Impact of land-use change on ecosystem service value in Southwest China
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摘要: 选择西南地区2000年、2010年、2020年3期土地利用遥感影像数据，利用土地利用动态度分析土地利用变化情况，并依据当量因子法对生态系统服务价值（ecosystem service value，ESV）开展评估。结果表明：西南地区土地利用以林地、耕地和草地为主，分别约占总面积的48%、28%、20%。人工表面、草地、林地和耕地面积变化显著，20年间的净变化量分别为11 971.18、−8 738.63、−5 344.95、−2 244.40 km2。土地利用动态度呈上升趋势，尤其是2010年后土地利用变化程度加剧，其中人工表面动态度正向变化幅度最大。2000—2020年总ESV呈下降趋势，共减少195.55亿元，其中四川省、云南省下降较为明显。各类ESV变化趋势与土地利用类型变化趋势相似，林地、草地和耕地面积的减少是导致ESV亏损的主要因素。在未来发展中，应加大对林地、草地的保护力度，加强基本农田保护和高标准农田建设，提高土地集约节约利用水平，合理规划城乡建设用地，缓解经济增长对土地资源和生态系统的压力。
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关键词:
- 土地利用 /
- 时空变化 /
- 生态系统服务价值（ESV） /
- 西南地区
Abstract: The land use remote sensing image data of Southwest China in 2000, 2010 and 2020 were selected to study the land-use change by using the land use dynamic degree, and the ecosystem service value (ESV) was evaluated according to the equivalent factor method. The results showed that: Forest land, cultivated land and grassland were the main land uses in Southwest China, accounting for 48%, 28% and 20% of the total area, respectively. The changes of artificial surface, grassland, woodland and cultivated land were significant in the past 20 years, with the net area changes of 11 971.18, −8 738.63, −5 344.95 and −2 244.40 km2, respectively. The land use dynamic degree in Southwest China showed an upward trend, especially the land use change accelerated after 2010, and the dynamic degree of artificial surface had the largest positive change. From 2000 to 2020, the total ESV showed a downward trend, decreasing by 19.555 billion yuan, of which Sichuan and Yunnan Provinces declined significantly. The change trend of various ESVs was similar to that of land use types, and the decrease of forest land, grassland and cultivated land was the main factor leading to ESV loss. In the future development, the protection of woodland, grassland, basic farmland and the construction of high-standard farmland should be strengthened, the land for urban and rural construction should be rationally planned, and the pressure of economic growth on land resources and ecosystem should be relieved.-
Key words:
- land use change /
- spatial-temporal change /
- ecosystem services value /
- Southwest China
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图 2 2000年、2010年与2020年西南地区土地利用类型空间分布
Figure 2. Spatial change of land-use types in Southwest China in 2000, 2010 and 2020
表 1 单位面积生态系统服务价值当量因子[25]
Table 1. Ecosystem service value equivalent factor per unit area
一级分类 二级分类 林地 草地 耕地 湿地 水体 荒地 供给服务 食物生产 0.33 0.43 1.00 0.36 0.53 0.02 原料生产 2.98 0.36 0.39 0.24 0.35 0.04 调节服务 气体调节 4.32 1.50 0.72 2.41 0.51 0.06 气候调节 4.07 1.56 0.97 13.55 2.06 0.13 水文调节 4.09 1.52 0.77 13.44 18.77 0.07 废物处理 1.72 1.32 1.39 14.40 14.85 0.26 支持服务 保持土壤 4.02 2.24 1.47 1.99 0.41 0.17 维持生物多样性 4.51 1.87 1.02 3.69 3.43 0.40 文化服务 提供美学景观 2.08 0.87 0.17 4.69 4.44 0.24 
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表 2 2000—2020年西南地区土地利用类型面积变化
Table 2. Change of land-use type and area in Southwest China from 2000 to 2020
年份 项目 林地 草地 耕地 湿地 水体 荒地 人工表面 2000 面积/km2 548 943.24 240 478.99 321 601.52 4 672.44 7 149.94 5 718.36 5 489.19 占比/% 48.41 21.21 28.36 0.41 0.63 0.50 0.48 2010 面积/km2 550 121.21 235 515.47 324 084.38 4 455.39 6 773.94 6 444.69 6 658.60 占比/% 48.51 20.77 28.58 0.39 0.60 0.57 0.59 2020 面积/km2 543 598.29 231 740.36 319 357.12 4 542.09 9 928.43 7 427.02 17 460.37 占比/% 47.93 20.43 28.16 0.40 0.88 0.65 1.54
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表 3 2000—2020年西南地区土地利用动态度
Table 3. Dynamic degree of land-use in Southwest China from 2000 to 2020
% 时期 单一土地利用动态度 综合土地
利用动
态度林地 草地 耕地 湿地 水体 荒地 人工
表面2000—2010年 0.02 −0.21 0.08 −0.46 −0.53 1.27 2.13 0.34 2010—2020年 −0.12 −0.16 −0.15 0.19 4.66 1.52 16.22 0.52 2000—2020年 −0.05 −0.18 −0.03 −0.14 1.94 1.49 10.90 0.31
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表 4 2000—2020年西南地区土地利用转移矩阵
Table 4. Land-use transfer matrix of Southwest China in 2000-2020
项目 2020年面积变化量/km2 转出总量/km2 转出比例/% 林地 草地 耕地 湿地 水体 荒地 人工表面 2000年
面积变化
量/km2林地 497 073.19 27 054.94 21 723.95 12.14 1 348.41 639.74 1 090.88 51 870.06 36.93 草地 28 478.14 194 388.55 10 476.82 567.84 1 285.07 3 673.02 1 609.55 46 090.44 32.82 耕地 17 000.63 7 161.56 285 481.62 53.51 1 871.62 18.53 10 014.03 36 119.88 25.72 湿地 39.50 455.05 150.04 3 805.18 194.72 0.00 27.95 867.26 0.62 水体 483.76 455.78 850.13 100.82 5 159.13 4.61 95.72 1 990.81 1.42 荒地 460.70 2121.43 11.71 1.50 25.48 3 090.39 7.14 2 627.97 1.87 人工表面 62.36 103.06 662.85 1.11 43.99 0.74 4 615.09 874.10 0.62 转入总量/km2 46 525.10 37 351.81 33 875.49 736.91 4 769.30 4 336.63 12 845.28 转入比例/% 33.13 26.60 24.12 0.52 3.40 3.09 9.15 净转出量/km2 5 344.95 8 738.63 2 244.39 130.35 −2 778.49 −1 708.66 −11 971.18
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表 5 2000—2020年西南地区各土地利用类型生态系统服务价值变化
Table 5. Change of ecosystem service value of different land-use types in Southwest China from 2000 to 2020
亿元 土地利用类型 价值量 价值变化量 2000年 2010年 2020年 2000—2010年 2010—2020年 2000—2020年 林地 20 289.76 20 333.30 20 092.20 43.54 −241.10 −197.56 草地 3 688.77 3 612.64 3 554.73 −76.14 −57.91 −134.04 耕地 3 339.48 3 365.27 3 316.18 25.78 −49.09 −23.31 湿地 3 36.37 320.75 326.99 −15.63 6.24 −9.38 水体 426.20 403.79 591.82 −22.41 188.04 165.62 荒地 10.45 11.77 13.57 1.33 1.79 3.12 总计 28 091.04 28 047.51 27 895.49 −43.53 −152.02 −195.55
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表 6 2000—2020年西南地区生态系统服务价值构成及其变化
Table 6. Ecosystem service value composition and its change in Southwest China during 2000-2020
亿元 一级服务功能 二级服务功能 价值量 价值变化量 2000年 2010年 2020年 2000—2010年 2010—2020年 2000—2020年 供给服务 食物生产 804.09 804.71 795.80 0.62 −8.91 −8.29 原料生产 2 433.91 2 437.25 2 409.02 3.33 −28.23 −24.89 调节服务 气体调节 3 915.60 3 913.97 3 867.48 −1.63 −46.49 −48.12 气候调节 3 943.37 3 937.90 3 899.49 −5.47 −38.41 −43.88 水文调节 4 016.53 4 002.41 4 034.47 −14.12 32.05 17.94 废物处理 2 475.82 2 463.21 2 496.83 −12.61 33.62 21.00 支持服务 保持土壤 4 247.39 4 243.19 4 190.62 −4.20 −52.57 −56.77 维持生物多样性 4 334.32 4 330.07 4 290.94 −4.25 −39.13 −43.38 文化服务 提供美学景观 1 920.00 1 914.80 1 910.85 −5.20 −3.95 −9.16
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表 7 2000—2020年西南地区4省（市）生态系统服务价值变化
Table 7. Changes of ecosystem service value in four provinces (cities) in Southwest China during 2000-2020
亿元 省（市） 价值量 价值变化量 2000年 2010年 2020年 2000—2010年 2010—2020年 2000—2020年 四川 11 691.63 11 632.24 11 599.46 −59.39 −32.77 −92.16 贵州 4 263.63 4 286.09 4 226.39 22.47 −59.71 −37.24 云南 10 265.43 10 239.13 10 185.13 −26.30 −54.01 −80.30 重庆 1 870.35 1 890.05 1 884.52 19.69 −5.53 14.16
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