1、 第卷第期年月长江流域资源与环境 土地利用变化对生态系统服务的影响研究综述王军，顿 耀 龙（国土资源部土地整治中心国土资源部土地整治重点实验室 ，北京；中国地质大 学（北京 ）土地科学技术学院 ，北京）摘要 ：土地利用 覆被变化是全球环境变化的重要组成部分和主要原因之一 ，不仅带来了地表结构的巨大变化 ，而且对生态系统服务也造成重要影响 。土 地利用变化和生态系统服务研究已成为国际上生态学和地理学等跨学科研究的热点之一 。从土地利用变化和生态系统服务的概念及其影响因素分析入手 ，综述了土地利用面积变化 、土地利用方式变化和土地利用空间格局变化等对生态系统服务的影响 ，归纳了土地利用变化对生态系
2、统服务的影响研究的主要方法和模型 ，分析了相关研究的不足 ，并提出了加强生态系统服务动态评估方法和时空动态评估模型的研究 、强化土地利用变化对生态系统服务影响的生态学机制研究和注重土地利用变化下生态系统服务评估结果的集成应用研究等建议 ，以期对我国的土地利用变化与生态系统服务评估研究提供科学参考 。关键词 ：土地利用变化 ；土地利用空间格局 ；生态效应 ；生态系统服务中图分类号 ：；文献标识码 ：文章编号 ：（）：收稿日期 ：；修回日期 ：基金项目 ：国家自然科学基金项目 （）作 者 简介 ：王军 （ ），男 ，研 究员 ，博士 ，主要从事景观生态学 、土地可持续利用与土地整理研究：生态系统服
3、 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 ，形成和维持了人类生存和发展的环境条件与效用 ，是人类赖以生存的基础 ，并与人类福祉息息相关。世纪年代以来 ，生态系 统服务开始正式成为一个科学术语 ，大量研究认同生态系统服务的存在，至世纪年代 ，生态系统服 务的概念逐步完善 。年 ，等在上发表了 “ ”一文 ，根据效用 价值理论和均衡价值理论等方法计算了全球生态系统服务 的 经 济 价 值 ；同 年 ，在 其 标 志 性 著 作 ： 中对生态系统服 务价值的评估纲要进行了详尽的描述 ；联合国年发 表了 千年 生态系 统 评 估 报 告 （ ，）对 生态系统
4、 服务概念 、驱动因素 、尺度问题 、评价技术与方法等进行了全面探讨 ，并将生态系统服务划分为供给 、调节 、支持和文化四类 。在此基础上 ，国内外众多学者在不同尺度上对森林 、草地 、湿地 、流域及农业用地和城市等生态系统服务的经济价值进行了评估，生态系统服 务研究成为了国内外生态学研究的热点之一 。土地利用指人类根据土地的自然特点 ，按照一定的经济 、社会目的 ，采取一系列生物 、技术手段对土地进行长期或周期性的经营管理和治理改造活动 ，土地利用与人类活动关系密切 。土地利用变化是指由于土地特性自身变化及人类个体或群体作用方式变化引起的土地利用方式 、覆被和使用程度的变化 ，是人类活动与自
5、然生态环境相互作用的集中体现。土 地 利 用 覆 被 变 化 （ ，）是全球环境变化的重要组成 部分和主要原因之一 ，这一过程与陆地表层物质循环和生命过程密切相关，。不仅 带来了 地表结构的巨大变化 ，而且极大的影响了区域的气候 、水文水资源 、土壤以及生物多样性和生物地球化学循环，对整个生态 系统的结构和功能造成了影响。人类活动通 过不同的土地利用策略对生态系统施加影响 ，改变生态系统结构和过程 ，也影响着区域生态系统向社会提供产品和服务能力的大小 。土地利用变化的生态环境效应及其对生态系统服务的影响逐渐成为土地利用变化研究的核心内容之一 。通过对与生态 系统服务的相互关系研究 ，定量评估不
6、同土地利 用下诸如初级生产力 、碳固定 、水土保持和生物多样性维持等各项生态系统服务之间相互依赖性 、权衡和此消彼长关系 ，能从生态系统服务的角度为土地利用规划 、土地决策制定和生态环境保护提供科学的理论依据 。本文根据众多学者的研究成果 ，综述了土地利用变化对生态系统服务影响的研究现状 ，归纳了当前相关研究的主要技术手段与方法 ，分析了现有研究存在的不足 ，并提出了相关研究建议 。 国内外研究现状生态系统服务与人类对生态系统重要性的认识程 度 、生态系统服务的稀缺程度 、经济社会发展对生态系统的依赖程度等众多因素有关，而土地利用 覆被 变化则对维持生态系统服务起着决定性的作用。土地利用系 统
7、是一个复合的人工生态系统 ，土地利用变化引起生态系统的面积 、类型及空间格局发生变化，不同土地利 用结构和空间配置具有不同的生态效应 ，直接影响着物质循环 、能量交换 、生物生产和生物多样性等陆地主要生态过程的结构和功能 ，进而影响整个生态系统服务功能和价值 。随着人类经济社会发展和城市化进程的加快 ，自然主导的土地利用类型 （森林 、草地 、湿地等 ）向人类主导的土地利用类型 （农用地 、城市建设用地等 ）快速转变。年联 合国千 年生态系统评估报告显示 ，半个世纪以来人类活动导致的土地利用变化对地球环境造成了巨大破坏 。因此 ，生态系统服务评估不仅需要考虑生态系统的现状和构成 ，还需要评价人
8、类活动主导下生态系统对时空变化和外来压力的敏感性 ，从而准确评估人类行为导致的生态系统变化对生态系统服务的效益和损失 。土地利用变化与生态系统服务耦合研究对于探讨不同生态系统服务的形成机理 、驱动机制及进行土地利用优化配置具有重要意义 。等采用一系列 生态系统模型和土地利用变化情景预测了欧洲世纪生态系统服务的供给 ，发现典型的土地利用变化导致了生态系统服务供给的变化 ，并且许多变化削弱了生态系统服务的供给 。欧阳志云等认为土地利用 变化对生态系统服务的影响主要通过条途径 ：改变生物多样性 、改变生态系统过程和改变生境 。以下主要从土地利用面积变化 、土地利用方式变化和土地利用空间格局变化等个方
9、面对生态系统服务影响的相关研究进行综述 。 土地利用面积变化对生态系统服务的影响等和谢高地等分别提出了 全球和中国各土地利用类型平均生态系统服务价值系数 ，现有的相关研究多采用以上方法 ，即使用不同土地利用类型面积代表生态系统服务价值的量值 ，再与生态服务价值系数相乘得到区域生态系统服务总经济价值 。计算公式为 ：式中 ：为区域生态 系统服务总价值 ；为地类型土地面 积 ；为第类型土地第项服务功能单位面积的服务价值 。因此 ，在当 前研究中 ，土地利用面积成为生态系统服务价值变化的重要影响因子 ，具有较高生态服务价值系数的土地利用类型面积减少会导致区域生态系统服务价值的显著降低 。李娜等、刘金
10、勇等指出不同土 地利用类型生态系统服务价值与土地面积具有显著的正相关关系 。等、黄云凤等认为城市建 设用地扩张引起生态用地面积的减少往往是导致生态系统服务总价值损失的主要原因 。等研究发现墨西哥安提拉瓜流域在年间云雾林 面积减少了，由此导致该区域生态系统服务价值下降了。等研究表明 ，年菲律宾碧 瑶市生态系统服务价值降低了多万美 元 ，达到 该市生态系统服务总价值的，其中约是 由森 林面积 的减少导致的 。遥感 （）和地理信息系统 （）技术的 发展 ，不 断拓展着生态系统服务价值动态评估的研究思路 。基于高分辨率多源遥感影像的土地利用动态监测 ，提供了土地利用面积变化的数据支持 ，同时综合使用不
11、同指数 （如土地利用变化率，、土地利用动态 变化度、土地利用程 度等 ）以及空间分析模型定量分析土地利用面积变化与生态系统服务价值的相互关系 。研究发现 ，土地利用程度与生态系统服务价值之间具有一定的相关性关系 ，胡和兵等研究认为土地利用程度与生态系统服务 价值存在负效应 ：土地利用程度越高 ，区域的生态系统服务价值越低 。该结论与黄静等、高莉洁等的研究结果一 致 ，但与石龙宇等的研究相反 。同 时 ，一些学者也积极构建新的指数进行分析 。喻建华等构建了生态系 统服务价值变化率指数 （）、郝慧梅等构建了土地 利用变化生态效应指数和土地利 第期王军 ，等 ：土地利用变化对生态系统服务的影响研究综
12、述用变化生态 效应度 ，以反映某种土地利用类型面积变化对区域生态系统服务价值的影响程度 。也有学者将马尔科夫模型，和灰色预测 模型，等统计分析模型用于评价和预测 土地利用面积和生态系统服务价值的变化 。由于目前评估方法中土地利用面积对生态系统服务价值具有直接影响 ，准确评估单位面积生态系统服务价值显得尤为重要 。张明阳等指出 ，区域生态系统服务价值 总量与土地利用面积存在着很大的关系 ，而单位面积生态系统服务价值主要与其地表覆盖等环境状况紧密相关 ，故分析其单位面积生态系统服务价值的意义更大 。并通过净初级生产力（）和植被覆盖率来测算单 位面积生态系统服务价 值的时空变化，。由于生态系统的复杂
13、性与空间异质 性 ，同一土地类型单位面积生态服务价值随时空变化而不同 ，然而相关研究大多对不同时空状态下的单位面积生态系统服务价值作恒值处理 。此外 ，基于全球和全国尺度的平均生态系统服务价值系数的精确性也受到了质疑，相关研究中 往往采用生物量、粮食产量、生态脆弱性 指标、生态区位指 标等对平均价 值系数进行地区修正 ，并使用敏感性分析和通径分析等方法来评价修正后生态系统服务价值系数的准确性。 土地利用方式变化对生态系统服务的影响生 态系 统服务来源于生态系统过程和功能 ，土地利用方式变化改变生物生境和资源的时空分布 ，对生态系统的生态过程和生态系统服务造成影响 。等认为土地利 用方式变化和不
14、同的土地管理措施通过改变生态系统的结构和过程而影响其服务功能 。等则提出了一个考虑土地利用方式变化影 响生态系统服务功能与价值的概念框架 ，用于评价土地利用方式变化对授粉等生态服务功能的影响 。人类不合理的土地利用方式将带来严重的生态环境问题 ，如大气质量下降 、土地荒漠化与土地污染 、水资源短缺 、非点源污染和生物多样性减少等 ，极大的影响了生态系统服务的孕育 、表达和传递 。 等研究发现 ，非洲 南部的干旱草原过度放牧 、农作物栽培和灌溉等农业开发导致景观连接性被破坏 ，如水文过程 、有机质与营养物质的再循环等 ，生态过程的破坏或中断使植被覆盖度和初级生产力降低 、生物多样性减少 ，并影响
15、土壤水分和养分保持能力 ，导致了区域生态系统服务价值的下降 。等对年明尼苏达州 的土地利用变化情形进行分析表明 ，大规模农业扩张造成的碳储量损失 、水体质量下降 、生物多样性降低导致了生态系统服务价值和生物多样性价值的显著下降 。此外 ，利用生态系统服务动态评估模型能模拟和预测土地利用方式变化下生态系统服务功能和价值的响应 。比如现行的生态系统服务功能评估模型 （）和多尺度生 态系统服务综合模型（）等能够通过模拟 地球表 层系统水文 、生物物理化学 、生态 、人类活动等过程 ，分析不同土地利用 方 式 下 生 态 系 统 服 务 物 质 量 和 价 值 量 的 变化，。然而 ，也有学者 指出
16、，现有研究多针对单一要素进行研究 ，或对由土地利用类型变化引起的生态系统服务价值的变化进行研究 ，缺乏土地利用变化影响区域生态系统服务的生态学过程和机理等方面的研究。土地利用方式与生态系统服务的密 切关系主要体现在不同土地利用类型的各单项生态系统服务存在差异 。比如 ，农田生态系统侧重于食物生产服务功能 ；森林生态系统侧重于生物多样性维持 、土壤保持 、气候调节等服务功能 ；水体与湿地生态系统侧重于水文调节 、废物处理等服务功能 。土地利用方式变化导致了各单项生态系统服务价值的变化 ，从而影响生态系统服务总价值 。一般来说 ，人类适度干扰的土地利用类型下 ，供给服务较高 ，调节和支持服务相对较
17、小 ；而干扰程度较低的自然生态系统下 ，供给服务较小 ，但调节和支持服务相对较强 。吴大千等指出 ，滩涂地 、灌草 地和水域是生态系统服务价值构成中贡献最大的种土地利用类型 ，滩涂地和水域的面积变化对整个区域生态系统服务价值的变化起着决定性的作用 。李锋等、李屹峰等指出 ，城市化进程 中生态系统服务价值损失的主要原因是森林 、湿地和水体面积的消减 。因此 ，土地利用过程中要制定严格的生态规划 ，限定人为开发强度和规模 ，保护好林地 、水域等重要生态用地 。黄焕春等则运用情景 模拟法和模型分析了天 津市不同土地利用情景下生态系统服务价值的空间演化规律 ，结果表明不同城市扩展模式影响下生态系统服务
18、价值总量及其空间演化过程存在差异 。在农业开发活动中 ，吕昌河等认为农业生 产中土地利用方式变化会造成区域生态系统服务价值的冲突 ，如草地开垦为耕地 ，加强了生态系统的产品供给服务价值 ，但弱化了其在保持水土方面的调节和支持服务价值 。岳东霞等通过回归分 析发现 ，民勤绿洲农业种植结构转变使得经济作物面积增加 、粮食单产提高 ，对农田生态系统服务价值变化的贡献长江流域资源与环境 第卷率分别达到 了显著和极显著的水平 。多数学者认为土地利用多样化和均匀化会导致生态系统服务价值总体呈增加趋势，但是简单的 根据区域生态系统服务总价值的升降判断土地利用方式是否合理也不尽科学 。石惠春等指出由于林地被赋
19、予了较大 的价值系数 ，即使其余生态系统类型的面积都减少 ，只要林地的面积增大 ，区域总的生态系统服务价值就可能增加 。因此 ，生态系统服务总价值结构 （生态系统各单项服务价值占生态系统服务总价值的比例 ）是否合理对衡量区域土地利用方式变化的生态效应具有重要意义 ，基于生态系统服务的生态管理的核心就是依据其服务价值的大小对不同土地利用进行取舍和组合 。由上可知 ，土地利用方式变化与生态系统服务价值具有强相关性 。农业开发和城市化等人类活动主导的土地利用方式变化往往导致区域生态系统服务价值下降 ，这表明在土地利用实践中应考虑其生态环境效应 ，依据景观生态学原理 ，进行合理规划和布局 ，调整土地利
20、用方式和结构 ，并构建合理的生态系统服务总价值结构 ，实现土地利用效率以及生态系统服务效益的最大化 。 土地利用 空间格 局变化对生态系统服务的影响土地利用空间格局影响能量 、物质以及生物在景观空间中的运动 ，不可避免的影响或制约景观中的物种运动 、水分和养分迁移 、非点源污染形成等生态系统过程以及景观中的种群动态和生物多样性，。不同的土地 利用空间格局产生不同的生态效应 ，并影响区域生态系统服务 。等比较黄土高原 坡面尺度上不同土地利用格局后发现 ：与林地 坡耕地 草地 、草地 林地 坡耕地相比 ，林地 草地 坡耕地具有较好的土壤水分和养分保持能力 。等认为景观破 碎化可能导致栖息地质量下降
21、 ，影响野生动物生存和土壤微生物运动 ，同时破碎的景观会导致森林和农田的生境廊道被破坏 ，减少森林和农田生产率 ，并阻碍碳固定 ，对生态系统服务产生负面影响 。索俊峰等、王军等也指出土地利 用景观格局变化可能产生生境质量下降 、土壤和水环境功能退化 、生物多样性降低以及生态系统组分单一化等生态效应 。这些研究丰富了景观格局与生态过程关系的研究成果 ，也为定量化评估土地利用空间格局变化对生态系统服务功能和价值的影响提供了研究基础 。谢高地等指出无论从宏观空间尺度还是微观空间尺度 ，生态系统本身的多样性和环境条件的多样性决定了生态系统服务功能类型和强度的空间差异性，并认为单位 面积生态系统服务功能
22、和价值不仅取决于其生物量 ，而且取决于其在空间的位置。等分析了英国 曼彻斯特地区城市 、城市边缘区 、郊区和农村种不同土地利用空间格局下生态美学服务 、娱乐服务 、水源调节服务 、气候调节服务 、生物多样性维持服务等项生态服务的空间差异 。研究发现 ，土地利用格局会对各单项生态系统服务价值造成影响 ，不同的土地利用格局具有不同的生态系统服务总价值结构 。有学者在技术支持下使用景观格局指数定量研究土地利用空间格局变化对生态系统服务价值的影响 。等、等研究发现 ，生态 系统服务价值除受生态用地的面积影响外 ，还受到其空间结构如连接度等的影响 。赵微等通过回归分析 发现 ，土地利用多样化指数 、优势
23、度指数 、均匀度指数与区域生态系统服务价值线性拟合效果良好 。张明阳等运用相关分 析和多元回归分析对中国喀斯特地区研究表明 ，斑块类型面积 、最大斑块指数 、蔓延度指数 、聚集度指数 、有效网络面积和类相邻百分比等指数与生态系统服务价值呈正相关 ，且随着关键景观类型比例的增加和连通性的增强生态系统服务价值有所增强 ；而分离度指数 、分割度指数 、斑块丰富度指数与生态系统服务价值呈负相关 ，且随着斑块的破碎化与分离度的加大 ，以及关键斑块类型比例的降低 ，生态系统服务价值减少 。合理的土地利用空间配置对区域生态环境改善和生态系统服务价值提高具有明显的促进作用 ，反之则必然造成区域生态环境的恶性循
24、环 。随着研究的不断深入以及对生态环境的保护意识不断提高 ，有关基于生态系统服务理论的土地利用格局优化研究逐渐加强 。王成等在空间分析 技术的支持下 ，运用生态系统服务价值系数 ，分析重庆市沙坪坝区生态服务价值的时空变化及其分布 ，优化土地利用格局 。郑江坤等以潮白河上 游森林生态服务价值和生态系统服务总价值为目标 ，以约束函数和转化规则为条件 ，利用灰参数线性规划理论和模型对该区年土 地利用现状进行了数量结构优化 和空间格局配置 。王洁等基于生态系 统服务价值和景观生态安全格局理论 ，利用生态服务功能价值评价以及耗费距离模型等分析方法 ，通过模拟重要生态廊道 ，与现有廊道进行对比 ，对安徽淮
25、北市景观结构与功能进行优化 ，改善和提高城乡生态系统服务功能与价值 。上述研究从不同方面反映了土地利用空间格局 第期王军 ，等 ：土地利用变化对生态系统服务的影响研究综述变化对生态 系统服务的影响 ，由于生态系统的复杂性 、空间异质性以及评估方法等方面的限制 ，当前研究尚未形成系统的理论体系 。因此 ，科学 、系统地将生态学理论应用到生态系统服务评估中 ，以真正反映不同尺度上土地利用空间格局变化产生的生态环境效应对区域生态系统服务功能和价值的影响 ，将是未来的重要研究方向之一 。 土地利用 变化对 生态系统服务影响的尺度研究生态系统服务取决于一定时间和空间上的生态系统结构和过程 ，土地利用特征
26、和变化过程及其影响的生态系统服务与研究尺度密切相关 。不同尺度上气候和生态系统复杂多样 ，土地利用变化影响的强度 、方式和作用效果也不同 ，任何生态系统服务的权衡都要与特定的生态系统特点和区域社会经济特点相一致 。不同的尺度决定了研究的角度和内容 ，如在小尺度上 ，研究的重点通常是土地利用造成的生态系统服务变化对生产力等的影响 ；在中尺度上 ，重点评价土地利用导致的关键生态系统服务变化机制 、时空格局及对人类福祉的影响 ；在宏观尺度上 ，主要研究全球气候变化及土地利用变化驱动下的生态系统服务变化与社会经济之间的耦合关系 。不同的尺度上研究的方法也不同 ，如宏观尺度上 ，多使用生态系统服务动态评
27、估模型进行模拟研究 ；中小尺度则多运用观测和实验的方法 。可见 ，适宜尺度的选择非常关键 ，它必须能充分放映土地利用变化特征和生态系统服务的变化趋势 。由于土地利用变化和气候变化对陆地生态系统服务的影响是当前全球变化研究的中心问题之一 ，因此 ，在广域空间尺度上推算土地利用变化导致的陆地生态系统服务变化非常重要 。石垚等基于中国年土地利用数 据和遥 感影像的 植被覆盖指数 （）数据 ，计算 和分 析了近内中国 陆地 生态系统服务功能价值的时空变化 。冉圣宏等运用修正的单 位面积生态系统服务 价 值 模 型 计 算 了年土地利用 规划实施导致的中国不同省市土地利用变化引起的生态系统服务的变化 。
28、这些大尺度的研究有利于从宏观的角度认识土地利用变化对生态系统服务影响的时空分布格局和规律 ，为实现科学的政策制定提供理论依据 。然而 ，大尺度的研究往往容易使某些局部格局特征或特异现象消失 ，对于具有阈值和非线性特征的生态过程 ，这个问题尤为突出 。中小尺度的研究 （如城市 、流域 、农业或森林生态系统等 ）更有利于针对具体的问题进行探讨 ，以便于有效预测未来变化的方向 ，为土地利用决策提供可靠依据 。因此 ，相关研究的视角正不断由区域及全球的尺度转向较小尺度和典型区域 ，包括一些生态环境脆弱的典型区 。如等、等、等在黄土高原 地区对土地利用变化对生态系统服务价值的影响进行了富有成效的研究 。
29、其研究成果表明 ，自年黄 土高原 退耕还草工程和天然林保护工程实施以来 ，黄土高原土地利用发生了根本变化 ，林草地增加 ，耕地减少 ，导致了生态系统服务的显著变化 。年 ，黄土高原调控 性生态服务 （如、固碳释 氧 、土壤 保持 、水源涵养等 ）有所增强 ，供给型服务 （如粮食生产 ）则减弱 ，其中土壤保持与粮食生产呈现协同关系 ，产水量和固碳则呈现此消彼长关系 ；而延河流域尺度上粮食生产与调控服务的此消彼长关系略有不同 ，说明了土地利用变化导致的生态系统服务相互关系具有明显的尺度效应 。因此 ，加强不同尺度上土地利用变化对生态系统服务的影响研究 ，及不同尺度生态系统之间的尺度转换与尺度关联及
30、其相互作用机制 ，对于理解土地利用变化影响生态系统服务的动力学机制及其对人类福利的意义至关重要 。 主要技术手段与研究方法近年来 ，在国内外土地利用变化对生态系 统服务价值影响的研究中 ，新的研究方法和技术手段得到了广泛运用 。生态系统服务的评估方法主要可分为类 ：能值分析法 、物质量评估法和价值量评估法。对生态系统 服务价值的评估一般将物质量评价法和价值量评价法结合进行研究 ，其中以基于土地利用类型的生态系统服务价值系数法进行评估应用最广泛 。在土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究中 ，引入了诸多地理和数学方法 ，归纳起来有 ：指数分析法 ，如土地利用变化率 、土地利用动态度 、土地利用
31、程度 、景观格局指数等 ；统计与计量经济分析及数学模型方法 ，如相关分析与多元回归分析 、主成分分析 、敏感性分析 、检验法 、模型 、模型 、灰色系统 模型 、模型 、耗费距离 模型等 ；生态系统服务价值动态评估模型 ，如模型 、模型 、生态系统服 务社会价值模型 （）、生态系统服 务人工智能 （）、综合生物圈 模拟器 （）等 （表）。此 外 ，“”技术为土地 利用变化对生态系统服务价值影响的研究提供了从数据获取到空间分析的技术支持 ，使相关分析能从定性到定量 、从静态到动长江流域资源与环境 第卷表 主要研究方法和技术手段及其代表成果 研 究方法 、技 术手段 代 表 成果 研究区域 方法运
32、用生态系统服务价值系数法 等 ， 全球建立全球陆地生态系统各土地类型生态系统服务价值系数并对全球生态系统服务价值进行评估物质量与价值量结合评估 法 刘秀丽等 ， 陕西 省宁武 县 首先进行物质量估算 ，然后采用价值量评价法估算生态服务价值能值分析方法 刘元芳等 ， 河北省太行山山前平原 研究土地整治的社会 、经 济 、生态 环境效益指数分析法郝慧梅等 ，石龙 宇等 ，张 明阳 等 ，等，榆林市 ；厦门市 ；西 南喀斯特地区 ；常州市 ，等运用土地利用变化率 、土地利用动态变化度 、土地利用程度 、土地利用变化生态效应度 、景观格局指数等分析土地利用面积和空间格局变化及其对生态系统服务价值的影响
33、典范对应分析方法 张明阳等 ， 桂西北典型喀斯特区 研究生态系统服务价值空间尺度分异特征及其与环境因子关 系相关分析和多元回归分析 岳东霞等 ， 民勤绿洲农田生态系统 研究人类活动对农田生态系统服务价值变化的影响主 成分 分析 茆长宝等 ， 江苏省 分析生态系统服务价值变化的驱动因素敏感 性分 析 姚成胜等 ， 福建 省分析生态系统服务价值变化对影响土地利用变化的总 人口数 、和城市 化水 平 个驱动因子之间的敏感性情景模拟法 、模型 黄焕春 等 ， 天津市滨海地区在历 史外推 、内 生发展 、外生发展等情景中 ，模拟预测 年城市扩展影响下生态系统服务功能的空间演化规律特征灰色预测模 型 李正
34、等 ， 贵州 省运用灰色系统理论方法 ，对土地利用结构变化及其生态 系统服务价值进行灰色预测模型 张文海等， 黄土丘陵区罗玉沟流域 预测研究区土地利用变化和生态系统服务价值的响应模型 等， 威拉米特河流域 分析流域土地利用变化和探索生态系统服务功能空间变化特征检验法 赵微 等，湖北 省 个土 地整理项目分析土地整理建设规模对生态系统服务价值损益的影响规律 。灰参数线性规划理论和 模型郑江坤 等 ， 潮白 河上游基于生态系统服务总价值对研究区 年土 地利用 现状进行数量结构优化和空间格局配置耗费距离模型 王洁等 ， 安徽 省淮北 市基于生态系统服务和景观生态安全格局理论 ，利用耗费距离模型 ，模
35、拟重要生态廊道 ，优化城市景观结构 ，改善城乡生态服务、技术 胡 和兵等， 南京市九乡河流域分析 研究区 年土地利用 覆 被变化过程和生态系统服务价值时空变化特征态 、从过程到模 式转化和发展 。 存在的不足与建议 不足近年 来 ，国内 外学者在土地利用变化对生态系统服务价值影响方面进行了大量的探索和研究 ，取得了很多有意义的成果 ，但也存在一些不足 。（）生态系统服务动态评估方法不尽完善 。准确评估生态系统服务是研究土地利用变化对生态系统服务价值影响的基础 ，但由于生态系统服务评估尚未形成一套完备的评价理论和指标体系 ，不同的评估方法在计算模型 、参数确定以及生态系统分类等方面的不同 ，其评
36、估结果往往存在较大的差异 ，即使对完全相同的生态系统的评估 ，评价结果也可能相差很大 。此外 ，目前研究中被广泛使用的全球平均生态系统服务价值系数也被认为具有较大的不确定性。等认为由于生 态系统服务之间存在着一定的依赖关系和替代效应 ，简单的将生态系统服务价值相加 ，可能会导致重复计算的问题而使估值结果偏高 。（）适合中国自然地理和社会经济国情的生态系统服务价值动态评估模型缺乏 。由于生态系统的复杂性 ，不同类型生态系统在不同时间 、空间尺度下提供的生态服务功能及其价值的评估方法存在巨大差异 ，社会经济不断发展也影响着区域生态系统服务价值的评估 。美国 、英国等国家研究开发了基于全球 、国家和
37、区域尺度的生态系统服务价值评估模型 ，以动态评估不同时空尺度土地利用和社会经济变化下的生态系统服务价值 。我国相对缺乏自主研发的适合中国自然地理以及社会经济特殊国情的生态系统服务价值动态评估模型 ，以及对典型生态系统在不同时空尺度下其服务价值变化的长期定位观测和模拟实验 ，难以动态评价和预测土地利用变化情境下生态系统服务价值变化的方向和程度 。（）统计分析较多 ，不同尺度生态系统服务变化的生态学机制研究不足 。当前研究中基于数量的统计分析较多 ，往往能够揭示土地利用变化与生态系 第期王军 ，等 ：土地利用变化对生态系统服务的影响研究综述统服务价值 之间的相关关系 ，但是相关关系并不是因果关系
38、，其中隐含的生态学意义有待深入挖掘 。基于生态系统服务价值系数的经济价值评估是以土地利用类型面积和生态系统服务价值存在着线性关系为前提的 ，但两者之间并非简单的线性关系 。土地利用面积 、方式和空间格局的变化 （如生境面积变化 、景观破碎化等 ）首先作用于生态过程 （如水文过程 、土壤侵蚀 、生物运动等 ），然后才对生态系统服务功能与价值产生影响 。此外 ，生态系统过程和服务只有在特定的时空尺度上才能充分表达其主导作用和效果 ，即生态系统过程和服务常具有一个特征尺度 ，因此 ，不同尺度生态系统服务表达的生态学机理有所不同 ，生态学机制研究的缺乏必然会制约有关土地利用变化对生态系统服务价值影响成
39、果在不同尺度之间的转换和推绎 。（）生态系统服务集成与应用研究缺乏 。生态系统能为人类社会提供多重服务功能 ，人类在生态系统管理中忽视了不同生态系统服务之间的相互依赖性和此消彼长关系 ，往往过分重视一种生态系统服务的产出 ，主要是供给功能如粮食 、木材等 ，经常导致生态系统支持和文化等其他服务的实质性下降 。在土地利用实践中 ，缺乏土地利用变化下多重生态系统服务的权衡与集成应用研究 ，比如 ，如何基于生态系统服务价值理论进行土地利用结构和空间格局的优化 ；如何将生态系统服务价值理论应用于生态补偿实践以及如何将生态系统服务价值变化纳入区域经济核算中等 ，导致其研究的实践意义降低 。 建议（）加强
40、 生态 系统服务价值评估方法和时空动态评估模型的研究 。价值量的准确评估是进行土地利用变化下生态系统服务价值响应研究的基础 。要加强能值分析 、物质量评估以及价值量评估等不同评估方法的计算模型和参数确定等方面的研究 ，构建一整套完备的评价理论 、指标体系和实施原则 。尤其是目前广泛应用的生态系统服务价值系数评估法 ，可以从单位面积生态系统服务价值计算和区域生态系统分类等方面加强研究 ，并针对不同区域和生态系统特点构建科学的生态服务价值系数修正方法 。此外 ，还要注重土地利用变化下生态系统服务价值的边际效应研究 ，从生态系统服务功能和价值的角度评价土地利用变化的合理性 。同时 ，在完善生态系统服
41、务价值动态评估方法和深入分析生态系统服务功能和价值时空动态变化机制的基础上 ，结合高分辨率地表覆盖数据和其他地理相关的经济数据资料 ，研发适合中国国情的生态系统服务价值时空动态评估模型 ，模拟土地利用变化及生态系统服务价值的响应 ，评价并预测生态系统服务价值变化与土地利用变化的双向影响联系 。（）强化土地利用变化对生态系统服务价值影响的生态学机制研究 。生态系统服务价值依赖于不同时空尺度的生态与地理系统过程 ，土地利用变化导致生态系统过程发生变化 ，从而对生态系统服务功能和价值造成影响 。因此 ，要注重针对人类扰动剧烈的典型区域和生态脆弱区等 ，从土地利用面积 、方式和空间格局等变化对区域生物
42、多样性 、生态系统过程 、生境质量等方面的影响出发 ，深入揭示不同时空尺度土地利用变化对生态系统服务价值影响的生态学机制 ，提出影响生态系统服务价值的关键指标 ，建立 “土地利用变化 时空尺度 生态过程 生态系统服务功能和价值 ”关系 ，推动生态系统服务研究由类型识别 、价值评估向生态影响机制研究方向发展 ，为生态系统服务价值动态评估提供生态学理论支持 。（）注重土地利用变化下生态系统服务集成与应用研究 。生态系统服务价值的强化或削弱会导致以其为基础的人类社会福利的变化 。通过不同生态系统服务之间的集成 、权衡和优化调控研究 ，可以将生态系统服务动态评估结果应用到土地利用规划及经济 、社会 、
43、生态政策的制定等方面 。可以从以下方面加强研究 ：基于生态系统服务价值结构组成和空间差异理论 ，在空间分析技术的支持下 ，进行土地利用结构和空间格局优化研究 ，达到土地资源的优化配置和信息流 、物质流 、能量流的畅通 ，提高土地利用效率及生态系统服务价值 ；通过对生态系统服务价值的动态评估 ，确定在土地利用变化过程中生态系统服务的物质流和价值流的流向和流量 ，为制定生态补偿政策和标准提供科学的依据 ；将土地利用变化下生态系统服务价值评估结果纳入经济核算体系中 ，建立包含生态系统服务价值和区域经济生产总值在内的综合核算体系 ，以衡量区域经济发展状况 。参考文献 ： ， ， ， ，： ： ： ，长江流域资源与环境 第卷 ： ： ， ， ，（）： ， ， ，（）： ， ， ，
