景观格局及生态系统服务价值估算范文

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《四川农业大学学报》2015年第三期

景观多样性是指景观在结构、功能和时间变化方面的多样性，反映的是景观和生态系统类型的复杂性。景观多样性为生物的遗传多样性，物种多样性和生态系统多样性的基础。生物多样性及其所提供的生态系统服务功能对人类社会生存和发展有重要意义，其中农业景观生物多样性及生物控制、传花授粉等重要生态服务功能直接关系到农业生产力及农业可持续发展。景观格局是景观要素的数量、大小、类型、形状及其在空间上的组合形式，它表现在不同的尺度上。景观格局指数为高度浓缩的景观格局信息。陈文波等研究强调以景观指数描述景观格局及变化并建立格局与景观过程之间的联系，并针对景观格局指数分类与其相关性进行研究，闵捷等研究分析武汉市土地利用变化并应用生态系统服务价值计算公式计算生态服务价值。王重玲等研究运用景观生态学理论于宁夏中部选取研究区，针对干旱区域的景观格局动态变化与生态服务价值变化的关系进行分析［8］。由此，对农村地区景观格局与生态服务价值的动态变化为近年来研究的热点，景观格局动态变化对研究区生态服务价值的改变产生重大影响，特别是针对具有特殊地理气候特征并与具有国家级建设项目背景的地区的研究有深远意义。四川地域辽阔，地貌复杂，气候类型多样，山地气候垂直变化明显，是长江上游的绿色生态屏障，拥有各不相同的资源优势。随着西部大开发及“长江中上游防护林体系”建设工程与“天然林资源保护”［10］工程的不断深入，各地正逐步形成以生态优势为特色的地方经济发展模式。汉源九襄镇地处四川西南大渡河流域，位于横断山脉北段东缘，为青藏高原与四川盆地之间的攀西河谷地带。由于过去人类盲目的追求经济效益导致该地区生态环境逐渐恶化，地区生物多样性受到了不同程度的影响，使得区域原有生态环境及带有地域特色的景观风貌受到严重影响，从而导致其生态系统服务价值也受到影响。如今，在保护生态环境并实现产业结构调整及生态文明建设背景下，本研究选取雅安市汉源县九襄镇“花海果都”建园前（2009年）、建园初期（2012年）以及建设成熟后（2015年）3个重要时期基础资料进行重点研究。以期达到保护生态环境之目的，同时又能解决“三农”问题，旨为生态文明建设中具体实践与研究提供参考依据。

1材料和方法

1．1研究区概况研究区地理位置介于东经29°29′23．03″～29°29′28．55″，北纬102°38′15．89″～102°38′33．75″，东西长1004．61m，南北长2000．76m，总面积约200hm2。位于横断山脉北段东缘，为青藏高原与四川盆地之间的攀西河谷地带，属岷江最大支流大渡河流域。年平均气温12℃，无霜期300d，日照时数为1500h，年平均降雨量为745mm，蒸发量为1300inln，蒸降比达1．7，降雨时间80％集中在6－8月，3个月降雨量占全年降雨总量的65％，全年相对湿度为69％。气候干热特征明显，垂直变化显著，冬无严寒，夏无酷热，日照充足，雨量适中，干湿季分明，属于亚热带干旱河谷少雨气候。土壤pH值总体上呈酸性，介于5．5～7．8之间；土壤石砾含量介于4．3％～65．4％之间，田间持水量整体偏低；土壤有机质、氮素、磷素和速效钾含量整体水平偏低，而全钾、中量元素和微量元素的含量较为丰富。研究区内的植物物种及群落组成多为人工林、次生林和灌草混生林分布（见表3）。

1．2研究方法

1．2．1研究区景观斑块生态系统服务价值估算参照生态系统服务功能评估规范，以及Costanza［14］、谢高地等对于生态服务价值的相关研究，并综合研究区的实际情况以及当前的研究进展，制定出如下服务类项。

1．2．2研究区不同景观类型评定通过实地踏勘、标准样地的选择以及对树种各项指标（如：断面积、树高、形数等）的统计分析，可得出研究区的斑块数、斑块密度、面积以及林分蓄积量。其中林分蓄积量的计算参照白云庆、林昌庚、孔雷等。

1．2．3研究区景观格局指标划分针对研究区的景观格局特征，按需解译结果以及近年实地踏勘具体情况，并结合相关景观类型划分依据［33－39］，划分出如下景观格局指标（见表2）。

2结果与分析

2．1景观格局指数分析通过实地调查结合Googleearth卫片资料，对研究区建园前（2009年）、建园初期（2012年）以及建设成熟后（2015年）3个重要时期高清卫星影像图，分辨率为10M。在AutoCAD与PhotoShop软件支持下，通过计算机自动分类与人工分类相结合，并结合截取的高清卫片相比对，再结合近年来研究区的实地调研情况，以及地形图、植被图等辅助资料。可得到2009、2012、2015年观光果园的构建过程及景观分布格局图。由此看出在各景观类型由不同的生物材料组成。耕地主要以蒜薹（Galicbolt）、花椒、水稻（Ory－zaglaberrima）、玉米（Zeamays）等作物为主；天然林以杉（Taxodiaceae）、柏（Platycladusorientalis（L．）Francoptmxjjkmsc）以及栎（QuercusLinn）为主；人工林有黄果柑（CitrusreticulataBlanco）、苹果、樱桃、金花梨、李、枇杷、葡萄等为主的不同植物种群而构建的不同的植物群落并形成了各不相同的亚生态系统和不同的景观斑块结构。同时由表3可得，2009－2012年，2012－2015年期间，研究区斑块总数呈现上升趋势，分别为91块和113块。其中，园地斑块面积增幅最大，由2009年的25．30hm2增至2015年的123．20hm2其次是道路、林地、水体。2009年，斑块密度最大的是建筑斑块，为0．40，其次是林地斑块＞园地斑块＞道路斑块；而2012年，斑块密度最大的是林地斑块，为0．32，其次是建筑斑块＞园地斑块＞道路斑块；到目前为止，随着九襄镇花海果都建设的逐渐完善，总林木蓄积量也发生了很大变化，由2009年的4990．4m3增至2015年的11667．20m3。从表4可知，2009－2012年期间，平均斑块面积和景观优势度指数呈现下降趋势，分别减少0．09和0．28m2。随着城镇化的加速发展，景观破碎化指数、Shannon多样性指数、Piolou均匀度指数逐年增加，其中增幅最大的是Shannon多样性指数，为0．13，其次分别为Piolou均匀度指数，为0．08，和景观破碎化指数，为0．05。2012－2015年期间，园区建设导致人类活动的强烈干扰，园区平均斑块面积、Shannnon多样性指数、Piolou均匀度指数都呈现出下降趋势，其中，降幅最大的是平均斑块面积，达0．28m2，其次为Piolou均匀度指数，达－0．07；Shannon多样性指数，达－0．11。但在这个过程中景观破碎化指数和景观优势度指数增幅较大，分别为0．11和0．12。总之，景区的景观异质性水平偏低。

2．2生态系统服务价值分析按表1中相关估算公式知2009－2012年，2012－2015年期间，研究区生态服务价值总值呈现明显上升趋势，2015年达到了最大值，达2617．93万元，比2009年最小值高出了1515．4万元（见表5）。其中，固碳制氧价值是园区生态系统服务价值构成中贡献最大的类型，占到全部生态系统服务价值的74．8％以上。对生态服务类型进行比对可知，2009－2012年期间，固碳制氧价值最大、增长最快，其余生态系统服务功能依次为蒸腾降温价值＞旅游发展价值＞水土保持价值＞防风固沙价值＞涵养水源价值＞减少泥沙淤积价值＞吸收SO2价值。2012－2015年期间，变化值最大仍为固碳制氧，增长799．7万元，其次为蒸腾降温价值＞旅游发展价值＞防风固沙价值＞涵养水源价值＞水土保持价值＞减少泥沙淤积价值＞吸收SO2价值。另根据表6数据进行分析可知，2009－2012年，2012－2015年期间，研究区经济林分果树面积逐渐增大，至2015年达到最大，约8．21hm2，且单位面积产量相对稳定。随着城镇化的快速发展，果品均价也呈逐年递增趋势，综合各项条件可得出研究区的果树经济产出值对比分析，研究区果树经济产出呈现大幅度增加状态，其中2009－2012年增长565．46万元，2012－2015年增长2434．24万元。由此可知，把果园作为观光休闲的场所使农业资源延伸为旅游资源，通过消费者的参与，不仅增加了产品的附加经济价值，而且还促进第一产业向第三产业的转化。由此可以而看出研究区正将农业资源和旅游资源有机整合在一起，使之形成绿色产业———观光农业。

3讨论与结论

景观作为土地及土地上的空间和物质所构成的综合体，是复杂的自然演变过程和人类活动在大地上的烙印。在四川汉源特殊地理位置及独特自然资源条件下，恢复与保护其生态环境是实现可持续发展的基本前提。农田生态系统中的生物多样性取决于其某本元素———作物／植物种类的多样性［42］，同时它又是构成自然景观的景观要素之一。为此，以不同生物材料在该区域内修复或建设多种不同形式的观光农业，不仅可以达到生态文明建设之目的，而且还能充分利用其独特的自然资源并丰富生物物种多样性。从本研究结果中的2009－2015年的观光果园的构建过程及景观格局来看，汉源县的花海果都的建设正是当地人们为寻找可持续发展所走向生态文明的必由之路。生态系统服务是指对人类生存和生活质量有贡献的生态产品和服务，这种形式的服务是不能在市场上买卖的，但具有重要价值的生态系统的性能［43］。从本研究还可以看出，无论是景观格局变化还是独自的生态系统服务功能都能看到生物物种多样性与其生态因子组合而赐予人们各种物质及精神财富。因此，在四川的山区实施现代农业建设应依托于生态环境与生物多样性构成的生态系统以及带来的生态系统服务。然而，在一定尺度的空间范围内建设与建立一个稳定的、健康的和谐的生态系统，除需发挥各生物物种的特性外，还应时刻不断加以科学经营。特别是在本研究中对一个人工复合林（观光果园）经营管理上，应注重各生物个体生长发育管理及密度适宜，即充分发挥自然景观构造的生态过程，以适应保护生态环境与科学发展之需。因此，在传统农业向现代农业转型的今天，四川汉源的观光农业发展，应在国家大发展方针指引下走自身特色之路，为国家长江上游的生态安全及当地新农村建设做出贡献。

作者：李函洋 钟秋 石锦安 余刚平 邵小鹏 孙莹 孙丹 单位：四川农业大学风景园林学院 汉源县人民政府