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摘要:模擬多情景下白洋淀流域土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值改變,對保障流域生態(tài)安全和提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值能力具有重要意義。選取白洋淀流域上下游所涉及的河北省相關(guān)縣級行政區(qū)為研究區(qū),以1990、2000、2010、2020年4期遙感影像及統(tǒng)計年鑒為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),分析和測算30年間白洋淀流域的土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化,在此基礎(chǔ)上利用CA⁃Markov模型模擬2035年趨勢延續(xù)、均衡發(fā)展和統(tǒng)籌發(fā)展等3種情景下研究區(qū)土地利用變化情況,估算各情景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,利用網(wǎng)格工具可視化表達(dá)3種情景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間分布狀況以及集聚程度。研究結(jié)果表明:①1990—2020年白洋淀流域土地利用變化最明顯的特征是耕地面積銳減,建設(shè)用地迅速擴張,30年間耕地面積減少了122776.99hm2,建設(shè)用地增加了167369.74hm2。②1990—2020年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分別為852.59億元、788.26億元、796.95億元和784.68億元,總體呈波動下降的趨勢。③在趨勢延續(xù)、均衡發(fā)展和統(tǒng)籌發(fā)展等3種模擬情景下,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值依次為785.36億元、807.26億元、812.46億元。研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值整體呈現(xiàn)西北高東南低的空間分布特征。④ESV值的熱點和冷點分布范圍較大且集聚性較強,熱點區(qū)域主要集中在西北部山地區(qū)域,冷點區(qū)域主要分布在研究區(qū)東南部平原地區(qū)以及研究區(qū)西北部的部分區(qū)域。模擬白洋淀流域未來土地利用變化趨勢,探尋不同情境下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的響應(yīng)有利于構(gòu)建流域國土空間開發(fā)保護(hù)新格局,為今后全面推進(jìn)白洋淀流域的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)基礎(chǔ)和決策參考。
關(guān)鍵詞:土地利用變化;生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值;CA⁃Markov;白洋淀流域;雄安新區(qū)
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(EcosystemServices,ESs)指通過生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程和功能直接或間接得到的生命支持產(chǎn)品和服務(wù)[1⁃2],其形成、供給和分配受到土地利用的深刻影響。隨著人口增長、經(jīng)濟發(fā)展和城市的急速擴張,土地利用形式多樣和強度加強,自然生態(tài)系統(tǒng)逐漸向半自然半人工生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)變,由此帶來的物質(zhì)和能量流的改變影響生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的能力。因此,不適宜的土地利用將危及區(qū)域生態(tài)安全,甚至限制城市的可持續(xù)發(fā)展[3]。
雄安新區(qū)建設(shè)作為疏解北京非首都功能和推進(jìn)京津冀協(xié)同發(fā)展的重要國家戰(zhàn)略,其過程中必然伴隨著高強度的人為建設(shè)活動,與當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境不相適宜的土地利用方式勢必威脅區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需平衡,甚至導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境問題[4]。同時,隨著雄安新區(qū)人口的聚集和城市規(guī)模的擴張,對糧食供給、水資源供給、空氣凈化、水源涵養(yǎng)和文化休閑等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求將不斷提高[5]。而白洋淀流域作為雄安新區(qū)的生態(tài)腹地,既是由自然地理和經(jīng)濟社會發(fā)展組成的復(fù)合性區(qū)域,又是實施生態(tài)建設(shè)和環(huán)境政策的整體空間,生態(tài)戰(zhàn)略地位顯要[6]。
在此背景下,模擬白洋淀流域未來土地利用變化趨勢,探尋不同情境下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的響應(yīng)有利于構(gòu)建流域國土空間開發(fā)保護(hù)新格局,為其提供技術(shù)支撐和決策參考[7]。目前,國內(nèi)外學(xué)者對于土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響已積累了相對豐富的研究成果。Costanza等[8]在1997年制訂了全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當(dāng)量因子表,為相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)。國內(nèi)學(xué)者謝高地等[9]在Costanza研究的基礎(chǔ)上制訂了《中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量表》,被國內(nèi)學(xué)者廣泛使用于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估研究中。
隨著研究的逐步深入,國內(nèi)外學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究主要從定義與分類[8]、價值評估[10⁃12]、以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與社會發(fā)展之間的關(guān)系[13⁃15]等三個方面進(jìn)行了鉆研與探索。具體而言,從研究內(nèi)容上看,主要集中在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的理論基礎(chǔ)[16]、驅(qū)動力[17⁃18]、時空變化[19]及影響因素[20]等方面;從研究尺度上看,全國、區(qū)域、省域、市域、縣域等尺度均有涉及[21⁃25]。從研究對象上看,研究區(qū)域多集中湖泊[26]、森林[27]、濕地[28]等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值高值區(qū)域;研究方法則以統(tǒng)計分析[29]和空間分析[30⁃31]為主,并越來越重視在土地利用規(guī)劃研究與實踐中的作用[32]。
綜合來看,上述研究主要是對當(dāng)前或過去時段因土地利用變化而改變的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行測度,隨著研究的深入,學(xué)者們嘗試著對未來土地利用變化對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響進(jìn)行分析,以便于制定可持續(xù)的土地利用措施,如Egoh等[33]采用Marxan模型模擬不同情境下南非草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)狀況;Estoque等[34]研究Baguio市未來森林保護(hù)情景和自然發(fā)展情景下土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響;Kubiszewski等[35]估算了全球尺度下市場導(dǎo)向情景、政策改良情景等4種情景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,結(jié)果顯示到2050年4種情景生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值每年可能相差81萬億美元。
杜勇等[36]通過Logistic-CA⁃Markov模型模擬福建省泉州市在2030年自然情景、規(guī)劃情景、保護(hù)情境下,定量評估了保水服務(wù)、固碳服務(wù)、保土服務(wù)和食物供給服務(wù);歐陽曉等[37]以快速城鎮(zhèn)化下的長株潭城市群為例,模擬了3種情景下LUCC對ESV的影響。目前已有的多情景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的模擬測度,大部分是基于現(xiàn)有發(fā)展趨勢根據(jù)側(cè)重點設(shè)定不同情景進(jìn)行分析,缺乏對由國家戰(zhàn)略引發(fā)的土地利用類型劇烈變化區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間差異性的關(guān)注。
雄安新區(qū)地處白洋淀流域范圍內(nèi),面臨著人口增長、社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)保護(hù)的多重壓力,同時新區(qū)的開發(fā)建設(shè)勢必對白洋淀流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值產(chǎn)生一定的影響。鑒于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算的便利性,本文以白洋淀流域為研究區(qū),采用當(dāng)量因子法估算其1990、2000、2010和2020等4期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,并借助CA⁃Markov模型,模擬不同情境土地利用格局,并測算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化情況。在此基礎(chǔ)上利用網(wǎng)格工具可視化表達(dá)不同偏好下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間分布狀況以及集聚程度,以期對白洋淀流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化分析以及對研究區(qū)未來土地生態(tài)安全建設(shè)提供理論參考。
1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源
1.1 研究區(qū)概況
本研究中的白洋淀流域是指白洋淀上下游涉及的河北省相關(guān)縣級行政區(qū)域,涉及石家莊市、保定市、張家口市、滄州市、廊坊市以及衡水市的46個縣區(qū);白洋淀流域上下游包括入淀出淀的潴龍河、孝義河、唐河、府河、漕河、瀑河、萍河、白溝引河(含南拒馬河與白溝河)、趙王新河等干支流流經(jīng)的區(qū)域。
白洋淀流域位于大清河流域范圍以內(nèi),總面積約3.4萬km2。該地區(qū)地貌類型多樣,以耕地、林地和建設(shè)用地為主,地勢西高東低,相對高度達(dá)2815m,流域處于溫帶季風(fēng)區(qū),多年平均降水量600mm,年平均氣溫在10—20℃之間,降水量年際變化大、年內(nèi)分配不均,降水多以暴雨形式集中于7—8月,故經(jīng)常出現(xiàn)連年干旱或先旱后澇、旱澇交替等情況。近年來,白洋淀流域各城市無序擴張、產(chǎn)業(yè)布局各自為政、大尺度生態(tài)空間管理理念缺乏,導(dǎo)致生態(tài)用地流失、水生態(tài)失衡等問題,由此帶來生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)下降、生態(tài)風(fēng)險加劇、生態(tài)安全受到威脅,嚴(yán)重影響了流域的可持續(xù)發(fā)展,與高質(zhì)量發(fā)展要求存在一定差距。
1.2 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理
本研究所使用的數(shù)據(jù)包括遙感影像數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、糧食數(shù)據(jù)、DEM高程數(shù)據(jù)、坡度數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)。
其中:(1)遙感影像從地理空間數(shù)據(jù)云平臺Landsat4⁃5/TM和Landsat⁃8/OLI衛(wèi)星下載;(2)研究區(qū)1990年、2000年、2010年、2020年等4期土地利用均解譯自遙感影像,根據(jù)影像精度并結(jié)合研究區(qū)實際情況,并參照前人分類標(biāo)準(zhǔn)[38],將土地利用類型劃分為林地、草地、耕地、建設(shè)用地、水域和未利用地六類,分辨率為30m。使用ENVI5.3.1軟件,對遙感圖像進(jìn)行監(jiān)督分類和人工目視解譯,經(jīng)檢驗三期圖像精度均達(dá)到85%以上,可用于研究使用;(3)糧食數(shù)據(jù)主要為小麥、玉米、大豆等糧食作物產(chǎn)值、播種面積、產(chǎn)量主要來源為石家莊市、張家口市、保定市、滄州市和衡水市統(tǒng)計年鑒以及河北農(nóng)村統(tǒng)計年鑒;(4)白洋淀流域年平均降水量和平均氣溫等氣象數(shù)據(jù)收集自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng);(5)研究區(qū)DEM數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云,坡度數(shù)據(jù)由DEM高程數(shù)據(jù)提取得到;(6)社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來自相關(guān)縣域統(tǒng)計年鑒;(7)公路、鐵路數(shù)據(jù)來源于資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺。
2 研究方法
2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算
本文基于謝高地等[1]建立的“中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價值當(dāng)量表” (根據(jù)研究區(qū)實際地類情況以及計算的便利性,除建設(shè)用地外五種地類分別采用了當(dāng)量表中的旱地、闊葉、灌草叢、濕地、裸地和水系的單位面積服務(wù)價值當(dāng)量),估算白洋淀流域各縣域1990—2020年4期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量,初步分析多年間各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量的變化。
2.2 土地利用格局情景模擬標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定與過程
通過IDRISI軟件中的Markov模塊和CA⁃Markov模塊對土地利用類型的數(shù)量及空間變化進(jìn)行預(yù)測,基本步驟如下:(1)創(chuàng)建Markov轉(zhuǎn)移概率矩陣。將時間周期設(shè)置為10a,比例誤差設(shè)置為0.15,利用Markov模型得到研究區(qū)2010—2020年的年土地利用轉(zhuǎn)移面積矩陣和轉(zhuǎn)移概率矩陣。(2)制作適宜性圖集。利用IDRISI軟件中的“DecisionWizard”模塊制作適宜性圖集。借鑒前人的研究結(jié)果[39⁃44],考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性以及具體模擬效果,本文選取DEM高程、坡度、年平均降水、年平均氣溫、距公路距離和距鐵路距離等6個對土地利用變化較大的驅(qū)動影響因子來制作適宜性圖集。
(3)模擬2020年研究區(qū)土地利用圖像。以2010年為基期圖像,選擇步驟(1)建立的研究區(qū)2010—2020年的年土地利用轉(zhuǎn)移面積矩陣,以及步驟(2)中創(chuàng)建的適宜性圖集,確定迭代次數(shù)為10,構(gòu)造CA濾波器(采用標(biāo)準(zhǔn)5×5的濾波器)。模擬運行出預(yù)測的2020年研究區(qū)土地利用圖像。(4)精度驗證。利用IDRISI軟件中的crosstab模塊,將2020年的預(yù)測圖與2020年實際土地利用類型進(jìn)行對比,計算Kappa值。(5)多情景模擬預(yù)測。以2020年為基期圖像,分別模擬出3種情景下2035年研究區(qū)土地利用圖像。
2.3 情景設(shè)置
情景分析旨在描述和分析事物發(fā)展的各種可能性,對比不同發(fā)展路徑下的狀態(tài),從而為決策提供依據(jù)。白洋淀流域社會經(jīng)濟、自然環(huán)境均存在不確定性;诹饔虻牟煌l(fā)展目標(biāo)和可能出現(xiàn)的干擾情景,本研究設(shè)定了3種土地利用變化模擬的情景:
(1)趨勢延續(xù)情景(情景1)。趨勢延續(xù)情景是流域基于2010—2020年土地利用變化規(guī)律,按照目前的城市化發(fā)展模式和現(xiàn)有的土地利用轉(zhuǎn)移速率,在轉(zhuǎn)換規(guī)則中不對任何地類轉(zhuǎn)換進(jìn)行限制的一種情景設(shè)定,是流域土地利用變化模擬考慮其他發(fā)展情景分析的基礎(chǔ)。(2)均衡發(fā)展情景(情景2)。該情景充分考慮流域中各城市的發(fā)展需求,實現(xiàn)流域空間均衡發(fā)展。其中,雄安新區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)按照《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》、《河北雄安新區(qū)起步區(qū)控制性規(guī)劃》等規(guī)劃文本及圖集中對未來各地類在不同規(guī)劃方向上的數(shù)量要求進(jìn)行確定,流域其他地區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)則與情景1一致。(3)統(tǒng)籌發(fā)展情景(情景3)。該情景下,將整個流域城市發(fā)展納入統(tǒng)籌考慮,以雄安新區(qū)建設(shè)、生態(tài)保護(hù)作為目標(biāo)。
因此,參考了有關(guān)修改Markov轉(zhuǎn)移矩陣的相關(guān)研究成果[46],其中,雄安新區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)與均衡發(fā)展情景一致,流域除雄安新區(qū)部分為整體實現(xiàn)生態(tài)用地保護(hù)目標(biāo),嚴(yán)格限制生態(tài)用地相關(guān)的林地、草地和水域向建設(shè)用地轉(zhuǎn)換,以保障整個流域的土地利用結(jié)構(gòu)總體穩(wěn)定。具體參數(shù)設(shè)置為將林地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地的速率減緩63%,轉(zhuǎn)移速率由原來的4.45%調(diào)整為2.80%;將草地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地的速率減緩50%,轉(zhuǎn)移速率由原來的10.92%調(diào)整為5.47%;水域由于基數(shù)過小,未進(jìn)行限制;耕地、未利用地變化速率未進(jìn)行限制。
3 結(jié)果分析
3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算結(jié)果及變化特征
3.1.1 1990—2020年研究區(qū)土地利用變化總體特征
1990—2020年研究區(qū)利用變化總體特征呈現(xiàn)耕地面積大幅度減少,建設(shè)用地面積急速增加的趨勢。30年間耕地在研究區(qū)范圍內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)中占比最大,平均占比48.12%,總體來看耕地面積銳減,減少122776.99hm2,耕地面積減少率為7.21%;林地在研究區(qū)范圍內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)中面積占比僅次于耕地,且1990—2020年間林地面積變化不大,呈波動增長趨勢,從1193822.47hm2增加到1207925.59hm2,增加率為1.18%;與之相比,草地面積在30年間呈波動下降的趨勢,2010年達(dá)到峰值212026.37hm2,面積減少率為15.9%。
隨著改革開放和京津冀協(xié)同發(fā)展等政策的推進(jìn),建設(shè)用地擴張速度也在不斷加快。1990—2020年建設(shè)用地面積從253926.75hm2增加到421296.49hm2,共增加了167369.74hm2,面積增長率高達(dá)65.91%;1990—2020年研究區(qū)水域面積呈現(xiàn)了先急速下降后小幅度回升的變化趨勢,總體來說,水域面積明顯減少,減少率為35.76%;未利用地占比較小,從研究區(qū)整體來看,面積變化不明顯。
研究區(qū)在空間上土地利用總體特征為,西部以林地、草地為主,東部多為耕地和建設(shè)用地交錯分布,小部分為水域。這主要由于研究區(qū)地勢西高東低,西部以山地為主,東部為華北平原以及白洋淀流域。從4期研究區(qū)土地類型圖可以看出,城市的擴張是造成土地利用類型發(fā)生變化的關(guān)鍵因素。在快速的城鎮(zhèn)化過程中,耕地被大量侵占,為堅持生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展,山林區(qū)域的耕地還林還草現(xiàn)象明顯,導(dǎo)致耕地面積進(jìn)一步銳減,白洋淀流域也在城市的發(fā)展下逐步縮小,生態(tài)安全情況不容樂觀。
3.1.2 1990—2020年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化特征
土地利用變化會引起生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化。1990—2020年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分別為852.59億元、788.26億元、796.95億元和784.68億元,總體呈波動下降的趨勢。
其中,耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化較多,30年間減少9.03億元,變化率為7.21%;林地對研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值貢獻(xiàn)最大,四個時段分別為502.30億元、502.04億元、510.22億元和508.23億元,可以看出1990—2000年變化不明顯,2000—2020年價值量總體呈波動上升的趨勢,這是由于2000年以后林地面積小幅度增加;草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化趨勢與其面積變化趨勢相同,1990—2020年波動下降,30年間ESV減少12.53億元。
建設(shè)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值為0;水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值僅次于林地,聯(lián)系表2可知,它憑借1%左右的面積占比提供了整個研究區(qū)12%左右的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,然而由于城市快速發(fā)展的需要,建設(shè)用地的急速擴張使得一部分水域被侵占,導(dǎo)致水域的ESV下降為93.92億元,下降率為36.76%;未利用地由于其面積基數(shù)小,以及單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值不高,對整個研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響幾乎可以忽略不計。
總體來說,由于草地、水域等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值中貢獻(xiàn)較高的土地都在不同程度的減少,而不利于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值增加的建設(shè)用地急速擴張,導(dǎo)致30年間研究區(qū)整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值下降明顯,減少率為81.25%。林地、水域和草地是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的主要來源,嚴(yán)格保護(hù)林地、水域和草地等生態(tài)用地,對保護(hù)研究區(qū)的生態(tài)安全具有重要作用。
4 結(jié)論與討論
4.1 討論
本研究在探討雄安新區(qū)建設(shè)引起的流域土地利用變化背景下,利用CA⁃Markov模型模擬趨勢延續(xù)、均衡發(fā)展和統(tǒng)籌發(fā)展等3種發(fā)展情景下2035年白洋淀流域的土地利用變化狀況,并評估白洋淀流域的ESV,在此基礎(chǔ)上分析ESV空間分布特征和集聚特征。不同發(fā)展情景下的流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值差異較為明顯。趨勢延續(xù)情景延續(xù)了白洋淀流域在未設(shè)立雄安新區(qū)的背景下的用地需求,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值略有上升,基本實現(xiàn)流域生態(tài)文明建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展。均衡發(fā)展情景兼顧了雄安新區(qū)與流域內(nèi)其他縣市的建設(shè)用地需求,以適應(yīng)于城鎮(zhèn)化的推進(jìn)與增強社會經(jīng)濟的發(fā)展的主要目標(biāo),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值略有上升,一定程度上有利于生態(tài)保護(hù);統(tǒng)籌發(fā)展情景凸顯了國家戰(zhàn)略與生態(tài)約束高水平融合,滿足雄安新區(qū)土地利用急劇轉(zhuǎn)型的同時保障生態(tài)空間的面積。
三種發(fā)展情景為未來流域生態(tài)建設(shè)與用地擴張?zhí)峁┝酥匾膮⒖迹Y(jié)合雄安新區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略與流域?qū)嶋H發(fā)展需求選擇相應(yīng)的情景以期為區(qū)域提供適用于未來用地空間發(fā)展模式的科學(xué)依據(jù)及理論支撐。白洋淀流域內(nèi)市、縣的城鎮(zhèn)化水平在未來一段時間還將繼續(xù)上升,建設(shè)用地的快速擴張時期尚未完全結(jié)束,且又地處于資源環(huán)境承載能力較弱、水資源超載、景觀破碎、空氣質(zhì)量治理任重道遠(yuǎn)的華北地區(qū),提升白洋淀流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能需求十分迫切[5,47]。因此,雄安新區(qū)作為生態(tài)城市建設(shè)的標(biāo)桿,有必要探討在高質(zhì)量發(fā)展背景下制定精細(xì)化、差異化的國土空間格局優(yōu)化調(diào)控措施,協(xié)調(diào)與流域其他區(qū)域的發(fā)展目標(biāo)。
4.2 結(jié)論
白洋淀流域由于獨特的地理位置,人類活動對流域內(nèi)的土地利用結(jié)構(gòu)變化有著顯著影響,本研究以土地利用變化為基礎(chǔ),采用當(dāng)量因子法估算4期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,并借助CA⁃Markov模型,模擬不同情境土地利用格局,進(jìn)而測算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化情況。主要結(jié)論如下:
(1)1990—2020年白洋淀流域土地利用變化最明顯的特征是耕地面積銳減,建設(shè)用地迅速擴張,30年間耕地面積減少了122776.99hm2,建設(shè)用地增加了167369.74hm2。
(2)1990—2020年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分別為852.59億元、788.26億元、796.95億元和784.68億元,總體呈波動下降的趨勢。30年間白洋淀流域快速城市化過程導(dǎo)致城市建設(shè)用地擴張侵占大量耕地、草地和水域等生態(tài)用地,使人地關(guān)系的矛盾加劇,破壞城市生態(tài)環(huán)境,甚至威脅城市生態(tài)安全。
(3)在對白洋淀流域2035年3種情景模擬后發(fā)現(xiàn),趨勢延續(xù)情景、均衡發(fā)展情景、統(tǒng)籌發(fā)展情景的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值依次為785.36億元、807.26億元、812.46億元,均高于2020年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。趨勢延續(xù)情景下,由于城市的快速擴張,平原地區(qū)耕地、水域受到影響,山地地區(qū)耕地、草地少部分轉(zhuǎn)化為林地和建設(shè)用地;均衡發(fā)展情景下,由于雄安建設(shè)規(guī)劃和白洋淀生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求,雄安新區(qū)范圍內(nèi)林地、水域增加,其他地區(qū)保持不變;在統(tǒng)籌發(fā)展的情景下,白洋淀流域上游縣域城市建設(shè)放緩,生態(tài)用地增多,為整個流域的生態(tài)安全做出了貢獻(xiàn)。
(4)從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間分布來看,白洋淀流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值整體呈現(xiàn)西北高東南低的特點。不同情境下ESV熱點分布情況?傮w來說,研究區(qū)ESV值的熱點和冷點分布范圍較大且集聚性較強。
生態(tài)論文范例: 基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的浙江省水生態(tài)環(huán)境分區(qū)分類管控
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作者:高星1,2,楊劉婉青1,李晨曦3,宋昭穎1,王杰1
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