基于地理国情监测地表覆盖数据的生态系统服务价值评估研究——以伊春市为例-李广泳.pdf
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1、生态经济第32卷第10期(2016年10f1) Ecological Economy,V0132,No10(October 2016)基于地理国情监测地表覆盖数据的生态系统服务价值评估研究以伊春市为例李广泳,姜翠红2,程滔,周琦1,张浩然1(1国家基础地理信息中心,北京100380;2北京市农林科学院农业科技信息研究所,北京100970)摘要:基于地理国情监测地表覆盖矢量化数据,运用修正的生态服务价值评估模型,以伊春市为研究实例开展了生态系统服务价值评估,并分析了其与社会经济发展的关系。结果表明:2015年伊春市各生态系统提供的生态服务价值总量为26210 7万元,森林提供的生态系统服务价值最
2、高,占总价值的9160,其次为水域,草地次之,分别占523和200。生态服务价值空间格局分布并未表现明显的规律性。虽然伊春市是黑龙江省生态系统服务价值高产值区,但是生态系统服务价值总量、均值及人均占有量在各辖政区内分布极不均衡,且与社会经济发展不协调。根据各辖区的资源和环境状况,确定科学的产业结构,促进当地生态环境与经济建设的协调发展仍是当前的要务。关键词:生态系统服务;评估;地理国情监测;地表覆盖:伊春中图分类号:F0622 文献标识码:A 文章编号:1671-4407(2016)1012604Ecosystem Services Evaluation Based on National G
3、eographical State Monitoring Land CoverData:Taking Yichun as an ExampleLI Guangyon91,JIANG Cuihon92,CHENG Tanl,ZHOU Qil ZHANG Haoranl(1National Geometrics Center ofChina,Beijing 100380,China;2Information Research Institute of Science and Technology,Beijing Academy ofAgriculture and Forestry Sciences
4、,Beijing 1 00970,China)Abstract:This article based on national geographical state monitoring 1and cover vector datachoosing Yichun as a caseto carry out ecosystem service value(ESV)by using revised ecological service value assessment model,and analyzes itsrelationship with the socioeconomic developm
5、entThe results showed that the total ESV in Yichun iS 26210“CNY in 2015ofwhichforest ESV account for 9160followed by aquarium and grass ESV accounting for 523and 200respectivelyThe spatial pattern characters of ESV in Yichun were not obvious regularityWe found that the Yichun iS a high ESV areain He
6、ilongiiang Province,but the total ESvESV per unit area and per capita distribution in each iurisdiction of Yichun iSextremely unequally distributedand even not in coordination with social economy developmentEstablishing scientificindustrial structureaccording to the situation of resource and environ
7、ment in each administrative division,promoting theCOOrdinated development ofthe Iocal ecological environment and economic construction are still the important tasksKey words:ecosystem services;assessment;national geographical state monitoring;land cover;Yichun改革开放三十多年以来,随着我国经济的高速发展、工业化进程加快、人口急剧增加、城市
8、的快速扩张等,土地利用格局发生巨大的改变,自然资源枯竭,生态系统面积萎缩,最终导致生态系统服务功能严重退化。生态系统服务功能的退化已经严重影响到了人类的生活和社会发展,并促使人类从科学的角度重新审视自身与生态系统的关系以及生态系统的保育和恢复问题。中国共产党在十八大报告中明确提出大力推进生态文明建设的战略部署,要求“把资源消耗、环境损害、生态效益纳入经济社会发展评价体系”。在这种背景下,全面了解并恰当估价生态系统服务价值成为生态学、地理学和经济学领域研究的重点问题,并被社会各界所关注。生态系统服务是直接或间接源于生态系统功能,由生态系统提供的关系到人类福祉的产品和服务”】,被认为是人类拥有的关
9、键自然资本口。千年生态系统评估机构p1认为生态系统和生态系统服务与人类社会福祉关系的研究将成为21世纪生态学研究的核心内容。国外对生态系统服务价值(ecosystem service value,ESV)的研究较成熟,已经开发了基金项目:国家自然科学基金项目“青海湖流域针茅草原物候对放牧的响应机制研究”(41401057);国家测绘地理信息局2016年国家基础测绘科技与标准计划项目(20 1 6KJ0202)作者简介:李广泳(1979),男,山东东平人,博士,高级工程师,主要研究方向为植被生态系统与气候变化、土地利用覆被变化及驱动力。126万方数据生态经济第32卷第10N(2016年10月)
10、Ecological Economy,V0132,No10(October 2016)INVEST【4、CITYgreen【5】、EVR模型61等,其成果在生物多样性保护、资源与环境管理、区域规划、可持续发展和社会福祉效应等多领域具有重要的应用【”。然而,这些模型对于拥有广阔国土、自然条件复杂的我国适用性较差。虽然当前部分专家、学者针对我国国情对生态服务价值评估展开了深入的研究隅1 01,并取得显著成果,但是仍然存在着多尺度监测数据不完善、微观尺度技术方法不完善等问题”。地理国情是从空间角度反映一个国家自然、经济、人文的信息,包括地理区域特征、地形地貌特征、土地利用与土地覆盖、道路交通网络及城
11、镇化扩张等基本情况,可以用来解释经济社会发展、自然资源现状及生态环境时空变化规律等121。地理国情监测地表覆盖数据是利用优于1 m的遥感影像,按照“所见即所得”的原则人工解译的矢量化数据集,能够准确的反映地表现状。根据我国国家测绘地理信息战略发展要求,自2016年开始,地理国情监测转成常态化监测,对重点区域实现逐年监测。本研究旨在基于精细化地理国情地表覆盖矢量化数据,运用地理国情监测空间信息表达关键技术,进行生态服务价值评估并实现其结果的空间化表达,分析辖区内生态服务价值与社会经济发展的关系,为当前我国生态文明建设服务。1伊春市概况及数据来源11伊春概况伊春市位于黑龙江省东北部(127。371
12、30046E,46。28 749。26 7 N),地处小兴安岭腹地,行政区划面积328万平方千米。境内水系发达,大小河流有702条,分属黑龙江、松花江水系,总蓄水量102亿立方米。地势西北高、东南低,南部地势较陡,中部较缓,北部较平坦。森林是境内主要覆盖类型,占政区面积的863。农田仅占总面积的87,集中分布在辖区内西南、东北部。2011年国务院批准伊春为生态功能区建设和经济转型试点城市,然而在近几年林业绿色转型、绿色发展过程中,伊春市所辖政区生态建设与经济发展之间的矛盾日益突出。12数据来源伊春地区地表覆盖数据采用第一次全国地理国情普查时点核准后地表覆盖调查数据。地表覆盖内容指标包含耕地、林
13、地、园地等10个一级类,46二级类,77个三级类。数据较国土资源部门的土地利用现状数据更尊重自然、现状,且弥补了部分地区城镇土地调查数据的缺失;较中国科学院科院基于Landsat解译的全国地表覆盖数据精度、解译准确度更高。增强植被指数(enhanced vegetation index,EVI)是消除了土壤背景和气溶胶散射的影响,在反映植被特征方面较其他植被指数具有更好的优势。研究采用的2015年期间16天合成的MODIS 13Q1中的EVI产品共计46景,数据来源于美国国家航空航天局(NASA)网站(http:landswebnascomnasagovdata),空间分辨率为250 m。20
14、15年伊春市人口、GDP等数据全部来源于伊春市统计部门。2修正生态服务价值评估步骤21陆地生态系统矢量数据生成严格意义上生态系统无法单纯从空间角度加以界定,而每个空问单位的地表覆盖可以根据其功能归并到不同的生态系统m。相关研究表明11】,以地表覆盖为测度指标来计算生态系统的服务功能价值是可行和可靠的。然而地理国情地表覆盖与中国陆地生态系统分类体系、内容指标、概念语义等方面存在差异,不能简单的按照两套分类体系指标名称进行对应,必须依据各生态系统类型的内部结构、功能,将地表覆盖数据转化成陆地生态系统数据。本研究中生态系统分类体系采用中国生态系统中的陆地生态系统分类标准,并作进一步改进,将地表覆盖矢
15、量数据按照其三级指标概念语义进行了归并,生成陆地生态系统矢量数据。归并到草地生态系统的地表覆盖三级类,需结合中科院数据云平台1:100万中国植被类型数据、中国陆地生态系统数据进行生态系统类型二级类的归并。在参考上述资料基础上,本研究将伊春市草地生态系统全部定义为草甸。由于归并在城镇生态系统的部分地表覆盖三级类型在本文中不参与生态系统服务价值的核算。因此,该部分内容指标不在表1中体现。表1地理国情地表覆盖与陆地生态系统内容指标对应关系生态系统类型 地理国情地表覆盖三级类一级类 二级类旱地 旱地、草本果园农田 水田 水田温室 温室、大棚针叶 针叶林针阔混交林 针阔混交林乔灌果园、藤本果园、茶园、桑
16、园、橡胶园、森林 阔叶林 苗圃、其他园地、阔叶林、疏林、绿化林地、人工幼林灌木林 阔叶灌木林、针叶灌木林、针阔混交灌木林、乔灌混交灌木林、稀疏灌丛草原 高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地、草地 牧草地、绿化草地、固沙灌草、护坡灌草、其草甸他人工草地、花圃荒漠 沙障、盐碱地表、泥土地表、沙质地表、砾石地表、碾压踩踏地表荒漠 露天煤矿采掘场、露天铁矿采掘场、露天铜矿裸地 采掘场、露天采石场、露天稀土矿采掘场、岩石地表水系 水面、水渠水域冰川积雪 冰川、常年积雪22生态系统服务分类及标准价值量确定科学的生态系统服务分类及标准价值量的确定是价值评估及应用的前提。早期Costanza等将生态系统服
17、务划分为17类并确定了各项服务的标准价值量。而千年生态系统评估将生态系统服务划分为4大类,即供给、调节、127万方数据生态经济第32卷第10n(2016年10月) Ecological Economy,V0132,No10(October 2016)支持和文化服务p】,该分类已经被当前国际社会广泛认可。国内众多专家也参照千年生态系统评估的分类成果,根据我国国情提出了适宜我国的生态系统服务分类,并对各生态系统逐项生态服务类型标准价值量进行了核算,其中应用最广泛的是谢高地等人【81提出的生态系统服务分类及服务价值当量因子表。本文采用了谢高地等人提出的生态系统服务分类及当量因子表,参照2015年全国
18、单位面积粮食均产和粮食价格等将标准生态系统生态服务价值当量因子经济价值量修正为375580元hm2。温室生态系统作为特殊的农业生态系统,在本研究中对其生态系统服务价值进行单独核算,并在参阅相关文献【141q的基础上,增加了温室生态系统的当量因子(表2)。表2生态服务类型及价值当量因子生态系统 供给服务 调节服务 支持服务 文化类型 服务维 生粮食 原料 水资气 气 净 土 持 物美学级 二级类生产 生产 源供体 候 化 水文 壤 养 多调 调 环 调节 保 分 景观类 给 样节 节 境 持 循 性环农 旱地 085 o40 O02 067 036 010 027 103 012 O13 O06
19、水田1_36 O09 263 111 057 017 272 O01 019 021 009田温室 140 O66 O 057 O27 O 0 20l 013 O09 O03针叶林 022 O52 O27 170 507 149 334 206 016 188 O82森 针阔混 交林 O3l O7l o37 2_35 703 199 35l 286 O22 260 114林 阔叶林 029O66 o34 217 650 193 474 265 O20 241 106灌木林 O19 o43 022 141 4_23 128 335 172 O13 157 069苴 草原 010 O14 008
20、051 134 o44 O98 062 O05 056 025地 草甸 022 033 018 114 302 100 22l l-39 O11 127 O56荒 荒漠 O01 003 002 01l O10 O31 O2l O13 O0l 012 005漠 裸地 000 OOO 000 002 000 010 O03 002 OOO 002 O01水 水系 080 023 829 077 229 555 10224 093 O07 255 189冰川域 0OO 000 216 018 o54 O16 713 000 000 001 009积雪2-3生态服务价值修正方法及空间化表达为了实现生态
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