北京市生态系统服务价值的空间均衡性分析

北京市生态系统服务价值的空间均衡性分析
孔令彦
【摘要】生态系统服务价值是城市生态管理的重要依据,空间均衡性能够提高城市的整体服务价值.基于北京市土地利用数据和单位面积当量因子算法,计算不同区域的生态服务价值.结果显示,北京市生态系统服务总价值为6642.56亿元,其中供给服务总计438.09亿元,调节服务总计4573.53亿元,支持服务总计1355.65亿元,文化服务总计275.28亿元.单位面积生态服务价值大致呈现由市区至郊区辐射递增的趋势.在城市的规划与建设中,应注意土地的潜在生态服务价值,对生态系统的敏感区和脆弱区加以保护,对生态服务的关键带加以关注和维持.
【期刊名称】《北京测绘》
【年(卷),期】2017(000)004
【总页数】5页(P108-111,116)
【关键词】生态服务;空间格局;生态价值;城市化
【作者】孔令彦
【作者单位】北京市测绘设计研究院,北京100038;城市空间信息工程北京市重点实验室,北京100038
【正文语种】中文
【中图分类】X171.1;P208
生态系统服务是指生态系统所形成和维持的人类赖以生存和发展的环境条件与效用,为人类直接或间接从生态系统得到的所有收益(Wainger et al., 2010)。

生态系统
服务功能一般指人类直接或间接从生态系统得到的利益,主要包括向社会经济系统输入有用物质和能量、接受和转化来自社会经济系统的废弃物,以及直接向人类社会成员提供服务(Daily, 1997)。

生态服务以长期服务流的形式出现,能够带来这些服务流的生态系统是自然生态资本,生态系统服务价值评估对生态保护和经济发展具有重要意义(Costanza et al., 1997; Daily, 1997;欧阳志云等,2013;谢高地
等,2015a,2015b)。

正确估计和评价生态系统服务价值,有利于正确认识生态系统对人类的重要性,有利于制订正确的环境保护政策、生态资源利用政策,防止生态遭受破坏(陈利顶等,2013;黄麟等,2016;刘世荣等,2015)。

生态系统服务的空间均衡性研究对于城市生态管理具有重要意义(肖玉等,2016)。

自2001年以来,北京市以筹办奥运会为契机,生态建设得到大幅推进。

市政府相继出台了一系列文件,从机制上为完善实施生态建设做出了保障。

在政策的推动下,相关方面进行了有益探索与实践(欧阳志云等,2015)。

本文以最新监测数据评价北京市绿地和水体的生态服务价值,评价空间均衡性,为后续生态系统管理和监测提供科学依据。

2.1 研究区概况
北京位于华北平原北部,背靠燕山,毗邻天津市和河北省。

北京的气候为典型的北温带半湿润大陆性季风气候。

北京市绿地分布呈现较强的空间异质性和不均匀度。

林地主要分布在西北部郊区,如怀柔区和门头沟区大部被林地覆盖;耕地则在西南部覆盖较多,如大兴区。

与林地相比,园地和草地分布较为均匀,但仍在空间上体现了较为明显的聚集分布。

植被在涵养水源、净化环境、水文调节、消除城市热岛等方面发挥着重要的作用,具有很高的生态服务价值。

北京市的水系同样呈现了空间的不均匀性分布。

密云等地的丰富水源及水储量保障了城市生态系统的正常运转。

水体是生态系统不可或缺的一部分,具有极高的生态服务价值。

2.2 评估方法
当前的生态学研究中,一般认为城市生态系统服务可分为4类:1)支持服务:提供生物生境、生物多样性、生物地球化学循环以及传粉与能量传播;2)供给服务:食物供给、水源供给、木材供给与基因资源供给;3)调节服务:气候调节、水质净化、噪音调节、极端气候调节、径流调节与废弃物处理;4)文化服务:休闲旅游、文化教育、礼仪美
学及精神需求。

在城市生态系统中,支持服务仍旧是其他服务的基础与源泉,供给服
务占的比重较小,调节服务与文化服务占据较大的比重,对提高人类福祉有着重要作用。

采用基于单位面积当量因子的《中国不同陆地生态系统单位面积服务价值量表》(改进版)(谢高地等, 2015a,2015b)。

在修正系数的基础上,核算了北京地区单位面
积生态系统服务价值。

并进一步细分为食物生产、原料生产、水资源供给、气体调节、气候调节、净化环境、水文调节、土壤保持、维持养分循环、生物多样性和美学景观等11种服务功能。

其中,水供给服务功能是指由生态系统提供的供居民生活、农业灌溉、工业过程等使用的水资源;水文调节功能是指生态系统截留、吸收和贮
存降水,调节径流,调蓄洪水、降低旱涝灾害;净化环境功能是指植被和生物去除和降解多余养分和化合物,滞留灰尘、除污等,包括净化水质和空气等;维持养分循环功能是指对N、P等元素与养分的储存、内部循环、处理和获取。

将单位面积农田生态系统粮食生产的净利润作为一个标准当量因子的生态系统服务价值量。

农田生态系统的粮食产量价值主要依据稻谷、小麦、玉米三大粮食产物计算。

公式如下:
D=Sr×Fr+Sw×Fw+Sc×Fc
式中:D 表示1个标准当量因子的生态系统服务价值量(元/hm2);Sr、Sw和 Sc分
别表示当年北京市稻谷、小麦和玉米的播种面积占三种作物播种总面积的百分比(%);Fr、Fw和Fc分别表示当年稻谷、小麦和玉米的单位面积平均净利润(元
/hm2)。

依据《全国农产品成本收益资料汇编 2015》、《北京统计年鉴2015》
及上述公式,得到北京市2014年单位面积农田生态系统粮食生产的净利润为
1249.20元/hm2,2013年单位面积农田生态系统粮食生产的净利润为839.29元/hm2。

取2013年、2014年平均1044.24元/hm2为本次核算的D值(标准当量因子的生态系统服务价值量)。

3.1 北京市生态服务价值总量
北京市总面积16410.54平方公里,其中,植被覆被面积13061.27平方公里,约占总面积的79.6%。

林地占地9237.07平方公里,约为71%;耕地总面积1374.92平方公里,约11%;园地占地1562.44平方公里,约为12%;草地总面积约为886.83平方公里,约为7%。

如图1所示。

北京市生态系统服务总价值为6642.56亿元,其中供给服务总计438.09亿元,调节服务总计4573.53亿元,支持服务总计1355.65亿元,文化服务总计275.28亿元。

如图2所示。

3.2 不同土地利用类型的生态服务价值
如表1所示,从各土地类型来看,为北京市提供生态服务价值最高的为阔叶灌木林,贡献值为1532.06亿元;其次为阔叶林,贡献价值1318.75亿元;排名3到5位的是河流、乔灌果园、针阔混交林,依次为984.07亿元、671.28亿元、581.50亿元。

北京市林地贡献生态服务价值最高,为4465.77亿元;其次为水域,总价值1000.42亿元;其次是园地,总价值803.39亿元;最后是草地,总价值229.08亿元。

3.3 生态系统服务价值的空间均衡性
北京市各县区中,生态服务价值最高的为密云县,总价值1195.69亿元;其次为怀柔区,总价值995.83亿元;排名3到5名的为延庆县、房山区、门头沟区,生态系统服务价值依次为890.72亿元、782.27亿元、628.04亿元。

从各项生态服务功能价值的分布来看,供给服务提供最多的为密云县(79.584亿元)、怀柔区(61.791亿元)、延庆县(58.040亿元);调节服务提供最多的为密云县(860.422亿元)、怀柔区(671.605亿元)、延庆县(598.561亿元);支持服务提供最多的为怀柔区(218.342亿
元)、密云县(210.881亿元)、延庆县(195.323亿元);文化服务提供最多的为密云县(44.801亿元)、怀柔区(44.091亿元)、延庆县(38.799亿元)。

如图3所示,从单位面积平均生态服务功能价值来看,排名最高的是密云县,每公顷平均生态服务
价值为53.71万元;其次为怀柔区,每公顷平均生态服务价值为46.92万元;第3到5名为延庆县、平谷区、门头沟区,每公顷平均生态服务价值分别为44.64万元、44.08万元、43.36万元。

如图4所示，从各项生态服务功能价值的分布来看,每公顷土地所提供的供给服务最多的为密云县(3.57万元)、平谷区(2.95万元)、怀柔区(2.91万元);调节服务提供最多的为密云县(38.65万元)、怀柔区(31.65万元)、平
谷区(30.13万元);支持服务提供最多的为怀柔区(10.29万元)、延庆县(9.79万元)、门头沟区(9.64万元);文化服务提供最多的为怀柔区(2.08万元)、密云县(2.01万元)、门头沟区(1.96万元)。

(1)生态系统服务的价值总量空间差异较大。

单位面积生态服务价值大致呈现由市
区至郊区辐射递增的趋势。

这主要是由于郊区植被及水系保留完好,而市区受人为
因素影响,植被覆被度低,不透水面增多所致。

(2)生态系统服务类型具有空间异质性。

生态系统的供给服务、调节服务、支持服务、文化服务均体现了空间上的异质性。

这主要是由于土地覆被类型的空间异质性所致。

北京市林地主要分布在北部山区,耕地多分布在东南部,而水系则以密云水库、怀柔水库等为突出,不同的土地覆被类型提供了各异的生态服务功能和各异的生态
服务价值。

(3)生态系统服务的维持与建议。

在城市的规划与建设中,应注意土地的潜在生态服
务价值,对生态系统的敏感区和脆弱区加以保护,对生态服务的关键带加以关注和维持。

实行人与自然耦合的生态城市建设方案,维持城市生态系统的成熟与稳定。

【相关文献】
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Highlights： Ecosystem services (ES) are extremely important for the planning and management of policy maker in cities. The spatial pattern of ES can provide specific implication to the landscape planning. This study calculated the ES values of Beijing based on the land use data. Results showed that the total amount of ES values are 664.256 billon RMB Yuan, including provision services (43.809 billon RMB Yuan), regulation services (457.353 billon RMB Yuan), supporting services (135.565 billon RMB Yuan), and cultural services (27.528 billon RMB Yuan). The intensity of ES values decreased from downtown to rural areas. This study indicates that the potential ES values should be paid more attention in the urban planning. The ecological restoration in urban regions should focus on the key zone of urban areas including the vulnerable and sensitive areas.。