埃塞俄比亚西部Gargeda国家森林覆盖变化对生态系统服务价值的时空影响评估

《Scientific Reports》：Evaluating forest cover change and its impact on ecosystem services in Gargeda state forest western Ethiopia

本研究针对埃塞俄比亚西部Gargeda国家森林过去30年（1993–2023年）的土地利用变化，结合遥感技术与效益转移法（Benefit Transfer Approach），量化了森林覆盖减少对生态系统服务价值（ESV）的影响。研究揭示森林面积锐减36.48%（110,214公顷），导致ESV总量下降44.08%，其中支持服务（如养分循环）和调节服务（如气候调节）损失最为显著。通过敏感性分析（CS<1）验证了评估结果的稳健性，并整合395户社区居民访谈，强调森林碎片化对当地生计的威胁。成果为制定基于生态系统服务价值的土地管理政策提供了科学依据，对热带地区森林保护与可持续发展具有重要参考意义。

　　

在全球化背景下，土地利用变化及其对生态系统服务的影响已成为关乎生态安全与人类福祉的核心议题。森林作为地球上最重要的生态系统之一，不仅承载着丰富的生物多样性，还通过提供水源涵养、碳储存、土壤保持等服务支撑区域可持续发展。然而，在埃塞俄比亚这类发展中国家，人口增长与农业扩张正以前所未有的速度侵蚀森林资源，导致生态系统服务功能严重退化。以埃塞俄比亚西部Gargeda国家森林为例，这片于1983年被划定为“国家森林优先区”的生态屏障，近三十年来面临非法定居、咖啡种植扩张等人类活动的剧烈冲击，但其生态系统服务价值的量化评估与社区认知研究仍属空白。

为填补这一研究缺口，Jimma大学与Dambi Dollo大学的研究团队在《Scientific Reports》发表了题为“Evaluating forest cover change and its impact on ecosystem services in Gargeda state forest western Ethiopia”的论文。研究通过整合多时序遥感影像（1993–2023年）与社区居民调查，采用空间显式的效益转移法，首次系统揭示了Gargeda森林覆盖变化对生态系统服务价值的长期影响。

研究团队主要依托三类技术方法：首先，利用Landsat系列卫星影像（包括Landsat 5 TM至Landsat 9 TIRS-2）进行土地利用分类，通过ArcGIS 10.7平台提取七类土地覆盖数据（森林、农林业、农田等），分类总体精度达81%–86%（Kappa系数0.85–0.92）；其次，基于Costanza等提出的全球生态系统服务价值系数，采用效益转移法计算各类生态服务的经济价值；最后，通过对395户农户的问卷调查（采用Likert三级量表）分析社区对生态系统服务的感知差异，并利用STATA软件进行统计检验。

土地利用动态（1993–2023年）

通过对比四个时间节点的遥感数据，研究发现森林面积从1993年的47.89%骤降至2023年的11.41%，而农林业系统（咖啡种植为主）从3.38%扩张至20.23%，农田与定居点分别增长11.94%和1.76%。水体面积减少0.68%，灌丛与草甸波动显著。这一变化与1991年埃塞俄比亚政权更迭后的人口迁移、农业商业化及能源需求（75%家庭依赖薪柴）密切相关。

生态系统服务价值变化

森林覆盖的丧失直接导致ESV总量从1993年的4.148亿美元/年降至2023年的2.319亿美元/年，降幅达44.08%。其中，支持服务（如养分循环）损失最为严重（减少9000万美元/年），调节服务（如气候调节）减少4518万美元/年。农林业与农田的ESV虽有所增长，但远不足以抵消森林服务的损失。敏感性分析显示所有价值系数的弹性系数（CS）均低于1，证明评估结果稳健。

社区感知与生态服务功能关联

当地居民对森林提供的十类生态系统服务具有明确认知，其中原材料供给（74.68%受访者认可）、食物生产（59.49%）及水源供给（70.63%）最受重视，而侵蚀控制、授粉等调节服务的认知度较低。社区对森林退化影响的直观体验与遥感分析结果高度一致，突显了人类活动与生态服务退化的直接关联。

本研究通过多维度证据链表明，Gargeda森林的快速转化已严重削弱其生态功能，尤其是支持与调节服务的大幅下降可能引发区域水资源短缺、土壤退化及生物多样性丧失等连锁反应。尽管农林业系统在一定程度上缓解了ESV损失，但其无法替代原始森林的生态完整性。研究成果为埃塞俄比亚及其他热带地区制定基于生态系统服务价值的土地规划政策提供了关键科学依据，强调需通过社区参与式管理、可持续农业实践及森林保护法案，平衡经济发展与生态保护的双重目标。