时间：2023-07-07 16:27:25
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关键词：农田生态系统；服务功能；评价方法
农田生态系统是依靠光照、温度、水分和土地等自然要素以及人为投入（如：化肥、种子、农药、灌溉、机械等），利用农田生物与非生物环境之间以及农田生物种群之间的关系来进行食物、纤维和其他农副产品的半自然生态系统[1]。农田生态系统是陆地生态系统重要组成部分。我国学者张新时和欧阳志云[2]早在1999年就对我国生态系统的服务功能经济价值进行了详细评价。随着人类文明的进步，科学技术的飞速发展，对农田生态系统服务的重视也日渐加深。部分学者[3-4]也曾对我国局部地区的森林生态系统服务功能价值进行了评价。一直到2005年，国内外关于资源生态价值评估理论和方法主要集中于森林资源和水资源[5-7]，对于农田生态系统的价值评估目前尚无公认的标准与方法，国内关于独立的农田生态价值评估案例尚少[8-9]。因此，为了更合理的利用农田生态系统，目前越来越多的学者开始关注农田生态系统服务的功能价值评价，并逐步成为研究热点。
1.农田生态系统服务功能的概念和内容
农田生态系统服务功能是指农田生态过程和人类活动所形成的人类赖以生存的自然环境条件与效用[10]。农田为我们提供了食物来源，例如粮食、蔬菜、水果等其他农副产品。除此之外，农田也具有生态服务功能和社会经济价值功能。一般农田生态系统服务功能价值可分为直接功能价值和间接功能价值。直接功能价值主要指农田生态系统可以直接为人类提供生产原料、粮食和其他农副产品等、以及生态观光所产生的农田生态系统服务功能价值。间接价值主要是指除农田直接供给农副产品以外而获得的对整个生态环境的价值，例如：净化空气、涵养水源、碳汇作用等。
2.农田生态系统功能价值
农田生态系统是一种半自然的人工生态系统，是由农田、环境及人为控制组成的复合生态系统，但由于其具有高度的目的性、开放性、高效性、易变性、脆弱性与依赖性等特点[11]，农田生态系统功能价值也具有复杂性、特殊性，其功能如下。
2.1提供农副产品的功能价值
农业是社会生产的基础，农田生态系统具有较高的生产力。人类所需的食物、生产原料主要来源于农田生态系统，大量的农副产品从农田生态系统输出。农田生态系统能够在人工辅助能的投入下，以较高的效率对系统外输出物质能量参与整个生态系统的物质能量大循环。据统计每年各类生态系统为人类提供粮食18×109t[3]。
2.2碳汇功能价值
一方面各种农作物利用太阳能，通过光合作用将CO2等物质固定转化为有机物；另一方面土壤的固碳作用也是相当重要的方面。假设我国耕地土壤有机质平均提高05%，则相当于固定碳近8×108t[12]。肖玉等[8，13]通过大田实验堆水稻生态系统的固碳作用进行了研究。
2.3养分循环及土壤保持价值
土壤是“土壤圈”物质循环的重要组成部分，也是陆地生态系统中维持生物生命周期的必要条件。农田生态系统通过地表覆盖和水土保持措施可保持土壤。孙新章等[14]的研究表明，不同地表覆盖和水土保持措施下中国农田生态系统每年保持土壤的数量和价值分别为1019×108t、440850×108元。
2.4水调节功能价值
农田具有涵养水源的功能，农作物枝叶能够截留部分降水，耕地也能保持部分水源，主要指土壤的有效持水量，土壤是一个天然的水库。据统计植被能截留高达1/3的降雨量[15]，同时能够减少水分蒸发、涵养水土、保持水源。黄璜[16]认为稻田及相邻的沟渠、山塘构成一个隐形的水库。
2.5美学和旅游价值
农田生态系统是一种半自然的人工景观，能够给人以视觉上的美感享受。农田景观是自然环境的重要组成部分，是自然界中最充满魅力的景色，也是我国农耕文化和地域特色的体现。近年来，伴随着我国城市化进程加快和新农村建设的不断发展，使城乡居民的生活环境发生巨大变化；加之传统农业向现代农业的转变及农业休闲活动的增多，农田生态系统在提供农副产品生产的同时，也提供了精神文明和旅游的价值，致使农田景观受到越来越多的关注。
2.6农田生态系统服务综合价值评价
农田生态系统本来就是一个复杂的系统，应进行综合性评价。谢高地等[17]整理了对我国专业人士进行的生态问卷调查结果，得出了中国陆地生态系统单位面积服务价值表，其中农田生态系统具有气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废物处理、生物多样性保护、食物生产、原材料生产和娱乐文化，并得出我国不同农田生态系统服务平均年价值量为61143元・hm-2。谢高地等[18]根据中国农田生态系统现状构建了农田生态系统服务评估当量因子表，估算出农田生态系统每年为人类提供195091亿元生态服务和经济产品总价值，其中419%是由农田生态系统自然过程提供和产生的，581%是由人类种植业活动过程产生。
3.农田生态系统服务功能评价方法
3.1农作物生产最的价值评价
利用市场价值法，农作物生物量与其经济产量的关系式[19]为：
VP=B×（1-R）/f
式中，VP表示农作物生物量；B表示经济产量；R表示经济产量含水率；f表示经济系数。
3.2碳汇功能评价
农田中的温室气体主要是CO2和CH4，这里计算主要以固定的CO2的价值为评价为例。农田生态系统包括作物的光合作用及作物、凋落物层和土壤的呼吸作用，采用以下计算方式[3]：
Q=S-Rd-Rs
式中，Q为CO2固定量，t/hm2.a；S为净第一性生产力所同化的CO2量，t/hm2.a；Rd为凋落物层呼吸释放的CO2量，t/hm2.a；Rs土壤呼吸释放的CO2量，t/hm2.a。
3.3涵养水源价值评价
农田生态系统涵养水源的作用可以采用降水储存量法来计算[20]：
Qw=A×Jo×K×（Ro-Rg）
式中，Qw为与裸地相比较，农田涵养水源的增加量；A为计算区面积；J为计算区多年平均产流降雨量；J0为计算区多年平均降雨总量；K为计算区产流降雨量占降雨总量的比例；R为与裸地比较，农田减少径流的效益系数；R0为产流降雨条件下裸地降雨径流率；Rg为产流降雨条件下农田降雨径流率。
3.4土壤保持价值评价
农田生态系统保持土壤的功能可采用如下方法计算[14]：
Qs=A×（Ep-Er）
式中，Qs为农田土壤保持量；A为农田面积；Ep为耕地潜在侵蚀模数；Er为现实侵蚀模数。
4.研究展望
本次研究只是对农田生态系统服务功能的部分功能进行了功能价值评价，对环境净化方面未涉及，这也是以后仍需继续研究的方向。目前集约农业正向多功能农业方向发展，我们更应对农田生物多样性的研究更加深入。当然农田生态系统即存在对人类发展有益的服务功能，我们也不能忽视其带来的生态环境负效应，这也是我们未来研究的重点方向。此外，目前的定量分析较少涉及到评价区域的空间分析，对于空间关联性分析更是少有涉及。因此，如何采用更加准确的方法对农田生态系统生态价值进行定量研究，并对耕地涵养水源空间关联性进行分析，是值得进一步探索的课题。（作者单位：四川师范大学地理与资源科学学院）
参考文献：
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选择浙江省南部山区泰顺县作为研究区域，对全县各类生态系统服务价值进行了定量评估，并在此基础上进行了生态系统服务重要性及其区域分异规律的综合评价。结果表明：2012年全县生态系统服务总价值为334.1×108元，是当年该县GDP的6.40倍，其中以水源涵养、气候调节、土壤保持服务价值为主，三者分别占总价值的62.35%、21.8%、7.16%，生态系统有着巨大的间接服务价值。生态系统服务重要性分析结果显示，极重要、很重要、重要区、一般重要区域分别占全县总面积的31.43%、34.57%、20.35%、13.64%，评估结果可为生态系统的科学管理、生态保护关键区的确定以及生态保护和建设政策的制订提供理论依据。
关键词：
生态系统服务；价值；InVEST模型；浙南山区；泰顺县
生态系统服务是指生态系统提供给人类直接或间接的利益，主要包括向社会经济系统输入有用物质和能量、接受和转化来自社会经济系统的废弃物，以及直接向人类社会成员提供服务[1]。生态系统服务价值评估与自然资产核算是目前生态经济学和环境经济学的研究热点和焦点。为了对这些价值进行客观、科学的评估，国内外基于各种时空尺度的生态系统服务价值评估进行了大量的案例研究和理论探索[2～4]。初步建立了生态系统服务价值评估理论框架，探索了不同生态系统、不同服务类型的评估方法[5～8]。生态系统服务与权衡综合评价（integratedvaluationofecosystemservicesandtradeoffs，InVEST）模型是生态系统服务价值评估常用的工具，该模型运行较简单，并且已取得了良好的模拟效果[9～10]。生态系统服务重要性评价是针对区域典型生态系统，分析生态系统服务的区域分异规律，并明确生态系统服务的重要区域，目前对生态服务功能重要性评价的方法基本是按照环境保护部《生态功能区划暂行规程》，即对生物多样性保护、水源涵养、土壤保持、沙漠化控制、营养物质保持、海岸带防护功能6个方面进行评价，该评估在省级、流域、全国甚至全球尺度上可行，但在小尺度上就略显简单。
浙江省南部山区属于全国重要生态功能区划中的浙闽赣交界山地生物多样性保护重要区，是我国生物多样性重点保护区域，同时也是重要的水源涵养区。如何加强该区域生态系统的科学管理，确定生态保护关键区以及针对不同区域制定相关生态保护和建设政策，均需进一步明确其生态系统服务价值极其空间分布。本研究选择泰顺县作为研究区域，通过构建生态系统服务价值评估指标体系，确定评估方法，定量评估各类生态系统服务价值，并进一步分析生态系统服务重要性，以期为权衡生态保护与发展之间的关系、建立合理的生态补偿机制提供重要基础数据，亦有助于将价值评估结果纳入自然资源可持续利用、生态环境保护和政绩考核体系。
1研究区概况
泰顺县土地总面积1762km2，属亚热带海洋季风型气候，年均气温16.1℃，年均降水量2008.8mm，年平均蒸发量1148.6mm。境内沟谷纵横，有大小溪流数百条，分属飞云江、交溪、沙埕港、鳌江四大水系。森林资源丰富，全县森林覆盖率为75.6%，有常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、竹林、山地灌丛等5个群落类型。除乌岩岭自然保护区内保护较完整的13.4km2原始森林外，其余基本都是次生林。土壤类型以红壤、黄壤、紫色土和水稻土为主。全县中度以上土壤侵蚀所占比例为25.09%，平均土壤侵蚀模数为1729.96t/(km2•a)，属轻度水利侵蚀，水蚀的主要形式是坡面侵蚀和细沟、小切沟侵蚀，并伴有重力侵蚀和泥石流。
2研究方法
2.1数据来源数据主要包括：①土地利用数据，以遥感影像作为基本信息源，结合2012年1:50000土地利用现状图、30m×30m分辨率的数字高程模型（DEM）以及野外实测的地物光谱数据和社会经济统计数据等资料，通过计算机解译和人工解译相结合的方法获得；②气候数据，来源于中国气象局数据共享中心，包括2012年日平均温度、相对湿度、降水量和日照时数等，降水量的空间分布格局通过ANUSPLIN插值软件[11]将研究区及周边共12个气象站点的降水量观测值进行插值获得；潜在蒸散（ET0）采用联合国粮农组织（FAO）于1998年对Penman-Monteith模型的修订版本[12]计算获得；③土壤数据，通过对1:1000000土壤空间属性数据栅格化获得；④植物养分数据，来自遥感估测以及已有研究成果；⑤NPP（净初级生产力），采用周广胜等[13]的自然植被NPP模型得到；⑥产品供给及其他（如SO2、烟尘、工业粉尘排放量等）统计数据，主要来自《泰顺县统计年鉴2013》和泰顺县环境保护局，该研究以2012年为核算年。
2.2评价指标体系在千年生态系统评估和Haines-Youn等[14～15]生态系统服务分类基础上构建泰顺县生态系统服务价值评价指标体系，主要由产品供给服务、调节服务和文化服务价值3大类17项指标构成（产品供给包括6项，表1包括11项），并采用市场价值法、替代成本法、费用支出法等[16]进行生态系统服务价值的评估。
2.3评价方法
2.3.1产品供给生态系统产品供给价值指环境资源直接满足人们生产和消费所需的价值。
2.3.2固碳释氧植物每生产1t干物质可以吸收1.63tCO2（CO2分子量中C元素的含量为27.27%），同时释放1.19tO2。生态系统的净化环境功能包括大气环境净化和水环境净化。大气环境净化主要考虑生态系统对SO2的吸收和滞尘功能的价值；水环境净化主要考虑生态系统对COD和氨氮净化功能的价值。用污染排放量分别乘以单位排放量的处理费用，即为生态系统环境净化功能的价值。SO2治理费用和除尘价格根据《森林生态系统服务功能评估规范》确定，生态系统年净化水质价值采用网格法得出的全国城市居民用水平均价格计算，水的净化费用为2.09元/t。
3结果与分析
3.1生态系统直接服务价值生态系统直接服务价值主要是指其产品供给服务所产生的价值。主要包括农业产品、林业产品、畜牧业产品、渔业产品、水资源利用和水电6项。农业产品主要指粮食、油料、药材、茶叶、水果和蔬菜；林业产品主要指油茶籽、笋干、板栗、木材和毛竹；畜牧业产品主要指猪肉、牛肉、羊肉、兔肉、禽肉、禽蛋、蜂蜜和牛奶；渔业产品主要指水产品；水资源利用主要指农业灌溉用水、林牧渔畜用水、工业用水、城镇公共用水、居民生活用水和生态与环境用水；水电是指泰顺县全年135个水电站的总发电量。依据《泰顺县统计年鉴2013》统计得到全县生态系统产品供给总价值为8.11×108元，其中农业产品产量为16.63×104t，总价值为5.67×108元；油茶籽、笋干、板栗产量共计0.36×104t，木材1.90×104m3，毛竹109.37×104根，林业产品总价值为0.43×108元；畜牧业产品产量为0.83×104t，总价值为1.52×108元；渔业产品产量为298t，总价值为429×104元；水资源利用总量为6615×104m3，总价值为3839.88×104元；水电发电量为6.89×108kWh，总价值为0.05×108元。
3.2生态系统间接服务价值及总价值固碳释氧服务价值：由自然植被NPP模型计算得到2012年泰顺县单位面积NPP为710.13g/(m2•a)（以C计），故全县NPP总量为125.12×104t/a，计算得到，2012年生态系统固碳价值为4.19×108元，释氧价值为4.92×108元，固碳释氧总价值为9.11×108元。营养物质保持服务价值：在营养物质保持量的计算中，以各气候带营养元素N、P、K在植物体中的质量分数为依据[20]，结合当地森林资源清查数据来计算泰顺县生态系统的N、P、K含量，分别为0.485%、0.054%、0.27%，计算得到，2012年泰顺县生态系统固氮量为6068.53t，固磷量为675.67t，固钾量为3378.36t，总营养物质保持功能的价值为1.3×108元。水源涵养服务价值：2012年泰顺县年均降水量为2162.75mm，年均潜在蒸散量为690.56mm，生态系统水源涵养量为27.16×108m3，水源涵养功能的经济价值为208.32×108。土壤保持服务价值：由1:1000000中国土壤数据库获取泰顺县不同土壤类型的N、P、K含量。计算得到，泰顺县土壤保持总量为6908.63×104t，保肥总量为88.4×104t，总经济价值为22.98×108元；因土壤保持功能减轻泥沙淤积量为0.12×108m3，经济价值0.94×108元，泰顺县土壤保持功能总价值为23.92×108元。气候调节服务价值：2012年泰顺县森林、草地和城市绿地等植被覆盖面积为1684.21km2，每公顷绿地夏季在周围环境中可吸收81.1×103kJ的热量，全县植被因蒸腾作用吸收的热量为136.59×108kJ，合379.42×104度电。全县水面年蒸发量为0.22×108m3，在气温25℃环境下，1m3水汽化为相同温度的水蒸气需消耗2.43×106kJ的热量，全县水面蒸发消耗的总热量为54.6×1012kJ，折合15.17×109度电。植物蒸腾和水面蒸发产生的经济价值为72.82×108元。环境净化服务价值：2012年泰顺县SO2排放总量为163.73t，烟尘和工业粉尘排放总量为174.69t，生态系统净化空气总经济价值为22.27×104元。全县废水排放总量为52.39×104t，全部直接排入自然界中，其中，COD排放量195.27t，氨氮排放量为1.36t。生态系统净化水质的价值为109.5×104元。文化旅游服务价值：泰顺旅游区面积占全县面积25%，拥有乌岩岭国家级自然保护区、飞云湖国家级风景名胜区、承天氡泉省级自然保护区、氡泉-九峰省级风景名胜区、三魁天关山省级森林公园、南浦溪市级风景名胜区等旅游区。全县2012年接待国内外游客206×104人次，实现旅游收入10.51×108元，其中接待国内游客205.8×104人次，国内旅游收入10.48×108元；接待入境游客1605人次，国际旅游外汇收入281.21×104元。由表1可见，泰顺县生态系统间接服务价值为325.99×108元，其中，调节服务价值为315.48×108元，文化服务价值为10.51×108元。结合3.1节可知，泰顺县生态系统服务总价值为334.1×108元，具体地，水源涵养价值为208.32×108元，占总价值的62.35%；气候调节价值为72.82×108元，占21.8%；土壤保持价值为23.92×108元，占7.16%。
3.3生态系统服务重要性综合评价根据泰顺县生态系统的结构与功能特点，选择固碳释氧、营养物质保持、水源涵养和土壤保持等服务指标进行生态系统服务重要性综合评价，建立生态系统服务重要性评价指标体系（见表2），采用综合指数法[21～22]对各评价指标分级赋值后进行等权重叠加，并将评价结果分为4级，即极重要、很重要、重要和一般重要。由图1可见，泰顺县生态系统服务重要性表现出明显的空间差异。西北部的黄桥、乌岩岭、杨寮一带生态系统服务重要性最高，该区域为全县的多雨中心，加之乌岩岭自然保护区及其周边原始森林保护较为完整，森林植被覆盖度高，动植物种类十分丰富，是水源涵养和生物多样性保护极重要区，占全县总面积的31.43%；中北部的百丈镇、莜村镇以及南部仕阳镇一带生态系统服务重要性较高，该区域降水较为丰富，蒸散量低，植被覆盖度高，是水源涵养重要区，占全县总面积34.57%；其他区域生态系统服务重要性处于中等，这些区域城镇化水平较低，农村及农用地沿山间盆地及溪谷广泛分布，占全县总面积的20.35%；罗阳镇、泗溪镇、三魁镇、雅阳镇一带生态系统服务重要性最低，该区域地处山间盆地，属全县人口集中分布区，土地利用类型以耕地和建设用地为主，占全县总面积的13.64%。
4讨论
生态系统服务的评价方法主要有两类，一类是物质量评价法，另一类是价值量评价法[23]。本研究分别从物质量和价值量两方面对泰顺县生态系统服务进行评估，物质量评价法主要从物质量的角度对生态系统提供的各项服务进行定量评估，其特点是能够比较客观地反映生态系统的生态过程；价值量评价法是以货币价值量的角度对生态系统提供的服务进行定量评估，其结果易于纳入经济核算体系，可以从另一侧面展示生态系统服务价值，以引起人们高度重视，进而保证持续地利用生态系统服务。本文采用InVEST模型对泰顺县生态系统服务进行定量评估，在此基础上开展的生态系统服务重要性评价能够较为精细地反映生态系统服务的空间差异及其对人类社会的重要性。该研究结果显示，泰顺县生态系统服务以水源涵养、气候调节、土壤保持为主，有着巨大的间接服务价值。生态系统服务极重要区面积为553.84km2，占全市总面积的31.43%，远大于目前县域的林地保护面积。随着泰顺县经济的快速发展，使用林地面积逐步增加，林地保护与利用的矛盾日趋突出，加之水土流失日趋严重，应该大力恢复和发展生态公益林，既能保持水源涵养功能，又有利于保护生物多样性，并积极有效地应对气候变化。
泰顺县2012年全县生态系统服务总价值为334.1×108元，是当年该县GDP的6.40倍，该比值高于国内外大多数生态系统服务价值评估结果。如Costanza等[24]对全球生物圈生态系统服务价值估算结果显示，1994年全球生态系统服务价值约合当年世界GDP的1.82倍；Boumans等[25]利用全球生物圈复合模型（GUMBO）得出，2000年全球生态系统服务的价值约为当年世界GDP的4.5倍；陈仲新等[26]把我国植被类型合并为若干个陆地生态系统类型，并参考Costanza等包含16个生态系统类型的分类系统与17大类生态系统效益的分类方法及经济参数对1994年我国生态系统功能与效益进行了价值估算，结果表明，我国生态系统经济效益为当年GDP的1.73倍；吴珊珊等[27]通过构建海洋生态系统服务分类体系，计算得出2004年渤海海域生态系统服务价值相当于环渤海地区GDP的1.73倍；欧阳志云等[11]提出了生态系统生产总值（GEP）的概念及核算方法，并估算出贵州省2010年生态系统生产总值为当年全省GDP的4.30倍，比较发现，泰顺县生态系统在评价指标不是特别多的情况下，依然有着巨大的服务价值。
这种差异可能是由于评估时间、评估指标选取、评估方法及参数的不同造成的。一方面，利用遥感技术测算生态系统服务价值克服了传统生态统计方法以点代面的缺点，ANUSPLIN插值软件、Penman-Monteith模型、自然植被NPP模型等技术手段使得各项评估结果更能反映区域实际情况；但另一方面，遥感数据处理、模型运算精度、统计数据获取等都会不可避免地导致最终生态系统服务价值评估结果产生一定偏差。
关键词：农田；生态系统；服务价值；湖北省
中图分类号：S181；F062.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）15-3685-02
在过去的50年里，世界范围内40%的农田出现退化，这不但削弱了农田生态系统提供服务功能的能力，更引发了一系列的生态环境安全问题，威胁到人类社会的可持续发展。而最近十年，随着环境污染问题的加剧，食品安全问题愈发突出。对于某些限制开发区域来说，农田的直接经济价值并非其服务价值的主要部分，农田生态系统的各项生态服务功能日益引起人们的重视，并尝试在实践中将其作为确定农业生态补偿标准上限的依据。此次研究在借鉴前人已有研究成果的基础上，对湖北省农田生态系统服务价值进行初步测算，拟为农业生态补偿标准的确定提供依据。
1 研究方法与指标
生态系统服务功能价值评价方法一直是生态学领域的热点，计算方法很多，如机会成本法、防护成本法、基本成本法、生产成本法、人力资本法、置换成本法、旅行成本法、市场价值法、影子价格法、影子工程法等，然而按照上述方法计算出来的生态系统服务功能的价值往往非常大[1-10]。本文所用到的相关指标及计算公式，参考胡喜生等[5]关于非建设用地生态系统服务价值估算方法，主要用到以下指标。
1.1 生态系统服务价值当量因子
对于生态系统服务价值当量因子，针对其所得数据偏差较大的问题，有学者在对我国200位生态学者进行问卷调查的基础上，制定出我国生态系统生态服务价值当量因子表，给出中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量因子[2]。生态系统生态服务价值当量因子是指生态系统产生的生态服务的相对贡献大小的潜在能力，定义为1 hm2全国平均产量的农田每年自然粮食产量的经济价值。以此可将权重因子表转换成当年生态系统服务单价表，经过综合比较分析，确定1个生态服务价值当量因子的经济价值量等于当年全国平均粮食单产市场价值的1/7。
1.2 研究区域某种生态生产性土地的作物面积、产量和价格
依据总产量、总产值和面积计算出该区域各类生态生产性土地单位面积价值。主要作物的面积、产量、总产值来源于各地区年鉴，在此基础上经计算得到各种主要作物单位面积价值。
1.3 计算公式
在以上公式中，Pa为一个服务价值当量因子的经济价值量；Pi为i类土地生态系统单位面积的经济产值；Pij为i种土地生态系统j服务功能的单位面积价值；eij为i种土地生态系统j种服务功能的当量数。在生态生产性土地的划分中，非建设用地耕地、林地、草地、水域都可以按以上公式计算。本研究仅以耕地为例计算。
2 湖北省的农田生态系统服务价值测算
湖北省农田生态系统服务价值的计算，主要是参考胡喜生等[5]以福州市为例研究的基于生态系统服务价值的土地转移机会成本核算，借鉴其对农田生态系统服务价值的计算方法，核算湖北省农田生态系统服务价值。根据《湖北省统计年鉴》公布的湖北省主要农作物（包括粮食、棉花、油料、肉类、水产品），选择农地产出粮食、棉花、油料这3种农作物的单位面积经济价值（表1）来计算其他生态系统服务功能的经济价值。
根据已有研究及湖北省的具体情况，将各类土地利用类型与最接近的生态系统类型联系起来，从而给出各种土地生态系统单位面积的服务价值当量数。其中耕地与农田对应，可计算出不同土地生态系统的单位面积生态服务价值（表2）。
鉴于笔者对湖北省农地生态系统服务价值的研究还处于初步探索阶段，为了可靠起见，先研究农田（耕地）的生态系统服务价值，林地、草地、水域可采用同样方法进行计算。
3 小结与讨论
以农业大省湖北省为例，对其耕地生态系统服务价值所包含的气体调节、气候调节、水源涵养等功能进行测算。研究表明，湖北省耕地系统提供着较高的服务价值，其服务功能总价值约为13 205元/（hm2·a）。湖北耕地系统服务价值的大小排列为废物处理>水源涵养>生物多样性保护>气候调节>食物生产>气体调节>原材料供应>娱乐文化。可以看出，废物处理服务价值占总价值的26%，是耕地生态系统中相对较强的一项服务功能。娱乐文化价值仅占0.16%，是耕地生态系统中相对较弱的一项服务功能。
耕地生态系统既有自然生态系统的基本特征，又具有社会经济系统的一些特性，对其生态系统服务功能价值进行研究，有利于为生态补偿标准制定提供依据和指导，提高公众的生态意识。研究为可靠起见，仅选取湖北省2010年的数据，对耕地系统进行评价，计算结果只是耕地系统的服务功能价值，对于农田生态系统服务功能评价指标、评价方法的选择，还有待进一步探讨和完善。
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1．1研究区概况
区内年平均气温9．1℃，极端最高温39．1℃，极端最低温－23．1℃，≥10℃的积温为3242℃，多年平均降水量327．7mm，多集中在7—9月；多年平均蒸发量1468mm，是降水量的4．4倍；相对湿度为58％；多年平均日照时数2607．6h；无霜期185～200d；年平均风速仅为0．94m•s－1，静风次数占观测次数的53．4％。兰州全年干燥，底层大气具有逆温现象，加重了空气污染，该区域自然灾害主要为干旱［13－18］。在全国实施退耕还林（草）和大力推进生态环境恢复、建设的前提下，中央和当地政府决定投资16．8亿元，绿化兰州市南北两山。截止2005年南北两山绿化面积已经达到39078．10hm2，成活各类树木1．5亿株，植物种类达59科248种，常见的脊椎动物达76种。这对改善兰州投资环境，推动西部大开发战略，加快西北中心城市建设步伐，促进兰州经济发展和社会进步，以及实施国家可持续发展战略都将产生重要影响。
1．2数据来源与处理
采用的数据源主要包括：2005年8月LandsatTM卫星影像，1∶10万地形图，当地地理位置、气候、水文、人口、土壤等统计资料为基础数据，以张灵［19］对兰州市南北两山调查数据及2005甘肃省及兰州市统计年鉴作为辅助数据。影像处理在ERDAS软件下完成。首先，选择合适的波段组合进行遥感影像的合成。采用4、3、2波段假彩色合成能够较好地反映植被生长状况，而且能对地表最基本的几种覆盖类型加以明显区分，视觉效果较好，被人们普遍采用，尤其是目视解译。然后对影像做线性图像增强，几何精校正采用二次多项式模型，像元重采样用最邻近点法，校正后像元分辨率为30m，校正误差平原地区小于1个像元（即小于30m），山区小于两个像元（即小于60m）。结合研究区自然环境特点和相关地学信息，通过野外考察以及遥感影像分析建立研究区土地利用解译标志，根据建立的遥感解译标志，以校正好的地形图为底图，以ArcMap为交互式解译界面，在屏幕上利用自由笔在矢量方式下勾绘土地利用类型界线，以数字文字符号作注记，并在野外对遥感判读结果进行修正，生成土地利用专题图，再将解译结果导入地理信息系统软件ArcGIS9．2下进行拓扑分析、属性赋值和统计计算得到土地利用的基本数据。
1．3评价指标体系构建
参考前人的研究［8，10，20－21］，结合兰州市南北两山实际调查情况，根据森林生态系统服务功能指标体系评价原则、指标体系筛选思路、方法，提出适合该研究区的森林生态系统服务价值评价体系（图1）。
2兰州市南北两山生态系统服务价值评估
2．1经济效益
经济效益是由系统对目前的生产或消费直接贡献决定，也就是指系统直接满足人们的生产和消费需要的价值。如木材、薪炭材、野生药物、林副产品及森林游憩等，都是直接经济价值。
2．2生态效益
生态效益价值即为间接使用价值，是由森林生态系统提供的可用来支持目前生产和消费活动功能的价值，是不能直接进入生产和消费过程的，但为生产和消费提供支持和保障。森林生态服务的功能价值主要体现在涵养水源、维持大气平衡、固土保肥和保护生物多样性等，是其生态服务价值的主体，也是最容易被人们忽视的价值，对这部分价值进行定量评估对确切评价森林生态系统服务价值有重要意义。
3结果与分析
3．1城市人工森林生态服务价值
2005年兰州市南北两山工程区城市人工森林生态服务总价值为15．59亿元•a－1；以各项服务价值大小为依据，由大到小为：森林游憩＞维持大气平衡＞涵养水源＞林副产品＞固土保肥＞保护生物多样性＞木材＞薪炭材（表1）。这是对兰州市南北两山人工森林生态系统服务的评价是一个初步研究，有一定的不足之处；但由此可以看出，工程区森林生态服务效益非常显著，这对于在全球变化的背景下，节能减排、保护环境、改善人民生活环境，实现西部地区可持续发展有重要的现实意义。
3．2城市人工森林生态系统服务价值的组成特征
在计算研究区人工森林生态系统服务价值的基础上，对人森林生态系统服务价值的组成特征进行分析，以期能为政府更加合理的进行城市规划提供理论依据。由表1及图2可以得出，兰州市南北两山人森林生态系统服务价值为15．59亿元•a－1；其中，森林游憩效益最大为5．08亿元•a－1，占总系统服务价值的32．07％；这主要是由于在兰州市的人均绿地较少，在南北两山工程实施后，随着两山绿地面积的增加，依托现有的森林、文化资源和设施条件，发展一些特色的建筑、娱乐、餐饮、养殖等产业，极大催生了生态旅游的发展。生态效益为8．467亿元•a－1，占总系统服务价值的54．31％；经济效益为7．123亿元•a－1，占总系统服务价值的45．69％；两者相差比例不大，这与靳芳等［8］对中国森林生态系统服务研究的结果（间接价值是直接价值的14．94倍）不同。这主要是由于自然生态系统的物种组成多样，系统组成比较合理，稳定性较强，从而其生态效益趋于最大化；而人工生态系统有目的性，在其建立之初就必须要考虑到人们的支持性和积极性，因此，在其建设过程中，对其经济效益强调的比较多，同时，由于兰州市地处西北黄土高原半干旱区，城市人均绿地较少；因此，在南北两山绿化工程实施完成之后，随着南北两山绿化面积的增大及生态旅游的大力发展，使其成为兰州市人民休闲、避暑和度假的好去处，从而使得人工森林生态系统服务价值中的森林游憩效益所占比例也较大，故而其经济效益（直接价值）比例增大。正是由于人工生态系统是人为的、有目的性的建立的生态系统，因此，人工生态系统服务价值在组成上明显不同于自然生态系统。
4讨论
关键词：土地；土地利用变化；生态服务价值；敏感性分析；北京市
中图分类号：F301.24 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）04-0984-05
Impacts of Land Use Changing on Ecosystem Service Value
――Taking Beijing City as an Example
CHENG Lin-lin，WANG Peng-fei，YANG Yao-qi，YU Yang，JIA Ji-tang，REN Jun-tao
（Institute of Land Reclamation and Ecological Reconstruction， China University of Mining and Technology， Beijing 100083， China）
Abstract： To investigate the impacts of land use changing on ecosystem service value， a quantitative study of land use changing and ecosystem service value in Beijing city based on the theory of land use and ecosystem service value was made. Methods of the single land use dynamic degree， land use degree and sensitivity analysis were used. The results showed that the total ecosystem service value of land use in Beijing city from 1990 to 2008 was on a declining curve， decreasing from 381.59×104 Yuan in 1990 to 374.15×104 Yuan. Forest land had a big proportion in the land use of Beijing. Cultivated land and construction land changed obviously. Cultivated land reduced the largest amount of land by 1436.15 km2. Construction land increased the largest amount of land by 1339.85 km2. The land use structure changed in Beijing led to the reduction of the ecosystem service value in Beijing. All the coefficients of sensitivity were less than 1. It is indicated that coefficients of sensitivity （CS） of ecosystem service value was inelastic. The results of this study had a high reliability.
Key words： land； land use change； ecosystem service value（ESV）； sensitivity analysis； Beijing
土地是陆地生态系统的载体，生态系统类型在土地利用中表现为土地利用类型，土地利用的变化可以导致自然景观格局和物质循环与能量分配的变化，并对区域气候、土壤、水量和水质等引起的生态功能产生深刻影响[1]。近年来，土地利用/土地覆盖变化（Land use / land cover change，LUCC）被认为是全球环境变化与可持续发展研究的重要内容[2，3]。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[4]。生态系统服务是国际生态系统研究热点，研究开始于20世纪70年代[5，6]，生态系统为人类生存发展提供的服务可以分为两大类：一是生态系统对能量的固定和物质的转化而形成的实物型生态产品；二是非实物型生态服务功能[7]。最早对生态服务价值进行定量研究的是Costanza，其将生态系统服务功能划分为气候调节、水分调控、控制水土流失等17种功能，并在此基础上对全球生物圈生态系统服务价值进行估算[8]。
目前，生态服务价值的研究主要集中于生态系统过程、生态服务功能及其生态经济价值评价的技术与评估方法等多方面的综合研究。直到20世纪90年代末，国外有关生态系统服务的涵义、生态效益的价值理论及评估方法才开始引入中国[9]。目前，已有相关研究将土地利用类型和生态系统类型对应起来，通过分析区域土地利用/覆盖变化来研究区域生态系统服务价值的变化[10-12]。谢高地等[13]在Costanza研究模型的基础上，结合中国的实际情况，将生态系统服务功能划分为气体调节、气候调节、水源涵养等9项，通过对中国200位生态学者进行问卷调查，得到了“中国生态系统服务价值当量因子表”。
本研究以北京市为例，对北京市生态系统服务价值进行了定量研究，对土地利用变化引起的生态服务价值进行了分析和评价，以期为北京市土地资源的可持续利用、规划和保护提供一定的理论参考。
1 研究区概况与数据来源
1.1 研究区概况
1.2 数据来源
2.2 土地利用程度
3.1 北京市生态服务价值变化
2）本研究中北京市各生态系统服务价值系数的敏感性均小于1，证明所选取生态系统价值系数较为合理，研究结果的可信度较高。区域土地利用变化不仅改变了其土地利用类型，还导致了其生态系统服务价值量的改变，因此要维持区域土地利用的可持续性，必须科学规划土地利用结构和布局，又要充分考虑生态系统服务的重要影响意义，争取实现生态、经济、社会的协调可持续性发展。
3）本研究通过对北京市1990―2008年土地利用变化的分析，得到北京市各生态服务价值系数，进而对生态服务价值进行了定量研究，但并没有针对北京市各生态系统服务功能价值量进行深入测算，所得到的生态服务价值系数具有一定的局限性；另外，北京市各土地利用类型的划分不够具体，一定程度上阻碍了对该区域的生态服务价值的影响分析，这些方面的问题还需进一步研究。
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关键词 土地利用变化；生态系统服务；生态价值；科尔沁沙地
中图分类号 F 062.2
文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2007)03-0060-06
土地是陆地自然生态系统的载体，是人类赖以生存和发展的最基本的自然资源[1]。土地利用是人与自然生态系统交叉最为密切的环节，它在带给人类巨大直接利用价值的同时，还兼具改变陆地表层生物地球化学循环过程的间接生态价值[2]。由此，土地利用以及由此导致的土地覆盖变化对维持自然生态系统服务功能与自然资源的可持续利用起着决定性的作用[3，4]。然而，生态系统的服务功能大多是公益性的,尚不能直接通过市场反映出来。正是由于人类对这些生态系统服务功能认识的局限性,长期以来, 在环境演变的敏感地带，尤其是在我国北方半干旱农牧交错区，土地利用一直是以耗散环境的服务价值来获得产品服务功能最大输出的非持续型方式发展,这种以草地开垦、超载过牧为主体的土地利用活动，加速了区域环境的沙漠化过程，导致区域经济、生态双重滞后的局面。由此，量化研究农牧交错生态脆弱区土地利用的生态服务价值是迫切需要的。有鉴于此，本研究以地处半干旱农牧交错带的科尔沁沙地为研究区域，估算土地利用变化引起的生态系统服务价值的改变情况，定量地评价土地利用活动对沙地生态环境的影响，旨在为研究区建立可持续发展的土地利用模式，促进退化生态系统恢复与重建的进程以及制定区域生态安全管理决策提供基本的理论支持。
1 研究区概况及研究方法
1.1 研究区概况
科尔沁沙地位于我国东北地区西部，西起燕山山系的七老图山，东至松辽平原西部，南以努鲁尔虎山为界，北接大兴安岭山地南缘。地理坐标为42°41′～45°15′N，118°35′～123°30′E。沙地的主体处在西辽河下游干、支流沿岸的冲积平原上，北部沙地零散分布在大兴安岭山前冲积洪积台地上[5]。行政区域包括了东部的17个旗（县、区），主要分布在通辽市、赤峰市和兴安盟的科右中旗，并涉及辽宁省彰武县、康平县的部分区域和吉林省通榆县的部分区域，沙地总面积5.18万km2（1994年全国荒漠化普查数据），约占行政区域总面积（16.46万km2）的31.5%。
科尔沁沙地处于东北平原向内蒙古高原的过渡地带，气候具有从暖温带向温带、半湿润区向半干旱区过渡的特点，年太阳总辐射5 200～5 400MJ/m2，年日照时数2 900～3 100h，年平均气温5.2～6.4℃；年降水量343～500mm，降水空间分布为北部少南部多，西部少东部多，年降水的70%～75%以上集中在6、7、8三个月，冬春季降水仅占全年降水量的11%～16%；年平均风速3.5～4.5m/s，其中1～3月平均风速可达5.0～6.0 m/s，一年内大风日数平均为21～80d，冬春两季大风频率可占全年的69～81%[6]。区内主要土壤类型有栗钙土、黑垆土、沙土、草甸土和盐碱土等；原生植被景观为典型草原到森林草原的过渡类型――疏林草原，是传统的宜牧地区。然而近100多年来，由于受干旱多风等气候因素和滥垦、过牧、过度樵采等人类不合理的土地利用活动的影响，其原生景观已被沙丘、沙垄和丘间低地相间分布的沙地景观所替代。已有研究表明，该区域2000年的沙漠化土地面积为5.02km2，占全国沙漠化土地的47.5%[6] ，是我国沙漠化危害最为严重的区域之一。目前，科尔沁沙地正以1.9%的速度在扩展[5]。
1.2 研究方法
1.2.1 土地利用数据与归类
研究区1995年和2000年的土地利用数据来源于中国科学院资源环境数据库中的全国1∶10万土地利用数据库。该数据为土地资源的二级分类（25类），应用时将其合并为耕地、林地、草地、水域、湿地、城乡工矿居民用地和未利用地7个类型（见表1）。
土地类型二级类型含义耕地水田、旱地指种植农作物的土地，包括熟耕地、新开荒地、休闲地、轮歇地、草田轮作地；以种植农作物为主的农果、农桑、农林用地林地有林地、灌木林地、疏林地、其他林地指生长乔木、灌木等林业用地草地草地指以生长草本植物为主，覆盖度在5%以上的各类草地，包括以牧为主的灌丛草地和郁闭度在10%以下的疏林草地水域河渠、湖泊、水库坑塘、滩地指天然陆地水域和水利设施用地湿地沼泽地指地势平坦低洼，排水不畅，长期潮湿，季节性积水或常积水，表层生长湿生植物的土地城乡工矿
居民用地城镇用地、农村居民点、其他建设用地指城乡居民点及县镇以外的工矿、交通等用地未利用地沙地、盐碱地、裸岩石砾地目前还未利用的土地，包括难利用的土地
1.2.2 土地资源动态度计算
土地利用类型动态度（K）指的是某研究区一定时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况。
式中Ua、Ub分别为研究初期及研究末期某一种土地利用类型的数量；T为研究时段。当T的时段设定为年时，K值就是该研究区某种土地利用类型的年变化率。
1.2.3 生态系统服务价值计算
美国学者Constanza等人采用生态系统服务价值系数，对全球生态系统的服务价值进行了估算[8]，我国学者谢高地等人总结Constanza等的研究成果及不足之处，在对我国200位生态学者进行问卷调查的基础上，制定出中国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表[9]，用于我国区域生态资产价值的评估。近年来，国内许多学者应用Constanza等人的估算方法或谢高地等人的测评体系，对全国、海河上游农牧交错区、黑河流域、吉林省以及三江平原生态系统的服务价值进行了评估[7,10～13]。考虑到科尔沁沙地地处半干旱农牧交错带的具体情况，本文采用谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表（见表2）[9]来计算科尔沁沙地不同土地利用类型的气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废物处理、生物多样性维持、食物生产、原材料生产、休闲娱乐共9种生态服务功能的经济价值。生态系统服务价值的计算公式为：
式中V为研究区生态系统服务总价值（元）；Pij为单位面积上土地利用类型i的第j种生态服务价值（元/hm2・a）；Ai为研究区内土地利用类型i的分布面积（hm2）。
2.1 土地利用变化及分析
从科尔沁沙地1995年和2000年的土地利用类型及面积变化动态度（见表3）看，全研究区草地和耕地面积所占比例较高，土地利用以农、牧业为主。5年间，科尔沁沙地的耕地和湿地面积有所增加，其余类型面积均在减少。其中耕地明显增多，面积增加了2 007．93km2，增幅为4．87%，年变化率为0．97%；未利用地明显减少，面积减少了1 458．74km2，减幅为8．83%，年变化率为1．77%；林地和城乡工矿用地面积有所减少，年变化率分别为0．45%和0．64%；草地、水域和湿地面积变幅很小，年变化率仅为0．01%～0．26%。
从研究区各旗县2期土地利用类型面积变化数据（见表4）看出，5年间，科尔沁沙地土地利用变化的区域差异性较大，表现为20个旗（县、区）中有16个旗县的耕地面积呈增加趋势，其中12个旗县的耕地增加部分主要由草地和林地转换而来，以敖汉旗、科左后旗、翁牛特旗、奈曼旗和库伦旗尤为突出，其耕地面积共增加了1 305．10km2，变化率为7．71%～12．59%，相应地林地和草地面积分别减少了321．33km2和842．51km2，变化率分别为0．99%～21．42%和1．75%～9．13%；科左中旗的耕地面积增加了416．83km2，但其增加部分主要由城乡工矿居民用地和未利用地转换而来。此外，扎鲁特旗（含霍林郭勒市）的草地增幅很大（变化率为11．61%），面积增加了1 050．92km2，几乎平衡了整个科尔沁沙地丧失掉的草地面积，林地也增加了20．51km2，草地和林地的增加部分全部由未利用地转换而来；科右中旗的湿地增幅较大（变化率为7．80%），面积增加了43．67km2，主要由草地、耕地转换而来；康平县、彰武县和通榆县的土地利用结构则较为稳定。
由此表明，在1995-2000年间，科尔沁沙地的主体部分仅有扎鲁特旗（含霍林郭勒市）对其境内61．64%的积沙荒地进行了林草植被建设的有效治理，而大部分旗县仍维持着毁林毁草开荒的不合理土地利用活动。
2.2 生态系统服务价值变化
科尔沁沙地1995年和2000年的生态系统服务总价值及其变化如表5所示。5年间，科尔沁沙地生态系统服务总价值中草地的生态价值所占比例最高，达到34%，其次为林地，约占22%；耕地和湿地的生态价值接近，但耕地面积却是湿地面积的近10倍；仅占总面积约3%的水域所产生的生态价值约为总价值的9%，而占总面积9%～10%的未利用地所产生的生态价值最小，仅为0.4%。
1995年科尔沁沙地生态系统服务价值总额为1 463.67亿元，2000年为1 467.36亿元。5年间，沙地生态系统服务价值增加了3.69亿元，增幅为0.25%，平均每年增加了7 381万元，其中各种土地类型生态价值的变化幅度与土地利用类型面积的变化幅度相同。
从研究区各旗县1995-2000年生态系统服务价值变化数据（见表6）看，5年间，科尔沁沙地生态系统服务价值变化的区域差异性亦很大，表现为凡是将草地、林地和湿地开垦为耕地的大部分旗县的生态系统服务总价值呈下降趋势，以敖汉旗、科左后旗和翁牛特旗尤为突出。虽然这几个旗县因耕地面积增大后所产生的生态价值分别增加了2.80亿元，1.51亿元和1.05亿元，但因林地和草地等地类面积减小导致生态系统服务总价值分别下降了2.57亿元，4.08亿元和1.04亿元；扎鲁特旗（含霍林郭勒市）则由于大面积的沙荒地得到有效治理后转换为草地、林地、湿地和耕地，其生态系统服务总价值显著增大，增加了8.36亿元，仅草地的生态价值就增加了6.73亿元，占总增加部分的80.5%；科右中旗由于湿地面积大增，其生态系统服务总价值增加了2.10亿元；科左中旗由于大面积沙荒地和城乡工矿居民用地转换为耕地，其生态系统服务总价值增加了1.56亿元。
2.3 生态系统服务价值构成及变化
科尔沁沙地1995年和2000年的各项生态服务价值如图1所示。从其服务价值构成看，研究区废物处理、土壤形成与保护、水源涵养、气候调节、生物多样性保护、气体调节等间接生态服务功能起主导作用，所产生的价值占总价值的88.9%，而食物生产和原材料等直接产出价值仅占总价值的7.3%，娱乐文化价值占总价值的3.8%。表4 科尔沁沙地各旗县1995-2000年土地利用类型面积变化（km2）
5年间，科尔沁沙地生态系统各项服务价值的变化都很小，但区域差异性很大（见图1）。例如敖汉旗除了食物生产产出价值增加了7．83%以外，其废物处理、土壤形成与保护、水源涵养、气候调节、生物多样性保护、气体调节等间接生态服务价值、原材料产出价值以及娱乐文化价值均呈下降趋势，其中原材料产出价值和娱乐文化价值均下降了16．33%，气体调节、水源涵养、生物多样性保护、土壤形成与保护以及气候调节生态价值分别下降了8．75%，8．60%，6．68%，3．95%和3．42%；扎鲁特旗（含霍林郭勒市）无论是直接产出价值还是间接生态服务价值均呈增
3 结 论
(1)科尔沁沙地草地和耕地面积所占比例较高，1995年和2000年分别为47．7%，25．1%和47．6%，26．3%。在1995年到2000年的5年时间里，科尔沁沙地土地利用结构变化幅度较小，其耕地、林地、草地、水域、湿地、城乡工矿用地和未利用地面积的变化率分别为4．87%，-2．25%，-0．03%，-1．32%，0．54%，-3．21%和-8．83%，但区域差异性较大，如敖汉旗的土地利用结构变化较为剧烈，耕地、林地、草地、水域、湿地和未利用地面积变化的幅度分别为12．59%，-21．42%，-9．13%，-2．58%，10．94%和1．15%；奈曼旗耕地、林地、草地面积变化的幅度也很明显，分别为11．14%，-4．51%和-8．34%，扎鲁特旗（含霍林郭勒市）草地和未利用地面积变化的幅度十分显著，分别为11．61%和-61．64%。
(2)科尔沁沙地生态系统废物处理、土壤形成与保护、水源涵养、气候调节、生物多样性保护、气体调节等间接生态服务功能起主导作用，所产生的生态价值占总价值的88．9%，而食物生产和原材料等直接产出价值仅占总价值的11．1%。在1995年到2000年的5年时间里，科尔沁沙地生态系统服务价值仅增加了3．69亿元，增幅为0．25%，但区域差异性很大，如敖汉旗生态系统服务总价值下降了2．57亿元；扎鲁特旗（含霍林郭勒市）则由于大面积的沙荒地得到有效治理后其生态系统服务总价值增加了8．36亿元。
研究区各旗县土地利用结构及生态服务价值的变化趋势表明， 1995-2000年5年间，科尔沁沙地生态系统服务价值的增加实质上并非因耕地面积的增加所产生，而主要是由于沙荒地转换为草地、林地、湿地和耕地以及城乡工矿居民用地转换为耕地后引起的生态价值增值所致。敖汉旗和扎鲁特旗（含霍林郭勒市）各项服务价值的变化趋势进一步表明，以牺牲生态环境作为代价可换得一时的直接经济利益，而注重环境的治理则可获取生态、经济双赢的效果。由此，有步骤地实施退耕还林还草生态工程，有效治理沙荒地，有效控制城镇建设用地的扩展，是恢复和提高科尔沁沙地生态系统服务功能的有效途径，也是该区域生态恢复重建的重要任务。
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Effects of Land Use Change on Ecosystem Service Values
of Horqin Sandy Land
ZHANG Hua ZHANG Aiping YANG Jun
（College of Urban and Environment Sciences
Liaoning Normal University，Dalian Liaoning
116029, China）
Abstract Studying the changes of land use on ecosystem service values can assess quantitatively the effects of land use activity on the regional eco-environment. Based on the land use data of 1995 and 2000, and referring to the table of Chinese land ecosystem service value of unit area which was established by Xie Gaodi, etc.[KG-0.5mm], the effects of land use change in Horqin Sandy Land on ecosystem service value were estimated. The result indicates that from 1995 to 2000, the area of farmland increased 4.87%, the area of forestland decreased 2.25%, and of grassland decreased 0.03%, of water bodies decreased 1.32%, of wetland increased 0.54%, and the land of rural-urban, industrial mining and residents reduced 3.21%, unused land decreased 8.83%. The land use in the study area were different from region to region, as most county kept abusing land by destroying forestland and grassland. The total ecosystem service value in Horqin Sandy Land increased from 146.367×109 yuan to 146.736×109 yuan in period of 1995-2000. There was 0.25% net increment of 369×106 yuan, and the increment was not caused by the extent of farmland, but by the effective management on the sandy land in some counties.
1997—2002年，国家实施政企分开改革，国家电力公司成立，负责电力行业商业运行的管理，《电力法》的颁布实施赋予电力企业作为商业实体的法律地位；电力行业的行政监管和监管职能移交给国家发展计划委员会和国家经济贸易委员会。上述电力体制改革的举措，初步确立了国家电力公司、煤炭企业、下游用户等相关利益相关方的关系运作模式。2003—2005年，电力体制改革打破了原有国家电力公司集发、输、配、售为一体，垂直运营、高度集中的体制，实行了厂网分开，成立国家电网公司、南方电网公司两大电网公司，发电侧形成了五大发电集团与神华集团、华润集团等中央发电企业以及众多地方、外资、民营发电企业多家办电、多种所有制办电的竞争格局。根据企业生态系统理论，国家电网公司生态系统可以定义为：公司生态系统由电力供应链成员（包括发电燃料供应企业、发电企业、电网企业、用户等）、直接利益相关方（包括政府、电力规划设计建设企业、装备制造企业等）、间接利益相关方（包括行业协会、媒体、科研机构、金融机构、战略伙伴等）构成，通过能量流、物质流、信息流和价值流的交互，形成彼此相互影响、相互依赖、共同作用的共赢共生的价值体系公司生态系统既受经济、能源、环境、技术等外部因素影响，同时系统成员行为也将影响和改变外部因素。公司生态系统与外部因素之间存在相互影响、相互依存的关系。在国家电网公司生态系统中，政府制定能源战略与规划、核准重大项目、核定电力价格，直接决定系统的生产力布局和利益分配机制；公司是价值平台的建设者，承担骨干型成员角色；发电企业和用户通过价值平台实现价值流、能量流和信息流的交互；规划设计建设企业提供工程项目规划、评审、设计、施工等全环节基础设施建设服务；装备制造企业、行业协会和科研机构为系统提供设备和政策技术指导，媒体是社会舆论的传播者和企业行为的监督者。国家电网公司生态系统作为重要的战略思想，其内涵是指公司以电网为载体，搭建综合价值平台（电力调度运行平台、能源环境资源优化配置平台和社会公共服务平台），推进利益相关方的协调互动，促进各方达成价值共识（“一识”），追求系统价值创造最大化和价值分享最优化（“两化”），实现系统成员的共生、共赢和共享（“三共”）。其中，共生是指系统成员共同发展；共赢是指尊重各方的利益诉求；共享是系统成员的价值分享应该得到优化。
二、国家电网公司生态系统特征
一是公司生态系统正处于并将长期处于动态演进调整阶段，随着能源技术的不断发展和体制机制改革的逐步深化，系统成员将面临更多的创新挑战与生态位调整的压力。二是行业规划决策严重影响系统运行效率的提升和价值创造能力。电力行业固定资产存续周期长，政府、发电企业、电网企业等利益相关方需要统一战略思想、统一规划、协调系统运行。三是公司生态系统的演进与发展直接关系多方利益主体。系统覆盖社会经济各主体，产业链长，具有种群数量庞大等特点。四是政府在公司生态系统中处于主导地位，直接影响公司生态系统成员的利益关系，影响整个生态系统的基本格局和发展演进。五是公司具有显著的市场优势地位，同时承担维护生态系统健康发展的重要责任。相对其他利益方，公司是发电企业、用户之间赖以生存的价值平台构建者。
三、国家电网公司生态系统健康评价
第一，价格制定与传导等政策机制不完善且执行不到位，影响了系统成员间的利益平衡。受政府管制的能源电力价格未能及时反映市场供需关系，严重影响了公司生态系统各企业成员间的利益平衡，“煤炭-发电-电网”产业链上的系统成员经营业绩起伏不定，影响系统成员的可持续发展。第二，规划机制不完善，系统成员缺乏明确的发展指引方向，影响公司生态系统的协调发展。电力与电网规划至今尚未出台，电力投资缺乏科学引导，加剧了电源与电网发展不协调、电力建设与需求增长不协调、电力发展与能源环境经济不协调等问题。第三，系统成员对于坚强智能电网带来的综合价值缺乏共识。中央政府、地方政府、发电企业等利益相关方对跨区电力输送和煤电布局等问题认识的分歧，导致系统跨区域资源配置能力明显不足，影响公司生态系统价值创造平台的功能和运行效率提升，影响系统的健康发展。第四，公司生态系统对于环境、技术等外部因素的适应力有待提高。系统成员需要提高环保管理与技术水平以适应外部因素的发展与变化，开拓国内外市场以适应经济增速放缓，提高电力技术水平以适应新能源等技术的快速发展。
四、国家电网公司生态系统建设与维护重点
为建设与维护功能性强、适应性优、协调性好的公司生态系统，实现生态系统成员的共赢、共生与共享，公司一方面要加强同各利益相关方的沟通与协调，完善利益平衡协调机制，缓解成员间利益冲突；另一方面要加大电网发展方式和公司发展方式的转变力度，构建有活力的价值创造平台。
（一）与利益相关方的协调策略
1.促请政府制定行业统一规划，形成指导利益相关方发展的一致行动纲领。
促请政府打破条块分割、地区分割、上下游分割、新能源与传统化石能源分割、近期与中远期分割的电力发展模式，借助各方丰富的信息资源和专业的研究力量，及时制订科学统一的发展规划，形成全国和各省的协调配置格局。
2.与利益相关方共同提升电力系统协调运行水平，创造生态系统的共同价值。
未来跨省跨区的电力交易和运行要求各利益相关方高效协调互动，突破以往的省际交换模式，在全国范围内实现跨区电力平衡，减少弃风、弃水、弃光，解决清洁能源消纳难题，疏导生态系统成员间的利益平衡矛盾。
3.协同各利益相关方促请政府完善价格机制，缓解成员间的利益冲突。
完善火电上网电价与利用小时数的联动机制，弥补火电为清洁能源发电调节出力、减少发电量后所产生的经济损失。
4.深化对电力市场改革的研究，配合市场化改革试点，推动政府形成科学的改革决策，推进全国电力市场建设。
公司促请政府建立与大用户直接交易试点相配套的输配电价机制，输配电价的确定应保障公司的合理收益。
5.加强内部管理，适应未来政府监督管理方式的转变，提高系统成员间协调关系。
通过加强公司的经营管理，进一步完善管理方式，从严要求，依法治企，适应政府放权与监管并重、事前放权、事中与事后加强监管的监督管理模式。
（二）增强公司核心能力的举措
1.牢固树立“安全第一”的意识和思路，加快构建坚强的电网安全管控体系。
公司加强对电网安全管理的组织领导，通过强化事故发生前安全风险的防范和控制、事故过程中的应急处置以及事故发生后的调查处理，增强安全风险预防与应急处置能力，切实保障当前和中长期电网安全。
2.加强公司人才队伍建设与管理，加快形成结构合理、素质优良的人才队伍，提高公司劳动效率。
加快特高压电网、智能电网等前沿领域的高精尖人才和专项人才的引进和培养工作，提升关键部门、关键岗位的员工业务水平，加强人才跨地区、跨领域的合理流动，逐步缩小地区之间人才素质的差距。
3.加大技术创新力度，积极参与新技术的研发和示范。
加快特高压、配电网等领域关键新技术的研发和完善，积极推动成熟适用技术的规模化应用，带动装备制造企业的技术水平和市场竞争力的提升。对尚未完全成熟的技术，积极推动研发示范。
4.加强管理创新，全面建设“三集五大”体系，实现公司资源的统一高效运作。
加强公司总部资源配置能力，增加资源整合能力，改变核心资源在各专业、各层级的条块分割和封闭运行现象。统一各省公司的管理标准、技术标准和工作标准，缩小不同地区企业管理能力和运营水平的不平衡差距。
5.积极实施国际化战略，提高公司生态系统的国际市场拓展能力。
加强与国际一流能源、电力企业的合作，拓展公司盈利空间和水平，提升公司可持续发展能力，同时带动国内装备制造产业的发展。
五、结语
本研究针对目前生态系统服务产品提供的价值评估缺乏空间表达、对数据要求高、评估效率低等不足，初步构建了适用于生态系统服务产品提供的价值评估方法，探讨了广西北部湾经济区生态系统服务产品提供功能。
1研究区概况
广西北部湾经济区位于广西壮族自治区中南部，地处20°54'9"~24°2'6"N、107°19'26"~109°51'54"E，东西长262km、南北宽347km，总面积4.17万km2，由南宁、北海、钦州、防城港4市所辖行政区域组成，地处泛珠三角区域经济合作区、大西南区域经济合作区和中国-东盟区域经济合作区的结合部，是我国西部大开发地区唯一的沿海区域，也是我国与东盟国家既有海上通道又有陆地接壤的区域，区位优势明显，战略地位突出。
2生态系统服务价值评估
生态系统通过初级生产、次级生产供应为人类提供农业、林业产品等，满足人类生存与发展的物质需求。由于生态系统提供的产品能够在市场上进行交易，因此可以采用市场价格法对生态系统产品提供的服务进行价值评估[4]。
2.1农业产品提供的服务价值
2.1.1价值量评估
评估中主要考虑纳入国民经济核算框架的农业产品价值[5]，包括粮食、糖料、油料、蔬菜及其他农作物，以及茶园、果园、桑园及其他园地等提供的产品。计算公式如下：Va=∑Aa,i×Ya,i×Pa,i式中，Va为农产品的价值（元）；Aa,i为第i类植物产品可收获的面积（hm2）；Ya,i为第i类植物产品的单位面积产量（kg/hm2）；Pa,i为第i类植物产品当年的市场价格（元/kg）。
2.1.2空间表达
由于在耕作管理上的不一致，在同一块耕地种植的农作物在年内和年间会不一样，即有可能出现种植粮食作物、油料作物及同时种植其他作物的情况，加上间作套种等模式出现，难以确定具体粮食作物或油料作物的复种指数。因此，为合理表示种植业农产品的价值空间分布，有效确定各种作物的种植面积，对各种农作物统一采取全研究区的平均复种指数（播种面积/耕地面积）。
根据广西统计年鉴中各类作物的播种面积、单产、产值，计算出研究区域中各种农作物的种植面积（播种面积/复种指数）及平均单位面积产值；将各种农作物在各研究区的种植面积乘以单位面积产值，得到每种农产品在各研究区的产值；各产品产值经过权重系数（各产品667m2产量与研究区平均的比值）修正（体现空间肥力和管理水平的差异），再经种植面积加权后赋予相应的土地利用图斑（由于同一种耕地，如灌溉水田，有可能种植粮食也有可能种植蔬菜，各研究区域的农产品种植结构也不尽相同，为了缩小这种空间差异，对不同研究区域内不同农作物进行种植面积加权，得到研究区域内同一耕地类型总的单位面积价值后，平均赋予相应的图斑）。
将土地利用图与行政区划图合并，得出不同区域的不同土地利用斑块，融合后将各种农产品价值赋予各自土地利用图斑，然后对农业产品价值字段进行渲染，得到农产品提供的服务价值分布（图1，封底）。
2.1.3价值评估
2010年北部湾经济区粮食、油料、水果、蔬菜等农产品的总产值为2249258万元。由图1可见，2010年广西北部湾经济区农产品价值空间分布差异大，主要分布在中部地区，与广西北部湾经济区的耕地资源主要分布在中部直接相关。从表1可知，按集中程度分析，有3个较为明显的集中区域，分别位于广西北部湾经济区中部（南宁市辖区、横县）、中南部（钦州市辖区、灵山县和合浦县）、中北部（武鸣县、宾阳县）；按区域总价值统计，最大值779376万元（南宁市辖区）与最小值2171万元（东兴市）相差358.99倍；按研究区域单位面积价值统计，广西北部湾经济区单位面积农产品平均价值为52.95万元/km2，其中，最大值119.54万元/km2（南宁市辖区）与最小值4.32万元/km2（东兴市）相差27.64倍。
2.2林业产品提供的服务价值
2.2.1价值量评估
生态系统提供的林业产品主要包括采伐的木材、竹材及采集的非木林产品[6]，采用市场价格法评估，计算公式如下：Vf=∑Af,i×Yf,i×Pf,i式中，Vf为林业产品的价值（元）；Af,i为第i类林业产品可收获的面积（hm2）；Yf,i为第i类林业产品的单位面积产量（kg/hm2）；Pf,i为第i类林业产品的市场价格（元/kg）。
2.2.2空间表达
根据北部湾经济区内不同的植被覆盖情况，计算各种植被生产的林产品的价值，平均分配给相应的土地利用图斑。根据土地利用现状及森林资源分布（如划分有林地、疏林地、灌木林地、其他林地等），林业产品供给价值用年内增长活立木价值表示，运用市场价格法计算。对于活立木价值，根据森林资源调查资料确定生态系统优势林分分布，根据统计年鉴获得林业产品年净生长蓄积量数据；确定当年活立木价格，与年净生长蓄积量相乘，得到各林分活立木价值；利用GIS软件，将计算出的各种林分活立木价值分别赋予相应的土地利用图斑，然后对林业产品价值字段进行渲染，得到林产品的价值空间分布图（图2，封底）。
2.2.3价值评估
2010年北部湾经济区林产品价值为2145287万元。从图2可见，林产品价值总体分布在中南部，与农产品价值分布差异较大，这主要与北部湾经济区林业资源分布状况相关。从表2可知，按研究区域总价值比例统计，南宁市辖区（12.70%）、钦州市辖区（11.63%）、上思县（9.64%）较高，合浦县（3.80%）、东兴市（1.44%）、北海市辖区（0.69%）较低，最大值272390万元（南宁市辖区）与最小值14884万元（北海市辖区）相差18.3倍；按研究区域单位面积价值统计，北部湾经济区单位面积林产品平均价值为50.5万元/km2，其中，上思县（72.79万元/km2）、防城港市辖区（65.90万元/km2）、浦北县（63.23万元/km2）较高，宾阳县（36.77万元/km2）、合浦县（33.58万元/km2）、北海市辖区（15.16万元/km2）较低，最大值72.79万元/km2（上思县）与最小值15.16万元/km2（北海市辖区）相差4.8倍。#p#分页标题#e#
2.3产品提供的服务价值
2010年北部湾经济区产品提供价值（含农业产品和林业产品提供价值）为4394545万元，产品提供价值的空间分布如图3（封底）所示。北部湾经济区产品提供价值空间分布差异较大，主要分布在中部地区，与广西北部湾经济区的耕地、林地资源主要分布在中部直接相关。从表3可知，按研究区域总价值统计，最大值1051766万元（南宁市辖区）与最小值246676万元（东兴市）相差31.8倍；按单位面积产品价值统计，北部湾经济区单位面积产品平均价值为103.44万元/km2，其中，最高的南宁市辖区（161.31万元/km2）与最低的北海市辖区（81.31万元/km2）相差3.6倍。
从评估结果发现，生态系统服务产品提供价值存在高度空间异质性，若不进行价值的空间分配过程，各项服务产品提供价值只能按行政区域数值进行表示，难以体现空间差异。如农业服务价值与作物类别、播种面积、土壤肥力、农作物管理水平等多种因素有关，空间差异非常大；若仅仅采用各行政区域统计资料数据表示各项服务价值，在一定程度上会掩盖其空间分布特征。通过生态系统服务产品提供价值空间分配过程，结合其他生态系统价值评估结果，有利于对特定区域的生态系统服务能力进行全面分析。
关键词 生态系统服务价值；土地利用；喀纳斯自然保护区
中图分类号 F301.24 文献标识码 A
文章编号 1002-2104（2011）11-0146-07doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.11.024
生态系统服务功能是人们从生态系统获取的效益，包含直接的和间接的、有形的和无形的效益。生态系统是人类社会赖以生存和现代文明得以发展的物质基础，维持与保育生态系统服务功能是实现可持续发展的前提。土地利用是人类作用于生态环境的直接方式，土地利用/土地覆盖结构的变化将引起各类生态系统类型、面积以及空间分布格局的变化，进而影响生态系统所提供服务的种类和强度。因此，正确认识生态系统服务功能及其价值，科学把握土地利用/土地覆盖变化对生态系统服务价值的影响已经成为环境科学、生态学以及生态经济学的研究热点。国内学者从不同尺度对不同土地利用背景下的区域生态服务价值进行了测评［1-4］，但对干旱半干旱地区具有自然保护区背景下的生态区的土地利用变化对生态系统服务价值影响的研究较为鲜见。喀纳斯自然保护区生物物种资源极为丰富，生物多样性复杂，自然景观优美，已被列为5个具有全国意义的陆地生物多样性关键地区之一［5］，其生态系统对于新疆乃至全国的经济建设和生态环境保护均具有重要价值。但是，经过上世纪90年代中后期的环境资源型和资源经济型开发，旅游开发已经对保护区的生态系统造成了一定程度的破坏［6］，面临着诸多环境压力问题。为此，本文以喀纳斯自然保护区1980、2005年土地利用/土地覆盖动态数据为基础，在参考研究成果基础上，修订保护区的生态系统服务功能的价值系数，对保护区生态系统服务价值的变化进行评估，了解区域土地利用变化的生态环境效应，为维护区域生态系统的结构、功能安全以及生态环境的建设提供参考。
1 研究区概况
喀纳斯自然保护区隶属新疆维吾尔自治区阿勒泰地区布尔津县禾木哈纳斯蒙古民族乡，北邻俄罗斯，东连蒙古国，西北部与哈萨克斯坦毗连，地理坐标为东经86°45′-88°11′，北纬48°23′-49°11′，面积为2 201.62 km 2。保护区大陆性气候特征明显，一年中春秋相连，夏季不明显，年平均气温约为-1℃，年均降水量1 180.7 mm。保护区水资源丰富，河湖水网密布，现代冰川发育完全，是我国唯一的北冰洋水系分布区。区内共有植物83科298属798种，珍稀野生脊椎动物27目55科160种，被国内外众多著名专家称为当今世界绝无仅有的寒温带植物基因库。喀纳斯景观组合奇异，生态系统独特，集高山雪峰、冰川、冻土、河流、湖泊、森林、草原、湿地等各种自然景观于一地，是新疆著名的旅游目的地之一。
2 数据来源与研究方法
2.1 数据来源
土地利用数据是以喀纳斯自然保护区1980年7月和2005年7月的Landsat TM影像为数据源。在目视解译过程中，以保护区1∶100 000地形图为参考，将土地利用类型划分为林地、草地、湖泊、农村用地、冰川和永久积雪（简称冰雪地）、裸岩石砾地、其他七类，其中林地包含有林地、疏林地和灌木林地，草地包含高覆盖度草地、中覆盖度草地和低覆盖度草地。
2.2 土地利用变化分析方法
单一土地利用类型动态度(K)可以定量描述区域土地利用变化的速度，是指某区域一定时间范围内某种土地利用类型的数量变化状况［7］，其计算公式为：
K=Ub-UaUa 1T×100%
式中，K为研究区某一种土地利用动态度；Ua、Ub为研究期初、研究期末某一种土地利用类型的数量，T为研究时段长，设定为年。
2.3 生态系统服务价值评价方法
生态系统和生态系统服务类型的空间分布具有异质性，Costanza对全球生态系统服务价值的估算只是全球范围的一个均值，当其应用到区域尺度上时，就不可避免地产生较大的误差［2］。中国谢高地［8］等在Costanza［9］研究成果基础上，制定了中国生态系统单位面积服务价值当量，为采用土地利用/覆盖数据评估区域生态系统服务价值创造了条件，并被认为具有可行性［10］。
2.3.1 单位面积农田食物生产服务功能价值
Ea=17∑ni=1mipiqiM（i=1,2...n）
式中，Ea为单位面积农田生态系统提供食物生产服务功能的经济价值（元/hm 2）；i为作物种类；pi为第i种粮食作物价格（元/t）；qi为第i种粮食作物单产（t/hm 2）；mi为第i种粮食作物面积（hm 2）；M为n种粮食作物总播种面积（hm 2）；考虑在没有人力投入的自然生态系统提供的经济价值是现有单位面积农田提供的食物生产服务经济价值的1/7。
2.3.2 生态系统单位面积生态服务价值
VCij=eij•Ea （i=1，…，9，j=1，…，n）
式中，VCij为第j种土地第i种生态服务功能的单价（元/hm 2）；eij为第j种土地第i种生态服务功能相对于农田提供生态服务单价的当量因子；i为土地生态服务功能类型；j为土地利用类型。
2.3.3 生态系统生态服务价值
ESV=∑9i=1∑5j=1Eij•Aj
式中，ESV为生态系统服务总价值（元）；Eij为第j种土地利用类型提供的第i种生态服务功能的单位价值（元/hm 2.a）；Aj为第j种土地利用类型的面积（hm 2）；i为土地生态服务功能类型；j为土地利用类型。
由于保护区内农村用地多为当地图瓦居民住宅，将其对应为建设用地。根据Costanza等的估算方法，居民地、工矿用地及交通用地生态系统服务功能经济价值为0，故不估算建设用地的生态服务价值。
2.4 生态系统服务价值的系数修正
由于生态系统的服务价值与生物量有关［8］，所以简单地采用土地利用/覆盖数据进行生态服务价值估算，忽略质量因素对生态系统功能价值的影响是不合适的。为此，本文在参考相关研究成果的基础上，对林地、草地、荒漠生态系统的服务价值系数进行修订，确定了喀纳斯自然保护区生态系统服务价值估算的价值系数（见表1）。
2.4.1 单位面积农田生态服务价值确定
受资料限制，并根据保护区实际情况，选取1999年、2005年布尔津县农田粮食作物作为喀纳斯自然保护区生态系统服务价值计算的基本依据。布尔津县的主要粮食作物为小麦、玉米和豆类，根据统计资料和相关文献［11-13］，计算得到1999年、2005年布尔津县农田提供食物生产服务的单价分别为765.940 7元/hm 2、957.589 5元/hm 2，取平均值861.765 1元/hm 2作为布尔津县单位面积农田生态系统提供食物生产服务价值。
2.4.2 通过生物量因子修订生态系统服务价值单价
（1）林地。各种不同林地类型生物量高低及分布地段不同会产生不同的生态服务价值，根据方精云等［14］、何浩等［15］、李海涛等［16］的研究成果，推算喀纳斯自然保护区疏林地、灌木林地的服务价值单价按有林地的0.584 7系数进行修正。
（2）草地。根据叶茂等［17］、刘兴元等［18］研究成果，得出新疆阿勒泰地区天然草地生态系统单位面积服务价值为123.1701US＄/（hm 2•a）(美元汇率按7.6计)。本文选取谢高地生态系统服务分类方法作为评价内容，而Costanza、谢高地划分的生态系统服务类型稍有差异，根据谢高地解释［8］，可以确定阿勒泰地区天然草地生态系统单位面积的九项服务功能价值系数。其中，食物生产为31.58元/（hm 2•a）、原材料生产为0.52元/（hm 2•a）、气体调节为4.09元/（hm 2•a）、气候调节为1.56元/（hm 2•a）、水文调节为16.24元/（hm 2•a）、废物处理为21.29元/（hm 2•a）、保持土壤为14.73元/（hm 2•a）、生物多样性维持为25.05元/（hm 2•a）、提供美学景观为8.11元/（hm 2•a）。草地生态系统服务价值的大小决定于各草地类型生物量高低及分布地段不同［17］，借鉴相关研究成果［3,19］，按照草地覆盖度等级划分情况进行修订，高、中、低覆盖草地分别按1.3、1.0、0.7系数修正，其价值系数取值分别为1 216.920 6元/（hm 2•a）、936.092 8元/(hm 2•a)、655.264 9元/(hm 2•a)。
（3）荒漠。
荒漠生态系统在Costanza的评价体系中缺失，谢高地等［8］将荒漠生态系统的生态服务价值当量因子0.4调整至1.39。冰川和永久冰雪在Costanza体系中未被赋值，谢高地也未对其进行评价。但是，在干旱地区，冰川是绝大多数河流的源头，具有明显的水源涵养功能。为此，将裸岩石砾地、冰川和永久积雪、其它均归为荒漠生态系统，赋予荒漠的当量因子。
2.5 敏感度指数分析
相关研究［20-21］借用敏感性指数(CS)以确定ESV随时间变化对VC变化的依赖程度。若CS>l，表明ESV对VC是敏感的，富有弹性；若CS
CS=((ESVm-ESVn)/ESVn)(VCmj-VCnj/VCnj)
式中，CS为敏感性指数；n、m为初始价值和生态价值系数调整以后的价值；ESV为生态系统服务总价值（元）；VC为第j种土地的初始生态服务价值和系数调整后价值；j为土地利用类型。
3 结果与分析
3.1 土地利用变化分析
喀纳斯自然保护区内草地所占面积最大，占总面积的45%以上，其次为林地，接近30%，冰雪地面积最少，不到0.1%，可知林地和草地是主要的土地利用类型；1980-2005年间，保护区土地利用/覆盖发生了明显变化，林地面积减少，草地面积增加，水域面积和荒漠面积也略有增加。其中，高覆盖度草地减少的面积最多，为10 603 hm 2，低覆盖度草地增加最多，为6 323 hm 2，变化面积分别占总变化面积的30.583%和18.237%。有林地减少面积和中覆盖度增加面积分别占变化面积的17.526%、14.227%，主要缘于保护区的旅游开发，林地、草地等被建设用地占用是社会经济发展的必然结果。保护区自1999年旅游开发对土地利用变化影响较大，T值取8。在所有增加的地类中，疏林地的增加速度最快，土地利用动态度为3.005%，低覆盖度草地和灌木林地的增长速率较大，动态度在1.787%-1.460%间；在减少的地类中，高覆盖度草地下降速度最快，为1.223%，农村用地减少次之，动态度为1.209%（见表2）。
3.2 生态系统服务价值变化分析
3.2.1 价值总量变化分析
喀纳斯自然保护区1980年生态系统服务价值为3 728 887.446万元，2005年为363 505.914万元，25年间减少了9 381.532万元，减少幅度为2.516%。从生态服务价值构成来看，有林地所产生的生态价值最高，生态贡献率越过71%。草地因生态价值系数相对较低，其生态贡献率不到6%。水域因其生态价值系数较高。面积虽在1%左右波动，其生态贡献率却在6%波动；从各种土地类型的生态价值变化上看，25年间，天然有林地、高覆盖度草地、冰川和永久积雪地生态服务价值呈现递减，而灌木林地、疏林地、中低覆盖度草地、湖泊、裸岩石砾地和其它地的生态服务价值随着土地面积的增加呈现缓慢增多态势；
从各种土地利用类型对总生态服务价值的贡献来看，各地类之间存在明显的差异。其中，占变化面积总绝对值最高30.588%的高覆盖度草地，其减少的生态服务价值为1 290.288万元，仅占变化价值总绝对值的5.660%；占变化面积总绝对值17.526%的有林地，其损失的生态服务价值为-14 723.870万元，却占变化价值总绝对值的64.584%；而占变化面积总绝对值不到10%的疏林地，其增加的生态服务价值最高，为4 422.692万元，占变化价值总绝对值的19.399%；值得注意的是，水域只占变化面积总绝对值的0.401%，其减少的生态服务价值占了变化价值总绝对值的2.381%，反映出水域对生态系统服务功能的影响较大（见表3）。因此，从对保护区生态服务价值总体变化的贡献率来看，天然有林地的变化具有最大的负贡献率，而疏林地的增加对保护区生态服务价值的增加有积极影响。尽管灌木林地、中低覆盖度草地、水域等的面积增加使生态服务价值增加了6 708.246万元，但由于天然有林地、高覆盖度草地面积减少所损失的生态服务价值在抵消了上述土地面积增多所增加的生态价值外，还使生态服务价值净减少了9 381.532万元。上述数据表明，喀纳斯自然保护区生态环境是不断趋向退化的，除受自然因素影响外，与旅游开发的毁林、毁草建设，超载过牧和人口数量增加迅速等人类活动息息相关。
3.2.2 生态系统单项服务功能价值变化
由表4可知，在喀斯自然保护区评价的九项生态系统服务功能中，按生态服务价值量的大小排序，依次为：维持生物多样性＞水文调节＞气体调节＞保持土壤＞气候调节＞原材料生产＞废物处理＞提供美学景象＞食物生产。这正反映了保护区生态系统构成的基本特征和生态服务功能的价值特征；1980-2005年间，保护区生态系统各单项服务功能价值均呈不同程度的减少；1980-2005年间，保护区生态系统各单项服务功能价值均呈不同程度的减少。其中，生物多样性维持、气体调节、土壤保持、气候调节和水文调节价值减幅明显，主要缘于单位面积服务价值较低的灌木林、中低覆盖度草地和荒漠地面积的增加所增加的服务价值在数量上不足以弥补单位面积服务价值较高的有林地和高覆盖度草地面积减少造成的服务价值的降低。由于生物多样性维持、气体调节、保持土壤、水文调节等功能主要由林地、草地和水域生态系统提供，在过去的25年间，林地、草地、水域生态系统受到不同程度的影响后，必然导致其生态系统服务功能的发挥。
3.3 敏感性分析
分析表明，不同时期各类生态价值系数的敏感性指数CS均小于＜1，由高到低依次为林地、草地、水域和荒漠。1980-2005年，仅有林地生态价值的敏感性指数呈降低趋势，表明随着生态类型面积的减少，其生态服务价值系数的敏感性指数将有所降低；反之，草地、水域和荒漠生态价值系数的敏感性指数CS呈微弱增高趋势，说明随着生态类型面积的增加，其生态服务价值系数的敏感性指数将有所增强。总体来说，CS值最高为0.843 2-0.848 1，说明当林地的生态价值系数增加1％时，总生态系统服务价值仅增加0.843 2%-0.848 1%（见表5）。这表明，研究区内生态系统服务价值对VC是缺乏弹性的，其研究结果可信度较高。从侧面也反映了本研究所采用的修正后的价值系数具有合理性，采用其计算区域生态系统服务功能价值的变化情况是合适的。
4 结论与讨论
采用喀纳斯自然保护区两期的土地利用/土地覆盖变化数据，结合修正的生态服务价值系数,根据土地利用的变化估算了保护区1980-2005年生态系统服务价值，研究表明：
（1）林地、草地是保护区的主要土地利用类型。25年间，保护区林地面积减少了2 546.840 hm 2，草地、水域、建设用地、荒漠地面积微有增加；从土地利用动态度来看，疏林地的增加速度最快，为3.005%，高覆盖度草地减少速度最快，为1.223%。
（2）保护区生态系统服务价值总体呈下降趋势，由1980年的3 728 887.446万元减少至2005年的363 505.914万元，减少了9 381.532万元，有林地和高覆盖度草地面积的减少是服务价值降低的主要原因；单项生态服务功能价值中，维持生物多样性、水文调节、气体调节、保持土壤和气候调节功能价值均呈现较明显的减少。
（3）为检验结果的准确性以及生态服务价值系数修正的合适性，本文对生态价值的敏感性指数进行了计算。分析表明，保护区生态系统服务价值相对于生态值系数的敏感性指数均小于1，由此说明是缺乏弹性的，其研究结果可信度较高。
（4）生态服务价值及其变化在一定程度上可以反映区域生态环境的生态总量及质量的变化。本文定量表示土地利用/土地覆盖变化对保护区生态环境的影响，以期进一步探讨引起变化的原因，并进行生态系统服务价值变化与引起变化原因之间的相关性研究。树立生态系统管理理念，坚持生态系统途径，强化林地的改良和保育、草地的保护和恢复，为实现喀纳斯自然保护区生态系统可持续发展提供科学依据。
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Analysis on the Change of Ecosystem Service Value in Kanas Natural Reserve
LI Cai1,2 LI Xiao dong1,2 HYMIT Yimit 2
（1.Tourism School, Xinjiang University, Urumqi Xinjiang 830047,China; 2.College of Resource &
Environment Science, Lab of Eco oasis, Xinjiang University, Urumqi Xinjiang 830046, China）
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