秦岭北麓农业转型对生态系统服务变化的影响研究 ——以典型村落为例

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经济全球化和城市群快速发展,受市场经济及国家的“三农”政策,如美丽乡村建设、农用地流转、特色农业发展,以及农业生产方式变化和农业技术的革新等的直接驱动,正将西安市的传统粮食生产村落推向国际和国内大市场。关中平原作为陕西重要的粮食产区之一,其土地利用方式、景观格局等在农业转型的推动下发生重大转变,农业生态系统服务也受到不同程度的影响。城市化的不断推进,改变了农业生态系统的结构、功能等。目前国内外对农业转型的研究多集中在探索农业转型途径、分析农业转型的影响因素以及定性分析农业转型带来的环境、社会问题等,对农业转型的概念探究不足,农业转型对生态系统服务的影响研究不足,缺少农业转型的定量分析与测算。对农业生态系统服务的研究多集中在评估大尺度农业生态系统服务价值,并从土地利用、人类活动的角度对农业生态系统服务变化进行分析,缺乏小尺度农业生态系统服务的综合研究,鲜有不同农业转变类型对生态系统服务影响的分析,缺乏农业转型对生态系统服务的影响过程研究。本研究选取小寨子村、三旗村、杜角镇村以及贾沟村分别代表“粮—果”、“粮—果、蔬”、“粮—粮、果”、“粮—苗木”四种农业转变过程,利用Arcgis 10.2、遥感影像、野外填图和入户访谈等手段获取基础数据,结合数理统计分析方法,选取生产经济、旅游休闲、环境净化、固碳释氧、水源涵养、气候调节以及生物多样性保护等7个农业生态系统服务作为测评指标,测算四种农业转型的生态系统服务价值;通过文献综述法界定农业转型概念、提出农业转型强度的概念;选取土地利用变化、种植结构变化、科技水平、生产方式以及生产资料投入作为农业转型强度测评指标,定量测度农业转型强度;在此基础上,分析了 1985-2019年这四种农业转型过程及农业生态系统服务变化,探究转变原因,揭示四种农业转型和农业生态系统服务之间的影响机制,为我国农业转型升级、农业的可持续发展提供依据。主要结论:(1)在梳理农业转型定义的基础上,本文界定了农业转型是包括土地利用类型、种植结构、科技水平、生产方式、生产资料投入以及农业多种功能在内的一种综合性变化过程。本研究提出农业转型强度是通过测量农业景观变化、农业经济变化、农业投入变化的程度表明农业转型的程度。(2)农业转型强度受土地利用变化、种植结构变化、现代农业科技水平、生产方式以及生产资料投入的影响,测评结果表明“粮—果、蔬”的农业转型强度最大,达到4.611;其次是“粮—果”转型、“粮—粮、果”转型,最后是“粮—苗木”转型类型。(3)从1985年到2019年“粮—果”转型、“粮—蔬、果”转型、“粮—果、粮”转型以及“粮—苗木”转型的农业生态系统服务发生了巨大改变。“粮—果”转型、“粮—果、蔬”转型的农业生态系统服务出现了较大的增长,分别增长了467.6%、1321.6%,“粮—粮、果”转型的农业生态系统服务增长次之,为46.1%,粮—苗木”转型的农业生态系统服务少量增加仅有4.2%;因此农业转型的发生有利于农业生态系统服务的增加。其中“粮—果”转型、“粮—果、蔬”转型、“粮—粮、果”转型中的生产经济功能增长明显,占总农业生态系统服务的主要部分,而“粮—苗木”转型的生产经济价值下降。“粮—果”转型、“粮—粮、果”转型的固碳释氧价值下降,而“粮—苗木”转型、“粮—果、蔬”转型的固碳释氧服务能力增强。(4)在农业转型中,土地利用转变和种植结构的变化显著促进了“粮—果”转型、“粮—果、蔬”转型及“粮—粮、果”转型中的生产经济功能增加,以及“粮—苗木”转变的环境净化功能、水源涵养功能以及生物多样性保护功能显著增长。科技水平提高促进了这4种农业转型的农业生态系统服务总价值上升。生产方式的转变提高了“粮—果”转型、“粮—果、蔬”转型的各项生态系统服务。(5)“粮—果、蔬”转型、“粮—果”转型既能促进生态系统服务价值提高、使得农户收入增加,又有益于农田生态环境的可持续发展;而“粮—粮、果”转型的生态系统服务价值和农户收益增长较少;“粮—苗木”转型能促进农田生态环境可持续发展,但生产经济收益见效慢。(6)农业转型强度越大,总生态系统服务价值越高,生产经济功能价值也越高。“粮—苗木”转型的农业转型强度最低,但固碳释氧、气候调节、水源涵养、旅游休闲、环境净化以及生物多样性保护价值增量最高。
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