2013年黑龙江土地利用变化生态环境效应

    内容摘要：即以2005年大庆粮食平均产量5406kg/hm2为基准单产，粮食单价按1.35元/kg，同时考虑没有人力投入自然生态系统提供的经济价值是现有单位面积农田提供的食物生产服务经济价值的1/7，从而计算大庆市单位面积农田每年自然粮食产量经济价值为1042.6元/hm2•a，应用Costanza等提出的估算方法进行测算。

    1生态环境质量指标构建

    土地利用类型可反映不同生态环境特性，代表不同生态环境质量，体现区域生态质量差异性。因而，对各土地利用类型所具有的生态环境质量进行赋值，并与土地利用变化类型和变化过程结合起来，通过建立土地利用与生态环境质量的关联，追踪土地利用及变化的样式、数量和空间特征，从而定量分析区域生态环境变化数量和空间特征。采用彭建等提出的相对生态价值，依据Costanza等对全球不同生态系统类型服务功能价值测算结果的比例关系，建立土地利用变化与生态环境效应的联系，从而揭示土地利用变化的生态环境效应。由于Costanza计算的全球生态系统服务价值是全球均值，并且某些数值存在偏差。因此，以谢高地制定的中国生态系统单位面积生态服务价值当量为依据，同时结合大庆实际对单位面积年农田自然粮食产量的经济价值作相应修正，即以2005年大庆粮食平均产量5406kg/hm2为基准单产，粮食单价按1.35元/kg，同时考虑没有人力投入自然生态系统提供的经济价值是现有单位面积农田提供的食物生产服务经济价值的1/7，从而计算大庆市单位面积农田每年自然粮食产量经济价值为1042.6元/hm2•a，应用Costanza等提出的估算方法进行测算。鉴于谢高地研究中缺乏建设用地相关数据，参考张淑英等研究成果与其他土地利用类型生态服务价值的比例关系确定。同时，结合研究区实际对各土地利用类型的生态质量在内赋值，即为各土地利用类型的相对生态价值，反映单位面积不同土地利用类型的生态价值比例关系。

表3 大庆市不同土地利用类型的相对生态价值

    (1)生态环境质量指数

    生态环境质量指数综合考虑区域各土地利用类型所具有的生态环境质量及面积比例，定量表征区域生态环境质量

的总体状况，公式为：

(1)

    式中：LUi为区域t时期第i种土地利用类型面积；Ci为区域t时期第i种土地利用类型的生态环境质量指数；TA为区域总面积；n为区域内所有土地利用类型数。

    (2)土地利用转变类型生态贡献率

    土地利用转变类型生态贡献率指某一土地利用类型变化导致区域生态质量的改变，公式为[9]：

LEI=(EIt+1-EIt)LA/TA (2)

    式中：EIt+1、EIt为某土地利用变化类型变化末期和初期所具有生态质量指数；LA为该土地利用变化类型的面积；TA为区域土地总面积。

    2生态环境效应分析

    (1)生态环境质量指数变化特征

    根据公式(1)计算大庆市生态环境质量指数(表4)。由表4可知，1987-2005年大庆市生态环境质量指数总体呈下降态势，从1987年的0.337下降到2005年的0.240，累计减少0.097。而同期大庆市GDP从110.15亿元增加到1326.49亿元，人均GDP增长9.3倍，说明大庆市在经济社会发展中没有正确处理好经济建设与生态环境保护的关系，存在牺牲生态环境的现象，在今后的发展中加大生态环境保护力度，走资源节约与环境友好型的内涵式发展道路。在各土地利用类型中，研究期内草地、林地的生态环境指数较大，其中耕地、林地、建设用地、未利用地的生态环境质量指数呈增加趋势，而草地、水域生态环境质量指数持续减少。主要是由于大庆的土地利用坚持“地上服务地下”的原则，油田开发建设占用大量的优质草原、耕地、林地等，并且对生态环境造成一定污染和破坏，从而使得土地利用变化产生负面生态效应。

表4 1987-2005年大庆市生态环境质量指数

表5 1987-2005土地利用转变类型生态贡献率

    (2)土地利用转变类型生态贡献率特征

    根据土地利用变化矩阵和公式(2)计算大庆市1987-2005年土地利用转变类型生态贡献率，结果见表5。

    由表5可知，导致研究区生态环境质量恶化的土地利用变化驱动因子主要是草地和水域退化为未利用地、建设用地规模急剧扩张、毁林毁草造田，其中草地退化为未利用地占生态贡献率的53.59%，建设用地占用占生态贡献率的16.42%，水域退化为未利用地占生态贡献率的7.61，毁林毁草造田占生态贡献率的17.74%。驱使研究区生态环境质量改善的土地利用变化因子主要包括退草还林、退耕还林、退耕还草等，其中退草还林占生态贡献率的62.09%，退耕还林占生态贡献率的15.79%，退耕还草占生态贡献率的10.58%。总体而言，1987-2005年大庆市土地利用类型转变同时存在着生态环境改善和恶化两种趋势，并且改善程度小于恶化程度，导致其生态环境质量总体呈下降态势。