旅游型鄉(xiāng)村景觀格局變化及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值響應(yīng)
——以江蘇省無(wú)錫市太湖國(guó)家旅游度假區(qū)為例

柳迪子， 杜守帥， 王晨旭

(1.江南大學(xué) 設(shè)計(jì)學(xué)院, 江蘇 無(wú)錫 214122; 2.北京師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)部, 北京 100875)

全球60%的生態(tài)系統(tǒng)正在或已經(jīng)退化，其中人類活動(dòng)是主要誘因之一[1]。近年來(lái)，鄉(xiāng)村旅游迅速發(fā)展，旅游建設(shè)已經(jīng)成為鄉(xiāng)村社會(huì)—生態(tài)系統(tǒng)中重要活動(dòng)類型，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、經(jīng)濟(jì)增收，為鄉(xiāng)村振興起到重要作用。然而，旅游業(yè)對(duì)生態(tài)資源具有較強(qiáng)的依賴性，盲目地建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成壓力，引發(fā)植被破壞、環(huán)境污染、物種減少等生態(tài)問(wèn)題[2-3]，勢(shì)必也會(huì)對(duì)景觀格局、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)造成影響。目前對(duì)旅游型鄉(xiāng)村的研究不足，景觀格局變化過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)響應(yīng)機(jī)制尚不明晰，造成景觀規(guī)劃、生態(tài)建設(shè)缺乏依據(jù)。因此，亟需對(duì)旅游型鄉(xiāng)村展開(kāi)研究，探究景觀格局及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化過(guò)程，分析二者之間的影響機(jī)制。這對(duì)于旅游型鄉(xiāng)村景觀規(guī)劃、資源配置具有現(xiàn)實(shí)意義，進(jìn)而推動(dòng)鄉(xiāng)村可持續(xù)發(fā)展。

景觀格局變化是景觀生態(tài)學(xué)研究的核心內(nèi)容，是自然、人為因素共同作用的結(jié)果，也是人類活動(dòng)作用于生態(tài)系統(tǒng)的直接表現(xiàn)[4]。景觀格局指數(shù)能夠高度濃縮景觀格局信息，是反映景觀結(jié)構(gòu)組成、空間配置特征的簡(jiǎn)單量化指標(biāo)[5]，是常用的分析方法。目前，相關(guān)研究已取得豐碩的成果：研究區(qū)域涵蓋了不同的地貌特征類型，如山地丘陵、平原、流域等[6-7]，總結(jié)了景觀格局變化規(guī)律和驅(qū)動(dòng)因素。近年來(lái)，更關(guān)注到景觀格局與生態(tài)過(guò)程之間的關(guān)系，如：范雅雙等[8]探討水質(zhì)對(duì)流域景觀格局的響應(yīng)，陳羚等[9]分析了森林火險(xiǎn)與景觀空間特征的關(guān)系，這些對(duì)相關(guān)研究具有重要意義。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ecosystem services value， ESV)是將生態(tài)系統(tǒng)惠益于人類社會(huì)價(jià)值進(jìn)行量化，是生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)管理、資源合理配置的重要依據(jù)，已成為國(guó)際生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)研究熱點(diǎn)[10-11]。1997年，Costanza等[12]發(fā)表關(guān)于全球ESV評(píng)估的文章，Daily[13]梳理了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念、發(fā)展歷程和評(píng)估方法，成為后續(xù)研究的基礎(chǔ)。2001年聯(lián)合國(guó)千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估將服務(wù)類型劃分為供給、調(diào)節(jié)、支持、文化服務(wù)，被廣泛應(yīng)用[14-16]。國(guó)內(nèi)研究起步較晚，早期代表性研究如：歐陽(yáng)志云等[17]探討了中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)的間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值，謝高地等[18]在Costanza等的研究基礎(chǔ)上，制定“我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表”，對(duì)國(guó)內(nèi)研究起到推動(dòng)作用。近些年，相關(guān)研究取得較大進(jìn)展，包括不同類型、尺度區(qū)域ESV時(shí)空變化[14]、氣候和土地利用變化的影響機(jī)制[15]、與人類福祉關(guān)系等[16]，更強(qiáng)調(diào)人類活動(dòng)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相互作用，例如，陳婧祎等[19]分析ESV與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，楊雪婷等[16]識(shí)別了影響居民福祉的主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子。此外，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡、供需關(guān)系也是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[20]。然而，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與景觀格局關(guān)系研究仍處于起步階段，前人更多從景觀面積變化展開(kāi)研究，忽視景觀結(jié)構(gòu)的作用[21]。并且相關(guān)研究更偏重于大中尺度，如流域[22]、市縣域等[14]，對(duì)鄉(xiāng)村地區(qū)的聚焦明顯不足，難以將研究成果直接應(yīng)用于鄉(xiāng)村景觀規(guī)劃，有必要展開(kāi)村域及村域群尺度的研究。

江蘇省無(wú)錫市太湖國(guó)家旅游度假區(qū)是1992年批建的國(guó)家級(jí)旅游度假區(qū)，核心區(qū)域馬山半島由6個(gè)行政村組成，是典型的旅游型鄉(xiāng)村。本文以馬山半島為例，選取1984—2020年5期遙感影像進(jìn)行景觀分類，計(jì)算土地利用動(dòng)態(tài)度、轉(zhuǎn)移矩陣、景觀格局指數(shù)，揭示景觀格局變化過(guò)程?；诋?dāng)量因子法評(píng)估ESV，并利用敏感性指數(shù)比較各類景觀對(duì)ESV的貢獻(xiàn)。此外，通過(guò)ESV與景觀格局指數(shù)的相關(guān)性、回歸分析，識(shí)別影響ESV的關(guān)鍵格局特征，建立定量模型揭示二者相互作用機(jī)制，進(jìn)而提出ESV增效策略，為旅游型鄉(xiāng)村景觀規(guī)劃、生態(tài)資源配置提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

馬山半島位于江蘇省無(wú)錫太湖國(guó)家旅游度假區(qū)內(nèi)(120°05′—120°14′N，31°36′—31°45′E)，三面太湖環(huán)繞，陸地面積約3 300 hm2。區(qū)域?qū)偬饔蚯鹆甑孛?，自然資源豐富，森林覆蓋率達(dá)70%，海拔在5～266 m之間。馬山半島日照充沛、氣候溫潤(rùn)，年均氣溫約17.4 ℃，日照時(shí)數(shù)1 613.6 h，降水量1 030.5 mm，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。區(qū)域自1992年批建旅游度假區(qū)至今已有近30 a的發(fā)展歷程，匯集各種旅游產(chǎn)業(yè)，如景區(qū)“靈山勝境”和“拈花灣”、酒店民宿、療養(yǎng)基地、采摘園等，地產(chǎn)企業(yè)也投資建設(shè)大批別墅住宅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，島內(nèi)現(xiàn)存6個(gè)行政村，19個(gè)居民點(diǎn)，是典型的旅游型鄉(xiāng)村。

2 材料與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及預(yù)處理

本研究以批建年份1992年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，受制于數(shù)據(jù)獲取限制，最終選取1984，1991，2001，2010，2020年5期Landsat遙感影像，均攝制于5—9月植物生長(zhǎng)季、無(wú)云量干擾。數(shù)據(jù)源于美國(guó)地質(zhì)勘探局(https:∥earthexplorer.usgs.gov/)，分辨率為30 m × 30 m。首先，利用ENVI 5.3對(duì)遙感影像預(yù)處理，包括：輻射定標(biāo)、大氣校正、影像裁切等。此外，運(yùn)用ENVI中最大似然法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行監(jiān)督分類，分類標(biāo)準(zhǔn)參考《土地利用現(xiàn)狀分類》標(biāo)準(zhǔn)及謝高地等[23]對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的二級(jí)分類結(jié)果，將景觀類型確定為：建設(shè)用地、闊葉林地、水田地、灌草從地、裸地、水系、其他用地。分類后，結(jié)合實(shí)地調(diào)查及高分辨率衛(wèi)星圖像比對(duì)、修正，運(yùn)用Ground Truth ROIs模塊進(jìn)行精度驗(yàn)證，得出Kappa系數(shù)大于0.92，證明分類結(jié)果可靠。另外，相關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)源于《無(wú)錫市統(tǒng)計(jì)年鑒》《馬山志》等資料集。

2.2 馬山半島土地利用及景觀格局變化分析

(1) 土地利用動(dòng)態(tài)度。土地利用動(dòng)態(tài)度分析包括單一土地利用動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度，該方法可表征區(qū)域某一時(shí)段景觀變化的劇烈程度。單一土地利用動(dòng)態(tài)度描述某類景觀在某時(shí)段變化的劇烈程度，而綜合土地利用動(dòng)態(tài)度反應(yīng)整個(gè)區(qū)域在某時(shí)段變化的劇烈程度[24]，公式如下：

(1)

式中：K為單一土地利用動(dòng)態(tài)度,即研究時(shí)段中某一景觀類型的變化速率;Ua，Ub分別為該地類在研究起止時(shí)刻的面積;T為研究時(shí)長(zhǎng)。

(2)

式中：Lc為綜合土地利用動(dòng)態(tài)度; LUi為研究起止時(shí)刻第i類景觀類型面積; ΔLUi-j為研究時(shí)段第i類景觀類型轉(zhuǎn)為非i類景觀類型面積的絕對(duì)值;T為研究時(shí)長(zhǎng)。

(2) 景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣。轉(zhuǎn)移矩陣能夠揭示研究期間景觀類型之間的轉(zhuǎn)移情況，該方法在土地利用變化研究中廣泛應(yīng)用[25]。基于ENVI5.3中的變化檢測(cè)模塊，計(jì)算出1984—1991，1991—2001，2001—2010，2010—2020年4個(gè)時(shí)段及1984—2020年完整研究時(shí)段的轉(zhuǎn)移矩陣。根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制?；鶊D，圖中延伸分支的寬度對(duì)應(yīng)景觀類型轉(zhuǎn)移規(guī)模大小，景觀類型轉(zhuǎn)移情況更直觀。

(3) 景觀格局指數(shù)分析。景觀格局指數(shù)是定量描述景觀格局演變及生態(tài)過(guò)程的重要方法，本文選取以往研究中廣泛應(yīng)用的指數(shù)[6-7]，運(yùn)用Fragstats 4.2計(jì)算。景觀格局指數(shù)包括景觀水平和類型水平，從規(guī)模、形態(tài)、連通性、破碎度等多方面表征景觀格局特征。景觀水平包括：斑塊數(shù)目(NP)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、蔓延度(CONTAG)、面積加權(quán)平均分維數(shù)(以下簡(jiǎn)稱“分維數(shù)”，F(xiàn)RAC_AM省略為FRAC)、聚集度(AI)、分離度(SPLIT)、香濃多樣性(SHDI)、香濃均勻度(SHEI)；類型水平包括：斑塊面積(CA)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、斑塊密度(PD)、邊緣密度(ED)、分維數(shù)(FRAC)、凝聚度(COHESION)。

2.3 馬山半島生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值響應(yīng)分析

(1) 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估。運(yùn)用“單位面積價(jià)值當(dāng)量因子法”評(píng)估馬山半島1984—2020年ESV，參照謝高地等[23]修正后的單位面積ESV當(dāng)量。查閱《無(wú)錫市統(tǒng)計(jì)年鑒》得到2020年無(wú)錫市谷物及其他作物農(nóng)業(yè)產(chǎn)值(1.84×109元)、糧食作物總面積(7.95×104hm2)，根據(jù)公式(3)計(jì)算出單位面積農(nóng)田自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(3 300.11元/hm2)，記為標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量。值得說(shuō)明的是，自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值需排除人力投入產(chǎn)生的價(jià)值，謝高地等[18]的研究確定每hm2農(nóng)田自然糧食產(chǎn)量?jī)r(jià)值是當(dāng)年實(shí)際糧食市場(chǎng)價(jià)值的1/7，該系數(shù)被廣泛認(rèn)可[14-15]。根據(jù)公式(4)，得到單位面積各類景觀的各單項(xiàng)ESV(表1)。最后，根據(jù)公式(5)計(jì)算出區(qū)域各類景觀ESV及總量。

(3)

式中：Ea為單位農(nóng)田自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(元/hm2);i為作物種類;mi為第i種糧食作物的面積(hm2);pi為第i種糧食作物的平均價(jià)格(元/kg);qi為第i種糧食作物單產(chǎn)(kg);M為糧食作物總面積;n為糧食作物種類。

Eij=eijEa

(4)

式中：Eij為j景觀類型的i生態(tài)服務(wù)功能的單位面積ESV;eij為j類生態(tài)系統(tǒng)的i生態(tài)服務(wù)功能相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量的當(dāng)量因子。

ESV=∑Aj×VCj

(5)

式中：ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量;Aj為第j類景觀類型的面積;VCj為第j類景觀類型單位面積ESV。

表1 馬山半島單位面積各景觀類型各單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值ESV 元/hm2

(2) 敏感性指數(shù)分析。引入經(jīng)濟(jì)學(xué)中敏感性指數(shù)(coefficient of sensitive， CS)是為了核實(shí)區(qū)域ESV隨時(shí)間變化對(duì)某類景觀單位面積ESV(VC)的依賴程度，并可驗(yàn)證VC準(zhǔn)確性[26]。CS越大，ESV對(duì)該類景觀VC變化越敏感，說(shuō)明其ESV貢獻(xiàn)度越高。若CS<1，認(rèn)為ESV缺乏彈性，計(jì)算結(jié)果可信；若CS>1，則認(rèn)為ESV具有彈性，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度低。本文將研究區(qū)各類景觀VC分別上下調(diào)整50%，來(lái)評(píng)價(jià)ESV對(duì)該類景觀VC變化的敏感性，公式如下：

(6)

式中：CS為敏感性指數(shù); ESVi為初始ESV總量; ESVj為調(diào)整后ESV總量;VCik為第k種景觀類型的初始ESV系數(shù);VCjk為第k種景觀類型調(diào)整后ESV系數(shù)。

(3) 相關(guān)性分析。景觀格局指數(shù)與ESV的相關(guān)性分析是探究二者關(guān)系的重要步驟[21]，幫助識(shí)別對(duì)ESV影響顯著的景觀格局特征。以1984—2020年馬山半島的景觀格局指數(shù)及ESV為數(shù)據(jù)源，運(yùn)用SPSS 23.0進(jìn)行Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，當(dāng)顯著性p<0.05，說(shuō)明該組變量存在相關(guān)性。

(4) 回歸分析。為進(jìn)一步探究景觀格局變化對(duì)ESV的作用機(jī)制，需在ESV與景觀格局指數(shù)之間建立定量模型。將相關(guān)性表現(xiàn)顯著的景觀格局指數(shù)逐一與ESV進(jìn)行線性回歸，建立回歸模型，并根據(jù)回歸模型中自變量的標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)(調(diào)整后R2)，進(jìn)行解釋度排序，以此評(píng)價(jià)景觀格局指數(shù)對(duì)ESV作用力大小[27]。標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)消除了不同變量之間所取單位不同的影響，其絕對(duì)值大小反映X對(duì)Y的影響程度[28]。

3 結(jié)果與分析

3.1 馬山半島景觀類型及演變特征

(1) 景觀面積變化特征。馬山半島土地利用景觀類型分為：建設(shè)用地、闊葉林地、水田地、灌草叢、裸地、水系和其他用地。由圖1和表2可知，闊葉林地是區(qū)域主要景觀類型，占35%～51%；其次為水田地和水域，分別占12.7%～17.3%和11.7%～16.8%；裸地面積最小，僅占0.3%～6.1%。從各類景觀面積變化情況來(lái)看：①總體來(lái)說(shuō)，建設(shè)用地、灌草叢增加，闊葉林地、水系、裸地和其他用地縮減，水田地基本持平；②建設(shè)用地增幅最大，且持續(xù)增加，不斷向周邊景觀類型侵占，其中1991—2010年增速最快；灌草叢增幅次之，其中1991—2001年增幅最大；③闊葉林地縮減最嚴(yán)重，1984—2010年減至最低值，2010—2020年少量回升；④水系次之，1984—2001年減至最低值，2001—2020年少量回升；裸地的縮減幅度最大。

(2) 土地利用動(dòng)態(tài)度。據(jù)表3可知，馬山半島綜合土地利用動(dòng)態(tài)度呈上升趨勢(shì)，2001年以后明顯高于之前，2010—2020年動(dòng)態(tài)最劇烈，1991—2001年最穩(wěn)定。1984—1991年，裸地動(dòng)態(tài)最劇烈，其次為水田地、灌草叢、水系。1991—2001年，大部分景觀類型動(dòng)態(tài)度增加，灌草叢、其他用地最劇烈，建設(shè)用地、水田地次之。2001—2010年，多數(shù)景觀類型動(dòng)態(tài)度下降，建設(shè)用地、其他用地最活躍。2010—2020年，裸地、水田地、闊葉林地動(dòng)態(tài)劇烈，而建設(shè)用地趨于穩(wěn)定。

表2 1984-2020年馬山半島不同景觀類型面積 hm2

表3 1984-2020年馬山半島土地利用動(dòng)態(tài)度 %

(3)景觀轉(zhuǎn)移過(guò)程。根據(jù)?；鶊D可知(圖2a—2d)：1984—1991年，水系明顯向水田地、其他用地轉(zhuǎn)移，部分景觀類型向裸地轉(zhuǎn)移，而裸地主要向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移。1991—2001年，闊葉林地大規(guī)模向灌草叢、水田地、裸地轉(zhuǎn)移，裸地向建設(shè)用地、水田地轉(zhuǎn)移；2001—2010年，闊葉林地持續(xù)向灌草叢、水田地轉(zhuǎn)移，建設(shè)用地主要由水田地、裸地轉(zhuǎn)移；2010—2020年，闊葉林地大規(guī)模由水田地、灌草叢轉(zhuǎn)移，裸地向建設(shè)用地、水田地轉(zhuǎn)移。從整體轉(zhuǎn)移情況來(lái)看(圖2e)：各類景觀之間轉(zhuǎn)換頻繁，闊葉林地主要向灌草叢、水田地、建設(shè)用地轉(zhuǎn)移；建設(shè)用地主要向闊葉林地、水田地、灌草叢、裸地侵占。

3.2 馬山半島景觀格局變化特征

(1) 類型水平景觀格局指數(shù)。根據(jù)景觀格局指數(shù)增降情況(圖3)可知，研究期間，建設(shè)用地形態(tài)破碎化、復(fù)雜化，并趨于聚集；闊葉林地優(yōu)勢(shì)性減弱，形態(tài)破碎、復(fù)雜化；水田地和灌草叢破碎化，并且邊緣復(fù)雜化；裸地形態(tài)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，趨于聚集；其他用地形態(tài)破碎、復(fù)雜化，趨于聚集；水系幾乎保持穩(wěn)定。

(2) 景觀水平景觀格局指數(shù)。由圖4可知，研究期間，區(qū)域景觀破碎化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，連通性和優(yōu)勢(shì)度均減弱。具體來(lái)看，1984—1991年，斑塊趨于聚集、連通性加強(qiáng)，景觀豐度下降、斑塊形態(tài)趨于復(fù)雜；1991—2001年，各景觀指數(shù)增降幅度最大，斑塊趨于離散，形態(tài)變得復(fù)雜、破碎，連通性和優(yōu)勢(shì)性均減弱；2001—2010年各項(xiàng)指數(shù)持續(xù)之前的態(tài)勢(shì)，但變化速率明顯降低；2010—2020年，各項(xiàng)指數(shù)與1991—2010年的趨勢(shì)相反，景觀的連通性、優(yōu)勢(shì)度增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，斑塊趨于聚集。

3.3 馬山半島生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化及敏感性分析

(1) 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化。根據(jù)1984—2020年馬山半島不同時(shí)期各類景觀的各單項(xiàng)ESV及其變化情況(表4—5)來(lái)看，1984—2020年，ESV總量呈下降趨勢(shì)，累計(jì)減少7.08×105元。具體來(lái)看：1984—1991年，ESV縮減5.01×105元，其中水系ESV縮減最嚴(yán)重；1991—2001年，ESV持續(xù)縮減5.03×105元，闊葉林地ESV縮減最嚴(yán)重，灌草叢ESV明顯增加；2001—2010年，ESV顯著回升，主要因?yàn)樗礒SV明顯增加；2010—2020年，ESV少量回升，闊葉林地ESV增加顯著，但水系ESV縮減抵消了部分闊葉林地增量。

從各類景觀ESV比重來(lái)看(表4)，水系與闊葉林地ESV遠(yuǎn)高于其他景觀類型，具體排序?yàn)椋核?闊葉林地>灌草叢>水田地>裸地。從各類景觀ESV的增降情況來(lái)看，1984—2020年，水系ESV縮減最嚴(yán)重，縮減6.63×105元；闊葉林地次之，縮減1.26×105元；灌草叢增加8.12×104元；水田地、裸地基本持平。從各單項(xiàng)ESV來(lái)看(表5)：各單項(xiàng)ESV均減少。其中調(diào)節(jié)服務(wù)損失最嚴(yán)重，縮 減6.17×105元，占總損失的87.2%。由此可見(jiàn)，旅游業(yè)發(fā)展對(duì)水系、闊葉林地ESV影響較大，且調(diào)節(jié)服務(wù)衰退最嚴(yán)重。

圖1 1984-2020年馬山半島土地利用景觀分類

表4 1984-2020年馬山半島各景觀類型生態(tài)服務(wù)價(jià)值(ESV)及總量變化 104元

(2) 敏感性指數(shù)分析。敏感性指數(shù)分析可比較各類景觀對(duì)ESV貢獻(xiàn)度差異。據(jù)表6可知，各類景觀CS均小于1，說(shuō)明ESV對(duì)各類景觀VC缺乏彈性，計(jì)算結(jié)果可信。各類景觀CS差異顯著，排序?yàn)椋核?闊葉林地>灌草叢>水田地>裸地。水系CS最高，說(shuō)明其ESV貢獻(xiàn)最大，例如，2020年水系CS為0.561，表明水系VC每變化1%，引起ESV變化0.561%，原因是水系VC遠(yuǎn)高于其他景觀，并且面積較大；闊葉林地具有絕對(duì)的面積優(yōu)勢(shì)，VC僅次于水系，因此它對(duì)ESV貢獻(xiàn)也較高；水田地、裸地的貢獻(xiàn)較低。從時(shí)間序列來(lái)看：水系由于面積縮減，ESV貢獻(xiàn)度在減弱；闊葉林面積雖然也在縮減，但其面積優(yōu)勢(shì)顯著，其VC遠(yuǎn)不及水系，因此在水系的貢獻(xiàn)度下降后，闊葉林貢獻(xiàn)度便凸顯；灌草叢的貢獻(xiàn)也在上升，水田地較穩(wěn)定。

表5 1984-2020年馬山半島各單項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值(ESV)變化 104元

3.4 馬山半島ESV與景觀格局指數(shù)的相關(guān)性分析

(1) 景觀格局指數(shù)與ESV總量的相關(guān)性。ESV與景觀格局指數(shù)的相關(guān)性分析(表7)可知，1984—2020年馬山半島ESV與水系面積呈顯著正相關(guān)，與景觀分維數(shù)、建設(shè)用地分維數(shù)、凝聚度呈負(fù)相關(guān)。說(shuō)明水系面積越大，區(qū)域ESV越高；景觀形態(tài)越復(fù)雜、建設(shè)用地越聚集，ESV越低。

(2) 景觀格局指數(shù)與各單項(xiàng)ESV的相關(guān)性。供給、調(diào)節(jié)、支持、文化服務(wù)功能價(jià)值分別與景觀格局指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析(表7)。

①供給服務(wù)價(jià)值與蔓延度、水系面積呈正相關(guān)，與多樣性、分維數(shù)及建設(shè)用地分維數(shù)、凝聚度呈負(fù)相關(guān)。說(shuō)明景觀連通性越強(qiáng)、水系規(guī)模越大，供給服務(wù)越強(qiáng)；景觀結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、建設(shè)用地越聚集、復(fù)雜，供給服務(wù)越弱。②調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值與水系面積呈顯著正相關(guān)，與分維數(shù)、建設(shè)用地凝聚度呈負(fù)相關(guān)。說(shuō)明水系規(guī)模越大，調(diào)節(jié)功能越強(qiáng)；景觀整體形態(tài)越復(fù)雜、建設(shè)用地越聚集，調(diào)節(jié)功能越弱。③支持服務(wù)價(jià)值與蔓延度呈顯著正相關(guān)，與多樣性、分離度呈負(fù)相關(guān)。說(shuō)明景觀連通性越強(qiáng)，支持服務(wù)越強(qiáng)；景觀結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、分離，支持服務(wù)越弱。另外，在類型層面，闊葉林地面積、灌草叢分維數(shù)與支持服務(wù)價(jià)值的相關(guān)性顯著，表現(xiàn)為：闊葉林面積越大，支持服務(wù)越強(qiáng)；灌草叢形態(tài)越復(fù)雜，支持服務(wù)越弱。另外，支持服務(wù)還與建設(shè)用地分維數(shù)、灌草叢面積呈負(fù)相關(guān)，建設(shè)用地形態(tài)越復(fù)雜、灌草叢面積越大，支持服務(wù)越弱。④文化服務(wù)價(jià)值與多樣性呈顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明景觀結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，文化服務(wù)越弱。另外，文化服務(wù)價(jià)值還與分離度、建設(shè)用地分維數(shù)、灌草叢分維數(shù)呈負(fù)相關(guān)，與蔓延度、聚集度及闊葉林面積呈正相關(guān)。這說(shuō)明景觀連通性、聚集程度越高，文化服務(wù)越強(qiáng)；建設(shè)用地、灌草叢斑塊形態(tài)越復(fù)雜，文化服務(wù)價(jià)值越低。

3.5 馬山半島ESV與景觀格局指數(shù)的回歸分析

將與ESV相關(guān)性顯著的景觀格局指數(shù)再分別與各類ESV進(jìn)行回歸分析，進(jìn)一步揭示景觀格局變化對(duì)ESV的作用機(jī)制，并建立回歸模型(表8)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)排序，列出對(duì)ESV及各單項(xiàng)ESV解釋度最高的前3項(xiàng)指數(shù)，以此識(shí)別對(duì)不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)效能影響最大的景觀格局特征。

①ESV總量、供給服務(wù)及調(diào)節(jié)服務(wù)受水系面積、建設(shè)用地聚集度、景觀形態(tài)復(fù)雜性的影響最大，究其原因：水系生態(tài)價(jià)值極高，尤其以水文調(diào)節(jié)和水資源供給功能，幾乎主導(dǎo)著馬山半島的供給、調(diào)節(jié)以及生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)能力。隨著旅游開(kāi)發(fā)強(qiáng)度增加，建設(shè)用地規(guī)模、密度加大，人類對(duì)景觀的擾動(dòng)范圍也在擴(kuò)大，侵占生態(tài)用地導(dǎo)致ESV降低；另外，馬山半島以丘陵地貌為主，人類對(duì)景觀的擾動(dòng)主要發(fā)生在地勢(shì)平緩的山坳處，建設(shè)用地、灌草叢不斷向山坳深處蔓延，闊葉林地持續(xù)收縮(圖5)，造成景觀形態(tài)復(fù)雜化，同時(shí)高生態(tài)價(jià)值的闊葉林地也嚴(yán)重縮減。②支持服務(wù)受景觀多樣性、灌草叢形狀復(fù)雜性、闊葉林面積的影響最大，究其原因，景觀異質(zhì)性很大程度受景觀基質(zhì)(闊葉林地)影響，闊葉林為馬山半島提供強(qiáng)大的土壤保持、維持養(yǎng)分循環(huán)、生物多樣性等支持功能，生態(tài)價(jià)值極高，其規(guī)模決定著馬山半島整體支持服務(wù)效能；而隨著灌草叢向山林蔓延，闊葉林地被侵占，造成景觀整體的連通性下降、ESV縮減。③文化服務(wù)受景觀多樣性、建設(shè)用地和灌草叢形狀復(fù)雜性的影響最大，究其原因：景觀異質(zhì)化伴隨著景觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、破碎化，尤其闊葉林地表現(xiàn)最明顯，非常不利于馬山半島整體美感；建設(shè)用地和灌草叢向山林蔓延，造成形狀復(fù)雜化，意味著闊葉林收縮嚴(yán)重(圖5)，其美學(xué)價(jià)值也嚴(yán)重降低。

圖3 1984-2020年馬山半島景觀水平景觀指數(shù)變化情況

表6 1984-2020年馬山半島各景觀類型生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)價(jià)值ESV敏感性分析

表7 馬山半島生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與景觀格局指數(shù)的相關(guān)性

圖4 1984-2020年馬山半島景觀水平景觀指數(shù)變化情況

表8 馬山半島生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與景觀格局指數(shù)的回歸分析

圖5 人類干擾丘陵景觀導(dǎo)致景觀形態(tài)復(fù)雜化過(guò)程示意圖

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

(1) 馬山半島不同時(shí)期土地利用景觀格局、ESV變化的影響因素。通過(guò)梳理馬山半島地方志及相關(guān)歷史資料，探討1984—2020年4個(gè)時(shí)段景觀格局、ESV變化的影響因素：①1984—1991年，馬山半島還未發(fā)展旅游業(yè)，景觀動(dòng)態(tài)相對(duì)穩(wěn)定。此時(shí)最明顯的變化是，部分水系(主要為內(nèi)陸坑塘)向水田地轉(zhuǎn)變，造成水系ESV下降嚴(yán)重。查閱資料了解到，20世紀(jì)80年代末，馬山半島淡水養(yǎng)殖效益下滑，挫傷農(nóng)民“內(nèi)塘養(yǎng)魚(yú)”的積極性，故將坑塘填蓋，投入到收益更穩(wěn)定種植業(yè)使用。由此可見(jiàn)，旅游度假區(qū)建設(shè)之前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益是造成景觀格局及ESV變化的主要因素；②1991—2001年是旅游度假區(qū)建設(shè)初期，據(jù)1991，2001年景觀類型圖可知，旅游建設(shè)的影響僅體現(xiàn)在以靈山景區(qū)為中心的小范圍區(qū)域，表現(xiàn)為建設(shè)用地向周邊景觀蔓延。該時(shí)期最明顯的變化是闊葉林大面積向灌草叢轉(zhuǎn)變，造成闊葉林地ESV嚴(yán)重下降。據(jù)《馬山志》記載，20世紀(jì)80年代末，馬山半島林果業(yè)發(fā)展迅速，原村集體茶廠、林果場(chǎng)均分至個(gè)人承包經(jīng)營(yíng)，山林分到農(nóng)戶，激發(fā)了農(nóng)民種植茶葉、楊梅等作物的積極性，這也引發(fā)灌草叢地激增、闊葉林地縮減，致使ESV下降。由此可見(jiàn)，此時(shí)景觀格局及ESV受旅游業(yè)、種植業(yè)發(fā)展的共同影響。③2001—2010年，靈山景區(qū)初具規(guī)模，馬山半島吸引了大批投資建設(shè)，島內(nèi)新增多處度假酒店、康養(yǎng)基地等休閑娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)，建設(shè)用地在島內(nèi)散布，區(qū)域景觀破碎化。同時(shí)，靈山景區(qū)附近規(guī)劃新農(nóng)村居民點(diǎn)，人類對(duì)闊葉林地?cái)_動(dòng)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，致使其ESV跌至最低。2007年，政府對(duì)太湖流域?qū)嵤巴烁€湖”政策，沿太湖邊緣的圩田轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)價(jià)值更高的水域，這對(duì)馬山半島ESV起到積極作用。④2010—2020年，隨著旅游度假區(qū)建設(shè)不斷完善，馬山半島步入穩(wěn)定建設(shè)期。建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度明顯減緩。2010年政府頒布的林地保護(hù)政策，引導(dǎo)全社會(huì)嚴(yán)格保護(hù)林地、優(yōu)化林地資源配置。這推動(dòng)了馬山半島退耕還林，林地ESV顯著回升，也扭轉(zhuǎn)了馬山半島景觀持續(xù)破碎化的趨勢(shì)，連通性顯著增強(qiáng)。由此可知，隨著旅游度假區(qū)建設(shè)程度不同，景觀格局、ESV的主要影響因素也不同，農(nóng)業(yè)活動(dòng)、政策頒布與旅游建設(shè)共同作用于旅游型鄉(xiāng)村景觀格局與ESV。

(2) 影響馬山半島ESV的關(guān)鍵景觀格局特征及增效策略。根據(jù)相關(guān)性分析、回歸分析，可總結(jié)影響馬山半島ESV的主要景觀格局特征，并提出相應(yīng)的景觀格局優(yōu)化策略(圖6)，實(shí)現(xiàn)ESV增效。其中，標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)排序靠前的指數(shù)所對(duì)應(yīng)的景觀格局特征可作為主要措施，其他作為輔助措施：①生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合效能方面，馬山半島要控制建設(shè)用地肆意蔓延，修復(fù)山坳深處已破壞植被；同時(shí)增加水體景觀，發(fā)揮水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力。②供給服務(wù)方面，可通過(guò)建設(shè)水塘、疏通水系來(lái)滿足水資源補(bǔ)給、食物生產(chǎn)灌溉的需求；限制建設(shè)用地?cái)U(kuò)張，保障水田、闊葉林等景觀的供給服務(wù)。③調(diào)節(jié)服務(wù)方面，通過(guò)修復(fù)闊葉林、增加水域面積，加強(qiáng)空氣凈化、水文調(diào)節(jié)能力；另外，在高密度建設(shè)區(qū)域增加綠地和水景，調(diào)節(jié)微氣候。④支持服務(wù)方面，首先要阻止苗圃、種植園等形式的灌草地向山林蔓延；構(gòu)建生態(tài)安全格局、生態(tài)廊道，保障闊葉林斑塊的優(yōu)勢(shì)性與連通性，為生物提供優(yōu)質(zhì)棲息地，維持物質(zhì)能量流通。⑤文化服務(wù)方面，通過(guò)培育修復(fù)山林景觀，恢復(fù)闊葉林地美學(xué)價(jià)值；整合補(bǔ)綴破碎斑塊，提升馬山半島的整體美感。

(3) 本文以無(wú)錫太湖國(guó)家旅游度假區(qū)馬山半島為例，分析1984—2020年景觀格局變化及ESV響應(yīng)，揭示二者之間相互作用關(guān)系。研究方法來(lái)看： ①利用遙感影像進(jìn)行景觀分類，結(jié)合土地利用動(dòng)態(tài)度、轉(zhuǎn)移矩陣、景觀格局指數(shù)等方法，可以從規(guī)模、動(dòng)態(tài)、過(guò)程、結(jié)構(gòu)多方面呈現(xiàn)鄉(xiāng)村景觀格局的演變過(guò)程； ②當(dāng)量因子法適用于村域群尺度ESV評(píng)估，敏感度指數(shù)分析可比較景觀類型對(duì)ESV貢獻(xiàn)的差異； ③基于SPSS軟件對(duì)ESV與景觀格局指數(shù)相關(guān)性、回歸分析，成功識(shí)別影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主要景觀格局特征，定量表達(dá)景觀格局與ESV之間的作用機(jī)制，為景觀資源配置提供依據(jù)。

(4) 本文仍存在不足： ①受到遙感影像分辨率限制，分析結(jié)果僅能反應(yīng)大體變化趨勢(shì)。獲取更高精度數(shù)據(jù)有助于捕捉細(xì)節(jié)變化，使研究結(jié)果更準(zhǔn)確； ②本文僅研究馬山半島單一案例，缺少同類區(qū)域比較，具有一定的局限性。此外，我國(guó)地形地貌復(fù)雜多樣，本案例對(duì)丘陵地貌鄉(xiāng)村更具參考價(jià)值，普適性不足。后續(xù)可參考本文思路，對(duì)更多不同地貌區(qū)的旅游型鄉(xiāng)村進(jìn)行比較研究，形成更充分的結(jié)論； ③由于鄉(xiāng)村社會(huì)—生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，本文僅對(duì)馬山半島ESV增效提出策略性措施，具體優(yōu)化方案還需深入剖析鄉(xiāng)村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)真實(shí)需求，解決各功能之間權(quán)衡配置，確定區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能定位，這也是進(jìn)一步展開(kāi)鄉(xiāng)村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的關(guān)鍵。

圖6 影響馬山半島生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的關(guān)鍵景觀格局特征及相應(yīng)增效措施

4.2 結(jié) 論

(1) 隨著無(wú)錫市太湖國(guó)家旅游度假區(qū)建設(shè)發(fā)展，馬山半島土地利用景觀格局、ESV變化顯著。各類景觀轉(zhuǎn)換頻繁，闊葉林地縮減嚴(yán)重，建設(shè)用地持續(xù)擴(kuò)張。景觀格局復(fù)雜化、破碎化，連通性減弱。同時(shí)，區(qū)域ESV明顯降低，各單項(xiàng)ESV均下降，調(diào)節(jié)服務(wù)功能衰退最嚴(yán)重。

(2) 旅游建設(shè)、農(nóng)業(yè)需求、政策頒布是影響旅游型鄉(xiāng)村景觀格局、ESV變化的主要因素。并且在旅游業(yè)發(fā)展的不同階段，各因素的影響程度也不同。

(3) 旅游型鄉(xiāng)村景觀格局與ESV之間關(guān)系顯著，不同的景觀類型、格局特征對(duì)區(qū)域ESV的作用程度不同。通過(guò)相關(guān)性、回歸分析，可識(shí)別影響區(qū)域ESV的主要景觀格局特征，從而提出相應(yīng)的ESV增效措施和策略，對(duì)科學(xué)配置、合理規(guī)劃景觀資源具有重要意義。