Study on ecosystem service value of the Yellow River Basin in Gansu Province based on land use change

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00130

Journal of Desert Research ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (6): 304-316.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00130

Study on ecosystem service value of the Yellow River Basin in Gansu Province based on land use change

Cuixia Wu¹(), Yongzhong Feng²^,³(), Hao Zhao², Qiong Bao¹, Yuanqi Lei¹, Jie Feng¹

^1.Land Development and Rehabilitation Center of Gansu Province，Lanzhou 730000，China
^2.Department of Natural Resources of Gansu Province，Lanzhou 730000，China
^3.College of Earth and Environmental Sciences，Lanzhou University，Lanzhou 730000，China

Received:2022-05-25 Revised:2022-10-25 Online:2022-11-20 Published:2023-01-09
Contact: Yongzhong Feng

Abstract

Abstract:

To investigate the spatial-temporal changes of ecosystem service value based on land use of the Yellow River Basin in Gansu Province from 1995 to 2020， this thesis choose the land-use data of the Yellow River Basin in Gansu Province in 1995， 2000， 2005， 2010， 2015 and 2020， using land use dynamics， land use degree index， and land use change matrix to examine the spatial-temporal change features of land use in the research region. The ecosystem service value at six periods in the research region was computed and studied by correcting the economic value of the service value equivalent of a single ecosystem， and then the influence factors of ecosystem service value in the research region was analyzed. The findings reveal that：（1） The total area of cultivated and unused land in the research region declined from 1995 to 2020， while the total amount of forest land， grassland， water area， and building land increased. Construction land had the highest pace of change. （2） From 1995 to 2020， grassland had the highest degree of land usage in the research region. The area of conversion from other land types is the biggest for the grassland. （3） An overall increasing trend in the value of ecosystem services was observed in the study area from 1995 to 2020， with a total increase of 510.4 million RMB. （4） In terms of land use types， grassland had the highest ecosystem service value， at 25.5016 billion RMB in 2020； In terms of ecosystem service type， soil conservation had the highest value， at 8.794 billion RMB in 2020； In terms of the ecological sensitivity index， the value of ecosystem services in the study region had a sensitivity index of <1， and the research findings are reliable. The intermediate proportion was higher （82.07%） when considering ecosystem services plus categorization. （5） There is a significant negative correlation between the degree of land use in the research region and ecosystem service value， with a correlation coefficient of 0.912.

Key words: land use, ecosystem service value, value equivalent, Yellow River Basin in Gansu Province

CLC Number:

X171.1

Cuixia Wu, Yongzhong Feng, Hao Zhao, Qiong Bao, Yuanqi Lei, Jie Feng. Study on ecosystem service value of the Yellow River Basin in Gansu Province based on land use change[J]. Journal of Desert Research, 2022, 42(6): 304-316.

Figures/Tables 15

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生态服务功能	生态服务类型	耕地	林地	草地	建设用地	水域	未利用地
合计		7.90	28.12	11.67	0.37	45.35	6.56
供给功能	食物生产	1.00	0.33	0.43	0	0.53	0.23
供给功能	原材料生产	0.39	2.98	0.36	0	0.35	0.20
调节功能	气体调节	0.72	4.32	1.50	0	0.51	0.78
	气候调节	0.97	4.07	1.56	0	2.06	0.85
	水文调节	0.77	4.09	1.52	0	18.77	0.80
	废物处理	1.39	1.72	1.32	0	14.85	0.79
支持功能	保持土壤	1.47	4.02	2.24	0	0.41	1.21
支持功能	维持生物多样性	1.02	4.51	1.87	0	3.43	1.14
文化功能	提供美学景观	0.17	2.08	0.87	0.37	4.44	0.56

生态服务功能	生态服务类型	耕地	林地	草地	建设用地	水域	未利用地
合计		7.90	28.12	11.67	0.37	45.35	6.56
供给功能	食物生产	1.00	0.33	0.43	0	0.53	0.23
供给功能	原材料生产	0.39	2.98	0.36	0	0.35	0.20
调节功能	气体调节	0.72	4.32	1.50	0	0.51	0.78
	气候调节	0.97	4.07	1.56	0	2.06	0.85
	水文调节	0.77	4.09	1.52	0	18.77	0.80
	废物处理	1.39	1.72	1.32	0	14.85	0.79
支持功能	保持土壤	1.47	4.02	2.24	0	0.41	1.21
支持功能	维持生物多样性	1.02	4.51	1.87	0	3.43	1.14
文化功能	提供美学景观	0.17	2.08	0.87	0.37	4.44	0.56

生态系统服务功能	生态系统服务类型	土地利用类型
生态系统服务功能	生态系统服务类型	耕地	林地	草地	建设用地	水域	未利用地
合计		2 252.1320	8 016.4496	3 326.8836	105.4796	12 928.3780	1 870.1248
供给功能	食物生产	285.0800	94.0764	122.5844	0	151.0924	65.5684
供给功能	原材料生产	111.1812	849.5384	102.6288	0	99.7780	57.0160
调节功能	气体调节	205.2576	1 231.5456	427.6200	0	145.3908	222.3624
	气候调节	276.5276	1 160.2756	444.7248	0	587.2648	242.3180
	水文调节	219.5116	1 165.9772	433.3216	0	5 350.9516	228.0640
	废物处理	396.2612	490.3376	376.3056	0	4 233.4380	225.2132
支持功能	保持土壤	419.0676	1 146.0216	638.5792	0	116.8828	344.9468
支持功能	维持生物多样性	290.7816	1 285.7108	533.0996	0	977.8244	324.9912
文化功能	提供美学景观	48.4636	592.9664	248.0196	105.4796	1 265.7552	159.6448

生态系统服务功能	生态系统服务类型	土地利用类型
生态系统服务功能	生态系统服务类型	耕地	林地	草地	建设用地	水域	未利用地
合计		2 252.1320	8 016.4496	3 326.8836	105.4796	12 928.3780	1 870.1248
供给功能	食物生产	285.0800	94.0764	122.5844	0	151.0924	65.5684
供给功能	原材料生产	111.1812	849.5384	102.6288	0	99.7780	57.0160
调节功能	气体调节	205.2576	1 231.5456	427.6200	0	145.3908	222.3624
	气候调节	276.5276	1 160.2756	444.7248	0	587.2648	242.3180
	水文调节	219.5116	1 165.9772	433.3216	0	5 350.9516	228.0640
	废物处理	396.2612	490.3376	376.3056	0	4 233.4380	225.2132
支持功能	保持土壤	419.0676	1 146.0216	638.5792	0	116.8828	344.9468
支持功能	维持生物多样性	290.7816	1 285.7108	533.0996	0	977.8244	324.9912
文化功能	提供美学景观	48.4636	592.9664	248.0196	105.4796	1 265.7552	159.6448

年份	项目	耕地	林地	草地	水域	建设用地	未利用地
1995	面积	43 872	17 028	75 916	895	2 098	3 242
1995	比例	30.67	11.90	53.07	0.63	1.47	2.27
2000	面积	43 931	17 109	75 730	891	2 154	3 236
2000	比例	30.71	11.96	52.94	0.62	1.51	2.26
2005	面积	43 192	17 535	75 882	912	2 322	3 208
2005	比例	30.19	12.26	53.05	0.64	1.62	2.24
2010	面积	43 015	17 589	75 975	913	2 335	3 224
2010	比例	30.07	12.30	53.11	0.64	1.63	2.25
2015	面积	42 567	17 568	75 872	922	2802	3 320
2015	比例	29.76	12.28	53.04	0.64	1.96	2.32
2020	面积	40 763	18 053	76 653	1 004	3 394	3 184
2020	比例	28.50	12.62	53.58	0.70	2.37	2.23

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时段	单一土地利用动态度						综合土地利用动态度
时段	耕地	林地	草地	水域	建设用地	未利用地	综合土地利用动态度
1995—2000年	0.027	0.095	-0.049	-0.089	0.534	-0.037	0.027
2000—2005年	-0.336	0.498	0.040	0.471	1.560	-0.173	0.107
2005—2010年	-0.082	0.062	0.025	0.022	0.112	0.100	0.025
2010—2015年	-0.208	-0.024	-0.027	0.197	4.000	0.596	0.080
2015—2020年	-0.848	0.552	0.206	1.779	4.226	-0.819	0.271

年份	耕地	林地	草地	水域	建设用地	未利用地	土地利用程度综合指数	土地利用程度综合指数变化
1995	0.920	0.238	1.061	0.013	0.059	0.023	2.313	0.001
2000	0.921	0.239	1.059	0.013	0.060	0.023	2.315	-0.003
2005	0.906	0.245	1.061	0.013	0.065	0.022	2.312	-0.001
2010	0.902	0.246	1.062	0.013	0.065	0.023	2.311	0.003
2015	0.893	0.246	1.061	0.013	0.078	0.023	2.314	-0.003
2020	0.855	0.252	1.072	0.014	0.095	0.022	2.310	—

土地利用类型		耕地	林地	草地	水域	建设用地	未利用地	总计
价值量	1995年	98.806	136.504	252.564	11.571	0.221	6.063	505.728
	2000年	98.938	137.153	251.945	11.519	0.227	6.052	505.835
	2005年	97.274	140.568	252.451	11.791	0.245	5.999	508.328
	2010年	96.875	141.001	252.760	11.804	0.246	6.029	508.716
	2015年	95.867	140.833	252.417	11.920	0.296	6.209	507.541
	2020年	91.804	144.721	255.016	12.980	0.358	5.954	510.833
价值变化量	1995—2000年	0.130	0.650	-0.620	-0.050	0.010	-0.010	0.100
	2000—2005年	-1.670	3.420	0.510	0.270	0.010	-0.050	2.500
	2005—2010年	-0.390	0.430	0.310	0.010	0.010	0.030	0.390
	2010—2015年	-1.010	-0.170	-0.340	0.120	0.050	0.180	-1.180
	2015—2020年	-4.070	3.890	2.600	1.060	0.060	-0.260	3.290
	1995—2020年	-7.002	8.217	2.452	1.409	0.137	-0.109	5.104

生态服务功能	生态服务类型	1995年	2000年	2005年	2010年	2015年	2020年
合计		505.73	505.83	508.33	508.72	507.54	510.84
供给功能	食物生产	23.76	23.76	23.61	23.58	23.45	23.08
供给功能	原材料生产	27.41	27.46	27.76	27.80	27.73	28.02
调节功能	气体调节	63.29	63.32	63.76	63.83	63.69	64.23
	气候调节	66.96	66.99	67.35	67.41	67.24	67.67
	水文调节	67.91	67.91	68.42	68.49	68.40	69.31
	废物处理	58.82	58.80	58.85	58.85	58.68	58.82
支持功能	保持土壤	87.60	87.60	87.87	87.92	87.68	87.94
支持功能	维持生物多样性	77.05	77.07	77.49	77.57	77.39	77.94
文化功能	提供美学景观	32.92	32.93	33.22	33.27	33.29	33.83

生态服务功能	生态服务类型	1995—2000年	2000—2005年	2005—2010年	2010—2015年	2015—2020年	1995—2020年
合计		0.106	2.493	0.388	-1.175	3.300	5.113
供给功能	食物生产	0.001	-0.151	-0.033	-0.135	-0.369	-0.687
供给功能	原材料生产	0.056	0.296	0.037	-0.072	0.292	0.608
调节功能	气体调节	0.030	0.435	0.074	-0.139	0.543	0.942
	气候调节	0.024	0.363	0.060	-0.166	0.427	0.708
	水文调节	0.004	0.506	0.073	-0.097	0.919	1.406
	废物处理	-0.025	0.056	-0.001	-0.167	0.136	-0.001
支持功能	保持土壤	-0.004	0.268	0.053	-0.243	0.261	0.335
支持功能	维持生物多样性	0.016	0.425	0.074	-0.172	0.552	0.895
文化功能	提供美学景观	0.005	0.294	0.052	0.016	0.539	0.906

类型	年份	耕地	林地	草地	水域	建设用地	未利用地
对应地类生态系统服务价值系数+50%后的生态系统服务价值/亿元	1995	555.131	573.981	632.010	511.514	505.839	508.760
对应地类生态系统服务价值系数+50%后的生态系统服务价值/亿元	2020	556.735	583.193	638.341	517.323	511.012	513.810
对应地类生态系统服务价值系数-50%后的生态系统服务价值/亿元	1995	456.326	437.476	379.447	499.943	505.618	502.697
对应地类生态系统服务价值系数-50%后的生态系统服务价值/亿元	2020	464.931	438.472	383.325	504.343	510.654	507.856
敏感性指数	1995	0.1083	0.1560	0.3328	0.0116	0.0002	0.0060
敏感性指数	2020	0.0987	0.1650	0.3326	0.0129	0.0004	0.0059

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项目		1995年						转出总量 /km²	转出比例 /%
项目		耕地	林地	草地	水域	建设用地	未利用地	转出总量 /km²	转出比例 /%
2020年	耕地	21 739	1 427	16 159	286	1 003	132	19 007	31.98
	林地	2 000	9 040	6 787	42	85	101	9 015	15.17
	草地	17 814	6 275	50 472	247	483	1 330	26 149	43.99
	水域	324	50	292	239	45	50	761	1.28
	建设用地	1 799	144	897	67	474	22	2 929	4.93
	未利用地	183	84	1 288	14	8	1 605	1 577	2.65
转入总量/km²		22 120	7 980	25 423	656	1 624	1 635	—	—
转入比例/%		37.22	13.43	42.77	1.10	2.73	2.75	—	—

项目		1995年						转出总量 /km²	转出比例 /%
项目		耕地	林地	草地	水域	建设用地	未利用地	转出总量 /km²	转出比例 /%
2020年	耕地	21 739	1 427	16 159	286	1 003	132	19 007	31.98
	林地	2 000	9 040	6 787	42	85	101	9 015	15.17
	草地	17 814	6 275	50 472	247	483	1 330	26 149	43.99
	水域	324	50	292	239	45	50	761	1.28
	建设用地	1 799	144	897	67	474	22	2 929	4.93
	未利用地	183	84	1 288	14	8	1 605	1 577	2.65
转入总量/km²		22 120	7 980	25 423	656	1 624	1 635	—	—
转入比例/%		37.22	13.43	42.77	1.10	2.73	2.75	—	—