Ecosystem Service Value and Changes in Food Supply and Demand in Liaoning Province
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摘要:
目的 研究辽宁省土地利用、生态系统服务价值及生态足迹时空演变特征,为优化辽宁省生态系统管理、提升生态质量提供科学依据。 方法 本研究借鉴和综合运用人文地理学、生态经济学、区域经济学等学科的思想,采用定性与定量相结合、空间分析法、模型法等研究方法,以辽宁省2000 ~ 2020年土地利用现状为基础,参考当量法估算生态系统服务价值,并在此基础上通过净初级生产力开展辽宁省14市粮食生产格局演变及作物生态足迹研究。 结果 ① 辽宁省各时期水文调节和气候调节的生态功能服务价值之和超过总生态系统服务价值的50%,林地和水域两者土地利用类型对辽宁省生态系统服务总价值的贡献率达86%以上;② 辽宁省玉米播种面积比重始终远高于水稻和大豆,且增长率较高,水稻和玉米播种面积呈现波动变化态势,大豆播种面积持续降低。③ 水稻、玉米、大豆的生态足迹与其播种面积趋势大致吻合。基于生态足迹进一步计算出各市域农作物生态承载力供需平衡指数,为粮食生产分布提供对策建议。 结论 未来辽宁省需要注重自然资源的高效利用,加强对各类土地的保护,使优良土地稳定发展,被破坏的土地逐步恢复,同时,开发和引进尖端的设备与技术,建立自然资源节约型土地利用体系,在有限空间内产生最大的经济和环境效益,以期实现经济与生态的可持续发展。 -
关键词:
- 土地利用 /
- 生态系统服务价值 /
- 生态足迹 /
- 净初级生产力-能值模型 /
- 区域可持续发展
Abstract:Objective The aim was to study the temporal evolution of land use, ecosystem service values and ecological footprints in Liaoning Province, so as to provide a scientific basis for optimizing ecosystem management and improving ecological quality in Liaoning Province. Method This study scientifically drew on the ideas of human geography, ecological economics and regional economics, adopted a combination of qualitative and quantitative methods, spatial analysis, modeling and other research methods to estimate the ecosystem services value (ESV). The assessment was based on the status of land use in Liaoning Province from 2000 to 2020, and the ESV was estimated with reference to the equivalent method. Result ① The sum of the ecological function service value of hydrological regulation and climate regulation in Liaoning Province for each period exceeded 50% of the total ESV, and the contribution of the two land use types (forest land and water) to the total ESV in Liaoning Province was over 86%. ② The proportion of sown area of corn in Liaoning Province was always much higher than those of rice and soybeans, and the growth rate was relatively high. The sown area of rice and corn has fluctuated and changed, and the sown area of soybeans has continued to decrease. ③ The ecological footprints of rice, corn, and soybeans roughly coincided with the trend of their sown area. And based on the ecological footprint, the supply and demand balance index of the ecological carrying capacity of crops in each city was further calculated to provide countermeasures and suggestions for the distribution of food production. Conclusion In the future, Liaoning Province needs to focus on the efficient use of natural resources, strengthen the protection of all types of land, make the stable development of good land and the gradual restoration of destroyed land. At the same time, the cutting-edge equipment and technology are needed to be developed and introduced to establish a natural resource-saving land use system to produce maximum economic and environmental benefits in a limited space, with a view to achieving sustainable economic and ecological development. -
表 1 辽宁省各项生态功能服务价值变化
Table 1. Changes in the value of various ecological function services in Liaoning Province
生态系统服务功能
Ecosystem service functionESV(108元)
ESV(108 Yuan)价值占比(%)
Percent(%)2000 2010 2020 2000 2010 2020 供给服务 食物生产 131.852 347.265 487.902 3.450 3.237 3.177 原料生产 109.043 301.134 425.616 2.853 2.807 2.771 水资源供给 −22.383 −30.853 −24.143 −0.586 −0.288 −0.157 调节服务 气体调节 368.014 1013.476 1432.556 9.628 9.446 9.327 气候调节 911.312 2550.922 3612.294 23.843 23.776 23.519 净化环境 290.368 814.465 1161.375 7.597 7.591 7.561 水文调节 1063.329 3025.826 4417.339 27.820 28.202 28.760 支持服务 土壤保持 402.197 1115.857 1579.267 10.523 10.400 10.282 维持养分循环 40.012 109.072 153.867 1.047 1.017 1.002 生物多样性 363.081 1017.436 1449.323 9.499 9.483 9.436 文化服务 美学景观 165.382 464.598 663.932 4.327 4.330 4.323 表 2 辽宁省各市域产量因子
Table 2. Production factor by city in Liaoning Province
耕地产量因子
Arable yield factor沈阳市
Shenyang大连市
Dalian鞍山市
Anshan抚顺市
Fushun本溪市
Benxi丹东市
Dandogn锦州市
Jinzhou营口市
Yingkou阜新市
Fuxin辽阳市
Liaoyang盘锦市
Panjign铁岭市
Tielign朝阳市
Chaoyang葫芦岛市
Huludao2000 1.264 0.917 1.338 1.287 1.173 1.274 0.620 1.372 0.389 1.408 2.089 1.248 0.313 0.439 2010 1.137 0.937 0.907 0.973 0.784 0.775 0.969 1.274 1.259 0.888 1.453 0.398 1.236 0.921 2020 1.131 0.733 0.965 1.059 1.017 0.952 0.903 1.207 0.884 1.215 1.403 1.214 0.099 0.665 表 3 辽宁省各市域作物生产生态足迹
Table 3. Ecological footprint of crop production in municipalities of Liaoning Province
市域
City2000年作物生态足迹(hm2)
Ecological footprint in 20002010年作物生态足迹(hm2)
Ecological footprint in 20102020年作物生态足迹(hm2)
Ecological footprint in 2020水稻
Rice玉米
Corn大豆
Soybean水稻
Rice玉米
Corn大豆
Soybean水稻
Rice玉米
Corn大豆
Soybean沈阳市 158538.313 258918.880 48737.851 161919.437 409722.608 30044.697 153940.399 500550.295 9132.497 大连市 26704.748 150786.240 42729.075 30248.686 208554.250 59463.463 18208.004 167800.971 54794.980 鞍山市 45465.678 142486.080 22699.821 40439.420 148106.560 7511.174 38974.158 180553.844 6983.674 抚顺市 18929.948 47495.360 25370.388 17631.587 75219.473 6259.312 12339.309 121152.301 4297.645 本溪市 5915.609 29972.800 10014.627 7926.126 28960.469 3129.656 7373.489 46480.869 1611.617 丹东市 57972.965 78851.520 18026.328 52085.973 68999.775 8137.105 56429.765 119306.490 11818.525 锦州市 26028.678 69859.680 30043.881 35748.447 304376.473 13770.486 39877.034 323688.072 4834.851 营口市 53747.530 25131.040 6008.776 72143.925 41594.231 3129.656 65909.965 50508.092 2686.028 阜新市 4563.470 48648.160 15355.761 7602.611 382511.429 26915.041 3461.026 341139.373 15041.759 辽阳市 51719.322 69629.120 23367.463 59688.584 61225.153 2503.725 61847.022 110748.641 1074.411 盘锦市 123213.678 7839.040 8011.701 156419.676 13022.493 10640.830 160110.053 16947.898 1074.411 铁岭市 54930.652 269755.200 43396.716 74570.290 515068.744 23159.454 52366.822 590491.616 9669.702 朝阳市 1521.157 31125.600 8011.701 323.515 345776.338 14396.417 0.000 338957.961 1611.617 葫芦岛市 5408.557 32739.520 17358.687 8896.672 169292.406 11892.693 1203.835 101351.786 3760.440 表 4 辽宁省各市域作物生态承载力
Table 4. Ecological carrying capacity of crops in the municipalities of Liaoning Province
市域
City2000作物生态承载力(hm2)
Eco-carrying capacity in 20002010作物生态承载力(hm2)
Eco-carrying capacity in 20102020作物生态承载力(hm2)
Eco-carrying capacity in 2020水稻
Rice玉米
Corn大豆
Soybean水稻
Rice玉米
Corn大豆
Soybean水稻
Rice玉米
Corn大豆
Soybean沈阳市 152607.776 305349.536 49038.144 152821.896 415559.856 19645.086 150456.930 468754.260 9351.108 大连市 26827.752 145705.798 33826.296 28406.092 188016.546 38338.292 14374.130 147470.804 32244.670 鞍山市 50207.112 164378.652 26238.180 34803.404 158826.584 5383.952 32630.510 176041.090 5830.530 抚顺市 24146.694 42154.398 25374.492 20928.466 71960.932 5360.986 15491.052 111692.730 4153.398 本溪市 6838.590 30214.134 10071.378 7647.973 29095.548 2327.644 7222.734 43552.008 1509.228 丹东市 66171.560 94125.668 21742.084 42642.130 82983.721 5915.671 48133.881 118770.605 9283.684 锦州市 14787.000 97594.200 24513.560 31025.329 302753.788 9348.692 34076.105 299888.872 4307.373 营口市 57881.936 42611.576 8871.352 59419.360 64010.856 2970.968 52846.889 61292.154 2687.130 阜新市 2309.104 56737.984 11834.158 7073.806 298167.594 21488.354 3092.864 300195.294 8716.254 辽阳市 60445.440 80892.416 27610.880 49330.174 80302.744 1600.406 60515.819 108284.689 901.299 盘锦市 170282.746 19707.626 9521.662 167902.306 22335.628 8164.057 160765.669 17251.450 1189.755 铁岭市 61513.920 277275.648 38760.384 26478.582 146329.007 5363.285 51473.600 557973.824 9522.616 朝阳市 597.204 41406.144 6104.752 393.144 332468.637 14808.418 7.336 36114.859 461.130 葫芦岛市 3164.312 42299.406 12284.976 8983.863 144327.712 8202.658 704.670 94003.036 3171.017 -
[1] 许译方, 周永杰, 何煜然, 等. 基于土地利用变化的粤港澳大湾区生态系统服务价值预测研究[J]. 生态科学, 2020, 39(1): 207 − 212. [2] 谢高地, 张彩霞, 张昌顺, 等. 中国生态系统服务的价值[J]. 资源科学, 2015, 37(9): 1740 − 1746. [3] 谢高地. 国家生态安全的维护机制建设研究[J]. 环境保护, 2018, 46(Z1): 13 − 16. [4] 刘 钰. 东北三省粮食生产时空演变及生态足迹研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所), 2020. [5] 廉鑫. 基于生态足迹的辽宁省资源效率研究[D]. 大连理工大学, 2006. [6] 谢高地, 甄 霖, 鲁春霞, 等. 一个基于专家知识的生态系统服务价值化方法[J]. 自然资源学报, 2008, (5): 911 − 919. [7] 谢高地, 张彩霞, 张雷明, 等. 基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法改进[J]. 自然资源学报, 2015, 30(8): 1243 − 1254. [8] 马依拉·热合曼, 买买提·沙吾提, 尼格拉·塔什甫拉提, 等. 基于遥感与GIS的渭库绿洲生态系统服务价值时空变化研究[J]. 生态学报, 2018, 38(16): 5938 − 5951. [9] 程广斌, 琚小倩. 基于RS和GIS技术的生态系统服务价值对土地利用变化的响应−以乌鲁木齐城市圈为例[J]. 生态经济, 2021, 37(7): 169 − 175. [10] 姜 晗, 吴 群. 基于LUCC的江苏省生态系统服务价值评估及时空演变特征研究[J]. 长江流域资源与环境, 2021, 30(11): 2712 − 2725. [11] He J, Shi X Y, Fu Y J, et al. Evaluation and simulation of the impact of land use change on ecosystem services trade-offs in ecological restoration areas, China[J]. Land Use Policy, 2020: 99. [12] 赵明珠. 辽宁省三维生态足迹变动与影响因素分析[D]. 东北财经大学, 2019. [13] Ling H B, Yan J J, Xu H L, et al. Estimates of shifts in ecosystem service values due to changes in key factors in the Manas River basin, northwest China[J]. Science of the Total Environment, 2019: 659. [14] 邵 骏, 卢满生, 杜 涛, 等. 长江流域水资源生态足迹及其驱动因素[J]. 长江科学院院报, 2021, 38(12): 19 − 24, 32. [15] 徐中民, 张志强, 程国栋. 甘肃省1998年生态足迹计算与分析[J]. 地理学报, 2000, (5): 607 − 616. [16] 李鹏辉, 张茹倩, 徐丽萍. 基于生态系统服务价值的生态足迹计算与分析−以玛纳斯河流域为例[J]. 中国农业资源与区划, 2022, 43(289): 184 − 196. [17] 郭荣中, 申海建, 杨敏华. 基于生态足迹和服务价值的长株潭地区生态补偿研究[J]. 土壤通报, 2017, 48(01): 70 − 78. [18] 卢亚丽, 徐帅帅, 沈 镭. 基于胡焕庸线波动的长江经济带水资源环境承载力动态演变特征[J]. 自然资源学报, 2021, 36(11): 2811 − 2824. [19] 刘某承, 李文华. 基于净初级生产力的中国各地生态足迹均衡因子测算[J]. 生态与农村环境学报, 2010, 26(5): 401 − 406. [20] 朱高立, 王雪琪, 李发志, 等. 基于改进三维生态足迹的盐城市自然资本利用特征研究[J]. 土壤通报, 2017, 48(06): 1304 − 1311. [21] 马维兢, 刘 斌, 杨德伟, 等. 基于三维生态足迹模型的流域自然资本动态评估−以福建省九龙江流域为例[J]. 资源科学, 2017, 39(05): 871 − 880. [22] 杨 屹, 胡 蝶. 生态脆弱区榆林三维生态足迹动态变化及其驱动因素[J]. 自然资源学报, 2018, 33(7): 1204 − 1217. [23] 付秀梅, 李晓楠, 林春宇, 等. 基于科学知识图谱的生态足迹研究演进、框架与前沿中外比较[J]. 生态学报, 2022, (13): 1 − 15. [24] 唐晓旭, 张怀清, 刘 锐. 基于GeoDA的辽宁省GDP空间关联度分析研究[J]. 林业科学研究, 2008, (S1): 60 − 64. [25] 郑怀军. 辽宁省生态足迹动态分析及驱动因素研究[D]. 辽宁师范大学, 2013. [26] 施开放, 刁承泰, 孙秀锋, 等. 基于耕地生态足迹的重庆市耕地生态承载力供需平衡研究[J]. 生态学报, 2013, 33(6): 1872 − 1880. [27] 刘 东, 封志明, 杨艳昭. 基于生态足迹的中国生态承载力供需平衡分析[J]. 自然资源学报, 2012, 27(04): 614 − 624. [28] 刘某承, 李文华, 谢高地. 基于净初级生产力的中国生态足迹产量因子测算[J]. 生态学杂志, 2010, 29(3): 592 − 597. [29] 郭金玲, 王 宁. 生态足迹研究的时空分布与演进分析[J]. 科学技术与工程, 2022, 22(9): 3815 − 3826.