東北農(nóng)牧交錯帶典型區(qū)土地利用

張圖

東北農(nóng)牧交錯帶是典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)。在長期的墾草農(nóng)作、超載過牧之下，土地利用/覆被發(fā)生了劇烈的變化，呈現(xiàn)沙漠化、鹽堿化與草原退化等一系列生態(tài)環(huán)境問題。土地利用是人與自然交叉最為密切的環(huán)節(jié)，土地利用以及由此導致的土地覆被的變化必然影響生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能，對區(qū)域氣候、水文、生物地球化學循環(huán)及生物多樣性等產(chǎn)生重大影響。土地利用/覆被變化過程對維持生態(tài)系統(tǒng)服務功能起著決定性的作用，土地利用/覆被變化將是影響區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能以及生態(tài)環(huán)境質量的重要因素。因此，本文以東北農(nóng)牧交錯帶的典型區(qū)域為案例，集成遙感和GIS技術，揭示區(qū)域土地利用/覆被的時空變化特征，參照Costanza R.等人測算全球生態(tài)系統(tǒng)服務價值的方法，評估土地利用變化引起的區(qū)域生態(tài)服務價值的變化，從而為區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護與重建、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供重要的背景資料和科學依據(jù)。

本文土地利用/覆被遙感動態(tài)監(jiān)測主要以1986年、2002年兩期共8景TM/ETM影像為信息源。此外，還收集研究區(qū)的基礎地理數(shù)據(jù)、土地利用圖、土壤圖等圖件資料，用作影像幾何校正和輔助解譯。參照由中國科學院的國家基本資源與環(huán)境遙感調查數(shù)據(jù)庫中的土地利用/土地覆被分類體系，結合土地資源的性質與特點，以生態(tài)系統(tǒng)類型為基礎，將土地利用/覆被系統(tǒng)劃分為6個一級類型、14個二級類型，其中二級類型包括水田、旱地、林地、灌叢、河流、湖泊、居民點及工礦用地、鹽堿地、沙地和濕地，以及高、中和低覆蓋草地。在AreGIS軟件支持下，以人機交互方式目視解譯并建立1986年、2002年兩期土地利用/覆被空間數(shù)據(jù)庫。

主要考慮耕地的糧食生產(chǎn)功能和氣體調節(jié)功能兩個方面。對于人類來說，糧食生產(chǎn)是耕地最主要的服務功能。耕地包括水田和旱地，水田以種植水稻為主，旱地以種植玉米和大豆為主。根據(jù)水田和旱地的單位面積產(chǎn)量，采用當前市場價值估算其食物生產(chǎn)功能的價值。水田的食物生產(chǎn)價值系數(shù)為6 380元/hm2·a，旱地的食物生產(chǎn)價值系數(shù)4 260元/hm2·a。在稻田中，水稻通過光合作用將太陽能轉換為生物能，固定Co：和釋放02；由于稻田中還原性厭氧環(huán)境的存在，稻田還向大氣環(huán)境排放溫室氣體（如C02、NzO和CH4）。肖玉等人研究表明，稻田的積極作用要大于其消極作用，對人類福利有著重要的貢獻，其調節(jié)功能大小與稻田生物量和氮施用量有密切相關，其綜合價值范圍在5 467～12 842元/hm2·a之間。考慮到單季水稻種植的特點，將水田氣體調節(jié)的價值系數(shù)取為2 734元/hm2·a。同理，根據(jù)玉米和大豆的產(chǎn)量、種植結構，采用光合作用原理和造林成本法計算，求得旱地的固定c02和釋放02價值系數(shù)為1 809.5元/hm2·a。

謝高地等人在研究中國自然草地生態(tài)系統(tǒng)服務價值時，曾將我國草地生產(chǎn)地域劃分為七類區(qū)域開展草地生態(tài)服務價值研究。本文以其中的東北溫帶半濕潤區(qū)的草地服務價值系數(shù)為參考，按草地覆蓋程度對草地生態(tài)服務價值系數(shù)進行修正，其中高覆蓋草地的修正系數(shù)取1.0，價值系數(shù)為12 177元/hm2·a；中覆蓋草地的修正系數(shù)取0.7，價值系數(shù)為8 524元/拼·a；低覆蓋草地的修正系數(shù)取0.35，價值系數(shù)為5 967元/hm2·a。

Costanza R等人的研究中，并沒有考慮荒漠的生態(tài)服務功能。實際上荒漠并非沒有生態(tài)服務價值，而是相對于其他生態(tài)類型價值較低?；哪愋椭饕ㄉ车睾望}堿地。參考謝高地等人的研究數(shù)據(jù)，將沙地的生態(tài)價值系數(shù)取值為755元/hm2·a；鹽堿地的生態(tài)價值系數(shù)取值為1 240元/hm2·a。

上述分析表明，在過去16年當中，西部鹽堿化、沙漠化、草原退化、濕地萎縮等土地退化現(xiàn)象有明顯的擴大和加重趨勢，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重威脅，嚴重損害了該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務功能，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值損失達143億元/a。東北農(nóng)牧交錯帶是典型的生態(tài)脆弱區(qū)，生態(tài)服務功能是區(qū)域生產(chǎn)力可持續(xù)性重要體現(xiàn)。因此，必須因地制宜采用水利、生物、工程和管理等多種技術和措施，遏制鹽堿化、沙漠化、草原退化等土地退化發(fā)展的勢頭。在牧區(qū)積極推行禁牧禁墾、退耕還草、以草定畜、合理輪牧、栽植灌木及生態(tài)移民等綜合措施，保護和恢復草原植被，促進農(nóng)牧交錯帶生態(tài)系統(tǒng)服務功能的恢復和體現(xiàn)，為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供強有力保障。