作者：章后甜 杜會石 王世東 雷軍 單位：洛陽理工學院 北京師范大學 河南理工大學 內蒙古師范大學地理科學學院

長白山地區的土地利用變化及其生態效應亦是全球變化的一種區域響應，通過對該區土地利用變化及生態系統服務價值進行研究，可以科學地把握土地利用變化與生態系統服務價值變化的過程和規律。文中集成遙感與ＧＩＳ技術，以長白山地區為研究區，揭示該區土地利用變化的時空演化特征，評估土地利用變化引起的區域生態服務價值變化，為區域生態環境保護、區域可持續發展提供科學依據。１研究區概況本文所指的長白山地區位于吉林省東部，行政區劃上隸屬長白山管委會、通化地區、延邊地區、白山地區，下轄９市、３區、９縣。位于１２５°４５′—１３１°２６′Ｅ，４０°５２′—４４°３０′Ｎ，總面積７５３７７ｋｍ２。溫帶大陸性季風型氣候，冬季盛行西北風，夏季盛行東南風。年平均氣溫－７～３℃，７月氣溫為１８．１～２３℃，１月氣溫為－２３～－１６．６℃。年降水量７００～１４００ｍｍ，８５％的降雨集中在６—８月，無霜期６５～１２０ｄ。該區是中國東北地區典型的溫帶森林生態系統。

數據來源及研究方法

１土地利用動態數據獲取研究所用的數據為２０００年和２０１０年ＬａｎｄｓａｔＴＭ／ＥＴＭ＋晴空影像，空間分辨率為３０ｍ。同時收集該區１∶１０萬地形圖、地質地貌圖和土壤類型圖等。遙感影像的預處理包括：對單通道多光譜數據進行波段合成；以地形圖為基準，對２０１０年各分幅影像進行幾何精校正；以校正后的影像為基準，對２０００年各分幅影像進行幾何精校正；對同期的影像作直方圖匹配和拼接處理；按研究區界限對影像裁剪。根據國家通用的土地利用分類系統，結合研究區的實際情況，將土地利用類型劃分為旱田、水田、林地、水域、建筑用地和濕地。在ＧＩＳ的支持下，采用基于知識的人機交互式解譯方法，提取各土地利用類型信息（表１）

２生態系統服務價值評價方法雖然Ｃｏｓｔａｎｚａ等［３］的研究使ＥＳＶ估算原理和方法從科學上得以明確，但研究中某些數據仍存在偏差，如對耕地的評估偏低，而對濕地評估又偏高。謝高地等［１２］根據我國的實際情況，制定了中國陸地生態系統單位面積生態服務價值量，并應用在青藏高原生態系統服務價值的估算中。在現有的生態系統服務價值評價體系中，由于各研究存在區域差異，尚難對各價值當量形成共識。一般均將水田和旱田視為一類進行價值評價，但由于耕作方式、作物類型等諸多差異，它們的服務功能尚存差異，如水田的土壤與局地小氣候均與濕地相似［１３］。因此，本文以謝高地的中國陸地生態系統服務價值表為基礎，并作如下修訂來計算該區的生態系統服務價值：水田的氣體調節、氣候調節、水源涵養、土壤形成與保護等單位價值取旱田和濕地相應服務價值的平均值；水田多處于水域旱田過渡地帶，兼具農田、濕地、水體３種生態系統特點，其生物多樣性保護功能優于旱田，取旱田、濕地、水體生物多樣性保護價值的平均值為水田的該項服務價值［１４］；研究區稻田的單位產量與所有耕地單位產量之比約為１．５∶１，故以旱田食物生產價值的１．５倍作為水田的該項服務價值［１５］；水田的廢物處理、原材料及娛樂休閑等價值與旱田差異不顯著，可用旱田的相應服務價值代替。據此得到修訂后的該區單位面積服務價值量（表２）。

３敏感性分析方法敏感性指數（ＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，ＣＳ）用以確定ＥＳＶ隨時間變化對ＶＣ變化的依賴程度［１６］。ＣＳ的含義是指ＶＣ變動１％引起ＥＳＶ的變化情況，如果ＣＳ＞１，說明ＥＳＶ對ＶＣ是富有彈性的；如果ＣＳ＜１，則說明ＥＳＶ對ＶＣ是缺乏彈性的。比值越大，表明ＶＣ的準確性越關鍵。本文通過分別調整５０％的ＶＣ來計算ＣＳ，從而來說明ＥＳＶ對ＶＣ的敏感程度。

結果與分析

１土地利用幅度變化分析通過對長白山地區土地利用幅度變化的分析，可了解該區土地利用變化的態勢（表１）：耕地總量有所減少，１０ａ間凈減１２６１．６０ｈｍ２，占期內土地利用變化總量的５５．８１％，其中旱田面積呈增加趨勢，增加了６６８８．００ｈｍ２；水田面積呈減少趨勢，減少了７９４９．６０ｈｍ２，水田面積變化較劇烈，變幅達－４．７５％，從土地利用變化的數量特征可以看出，這一時期人類活動是影響耕地面積變化的主要因素。林地呈減少趨勢，１０ａ減少了４９８１．６９ｈｍ２，變化量占期內土地利用變化總量的１９．００％，說明該區森林資源已遭到破壞，應加強森林經營，使其可持續發展。水域面積呈減少趨勢，減少面積為１１５．２１ｈｍ２。建筑用地急劇增加，增加面積６４２４．２２ｈｍ２，變化幅度達４．２７％，年變化率為０．４３％，主要是由于人口的增長和經濟的發展，導致城鄉居民用地與公交建設用地的增加所致。濕地面積呈減少趨勢，面積減少６５．７２ｈｍ２，變化幅度達－０．３５％，說明應切實保護該區現有珍稀濕地資源。

２土地利用轉移分析借助ＧＩＳ的ＳｐａｔｉａｌＡｎａｌｙｓｉｓ工具，可獲得近１０ａ長白山地區各土地利用類型面積轉移情況（表３）。首先，從各土地利用類型的轉移方向來看，旱田主要轉出為建筑用地和水田，轉出面積分別為５５７５．４８，１７７４．２１ｈｍ２，轉化率分別為１．１２％，０．３６％；水田主要轉化為旱田和建筑用地，轉移面積分別為９２３６．４５ｈｍ２和１６．５６ｈｍ２，轉化率分別為５．５２％，０．３７％，耕地面積的轉出主要是建筑用地占用耕地及改變耕作方式所致；林地主要轉化為旱田和水域，轉移面積為４４０９．１２ｈｍ２和３６５．２４ｈｍ２，轉化率分別為０．０７％和０．０１％，主要是由于山區毀林開荒所致；水域主要轉化為旱田和水田，轉移面積分別為４０７１，１２７．２８ｈｍ２，轉化率分別為０．４９％和０．１６％。從各土地利用類型轉移來源來看，旱田主要是由部分水田、林地、水域轉化而來，１０ａ間面積轉化率分別為１．８２％，０．８７％，０．０８％；水田主要由旱田、水域、濕地轉化而來，轉化率分別為１．１１％，０．０８％，０．０４％，說明該區濕地農田化現象在一定程度上存在；建筑用地主要是由旱田、水田、林地轉化而來，轉化率分別為５５％，０．３９％，０．１３％。分析表明，人類活動是影響土地利用類型變化的主要因素，人口的增長和經濟的發展，增加了人們對糧食和住房的需求，促使耕地和建筑用地面積急劇增加。