泾河流域土地利用及其生态系统服务变化

第39卷 第4期陕西师范大学学报(自然科学版)Vol.39 N o.4 2011年7月Journal of Shaanx i Norm al U niversity(Natur al Science Edition)Jul.,2011 文章编号:1672-4291(2011)04-0079-07

泾河流域土地利用及其生态系统服务变化

赵永华1, 贾 夏2, 王晓峰1

(1长安大学地球科学与资源学院,西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室;

2长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710054)

摘 要:利用1986年、1995年和2000年3期遥感解译结果分析了泾河流域土地利用变化及其生态系统服务价值变化.结果表明,草地是该区最大的土地利用类型,其次是耕地,二者占研究区总面积的85%以上,而对区域的生态环境和生态系统服务起着重要作用的林地面积却较小.研究期内各土地利用类型均有不同程度变化,总时段变化与各时段的变化有所不同,土地利用类型间的相互转化主要发生在耕地、草地和林地之间,构造的面积转入比例矩阵和转出比例矩阵较好地反映了土地利用类型变化的来源与去向.土地利用类型变化导致区域的生态系统服务价值也发生了相应改变.生态服务价值呈先减小后增加变化,但总趋势是减少,各土地利用类型的不同服务价值在不同年间和土地利用类型间的差距比较明显,该区生态系统服务价值变化程度直接受其主要的土地利用类型变化剧烈程度影响.研究区1986年、1995年和2000年总的生态系统服务价值分别为533 13亿、525.56亿和529.74亿元,2000年的生态系统服务价值还没有恢复到研究起始时间的水平,因此需要进一步加大植被恢复重建工作,积极推进已有工程实施的力度和深度.

关键词:泾河;土地利用;生态系统服务

中图分类号:F301.24 文献标志码:A

Land use change and its ecosystem services in Jinghe River basin

ZH AO Yo ng-hua1,JIA Xia2,WANG Xiao-feng1

(1College o f Ear th Science and Reso urces,Key Labo rator y o f Wester n Miner al Reso ur ces and Geo logical Eng ineering of M inistry of Education,Chang an University;

2College o f Enviro nm ent Science and Engineering,Chang an Univer sity,

Xi an710054,Shaanxi,China)

Abstract:Land use chang e and its ecosy stem services value in Jing River basin w ere studied based on the inter preted r esults of r em ote sensing im ag es in1986,1995and2000.The r esults show ed that grassland w as the larg est area o f land type,fo llow ed by cultiv ated land,both of them acco unting for m ore than85%of to tal area,w hile the w oo dland play ed an im po rtant r ole in the ecolog ical environment and ecosystem services w as small.All of the land use types chang ed in different lev el.T he mutual co nv ersion betw een different land use types occurred in cultivated land,g rassland and w oo dland.T he exported and im po rted matr ix es of ar ea pr opo rtio n reflected the sources and sink of land use type change.Reg ional land use chang es resulted in the changes of ecosy stem service value according ly.The ecosy stem service value fir stly decreased and then increased,but the overall trend was reduced.T he ecosystem services value of land use types w ere different obviously in different year s and land use ty pes.The value o f ecosy stem serv ices in

收稿日期:2011-02-07

基金项目:国家自然科学基金资助项目(31000222).

作者简介:赵永华,男,副教授,博士,主要从事土地利用、景观生态及3S应用方面的教学与科研工作.E-mail:yonghuaz@ .

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陕西师范大学学报(自然科学版)第39卷

Jing he River Basin w as533 13 108Yuan in1986,525 56 108Yuan in1995,and529 74 108Yuan in2000,w hich show ed that the ecosystem serv ices in Jinghe Riv er Basin have been im pr oved,but the eco system services value in2000have not recov ered to the level in1986.

Therefore,the vegetation restoration and reconstruction w ere required to be further increased and activ ely prom oted the implem entation o f ex isting pro jects.

Key words:Jinghe Riv er;land use;ecosystem serv ices

生态系统是一种复杂的生命支持系统,是人类赖以生存和发展的物质基础[1],而生态环境则是人类生存和发展的客观条件[2].有关生态系统方面的研究较多,近年来更多的集中在生态系统服务及其价值方面[3-8].生态系统服务是指人类直接或者间接从生态系统功能中获得的收益,包括产品和服务[9],其变化与人类活动、土地利用等有一定关系[7].黄土高原是我国水土流失最严重的地区,其重要地位和特殊性使其成为研究的重点地区[10-13],人类活动也使得黄土高原地区的自然植被早已被人工植被所代替,土地类型的改变对区域生态环境、生态服务产生了较深远影响,并影响该区水土流失的形成和演变.泾河流域是黄土高原严重水土流失区之一,相关研究较多[10-13],但基于土地利用变化的生态服务研究却不多见.本文以泾河流域为例,在分析该流域1986 2000年土地利用变化的基础上,进一步研究该流域土地利用变化导致的区域生态系统服务价值变化,以期为区域的生态环境建设与管理提供支持.

1 研究区概况

泾河是黄河的二级支流,也是渭河的最大支流.泾河发源于六盘山东麓宁夏回族自治区泾源县马尾巴梁,向东流经甘肃省平凉市及泾川县,至马莲河入口处转东南流,经陕西省彬县及泾阳县,于高陵县蒋王村汇入渭河左岸.干流全长455km,河出崆峒峡至彬县早饭头长209km,河谷较宽,其中平凉 泾川间右岸滩地平坦,为泾河最大的川区.早饭头 张家山间河流穿行于峡谷中,坡陡流急,水力较丰.张家山以下,两岸为黄土阶地,属关中盆地.泾河流域(行政区划)面积70040km2,包括宁夏东南部、甘肃陇东、陕西关中西北部等35个县市.流域内地貌有山区、丘陵、高原、平原4种类型.山区占4 31%,以六盘山、关山为代表;高塬沟壑区占41 72%,以甘肃西峰市董志塬、陕西长武县长武塬和彬县北极塬为代表;黄土丘陵沟壑区占48 81%,以北部环县洪德和南部麟游县天堂为代表;冲积平原区占5 16%,以秦川的泾阳、三原、高陵3县为代表.高原和丘陵区沟壑纵横,沟壑面积占50%以上.泾河流域属大陆性气候,雨量和气温由东南向西北逐渐递减,年平均降水量550m m,年平均气温10 左右.泾河主要支流有马莲河、蒲河、黑河、马栏河、泔河等,干流平均比降2 47 .水系呈树枝状,右岸来自六盘山、千山的汭河、黑河等支流含沙量较小;左岸来自黄土丘陵和黄土高原区的洪河、蒲河、马莲河等支流含沙量大.泾河以洪水猛烈、输沙量大著称,泾河多年平均径流量为21 4亿m3,流域水土流失极为严重,年平均输沙总量达3 09亿t,最大含沙量1430kg/m3,年均含沙量141kg/m3,年均输沙模数为7150t/km2.

2 研究方法

数据来源于中国科学院地理科学与资源研究所.获得的遥感数据共有3期(1986年、1995年和2000年),其土地利用分类采用的是中国科学院资源环境数据库中的1 10万土地利用分类系统;将所得3期数据的土地利用类型合并成5个一级类型,4个二级类型,共9个土地利用类型(耕地、有林地、灌木林地、疏林地、经济林地、草地、水域、建设用地和未利用地).生态系统服务价值计算见文献[6-9].

3 结果与分析

3.1 土地利用特征

由图1可知,泾河流域土地利用类型面积最大的是草地,其次是耕地,草地和耕地面积和占全区总面积的85 42%~85 69%.林地面积比例分别为10 49%(1986年)、9 97%(1995年)和10 32% (2000年).在研究期内有林地面积略呈增加趋势,经济林地增加的幅度明显高于有林地,而灌木林地和疏林地面积均呈现减少态势,二者减小的面积是有林地和经济林地增加面积的4倍多,经济林地增加面积是有林地增加面积的20倍.1986 1995年,有林地和灌木林地面积在减小,疏林地和经济林地面积在增加;1995 2000年,有林地和灌木林地在增加,疏林地和经济林地面积在减少;因此1986