基于動(dòng)態(tài)當(dāng)量的彝漢交錯(cuò)深度貧困區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空演變研究

潘洪義,張 琴,李加安,徐 婕,黃 佩

1 四川師范大學(xué)西南土地資源評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 6100662 四川師范大學(xué)地理與資源科學(xué)學(xué)院,成都 610066

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ESV)是指通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過(guò)程和功能直接或間接得到的生命支持產(chǎn)品和服務(wù)[1],對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和自然資本用經(jīng)濟(jì)法則做出評(píng)估[2],是制定生態(tài)環(huán)境建設(shè)補(bǔ)償政策的必要前提[3]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者在不同尺度、不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及其評(píng)價(jià)技術(shù)框架等方面進(jìn)行了研究[4]。1997年Costanza[1]等計(jì)算了全球生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值,使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算原理及方法在科學(xué)意義上得以明確[5],此后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估成為生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。國(guó)外學(xué)者主要圍繞生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的理論分析框架[6- 7]、穩(wěn)定性情況[8]、對(duì)地表動(dòng)力學(xué)的響應(yīng)[9]等多方面深入探討,且其演變多與土地利用變化相結(jié)合分析[10- 11]。國(guó)內(nèi)方面,謝高地等在Costanza的估算原理方法基礎(chǔ)上,結(jié)合中國(guó)的實(shí)際情況,構(gòu)建了一種基于專(zhuān)家知識(shí)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值化方法,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表進(jìn)行修訂和補(bǔ)充[5,12- 14],推動(dòng)了我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究的迅速發(fā)展。隨后國(guó)內(nèi)學(xué)者管青青[15]、吳嬌[16]、湯峰[17]等分別引入生態(tài)干擾度、人為干擾度、敏感性指數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行分析；商慧敏[18]、趙鴻雁[19]、肖驍[20]等評(píng)估了不同土地利用類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；王顯金[21]、張麗琴[22]等基于不同方法和視角對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行研究；王云[23]和鄒月[24]等從生態(tài)安全格局和景觀(guān)格局演變等角度分析對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的影響；研究尺度也從省域[4]、市域[25]、縣域[26]擴(kuò)展到保護(hù)區(qū)[27]、旅游區(qū)[28]等敏感區(qū)；且多數(shù)學(xué)者主要研究土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的相互關(guān)系[29- 31]。綜合來(lái)看,以往研究多基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子的方法來(lái)估算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,這種靜態(tài)的評(píng)估方法缺點(diǎn)在于未考慮生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性,無(wú)法全面的評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,而僅有少數(shù)研究基于單位面積價(jià)值動(dòng)態(tài)當(dāng)量法來(lái)研究年內(nèi)動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[14],基于年際動(dòng)態(tài)當(dāng)量視角的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值方面的研究較為鮮見(jiàn),且未考慮不同民族人群對(duì)作為社會(huì)存在根基的生態(tài)環(huán)境發(fā)揮的作用。

馬邊彝族自治縣是國(guó)家級(jí)貧困縣,峨邊彝族自治縣和金口河區(qū)是四川省省定深度貧困縣,其生態(tài)資源環(huán)境宏觀(guān)條件相似,但內(nèi)部自然環(huán)境分異、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和民族構(gòu)成比例差異明顯,在彝漢交錯(cuò)貧困區(qū)具有較好的代表性。三縣均屬于小涼山彝區(qū)和烏蒙山區(qū)兩大集中連片特困重疊區(qū)域,是生態(tài)脆弱區(qū)與貧困區(qū)的重疊區(qū)域,也是少數(shù)民族與漢族交錯(cuò)的主要分布區(qū)域,更是脫貧攻堅(jiān)的重中之重,難中之難,研究該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)保護(hù)貧困區(qū)生態(tài)環(huán)境和建立充分均衡的生態(tài)穩(wěn)定脫貧機(jī)制有重要意義。本文以上述三縣(區(qū))為研究對(duì)象,基于2000—2015年土地利用矢量數(shù)據(jù),采用土地利用強(qiáng)度指數(shù)測(cè)算方法,分析其土地利用覆被變化情況,并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用生態(tài)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)當(dāng)量法,計(jì)算出各期動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,從不同角度揭示研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空演變規(guī)律,以期為今后區(qū)域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的建立和生態(tài)脫貧評(píng)估提供參考。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

圖1 研究區(qū)位置及高程示意圖Fig.1 Research area location and elevation diagram

研究區(qū)位于四川省樂(lè)山市西南部,包括峨邊彝族自治縣、馬邊彝族自治縣和金口河區(qū),介于28°25′—29°25′N(xiāo) 與 102°54′ —103°49′ E之間,地處西南小涼山區(qū),并居橫斷山脈的東側(cè),是四川盆地和云貴高原的過(guò)渡地帶,屬于高山地低洼河谷類(lèi)型,區(qū)內(nèi)地勢(shì)起伏顯著(圖1)。氣候?qū)儆谥衼啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候,由于地形的特點(diǎn),研究區(qū)的地貌、氣候、植被、土壤及農(nóng)業(yè)利用方式都呈明顯的垂直分布規(guī)律,因此,生態(tài)環(huán)境優(yōu)美,自然資源豐富。截止2015年底,三縣幅員面積共5207.05 km2,總?cè)丝?2.4萬(wàn)人,其中彝族16.4萬(wàn)人。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

本文所采用的2000年、2005年、2010年和2015年4期土地利用矢量數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn/),地類(lèi)分為6個(gè)一級(jí)地類(lèi)和8個(gè)二級(jí)地類(lèi),以土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),測(cè)算其土地利用強(qiáng)度指數(shù)；DEM數(shù)據(jù)來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud),用以提取研究區(qū)的高程和地形坡度；用于修正當(dāng)量因子的Net Primary Productivity(NPP)數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)國(guó)家航空航天局(https://www.nasa.gov/),土壤侵蝕模數(shù)和降水?dāng)?shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)(http://www.geodata.cn/)；稻谷、小麥和玉米播種面積以及單位面積平均凈利潤(rùn)數(shù)據(jù)來(lái)自《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》,CPI指數(shù)來(lái)自于《樂(lè)山統(tǒng)計(jì)年鑒》,用于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值核算與修正；最后用各地區(qū)面積、修正后的當(dāng)量因子及其標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算出4期不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型及其各類(lèi)生態(tài)服務(wù)功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量,分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空變化。

2 研究方法

2.1 土地利用程度指數(shù)

土地利用強(qiáng)度是反映人類(lèi)干擾的重要指示因子[32],人類(lèi)通過(guò)改變土地利用方式和結(jié)構(gòu),并增強(qiáng)利用力度來(lái)滿(mǎn)足自身對(duì)土地供給能力的需求,從而影響生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能[33]。本文參考莊大方[34]和劉紅玉[35- 36]等土地利用程度指數(shù),結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)(表1),公式如下：

(1)

式中,L為土地利用程度綜合指數(shù),Ai和AT分別為第i類(lèi)土地利用類(lèi)型的面積和研究區(qū)總面積,Pi為不同類(lèi)型的土地利用程度參數(shù)。

表1 不同地類(lèi)的土地利用程度參數(shù)設(shè)置(Pi)

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子修正與確定

1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子(以下簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量)是指1 hm2全國(guó)平均產(chǎn)量的農(nóng)田每年自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[12]。本研究參考謝高地等[5]的處理方法,將單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的凈利潤(rùn)作為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量[13]。由于研究區(qū)不同年份的物價(jià)水平存在差異,故以2015年的物價(jià)水平為基準(zhǔn),運(yùn)用CPI指數(shù)對(duì)不同年份的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行修正,其計(jì)算公式如下：

Di=Sri×Fri+Swi×Fwi+Sci×Fci

(2)

(3)

式中,Di為第i年的1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量(元/hm2),Sri、Swi和Sci為第i年的稻谷、小麥和玉米的播種面積占3種作物播種總面積百分比(%),Fri、Fwi和Fci為第i年的全國(guó)稻谷、小麥和玉米的單位面積平均凈利潤(rùn)(元/hm2)；D為多年的1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)平均價(jià)值量(元/hm2),αi為第i年相較于基年的CPI修正系數(shù)。為了增強(qiáng)各年份之間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的可比性,故四期標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量采用研究期內(nèi)的平均值計(jì)算[31],研究區(qū)2000—2015年平均標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量經(jīng)修正后的D值為2392元/hm2。

2.3 生態(tài)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)當(dāng)量表的構(gòu)建

單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)當(dāng)量表構(gòu)建的目的是能夠體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在空間和時(shí)間維度上的差異[14]。本研究將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為4個(gè)一級(jí)類(lèi)型和11種二級(jí)類(lèi)型,分別是：①供給服務(wù)：食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、水資源供給功能；②調(diào)節(jié)服務(wù)：氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、水文調(diào)節(jié)功能；③支持服務(wù)：土壤保持、維持養(yǎng)分循環(huán)、維持生物多樣性功能；④文化服務(wù)則主要為提供美學(xué)景觀(guān)服務(wù)功能。參考李士美等[37- 38]的研究,生態(tài)系統(tǒng)食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、維持養(yǎng)分循環(huán)、生物多樣性和美學(xué)景觀(guān)功能與生物量在總體上呈正相關(guān),水資源供給和水文調(diào)節(jié)功能與降水變化相關(guān),而土壤保持功能與降水、地形坡度、土壤性質(zhì)和植被蓋度密切相關(guān)[13]?；诖?與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基礎(chǔ)當(dāng)量表相結(jié)合,按照下式構(gòu)建生態(tài)服務(wù)時(shí)空動(dòng)態(tài)變化價(jià)值當(dāng)量表[14]：

(4)

式中,Fnij指某種生態(tài)系統(tǒng)在第i年第j地區(qū)第n類(lèi)生態(tài)服務(wù)功能的單位面積價(jià)值當(dāng)量因子；Pij指該類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)第i年第j地區(qū)的NPP時(shí)空調(diào)節(jié)因子；Rij指該類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)第i年第j地區(qū)的降水時(shí)空調(diào)節(jié)因子；Sij指該類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)第i年第j地區(qū)的土壤保持時(shí)空調(diào)節(jié)因子；Fn指該類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的第n種生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子；n1表示與NPP相關(guān)的服務(wù)功能；n2表示與降水相關(guān)的服務(wù)功能；n3指土壤保持服務(wù)功能。

2.3.1NPP時(shí)空調(diào)節(jié)因子[14](Pij)

NPP時(shí)空調(diào)節(jié)因子主要是用于修正食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、維持養(yǎng)分循環(huán)、維持生物多樣性和提供美學(xué)景觀(guān)這8類(lèi)服務(wù)功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子,其計(jì)算公式為：

(5)

2.3.2降水時(shí)空調(diào)節(jié)因子(Rij)

降水時(shí)空調(diào)節(jié)因子主要是用于修正水資源供給和水文調(diào)節(jié)這2類(lèi)服務(wù)功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子,其計(jì)算公式為：

(6)

2.3.3土壤保持時(shí)空調(diào)節(jié)因子(Sij)

土壤保持時(shí)空調(diào)節(jié)因子主要是用于修正土壤保持服務(wù)功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子,其計(jì)算公式為：

(7)

3 結(jié)果分析

3.1 單位面積動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算

生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜多變的動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng),其組成要素之間相互作用,影響著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化。研究區(qū)2000—2015年平均標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量為2392元/hm2,再基于生態(tài)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)當(dāng)量表[14],以此得到研究區(qū)2000—2015年單位面積動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(表2)。

圖2 2000—2015年研究區(qū)時(shí)空調(diào)節(jié)因子變化Fig.2 Change of temporal-spatial regulating factors in the study area from 2000 to 2015

由表2可知,單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值因年份、土地利用類(lèi)型及服務(wù)功能的不同而差異顯著,如農(nóng)田的食物生產(chǎn)功能從2000年的2197.26元/hm2上升到2015年的2314.50元/hm2?？傮w而言,研究期內(nèi)食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、維持養(yǎng)分循環(huán)、維持生物多樣性和提供美學(xué)景觀(guān)8類(lèi)服務(wù)功能的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值均以2010年為分界點(diǎn),即先降低后升高,其中2000—2005年下降幅度較大；水資源供給、水文調(diào)節(jié)和土壤保持3類(lèi)服務(wù)功能的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值則在2000—2005年呈增加趨勢(shì),而后降低,但土壤保持服務(wù)功能變化幅度相對(duì)較小。

由上圖可看出, NPP時(shí)空調(diào)節(jié)因子2000—2010年逐漸下降,2010—2015年上升,呈現(xiàn)U型趨勢(shì)；而降水和土壤保持時(shí)空調(diào)節(jié)因子2000—2005年上升,2005—2015年逐漸下降,其中降水時(shí)空調(diào)節(jié)因子變化幅度較大。時(shí)空調(diào)節(jié)因子變化特征與上述單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化特征相一致,這是由于時(shí)空調(diào)節(jié)因子影響生態(tài)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)當(dāng)量,從而影響單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(圖2)。

3.2 土地利用強(qiáng)度分析

資料收集和實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯示,研究區(qū)為多民族居住區(qū),因以漢族和彝族人口為主,故將研究區(qū)分為漢族聚集居住區(qū)、彝族聚集居住區(qū)和彝漢混合居住區(qū),在此基礎(chǔ)上利用研究區(qū)2000—2015年土地利用矢量數(shù)據(jù),對(duì)各居住區(qū)土地利用強(qiáng)度指數(shù)進(jìn)行計(jì)算,得到2000—2015年不同類(lèi)型居住區(qū)土地利用強(qiáng)度綜合指數(shù)(表3)。

由表3可知,2000—2015年研究區(qū)土地利用強(qiáng)度呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢(shì),從20.25增加到20.58,整體利用強(qiáng)度不高,且其變化幅度較小。就各居住區(qū)而言,2000—2015年研究區(qū)的漢居區(qū)、彝居區(qū)和彝漢混居區(qū)之間的土地利用強(qiáng)度差異較大。漢居區(qū)土地利用強(qiáng)度最高,彝漢混居區(qū)次之,彝居區(qū)最弱,僅17.7左右。研究區(qū)主要土地利用類(lèi)型依次是森林、草地和農(nóng)田,三者所占面積較大,受人為因素影響,面積變化幅度較大,從而增加了土地利用強(qiáng)度；但由于研究區(qū)地形、人們知識(shí)水平以及生產(chǎn)生活方式等局限,土地利用強(qiáng)度和變化幅度均較小,也導(dǎo)致彝居區(qū)、彝漢混居區(qū)、漢居區(qū)存在差異。

3.3 動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分析

3.3.1動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)間變化分析

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量與各地區(qū)面積、修正后的當(dāng)量因子及其標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相關(guān),從而得出各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)和不同服務(wù)功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量(表4、圖3)。2000—2015年研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量分別是210.35、202.46、203.18、198.84億元,總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì),僅在2005—2010年略有回升。

表2 2000—2015年研究區(qū)各土地利用類(lèi)型單位面積動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值/(元/hm2)

表3 2000—2015年研究區(qū)各居住區(qū)土地利用強(qiáng)度指數(shù)

表4 2000—2015年研究區(qū)各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值/萬(wàn)元

從各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的視角分析,研究區(qū)2000—2015年農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值持續(xù)增加,灌木和草地的價(jià)值持續(xù)減少,變化幅度較大。2000—2005年農(nóng)田、荒漠和水域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值上升,其余地類(lèi)的價(jià)值下降,且下降幅度較大,特別是闊葉林。2005—2010年灌木林、草地和濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少,而其他地類(lèi)的價(jià)值大幅度增多,因此2010年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體有所回升；2010—2015年僅農(nóng)田和濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加,增長(zhǎng)幅度較小,其他地類(lèi)的價(jià)值減少,整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量下降。

圖3 2000—2015年研究區(qū)不同服務(wù)功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值Fig.3 Ecosystem service value of different service functions in the study area from 2000 to 2015

從不同生態(tài)服務(wù)功能的視角分析,研究區(qū)2000—2015年不同服務(wù)功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值存在一定差異,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量最高的是氣候調(diào)節(jié),其次是水文調(diào)節(jié)和土壤保持功能,最低的是水資源供給和維持養(yǎng)分循環(huán)功能,且變化幅度較小。2000—2005年各類(lèi)服務(wù)功能的價(jià)值普遍下降,其中氣候調(diào)節(jié)功能價(jià)值下降幅度較大；2005—2010年僅水文調(diào)節(jié)和土壤保持這兩類(lèi)服務(wù)功能價(jià)值略有上升,其他服務(wù)功能的價(jià)值變化幅度不大；2010—2015年,除食物生產(chǎn)、水資源供給和土壤保持服務(wù)功能價(jià)值變化極小外,其余服務(wù)功能價(jià)值均有所下降。

綜合上述分析,研究區(qū)2000—2005年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量下降幅度較大,主要是因?yàn)镹PP時(shí)空調(diào)節(jié)因子下降了43.72%,而降水和土壤保持因子雖有所上升,但變化幅度不大,且各生態(tài)系統(tǒng)面積變化較??；2005—2010年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體有所回升,主要由于時(shí)空調(diào)節(jié)因子變化幅度較小,森林和草地面積減少,其他地類(lèi)面積大幅度增加；2010—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量整體下降,雖然NPP時(shí)空調(diào)節(jié)因子略微上升,但其他影響因子呈下降狀態(tài),且城鎮(zhèn)化進(jìn)程較快,建設(shè)用地占用耕地,同時(shí)耕地侵占林地和草地。

3.3.2動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化分析

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量在時(shí)間和空間上都呈現(xiàn)一定的變化特征。在得出4個(gè)時(shí)期不同服務(wù)功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基礎(chǔ)上,結(jié)合研究區(qū)2000—2015年土地利用矢量數(shù)據(jù),利用ArcGIS平臺(tái)呈現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量的空間分布及其變化特征(圖4)。

圖4 2000—2015年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布Fig.4 Spatial distribution of ecosystem service value in the study area from 2000 to 2015

由圖4可知,研究區(qū)2000—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量的分布存在明顯的空間差異,整體呈現(xiàn)出中西部高、東部低的空間分布特征,價(jià)值總量高的區(qū)域主要集中在中西部的彝居區(qū)和彝漢混居區(qū)。各居住區(qū)面積大小依次是彝漢混居區(qū)、彝居區(qū)和漢居區(qū),而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量最高是彝居區(qū),彝漢混居區(qū)次之,漢居區(qū)最低。結(jié)合研究區(qū)高程可知,中西部海拔高,森林覆蓋率高,地形起伏大,受人類(lèi)活動(dòng)影響相對(duì)較小,主要受自然因素影響；東部地形較平坦,人類(lèi)活動(dòng)較頻繁,城鎮(zhèn)發(fā)展相對(duì)迅速,主要受人文因素影響。加之彝居區(qū)、彝漢混居區(qū)和漢居區(qū)的生產(chǎn)生活方式和知識(shí)水平不同,土地利用強(qiáng)度不同,因此生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量在空間分布上和各居住區(qū)分布上均存在差異。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量隨時(shí)間的變化在空間上變化也較為顯著,而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布未能明確表示其演變規(guī)律,因此還需分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化特征(圖5)。

圖5 2000—2015年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布變化Fig.5 Spatial change of ecosystem service value in the study area from 2000 to 2015

研究區(qū)2000—2015年4個(gè)時(shí)期之間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化幅度較大,空間變化最為明顯的是彝居區(qū)的勒烏鄉(xiāng)和彝漢混居區(qū)的五渡鎮(zhèn)(圖5)。整體而言,2000—2015年中西部彝居區(qū)和彝漢混居區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值下降,且下降幅度大,東部彝漢混居區(qū)和漢居區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值上升。2000—2005年研究區(qū)東部和北部彝漢混居區(qū)和漢居區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加,西部彝居區(qū)的價(jià)值減少,其中價(jià)值增加最多是彝漢混居區(qū)的五渡鎮(zhèn),減少最多是彝居區(qū)的勒烏鄉(xiāng)；該時(shí)段對(duì)土地利用的強(qiáng)度較小,主要受自然因素影響,西部海拔高,地形起伏大,森林覆蓋率高,而東部和北部地形較平坦,農(nóng)田居多,故NPP時(shí)空調(diào)節(jié)因子劇烈下降對(duì)其變化影響較深。2005—2010年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布變化與上一時(shí)段存在較大差異,西部彝居區(qū)和彝漢混居區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值上升,東部漢居區(qū)和彝漢混居區(qū)的價(jià)值下降,上升區(qū)域主要集中在彝居區(qū)的勒烏鄉(xiāng)；主要是因?yàn)闀r(shí)空調(diào)節(jié)因子變化較小,自然因素作用減弱,人類(lèi)活動(dòng)影響較大,土地利用強(qiáng)度增加,主要集中在東部,故西部生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相對(duì)上升,東部相對(duì)減少。對(duì)比前兩個(gè)時(shí)段,2010—2015年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增長(zhǎng)區(qū)域在東部且分布較為集中,其他地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少,主要是西部彝居區(qū)的勒烏鄉(xiāng)；隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,該時(shí)段人們的生產(chǎn)生活方式以及知識(shí)水平提高,機(jī)械操作增強(qiáng),農(nóng)業(yè)活動(dòng)增多,城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,西部變化較為強(qiáng)烈,東部穩(wěn)步發(fā)展,相比之下,西部生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值降低,東部則略微上升。

4 結(jié)論與討論

本文選取彝漢交錯(cuò)深度貧困區(qū)的峨邊彝族自治縣、馬邊彝族自治縣和金口河區(qū)為研究區(qū)域,基于2000年、2005年、2010年和2015年4期土地利用數(shù)據(jù),分析各居住區(qū)土地利用強(qiáng)度綜合指數(shù)變化,并運(yùn)用生態(tài)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)當(dāng)量法,得出研究區(qū)4個(gè)時(shí)期的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,結(jié)果表明：

(1)2000—2015年研究區(qū)各居住區(qū)土地利用強(qiáng)度整體呈現(xiàn)增強(qiáng)的趨勢(shì),但變化幅度較小。漢居區(qū)、彝居區(qū)和彝漢混居區(qū)之間的土地利用強(qiáng)度差異較為明顯,漢居區(qū)土地利用強(qiáng)度最高,彝漢混居區(qū)次之,彝居區(qū)最弱。

(2)2000—2015年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì),且不同生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)服務(wù)功能存在差異。研究區(qū)4個(gè)時(shí)期的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量分別是210.35億元、202.46億元、203.18億元、198.84億元,僅在2010年略有回升。研究區(qū)2000—2015年各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值差距大,森林價(jià)值最高,荒漠價(jià)值最低,農(nóng)田價(jià)值連續(xù)增加,灌木和草地價(jià)值連續(xù)較少；從不同生態(tài)服務(wù)功能來(lái)看也存在一定差異,最為顯著的是氣候調(diào)節(jié),其次是水文調(diào)節(jié)和土壤保持,且氣候調(diào)節(jié)功能價(jià)值變化幅度較大。

(3)2000—2015年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量整體呈現(xiàn)出西部和中部高、東部低的空間分異特征,且各區(qū)域變化方向存在差異。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量最高的是西部彝居區(qū),中部彝漢混居區(qū)次之,東部漢居區(qū)最低。研究區(qū)2000—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化值與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量空間分布一致,中西部彝居區(qū)和彝漢混居區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值下降,東部彝漢混居區(qū)和漢居區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值上升,但受自然和人為因素影響程度不同,且3個(gè)時(shí)段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化不同。

目前生態(tài)服務(wù)價(jià)值核算方法可以分為基于單位服務(wù)功能價(jià)格的方法(功能價(jià)值法) 和基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子的方法(當(dāng)量因子法) 兩類(lèi)[14]。研究學(xué)者們多用當(dāng)量因子法分析靜態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,而謝高地[14]等人改進(jìn)當(dāng)量因子法,構(gòu)建單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)當(dāng)量表,在此基礎(chǔ)上結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況,運(yùn)用動(dòng)態(tài)當(dāng)量法分析動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,區(qū)別于傳統(tǒng)的靜態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估,能更為全面的評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。該模型中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量采用的為2000—2015年的平均值,雖然加強(qiáng)了各年份的可比性,但在一定程度上弱化了單個(gè)年份的數(shù)據(jù)特性；同時(shí)該模型對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素考慮較少。本文的分析有利于了解區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況,進(jìn)而開(kāi)展生態(tài)功能保護(hù),利于構(gòu)建生態(tài)資源累積效應(yīng)模型,為建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制以及今后進(jìn)一步研究提供參考,進(jìn)而有利于研究區(qū)生態(tài)脫貧。需要指出的是,時(shí)空調(diào)節(jié)因子影響動(dòng)態(tài)當(dāng)量,進(jìn)而影響單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,更好展現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性,加之土地利用強(qiáng)度影響不同土地利用類(lèi)型面積,綜合影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量的變化。其次,研究區(qū)各居住區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化與土地利用強(qiáng)度變化呈負(fù)相關(guān),即土地利用程度越大,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值越低,這與眾多的研究結(jié)果[35]一致。最后,本文探討了時(shí)空調(diào)節(jié)因子和土地利用強(qiáng)度等因素對(duì)研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布的影響,而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值受諸多因素影響,如縣域生態(tài)資源本底狀況、生活生產(chǎn)方式等自然和人為因素,此類(lèi)因素如何影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間分布是今后需要進(jìn)一步解決的科學(xué)問(wèn)題。