小浪底水库区基于价值当量法的生态系统服务价值研究

《Water》：Research on the Ecosystem Service Value of the Xiaolangdi Reservoir Area Using the Value Equivalence Method

　　

大型水利工程驱动的土地利用转变深刻重塑区域生态系统结构与生态系统服务供给能力，然而针对小浪底水库移民区将土地利用演变与生态系统服务价值（Ecosystem Service Value，ESV）相联系的定量评估仍不充分，制约了受水库影响的县区开展科学生态管理与国土空间治理。研究人员借鉴国内外学者最新生态系统服务估值理论，应用价值当量法量化小浪底水库搬迁工程所涉九县区（含三门峡市区）1995—2020年土地利用格局变化与ESV变动，数据涵盖历史记录、30 m分辨率数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）及土地利用信息。基于价值当量理论并分析土地利用变化影响，计算ESV变化并开展多地类敏感性分析。结果表明，水库蓄水后周边县区受影响显著：水域扩张推动总ESV由1995年33.261亿美元升至2010年峰值36.557亿美元，2020年回落至36.128亿美元；蓄水后前五年（2000—2005）变化最剧，水域敏感性指数升高。该研究厘清了受水库影响各县生态系统服务功能对土地利用变化的差异化响应，为移民区生态修复、耕地保护与可持续土地管理提供量化决策支持，并为全球高含沙河流水库区ESV评估提供可复制技术框架。

研究背景方面，推进联合国2030可持续发展议程需可靠模型预测生态系统对环境与管理措施的响应，而土地利用变化直接影响生态系统格局与服务功能。黄河流域小浪底水利枢纽控制全流域92.3%面积、90%来水与约100%来沙，兼具防洪、调沙、发电与灌溉功能，其移民区涉及豫晋两省九县区共20.14万人，现有研究多聚焦流域或省市尺度，缺乏将九县区土地利用格局与ESV分化耦合的定量揭示。为此，研究人员基于1995—2020年土地利用数据，采用动态度模型、土地利用转移矩阵与强度指数，结合Costanza等提出、Xie等修正的中国生态系统服务价值当量因子法（单位面积当量值取河南耕地粮食产值1/7，合2660.08美元/hm²），核算小浪底移民区ESV并做±50%系数调整的敏感性分析（Sensitivity Coefficient，CS）。论文发表于《Water》。

关键技术方法上，研究人员整合六类用地（耕地、林地、草地、水体、湿地、未利用地）多期遥感与统计资料，以综合动态度与转移矩阵刻画1995—2020年转化特征；以Xie等当量表乘单位面积粮食基准价折算各地类ESV；以CS=|ΔESV/ESV|/|ΔVC/VC|检验系数弹性，样本覆盖豫晋九县区移民淹没范围。

研究结果部分，4.1土地利用变化特征分析显示耕地与林地占75%以上，2000—2005年蓄水后水体增超50%，2010年后建设用地持续扩张、耕地因城镇化年减。4.2土地利用面积转移表明总转移382 km²，41.27%转水体（源自耕地草地）、17.53%转建设用地（源自耕地）。4.3 ESV时空演化指出总ESV呈倒U型，1995年33.261亿、2010年峰值36.557亿、2020年36.128亿美元；调节服务占比84.59%，水文调节增值最大（2.35亿），食物生产连降。4.4生态系统服务敏感性分析得出各地类CS均<1，顺序为林地>水体>耕地>草地>建设用地>未利用地，水体CS随水域扩大而升，估值稳健。

讨论部分总结，水库蓄水、跨省移民管理与长期山地保护共同塑造用地转移格局，早期水体扩占低洼耕地110 km²，后期城镇占耕地135 km²；ESV倒U型由高水文调节系数的水体面积主导，2010年后城镇化致供给服务下降；所有CS<1验证当量法在黄河中游适用，水体林地为优先校准对象；建议河岸带划生态红线、三门峡与济源紧凑发展、豫晋建跨省补偿、以环境流保障调节功能。结论部分译为：本研究基于1995—2020年土地利用数据以价值当量法系统评估九县区ESV时空演化，耕地林地主导（>75%），未利用地<0.02%；2000—2005水体扩超50%主要吞没耕地110 km²与草地，2010后建设用地累占耕地135 km²；转移矩阵总转移382 km²（41.27%转水体、17.53%转建设用地）；总ESV倒U型由33.261亿升至2010年36.557亿后降至2020年36.128亿，水文调节增2.35亿、食物与原料生产连降；敏感性各系数<1，水体林地最高、未利用地近零，证明估算稳健；蓄水提升调节服务尤以水文调节为甚，后续城镇化损耕地抑供给服务，揭示大型水利工程下生态系统服务间复杂权衡。