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生態系統服務研究的主要目的是揭示人類從外界得到的支持與福利,同時反映人們對自然生態系統的利用、管理和改變及其帶來的一系列后果。生態服務價值作為土地利用/覆被變化(LUCC)環境效應的重要量化指標[1],已廣泛得到重視并成為國際可持續發展的研究熱點[2]。作為浙江省乃至全國市場經濟和城市化最活躍的地區之一,義烏近30年來的高速經濟增長被譽為“義烏模式”。但同時也由于經濟的快速發展和人口的迅速增加,城市用地擴張迅猛,人地關系日趨緊張,區域生態環境面臨巨大壓力,給經濟和社會的持續發展造成了一定影響。本文通過估算義烏市近年來生態服務價值的演變,分析其影響因素,在揭示生態環境對lucc演變響應的基礎上提出土地利用可持續發展思路,為新一輪土地利用總體規劃修編中統籌安排各類用地、促進生態建設和環境保護提供科學依據。
1研究區概況與研究方法
1.1研究區概況與數據來源
義烏市位于浙江省中部,金衢盆地東緣,地理坐標介于東經119°49′~120°17′和北緯29°02′~29°33′之間,市域面積1105km2。義烏的土地利用結構基本呈“五山一水三分田,一分交通居民點”格局,人均耕地僅0.03hm2,遠低于0.08hm2的全國平均水平。全市多年平均水資源總量為7.19億m3,折合人均水資源占有量為1057m3,僅為浙江省人均水資源占有量的一半。2009年年末全市戶籍人口73.02萬,常住人口120萬。2009年全市實現地區生產總值519.53億元,人均地區生產總值71457元(按戶籍人口計算),按年平均匯率折算達到10461美元。三次產業結構比例為2.8∶43.8∶53.4。本文所用數據主要為義烏市國土局多年土地利用變更調查數據。結合《義烏市城市總體規劃(2000-2020)》(2004修編)等相關資料進行生態系統分類,共分為農田、草地、森林、城鎮居民點、河流/水庫等5類,具體面積見表1。
1.2研究方法
目前最常用的生態系統服務價值測算方法來自Costanza等[3]。首先從環境現狀出發,考慮人類開發和利用的方式對研究區域內的生態系統進行分類,綜合各種資料確定各類生態系統服務的內容和基準價格,最終匯總得到區域生態系統服務總價值。其計算公式可表達為:niijimjRVA11。式中R為區域生態系統服務總價值,Vij為單位面積的第i類生態系統第j項生態服務價值,Ai為第i種類型的生態系統面積??梢钥闯觯鷳B服務的基準價格對最終計算結果具有重要影響。Costanza等提出的基準價格主要反映歐美發達國家的經濟水平,在中國直接運用存在一些爭議。我國學者謝高地通過對國內700位具有生態學背景的專業人員進行問卷調查,提出了中國不同陸地生態系統單位面積生態服務價值當量表,近年來在國內研究中被廣泛引用。生態服務價值當量因子是指生態系統產生生態服務的相對貢獻大小的潛在能力,定義為全國平均產量的農田每年自然糧食產量的經濟價值[4]。由于該項研究成果主要針對自然生態系統,對城市建成區等人工生態系統類型只能作歸零處理。本文認為,在現實的城市范圍內,雖然地表覆蓋物以建筑和不透水材料為主,但考慮到仍有許多綠地和公園,所以從便于操作的角度將城鎮居民點的生態服務價值簡單等同于荒漠生態系統進行計算。
根據聯合國千年生態系統評估研究報告的觀點,生態系統服務是人們從自然系統獲得的收益[5],農田生態系統食物生產服務的經濟價值可以通過主產品產值和副產品產值之和減去總成本獲得。2005~2009年全國糧食每畝純收益平均為168.29元①,依此計算中國1個生態服務價值當量因子的經濟價值量為2524.35元/hm2。結合謝高地等提出的生態服務價值當量表,得到義烏生態系統的服務價值基準價格(表2)。義烏生態服務價值演變與驅動力分析2.1義烏生態服務價值演變1996年、2000年、2005年、2009年義烏生態系統服務總價值分別約為48.37×108元、48.07×108元、47.66×108元、45.99×108元,14年來降低了2.38×108元,平均每年減少約0.35%。河流/水庫和城鎮居民點提供的服務價值有所增加,但增幅非常有限。森林、草地、農田生態系統提供的生態服務價值日趨減少,減少最多的農田生態系統14年來降低2.43×108元,降幅達36%。除文化服務外,供給、調節、支持各類服務的價值都逐年降低(表3)。1996~2009年生態系統服務價值的損失表明了義烏生態系統的退化趨勢。
2.2服務價值變化的驅動力分析
義烏近年來生態系統服務價值的變化指示了景觀格局擾動的方向。生態系統的空間和數量格局主要受非生物、生物和人類活動等三類因素的影響。非生物因素和人為因素在一系列尺度上均起作用,而生物因素通常只在較小的尺度上成為影響格局的原因[6]。在中到大尺度上,非生物因素(如氣候、地貌、地形等)為景觀格局提供了物理模板,生物和人為的過程通常在此基礎上相互作用,最終產生獨特的空間格局[7]。
2.2.1自然地理與歷史文化因素
區域地形地貌、氣候、水文和資源分布等自然地理特征是生態系統服務形成與維持的基礎。在城市發展的初級階段,人類活動的影響較為有限,區域景觀結構主要受自然環境條件的制約。自然資源是形成生態系統服務的主要因素,河流水系等自然因素對生態服務的分布格局具有重要影響。此時景觀格局相對穩定,格局動態較為平緩,生態服務內容和價值構成都體現出區域自然地理環境特征。義烏憑借著“五山一水三分田,一分交通居民點”的格局,獲得了相應的自然稟賦。在義烏生態服務價值的構成中,調節和支持服務始終占據了較大比重,供給和文化服務的重要性相對要低,這不僅體現了義烏的資源稟賦和生態基礎,也說明在當前的國民經濟體系中,缺乏市場的生態系統服務一直被低估甚至忽視。相比其它水資源豐富的城市,義烏缺乏高服務價值的濕地生態系統,因而在其生態服務價值構成中,森林生態系統是最大的貢獻者。以2009年為例,森林生態系統約占義烏市域44%的面積,卻提供了全市75%的服務價值;而城鎮居民點雖然占據了22%的市域面積,提供的服務價值卻只有1.8%。
自然環境如同框架和模板,在支撐城市發展建設的同時,也對城市形態、產業結構等具有一定限制作用。在長期與自然的適應和互動中,人類逐漸形成了各種獨特的生活方式和地域文化,塑造了城市的景觀要素布局形態,體現出人類對資源利用方式的不同理解。這些獨特的區域文化影響著特定區域人類對自然利用模式,隨著人類生產力的提高,也逐漸成為影響生態服務價值的重要因素。義烏被群山環抱,耕作較為困難,但地處浙江省地理中心,作為浙江中部重要的交通樞紐,造就了義烏歷史悠久的經商傳統。改革開放以來,義烏以“小商品經濟”為龍頭拉動經濟增長,市場和商貿業飛速發展。研究期內義烏生態系統服務價值與GDP的比重逐年降低(表4),說明經濟發展對自然資源的依賴程度較低。通過選擇適當的經濟發展策略,義烏不僅避免了自然稟賦的限制,也獲得了高速經濟增長并躋身全國百強縣前十,值得其它城市學習借鑒。#p#分頁標題#e#
2.2.2城市功能與人類管理因
素城市(包括其中的各種景觀要素)是人類利用和改造自然的活動與區域自然環境之間長期共同作用的結果。城市的功能是指城市在一定區域范圍內的政治、經濟、文化、社會活動所具有的能力和所起的作用。城市功能直接影響著城市的基本格局,密集的道路交通網絡構成了現代城市的基礎框架,也將自然區域分割塊化,進而影響市域生態服務內容和價值的分布。不同的城市功能定位導致生態服務內容和價值朝著不同的方向發展,在此基礎上制訂的城市管理政策也會大不相同。例如傳統的工業城市對原材料的高度依賴導致生態服務價值不斷降低,而旅游城市對資源的利用方式則要求城市的生態服務長期保持在較高的水平上。
隨著科技的進步,人類活動逐漸成為影響和改變區域生態環境的重要因素。尹海偉等對濟南市城市綠地梯度的研究表明,城市管理政策改變了城市生態基礎設施的景觀格局,從而影響市域生態服務的分布[8]。在城市化過程中,隨著土地利用方式的轉變,提供生態服務的自然資源逐漸被取代。1996年以前,義烏的總體定位為小城市。1998年義烏市城市總體規劃開始貫徹“以商興市”戰略,突出“現代化”的主題,建設現代化的中等商貿城市,城市化進入加速階段。市郊大量平坦的農田在城市化過程中變成了城鎮居民點,表現在生態服務價值上就是供給、調節、支持三大類服務價值均不同程度的降低,文化服務價值略有升高,但生態服務總價值不斷降低,生態系統的退化趨勢十分明顯。義烏的丘陵地貌使森林轉變為城市建設用地的難度較大,在一定程度上減輕了服務價值降低的程度??梢娫诳焖俪鞘谢貐^強調以生態保護政策為導向、引導城市用地合理增長是有效避免生態服務價值減少、保證城市可持續發展的重要舉措。
3基于生態服務優化的土地利用思路
3.1城市景觀格局應維持生態服務價值基本穩定
城鎮生態系統自我調節修復與維持發展能力低下,對環境支持系統具有很強的依賴性。從城市生態安全的角度來看,最基本、最重要的生態服務穩定持續的供給必須得到保障。在高速發展的城市中,位于城鎮生態系統和鄉村生態系統之間的山體、濱岸、河網及湖泊等孤立的的亞生態系統非常敏感和脆弱。這些提供關鍵生態服務的土地與脆弱的的生態系統或區域一起構成了城市的生態安全格局,不能作為常規的城市建設用途。正如建筑師余琪所說,未來城市里高明的建筑師不是決定在那里營造建筑,而是決定在哪里不可以營造建筑[9]。原國家建設部已于2002年頒布了《城市規劃強制性內容暫行規定》,要求對生態敏感區、基本農田保護區、礦產資源分布區等地域予以強制性保護。這些區域與城市開發建設用地的關系如同“背景與圖案”,雖然并不引人注目,但背景是圖案的襯托與支撐,一旦被消除則圖案也將不復存在。
在經濟快速發展的背景下,義烏土地資源的可持續利用形勢較為嚴峻。不同的土地利用方式具有不同的經濟價值和生態服務價值,在進行土地利用類型轉化時必須綜合考慮(表5)。因此,應嚴格實行土地用途管制制度,優化土地利用結構和布局,加強耕地保護,合理利用有限的土地資源。要充分發揮義烏良好的經濟條件優勢,在《義烏市城市總體規劃(2000~2020)》的基礎上,綜合考慮市域生態服務價值、生態環境敏感性評價結果和義烏市社會經濟發展特征,將綠色體系引入城鄉建設中,形成以青山、碧水、丘陵等為基質,鑲嵌城鎮、村莊、湖庫等景觀斑塊,以道路、江河為廊道,形成城市外圍生態圈、城市東南西北四片楔形綠地即“一圈四楔”為特征的城市景觀格局。
3.2以循環經濟為基礎的生態工業產業格局建設
基于義烏市的產業現狀,在進行工業用地布局時應依托中國小商品市場群,以生態經濟理論為指導,以循環經濟模式為基礎,推進城鎮生態工業、農村生態產業和城鄉一體化進程,促進經濟可持續發展。圍繞建設現代生態工業商貿城市的目標,加速工業經濟集聚步伐,調整優化工業布局,在功能上形成“一體兩翼”的產業空間發展格局(表6)。綜合運用減量化、無害化、資源化(再利用)、產業化、系統化等手段實現“資源-產品-再生資源與回用”的反饋式流動經濟模式,在企業、工業園區和區域經濟三個層面建立生態工業體系,促進生產建設與生態建設相協調的可持續發展。
3.3以生態景觀為重點的人居環境建設
為保護義烏豐富的自然山水、文物古跡資源,營造生態家園,必須以提高城市宜居性為核心,整治城鄉環境,完善城鎮基礎設施,積極引導、推進居住和交通系統的生態化建設。大力建設市區綠地,合理配置各級公園和廣場綠地,形成融山、水、林、園、城為一體,點、線、面相結合的公共綠地系統。以義烏城市東、西、北三塊楔形綠地為依托建設生產防護綠地,充分發揮其生態服務功能。保護和建設義烏江兩岸的景觀生態,建設縱橫交錯的綠色交通廊道和綠色節點,構建城市綠色交通生態網絡體系,創造有鮮明特色和個性的城市空間(見表7)。
4小結
自然資本與生態系統服務滿足和維持了人類的生存與發展,但人類高強度的社會經濟活動對生態系統也產生了較大的損害,自然生態系統提供服務的能力正在衰退。如何科學經營生態系統、促進人類與自然和諧相處是我們必須正視和解決的問題。生態服務價值研究可為城鄉土地利用規劃與管理、城市可持續發展等提供科學方法與決策參考。人們對生態系統服務內容與價值的理解和肯定將有助于可持續發展的實現。