利用等效因子方法测量水稻田地变化

来源:华文易迅 时间:2023-01-05 09:00:00

以1990-2015年为基础，利用GIS空间叠加分析和分层绘制功能，对长江经济带水田空间格局的动态变化特征进行了研究，利用等效因子方法测量水稻田地变化对不同ES值的影响，发现稻田生态系统空间在不断缩小，但仍呈上升趋势；但是，重要的生态功能被削弱，对粮食安全和大气环境构成了威胁，不利于区域经济和生态的可持续发展。以下是具体的结论。

(1)长江经济带的水田规模在1990-2015年间持续萎缩，减幅呈增长趋势，地域差异显著，长江下游较大，中游与上游较小。下泄面积比例下降的趋势与下泄面积的变化趋势相反。同时，长江经济带耕地面积从50.55%下降到49.81%。稻田主要被用于建设用地，显示出水田是经济增长的代价。水田向水系统转换，与稻田种植、养殖业效益不高有关。增加的稻田主要来源于水系、旱地和湿地，稻田的损失面积远远大于新增的面积。

(2)长江经济带水田变化规模较大的区域集中于长江三角洲、长江中游和成渝城市群。建筑用地侵占水田现象普遍存在。稻田转换水系主要发生在两湖平原、鄱阳湖附近、苏中南和浙北地区。在江西南昌，临川已部分的稻田变为湿地，局部有稻田转为林地，如浙东、川东、黔南等。另外，安徽六安北还有少量的旱地变成水田，接近鄱阳湖、浙北、安徽六安北、武汉等地区，部分水系转变为水田。

(3)1990-2015年，长江经济带水田与其它生态系统的转换对ESV有正影响，净增加692.75亿元。其中水田向水系贡献最大，其规模决定着不同时期ESV净增量的大小，水田向湿地、疏林地、有林地的转换使ESV有所增加。逆向转化使水体中转水田损失的ESV值降低，其次为建设用地侵占水田。由于各城市生态系统类型转化程度不同，因而ESV增减有显著差异。在提高供水功能和供水功能的同时，粮食产量和天然气调节功能受损严重，这与水资源扩张、稻田资源大量流失密切相关。

城市建设、坑塘扩面、退耕还林、围湖、旱改水等是推动长江经济带水田变迁的主要人类活动。稻田生存空间不断被压缩，人地矛盾日益激化，新水田资源极其有限，水田变化严重失衡。干旱变成水田范围大，无法改变耕地总量，围湖不可持续的问题，很难扭转水田缩小的趋势。在与水田相关的生态类型转换中，长江经济带的ESV呈现净增长，水文学调节和水资源供给功能得到显著改善。而且生态系统提供了养料，气态气候调节功能的能力大大减弱，作为国家重要粮区和生态安全屏障，这两种生态功能对长江流域至关重要。

以上ES变化模式迫切需要优化改善，在提高水文调节、供水等功能的同时，确保粮食产量，保持气调功能稳定，因此，应将寻找新的水田水源，促进稻田作物种植，以平衡水稻稻田空间格局的动态变化，并将其纳入区域可持续发展的重点。同时还要着力探索水田生态系统与人的动态平衡共存的途径，提高系统弹性和内在生态功能[29]。要解决稻田生态系统弹性差的问题，关键在于提高稻田的生物多样性[30]，例如，可以在田块的四周设草、灌木缓冲带、种植多年生植物、采用共生系统等等。生态学是一个开放的系统，田地和其它生态系统应该形成一个异质、功能互补的统一整体，实现生态系统之间ES的良性流动。提出了在政策上推广有利于ES的农地管理措施，为目前非市场的农用拖拉机创造市场。

虽然等效因子法计算结果不够准确，不能直接反映水田生态功能提供的价值，但也清楚地显示了水田与其它土地利用类型转换所带来的生态功能损失，从而为土地利用活动提供指导。基础当量表是ESV研究的基石，其确定至关重要，决定了研究结果的科学性。在不同的研究中所采用的确定方法不同，导致结果不能横向比较，不利于ESV的进一步推广和发展。提出在全国有代表性的地区建立“试验区”，对各生态系统生态功能进行长期观测、测量和记录，以此建立统一的基本当量基准基准基准。根据这一方法框架，大多数研究都是基于一类生态系统进行分析，没有反映出两级类之间的功能差异，这不利于生态系统服务领域的深入和细化。除了水田、旱地以外，各种草种在大气、土地、生物等自然条件及相互关系等方面都存在着较大的差异，对其它二级类之间本身固有的功能异质性，应加以探讨和考虑。在实际应用中，建设用地经常被排除在生态系统之外，而实际建设用地中存在多种生态系统服务和负服务(dis-services)[31]，因此应该给予更多的关注。此外，在资料处理上，将库坑纳入水系，并采用与水系一致的基当量，但养殖水面与自然水体的水文调节等ESV存在较大差异，这就给研究结果带来较大的不确定性。获得不同地类的基础等效数值，使研究结果更加准确，是今后要解决的问题。