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基于GIS技术的土地资源承载力供给生态系统服务价值评估

张珊珊

摘 要：为探讨简单、科学的评价方法，完善土地资源的供给生态服务价值评估体系，文章将生态系统服务价值概念引用到土地资源承载力评价中，以贵州省黔东南苗族侗族自治州为例，在RS与GIS技术支持下，参考Costanza生态系统服务价值面积加权法，进行土地资源承载力供给生态系统服务价值评估。结果表明：黔东南州生态系统类型面积大小为森林>农田>草地>城市>水域>裸地，面积分别为21530.18 km2、6053.32 km2、1902.45 km2、492.33 km2、322.39km2和36.44 km2。全州生态系统供给服务价值总量为141415.80万元，其中农田和森林生态系统的供给服务价值最大，分别为88124.73万元与41186.86万元，占总价值的66.00%、30.85%，是全州供给服务价值的主要来源。
关键词： 生态系统服务;食物消费价值;土地资源承载力;供给服务;黔东南州
土地资源承载力是指在某一时期、某一区域，土地资源所能承载的人口数量及人类活动规模和强度的阈值，其本质是区域土地资源供给服务价值与人类需求、食物生产与人口消费之间的平衡关系[1-2]。土地资源承载力评价一直是国内外学术研究的热点，史娜娜等[3]以利用GIS技术，基于层次分析法，在生态敏感性评价的基础上分析了土地资源供给生态服务价值。彭文英[4]等开展了人口承载力及多维度综合性资源承载力研究，以往研究都集中在流域或省级城市土地资源承载力评价上，对生态学与遥感相结合的土地资源承载力评价较为罕见。文章旨在结合生态学与遥感，以贵州省黔东南苗族侗族自治州为例，基于RS与GIS技术，以Landsat8 TIRS遥感影像为基础数据源（拍摄时间为2018年5月8日-5月15日），参考Costanza生态系统服务价值计算方法和面积加权法，计算研究区土地资源的供给生态系统服务价值，以期丰富土地资源承载力和生态系统服务价值评估方法，为区域服务价值计算提供理论基础与科学参考。
1 材料与方法
1.1研究区概况
黔东南苗族侗族自治州位于贵州省东南部，全州总面积30337.1km2，辖1市15县，即凯里市、丹寨县、黄平县、施秉县、镇远县、岑巩县、三穗县、天柱县、锦屏县、黎平县、从江县、榕江县、雷山县、台江县及剑河县，截止2019年，境内户籍总人口477.43万人。
1.2研究方法
1.2.1生态系统类型遥感分类
将二调数据与预处理后的遥感影像进行叠加，然后采用面向对象遥感解译方法及ArcGIS软件的统计分析功能，参考《中国生态分类系统标准》，将研究区生态系统类型划分为农田、森林、草地、裸地、水域和城市（图1）。
1.2.2供给生态服务价值估算
研究参考Costanza[5]等生态系统服务价值理论，采用加权法计算研究区供给生态系统服务的食物生产的供给生态服务价值，计算公式为：
式中：ES为供给生态服务价值量（元·a-1），Vi为单位面积的供给生态服务价值（元·km-2·a-1）;Ai为生态系统类型面积（km2）。单位面积的供给生态服务价值参考研究学者成果 [6]，农田生态系统为44910元·km-2·a-1，草地生态系统为19311元·km-2·a-1，森林生态系统为14820元·km-2·a-1，水域生态系统为23802元·km-2·a-1，裸地生态系统为898元·km-2·a-1。
2结果与分析
2.1生态系统类型空间分布格局
黔东南州国土总面积为30337.1 km2，其中森林和农田生态系统面积最大，分别为21530.18 km2和6053.32 km2，分别占总面积的70.97%、19.95%（图1）。草地生态系统面积为1902.45 km2，占总面积的6.27%。城市和水域生态系统面积相当，凯里市为黔东南州的州府，是社会经济、文化、人口和商业发展的中心，其城市生态系统面积最大，为70.30 km2，锦屏县和剑河县是清水江的主要流经区域，其水域生态系统分布面积最广，分别为48.29 km2和45.09 km2。面积最小的是裸地，仅占总面积的0.12%。
2.2生态系统供给生态服务价值分析
2018年黔东南州生态系统的供给生态服务价值总量为141415.80万元（表1），其中生态服务价值最大的是农田生态系统，为88124.73万元，占全州生态服务价值总量的66.00%。森林生态系统略低于农田生态系统，生态服务价值为41186.86万元，占30.85%。其次为草地生态系统，生态服务价值为3433.42万元，占2.57%。水域生态系统的供给服务价值较少，为767.35万元。裸地生态系统生态服务价值最小，仅为3.08万元，与研究区裸地生态系统面积较少有关。研究表明，黔东南州供给生态服务价值主要来源于农田和森林生态系统，两者价值量占全州供给生态服务价值总量的96.85%。
3结论与讨论
黔东南州生态系统类型面积大小为森林>农田>草地>城市>水域>裸地，生态系统供给生态服务价值总量为141415.80万元，其农田生态系统供给生态服务价值最大，为88124.73万元，占全州生态服务价值总量的66.00%，全州供给生态服务价值主要来源于农田和森林生态系统，两者价值量占全州价值总量的96.85%，对黔东南州供给服务价值的贡献率最大。论文的评估方法能快速的评估出区域土地资源供给生态服务价值，对土地资源承载力评价来说，是一次简单而较为科学的尝试，具有较强的研究意义，但评估方法较为单一，部分參数还需验证，因此在未来类似的研究中，可选择多个生态系统服务功能，计算土地资源生态系统服务价值，以完善生态系统服务价值评估体系。
参考文献
[1] 周艳梅.南宁市区土地资源综合承载力评价研究[J].湖北农业科学，2017，56（9）：1638-1641.
[2] Zhang Z， Zhao W， Gu X. Changes resulting from a land consolidation project （LCP） and its resource-environment effects： A case study in Tian men City of Hubei Province， China[J]. Land Use Policy， 2014， 40： 74–82
[3] 史娜娜，全占军，韩煜，等.基于生态敏感性评价的乌海市土地资源承载力分析[J].水土保持研究， 2017，24（1）：239-243.
[4] 彭文英，刘念北.首都圈人口空间分布优化策略-基于土地资源承载力估测[J].地理科学，2015，35（5）：558-564.
[5] Costanza R， dArge R， de Groot R S， et al. The value of the worlds ecosystem services and natural capital [J]. Nature， 1997， 387： 253-260.
[6] 谢高地，张彩霞，张雷明，等.基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法改进[J].自然资源学报，2015，30（8）：1243-1254.

-全文完-