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1研究區(qū)概況

三亞地處海南島最南端，是中國(guó)最南部的熱帶濱海城市。其地理位置為北緯18°9'34″～18°37'27″、東經(jīng)108°56'30″～109°48'28″。東鄰陵水縣，西接樂(lè)東縣，北毗保亭縣，南臨南海。陸地總面積1919．58km2，海域總面積6000km2，其中規(guī)劃市區(qū)面積約37km2。地勢(shì)由南向北呈平原、丘陵臺(tái)地、山地階梯狀分布，起伏較大。東西長(zhǎng)91．6km，南北寬51．0km。三亞市是海南省南部的中心城市和交通通信樞紐，是中國(guó)東南沿海對(duì)外開(kāi)放黃金海岸線上最南端的對(duì)外貿(mào)易重要口岸。1984年設(shè)立三亞市(縣級(jí))，1987年升格為地級(jí)市。在特區(qū)政策的驅(qū)動(dòng)下，三亞逐步發(fā)展成為海南省南部的重要城市。

2數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2．1土地利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取根據(jù)研究區(qū)3期(1976年、1996年、2013年)的陸地衛(wèi)星LandSat同一時(shí)相遙感影像作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在ErdasImagine9．0遙感軟件支持下配準(zhǔn)，進(jìn)行圖－圖幾何校正［12－13］;根據(jù)研究區(qū)土地利用覆蓋類型影像特征和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)研結(jié)果建立解譯標(biāo)志，參考全國(guó)土地利用分類方法，將三亞市用地類型分為6類，分別是耕地、林地、園地、水體、建設(shè)用地和未利用地。在遙感圖像處理完成后將分類結(jié)果柵格數(shù)據(jù)在ArcGIS9．3中轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)并創(chuàng)建拓?fù)潢P(guān)系，創(chuàng)建矢量數(shù)據(jù)庫(kù)，將各土地利用類型的面積加以統(tǒng)計(jì)，對(duì)矢量圖進(jìn)行專題地圖的制作，得到三亞市1976年、1996年、2013年土地利用分類圖(圖1)。應(yīng)用ArcGIS9．3軟件屬性表的空間計(jì)算功能，統(tǒng)計(jì)三亞市6類土地利用類型的面積。

2．2土地利用研究方法土地利用類型動(dòng)態(tài)度(K)指某研究區(qū)在一定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用類型的數(shù)量變化情況［13－14］。為了反映三亞地區(qū)各類土地的動(dòng)態(tài)變化情況，我們采用土地利用類型動(dòng)態(tài)度模型具體分析該地區(qū)土地利用變化情況。上式中:Ua、Ub分別為研究初期及研究末期某一種土地利用類型的數(shù)量;T為研究時(shí)段，當(dāng)T被設(shè)定為年時(shí)，K值就是該研究區(qū)某種土地利用類型的年變化率。

2．3生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究方法根據(jù)謝高地等制定的中國(guó)不同陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值［16］(表1)，結(jié)合三亞市實(shí)際情況，制定不同陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值(表2)。計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)當(dāng)量因子按以下原則［17］操作:耕地對(duì)應(yīng)農(nóng)田;林地對(duì)應(yīng)森林;園地取森林和草地的平均值;未利用地對(duì)應(yīng)難利用荒地;對(duì)建設(shè)用地按照Costanza等學(xué)者的方法，不估算其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能經(jīng)濟(jì)價(jià)值。結(jié)合Costanza等提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ESV)計(jì)算公式，估算三亞市研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。主要計(jì)算公式。上式中，ESV為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值(元);VCk為第k類土地利用類型單位面積的生態(tài)功能服務(wù)價(jià)值系數(shù)(元/hm2);Ak為研究區(qū)內(nèi)第k類土地利用類型的面積(hm2);n為土地利用類型數(shù)。

2．4敏感性分析方法為了驗(yàn)證生態(tài)系統(tǒng)類型對(duì)各土地利用類型的代表性和價(jià)值系數(shù)的準(zhǔn)確性，本文借用敏感性指數(shù)來(lái)確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ESV)隨時(shí)間變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值系數(shù)(VC)變化的依賴程度。敏感性指數(shù)CS的含義是指VC變動(dòng)引起的ESV的變化情況。如果CS＞1，則說(shuō)明ESV對(duì)VC是富有彈性的，即1%的自變量變動(dòng)引起因變量大于1%的變動(dòng);如果CS＜1，則說(shuō)明ESV對(duì)VC是缺乏彈性的，即1%的自變量變動(dòng)會(huì)引起因變量小于1%的變動(dòng)。CS的值越大，說(shuō)明VC的準(zhǔn)確性越關(guān)鍵。CS的計(jì)算公式。上式中，ESV為總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值;VC為生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值系數(shù);i和j分別代表初始價(jià)值和生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值系數(shù)調(diào)整后價(jià)值;k為各土地利用類型。

3結(jié)果與分析

3．1土地利用變化分析1976～2013年三亞市土地利用情況發(fā)生了顯著變化。圖1表明:耕地明顯減少，主要原因是1976年至1996年耕地集約化程度增大，1976年的散點(diǎn)分布變成1996年的沿東南沿海分布，2013年僅西南沿海地區(qū)剩有一片耕地;林地由1976年的集約分布到1996年的不均勻分布，直至2013年的區(qū)域集中分布;園地在這近40年間呈增加趨勢(shì);未利用地和水體變化不大;1976年僅在南部沿海有少許建設(shè)用地，2013年建設(shè)用地集中在南部沿海地區(qū)，區(qū)域集約化程度提高。由表3可知，1976～2013年三亞市土地利用類型發(fā)生了較大變化，其總體趨勢(shì)為耕地、水體、未利用地均在減少，林地面積基本維持不變，園地和建設(shè)用地面積增加。1976～2013年耕地面積大幅度持續(xù)減少，減少量達(dá)317．02km2，變化率為－926．17%，1996～2013年的變化率大于1976～1996年的;1976～2013年未利用地變化也較為明顯，總體上呈減少趨勢(shì)，由于基數(shù)較小，只減少了33．51km2，變化率為－231．47%;1976年水體面積僅占總用地面積的4．39%，1976～1996年水體面積增加了53．95km2，1996～2013年減少了63．38km2，1976～2013年整體上呈減少趨勢(shì);林地面積在1976～2013年間先減少后增加，整體增加了0．05km2;1976～1996年園地面積減少了20．96km2，變化率為－3．27%，1996～2013年園地面積大幅增加，變化量達(dá)236．27km2，變化率為38．14%，因此1976～2013年整體上呈上升趨勢(shì)，增加了215．32km2，變化率為25．16%;建設(shè)用地面積基數(shù)小，1976～1996年增加了91．21km2，變化率高達(dá)1610．97%，1996～2013年增加了53．39km2，變化率達(dá)55．10%，在1976～2013年間整體增加了144．60km2，變化率最高，達(dá)2541．30%。三亞市在1976～2013年間，建設(shè)用地變化量最大，變化速度最快，動(dòng)態(tài)度為63．49%;其次是耕地、未利用地、園地、水體，它們的動(dòng)態(tài)度分別為－2．26%、－1．70%、0．84%、－0．29%;林地的總體變化平緩，動(dòng)態(tài)度為0．02%。建設(shè)用地面積的大幅度增加主要是由于三亞市城市規(guī)劃逐漸成熟以及后期旅游業(yè)發(fā)展迅速，城市建設(shè)速度加快，交通用地和商業(yè)用地不斷擴(kuò)大;園地的增長(zhǎng)是因?yàn)槭艿饺齺啴?dāng)?shù)刈匀粭l件及旅游發(fā)展的影響，三亞市提倡發(fā)展集休閑養(yǎng)生、果園觀光等功能于一體的地方特色休閑旅游項(xiàng)目，游客對(duì)當(dāng)?shù)毓锏男枨笠仓鹉赀f增;在此進(jìn)程中，加劇了對(duì)未利用地和耕地的開(kāi)發(fā)，兩者面積減少顯著，不斷向建設(shè)用地、園地轉(zhuǎn)換;水體的減少是由于國(guó)際旅游島的建設(shè)導(dǎo)致圍湖造田，很多水域被填土發(fā)展成建設(shè)用地;林地幾乎無(wú)變化，1976～1996年減少，1996～2013年有所增加，這是由三亞市“先發(fā)展后治理”的政策所致。

3．2土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響根據(jù)三亞市不同陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(表2)和三亞市各土地利用類型面積(表3)，計(jì)算得到三亞市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化情況(表5)。從表5可以看出，三亞市1976～2013年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值呈現(xiàn)逐漸上升的變化趨勢(shì)，1976年、1996年和2013年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值分別為356038．57萬(wàn)元、361141．24萬(wàn)元和388124．86萬(wàn)元，2013年比1976年增加了32086．29萬(wàn)元。在研究期間，耕地大面積減少，1976～1996年和1996～2013年其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損失量分別達(dá)到了2582．68萬(wàn)元和16800．88萬(wàn)元;林地面積變化不大，其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值僅增加了9．67萬(wàn)元;1976～2013年園地面積擴(kuò)大，園地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加了55424．44萬(wàn)元;水體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值先增加后減少，整體減少了3839．85萬(wàn)元;未利用地價(jià)值先減少后增加，整體減少了124．42萬(wàn)元。由于三亞市在1976～2013年間耕地、未利用地向園地轉(zhuǎn)化，而園地所提供服務(wù)功能的經(jīng)濟(jì)價(jià)值高于耕地，因而整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加。生態(tài)價(jià)值系數(shù)較小的耕地、未利用地等變化波動(dòng)比較大，轉(zhuǎn)化為生態(tài)價(jià)值系數(shù)較高的園地，導(dǎo)致研究區(qū)整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的增加。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，海南建省辦經(jīng)濟(jì)區(qū)，三亞從縣級(jí)市升格為地級(jí)市，城市化進(jìn)程加快，城市基礎(chǔ)水平大大提高，城市綠化水平得到較大提高，城市園林面積擴(kuò)大。20世紀(jì)90年代以后旅游業(yè)和熱帶農(nóng)業(yè)的發(fā)展對(duì)三亞土地利用規(guī)劃產(chǎn)生了重要的影響;特別是三亞市當(dāng)?shù)責(zé)釒钍苡慰拖矏?ài)，由此造成當(dāng)?shù)鼐用駥⒋罅康母亍⑽蠢玫亻_(kāi)發(fā)成園地，以種植水果等。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值構(gòu)成(表6)上看:研究時(shí)段內(nèi)園地所產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價(jià)值所占比重最大，1976、1996和2013年分別為46．30%、44．16%、56．76%，占整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的主導(dǎo)地位;林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值也相當(dāng)高，所占比例分別為38．41%、35．45%、35．24%，僅次于園地;水體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相對(duì)較小，在三亞市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值中處第3位;耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值逐年降低，1976年占總價(jià)值的6．03%，1996年占5．23%，而2013年僅占0．54%;未利用地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)率非常低，在研究時(shí)段貢獻(xiàn)率不足0．10%。

3．3生態(tài)服務(wù)價(jià)值敏感度分析根據(jù)CS計(jì)算公式，把VC分別上下調(diào)整50%，計(jì)算出研究區(qū)1976年、1996年和2013年的敏感性(表7)。結(jié)果顯示，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)VC的敏感性指數(shù)都小于1，以園地最高，未利用地最低。這表明，研究區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)價(jià)值系數(shù)是缺乏彈性的，研究結(jié)果可信。

4結(jié)論與討論

1976～2013年間三亞市土地利用情況發(fā)生了巨大的變化，其中耕地面積急劇減少了317．02km2，變化率達(dá)到－926．17%，是變化量最大的土地利用類型。未利用地的變化率位列第2，為－231．47%;建設(shè)用地顯著增加，變化率最高，達(dá)2541．30%;園地先減少后增加，變化率為25．16%;林地先減少后增加，基本無(wú)變化;水體面積減少，變化幅度較小。本研究發(fā)現(xiàn)，1976～2013年三亞市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，凈增加32086．29萬(wàn)元，主要原因在于生態(tài)價(jià)值系數(shù)較低的耕地、未利用地等減少并轉(zhuǎn)換為生態(tài)價(jià)值系數(shù)較高的園地。因此三亞市土地利用變化對(duì)環(huán)境的影響總體來(lái)說(shuō)是積極的。分析結(jié)果表明，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相對(duì)于價(jià)值系數(shù)的敏感性都小于1，說(shuō)明前者對(duì)后者是缺乏彈性的，本文所選的生態(tài)價(jià)值系數(shù)是比較合理的，研究結(jié)果可信。雖然本文所參考的謝高地等的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值比Costanza等的更適合中國(guó)國(guó)情，但是其價(jià)值構(gòu)成的合理性及在本研究區(qū)域的適用性還值得進(jìn)一步研究和探討。

作者：鄒陽(yáng) 鄒欣慶 楊雯 單位：南京大學(xué) 海島與海岸開(kāi)發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室