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1研究方法

从生态效益的角度对土地利用总体规划进行评价,引入土地利用年变化率、土地利用程度综合指数及生态系统服务价值进行比较说明。土地利用变化率用来描述研究区土地利用变化的速度[2],本文通过对研究区规划实施阶段以及目标阶段各地类年均变化率进行对比,分析得出各地类变化速度是否在预期范围内。土地利用程度综合指数用以反映研究区土地利用的深度和广度[2],在本文中采用庄大方等[3]提出的土地利用程度指数模型进行计算,通过比较研究区两个研究时段的土地利用程度综合指数年均变化率,来说明规划实施期间土地的开发利用是否控制在合理的度量内。生态系统服务价值是指人类可直接或间接从生态系统得到的利益的价值量。目前,国内关于生态系统服务价值的计算方法主要是采用谢高地等[4]提出的方法,本研究借此以价值量的形式描述规划的实施对生态系统服务价值的影响。

2结果与分析

2.1宁州街道土地利用变化土地利用变化率计算模型。式(1)中:K为土地利用年变化率;Ua和Ub分别表示研究期初和研究期末某一种土地利用类型的数量;T表示研究时段长(年)[5]。根据研究需要,本文将宁州街道的土地划分为耕地、园地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地(包括其他农用地和自然保留地)7种类型,根据土地利用变化情况的相关公式,得到各种类型土地利用变化情况(表1)。表1看出,宁州街道2009-2012年补充耕地速度小于规划预期目标;园地的减少速度大于规划预期目标;林地的减少速度大于规划预期目标;草地未发生变化;水域的减少速度大于规划预期目标;建设用地的扩张速度大于规划预期目标;未利用地的减少速度小于规划预期目标。故除草地和未利用地外,其他地类的变化均未达到预期目标。

2.2土地利用程度变化为掌握宁州街道土地利用的深度和广度,对其土地利用程度综合指数进行研究。根据刘纪远等[3]提出的土地利用程度综合分析方法,土地利用程度综合指数计算。为了更直观地对比分析规划实施以来宁州街道的土地利用程度是否控制在预期范围内,以土地利用程度变化量和土地利用程度年均变化率来进行说明。根据土地利用程度综合指数及其变化量与年均变化率计算方法,得出宁州街道2009,2012,2020年土地利用程度综合指数,结果如表3所示。经测算,宁州街道2009-2012年土地利用程度综合指数年均变化量为0.18%,而2009-2020年规划年均变化量为0.17%,即至评估时点,宁州街道对土地的开发利用速度快于规划预期。

2.3生态系统服务价值分析根据谢高地等[4]方法,生态系统服务价值计算模型。式(5)中:ESV表示生态系统服务价值;Ak表示研究区k种土地利用类型的面积;VCk表示k种土地利用类型的生态系统价值系数[6-8]。根据谢高地等[4]提出的生态系统服务价值计算方法,生态系统价值系数与研究区农田自然粮食产量的经济价值有关。表示研究区在研究期限内平均粮食播种面积(hm2)[5]。采用谢高地等[4]提出的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量,以宁州街道各年的耕地面积作为粮食播种面积进行计算,2009,2012,2020年宁州街道年均粮食播种面积为11540.17hm2。根据宁州街道历年统计年鉴数据,2008-2013年宁州街道粮食总产量的年均变化率为-5.75%,考虑到耕地数量的增加以及农业耕种技术的提高,将2008-2020年宁州街道的粮食总产量年均变化率设为-4%,由此可大致估算得到2020年宁州街道的粮食总产量为1349.70万kg,则2009,2012,2020年宁州街道的年均粮食总产量为1705.30万kg。为使各年生态系统服务价值的结果更具有可比性,以2010年全国粮食平均单价2.29元•kg-1作为整个研究期限内的粮食参考单价,由此可以相应计算得出2009,2012,2020年研究区内的平均粮食总价值为39051370元。根据公式(7),得出宁州街道2009-2020年农田自然粮食产量的经济价值为483.42元•hm-2。根据计算得出的宁州街道农田自然粮食产量的经济价值,参考谢高地等[4]提出的研究方法,得出宁州街道各种地类的生态系统服务价值系数,结合公式(5),计算得出宁州街道2009,2012,2020年的生态系统服务价值。由表4可知,2009年宁州街道的生态系统服务价值为228.11×106元,2012年为227.46×106元,2020年规划为227.98×106元,下降幅度超出2020年规划目标。

2.4变差贡献率分析变差贡献率可以用于判断各种土地利用类型变化对生态系统服务价值变化的影响程度[9],用ESVcc表示,在本研究中用于确定宁州街道生态系统服务价值下降的原因。式(8)中:ESVcc为生态系统服务变差贡献率,ESVia,ESVib分别为第i种土地利用类型在研究初期和研究末期的生态系统服务价值[9]。由此计算得出2009-2012年以及2009-2020年各地类变化对生态系统服务价值的影响程度(表4)。由表4可知,区域生态系统是逐渐减少的,耕地和水域对区域生态系统服务价值是正贡献,而园地、林地和未利用地对区域生态系统服务价值是负贡献。各地类中,贡献率最大的是耕地和林地,宁州街道2009-2012年生态系统服务价值持续下降的主要原因是林地的减少,耕地的补充在一定程度上缓和了宁州街道生态系统服务价值的减少,但不能完全起到避免生态系统服务价值下降的效果。

3小结与讨论

根据宁州街道土地利用规划与变化数据分析可知,宁州街道规划实施期间建设用地扩张过快,补充耕地未能达到预期目标,生态环境保护效果不理想。同时,通过引入土地生态系统服务价值,量化分析土地利用总体规划实施以来的生态效应,从生态学的角度对土地利用总体规划的实施情况进行评价,不失为一种新的评估思路和途径。

作者:谢小棠黄义忠胡松和圆媛袁泉单位:昆明理工大学

服务价值的生态系统论文责任编辑:杨雪    阅读:人次