作者：章后甜 杜會石 王世東 雷軍 單位：洛陽理工學(xué)院 北京師范大學(xué) 河南理工大學(xué) 內(nèi)蒙古師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院

長白山地區(qū)的土地利用變化及其生態(tài)效應(yīng)亦是全球變化的一種區(qū)域響應(yīng)，通過對該區(qū)土地利用變化及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行研究，可以科學(xué)地把握土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的過程和規(guī)律。文中集成遙感與ＧＩＳ技術(shù)，以長白山地區(qū)為研究區(qū)，揭示該區(qū)土地利用變化的時(shí)空演化特征，評估土地利用變化引起的區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化，為區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。１研究區(qū)概況本文所指的長白山地區(qū)位于吉林省東部，行政區(qū)劃上隸屬長白山管委會、通化地區(qū)、延邊地區(qū)、白山地區(qū)，下轄９市、３區(qū)、９縣。位于１２５°４５′—１３１°２６′Ｅ，４０°５２′—４４°３０′Ｎ，總面積７５３７７ｋｍ２。溫帶大陸性季風(fēng)型氣候，冬季盛行西北風(fēng)，夏季盛行東南風(fēng)。年平均氣溫－７～３℃，７月氣溫為１８．１～２３℃，１月氣溫為－２３～－１６．６℃。年降水量７００～１４００ｍｍ，８５％的降雨集中在６—８月，無霜期６５～１２０ｄ。該區(qū)是中國東北地區(qū)典型的溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)來源及研究方法

１土地利用動態(tài)數(shù)據(jù)獲取研究所用的數(shù)據(jù)為２０００年和２０１０年ＬａｎｄｓａｔＴＭ／ＥＴＭ＋晴空影像，空間分辨率為３０ｍ。同時(shí)收集該區(qū)１∶１０萬地形圖、地質(zhì)地貌圖和土壤類型圖等。遙感影像的預(yù)處理包括：對單通道多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行波段合成；以地形圖為基準(zhǔn)，對２０１０年各分幅影像進(jìn)行幾何精校正；以校正后的影像為基準(zhǔn)，對２０００年各分幅影像進(jìn)行幾何精校正；對同期的影像作直方圖匹配和拼接處理；按研究區(qū)界限對影像裁剪。根據(jù)國家通用的土地利用分類系統(tǒng)，結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況，將土地利用類型劃分為旱田、水田、林地、水域、建筑用地和濕地。在ＧＩＳ的支持下，采用基于知識的人機(jī)交互式解譯方法，提取各土地利用類型信息（表１）

２生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評價(jià)方法雖然Ｃｏｓｔａｎｚａ等［３］的研究使ＥＳＶ估算原理和方法從科學(xué)上得以明確，但研究中某些數(shù)據(jù)仍存在偏差，如對耕地的評估偏低，而對濕地評估又偏高。謝高地等［１２］根據(jù)我國的實(shí)際情況，制定了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值量，并應(yīng)用在青藏高原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的估算中。在現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評價(jià)體系中，由于各研究存在區(qū)域差異，尚難對各價(jià)值當(dāng)量形成共識。一般均將水田和旱田視為一類進(jìn)行價(jià)值評價(jià)，但由于耕作方式、作物類型等諸多差異，它們的服務(wù)功能尚存差異，如水田的土壤與局地小氣候均與濕地相似［１３］。因此，本文以謝高地的中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值表為基礎(chǔ)，并作如下修訂來計(jì)算該區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值：水田的氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護(hù)等單位價(jià)值取旱田和濕地相應(yīng)服務(wù)價(jià)值的平均值；水田多處于水域旱田過渡地帶，兼具農(nóng)田、濕地、水體３種生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)，其生物多樣性保護(hù)功能優(yōu)于旱田，取旱田、濕地、水體生物多樣性保護(hù)價(jià)值的平均值為水田的該項(xiàng)服務(wù)價(jià)值［１４］；研究區(qū)稻田的單位產(chǎn)量與所有耕地單位產(chǎn)量之比約為１．５∶１，故以旱田食物生產(chǎn)價(jià)值的１．５倍作為水田的該項(xiàng)服務(wù)價(jià)值［１５］；水田的廢物處理、原材料及娛樂休閑等價(jià)值與旱田差異不顯著，可用旱田的相應(yīng)服務(wù)價(jià)值代替。據(jù)此得到修訂后的該區(qū)單位面積服務(wù)價(jià)值量（表２）。

３敏感性分析方法敏感性指數(shù)（ＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，ＣＳ）用以確定ＥＳＶ隨時(shí)間變化對ＶＣ變化的依賴程度［１６］。ＣＳ的含義是指ＶＣ變動１％引起ＥＳＶ的變化情況，如果ＣＳ＞１，說明ＥＳＶ對ＶＣ是富有彈性的；如果ＣＳ＜１，則說明ＥＳＶ對ＶＣ是缺乏彈性的。比值越大，表明ＶＣ的準(zhǔn)確性越關(guān)鍵。本文通過分別調(diào)整５０％的ＶＣ來計(jì)算ＣＳ，從而來說明ＥＳＶ對ＶＣ的敏感程度。

結(jié)果與分析

１土地利用幅度變化分析通過對長白山地區(qū)土地利用幅度變化的分析，可了解該區(qū)土地利用變化的態(tài)勢（表１）：耕地總量有所減少，１０ａ間凈減１２６１．６０ｈｍ２，占期內(nèi)土地利用變化總量的５５．８１％，其中旱田面積呈增加趨勢，增加了６６８８．００ｈｍ２；水田面積呈減少趨勢，減少了７９４９．６０ｈｍ２，水田面積變化較劇烈，變幅達(dá)－４．７５％，從土地利用變化的數(shù)量特征可以看出，這一時(shí)期人類活動是影響耕地面積變化的主要因素。林地呈減少趨勢，１０ａ減少了４９８１．６９ｈｍ２，變化量占期內(nèi)土地利用變化總量的１９．００％，說明該區(qū)森林資源已遭到破壞，應(yīng)加強(qiáng)森林經(jīng)營，使其可持續(xù)發(fā)展。水域面積呈減少趨勢，減少面積為１１５．２１ｈｍ２。建筑用地急劇增加，增加面積６４２４．２２ｈｍ２，變化幅度達(dá)４．２７％，年變化率為０．４３％，主要是由于人口的增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，導(dǎo)致城鄉(xiāng)居民用地與公交建設(shè)用地的增加所致。濕地面積呈減少趨勢，面積減少６５．７２ｈｍ２，變化幅度達(dá)－０．３５％，說明應(yīng)切實(shí)保護(hù)該區(qū)現(xiàn)有珍稀濕地資源。

２土地利用轉(zhuǎn)移分析借助ＧＩＳ的ＳｐａｔｉａｌＡｎａｌｙｓｉｓ工具，可獲得近１０ａ長白山地區(qū)各土地利用類型面積轉(zhuǎn)移情況（表３）。首先，從各土地利用類型的轉(zhuǎn)移方向來看，旱田主要轉(zhuǎn)出為建筑用地和水田，轉(zhuǎn)出面積分別為５５７５．４８，１７７４．２１ｈｍ２，轉(zhuǎn)化率分別為１．１２％，０．３６％；水田主要轉(zhuǎn)化為旱田和建筑用地，轉(zhuǎn)移面積分別為９２３６．４５ｈｍ２和１６．５６ｈｍ２，轉(zhuǎn)化率分別為５．５２％，０．３７％，耕地面積的轉(zhuǎn)出主要是建筑用地占用耕地及改變耕作方式所致；林地主要轉(zhuǎn)化為旱田和水域，轉(zhuǎn)移面積為４４０９．１２ｈｍ２和３６５．２４ｈｍ２，轉(zhuǎn)化率分別為０．０７％和０．０１％，主要是由于山區(qū)毀林開荒所致；水域主要轉(zhuǎn)化為旱田和水田，轉(zhuǎn)移面積分別為４０７１，１２７．２８ｈｍ２，轉(zhuǎn)化率分別為０．４９％和０．１６％。從各土地利用類型轉(zhuǎn)移來源來看，旱田主要是由部分水田、林地、水域轉(zhuǎn)化而來，１０ａ間面積轉(zhuǎn)化率分別為１．８２％，０．８７％，０．０８％；水田主要由旱田、水域、濕地轉(zhuǎn)化而來，轉(zhuǎn)化率分別為１．１１％，０．０８％，０．０４％，說明該區(qū)濕地農(nóng)田化現(xiàn)象在一定程度上存在；建筑用地主要是由旱田、水田、林地轉(zhuǎn)化而來，轉(zhuǎn)化率分別為５５％，０．３９％，０．１３％。分析表明，人類活動是影響土地利用類型變化的主要因素，人口的增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，增加了人們對糧食和住房的需求，促使耕地和建筑用地面積急劇增加。