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近60年挠力河流域生态系统服务价值时空变化研究摘要：本文根据1950s—2000s挠力河流域土地利用数据，利用中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表，对近60年挠力河流域生态系统服务价值的时空变化进行研究。结果表明，自1950s至2000s，挠力河流域生态系统服务价值逐渐减少，由749.84亿元降低至308.82亿元，损失约58.82％；价值空间格局由以高价值区为主导的状态逐渐转化为以低价值区为主导的状态，且价值质心由北向南发生转移；挠力河流域生态系统服务价值的全局自相关指数逐渐减小，高-高自相关类型沿河流主干道逐渐萎缩，且呈现破碎化趋势，低-低自相关类型呈先减少后增加的“V”趋势，呈现不显著连片化趋势。人为垦殖活动是该流域生态系统服务价值时空动态变化的主要驱动因素。关键词：生态系统服务价值；时空动态变化；GIS；挠力河流域AstudyoftemporalandspatialvariationofthevalueofecosystemservicesoftheNaoliRiverBasinecosystemduringthelast60yearsAbstract:Theterm“ecosystemservices”referstoproductssuchaswaterandecologicalprocessessuchasthenaturalfilteringofwaterwhichthenaturalenvironmentprovidestomankindintheformofchangedconditionsinecosystems.Ecosystemservicessupplyimportantmaterialsandnaturalprocessesnecessaryforhumansurvivalandtheseservicesarecriticalinourattemptstoachievesustainabledevelopment.Researchrelatedtothevalueofthesedynamicecologicalservicesprovidesresearchdataandrefinedinformationtolandmanagerswhocanapplyresearchresultstotherationalallocationofresources.TheNaoliRiverBasinislocatedintheSanjiangPlaininHeilongjiangProvince,China.ItisthelargestwatershedintheSanjiangPlainandisoneofthemosttypicalareasrepresentingthenaturalecosystemoftheSanjiangPlain.Inthelast60years,humanactivitiesandnaturalchangesintheNaoliRiverBasinhaveresultedinalossofmuchoftheoriginalecosystem,causedadditionalseriousdamagetotheValley’secosystems,andevenimpactedthenaturalenvironmentoftheSanjiangPlain.WestudiedthetemporalandspatialvariationofthevalueofecosystemservicesprovidedbytheNaoliRiverBasinecosystemduringthelast60years.ThisresearchwasbasedonlandusedataandmeasurementsofecologicalservicesprovidedbyChineseterrestrialecosystems.ThespatialdataonecologicalserviceswasfromtheNaoliRiverBasinandhadbeencollectedbetweenthe1950sand2000s.Thistypeofdataishelpfulduringtheanalysisofspatialvariabilityandlocalecosystemcharacteristics,andprovidesascientificbasisfortheprotectionofSanjiangPlain’sbiodiversityandsupportseffortstomaintainafunctioningecosystem.TheresultsshowthevalueofecosystemservicesprovidedbytheNaoliRiverBasinecosystemgraduallydeclinedfromthe1950sto2000s,fromRMB74.984billiontoRMB30.882billion,alossofabout58.82%,whichimpliestheBasinnowprovidesfewerproductsandservicessuchascleanwaterandwaterfiltration.However,therateofdeclineandoveralllossofvalueiseasing.Thespatialpatternofthemonetaryvalueofecosystemserviceschangesgradually.Areasprovidingecosystemservicesofhighvalue,orabout41.1%ofthetotalarea,oncedominatedthespatialmap,butnowareasprovidingecosystemservicesoflowvalue,orabout39.2%ofthetotalarea,dominatethelandscape.Also,thevaluecentroidshiftedfromnorthtosouthbyabout11.1km.Thespatialautocorrelationduringthelast60yearsintheNaoliRiverBasinforareasprovidingvaluableecosystemservicesgraduallyfellfrom0.7882to0.6633.Thetypeofareawithhigh-highautocorrelationgraduallyshrank,waslocatedprimarilyalongthemainroadwhichfollowstheriver,andtendstobefragmented.Thetypeofareawithlow-lowautocorrelationfollowedaVtrend,intermsofthenumberofhectarescovered,inthatthistypeofareafirstdecreasedandlaterincreasedintermsofthenumberofhectarescovered,andareasoflowvalueshowednosignificanttrendinremainingcontiguous.The基金项目：国家自然科学基金项目（41071037），吉林师范大学研究生创新科研计划项目（201111）。valueofecosystemservicesprovidedbyofdifferentlandusetypesarequitedifferent,withnaturalandartificialfactorsleadingtochangesinthetypeoflandusepresentonaparticularparcelofland.Manmadereclamationactivitiesarethemaindrivingfactorforspatialandtemporaldynamicsseeninthevalueofecosystemservicesprovidedbythisriverbasin.Keywords:valueofecosystemservices;temporalandspatialvariation;GIS;NaoliRiverBasin生态系统服务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与效用[1]。通过经济价值指标量化不同生态系统的服务价值，使人们认识到自然生态体系与人类活动之间的关系，从而奠定可持续利用与发展的基础[2]。动态生态价值的研究为生态价值研究成果进一步在资源合理配置中的应用提供了途径[3]，随着研究问题的深入及技术手段的进步，生态系统服务价值的动态变化成为当前研究趋势之一。近些年，国内外学者基于遥感与GIS技术对生态系统服务价值的动态变化进行了卓有成效的研究，例如周德成、常守志、李晋昌等人[4-10]研究显示，生态系统服务价值的动态变化源于研究区不同土地利用面积的变化[4][6][10]；生态系统服务价值的增减绝大部分取决于湿地、水域和林地面积的消长[4-8]；人为改变土地利用类型是生态系统服务价值变化的主要原因[6][9]。众多研究表明，生态系统服务价值的变化趋势研究能科学直观的反映区域生态系统环境的变化状况，但研究内容偏向总体价值评价，不能反映研究区空间变异及内部差异性变化。近60年来，三江平原挠力河流域在人为垦荒活动的作用下，原始生态系统遭到大面积破坏，生态系统服务价值呈明显阶段性下降趋势，对该流域乃至三江平原的生态环境造成严重损害[11]。本文以挠力河流域为典型研究区，对该流域1950s—2000s生态系统服务价值的时空变化进行区域内差异分析，为保护三江平原生物多样性和维持生态系统功能等方面提供科学依据。1研究区域挠力河流域地处黑龙江省三江平原腹地（图1），地理位置为131°31′—134°10′E，45°43′—47°35′N，流域总面积为22542.88km2，占整个三江平原面积近1∕4，是三江平原最大的流域，目前拥有挠力河和宝清七星河两处国家级自然保护区，是三江平原重要的淡水湿地分布区，行政区划包括宝清县、友谊县全部，富锦县、饶河县、双鸭山市、七台河市、集贤县部分。挠力河是乌苏里江的一级支流，发源于完达山脉，自西南流向东北，河道弯曲狭长，有利于沼泽湿地的发育与形成。挠力河流域开发历史较早、垦荒活动阶段性强、土地利用类型多样、流域水系格局较为完整，是选择该流域作为研究三江平原生态系统服务价值变化典型区的重要原因之一。图1挠力河流域地理位置示意图Fig.1LocationoftheNaoliRiverBasin2数据来源与研究方法2.1土地利用数据获取挠力河流域1950s和1960s的土地利用图，以1960s地形图件（1:20万）作为底图，参照其他相关历史资料汇编制作；1970s的土地利用图，根据1976年编制的1:20万荒地调查图和1972年MSS数据进行编制；1980s的土地利用图，根据1983年三江平原1:20万湿地植被图制作；1990s、2000s的土地利用图，根据1993年和2005年的TM遥感数据进行解译和编制。在此基础上，按统一标准对各个时期土地利用类型进行分类，作为研究挠力河流域近60年来生态系统服务价值时空变化的基础。2.2研究方法2.2.1生态系统服务价值计算Costanza等人[1]于1997年在Nature杂志发表的研究成果中，运用经济学原理定量分析生态系统服务价值，该方法使生态系统服务价值评估得以量化实现，将生态系统服务研究推向生态经济学研究的应用领域。但由于Costanza等人对某些生态系统价值估计存在偏差，我国学者谢高地等[12]