基于動(dòng)態(tài)當(dāng)量的樂山市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空演變及驅(qū)動(dòng)力研究

王若思,潘洪義,*,劉翊涵,唐玉萍,張之鳳,馬紅菊

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 610066 2 四川師范大學(xué)地理與資源科學(xué)學(xué)院,成都 610066 3 四川省水產(chǎn)學(xué)校,成都 611730

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指人類從生態(tài)系統(tǒng)中直接或間接獲得的產(chǎn)品和服務(wù),包括供給服務(wù)、支持服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)[1]。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估,是生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)與生態(tài)補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ),也是如今地理學(xué)、生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。近年來(lái),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估方法主要可分為直接評(píng)估法和間接評(píng)估法兩大類[2]。目前,應(yīng)用最廣泛的是間接評(píng)估法中的價(jià)值當(dāng)量法,通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)面積與單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相乘得到生態(tài)系統(tǒng)最終服務(wù)價(jià)值[2]。1997年Costanza等[3]在Nature上發(fā)表文章估算了全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值并制定了全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表,是價(jià)值當(dāng)量法的開端,為之后國(guó)內(nèi)外的研究提供了理論與方法支撐。國(guó)外學(xué)者在此基礎(chǔ)上,多與土地利用動(dòng)態(tài)變化相結(jié)合,從全球[4]、海岸帶[5]、高原地區(qū)[6]、熱帶雨林[7]等各尺度入手研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化以及與人類活動(dòng)之間的相互關(guān)系。國(guó)內(nèi)方面,謝高地等[8]在Costanza等的基礎(chǔ)上結(jié)合200位專家的意見,將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表中國(guó)化,并進(jìn)行了修正和改進(jìn)[9—10]。此后,我國(guó)學(xué)者從地形區(qū)[11]、流域[12—13]、省域[14—15]等各種尺度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空分布特征[16]、驅(qū)動(dòng)力[15]和預(yù)測(cè)模型[17]進(jìn)行了探索,并與土地利用變化[18]、生態(tài)敏感性[19]、生態(tài)補(bǔ)償[20]和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度[21]等概念結(jié)合研究,涌現(xiàn)出大量的成果。研究主要呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：(1)估算以土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),多研究土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相互關(guān)系；(2)以“熱點(diǎn)地區(qū)”、“脆弱區(qū)”為研究區(qū)較多,中小尺度區(qū)域研究較少；(3)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值以靜態(tài)評(píng)估為主,驅(qū)動(dòng)力分析主要采用回歸分析或是定性分析,總體缺乏時(shí)間和空間上的動(dòng)態(tài)性。

樂山市作為成渝城市群的重要交通節(jié)點(diǎn)、港口城市和旅游城市,具有戰(zhàn)略發(fā)展的區(qū)位優(yōu)勢(shì)[22]。近年來(lái),隨著人口的迅速增長(zhǎng)、城市化的速度加快以及文旅產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展,區(qū)域耕地面積減少、水土流失、植被覆蓋率下降、酸雨污染等生態(tài)安全問(wèn)題日益突出,如何在保證生態(tài)安全的前提下進(jìn)行城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展亟待解決。鑒于此,本文基于樂山市土地利用矢量數(shù)據(jù),采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)當(dāng)量法與地理探測(cè)器模型,分析樂山市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分布規(guī)律與驅(qū)動(dòng)機(jī)制,為樂山市土地資源合理利用與生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的建立提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

樂山市地處四川盆地西南部,為成都平原至川西南山地的過(guò)渡帶,處102°50′—104°30′E、28°25′—30°20′N之間,總面積12720.03 km2,全市共轄11個(gè)區(qū)縣(圖1)。地勢(shì)西南高、東北低,地勢(shì)起伏大。地貌以山地為主(66.5%),丘陵次之(21%),平原面積狹小(12.5%)，僅沿河流兩岸分布。氣候?qū)儆谥衼啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,四季分明,雨熱同期,無(wú)霜期長(zhǎng),垂直氣候帶譜完整,植物種類繁多。有大渡河、岷江、青衣江等河流,水系豐富[22]。

圖1 研究區(qū)位置示意圖Fig.1 Location map of the study area

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本文所使用到的數(shù)據(jù)如下：①土地利用/覆被數(shù)據(jù)、行政邊界矢量數(shù)據(jù)和1 km分辨率的氣溫、土壤類型數(shù)據(jù)從中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心獲取(http://www.resdc.cn/),將土地利用類型重分類分為6個(gè)一級(jí)類,分別為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地；②DEM數(shù)據(jù)從地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud)獲取,通過(guò)ArcGIS得到研究區(qū)高程、坡度和坡向；③NPP數(shù)據(jù)從美國(guó)國(guó)家航空航天局(https://www.nasa.gov/)獲??；④降水量數(shù)據(jù)和土壤侵蝕模數(shù)從國(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/)獲取,土壤保持量數(shù)據(jù)通過(guò)通用土壤流失方程(ULSE)進(jìn)行計(jì)算；⑤其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)自《樂山統(tǒng)計(jì)年鑒》、《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》。

2 研究方法

2.1 土地利用變化分析

利用ArcGIS對(duì)2000年和2015年的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行疊置分析,計(jì)算得到土地利用轉(zhuǎn)移矩陣,以此分析15年來(lái)樂山市土地利用的變化量及變化方向,具體計(jì)算公式參見[23—24]。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算

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[25]?；谥x高地等[9]的研究,糧食產(chǎn)量?jī)r(jià)值主要依據(jù)稻谷、小麥和玉米進(jìn)行計(jì)算,以2015年的物價(jià)水平為基準(zhǔn),運(yùn)用CPI指數(shù)對(duì)各年標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量的價(jià)值進(jìn)行修正,計(jì)算平均后得到研究區(qū)2000—2015年平均標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量經(jīng)修正后的價(jià)值量為2392元/hm2。

由于研究區(qū)不同年份、不同區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)的基本情況是變化的,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值也相應(yīng)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。本文參考謝高地等[10]的研究,認(rèn)為生態(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)與降水變化相關(guān),而土壤保持與降水、地形坡度、土壤性質(zhì)和植被蓋度密切相關(guān)[10]。故而選取NPP、降水量和土壤保持量三項(xiàng)因子對(duì)當(dāng)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),以此構(gòu)建生態(tài)服務(wù)時(shí)空動(dòng)態(tài)價(jià)值當(dāng)量表,計(jì)算公式為：

(1)

式中,Fnij指某種生態(tài)系統(tǒng)在第i年第j地區(qū)第n類生態(tài)服務(wù)功能的單位面積價(jià)值當(dāng)量因子；Fn指該類生態(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,Pij指NPP時(shí)空調(diào)節(jié)系數(shù),Rij指降水時(shí)空調(diào)節(jié)系數(shù),Sij指土壤保持時(shí)空調(diào)節(jié)系數(shù),此三項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算公式參見[10]。

研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算公式為[26]：

(2)

(3)

式中,c為第c種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能；EC為第c種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值；Fnij表示某種生態(tài)系統(tǒng)在第i年第j地區(qū)第n類生態(tài)服務(wù)功能的單位面積價(jià)值當(dāng)量因子；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),此處為2392元/hm2；Aij為第i年第j地區(qū)的面積。

2.3 指標(biāo)信息提取

參考以往的研究成果[27—28],并結(jié)合研究區(qū)的具體情況,本文選取6項(xiàng)反映區(qū)域自然環(huán)境狀況和人類影響程度并的指標(biāo)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力探測(cè),分別是高程、坡向、氣溫、土壤類型、距公路的距離、距城鎮(zhèn)的距離。利用ArcGIS 10.7漁網(wǎng)功能建立1 km×1 km的格網(wǎng),共12714個(gè)中心采樣點(diǎn),以提取對(duì)應(yīng)的代表生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的Y值和代表各項(xiàng)驅(qū)動(dòng)因素的X值。假設(shè)A={Ah}是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分異的一項(xiàng)驅(qū)動(dòng)因素。其中不同類型h=1,2,…,L,L代表該因素的分類數(shù),本文分別采用1倍、1/2倍、1/3倍、1/4倍標(biāo)準(zhǔn)差分級(jí)法計(jì)算決定力q值,采用q值最大的1/2倍標(biāo)準(zhǔn)差分級(jí)法進(jìn)行分類(圖2)[29]。

圖2 樂山市驅(qū)動(dòng)因子空間分類Fig.2 Spatial distribution of classified driving factors in Leshan City

2.4 地理探測(cè)器

地理探測(cè)器是探測(cè)空間分異性,以及揭示其背后驅(qū)動(dòng)力的一組統(tǒng)計(jì)學(xué)方法[30]?？梢栽趲缀鯚o(wú)假設(shè)條件的基礎(chǔ)上,通過(guò)空間異質(zhì)性定量探測(cè)各驅(qū)動(dòng)因子對(duì)某地理事物分布的解釋力大小(即q值)[31]。本文運(yùn)用地理探測(cè)器模型探測(cè)驅(qū)動(dòng)因素與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間的空間相關(guān)性,得到自變量X對(duì)Y值空間分異的決定力q的公式為[32]：

(4)

交互探測(cè)器用于評(píng)估兩兩因子共同作用時(shí)是否會(huì)增加或減弱對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分布的影響,生態(tài)探測(cè)器用于比較兩個(gè)因子對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分布的影響是否有顯著差異[30]。

3 結(jié)果分析

3.1 土地利用及動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空演變分析

3.1.1土地利用時(shí)空變化分析

樂山市土地利用以耕地和林地為主,二者和占比88%以上。林地、草地主要集中在西南部山地地區(qū),耕地大多分布在東北方向的平原丘陵地區(qū)(圖3)。從地類變化上來(lái)看(表1),西南方向山區(qū)林地大量減少,主要轉(zhuǎn)為耕地和草地,而河流兩岸平原地區(qū)建設(shè)用地顯著增加,來(lái)源主要為耕地。

圖3 2000—2015年樂山市土地利用分布Fig.3 Distribution of land use in Leshan City from 2000 to 2015

表1 2000—2015年樂山市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣/hm2

3.1.2生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)間動(dòng)態(tài)演變分析

由圖4、5、6顯示出2000—2015年研究區(qū)調(diào)節(jié)系數(shù)的時(shí)空變化,總體上2000—2015年間樂山市西南部山地的降水調(diào)節(jié)系數(shù)與NPP調(diào)節(jié)系數(shù)均有所下降,東北方向有所增加。土壤保持量調(diào)節(jié)系數(shù),相對(duì)比較穩(wěn)定,西南地區(qū)有少量減少。

圖4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基礎(chǔ)當(dāng)量NPP調(diào)節(jié)系數(shù)Fig.4 Net primary productivity adjustment coefficient of ecological service value

圖5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基礎(chǔ)當(dāng)量降水量調(diào)節(jié)系數(shù)Fig.5 Precipitation adjustment coefficient of ecosystem service value

圖6 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基礎(chǔ)當(dāng)量土壤保持量調(diào)節(jié)系數(shù)Fig.6 Soil conservation adjustment coefficient of ecosystem service value

由表2可知,2000—2015年樂山市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體呈波動(dòng)下降趨勢(shì),從397.42億元降至374.2億元,減少了23.22億元,其中2005—2010年有明顯上升,增加了16.31億元。

表2 2000—2015年樂山市各類土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算/108元

從土地利用類型來(lái)看(表2),樂山市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值主要來(lái)自林地,貢獻(xiàn)率達(dá)70%以上,其次是耕地和水域,分別占比14%左右和10%左右,草地和未利用地貢獻(xiàn)率較小。研究時(shí)段內(nèi),耕地、水域、未利用地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值持續(xù)上升,林地和草地價(jià)值波動(dòng)減少,特別是林地價(jià)值減少幅度大,從301.25億元下降至265.55億元,變化率為-11.85%。具體來(lái)看,2000—2005年,耕地、草地和水域的服務(wù)價(jià)值都呈增長(zhǎng)狀態(tài),草地的增長(zhǎng)率最高,而林地價(jià)值大量減少,減少了11.57億元。2005—2010年,整體較為穩(wěn)定,除草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值有少量減少外,各土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均呈上升狀態(tài),所以2010年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量回升。2010—2015年,僅耕地和水域少量增加,其他地類價(jià)值下降,林地、草地下降明顯,總體呈減少趨勢(shì)。

從各服務(wù)類型來(lái)看(表3),研究時(shí)段內(nèi),調(diào)節(jié)服務(wù)功能貢獻(xiàn)率最大,占研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的66.56%。二級(jí)功能中,水文調(diào)節(jié)功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最多,為115.52億元,占比30.87%,與研究區(qū)水系發(fā)達(dá)有關(guān)。其次是氣候調(diào)節(jié)和土壤保持,價(jià)值占比分別為20.28%和15.34%,氣體調(diào)節(jié)、生物多樣性、凈化環(huán)境的價(jià)值占比也都超過(guò)了5%。而水資源供給功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值一直為負(fù),與研究區(qū)耕地面積大關(guān)系密切。2000—2015年,樂山市的生態(tài)環(huán)境整體上是趨于惡化的,除生物多樣性、水文調(diào)節(jié)和食物生產(chǎn)價(jià)值有所增加之外,其余服務(wù)功能價(jià)值均呈減少趨勢(shì)。其中,氣體調(diào)節(jié)功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值明顯減少,減少了22.11億元,主要與林地面積和NPP調(diào)整系數(shù)的減少有關(guān)。而生物多樣性功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈上升趨勢(shì),增加了23.51億元,與沼澤地和水域的增加有關(guān)。

表3 2000—2015年樂山市各服務(wù)功能生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算/108元

3.1.3生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間動(dòng)態(tài)演變分析

通過(guò)研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值密度分布可以看出(圖7),樂山市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分異明顯,呈現(xiàn)西南高、東北低的態(tài)勢(shì),高值以西南山地及河流為中心,低值以東北平原丘陵為中心向外擴(kuò)展。該分布趨勢(shì)與土地利用分布基本吻合,結(jié)合高程圖分析,研究區(qū)西南部以山地為主,地勢(shì)高,人類活動(dòng)較少,土地利用以林地和草地為主,植被覆蓋率高,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較高。而東北部地勢(shì)相對(duì)平坦,人類活動(dòng)密集,以耕地和建設(shè)用地為主,植被覆蓋率低,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較低。而河流成為高值中心主要與水域的水文調(diào)節(jié)價(jià)值高有關(guān)。從行政區(qū)劃上看(表4),2000—2015年,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值高值中心位于峨邊彝族自治縣和馬邊彝族自治縣,最高分別為103.4億元和89.85億元,低值中心位于井研縣和五通橋區(qū)。

圖7 2000—2015年樂山市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值密度分布Fig.7 Distribution of ecosystem service value density in Leshan City from 2000 to 2015

表4 2000—2015年樂山市各區(qū)縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算/108元

將研究區(qū)相鄰兩期的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值密度相減得到2000—2015年樂山市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的動(dòng)態(tài)變化圖(圖8),由圖8可知,2000—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在研究區(qū)西南方向以減少為主,而東北方向多增加。其中位于東北方向的市中區(qū)、犍為縣、沙灣區(qū)、五通橋區(qū)受退耕還林還草工程的影響,NPP調(diào)整系數(shù)增加,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相應(yīng)增加。而西南方向的峨邊彝族自治縣、馬邊彝族自治縣、金口河區(qū)及峨眉山市的西部山區(qū),由于林地與草地的轉(zhuǎn)出與退化,NPP調(diào)整系數(shù)減少,加之降水調(diào)整系數(shù)下降導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少。東部河流周圍生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加最為突出,與降水調(diào)整系數(shù)增加,水域面積擴(kuò)大有關(guān)。

圖8 2000—2015年樂山市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化Fig.8 Spatial change of ecosystem services value in Leshan City from 2000 to 2015

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分布驅(qū)動(dòng)因子分析

從地理探測(cè)器模型的因子探測(cè)器結(jié)果表明(圖9),6項(xiàng)驅(qū)動(dòng)因子的平均決定力q值從大到小依次排序?yàn)闅鉁?高程>土壤類型>距公路的距離>距城鎮(zhèn)的距離>坡向。氣溫、高程和土壤類型決定力q值在0.07以上,為主要驅(qū)動(dòng)因素。距公路的距離和距城鎮(zhèn)的距離決定力q值在0.05—0.07之間,為次要驅(qū)動(dòng)因素。坡向決定力q值低于0.05,為其他驅(qū)動(dòng)因素,解釋力極小。由此表明對(duì)于樂山市來(lái)說(shuō),氣溫、高程和土壤類型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空分布作用最大。氣溫為植物生長(zhǎng)提供能量,在一定范圍內(nèi),氣溫升高,NPP值隨即增加,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值就越大,反之就越小。高程影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間分異,海拔較低的河流兩岸的平原地區(qū)及低矮丘陵地區(qū),方便農(nóng)業(yè)發(fā)展與城市開發(fā),生態(tài)用地破壞明顯,而海拔較高的西南山地,地勢(shì)陡峭,不利于人類活動(dòng)開發(fā),生態(tài)用地保留程度高,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值高。土壤類型方面,土壤類型為鐵鋁土與淋溶土的地區(qū)較利于植被生長(zhǎng),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較高。

圖9 2000—2015年驅(qū)動(dòng)力q值及變化Fig.9 2000—2015 driving force q value and changes

從驅(qū)動(dòng)力的演變來(lái)看(圖9),受主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)力解釋力太大的影響,其他六項(xiàng)驅(qū)動(dòng)因子的決定力在2000—2015年均處于下降狀態(tài)。2000—2005年,各因子決定力基本穩(wěn)定,變化量小。2005—2010年,除坡向與土壤類型較為穩(wěn)定外,其他幾項(xiàng)因子決定力出現(xiàn)小幅度的下降,減少約25%。2010—2015年,除坡向外均出現(xiàn)大幅度下降,距城鎮(zhèn)距離、氣溫與高程的決定力下降幅度最大,分別為68.11%、61.53%和59.05%。由圖9可以看出,各驅(qū)動(dòng)因子的決定力差距在逐漸縮小,15年間,高程和氣溫的決定力分別下降了0.071和0.077,而距公路和城鎮(zhèn)的距離兩個(gè)因子的決定力分別下降了0.052和0.056,自然驅(qū)動(dòng)因子的下降幅度大于社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子,說(shuō)明社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響力日益突出。

從生態(tài)探測(cè)器結(jié)果來(lái)看(表5),除坡向與氣溫、土壤類型、距公路的距離、距城鎮(zhèn)的距離之間存在著顯著性差異外,各因子與其它因子之間無(wú)顯著性差異。這與因子探測(cè)器結(jié)果相對(duì)應(yīng),進(jìn)一步證實(shí)高程、氣溫、土壤類型、距公路的距離、距城鎮(zhèn)的距離對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的分布存在一定影響,而坡向影響微弱。

表5 生態(tài)探測(cè)器與交互探測(cè)器結(jié)果

從交互探測(cè)器結(jié)果來(lái)看(表5),坡向與任意其他因子兩兩交互后的q值都大于各自單獨(dú)的q值,表現(xiàn)為非線性增強(qiáng),其他因子兩兩交互后大于兩者q值的最大值,呈現(xiàn)為雙因子增強(qiáng)。由此可知所有驅(qū)動(dòng)因子兩兩疊加之后都增強(qiáng)了對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分布的影響,尤其是坡向,雖然單個(gè)因子來(lái)看解釋力小,但與其它因子交互探測(cè)后解釋力都明顯增強(qiáng),說(shuō)明研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分布受到自然和社會(huì)因子的共同作用。

綜合來(lái)看,研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分布受到自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)各因子不同程度的共同影響。六項(xiàng)因子中氣溫、高程和土壤類型的決定力較大,表明自然因子較社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子對(duì)研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空分布影響更大,但二者的差距在逐漸縮小,社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的作用日漸明顯。

4 結(jié)論與討論

4.1 討論

本文以謝高地等的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量為基礎(chǔ),結(jié)合樂山市的NPP數(shù)據(jù)、降水量數(shù)據(jù)和土壤保持量數(shù)據(jù),對(duì)當(dāng)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正,與目前廣泛使用的靜態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法相比更具準(zhǔn)確性、空間性和全面性,計(jì)算結(jié)果可分析性更強(qiáng),得到樂山市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的整體波動(dòng)減少,空間上呈現(xiàn)西南高、東北低的時(shí)空分異特征,跟前人對(duì)同區(qū)域的研究結(jié)果基本一致[33—36]。

利用地理探測(cè)器模型,選取自然和社會(huì)驅(qū)動(dòng)因子,研究空間分異的驅(qū)動(dòng)機(jī)制,對(duì)近年來(lái)缺乏空間性的定性分析和回歸分析進(jìn)行補(bǔ)充,結(jié)果顯示自然因子的決定力仍處于主導(dǎo)位置,其中氣溫、高程、土壤類型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的分布影響明顯,與前人研究吻合[27—28]。但值得注意的是,社會(huì)因子的影響日漸突出,距公路和城鎮(zhèn)的距離反映出人類活動(dòng)包括城市化與農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)生態(tài)的影響,主要通過(guò)改變土地利用產(chǎn)生影響。通過(guò)本文可以了解研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境變化特征及驅(qū)動(dòng)機(jī)制,要重視人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)的影響,為區(qū)域的生態(tài)保護(hù)和區(qū)域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的建立提供參考。

需要指出的是,本文依據(jù)謝高地等[10]的研究進(jìn)行了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的計(jì)算與修正,所以在驅(qū)動(dòng)因子的選擇上,默認(rèn)土地利用、NPP、降水量和坡度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空分布有很大的決定力,為主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)力,未將此4項(xiàng)驅(qū)動(dòng)因子帶入模型,選擇了其他6項(xiàng)驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)入地理探測(cè)器模型進(jìn)行分析,這也是導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果q值整體較小的原因?；诒疚牡纳鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法,未來(lái)還應(yīng)進(jìn)一步計(jì)算岷江流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,探究流域的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制,為流域生態(tài)保護(hù)政策的制定提供參考依據(jù)。

4.2 結(jié)論

本文基于岷江中下游段樂山市2000年、2005年、2010年、2015年4期的土地利用數(shù)據(jù),運(yùn)用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)當(dāng)量法和地理探測(cè)器等方法,分析樂山市2000—2015年間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空演變特征及驅(qū)動(dòng)力,有以下結(jié)論：

(1)2000—2015年樂山市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體呈下降趨勢(shì),減少23.22億元,僅在2005—2010年有所上升,且各生態(tài)系統(tǒng)與各服務(wù)功能之間變化明顯不同。各土地利用類型中,林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占比最高,達(dá)70%以上,但大幅度減少,耕地和水域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值持續(xù)上升,林地和草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值波動(dòng)減少。各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中,水文調(diào)節(jié)功能價(jià)值最高,氣候調(diào)節(jié)與生物多樣性功能變化最大。

(2)2000—2015年樂山市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分異呈現(xiàn)西南高、東北低的態(tài)勢(shì),且各區(qū)域變化差異顯著。樂山市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值高值位于以峨邊彝族自治縣、馬邊彝族自治縣等為中心的西南山地及河流中,且呈減少趨勢(shì)。低值集中于五通橋區(qū)、市中區(qū)為代表的東北平原丘陵地帶,多呈增加態(tài)勢(shì)。

(3)各驅(qū)動(dòng)因子對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分異的決定力存在差異。除土地利用、NPP、降水量和坡度是主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)力之外,氣溫、高程和土壤類型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分布的決定力較大,說(shuō)明自然因子是主要驅(qū)動(dòng)因素,但從演變看社會(huì)因子作用日益明顯。