生态服务价值法在土地利用总体规划环评中的应用

来源：六九路网

—348—江苏农业科学　2010年第1期

周永红,钟　飞,赵言文.生态服务价值法在土地利用总体规划环评中的应用[J].江苏农业科学,2010(1):348-351.

周永红,钟　飞,赵言文

(南京农业大学资源与环境科学学院,江苏南京210095)

　　摘要:在Costanza、谢高地等对生态系统服务价值研究的基础上,确定安徽省马鞍山市土地利用生态系统单位面

积服务功能价值,根据马鞍山市规划期内的各种土地利用类型的面积变化,预测新一轮土地利用规划实施前后全市生态系统服务功能价值的变化,评价规划实施产生的环境影响,为减少生态系统服务价值系数的调整对估算结果的影响,引入弹性系数对生态价值的敏感性指数进行计算。结果表明本文确定的生态价值系数较为合理,规划充分考虑了生态系统的稳定性和服务功能,生态服务价值降低的趋势得到缓和,规划方案可行,但需要加强对建设用地快速扩张的控制。　　关键词:生态系统服务价值;土地利用总体规划;环境影响评价;马鞍山市　　中图分类号:X828　　文献标志码:A　　文章编号:1002-1302(2010)01-0348-04　　在传统资源配置理论的指导下,土地利用规划没有充分考虑对生态环境等方面的影响,从而带来诸如土地质量下降、生态用地被蚕食、人居环境恶化等一系列问题,严重阻碍了经

[1]

济社会的可持续发展。因此,完善土地利用总体规划,调整和优化用地结构和布局,开展规划环境影响评价是实现土

[2]

地利用与环境保护可持续发展的关键。

生态系统服务功能价值理论(ecosystemservicesvalue,ESV)阐述了生态系统的各种服务功能及其价值的量化方[3]

法,运用生态服务功能价值法对土地利用总体规划进行环境影响评价近年来得到了广泛开展。不同土地利用类型具有不同的生态服务价值,根据区域不同土地利用类型面积的变化,计算土地利用变化或土地利用总体规划实施后对区域生态服务价值的影响,以此评价土地利用总体规划的合理性。

收稿日期:2009-04-21

作者简介:周永红(1985—),女,江苏邳州人,硕士,主要从事环境影响评价、区域规划研究。E-mail:zyhning@163.com。通信作者:赵言文,博士,研究员,主要从事环境生态学、生态环境影响评价研究。E-mail:ywzhao@njau.edu.cn。

1　马鞍山市概况与土地利用总体规划分析1.1　研究区概况

马鞍山市位于安徽省东部,紧靠长江三角洲,水源充足,气候条件优越,铁、硫、磷、钒等矿产资源丰富。辖3区1县,分别是花山区、雨山区、金家庄区、当涂县。2005年总人口

130.14万人。近年来,经济水平稳步增长,多项指标居安徽

省首位,2005年GDP为372亿元,人均生产总值29704元。

1.2　规划内容分析

规划环评对象为《马鞍山市土地利用总体规划(2006—

2020)》。规划以2005年为基期,2020年为规划期,规划目标

为:在保护生态环境的前提下,严格保护耕地和基本农田,建立以“保持粮食生产能力为基础,发挥耕地生态价值”的耕地保护目标;以统筹协调区域土地利用为核心,控制建设用地增量,盘活存量建设用地,提高土地利用综合效益;以生态保护与矿山恢复为重点,改善土地生态条件。转变土地利用方式,统筹供给、需求、利用的关系,形成利用高效、保障有力、供需平衡、生态良好、城乡统筹的土地利用格局。需求,建设用地的需求量将会进一步增加。这一方面要求提升建设用地的集约节约利用水平,避免走“摊煎饼式”的盲目扩张模式;另一方面要求做好土地利用的中长期规划,充分利用和合理开发该区域的大片废弃盐田和盐碱滩,保障经济发展对建设用地的需求。

参考文献:

[1]崔晓黎.保护耕地资源面临的问题与对策[EB/OL].(2008-07

-11)[2009-06-10].http://www.clr.cn/front/read/read.asp?ID=137531.

[2]辽宁省统计局.辽宁统计年鉴2008[M].北京:中国统计出版

(上接第347页)

4　结论

社,2008.

[3]郑海霞.发达地区建设用地的时空扩展及其驱动力实证研究———

建设用地土地产出投入比的分析表明,沿海经济带建设

用地的扩张总体上符合经济发展对其需求的规律,但建设用地的集约节约利用水平亟待提高。建设用地边际产出率的变化趋势说明沿海经济带发展战略的确立刺激了对建设用地的

以浙江省绍兴市为例[D].杭州:浙江大学,2007:86-88.

[4]周一星,史育龙.建立中国城市的实体地域概念[J].地理学报,

1995,50(4):2-301.

周永红等:生态服务价值法在土地利用总体规划环评中的应用

研究将马鞍山市生态系统划为耕地、园地、林地、居民点及工矿用地、基础设施用地、水域和其他用地生态系统。其中,水域面积为河流、湖泊、坑塘水面、养殖水面、苇地、滩涂和

—349—

沟渠面积总和;基础设施用地包括交通、水利用地2部分;剩

余土地类型之和为其他用地。根据规划及2005年土地变更数据,得到各土地利用生态系统面积(表1)。

表1　2005—2020年马鞍山市各土地利用类型面积及变动规划

土地利用类型

年　份

变动规划

耕地

2005　面积(hm2)201020202005—2010　变化面积(hm2)

　变化率(%)　年变化率(%)

2010—2020　变化面积(hm2)

　变化率(%)　年变化率(%)

2005—2020　变化面积(hm2)

　变化率(%)　年变化率(%)

81275.08

80830.0080260.00-445.08-0.55-0.11-570.00-0.71-0.07-1015.08-1.25-0.08园地

733.727.723.-6.-0.-0.-3.-0.-0.-9.-1.-0.481168378717434705803409林地

15233.1015520.91155.02287.811.0.38374.112.410.24661.924.350.29草地

000000000000居民点及工矿用地

20634.7022167.6524784.371532.957.431.492616.7211.801.184149.6720.111.34

基础设施用地

3495.765912.4310238.352416.6769.1313.834325.9273.177.326742.59192.8812.86

水域

44180.343000.036000.0-1180.30-2.67-0.53-7000.00-16.28-1.63-8180.30-18.52-1.23

其他用地

3021.38415.70672.38-2605.68-86.24-17.25256.6861.756.17-2349.00-77.75-5.18

1.2.1　规划期除耕地、园地、水域和其他用地面积减少外,其

余各用地均呈增加趋势　居民点及工矿用地、交通水利等基础设施用地在规划期间内增加45.14%,林地增加4.35%,说明在建设用地大幅增加的同时,生态环境建设也在展开。其他用地和水域分别减少77.75%和18.52%,根据规划,该部分用地主要在荒山绿化过程中转化为林地和部分建设用地,水库水面及农田整理使得沟渠占地缩减等。耕地、园地等农用地变化幅度很小,这与我国保持耕地总量动态平衡的是一致的。

1.2.2　2005年土地利用数据　全市建设用地比重为14.31%,高于安徽省11.60%的平均水平,比重较高,而农用地比重略低,说明马鞍山市经济增长速度明显高于预期水平,城市规模在经济发展的推动下快速扩张,侵占了大量农用地。

2　生态服务价值评价法2.1　动态度(年变化率)

是该研究区某种土地利用类型年变化率。

2.2　生态系统服务价值计算方法

继Costanza等1997年在《Nature》上发表了《全球生态

[5]

系统服务价值和自然资本》一文后,我国学者谢高地等根据中国实际,制定了中国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表。综合上述研究并考虑研究区实际,将马鞍山市生态系统服务功能分为气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废弃物处理、生物多样性保护、食物生产、原材料生产、文化娱乐共9项。

马鞍山市各种土地利用生态系统单位面积服务功能价值估算结果见表2。其中耕地的各项生态系统服务功能价值,是将谢高地等提供的“中国不同陆地生态系统单位面积生态

[5]

服务价值表”进行生物量因子修正而确定的。生物量越大,生态服务功能越强。假定生态服务功能强度与生物量呈线性关系,用生物量进行单位面积生态系统服务功能价值的校正,则:

Pij=(bj/B)pij………………………………………(2)式(2)中:Pij为校正后的单位面积第j类生态系统第i种生态服务功能的价值量;bj为第j类生态系统的生物量;B为全国一级生态系统类型单位面积平均生物量;pij为单位面积第j类生态系统第i种生态服务功能的全国平均价值量。全国农田生态系统生物量因子为1.00,马鞍山市农田生物量因子取

元/hm2

水域　0.0　407.0　18033.2　8.8

　16086.6　2203.3　88.5　8.8　3840.2　40676.4

其他用地　0.0　0.0　26.5　17.7　8.8　300.8　8.8　0.0　8.8　371.4

[4]

土地利用类型动态度(K)反映了研究区一定时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况。　　K=

Ub-Ua1××100%……………………………UaT

(1)

式(1)中:Ua、Ub分别为研究初期及研究末期某种土地利用类型的数量;T为研究时段,当T的时段设定为年时,K值就

表2　马鞍山市各种土地利用生态系统单位面积的服务功能价值

生态系统功能

气体调节气候调节水源涵养

土壤形成与保护废弃物处理生物多样性保护食物生产原材料生产文化娱乐总　计

耕地　517.61

　921.38　621.15　1511.52　1697.90　734.99　1035.33　103.55　10.30　7153.73

园地　1226.47　881.01　1081.32　1669.94　2182.79　1721.75　1035.91　802.93　465.10　11067.22

林地　2247.05　1712.04　2033.04　2461.05　1771.90　2033.04　107.00　1605.03　856.02　14826.17

草地　205.　49.98　129.61　878.82　2593.69　1410.46　19.82　0.83　74.17　7308.94

—350—

[6]

江苏农业科学　2010年第1期

态价值系数的准确性,引入生态系统价值敏感性指数(theco2

[5,9-10]

efficientofsensitivity,CS),反映生态系统服务价值对生态价值系数的依赖程度。当CS<1,表明生态系统价值缺乏弹性,当CS>1,表明生态系统价值是有弹性。CS越大,表明生态系统服务价值相对于价值系数是有弹性,说明生态系统价值系数的准确性对生态系统服务价值评估越重要。　　CS=

(ESVj-ESVi)/ESVi

…………………………

(VCjk-VCik)/VCik

(4)

安徽省的均值1.17,即Pij=(1.17/1.00)pij=1.17×pij。根据谢高地等提供的“中国陆地生态系统单位面积生态服务

[5]

价值当量表”,分别得到水域和其他用地生态服务功能的单价,其中其他用地对应荒漠。林地生态系统服务功能价值

[3][7-8]

采用吴克宁等的思路,参照陈仲新等的计算方法,进行

[5]

直接计算,并根据谢高地等的青藏高原温带、亚热带落叶阔叶林的生态系统服务功能价值进行修正。草地生态系统服

[9]

务价值则采用谢高地等对东南热带、亚热带湿润区草地生态系统服务功能价值的估算值。园地取林地和草地的平均值。居民点及工矿用地、基础设施用地参考Costanza等的思[4]

路,不估算其生态服务功能价值。其估算公式为:

　　ESV=i∑VCi×Ai……………………………………(3)=1式(3)中:ESV为研究区生态系统服务总价值(元);VCi为第i类土地利用类型单位面积的生态功能总服务价值系数

22(元/hm);Ai为研究区内第i类土地利用类型的面积(hm),n为土地利用类型数目。2.3　生态价值敏感性指数计算为验证生态系统类型对于土地利用类型的代表性以及生n

式(4)中:i、j分别代表初始状态值和系数调整后的状态值,VCik、VCjk分别为k类土地利用类型初始状态、调整后单位面

积生态功能总服务价值系数(元/hm)。

3　评价结果

3.1　规划期生态系统服务价值的动态变化根据表1及表2的数据及公式(3)计算出马鞍山市生态系统服务的总价值(表3)。　　采用生态服务价值法对马鞍山市1996年土地利用数据进行计算,得知1996年全市生态服务价值27.25亿元,生态服务价值在不同时段的变化见表4。

表3　马鞍山市各地类生态系统服务价值及其总价值变化

土地利用类型

年份

指标

耕地

2005生态系统

2010服务价值(亿元)2020

2005—2010变化量(亿元)

变化率(%)年变化率(%)

2010—2020变化量(亿元)

变化率(%)年变化率(%)

2005—2020变化量(亿元)

变化率(%)年变化率(%)

5.815.785.74-0.03-0.52-0.10-0.04-0.71-0.07-0.07-1.25-0.08

园地

0.080.080.080.000.000.000.00-0.47-0.050.00-1.34-0.09

林地

2.2.2.0.1.0.0.2.0.0.4.0.2630360477350124103529

草地

0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.000000000000000000000000

建设用地

0.090.110.130.0422.224.440.0324.722.470.0445.143.01

水域

17.9717.4914.-0.48-2.67-0.53-2.85-16.28-1.63-3.33-18.52-1.23

其他用地

0.0.0.---01120015009786.6117.3215.550.0061.756.17-0.01-77.75-5.18

合计

26.2325.76-0.47-1.79-0.36-2.49-2.81-10.-1.09-3.27-12.47-0.83

表4　马鞍山市生态服务价值不同时段的变化

年份

2005

20102020生态服务价值

(亿元)

26.2325.7622.96年份阶段

1996—20052005—20102010—2020净减少(亿元)

1.020.462.81平均年减少(亿元)

0.10180.09300.2806减少率

(%)3.741.772.81年均减少率

(%)0.370.350.28　　由表4看出,全市耕地、园地、林地之和占土地总面积的60%以上,但是由于生态价值系数相对较低,生态价值贡献率只有30%多一点。其中耕地面积虽占总面积近50%,但是价值贡献率不足25%;林地比例为9%以上,价值比例为10%左右;占总面积0.44%的园地承担了0.3%的生态价值。水域和建设用地之和不到总面积的42%,而生态价值比例达到65%以上。其他用地所占比重和价值贡献均较小。

规划期间内马鞍山市生态系统服务价值呈下降趋势,2020年末比2005年下降了12.47%,除林地建设用地服务价值上升外,其他各类用地生态服务价值均下降,其他用地的变化幅度较大,下降77.75%,其次为水域,下降18.52%。本次规划林地面积虽有所增加,但生态价值系数小,增加的生态价

值也较小,水域减少较多,其生态价值系数较大,水域生态系统服务价值下降是生态系统服务价值下降的主要原因。

规划2010年及2020年的耕地、园地、水域、其他用地面积减少,建设用地有所增加,使得生态系统服务的价值显著减少。马鞍山市生态系统服务价值从2005年的26.23亿元,减少到2020年的22.96亿元,减少12.47%,净减少3.27亿元,平均每年减少0.22亿元。总生态系统服务价值年均减少率为0.83%,前5年年均减少率为0.35%,后10年年均减少率为0.28%,与1996—2005年年均减少率0.37%相比有所降低(表4)。表明本轮规划充分考虑了生态系统的稳定性和服务功能,生态系统服务价值下降趋势有所缓和。

周永红等:生态服务价值法在土地利用总体规划环评中的应用

3.2　规划期敏感性分析

—351—

根据公式(4)的敏感性指数计算方法,为便于计算,将耕地、林地、水域和湿地的生态价值系数分别上下调整了50%,应用调整后生态价值系数对研究区2005年和2020年总生态系统服务价值进行了估算(表5)。结果表明,马鞍山市所有土地利用类型的ESV对VC的敏感性指数均小于1,表现为水域>耕地>林地>建设用地>园地>其他用地>草地。除草地外(马鞍山市草地面积为零),最低值为0.0001,即当其他用地生态价值系数增加1%时,总价值只增加0.0001%;

最高值为0.6379～0.6852,即当水域的生态价值系数增加1%时,总价值增加0.6379～0.6852个百分点。相对于生态系统服务价值系数(VC)来说,研究区总的生态系统服务价值是缺乏弹性的,研究结果是可行的。由表5看出,除水域、其他用地的敏感性指数减小外,其余土地利用类型(除草地)的敏感性指数均增大,表明耕地、园地、林地、建设用地的VC变化对生态系统服务总价值产生放大作用,由于敏感性指数较小,产生的放大作用并不足以缓解生态系统服务总价值下降的事实。

表5　调整价值系数后总生态系统服务价值的变化及敏感性指数

ESV(亿元/年)

2005—2020年变化情况

价值系数变化的影响

2005年

2020年

CS0.220.010.090.000.010.690.01

土地利用类型

2005年

2020年25.20.23.22.24.21.22.22.23.22.30.15.22.22.

830900921376960228639696

变化量(亿元/年)

--------------3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.4.1.3.3.3123272722322727252993612827

变化率

(%)-11.35-13.87-12.45-12.49-11.78-13.23-12.47-12.47-12.37-12.57-14.01-9.32-12.48-12.46

变化幅度(%)11.08-11.080.15-0.1.31-4.310.000.000.17-0.1734.26-34.260.02-0.02

变化幅度(%)

12.51-12.510.17-0.175.13-5.130.000.000.29-0.2931.-31.0.01-0.01

耕地VC+50%耕地VC-50%园地VC+50%园地VC-50%林地VC+50%林地VC-50%草地VC+50%草地VC-50%建设用地VC+50%建设用地VC-50%水域VC+50%水域VC-50%其他用地VC+50%其他用地VC-50%29.23.26.26.27.25.26.26.26.26.35.17.26.26.1332271936102323271821242322

CS0.250.010.100.000.010.0.01

4　结论

值降低的趋势得到一定的缓和,规划方案可行,但需要加强建

设用地快速扩张的控制。

参考文献:

[1]蔡玉梅,郑伟元,张晓玲,等.土地利用规划环境影响评价[J].

通过对《马鞍山市土地利用总体规划(2006—2020)》分析,发现全市土地利用结构发生了较大变化,除林地、居民点及工矿用地和基础设施用地增加外,其余地类均有所下降。增加的地类中以居民点工矿用地及基础设施用地增幅较大,

分别由2005年的20634.7hm、3495.76hm增加到2020年

的24784.37hm、10238.35hm。规模减少的地类中,以水域、其他用地和耕地面积减少较多,园地维持在2005年规模,略有减少。反映了经济发展带来快速的城市化进程导致大量土地被建设用地占用的现象。　　依据马鞍山市2005年土地利用数据和2020年规划数据,分析全市土地利用变化,根据已有研究对生态系统服务价值系数进行修正,得到马鞍山市各类土地利用生态系统单位面积的服务功能价值,估算了总生态系统服务价值的变化。为减少生态系统服务价值系数的调整对估算结果的影响,特引入经济学中弹性系数的概念,对生态价值的敏感性指数进行计算,表明所选用的生态价值系数较为合理。

2005—2020年土地利用变化使得全市生态系统服务总价值减少了3.27亿元,变化率12.47%,总生态系统服务价值每年变化率为0.83%,2005—2010年年均减少率为0.35%,2010—2020年年均减少率为0.28%,与1996—2005年年均减少率0.37%相比有所下降(表4)。表明本轮规划充分考虑了生态系统的稳定性和服务功能,生态系统服务价

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