基于优化模型的甘肃省生态系统服务价值时空评估

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00119

摘要/Abstract

摘要：

当前，生态系统服务价值评估模型在计量范围界定和方法适用性方面仍存在局限。基于“环境经济核算-生态系统核算”明确生态系统服务计量范围，采用修正的当量因子法，构建了优化的生态系统服务价值评估模型，评估并分析了2010—2018年甘肃省生态系统服务价值变化趋势及14个市州的空间分布特征。结果表明：（1）甘肃省土地利用结构以荒漠和草地为主，研究期内农田和荒漠面积减少，森林、草地和水域面积呈不同幅度增加趋势。（2）2010—2018年甘肃省生态系统服务价值的增加率为20.68%；水域、森林和草地生态系统服务价值呈增加趋势，农田和荒漠生态系统服务价值均不同程度减少；各单项生态系统服务功能价值均呈增加趋势。（3）甘肃省生态系统服务价值在空间上呈南多北少分布特征，2018年陇南市、甘南州和张掖市的单位面积生态系统服务价值在全省位居前三。（4）甘肃省生态系统服务稀缺性问题越来越突出，各市州生态系统服务价值相对于社会经济价值的稀缺程度差异明显。以此优化模型对生态系统服务价值进行综合时空评估，可为甘肃省乃至黄河流域生态补偿和生态产品价值实现提供一定的决策依据。

关键词: 生态系统服务价值, 计量范围, 修正方法, 优化模型, 甘肃省

Abstract:

There are still limitations in the measurement scope and applicability of current ecosystem service valuation models. Based on SEEA-EA， the scope of ecosystem service measurement was defined， and an optimized ecosystem service value assessment model was constructed by using the modified equivalent factor method. Taking Gansu Province as the study area， the trend of ecosystem service value changed from 2010 to 2018 and the spatial distribution characteristics of 14 cities and states in Gansu Province were evaluated and analyzed. The results showed that：（1） The land use structure of Gansu Province was dominated by desert and grassland. The area of farmland and desert decreased during the study period， while the area of forest， grassland and water area increased in different ranges. （2） The increase rate of ecosystem service value in Gansu Province from 2010 to 2018 was 20.68%. The ecosystem service value of water area， forest and grassland increased， while the ecosystem service value of cropland and desert decreased. The value of each individual ecosystem service showed an increasing trend. （3） The ecosystem service value of Gansu Province was more in the south and less in the north. The ecosystem service value per unit area of Longnan， Gannan and Zhangye ranked the top three in Gansu Province in 2018. （4） The scarcity of ecosystem services was becoming more and more prominent in Gansu Province， and the scarcity degree of ecosystem services value relative to socio-economic value varied significantly among cities and states. This optimization model can be used to carry out a comprehensive spatio-temporal evaluation of ecosystem service value， which can provide a certain decision basis for ecological compensation and value realization of ecological products in Gansu Province and even in the Yellow River Basin.

Key words: ecosystem service value, measurement range, correction method, optimization model, Gansu Province

中图分类号:

F062.2

徐绮阳, 王永瑜, 杨燕燕. 基于优化模型的甘肃省生态系统服务价值时空评估[J]. 中国沙漠, 2023, 43(2): 53-64.

Qiyang Xu, Yongyu Wang, Yanyan Yang. Spatio-temporal evaluation of ecosystem service value in Gansu Province based on optimization model[J]. Journal of Desert Research, 2023, 43(2): 53-64.

图/表 12

参考文献 44

1	殷楠，王帅，刘焱序.生态系统服务价值评估：研究进展与展望［J］.生态学杂志，2021，40（1）：233-244.
2	刘志涛，王少剑，方创琳.粤港澳大湾区生态系统服务价值的时空演化及其影响机制［J］.地理学报，2021，76（11）：2797-2813.
3	李骊，张青青，王雅梅，等.2000—2018年克孜河流域生态系统脆弱性、服务功能价值及风险评价［J］.中国沙漠，2021，41（2）：164-172.
4	姜晗，吴群.基于LUCC的江苏省生态系统服务价值评估及时空演变特征研究［J］.长江流域资源与环境，2021，30（11）：2712-2725.
5	张杰，李清泉，吴祥茵，等.基于土地利用的粤港澳大湾区生态系统服务价值及承载力演变分析［J］.生态学报，2021，41（21）：8375-8386.
6	曾晨，李扬镳，段雪雯，等.长江流域中部地区生态系统服务价值评估与综合驱动力分析［J］.水土保持研究，2022，29（2）：362-371.
7	Hardaker A， Pagella T， Rayment M.Integrated assessment，valuation and mapping of ecosystem services and disservices from upland land use in Wales［J］.Ecosystem Services，2020，43：101098.
8	Petway J R， Lin Y P， Wunderlich R F.A place-based approach to agricultural non-material intangible cultural ecosystem service values［J］.Sustainability，2020，12：699.
9	Song W， Deng X Z.Land-use/land-cover change and ecosystem service provision in China［J］.Science of the Total Environment，2017，576：705-719.
10	Arowolo A O， Deng X Z， Olatunji O A，et al.Assessing changes in the value of ecosystem services in response to land-use/land-cover dynamics in Nigeria［J］.Science of the Total Environment，2018，636：597-609.
11	Deng X Z， Li Z H， John G.A review on trade-off analysis of ecosystem services for sustainable land-use management［J］.Journal of Geographical Sciences，2016，26（7）：953-968.
12	李鲁冰，林文鹏，任晨阳，等.两种生态系统服务价值评估方法的比较研究：以环杭州湾地区为例［J］.水土保持研究，2022，29（3）：228-234，243.
13	韩梦涛，涂建军，徐桂萍，等.黄河流域水域生态系统服务与经济发展时空协调性［J］.中国沙漠，2021，41（4）：167-176.
14	Costanza R， D' Arge R， Groot R D，et al.The value of the world's ecosystem services and natural capital［J］.Nature，1997，387（6630）：253-260.
15	Costanza R， Groot R D， Sutton P，et al.Changes in the global value of ecosystem services［J］.Global Environmental Change，2014，26：152-158.
16	Song X P.Global estimates of ecosystem service value and change：taking into account uncertainties in satellite-based land cover data［J］.Ecological Economics，2018，143：227-235.
17	Vardon M， Keith H， Lindenmayer D.Accounting and valuing the ecosystem services related to water supply in the central highlands of Victoria，Australia［J］.Ecosystem Services，2019，39（10）：1-12.
18	Xi H H， Cui W L， Cai L，et al.Evaluation and prediction of ecosystem service value in the Zhoushan island based on LUCC［J］.Sustainability，2021，13（4）：1-13.
19	谢高地，鲁春霞，冷允法，等.青藏高原生态资产的价值评估［J］.自然资源学报，2003，18（2）：189-196.
20	谢高地，甄霖，鲁春霞.一个基于专家知识的生态系统服务价值化方法［J］.自然资源学报，2008，23（5）：911-919.
21	蒋小荣，李丁，李智勇.基于土地利用的石羊河流域生态服务价值［J］.中国人口·资源与环境，2010，20（6）：68-73.
22	周晨，丁晓辉，李国平，等.南水北调中线工程水源区生态补偿标准研究：以生态系统服务价值为视角［J］.资源科学，2015，37（4）：792-804.
23	张家其，杨贺菲，田亚平，等.基于生态系统服务功能价值的湖北省恩施地区生态补偿研究［J］.水土保持通报，2016，36（5）：214-219.
24	刘祥鑫，蒲春玲，刘志有，等.区域耕地生态价值补偿量化研究［J］.中国农业资源与区划，2018，39（5）：84-90.
25	朱治州，钟业喜.长江三角洲城市群土地利用及其生态系统服务价值时空演变研究［J］.长江流域资源与环境，2019，28（7）：1520-1530.
26	雷燕慧，丁国栋，李梓萌，等.京津风沙源治理工程区土地利用/覆盖变化及生态系统服务价值响应［J］.中国沙漠，2021，41（6）：29-40.
27	彭文甫，周介铭，杨存建.基于土地利用变化的四川省生态系统服务价值研究［J］.长江流域资源与环境，2014，23（7）：1053-1062.
28	盛晓雯，曹银贵，周伟，等.京津冀地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响［J］.中国农业资源与区划，2018，39（6）：79-86.
29	幸赞品，颜长珍，冯坤.1975—2015年甘肃省白龙江流域自然保护区生态系统服务价值及其时空差异［J］.中国沙漠，2019，39（3）：172-182.
30	宋佳楠，梅建屏，金晓斌.基于协调系数修正的区域生态系统服务价值测算研究［J］.地理与地理信息科学，2010，26（1）：86-89.
31	肖红克，李洪忠，王莉.粤港澳大湾区土地利用及生态系统服务价值的变化：以广佛肇为例［J］.水土保持研究，2020，27（1）：290-297.
32	赵世宽，郭鹏飞，杨玉玲.生态系统服务价值测算：以重庆市为例［J］.统计与决策，2021，37（4）：104-107.
33	中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要［R］.2021-03-13.
34	牛叔文，李永华，马利邦，等.甘肃省主体功能区划中生态系统重要性评价［J］.中国人口·资源与环境，2009，19（3）：119-124.
35	张学斌，石培基，罗君.基于生态系统服务价值变化的生态经济协调发展研究：以石羊河流域为例［J］.中国沙漠，2014，34（1）：268-274.
36	石惠春，师晓娟，刘鹿.兰州城市生态系统服务价值评估方法与结果比较［J］.中国人口·资源与环境，2013，23（2）：30-35.
37	马利邦，牛叔文，杨丽娜，等.敦煌市生态系统服务价值评估及区域可持续发展研究［J］.生态与农村环境学报，2010，26（4）：294-300.
38	申建秀，王秀红，刘羽.退耕还林前后甘肃正宁县生态系统服务价值的时空变化特征［J］.水土保持研究，2012，19（4）：59-64.
39	靳芳，张振明，余新晓.甘肃祁连山森林生态系统服务功能及价值评估［J］.中国水土保持科学，2005，3（1）：53-57.
40	谢余初，巩杰，齐姗姗.甘肃白龙江流域生态系统粮食生产服务价值时空分异［J］.生态学报，2017，37（5）：1719-1728.
41	谢高地，张彩霞，张雷明.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.
42	Nations United，et al. System of Environmental-economic Accounting：Ecosystem Accounting［M］. New York，USA：United Nations，2021.
43	王秀兰，包玉海.土地利用动态变化研究方法探讨［J］.地理科学进展，1999，18（1）：83-89.
44	徐丽芬，许学工，罗涛.基于土地利用的生态系统服务价值当量修订方法：以渤海湾沿岸为例［J］.地理研究，2012，31（10）：1775-1784

一级分类	二级分类
供应服务	食物生产
	原材料生产
	水资源供给
调节服务	气体调节
	气候调节
	净化环境
	水文调节
	土壤保持
文化服务	美学景观

一级分类	二级分类
供应服务	食物生产
	原材料生产
	水资源供给
调节服务	气体调节
	气候调节
	净化环境
	水文调节
	土壤保持
文化服务	美学景观

服务功能类型		生态系统类型
服务功能类型		森林	草地	水域	农田	荒漠
供给服务	食物生产	0.18	0.17	0.32	0.80	0.00
	原材料生产	0.42	0.25	0.18	0.18	0.01
	水资源供给	0.22	0.14	3.14	-0.94	0.01
调节服务	气体调节	1.38	0.87	0.69	0.64	0.05
	气候调节	4.12	2.30	1.55	0.34	0.04
	净化环境	1.21	0.76	2.24	0.10	0.15
	水文调节	2.70	1.69	32.18	1.08	0.09
	土壤保持	1.68	1.06	0.78	0.38	0.05
文化服务	美学景观	0.67	0.43	1.62	0.05	0.02

服务功能类型		生态系统类型
服务功能类型		森林	草地	水域	农田	荒漠
供给服务	食物生产	0.18	0.17	0.32	0.80	0.00
	原材料生产	0.42	0.25	0.18	0.18	0.01
	水资源供给	0.22	0.14	3.14	-0.94	0.01
调节服务	气体调节	1.38	0.87	0.69	0.64	0.05
	气候调节	4.12	2.30	1.55	0.34	0.04
	净化环境	1.21	0.76	2.24	0.10	0.15
	水文调节	2.70	1.69	32.18	1.08	0.09
	土壤保持	1.68	1.06	0.78	0.38	0.05
文化服务	美学景观	0.67	0.43	1.62	0.05	0.02

生态系统类型		森林	草地	水域	农田	荒漠
土地利用类型		林地	草地	水域及水利设施用地	耕地、园地及其他农用地	未利用地
面积/万hm²	2010年	518.46	1 410.96	2.88	611.06	1618.09
	2015年	609.92	1 419.37	74.76	563.21	1488.06
	2018年	609.58	1 417.23	74.73	563.19	1487.16
面积占比/%	2010年	12.46	33.91	0.07	14.68	38.88
	2015年	14.68	34.16	1.80	13.55	35.81
	2018年	14.68	34.13	1.80	13.56	35.82
变化量/万hm²	2010—2015年	91.46	8.41	71.88	-47.85	-130.03
	2015—2018年	-0.34	-2.14	-0.03	-0.02	-0.9
	2010—2018年	91.12	6.27	71.85	-47.87	-130.93
土地利用动态度/%	2010—2015年	18.29	1.68	14.38	-9.57	-26.01
	2015—2018年	-0.11	-0.71	-0.01	-0.01	-0.30
	2010—2018年	11.39	0.78	8.98	-5.98	-16.37