规划问道
生态系统服务价值是反映一个区域生态环境状况和生态效益的重要指标，其动态变化对区域生态建设及可持续发展具有重要意义。本文以河北省青龙县为研究区，基于Costanza生态系统服务价值评估模型，参考谢高地等人的研究成果，采用区域差异性系数、社会发展修正系数，调整生态服务价值当量因子表，构建了生态系统服务价值动态评估模型，对青龙县2005—2015年间生态系统服务价值动态变化情况做出了评估与分析。
一、研究区概况
青龙满族自治县(简称青龙县)位于河北省东北部，隶属于秦皇岛市。地处东经118°33′31″~119°36′30″，北纬40°04′40″~40°36′52″，处于中朝台、燕山台褶带东部、华北坳陷、山海关台拱北部和马兰峪复式背斜东段的交合部位。在东北、华北两大经济区结合部和环渤海、环京津经济圈内。全县土地总面积3510km2，包括25个乡镇，396个行政村。地势东、西、北三面高，只有南面较低，形似扁形漏斗出口。青龙县地处冀北山地丘陵区，境内56%以上的土地为园地和林地，生态条件十分优越，2015年被划入“京津冀重要生态涵养区”，在区域生态建设中占有重要位置。然而由于青龙县自身的自然条件，该地区昼夜温差较大，降雨量多，水土流失现象及风蚀现象比较严重，生态环境较为敏感脆弱。
河北省 青龙县
图1 青龙县在河北省的位置
二、研究方法
1997年，Costanza等人在《Nature》上发表的“The value of the world’s ecosystem services and natural capital”文章中，将生态系统服务功能划分成9项，并逐一计算了全球范围内各项生态系统服务价值和生态系统服务总价值。其研究思路可以概括为：第一步，对生态系统进行划分，包括不同自然条件以及不同用地方式的划分；第二步，通过各种算法及制定的标准，逐一分别计算不同生态系统的服务价值；第三步，汇总研究区生态系统服务价值。具体模型如下：
2002年，谢高地针对Costanza研究的不足，对国内200多名经济和生态专家进行问卷调查，并以此制订了中国陆地生态系统服务价值当量因子表。2007年，谢高地又在先前当量因子表的基础上，重新修订生态系统服务价值当量因子表，具体见下表：
表1 中国陆地生态系统服务价值当量因子表（2007年）
结合青龙县作物种植情况，选取谷类、薯类和豆类的播种面积及产值对1个当量因子的经济价值进行调整。此外，由于农产品价格的变动会受经济因素的影响，因此在计算中，将农产品的产值全部换算成以2005年为基准的不变价。具体单位面积粮食产量的经济价值计算如公式4-2所示：
1）区域差异系数修正
谢高地等学者所做的研究主要针对中国平均状态下的生态系统服务价值，但地理位置、自然环境和生物多样性等不同，势必影响生态系统的服务价值大小。鉴于此，对其作区域尺度上的修正。本文采用净初级生产潜力代替生物量的方式，对生态系统服务加以修正，具体计算公式如下：
2）社会发展系数修正
社会发展阶段系数表示社会经济发展水平，通常用皮尔生长曲线模型进行表示。而人们在社会经济发展的不同阶段，愿意对生态系统的产品功能和服务功能的支付意愿不同，因此考虑根据社会发展阶段系数对生态系统服务加以修正，具体计算公式如下：
基于上述分析，修正后生态系统服务价值评估模型如下所示：
三、生态系统服务价值动态变化分析
2005-2009年间，青龙县生态系统服务总价值呈不断增加的趋势，2010-2011年间出现略微下降，2012-2014年逐年递增，至2014年达到最高值，为120.46亿元。随后2015年总价值有所回降。根据青龙县的土地利用变化情况，不难发现县域林地及园地的面积呈现不断增长的态势，而相对整个生态系统来说，林地与园地所能带来的生态系统服务占整个生态系统服务非常重要的部分。此外，根据2005-2015年的社会发展系数的变化情况可以看出，社会发展系数在11年间呈现逐年递增的态势，由2005年的0.98增加到2015年1.37，并在2014年处达到峰值1.43，与生态系统服务价值呈现相同的变化特征。因此，青龙县生态系统服务价值的变化不仅受土地利用类型面积的影响，还与单位面积粮食产值及社会经济发展状况存在一定的关系。
图2 2005-2015年青龙县各土地类型生态系统服务价值构成图
根据11年各土地类型平均生态系统服务价值构成看，林地的生态系统服务价值占总生态系统服务价值的71.89%，其次为园地、水域、耕地，分别占总生态系统服务价值的15.51%、4.16%、4.08%，未利用地及湿地占比最少，分别为2.39%和1.96%。因此，林地和园地在青龙县生态系统服务价值中占据十分重要的作用。
图3 2005-2015年各土地利用类型生态系统服务价值变化图
各项生态系统服务价值平均占比不同。各类生态系统服务占比由大到小依次为：生物多样性保护>水源涵养>气候调节>气体调节>土壤的形成与保护>原材料>废物处理>游憩文化>食物生产。其中，生物多样性保护服务平均价值最高，为14.80亿元，占平均生态系统服务价值的15.57%，主要因为林地及园地的生物多样性保护服务价值的系数值较高，而在青龙县的境内，林地及园地的面积约占青龙县总面积的56%以上。此外，由于青龙县属燕北低山丘陵盆地，其耕地面积较少，食物生产水平有限，导致食物生产方面的生态系统服务价值最为低下，占平均生态系统服务总价值的2.03%。
图4 2005-2015年青龙县各项生态系统服务平均价值构成图
各项生态系统服务功能变化规律有所差异。依不同生态系统服务功能来看，各土地利用类型所能提供的生态系统服务价值变化有所差异。食物生产、气体调节、气候调节等8种生态系统服务的变化趋势一致，且与总生态系统服务价值的变化相一致。而原材料的变化趋势与其余的趋势不尽相同，其变化趋势呈现波动性变化。2005-2007年呈现逐年下降的趋势，2008年出现跳跃式增加后，再次在2009-2011年出现回降趋势，之后在2012-2014年间逐年上升，2015年出现小幅度下降。总体来看，原材料的变化趋势较为复杂。
四、结论
本文以青龙县为研究区，采用区域差异系数和社会发展系数对谢高地等人建立的生态系统服务价值当量因子表进行修正，通过构建生态系统服务价值动态评估模型，评估了2005-2015年间青龙县生态系统服务价值的动态变化情况，主要结论如下：
01
02
各种土地利用类型中，林地、园地所提供的生态系统服务价值最大，其次为水域、耕地、未利用地及湿地占比最少；
03
本研究与以往的生态系统服务价值评估模型相比，考虑到区位条件、社会发展对研究区的影响，对县域小尺度更具有适宜性，更能揭示区域生态系统服务价值的动态变化机制和效应。
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责任编辑：林冬娜、邓小云
文章审核：罗伟玲、邹朝晖
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原文始发于微信公众号（国地资讯）：研究︱基于系数修正的青龙县生态系统服务价值动态变化研究
