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南沙区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

罗继文 周禧 黄亚南 刘叶 张争胜 曾丽璇

罗继文, 周禧, 黄亚南, 刘叶, 张争胜, 曾丽璇. 南沙区土地利用变化对生态系统服务价值的影响[J]. 华南师范大学学报(自然科学版), 2022, 54(3): 100-110. doi: 10.6054/j.jscnun.2022049
引用本文: 罗继文, 周禧, 黄亚南, 刘叶, 张争胜, 曾丽璇. 南沙区土地利用变化对生态系统服务价值的影响[J]. 华南师范大学学报(自然科学版), 2022, 54(3): 100-110. doi: 10.6054/j.jscnun.2022049
LUO Jiwen, ZHOU Xi, HUANG Yanan, LIU Ye, ZHANG Zhengsheng, ZENG Lixuan. The Influence of Land Use Change on the Ecosystem Service Value in Nansha District[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2022, 54(3): 100-110. doi: 10.6054/j.jscnun.2022049
Citation: LUO Jiwen, ZHOU Xi, HUANG Yanan, LIU Ye, ZHANG Zhengsheng, ZENG Lixuan. The Influence of Land Use Change on the Ecosystem Service Value in Nansha District[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2022, 54(3): 100-110. doi: 10.6054/j.jscnun.2022049

南沙区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

doi: 10.6054/j.jscnun.2022049
基金项目: 

国家自然科学基金项目 22078119

广州市科技计划项目 202102080356

详细信息
    通讯作者:

    张争胜,Email: zhangzsh@scnu.edu.cn

  • 中图分类号: X826

The Influence of Land Use Change on the Ecosystem Service Value in Nansha District

  • 摘要: 从全球地表覆盖数据(GlobeLand30)中获取南沙区30 m空间分辨率的多光谱影像,采用土地利用变化动态度、土地利用转移矩阵和重心迁移模型测算了南沙区2010、2020年各类土地的时空变化;基于当量因子法,修正了社会经济因子调整系数和生物量因子调整系数,构建了南沙区生态系统服务价值评估模型,并探讨了在土地利用格局的变化下,南沙区生态系统服务价值的变化特征。研究结果表明:(1)2010—2020年,南沙区土地利用格局变化明显,除建设用地和湿地的面积得到增长外,其他各类用地面积均有不同程度的减少,其中耕地面积减少最多,建设用地面积增加最多。(2)在空间分布上,南沙区耕地、林地与草地的布局呈现明显的碎片化,而建设用地的扩张较为集聚。(3)2010—2020年,南沙区生态系统服务价值减少234.59亿元。建设用地占用城镇周边的耕地及围海填地是导致生态系统服务价值减少的重要因素,其中,围海填地导致水体和海域大面积减少,是造成生态系统服务价值减少的主要原因。值得注意的是,湿地面积的增加在一定程度上缓解了生态系统服务价值的降低。因此,为保障南沙区生态系统服务价值的稳定,应及时对湿地采取保护措施、控制建设用地的扩张规模、稳定林地及耕地的生态系统服务功能。
  • 图  1  南沙区区划图

    注:此图由广州市规划和自然资源局绘制(审图号:粤S(2020)01-005号)。

    Figure  1.  Administrative areas of Nansha District

    图  2  南沙区2010、2020年土地利用分类

    Figure  2.  The land use classification in Nansha District in 2010 and 2020

    图  3  南沙区2010—2020年7种土地利用类型的重心迁移变化

    Figure  3.  The median point migration of seven types of land use in Nansha District from 2010 to 2020

    表  1  南沙区的社会经济因子调整系数(2010、2020年)

    Table  1.   The social-econimic adjustment factor of Nansha District in 2010 and 2020

    年份 支付能力系数 支付意愿系数 社会经济因子调整系数
    2010 4.91 1.06 5.22
    2020 3.01 0.88 2.66
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    表  2  南沙区2010年7种土地利用类型的单位面积生态系统服务价值

    Table  2.   The value of ecosystem services per unit of seven types of land use in Nansha District in 2010 元/hm2

    服务类型 评价指标 耕地 林地 草地 湿地 水体 建设用地 海域
    供给服务 食物生产 3 811.68 1 433.95 1 917.66 1 372.20 2 020.19 0.00 1 696.20
    原材料生产 1 486.56 12 949.04 1 605.48 914.80 1 334.09 0.00 1 124.45
    调节服务 气体调节 2 744.41 18 771.76 6 689.50 9 186.15 1 943.96 0.00 5 565.05
    气候调节 3 697.33 17 685.43 6 957.08 51 648.26 7 852.06 0.00 29 750.16
    水文调节 2 934.99 17 772.34 6 778.69 51 228.98 71 545.23 -4 276.43 61 387.11
    废物处理 5 298.24 7 473.94 5 886.76 54 888.19 56 603.45 -7 123.13 55 745.82
    支持服务 保持土壤 5 603.17 17 468.17 9 989.65 7 585.24 1 562.79 0.00 4 574.02
    维持生物多样性 3 887.91 19 597.37 8 339.57 14 065.10 13 074.06 0.00 13 569.58
    文化服务 提供美学景观 647.99 9 038.26 3 879.91 17 876.78 16 923.86 0.00 17 400.32
    合计 30 112.28 122 190.26 52 044.30 208 765.70 172 859.69 -11 399.56 190 812.71
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    表  3  南沙区2020年7种土地利用类型的单位面积生态系统服务价值

    Table  3.   The value of ecosystem services per unit of seven types of land use in Nansha District in 2020 元/hm2

    服务类型 评价指标 耕地 林地 草地 湿地 水体 建设用地 海域
    供给服务 食物生产 4 301.37 1 618.18 2 164.02 1 548.49 2 279.73 0.00 1 914.11
    原材料生产 1 677.53 14 612.61 1 811.74 1 032.33 1 505.48 0.00 1 268.90
    调节服务 气体调节 3 096.99 21 183.39 7 548.90 10 366.30 2 193.70 0.00 6 280.00
    气候调节 4 172.33 19 957.50 7 850.86 58 283.56 8 860.82 0.00 33 572.19
    水文调节 3 312.05 20 055.57 7 649.56 57 810.41 80 736.71 -4 524.44 69 273.56
    废物处理 5 978.90 8 434.13 6 643.04 61 939.73 63 875.34 -5 335.61 62 907.54
    支持服务 保持土壤 6 323.01 19 712.32 11 273.03 8 559.73 1 763.56 0.00 5 161.64
    维持生物多样性 4 387.40 22 115.06 9 410.97 15 872.06 14 753.70 0.00 15 312.88
    文化服务 提供美学景观 731.23 10 199.41 4 378.36 20 173.43 19 098.08 0.00 19 635.75
    合计 33 980.81 137 888.17 58 730.48 235 586.04 195 067.12 -9 860.05 215 326.57
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    表  4  南沙区2010—2020年7种土地利用类型的面积及动态度变化

    Table  4.   The changes in area and dynamic of seven types of land use in Nansha District from 2010 to 2020

    土地利用类型 2010年 2020年 2010—2020年
    面积/hm2 占比/% 面积/hm2 占比/% 面积变化量/hm2 单一动态度/% 综合动态度/%
    耕地 31 908.67 37.91 26 911.05 31.97 -4 997.62 -1.57 1.26
    林地 5 100.14 6.06 3 866.93 4.59 -1 233.21 -2.42
    草地 2 134.82 2.54 759.62 0.90 -1 375.20 -6.44
    湿地 1.51 0.00 9.20 0.01 7.69 50.93
    水体 24 180.19 28.73 19 853.82 23.59 -4 326.37 -1.79
    建设用地 5 602.34 6.66 18 336.43 21.78 12 734.09 22.73
    海域 15 250.14 18.12 14 439.93 17.15 -810.21 -0.53
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    表  5  南沙区2010—2020年7种土地利用类型的面积转移矩阵

    Table  5.   The area transfer matrix of seven types of land use in Nansha District from 2010 to 2020 hm2

    2010年土地利用类型面积 2020年土地利用类型面积 合计
    草地 耕地 海域 建设用地 林地 湿地 水体
    草地 622.18 150.46 13.73 1 051.90 196.06 1.44 99.01 2 134.78
    耕地 19.26 22 007.62 0.23 7 819.11 110.13 1 949.55 31 905.90
    海域 0.35 6.43 14 362.81 830.78 0.61 49.15 15 250.13
    建设用地 10.38 145.79 3.97 5 224.46 167.42 50.33 5 602.35
    林地 40.22 117.73 3.43 1 650.64 3 164.31 0.31 123.50 5 100.14
    湿地 0.06 0.69 0.75 1.50
    水体 67.22 4 481.96 55.75 1 758.30 228.36 7.46 17 577.92 24 176.97
    合计 759.61 26 910.05 14 439.92 18 335.88 3 866.89 9.21 19 850.21 84 171.77
    注:表中数据由2期多光谱影像经ArcGIS 10.5转化所得,转化过程中存在由于小数位取舍而导致的误差;“—”表示2类土地之间无面积转移。
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    表  6  南沙区2010、2020年7种土地利用类型的重心

    Table  6.   The median point of seven types of land use in Nansha District in 2010 and 2020

    土地利用类型 2010年 2020年
    经度 纬度 经度 纬度
    建设用地 113°29′48" E 22°47′46" N 113°29′20" E 22°48′01" N
    林地 113°32′36" E 22°47′21" N 113°32′11" E 22°46′57" N
    水体 113°32′31" E 22°44′42" N 113°32′20" E 22°44′56" N
    海域 113°40′52" E 22°36′31" N 113°40′53" E 22°36′28" N
    湿地 113°31′34" E 22°50′19" N 113°34′19" E 22°46′39" N
    耕地 113°28′31" E 22°46′36" N 113°29′54" E 22°45′13" N
    草地 113°33′28" E 22°46′37" N 113°32′43" E 22°46′44" N
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    表  7  南沙区7种土地利用类型的生态系统服务价值(2010、2020年)

    Table  7.   The ecosystem service value of seven types of land use in Nansha District in 2010 and 2020

    土地利用类型 生态系统服务价值/亿元 价值变化量/ 亿元 价值变化率/% 变差贡献率/%
    2010年 2020年
    耕地 50.16 24.32 -25.84 -51.52 11.01
    林地 32.53 14.18 -18.35 -56.41 7.82
    草地 5.80 1.19 -4.61 -79.48 1.97
    湿地 0.02 0.06 0.04 200.00 -0.02
    水体 218.18 103.02 -115.16 -52.78 49.09
    建设用地 -3.33 -4.81 -1.48 44.44 0.63
    海域 151.90 82.71 -69.19 -45.55 29.50
    合计 455.26 220.67 -234.59 -51.53 100.00
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-22
  • 网络出版日期:  2022-07-29
  • 刊出日期:  2022-06-25

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