上下波动；大气调节、土壤保持、涵养水源和营养物
质循环的变异系数分别为７．３％，２１．８％，２３．０％，和７．３％，可以看出，大气调节、营养物质循环和净化空气相对
比较稳定。而变化最大的是土壤保持和涵养水源，同时在价值总量中所占比例也较大，占总价值的６９．３７％，表
明在庆阳市生态脆弱区，生态服务功能主要以土壤保持和涵养水源为主。
总体来看（图４），１９９７－２００５年生态服务功能没有特别大的变化，从发展趋势上看，生态系统略有向良好的、
安全的态势发展，但是在目前这种状态下到底是否安全，尚缺乏一个确定的安全阈值［１９］，因此难以判断。
２．２．２　生态服务功能价值的空间异质性分析　生态服务价值总量取决于耕地面积和生态服务单位面积价值，在
已知耕地面积的情况下，生态服务单位面积价值是生态服务价值总量的决定因素。为此，对１９９７－２００５年生态
２２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
服务单位面积价值取其平均值，并运用ＧＩＳ工具对生态服务单位面积价值空间异质性进行分析表明，生态服务
价值分布情况与生产力的分布情况基本一致（表２，图５），可以看出，生态服务单位面积价值空间差异显著，从东
南向西北方向逐渐递减。在东南区，平均生态服务单位面积价值为１０．２万元／（ｈｍ２·ａ），最大值为１１．０万元／
（ｈｍ２·ａ）；在西北区，平均生态服务单位面积价值为７．７万元／（ｈｍ２·ａ），最小值只有６．８万元／（ｈｍ２·ａ）。
表２　庆阳市耕地生态服务单位面积价值量
犜犪犫犾犲２　犈犮狅犾狅犵犻犮犪犾狊犲狉狏犻犮犲狏犪犾狌犲狅犳犮狌犾狋犻狏犪狋犲犱犾犪狀犱狅犳狌狀犻狋犪狉犲犪犻狀犙犻狀犵狔犪狀犵
×１０４元Ｙｕａｎ／（ｈｍ２·ａ）
评价指标Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇｉｎｄｉｃａｔｏｒ 年份ｙｅａｒ
１９９７ １９９８ １９９９ ２００１ ２００２ ２００３ ２００４ ２００５
大气调节
Ｇａｓｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ
固定二氧化碳ＦｉｘｉｎｇＣＯ２ ０．９４２ １．０７７ ０．９４８ ０．８６３ １．０８３ ０．９８４ １．００２ ０．９９０
释放氧气ＲｅｌｅａｓｉｎｇＯ２ １．５２０ １．７３８ １．５３０ １．３９２ １．７４７ １．５８８ １．６１６ １．５９７
土壤保持
Ｓｏｉｌｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ
减少废弃土地Ｒｅｄｕｃｉｎｇｗａｓｔｅｌａｎｄ ０．０８８ ０．１３５ ０．１１５ ０．１２８ ０．１４０ ０．１８１ ０．１０９ ０．１１２
减少土壤养分Ｒｅｄｕｃｉｎｇｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔ １．５０３ ２．２８９ １．９５３ ２．１７５ ２．３８０ ３．０７８ １．８６０ １．９１０
减少泥沙淤积Ｒｅｄｕｃｉｎｇｓｅｄｉｍｅｎｔｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ １．０２９ １．５６６ １．３３７ １．４８９ １．６２９ ２．１０７ １．２７３ １．３０８
涵养水源 Ｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ １．７７４ ２．７０２ ２．３０５ ２．５６７ ３．１７１ ３．６３４ ２．１９６ ２．２５５
维持营养物质循环Ｎｕｔｒｉｅｎｔｃｙｃｌｅｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ １．２５４ １．４３８ １．２６７ １．１５３ １．４４７ １．３１７ １．３３７ １．３２１
合计 Ｔｏｔａｌ ７．１７ ９．８７ ８．５１ ８．９１ １０．５２ １１．９１ ８．４０ ８．５１
图５　庆阳市耕地生态服务功能价值的空间分布
犉犻犵．５　犛狆犪狋犻犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳犲犮狅犾狅犵犻犮犪犾狊犲狉狏犻犮犲狏犪犾狌犲狅犳犮狌犾狋犻狏犪狋犲犱犾犪狀犱犻狀犙犻狀犵狔犪狀犵
３　讨论
耕地生态系统是典型的人工生态系统，过去人们在农业生产中注重农业生态系统的直接服务价值（生产力），
却忽略整个生态系统至关重要的生产副产品和环境调节功能［２１２４］。同时，对耕地生态系统生产力和生态服务价
值的研究，除确保粮食安全之外，对生态环境，特别对土壤保持、涵养水源和大气调节等，服务功能具有较大贡献。
３２第２０卷第６期 草业学报２０１１年
生态服务功能价值的大小取决于耕地的ＮＰＰ，为此提高耕地ＮＰＰ是提高生态服务功能的根本所在。甘肃
陇东黄土高原属于旱作农业区，水和肥是制约系统生产力的２个主导因素［２８］。在肥力不变的条件下，耕地的
ＮＰＰ主要受降水因素的影响［２５］。通过对降水量与ＮＰＰ分析，降水量与ＮＰＰ之间决定系数（犚２＝０．２５５９７７）较
低。２００３年降水量达到最大，为７４３．３ｍｍ，ＮＰＰ不是最大值，为５．０３ｔ／（ｈｍ２·ａ），而１９９７年降水量最小，仅为
３６２．８ｍｍ，可ＮＰＰ为４．８２ｔ／（ｈｍ２·ａ），高于２００１年ＮＰＰ最小年份的４．４１ｔ／（ｈｍ２·ａ），表明生产力不仅取决
于年降水量，而且还取决于降水的季节分配等因素，这与徐为根等［２９］及李广和黄高宝［３０］研究结果一致。陇东黄
土高原耕地的ＮＰＰ平均值为５．０４ｔ／（ｈｍ２·ａ），仅为陕西榆林市榆阳区ＮＰＰ（１０．８２ｔ／ｈｍ２·ａ）的５０％［１１］，生产
力低下，生态功能服务价值也不高，说明生产力是生态服务价值的决定因素。而生产力受土地利用科技投入、种
植结构和土地集约利用程度的影响［３１］。因此，通过合理调整种植结构和作物布局，充分利用降水资源，以提高耕
地的ＮＰＰ和生态服务功能。
本研究仅对庆阳市耕地的生产力和生态服务价值进行了计算，考虑的影响因素都是一般性质，并未对自然、
经济、社会过程中的突发事件进行分析，由此而产生的损失也未计算。同时耕地的ＮＰＰ和生态服务价值总量略
有上升趋势，反映出庆阳市耕地利用结构是基本合理的，利用是可持续的，但影响土地合理性和可持续性的因素
很多。因此，有待于进一步更加深入地研究影响其合理性机制，对整个庆阳市的耕地利用变化及其生态安全进行
科学合理地评价，为陇东地区经济发展提供有力保障。
４　结论
在测评过程中，耕地的ＮＰＰ和生态服务价值计算考虑到不同作物之间参数的差异，根据不同作物确定相应
参数，根据不同气候特点进行推算同一作物不同年份参数，如实际土壤侵蚀量等，力求使测算结果更能反映区域
的实际情况。主要结论有：
１）在研究期内，陇东黄土高原耕地ＮＰＰ和生态服务单位面积价值变化不明显，而总量略有上升。通过对生
产力和生态服务价值分析，可以看出，近年来陇东黄土高原耕地的ＮＰＰ总量略有提高，并且生态服务功能有所改
善，表明近年来陇东生态环境有向安全态势发展趋势。
２）耕地ＮＰＰ和生态服务价值在空间分布上存在显著差异。生产力分布趋势与生态服务价值基本一致，从东
南向西北方向逐渐递减，可以分成２个区：东南区和西北区。而西北区生产力和生态服务价值低下，同时生产力
极不稳定。
参考文献：
［１］　江小雷，岳静，张卫国，等．生物多样性，生态系统功能与时空尺度［Ｊ］．草业学报，２０１０，１９（１）：２１９２２５．
［２］　侯扶江，徐磊．生态系统健康的研究历史与现状［Ｊ］．草业学报，２００９，１８（６）：２１０２２５．
［３］　ＣｏｓｔａｎｚａＲ，ＡｒｇｅＲ，ＧｒｏｏｔＲ．Ｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｗｏｒｌｄ’ｓｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓａｎｄｎａｔｕｒａｌｃａｐｉｔａｌ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，１９９７，３８６：２５３
２６０．
［４］　ＨｅａｌＧ．Ｖａｌｕｉｎｇｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓ［Ｊ］．ＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｃｏｎｏｍｉｃｓ，２０００，３５（３）：２４３０．
［５］　ＳｅｒａｆｙＳＥ．Ｐｒｉｃｉｎｇｔｈｅｉｎｖａｌｕａｂｌｅ：ｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｗｏｒｌｄ’ｓｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓａｎｄｎａｔｕｒａｌｃａｐｉｔａｌ［Ｊ］．ＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｃｏｎｏｍｉｃｓ，
１９９８，２５（１）：２５２７．
［６］　侯扶江，南志标，任继周．作物－家畜综合生产系统［Ｊ］．草业学报，２００９，１８（５）：２１１２３４．
［７］　王勇，骆世明．农业生态服务功能评估的研究进展和实施原则［Ｊ］．中国生态农业学报，２００８，１６（１）：２１２２１６．
［８］　王伟，陆健健．生态系统服务功能分类与价值评估探讨［Ｊ］．生态学杂志，２００５，２４（１１）：１３１４１３１６．
［９］　詹昭宁．中国森林立地分类［Ｍ］．北京：中国林业出版社，１９８９．
［１０］　成克武，吴丽娟，王清春．陇东地区生态环境建设问题的探讨［Ｊ］．北京林业大学学报，２００２，２４（１）：１０１１０４．
［１１］　莫宏伟，刘礼英，任志远．农牧交错区耕地净第一性生产力动态变化研究［Ｊ］．干旱地区农业研究，２００７，２５（１）：１５２０．
［１２］　郭浩，王兵，马向前，等．中国油松林生态服务功能评估［Ｊ］．中国科学Ｃ辑（生命科学），２００８，３８（６）：５６５５７２．
［１３］　李玉山．黄土高原森林植被对陆地水循环影响的研究［Ｊ］．自然资源学报，２００１，１６（５）：４２７４３２．
［１４］　ＷｉｓｃｈｍｅｉｅｒＷ Ｈ，ＳｍｉｔｈＤＤ．ＰｒｅｄｉｃｔｉｎｇｒａｉｎｆａｌｅｒｏｓｉｏｎｌｏｓｓｅｓｆｒｏｍｃｒｏｐｌａｎｄｅａｓｔｏｆｔｈｅＲｏｃｋｙＭｏｕｎｔａｉｎｓ［Ａ］．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ
４２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
Ｈａｎｄｂｏｏｋ２８２［Ｍ］，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ：Ｕ．Ｓ．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，１９６５．
［１５］　ＷｉｓｃｈｍｅｉｅｒＷ Ｈ，ＳｍｉｔｈＤＤ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｒａｉｎｆａｌｅｒｏｓｉｏｎｌｏｓｓｅｓａｇｕｉｄｅｔｏｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇ［Ａ］．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＨａｎｄｂｏｏｋ
５３７［Ｍ］，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ：Ｕ．Ｓ．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，１９７８：５８．
［１６］　薛达元，包浩生，李文华．长白山自然保护区森林生态系统间接经济价值评估［Ｍ］．中国环境科学，１９９９，１９（３）：２４７２５２
［１７］　王万忠，焦菊英．中国的土壤侵蚀因子定量评价研究［Ｊ］．水土保持通报，１９９６，１６（５）：１２０．
［１８］　谢红霞，李锐，杨勤科，等．退耕还林（草）和降雨变化对延河流域土壤侵蚀的影响［Ｊ］．中国农业科学，２００９，４２（２）：５６９
５７６．
［１９］　李双才，罗利芳，张科利，等．黄土丘陵沟壑区退耕对土壤侵蚀影响的模拟研究［Ｊ］．水土保持学报，２００４，１８（１）：７４７７，
８１．
［２０］　马新辉，任志远，孙根年．城市植被净化大气价值计量与评价———以西安市为例［Ｊ］．中国生态农业学报，２００４，１２（２）：
１８０１８２．
［２１］　谢红霞，任志远，李锐．区域生态服务价值时空异质性研究———以铜川市城郊区为例［Ｊ］．干旱区地理，２００７，３０（１）：２１２
２１７．
［２２］　谢高地，肖玉，甄霖，等．我国粮食生产的生态服务价值研究［Ｊ］．中国生态农业学报，２００５，１３（３）：１０１３．
［２３］　陈源泉，高旺盛．农牧交错带农业生态服务功能的作用及其保护途径［Ｊ］．中国人口·资源与环境，２００５，１５（４）：１１０１１５．
［２４］　盛婧，陈留根，朱普平．稻麦轮作农田生态系统服务功能价值评估［Ｊ］．中国生态农业学报，２００８，１６（６）：１５４１１５４５．
［２５］　李光录，高存劳．黄土高原南部土地生产力及其与侵蚀的关系［Ｊ］．干旱地区农业研究，２００７，２５（４）：４２４６．
［２６］　陈奇伯，王克勤，齐实，等．黄土丘陵区坡耕地水土流失与土地生产力的关系［Ｊ］．生态学报，２３（８）：１４６３１４６９．
［２７］　史东梅，刘立志．紫色土坡耕地生产潜力及水土流失治理［Ｊ］．西南农业大学学报（自然科学版），２００４，２６（２）：１３２１３６．
［２８］　钟良平，邵明安，李玉山．农田生态系统生产力演变及驱动力［Ｊ］．中国农业科学，２００４，３７（４）：５１０５１５．
［２９］　徐为根，吴洪颜，张仁祖．用多元积分回归方法分析降水对小麦产量的影响［Ｊ］．江苏农业科学，２００４，２４：２４２７．
［３０］　李广，黄高宝．基于ＡＰＳＩＭ模型的降水量分配对旱地小麦和豌豆产量影响的研究［Ｊ］．中国生态农业学报，２０１０，１８（２）：
３４２３４７．
［３１］　王科明，石惠春，周伟，等．干旱地区土地利用结构变化与生态服务价值的关系研究———以酒泉市为例［Ｊ］．中国人口·资
源与环境，２０１１，２１（３）：１２４１２８．
犛狆犪狋犻犪犾狋犲犿狆狅狉犪犾犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳狋犺犲犲犮狅犾狅犵犻犮犪犾狊犲狉狏犻犮犲狏犪犾狌犲犪狀犱犖犘犘狅犳
犮狌犾狋犻狏犪狋犲犱犾犪狀犱狅狀犔狅狀犵犱狅狀犵犔狅犲狊狊犘犾犪狋犲犪狌
ＬＩＧｕａｎｇ１，２，ＨＵＡＮＧＧａｏｂａｏ３，ＷＡＮＧＱｉ４，５，ＷＡＮＧＸｉｎｇｔａｎｇ２，
ＧＡＯＺｈｅｎｎｉ２，ＬＩＵＣｈｅｎｇｚｈｏｎｇ２
（１．ＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙｌａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｒｉｄｌａｎｄＣｒｏｐＳｃｉｅｎｃｅ，ＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ
７３００７０，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，ＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ
７３００７０，Ｃｈｉｎａ；４．ＣｏｌｅｇｅｏｆＧｒａｓｓｌａｎｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ
７３００７０，Ｃｈｉｎａ；５．ＣｒｙｏｓｐｈｅｒｅＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔｉｏｎｏｎＱｉｎｇｈａｉＸｉｚａｎｇＰｌａｔｅａｕ，
ＣｏｌｄａｎｄＡｒｉｄＲｅｇｉｏｎｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，
ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００００，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙｉｎｓｐａｔｉａｌｔｅｍｐｏｒａｌｓｃａｌｅｏｆｔｈｅｎｅｔｐｒｉｍａｒｙｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ（ＮＰＰ）ａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖ
ｉｃｅｖａｌｕｅｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｔｏｋｅｅｐａｈｅａｌｔｈｙｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｏｆｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｌａｎｄｂｙｕｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｅｃｏ
ｌｏｇｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．ＴｈｅｃｈａｎｇｅｓｉｎＮＰＰａｎｄｔｈｅｕｎｉｔａｒｅａｖａｌｕｅｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ
ｓｅｒｖｉｃｅｗｅｒｅｎｏｔｄｉｓｔｉｎｃｔｗｉｔｈｔｈｅｔｏｔａｌｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｆｒｏｍ１９９７－２００５．ＴｈｅｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＮＰＰａｎｄｅｃｏｌｏｇ
ｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅｗａｓｖｅｒｙｏｂｖｉｏｕｓａｎｄｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅｌｏｗｅｒｖａｌｕｅｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｗｅｓｔａｒｅａａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｒｖａｌｕｅｉｎ
ｔｈｅｓｏｕｔｈｅａｓｔａｒｅａ．Ｔｈｅｕｎｉｔａｒｅａｖａｌｕｅｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｗａｓａｂｏｕｔ１０．２×１０４ｙｕａｎ／（ｈａ·ａ）ａｎｄＮＰＰｗａｓａ
ｂｏｕｔ５．０４ｔ／（ｈａ·ａ）ｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅａｓｔａｒｅａ，ｗｈｉｌｅｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｗｅｓｔａｒｅａ，ｔｈｅｙｗｅｒｅ７．７×１０４ｙｕａｎ／（ｈａ·ａ）ａｎｄ
３．５４ｔ／（ｈａ·ａ）ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅＮＰＰａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅｗｏｕｌｄｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｒｅ
ｓｏｕｒｃｅｓｗｉｔｈｒａｔｉｏｎａｌａｎｄｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｏｐｔｉｍａｌｃｒｏｐｌａｙｏｕｔａｎｄａｄｊｕｓｔｅｄｐｌａｎｔｓｔｒｕｃ
ｔｕｒｅ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｌｏｎｇｄｏｎｇ；ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｌａｎｄ；ＮＰＰ；ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｖａｌｕｅ；ｓｐａｔｉａｌｔｅｍｐｏｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
５２第２０卷第６期 草业学报２０１１年