土地利用总体规划生态效应评价
——以山西省宁武县为例

陈美娟，贾宁凤

（1.山西大学环境与资源学院，山西太原030006；2.山西大学黄土高原研究所，山西太原030006）

土地利用总体规划生态效应评价
——以山西省宁武县为例

陈美娟1，贾宁凤2

（1.山西大学环境与资源学院，山西太原030006；2.山西大学黄土高原研究所，山西太原030006）

土地利用总体规划通过土地结构和用地布局对生态环境产生深远的影响，开展其生态效应评价对进行科学合理的土地利用决策和保护区域生态环境具有重要的理论和实践意义。从生态系统服务价值的角度对宁武县土地利用总体规划（2006—2020年）实施的生态效应进行定量评价。结果表明，2006—2020年，宁武县的生态系统服务价值呈增加的趋势，共增加了152.99×106元，生态环境得到改善，表明此规划合理；林地的生态系统服务价值最大，林地的增加对研究区生态系统服务价值的影响最显著。

土地利用；总体规划；生态系统；服务价值；宁武县

生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件和效用[1-2]。自Holder等[3]提出生态系统服务功能的概念以来，通过对生态系统服务价值的定量评估来探索研究区生态环境变化，已成为生态学和生态经济学的热点[4]。土地利用总体规划的主要目标是调整土地利用结构和优化用地布局[5]，土地利用总体规划的实施将引起土地利用结构和布局的变化[6-7]，导致其生态系统变化，进而影响生态系统的服务功能。

本研究从生态系统服务价值角度对宁武县土地利用总体规划的生态效益进行定量评价，以期为正确制定土地利用政策、科学编制新一轮土地利用总体规划、实现土地资源可持续利用提供理论依据。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

宁武县地处晋西北黄土高原东部，介于东经111°49′46″～112°36′57″，北纬38°30′55″～39°8′36″，南北长约80 km，东西宽约45 km，土地总面积为1 944.21 km2。境内地势高峻，山脉纵横，山地占总面积的90%以上，平均海拔1 800～2 000 m。宁武县属温带大陆性季风气候，年均气温6.2℃，年平均降水量470.9 mm，无霜期143 d。宁武县矿产资源丰富，是汾河源头所在地，分布有芦芽山国家级自然保护区、冰洞国家地质公园、国家森林公园等重要的生态用地，在山西省乃至整个黄土高原的生态环境保护和建设中发挥着重要的作用。

1.2 数据来源

采用的数据主要来自《宁武县土地利用总体规划（2006—2020年）》。本轮规划基期年为2005年，规划的基础数据采用的是2009年宁武县第二次土地利用现状调查数据，规划年数据采用规划方案确定的2020年土地利用数据。根据我国现行的土地利用分类系统及研究区的具体情况和研究需要，将宁武县土地主要划分为耕地、园地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地7种土地利用类型。

2 研究方法

2.1 土地利用变化动态度

土地利用动态度可以定量描述土地利用的变化速度，对于预测区域未来土地利用的变化趋势具有积极作用[8]。土地利用动态度表示研究区一定时间范围内，某种土地利用类型数量变化的速度和程度。

式中，K表示研究时段内某类土地利用动态度；Ua，Ub分别表示研究初期和研究末期某土地利用类型的面积（hm2）；T表示研究时段长（a），当T设定为1 a时，K值即为研究区某土地利用类型的年变化率。

2.2 生态系统服务价值评价方法

采用Costanza等[9]的估算方法来计算生态系统服务价值。

式中，ESV为研究区内生态系统服务总价值（元）；Ai为研究区第i种土地利用类型的总面积（hm2）；VCi为研究区第i种土地利用类型的生态价值系数（元/（hm2·a））；n为研究区土地利用类型的数目。

生态系统的生态服务功能大小与该生态系统的生物量有密切的关系。一般来说，生物量越大，生态系统服务功能越强大；反之亦然。假定生态系统服务功能大小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价值的校正[10]，即：

式中，pij为校正后单位面积的第j类生态系统第i种生态功能的价值（元/（hm2·a））；aj为第j类生态系统的生物量；A为全国一级生态系统类型单位面积平均生物量；Pi为单位面积生态系统服务价值基准单价（元/（hm2·a））。

2.3 生态系统服务价值变差贡献率

生态系统服务变差贡献率[11]是指某一区域生态系统服务价值变化总量中各种土地利用类型生态服务价值变化所占的比例。生态系统服务变差贡献率可以用来判断各种土地利用类型变化对生态系统服务价值变化的影响程度。

式中，ESVcc为生态系统服务价值变差贡献率；ESVia，ESVib分别为第i种土地利用类型在研究初期和研究末期的生态系统服务价值（元）。

3 结果与分析

3.1 土地利用变化分析

结合宁武县土地利用变更数据和规划数据，利用土地利用动态度公式（1），计算得出宁武县2006—2020年的土地利用变化情况（表1）。从表1可以看出，2006—2020年，林地、未利用地、耕地和建设用地的面积变化比较大，其中，林地面积增加最多，增加了10 411.28 hm2，由于林地面积的基数大，所以，其动态度不是很大，为1.41%；未利用地面积减少的最多，减少了10 648.55 hm2，动态度为-1.31%；耕地面积增加了469 hm2，动态度为0.10%；建设用地面积减少了224.81 hm2，动态度为-0.35%。草地的面积没有发生变化；园地和水体的面积变化比较小，但是由于园地的基数小，所以，其动态度很大，达到49.27%。

表12006 —2020年宁武县土地利用变化

3.2 生态系统服务价值变化分析

全国农田生态系统生物量因子为1，宁武县农田生物量因子取山西省的均值0.46[12]，根据公式（3）计算出宁武县农田生态系统服务价值。

草地生态系统服务价值采用谢高地等[13]对华北暖温带半湿润半干旱区草地生态系统服务价值的估算方法进行。林地生态系统服务价值参照赵同谦等[14]的计算方法，并采用谢高地等[10]对青藏高原温带、亚热带落叶阔叶林的生态系统服务价值进行估算[15]。按照耕地对应农田、林地对应森林、园地取森林和草地的平均值、未利用地对应荒漠、建设用地生态系统服务价值不估算的原则，得到宁武县单位面积生态系统服务价值（表2），再利用公式（2）计算出宁武县2009，2020年的生态系统服务价值（表3）。

表2 宁武县不同土地利用类型单位面积生态系统服务价值元/（hm2·a）

从表3可以看出，2006—2020年宁武县的生态系统服务价值总体呈增长的趋势，由2009年的1 198.26×106元增加到2020年的1351.25×106元，共增加了152.99×106元。2006—2020年，耕地、林地、园地的生态系统服务价值均呈增加的趋势，其中，林地的增加量最大，为154.36×106元，耕地和园地的生态系统服务价值分别增加了1.32×106，0.71×106元；水体和未利用地的生态系统服务价值呈减少的趋势，分别减少了1.58×106，1.82×106元。耕地、林地、园地的生态系统服务价值的总增加值远远大于水体和未利用地生态系统服务价值的减少值。

表32006 —2020年宁武县不同土地利用类型的生态系统服务总价值及其变差贡献率

3.3 生态系统服务价值变差贡献率分析

利用公式（4）计算出2006—2020年各类土地利用变化对生态系统服务价值的影响程度（表3）。从生态系统服务功能的总价值来看，宁武县生态系统服务功能整体上呈逐渐增强的趋势，其中，耕地、林地和园地对宁武县生态系统服务价值是正贡献，水体和未利用地对宁武县生态系统服务价值是负贡献。在生态系统服务价值组成中，林地的生态系统服务价值最大，对宁武县生态系统服务总价值的贡献最大，其贡献率达到100.89%。因此，林地的增加是2006—2020年宁武县生态系统服务价值增加的主要原因。

4 结论

本研究通过生态系统服务价值量化的方法对比分析规划实施前后生态系统服务价值的变化，进而对土地利用总体规划的生态效益进行定量评估。结果表明，规划中土地利用结构的调整对于提高区域生态系统服务价值具有积极的作用，宁武县土地利用总体规划有利于提高其生态系统服务价值，此规划方案基本上合理。在土地利用总体规划的进一步实施过程中，要更加注意保护林地，加快未利用地的生态环境恢复与建设，提高各种地类的生态系统服务价值，促进宁武县自然生态系统和社会生态系统的可持续发展。

［1］欧阳志云，王如松，赵景柱.生态系统服务功能及生态价值评估[J].应用生态学报，1999，10（5）：607-613.

［2］蔡守华，詹万林，胡金杰，等.小流域生态系统服务功能价值估算方法[J].中国水土保持科学，2008，6（1）：87-92.

［3］Holder J P，Ehrlich P R.Human population and global environment [J].AmSci，1974，62：282-297.

［4］王飞，高建恩，邵辉，等.基于GIS的黄土高原生态系统服务价值对土地利用变化的响应及生态补偿[J].中国水土保持科学，2013，11（1）：25-31.

［5］陈颖，石培基，赵峥，等.基于生态服务价值核算的土地利用总体规划生态效益评价：以甘肃省民乐县为例[J].土壤通报，2013，44（3）：532-536.

［6］王莉，魏楚依，肖高磊，等.基于RS的杭州市生态系统服务价值对土地利用变化的响应[J].山西农业科学，2015，43（7）：902-907.

［7］李艳红，焦晓燕，苏志珠，等.2000—2008年晋西北地区土地利用/覆被变化研究[J].山西农业科学，2015，43（4）：439-443.

［8］王秀兰，包玉海.土地利用动态变化研究方法探讨[J].地理科学进展，1999，18（1）：81-87.

［9］Costanza R，Arge R，Groot R，et al.The value of the world's ecosystem services and nature capital[J].Nature，1997，38（7）：253-260.

［10］谢高地，卢春霞，冷允法，等.青藏高原生态资产的价值评估[J].自然资源学报，2003，18（2）：189-196.

［11］田春，李世平.西部地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响[J].武汉理工大学学报：社会科学版，2010，23（3）：340-344.

［12］高地，肖玉，甑霖，等.我国粮食生产的生态服务价值研究[J].中国生态农业学报，2005，13（3）：10-13.

［13］谢高地，张钇锂，鲁春霞，等.中国自然草地生态系统服务价值[J].自然资源学报，2001，16（1）：47-53.

［14］赵同谦，欧阳志云，郑华，等.中国森林生态系统服务功能及其价值评价[J].自然资源学报，2004，19（4）：480-491.

［15］吴克宁，赵珂，赵举水，等.基于生态系统服务功能价值理论的土地利用规划环境影响评价：以安阳市为例[J].中国土地科学，2008，22（2）：23-28.

Evaluation of Ecological Effects on Comprehensive Planning of Land Use—A Case Study of Ningwu County

CHEN Mei-juan1，JIA Ning-feng2
（1.College of Environmental&Resource Sciences，Shanxi University，Taiyuan 030006，China；2.Institute of Loess Plateau，Shanxi University，Taiyuan 030006，China）

The comprehensive planning of land use has a profound influence on the ecological environment due to adjusting the land structure and land layout.To carry out ecological effect evaluation of the comprehensive planning of land use has important theoretical and practical significance for scientific and reasonable land use decision-making and protection of regional ecological environment.In this paper,the ecological effects on comprehensive planning of land use in Ningwu county from 2006-2020 were quantitatively evaluated from the perspective of ecosystem services value.The results showed that from 2006 to 2020,the ecosystem services value increased from 1 198.26×106yuan to 1 351.25×106yuan,a total increase of 152.99×106yuan,ecological environment had been improved,the planning was reasonable.In the composition of ecosystem services value,forest ecosystem services value was the largest,the increase of forest land had the most significant effect on the service value of ecosystem services in the study area.

land use;comprehensive planning;ecosystem;service value;Ningwu county

F301.24

A

1002-2481（2016）01-0057-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.01.16

2015-09-09

国家青年科学基金项目（41301609）；山西省青年科技研究基金项目（2013021031-3）

陈美娟（1989-），女，山西大同人，在读硕士，研究方向：区域经济开发。贾宁凤为通信作者。