基于生态系统服务价值的江南传统农业区土地利用规划影响评价

  • 格式:pdf
  • 大小:244.28 KB
  • 文档页数:7

 第19卷Z2期2010年12月长江流域资源与环境ResourcesandEnvironmentintheYangtzeBasinVol.19Supp.2Dec.2010  文章编号:1004-8227(2010)Z2-0101-07基于生态系统服务价值的江南传统农业区土地利用规划影响评价

方 恺1,王莉红2*,李焕承2(1.吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;2.浙江大学环境与资源学院,浙江杭州310007)

摘 要:保护和发展传统农业对提高区域资源可持续利用效益具有重要意义。以江南传统农业区浙江省桐庐县金牛村为例,运用市场价值法、生产成本法、机会成本法、影子工程法、费用替代法等方法,估算了稻田生态系统的生态服务价值,并在中国生态系统服务价值研究成果基础上,结合生物量和价格指数修正了耕地、园地、林地、水体生态系统的生态价值系数,据此预测和分析了金牛村土地利用规划实施前后的生态系统服务价值变化。结果表明:2008~2020年,金牛村各项生态服务功能的价值将提升10.70%~100.37%,生态系统服务总价值将从656.80×104元增加到1022.10×104元,其中稻田生态系统占总价值的50.67%~53.63%。敏感性分析表明,金牛村生态系统服务价值缺乏弹性,计算的生态价值系数较为合理。总体上,金牛村土地利用规划能够产生较好的生态环境效益,建议适当增加水体规划面积,以提升当地生态旅游吸引力。

关键词:生态系统服务价值;土地利用规划;生态价值系数;稻田生态系统;传统农业区文献标识码:A

土地是人类生存和发展所必需的自然资源,如何科学、合理地权衡土地利用方式分配与转换的利弊,一直以来都是国内外学者关注的焦点[1~3]。生

态系统服务价值理论的确立[4],为土地资源可持续性评价提供了一条崭新的途径,迅速被应用于国家、省市及经济发展热点地区等较大区域的生态服务价值评估[5~7],但也引发了很大争议和讨论[8~10]。其中一个争论的焦点是,如何将评估对象由大中尺度向小尺度区域演化[11]。由于该方法固定了各类生态系统单位面积的价值量,存在对某些价值单价估算过高或过低的缺陷,这一缺陷在小尺度区域评估中将被放大[12],因此,当前亟待开展针对小尺度区域的专项评估研究。本文针对江南传统农业区———浙江省桐庐县金牛村的实际情况,探讨小尺度区域下的生态系统服务价值评估方法,并运用这一方法预测和分析土地利用规划实施前后的生态系统服务价值变化,以期为合理评价传统农业区土地利用规划、促进农村资源可持续利用与生态环境保护提供依据。1 研究区概况金牛村(119°41′~119°43′E,29°44′~29°46′N)地处浙西龙门山系余脉的丘陵区,地势东南高、西北低,最大相对高差约110m,土性泥质带沙松软。属北亚热带南缘季风气候,年均气温16.5℃,年均降雨量1453mm,年均日照数1936h,年均无霜期254d。辖岩下、童家、大塘和大元里4个自然村,面积170.3hm2,其中农业用地占53.85%,林地占

36.93%,无任何工业生产项目。2008年全村人均粮食产量高达403.15kg,而人均农地、水域面积分别仅为0.072、0.008hm2,突出的人地矛盾以及相

对封闭的半山区环境,使村内形成了稻鱼互利共生的复合农业景观,水稻是最主要的农作物和经济来源。山体自然植被以杂木林为主,分布有湿地松、银杏、白杨、枫杨、香樟等乔木。果树品种丰富,以梨树、李树、杨梅、桑树、樱桃、杨桃、板栗为主,其中百年杨梅树200多株。2008年,金牛村入围国家级生态村候选名单。

收稿日期:2010-03-08;修回日期:2010-05-24基金项目:浙江省自然科学基金项目(X507051)作者简介:方 恺(1986~ ),男,浙江省杭州人,硕士研究生,主要从事环境规划与管理研究.E-mail:fangkai09@mails.jlu.edu.cn*通讯作者E-mail:wanglh@zju.edu.cn2 研究方法2.1 数据来源与处理以2008年LandsatTM遥感影像(分辨率20m)为数据源,作几何纠正。根据金牛村实际情况建立解译标志,将土地利用方式划分为稻田、耕地、园地、林地、水体和其他用地(居民点、工矿用地、交通用地和未利用地)。在ArcGIS环境下,空间配准图形数据,进行人机交互式判读解译,提取土地利用图,同时进行地面核准。其他数据来源有:2008年桐庐县农村经济统计年报表(金牛村)、2008年桐庐县农林牧渔业综合统计年报(金牛村)、桐庐·金牛国家级生态村土地利用规划(2008~2020年)、桐庐县县城(桐君街道)土地利用总体规划(1997~2010年)等。2.2 土地利用变化分析采用土地利用变化比例、变化率、动态度3个指标[13]分析各土地利用类型的变化幅度和差异。土地利用变化比例反映各类土地变化对区域土地利用变化影响的大小,计算公式为:Ki= ■Ui ÷∑ni=1 ■Ui ×100%(1)式中:Ki为第i类土地利用变化比例;■Ui为该类土地在研究时段内的面积变化量。土地利用变化率反映各土地利用类型的差异,计算公式为:LC=(Ub-Ua)÷Ua×100%(2)式中:LC为某土地利用类型的变化率;Ua和Ub别为该类土地在研究时段初期与末期的面积。土地利用动态度进一步反映各土地利用类型在特定时段内变化的差异,计算公式为:LDT=LC÷T(3)式中:LDT为某土地利用类型的动态度;T为研究时段的年数。2.3 生态系统服务价值估算根据金牛村实际,将生态系统分为稻田①、耕

地、园地、林地、水体5类,将生态服务功能分为食物生产、原材料生产、气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废物处理、生物多样性保护和娱乐休闲9项。运用市场价值法、造林成本法、水库工程费用法、费用替代法、污染治理成本法、旅游收入替代法等方法,逐项估算田生态系统各项生态服务功能的价值系数(即生态系统单位面积的生态服务价值量),并在中国生态系统服务价值研究成果(表1)[8]的基础上,结合生物量和价格指数对耕地、园地、林地、水体生态系统的价值系数进行修正。

表1 2002年中国各类生态系统的生态价值系数(元/hm2)

Tab.1 EcologicalValueCoefficientsofDifferentEcosystemTypesofChinain2002

生态系统服务功能耕地草地林地湿地水体荒漠价值量食物生产884.9265.588.5265.588.58.81601.7原材料生产88.544.22300.661.98.80.02504.0气体调节442.4707.93097.01592.70.00.04247.3气候调节787.5796.42389.115130.9407.00.04380.0水源涵养530.9707.92831.513715.218033.226.522130.0土壤形成与保护1291.91725.53450.91513.18.817.76494.8废物处理1451.21159.21159.216086.616086.68.819865.0生物多样性保护628.2964.52884.62212.22203.3300.86981.4娱乐休闲8.835.41132.64910.93840.28.85025.8合计6114.36406.519334.055489.040676.4371.473230.0

2.3.1 稻鱼共生系统的生态价值系数(1)食物生产和原材料生产功能2008年金牛村稻田面积48.7hm2,占耕地面积的67.22%,水稻产量36.50×104kg占粮食总产量的71.29%。由于现有水产数据未区分田鱼与非田鱼的比例,参照浙江省青田县水稻与稻鱼产量比约8.62∶1[14]的关系,金牛村田鱼产量约4.20×104kg,故金牛村稻田生态系统生物产量约0.836×104kg/hm2。

运用市场价值法,稻谷价格约1.5元/kg,水稻秸秆(作为原材料)价格约0.2元/kg,田鱼价格约30.0元/kg,稻谷与秸秆产量比约1.15∶1,秸秆的田间残留量约11.00%[15],算得食物生产功能的价值系数为

37137.9元/hm2,原材料生产功能的价值系数为

1160.8元/hm2。

①由于缺乏确切的统计数据,本文暂将全村稻田全部视为具有稻鱼共生特征.

102 长江流域资源与环境 第19卷  (2)气体调节和气候调节功能固定CO2和释放O2是稻田主要的气体调节功能[16]。根据光合作用方程式,植物体每生产1.00kg干物质能固定1.63kgCO2,释放1.19kgO2。运用造林成本法,固定CO2的成本约1.3元/kgC,释放O2的成本约0.4元/kg[17],算得气体调节功能的价值系数为7903.8元/hm2。按湿地定义[18],稻田生态系统是金牛村唯一的湿地生态系统,其气候调节功能的价值系数可取全国湿地平均值15130.9元/hm2(表1)。(3)水源涵养功能金牛村稻田田埂高约45cm,其满库容蓄水量为4500m3/hm2,按实际蓄水30%计算。运用水库工程费用法,造价约1.5元/m3[17],算得水源涵养功能的价值系数为2250.0元/hm2。(4)土壤形成与保护运用费用替代法,稻田生态系统的N、P、K、有机质价值量分别约89.0、22.8、147.2、1047.9元/hm2[17],算得土壤形成与保护功能的价值系数为1306.9元/hm2。(5)废物处理稻田主要对大气中SO2、CH4、粉尘和水体污染物有净化作用。运用污染治理成本法,净化SO2的物质量为6.97kg/hm2,处理成本约1.1元/kg;净化CH4的物质量为1.78×10-2kg/(hm2·h),水稻平均生长期为180d,1kgCH4的温室效应约相当于24.5kgCO2;削减粉尘为10200kg/hm2,处理成本约170000元/kg[15];单位污水处理费取全国二级污水处理厂标准0.2元/m3[19],实际蓄水同样按30%计算,废物处理功能的价值系数为2679.6元/hm2。(6)生物多样性保护由于缺乏相关资料,生物多样性保护功能的价值系数暂取全国湿地平均值2212.2元/hm2(表1)。(7)娱乐休闲根据金牛村国家级生态村土地利用规划,生态旅游将成为连接当地与周边大奇山国家森林公园和巴比松度假庄园的重要产业。设计旅游容量为5000人,若实际接待量为50%,则平均旅游空间密度为51人/hm2。运用旅游收入替代法,游客人均消费100元/d、平均停留0.5d,算得娱乐休闲功能的价值系数为2550.0元/hm2。2.3.2 耕地生态系统的生态价值系数本文所述耕地指除稻田以外的小麦、豆类、玉米等其他农作物用地,面积为23.73hm2。当生态服务功能强度与生物量近似呈线性关系时,某类生态系统的价值系数可由其生物量进行调整[8]: