1、第 卷第 期年 月水土保 持研究 ，收稿 日 期 ： 修回 日 期 ：资助 项 目 ：国家 “十二五 ”科技支撑计划 “毛乌素沙地南缘流沙固定与植被保育技术研究与示范 ”（）；国家林业公益性行业科研专 项 “中国南方退耕还林工程建设效益监测与评价研究 ”（）作者简介 ：杨 越 （），男 （满 族 ），河北承 德人 ，北京师范大学资源学院 ，博士后 ，主要从事水土保持与荒漠化防治 、干旱区生态恢复的研究 。：基于和的宁夏盐池县土地利用变化对生态系统服务价值的影响杨 越，哈 斯，杜会石，孙保平，赵 岩，赵 瑞，孙百生（北京 师 范大学 资源学院，北京；北京林 业大学 水土保持学院，北京；河北民族师
2、范学院，河北 承 德）摘要 ：以宁夏 盐池县 年 、年 、年 、年 、年和 年 期 影像为 基础 ，运用 方 法提 取各年土地利用数据 ，分析盐池县土地利用动态变化 ；采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法 ，分析土地利用变化引起的生态系统服务价值变化 。结果表明 ，年间盐池县土地利用变化显著 ，林地和建设用地面积持续增加 ，草地面积先减少后增加 ，耕地和未利用地面积先增加后减少 ，水域面积小幅波动变化 ；研究期内盐池县生态系统服 务价值总体呈增加趋势 ，林地面积的增加起到主导作用 ；盐池县生态系统服务价值构成中 ，草地居于主导地位 ，贡献率为 ，林地的贡献比例持续增加 ，致使盐池县生态系统服
3、务价值结 构格局发生良性转变 ；各土 地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于 ，表明盐池县生态系统服务价值对生态服务功能价值系数缺乏弹性 ，研究结果可信 。关键词 ：生态系统服务价值 ；土地利用变化 ；宁夏盐池县中图分类号 ：；文献标 识码 ：文章编 号 ：（） ， ， ， ， ， （ ， ，； ，； ， ，）： ， ， ， ， ； ， ， ， ， ： ； ； DOI:10.13869/ki.rswc.2014.05.018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，是人类生存和发展的物质基础 和基本条件 。生态系统服务价值 （ ，）的定
4、量 评估是国内外生态学研究的热点之一 ，其在理论 、评价和核算方法等方面取得了很大的研究进展。土地利用变化能通过改变生态 系统的结构和功能 ，对生态系统维持其服务功能起决定性的作用。因此 ，研究土地利 用变化背景下的生态系统服务价值变化 ，对于实现土地资源的可持续利用 、促进经济与环境的协调发展具有重要意义 。近年来 ，很多学 者 对 流 域、城 市、干 热 河 谷、绿 洲等区域土 地利用变化引起的生态系统服务价值变化进行了定量研究 ；但是这些研究的时间尺度有限 ，多侧重于两个时期的比较 ，而且对县域尺度的研究相对薄弱。宁夏盐池县位于我国北方农牧交错带 ，独 特的地理位置造成该地区自然资源的多
5、样性和生态环境的脆弱性 ，也使该地区成为我国荒漠化的主要发生区域 ，其生态环境的优劣关系到周边地区的发展 。在气候变化 、人类活动及政策调控等自然和人为因素驱动下 ，宁夏盐池县的土地利用变化显著 ，进而影响着区域生态系统服务功能 。保护生态环境 、维持生态平衡 ，对于保障该地区生态安全和可持续发展具有至关重要的意义 。盐池县已有的研究多集中于土地利用变化、荒 漠 化 动 态以 及 荒 漠 化 治 理 效果等方面 ，尚 未见生态系统服务价值的研究报道 。因此 ，本文在分析盐池县期土地利用动态变化的基础上 ，揭示土地利用变化引起的生态系统服务价值的演变规律 ，为区域土地资源可持续利用和生态环境建设
6、提供决策参考 。 研究 区 概况盐池县位于宁夏回族自治区东 部 ，北纬，东经。地势南 高北低 ，平均海拔为 ，南部为 黄土丘陵区 ，中北部为鄂尔多斯缓坡丘陵区 。属于中温带大陆性气候 ，年均气温，极端最 高气温为，极端最 低气 温 为，年均无 霜期为，年降水 量仅，年蒸发 量为降水量的倍 ，年平均风速，年 平均 大风日，沙暴日 数。土壤类型 以灰钙土为主 ，其次是黑垆土和风沙土 ，此外有黄土 ，少量的盐土 、白浆土等 。植被类型有灌丛 、草原 、草甸 、沙地植被和荒漠化草原植被 。盐池县现有乡镇 ，总人口万人 。盐池 县北与毛乌素沙漠相连 ，南靠黄土高原 ，属于一个典型的过渡地带 ，即 ：地形
7、上自南向北是从黄土高原向鄂尔多斯台地 （沙地 ）过渡地带 ，气候上是从半干旱区向干旱区的过渡地带 ，植被上是从干草原向荒漠的过渡地带 ，资源利用上是从农区向牧区过渡地带。这种地理上的过渡性造 成盐池县自然资源的多样性和生态环境的脆弱性 。 数据来源与研究方法 土地利用变化数据获 取以宁夏盐池县年 、年 、年 、年 、年和年期遥感影像为基础 ，辅以该区 地形图 、地质地貌 、土壤植被分布图以及野外实地调查数据 。根据全国农业区划委员会年颁发 的土地利用现状调查技术规程 和盐池县土地资源特点 ，将其土地利用类型划分类 ，即耕地 、林地 、草地 、建设用地 （城镇 、工矿 、居民用地 ）、水域 、未
8、利用地 。在 支持下按照土地利用分类系统建立解译标志 ，通过进行监督分类和目视解译 相结合 ，获取期土地利用数据 。结合野外调查采样点的数据 ，在软件下 对遥感影像分类结果进行精度检验后 ，得到个年份的总精确度和指数等均接近或大于（表），其分类 精度满足研究要求。表 盐池县土地利用分类精度评估年份 样 点数量 个 总精确度 指数 土地利 用动态度可定量描述区域土地利用变化的速度 ，它对比较土地利用变化的区域差异和预测未来土地利用变化趋势都具有积极的作用。单一土地 利用动态度 （）是指某研究区一定 时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况 ，其公式为 ：（）式中 ：研 究时段内某一种土地利用类型
9、动 态度 ；，研 究初 期 、研究末期某一种土地利用类型的数量 ；研 究时 段长 ，当的时段 设定为年时 ，的值就是该研究区某一种土地利用类 型年变化率 。 生态系统服务价值的评估国内外众多学者已开展了对全球尺度 、区域尺度以及单个生态系统和生态系统单项服务的价值评估第 期杨越等 ：基 于 和 的宁夏盐池县土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究 。谢高 地等根据中国的实际情况 ，将生 态服务划分为项 ，得出了中国生态系统服务价值当量因子表 ，并确定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。本文根据研究区实际情况 ，参考谢高地生态系统服务价值表 ，并对其进行修正 ，
10、获得适合研究区的生态系统服务价值表 （表）。即以宁夏盐池县年年均粮 食产量 （ ）以及年粮食平 均价格 （元 ）确 定宁 夏盐池县个生态服务价值当量因子的经济价值为元 。参 考已 有的研究成果 ，结合宁夏盐池县的具体情况 ，将土地利用类型与最接近的生态系统相联系 （耕地对应农田 ，林地对应森林 ，草地对应草地 ，水域对应水体 ，未利用地对应荒漠 ，建设用地暂不估算其生态系统服务功能的经济价值 ），据此测算出研究区土地利用类型对应于等所划分生态系统类型的生态 服务功能价值系数 （表）。运 用等的计算 公式确定各土地利用类型的生态系统服务价值 ，其公式为 ：（） （）式中 ：生 态系 统服务价值
11、（元 ）；研 究区种土地 利用类型的面积 （）；生 态服务 功能价值系数 元 （）。目 前受 时间 、地点 、研究尺度等众多因素的影响和制约 ，生态系统服务价值评估方法还不完善 ，评估的结果也不够准确 ；但是将这些方法和结果应用到实际工作中也是有意义的。例如对 于一个地区的生态系统服务价值进行连续评估 ，虽然结果不甚准确 ，但采用相同的方法研究其不同时间的变化趋势是具有可比性的 ，这在一定程度上能反映该地区生态系统服务价值的变化状况以及存在的问题 ，从而为生态建设 、环境保护 、土地持续利用等提供参考。表 盐池县各土地利用类型生态服务功能价值系数 元 （）生态 服 务功能 耕地 林地 草地 水
12、域 未利用地空气调节 气候调 节 水 源涵 养 土壤形成与保护 废物处 理 生物多 样保护 食物生 产 原材料 娱 乐文 化 合计 敏 感性 指数的计算为了确定生态系统服务价值随时间的变化对于生态服务功能价值系数的依赖程度 ，相关研究，选取经 济学中的弹性系数概念来计算价值系数的敏感性指数 （ ，）。敏感性 指数是指生态服务功能价值系数变动引起生态系统服务价值的变化情况 ，如果，表明相 对于是富有弹性的 ；如果，则被认 为是缺乏弹性的 ，比值越大 ，表明生态服务功能价值系数的准确性越关键 。本文将各类土地利用类型的价值系数分别上下调整，衡 量总 生态系统服务价值变化 。敏感性指数的计算公式如下
13、 ：（）（）（）式 （）中 ，的含义 同式 （），分别表示 初始的生态系统服务价值和生态服务功能价值系数调整后的价值 。 结果 与 分析 土 地利 用变化研究期内 ，盐池县草地面积最大 ，分布广泛 ；水域面积最小 ；耕地主要分布在北部和南部 ；林地分布较为零散 ；未利用地主要分布在中北部 ，并且面积明显减少 （表）。年间盐池县土地利用变化显著 。耕地 面积年呈逐 年增加趋势 ，年变化率相对较低 ；年呈逐 年减少趋势 ，年变化率相对提高 。前一个阶段主要是由于人口的快速增长 ，加之落后的农业生产力 ，使得人类对耕地的需求逐年加大 ；后一个阶段主要是由于国家实行退耕还林 （草 ）政策 、农业科技的
14、快速发展及大量农民外出务工 ，减小了对耕地的需求 ，而且效果明显 。林地面积年呈逐 年增加趋势 ，年变化率相对较高 ，尤其是在年 间 变 化 速 度 最 快 ，年 变 化 率 达 到。林地面积的变化主要是由 于近些年的生态 水 土 保 持 研 究第 卷环境建 设 （“三北 ”防护林工程 、天然林保护工程 、退耕还林工程 、防沙治沙造林工程 ）及封育禁牧政策 ，植被得到快速恢复所至 。草地面积的变化与耕地恰好相反 ，年逐年 减少 ，年逐 年 增加 ，年变化率相对较低 ，但由于草地是盐池县的基质 ，其变化面积较大 。水域面积的变化呈上下波动趋势 ，年变化率相对中等 ，但由于盐池县水域面积较小 ，其
15、变化较为平稳 ，而且主要受降雨 、蒸发等气候因素影响 。建设用地面积比例逐年增大 ，由年占全 县面积的增加到年的，间翻了倍 ，年 变化率相对较高 ，在三个不同时段内 （年 、年 、年 ）是变化 速度最快的土地类型 。建设用地的变化主要是由于盐池县不断推进的城镇化步伐 。未利用地面积年以前不 断增加 ，年变化率相对较低 ；年以后 开始大幅度减少 ，年变化率相对较高 ，且在年变化速 度最快 ，年变化率为。未利用 地的增加阶段主要是由于盐池县受自然因素和人为因素的共同影响 ，导致部分草地转变为流动沙地 ；其减少阶段主要是由于盐池县近年来以土地沙漠化治理为核心的生态建设 ，沙化土地得以逆转 ，流动沙地
16、大幅度减少 。表 盐池县土地利用面积变化和年变化率时间 项 目 耕 地 林地 草地 水域 建设用地 未利用地年面积 比例 年面积 比 例 年面积 比 例 年面积 比例 年面积 比例 年面积 比例 年 变化 率 生 态系 统服务价值变化由表可知 ，年盐池县生态系统服务价值 总体上呈增加趋势 ，尤其是从年开始 增幅明显 。生态系统服务价值由年的 亿元增 加到年的 亿元 ，净增 加 亿元 ，增幅，变化显 著 。研究期内各类土地生态系统服务价值的变化存在明显差异 ：林地的生态系统服务价值增加显著 ，由年的 亿元增加 到年的 亿元 ，增幅 翻倍 ；草地的生态系统服务价值先减少后增加 ，变化幅度不大 ；耕
17、地 、水域和未利用地的生态系统服务价值整体上呈减少趋势 ，但又表现出一定的波动性 。年盐池县 生态系统服务价值的变化源自同期土地利用结构的变化 。研究期内盐池县耕地和未利用地面积减少 ，林地和建设用地面积增加 ，由于建设用地面积的增长不会增加生态系统服务价值 ，因此林地面积的增加是盐池县生态系统服务价值持续增长的主要原因 。研究期内盐池县生态系统服务价值构成中 ，草地居于主导地位 ，贡献率；林地和 耕地次之 ，而且二者发生从研究期初耕地高于林地到研究期末林地高于耕地的地位转换 ；再次是水域 ，虽然比例不足，但其生态服务功能不容忽视 ；而未利用地对生态系统服务总价值的贡献较小 ，不到。研究期内盐
18、池县林地生态系统服务价值增加显著 ，生态服务功能进一步增强 ，致使盐池县生态系统服务价值结构格局发生良性转变 。 敏 感性 分析应用式 （）将各类生态服务功能价值系数 （）分别上下调整，计算得到各年份各类的敏感性 指数 （）。由表可知 ，年间林 地的呈增长趋势 ，耕地和草地的呈减少趋势 ，表明林地的第 期杨越等 ：基 于 和 的宁夏盐池县土地利用变化对生态系统服务价值的影响变化对 盐池县的生态系统服务价值 （）产 生放 大作用 ，耕地和草地的变化对盐池县的产 生缩小 作用 。值由高到低的顺序是 ：草地 、耕地或林地 、水域和未利用地 。值相对较高的为草地 ，在之间 ，表明 草地的变化对盐池县的
19、影 响较 大 ，即当草地的增加时 ，将增加。水域和 未利用地的很小 ，位于之间 ，表明 二者的变化对盐池县的影 响不 大 。计算结果显示各类的均 小于；这表明研究区生态系统 服务总价值对生态服务功能价值系数缺乏弹性 ，所采用的生态服务功能价值系数较为适宜 ，研究结果可信 。表 年盐池县生态系统服务价值年份 项 目 耕地 林地 草地 水域 未利用地 合计年价 值 亿元 比例 年价值 亿元 比例 年价 值 亿元 比例 年价 值 亿元 比例 年价 值 亿元 比 例 年价值 亿元 比例 表 盐池县生态系统服价值的敏感性年份 耕 地 林地 草地 水域 未利用地 结 论 与 讨论（）年间盐 池县林地和建设
20、用地面积持续增加 ，耕地和未利用地面积先增加后减少 ，草地面积先减少后增加 ，水域面积呈小幅波动变化 。这表明在研究期内盐池县土地利用变化首先由草地向耕地 、未利用地 、林地和建设用地发展 ，随后由耕地和未利用地向林地 、草地和建设用地发展 。这种显著的土地利用变化主要受自然和人为因素的双重影响 ，尤其以人为干扰为重 ；相关环境保护政策和生态治理工程的实施对土地利用结构的调整也起到至关重要的作用 。（）土地利用变化是生态系统服务价值变化的决定性因素 。年间盐 池县土地利用变化引起生态系统服务功能及其价值的改变 ，生态系统服务价值总体上以年均的速度 持续增长 。盐池县生态系统服务价值主要是由耕地
21、 、林地和草地支撑构成 ，各时段中三者的生态系统服务价值之和所占比例均在以 上 。期间 随着 “三北 ”防护林工程 、天然林保护工程 、退耕还林工程 、防沙治沙造林工程等生态建设的相继实施 ，退化草地得以恢复 ，林地面积显著增加 ，土地利用变化的生态效益十分明显 。尤其是林地面积的显著增加 ，不仅平衡了因耕地 、未利用地等面积减少而缺失的生态系统服务价值 ，而且保持生态系统服务总价值继续增长 ，使盐池县生态系统服务价值结构格局发生良性转变 。因此 ，盐池县在经济建设和土地开发的过程中 ，应采取积极的措施保护林地和草地 ，以维护生态系统的服务功能 ，实现区域生态系统的持续健康发展 。（）各土地利
22、用类型在不同年份之间的存在一定差异 ，反映出土地利用动态变化对生态系统服务价值产生的影响 。草地的值相对较高 ，其变化对盐池县的影 响较 大 ，体现出草地在盐池县的基质作用 。这与结论 （）草地在盐池县生态系统服务价值构成中的绝对优势相辅相成 。各类的均 小于也 表明本文所采用的生态服务功能价值系数较为适宜 ，研究结果可信 。（）本研究采用的生态系统服务价值计算方法简单直观 ，但存在一定的局限性 。估算生态系统服务价值时 ，每种土地利用类型是采用相同的生态价值系数 ，但实际上每种土地利用类型都包含几种相关的生态系统类型 ，如林地就有温带落叶阔叶林 、亚热带常绿阔叶林等多种植被类型 ，其生态服务
23、价值是不同 水 土 保 持 研 究第 卷的 。如能给 细分后的土地利用类型各赋予与其生态功能相符的生态价值系数 ，则会使估算结果更接近实际值 ，尚有待进一步研究 。参考 文 献 ： ， ， ， ，： ， ， ： ，：欧 阳志 云 ，王如松 ，赵景柱 生态系统服务功能及其生态经济价值评价 应用生态学报 ，（）：欧阳志 云 ，王效科 ，苗鸿 中国陆地生态系统服务功能及其生态经济价值的初步研究 生态学报 ，（）：张 仲新 ，张 新时 中国生态系统效益的价值 科学通报 ，（）：谢 高地 ，鲁 春霞 ，成升魁 ，等 全球生态系统服务价值评估研究进展 资源科学 ，（）：谢高地 ，张 钇锂 ，鲁春霞 ，等
24、中国自然草地生态系统服务价值 自然资源学报 ，（）：谢 高地 ，鲁 春霞 ，冷允法 ，等 青藏高原生态资产的价值评估 自然资源学报 ，（）： ， ， ， ： ：，向 悟生 ，李 先琨 ，丁涛 ，等 土地利用变化对漓江流域生态服务价值影响 水土保持研究 ，（）：，李 进鹏 ，王 飞 ，穆兴民 ，等 延河流域土地利用变化对其生态服务价值的影响 水土保持研究 ，（）：杜会石 ，南 颖 ，朱卫红 图们江流域土地利用变化对生态系统服务价值的影响 吉林大学学报 ：地球科学版 ，（）：吴后建 ，王 学雷 ，宁龙梅 ，等 土地利用变化对生态系统服务价值的影响 ：以武汉市为例 长江流域资源与环境 ，（）：彭 文
25、甫 ，周 介铭 ，罗怀良 ，等 城市土地利用变化对生态系统服务价值损益估算 ：以成都市为例 水土保持研究 ，（）：，叶延琼 ，章 家恩 广州市土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究 生态科学 ，（）：申 海建 ，郭 荣中 ，江艺明 ，等 基于 和 的土地 利用变化对 生 态 系 统 服 务 价 值 的 影 响 ：以 北 京 市 为 例安徽农业科学，（）：周红艺 ，熊 东红 ，杨忠 元谋干热河谷土地利用变化对生态系统服务价值的影响 农业工程学报 ，（）：王洪亮 ，何 秉宇 塔里木盆地南缘克里雅绿洲土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究 环境科学导刊 ，（）：叶 长盛 ，董 玉祥 珠江三角洲土
26、地利用变化对生态系统服务价值的影响 热带地理 ，（）：徐中春 ，谢 永生 ，王恒俊 延安市城郊农村土地利用变化对生 态 系 统 服 务 价 值 的 影 响 水 土 保 持 通 报 ，（）：熊 鹰 ，谢更 新 ，曾光明 ，等 喀斯特区土地利用变化对生态系统服务价值的影响 ：以广西环江县为例 中国环境科学 ，（）：苏 海霞 ，马 礼 ，郭万翠 坝上沽源县土地利用变化对生态系统服务价值的影响 干旱地区农业研究 ，（）：周铁军 ，赵 廷宁 宁夏盐池县土地利用变化分析研究水土保持研究，（）：张学俭 基 于遥感和 的宁夏盐池县土地利用 覆 被变化 研究 北京 ：北京林业大学 ，祁 元 ，王一 谋 ，王建华
27、 ，等 基于遥感和 技 术的 荒漠化动态分析 ：以宁夏盐池为例 中国沙漠 ，（）：杨 光 基于 的盐池县景观格局及荒漠化动态研究北京：北京林业大学 ，张克斌 ，李 瑞 ，侯瑞萍 ，等 宁夏盐池县不同荒漠化治理措施植物多样性研究 中国水土保持科学 ，（）：沈彦 ，张克 斌 ，杜林峰 ，等 人工封育区植物群落恢复演替系列种群生态位动态特征 ：以宁夏盐池为例 生态环境 ，（）： 遥感数字影像处理导论 陈晓玲 ，龚 威 ，李湘平 ，等 ，译 北京 ：机械工业出版社 ，王 秀兰 ，包 玉海 土地利用动态变化研究方法探讨 地理科学进展 ，（）：第 期杨越等 ：基 于 和 的宁夏盐池县土地利用变化对生态系统服务价值的影响
