社會(huì)-生態(tài)耦合分析視角下普達(dá)措國家公園生物多樣性價(jià)值評(píng)估

潘健峰，馬月偉①，陳 艷，蔡思青，陳玉美 (.西南林業(yè)大學(xué)地理與生態(tài)旅游學(xué)院，云南 昆明 6504；.昆明理工大學(xué)外國語言文化學(xué)院，云南 昆明 6504)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類從自然界中獲得的直接與間接惠益，是衡量人類獲得福祉的關(guān)鍵途徑，包括供給服務(wù)、文化服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和支持服務(wù)[1-2]?！肚晟鷳B(tài)系統(tǒng)評(píng)估》指出，在全球氣候變暖和快速城市化的雙重驅(qū)動(dòng)下，生物資源過度開發(fā)，生態(tài)平衡受到擾亂，景觀斑塊片段化，生物多樣性以空前速度喪失，這引起了國際社會(huì)對(duì)生物多樣性保護(hù)的極大關(guān)注[1]。生物多樣性是衡量一個(gè)國家和區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要標(biāo)志，生物多樣性監(jiān)測是推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、貫徹習(xí)近平生態(tài)文明思想的重大舉措。目前，關(guān)于生物多樣性的評(píng)估方法及研究進(jìn)展主要包括替代指標(biāo)評(píng)估[3]、模型評(píng)估[4]和情景模擬分析[5]3個(gè)方面。此外，關(guān)于生物多樣性的評(píng)估內(nèi)容及研究進(jìn)展主要采用驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)(DPSIR)概念框架，按照其評(píng)估內(nèi)容的不同，可劃分為環(huán)境因子與群落結(jié)構(gòu)的關(guān)系研究[6]、基于微衛(wèi)星分子標(biāo)記技術(shù)的物種遺傳多樣性研究[7]、威脅因素對(duì)物種多樣性的影響研究[8]、生物多樣性維持與生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)的關(guān)系研究[9]。

可見，生態(tài)多樣性的評(píng)估方法及評(píng)估內(nèi)容僅僅涉及生物物理過程，難以將“人”這個(gè)因素納入生物多樣性評(píng)估框架中。但近20年出現(xiàn)了感知生物多樣性價(jià)值的概念，感知生物多樣性價(jià)值是一種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值(生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)文化服務(wù))指標(biāo)，反映了一個(gè)地區(qū)生物多樣性的重要程度，將其概念化為一種“分配”的社會(huì)價(jià)值[10-11]。社會(huì)價(jià)值由于自身的無形性及對(duì)受益人群主觀感知的依賴性，在研究中常被忽視且不易量化，最終難以被納入規(guī)劃和管理過程中[12]。然而，社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)耦合的理論框架提供了新穎的分析視角。社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)(social-ecological system，SES)將景觀概念化為一個(gè)復(fù)雜的開放適應(yīng)性系統(tǒng)，具有動(dòng)態(tài)性、多樣性和不可預(yù)期性的特征[13]。當(dāng)前，SES相關(guān)研究圍繞理論研究(恢復(fù)力[14]、脆弱性[15]、可持續(xù)性[16]、適應(yīng)性治理[17])、綜合建模(與系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[18]、生物經(jīng)濟(jì)模型[19]、仿真模型[20]、自主體模型[21]等方面結(jié)合)、與政策相結(jié)合(土地管理戰(zhàn)略[18]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同作用[22])等方面展開。然而，從耦合的SES角度來看，生物多樣性保護(hù)強(qiáng)調(diào)人類福祉取決于自然世界，人類行為也影響生物多樣性，故亟需開展“人與自然”的互饋機(jī)制及其耦合模擬研究[2]。事實(shí)上，生物多樣性保護(hù)已經(jīng)從物種保護(hù)或自然保護(hù)區(qū)轉(zhuǎn)移到“人與自然”框架中，這意味著在評(píng)估和決策中需強(qiáng)調(diào)不同利益相關(guān)者的知識(shí)體系在生物多樣性評(píng)估中的重要性，承認(rèn)非正式機(jī)構(gòu)及跨部門研究在保護(hù)生物多樣性方面的關(guān)鍵作用，并考慮多學(xué)科/跨學(xué)科方法融合的綜合研究[23]。因此，將生物多樣性評(píng)估與SES框架聯(lián)系起來，有望更好地理解兩者在不同時(shí)空尺度上的動(dòng)態(tài)、雙向互動(dòng)以及級(jí)聯(lián)框架，且更好地剖析導(dǎo)致生物多樣性喪失的原因。

為了應(yīng)對(duì)環(huán)境惡化和人口增長對(duì)生物多樣性造成的壓力，亟需基于社會(huì)-生態(tài)熱(暖/冷)點(diǎn)的監(jiān)測和分析。社會(huì)-生態(tài)熱點(diǎn)也被稱為耦合的社會(huì)-生態(tài)空間概念，是指社會(huì)價(jià)值高、生態(tài)價(jià)值也高的空間一致性區(qū)域[24]。社會(huì)-生態(tài)冷點(diǎn)則是社會(huì)價(jià)值低值區(qū)與生態(tài)價(jià)值低值區(qū)在空間上的重疊部分，而社會(huì)-生態(tài)暖點(diǎn)介于兩者之間。首先，社會(huì)-生態(tài)熱(暖/冷)點(diǎn)需依賴于感知社會(huì)價(jià)值和生態(tài)功能信息的輸入來確定具體的管理需求和目標(biāo)，并將人與自然之間的關(guān)系可視化，更好地讓土地規(guī)劃者和管理者了解管理策略之間的潛在協(xié)同效應(yīng)、權(quán)衡和沖突[25]。同時(shí)，該方法還用于確定系統(tǒng)中具有恢復(fù)力或脆弱性的組成部分，預(yù)測各種土地規(guī)劃帶來的結(jié)果，維持與增強(qiáng)系統(tǒng)恢復(fù)力，進(jìn)而構(gòu)建具有高適應(yīng)能力的土地管理體系[26]。鑒于此，該研究利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值(SolVES)模型和InVEST-生境質(zhì)量模型，以香格里拉普達(dá)措國家公園為研究區(qū)，并在耦合度/耦合協(xié)調(diào)度模型基礎(chǔ)上，結(jié)合熱點(diǎn)分析(Getis-OrdGi*)工具探討感知生物多樣性價(jià)值及生境質(zhì)量的空間異質(zhì)性，以展示社會(huì)-生態(tài)熱(暖/冷)點(diǎn)地圖，為我國國家公園布局優(yōu)化和保護(hù)管理提供參考，進(jìn)而提升區(qū)域生態(tài)環(huán)境治理成效，實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值與山水林田湖草沙一體化保護(hù)。

1 研究區(qū)概況

普達(dá)措國家公園是中國大陸第一個(gè)國家公園，面積約為60 210 hm2，位于滇西北香格里拉市境內(nèi)，距香格里拉縣城25 km，并且在“三江并流”世界自然遺產(chǎn)地和“三江并流”國家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi)(圖1)，地處青藏高原東南緣橫斷山脈的中西部，海拔多在3 000 m以上。普達(dá)措國家公園屬于典型的高原氣候區(qū)，春夏短，秋冬長，年平均氣溫為5.4 ℃，降水集中在6—9月。公園周邊涉及兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)5個(gè)村委會(huì)43個(gè)自然村6 600余人。區(qū)內(nèi)落茸上、中、下3個(gè)村子以及尼汝村有居民長期居住，除尼史村為彝族居住外大部分為藏族村落，以半農(nóng)半牧為主，經(jīng)濟(jì)來源以畜牧業(yè)為主或作為公園中社區(qū)就業(yè)人員，其他輔以夏季撿賣野生菌和旅游旺季時(shí)發(fā)放生態(tài)旅游補(bǔ)償金。此外，國家公園擁有物產(chǎn)豐富的濕地，匯聚了大量珍稀動(dòng)物和植物，如滇金絲猴(Rhinopithecusbieti)、赤麻鴨(Tadornaferruginea)、龍膽花(Gentianasino-ornata)和報(bào)春花(Primulamalacoides)等。碧塔海-屬都湖附近的森林里生長著云南紅豆杉(Taxusyunnanensis)、油麥吊云杉(Piceabrachytyla)等珍稀樹種，并且林中棲息著多種珍禽異獸，如貝母雞(Lophophoruslhuysii)、紅腳雞(Ithaginiscruentus)、云豹(Neofelisnebulosa)、猞猁(Lynxlynx)等野生動(dòng)物，物種多樣性豐富。區(qū)內(nèi)河流、湖泊、濕地、草甸、森林和高山構(gòu)成了復(fù)雜而多樣的景觀類型，景觀多樣性豐富。一些珍稀瀕危特有種〔如黑頸鶴(Grusnigricollis)〕是難得的種質(zhì)資源，體現(xiàn)了遺傳多樣性。

2 研究方法與數(shù)據(jù)獲取

2.1 研究方法

2.1.1SolVES 模型

SolVES(social values for ecosystem services)模型主要用于評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值[27]，由生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值模型、價(jià)值制圖模型和價(jià)值轉(zhuǎn)移制圖模型3個(gè)子模型組成。該文僅使用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值模型和價(jià)值制圖模型，且兩者需結(jié)合使用。通過問卷調(diào)查、訪談等方式，評(píng)估和量化美學(xué)、生物多樣性和休閑娛樂等社會(huì)價(jià)值，從而獲取不同利益相關(guān)者對(duì)社會(huì)價(jià)值的偏好及態(tài)度。該評(píng)估結(jié)果以1到10的價(jià)值指數(shù)表示(價(jià)值指數(shù)越大，表明社會(huì)價(jià)值越高)，并計(jì)算得到反映價(jià)值指數(shù)與環(huán)境變量之間關(guān)系的統(tǒng)計(jì)模型[27]。此外，將MaxEnt最大熵模型鑲嵌在SolVES模型中，使兩者一起運(yùn)行。MaxEnt模型用于擬合物種的地理分布，主要依賴于觀察到的植物或動(dòng)物物種存在的點(diǎn)數(shù)據(jù)[28]。該建模結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)易于評(píng)估及量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值的框架[29]。因此，在環(huán)境變量的約束下，MaxEnt模型可用于預(yù)測模擬社會(huì)價(jià)值點(diǎn)的空間分布，實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值的制圖。

2.1.2InVEST生境質(zhì)量模型

InVEST模型是集成評(píng)估生態(tài)服務(wù)功能及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值、支持生態(tài)系統(tǒng)管理和決策的一套模型系統(tǒng)。由于具有數(shù)據(jù)獲取難度低、空間可視化程度高、體系構(gòu)建較為完善等特點(diǎn)，InVEST模型得到廣泛應(yīng)用。其中的生境質(zhì)量模型以棲息地生境質(zhì)量作為生境類替代指標(biāo)用于評(píng)估生物多樣性維持能力，其結(jié)果用0～1的生境質(zhì)量指數(shù)來表征，該指數(shù)越高，表明生物多樣性維持能力就越強(qiáng)，計(jì)算公式為

(1)

式(1)中，Qxj為地類類型j中柵格x的生境質(zhì)量；Dxj為地類類型j中柵格x所受到的干擾程度，即生境退化程度；k為半飽和常數(shù)，其值通常取柵格單元大小尺度值的一半；Hj為地類類型j的生境適宜性；Z為常數(shù)，是模型固有的換算系數(shù)，取值為 2.5。

(2)

式(2)中，R為脅迫因子；y為脅迫因子r柵格圖層的柵格數(shù)；Yr為脅迫因子所占的柵格總數(shù)；ωr為脅迫因子r的權(quán)重，取值為0到1；ry為柵格y的脅迫因子值(0或1)；irxy為柵格y的脅迫因子r對(duì)地類柵格x的干擾程度；βx為柵格x的可達(dá)性水平，取值為0到1，1表示極容易到達(dá)；Sjr為地類類型j對(duì)脅迫因子r的敏感性，計(jì)算公式為

(3)

式(3)中，dxy為柵格x與柵格y之間的直線距離；drmax為脅迫因子r的最大影響距離。

2.1.3耦合度/耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合度借鑒于物理學(xué)的容量耦合，用于揭示兩個(gè)或多個(gè)以上系統(tǒng)間通過相互作用對(duì)彼此產(chǎn)生影響的現(xiàn)象和程度。筆者研究中，耦合度指普達(dá)措國家公園社會(huì)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)的耦合程度，分別用感知生物多樣性價(jià)值和生境質(zhì)量兩個(gè)指標(biāo)表征。耦合度反映了普達(dá)措國家公園社會(huì)與生態(tài)子系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系。然而，耦合度可用于定量分析子系統(tǒng)間相互作用的強(qiáng)度，但不能衡量系統(tǒng)的綜合發(fā)展秩序，難以預(yù)測整體功效和協(xié)同效應(yīng)。因此，需在耦合度模型基礎(chǔ)上，引入耦合協(xié)調(diào)度模型[30]。耦合度(C)和耦合協(xié)調(diào)度(D)均以0到1的數(shù)值表示，其中，耦合度和耦合協(xié)調(diào)度趨向1時(shí)，表示普達(dá)措國家公園感知生物多樣性價(jià)值與生境質(zhì)量間極度關(guān)聯(lián)，相互作用最大，反之亦然。然而，除了分析耦合度及耦和協(xié)調(diào)度的數(shù)值外，還需比較社會(huì)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展水平綜合評(píng)價(jià)指數(shù)(T)特征。若兩者差值較小，可視為兩者協(xié)同發(fā)展，反之，某一子系統(tǒng)受到另一子系統(tǒng)的影響，則出現(xiàn)滯后型耦合類型。

由于涉及的指標(biāo)較少，且感知生物多樣性價(jià)值(0～10)和生境質(zhì)量(0～1)兩個(gè)指標(biāo)的結(jié)果均以無量綱形式在空間上展示，只需將感知生物多樣性價(jià)值指數(shù)縮小10倍即可，無需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化或加權(quán)平均處理。另外，采用平均值作為社會(huì)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，感知生物多樣性價(jià)值指數(shù)平均值為0.214，而生境質(zhì)量指數(shù)平均值為0.712。耦合度/耦合協(xié)調(diào)度模型計(jì)算公式為

(4)

T=αf(a)+βf(b)，

(5)

(6)

式(4)～(6)中，C為系統(tǒng)耦合度；f(a)、f(b)分別為社會(huì)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；α、β分別為社會(huì)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的權(quán)重值，α、β均賦值為0.5，兩個(gè)子系統(tǒng)同等重要[30]；T為社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展水平綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；D為系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度。

結(jié)合前人研究成果[30]，考慮耦合度及耦合協(xié)調(diào)度與社會(huì)及生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)特征，對(duì)社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)類型進(jìn)行分類。C=0，耦合級(jí)別為極低水平；00.1，為生態(tài)滯后型。

2.1.4熱點(diǎn)分析

在獲得感知生物多樣性價(jià)值與生境質(zhì)量耦合關(guān)系的基礎(chǔ)上，對(duì)兩者進(jìn)行熱點(diǎn)分析。熱點(diǎn)分析可對(duì)數(shù)據(jù)集中的每一個(gè)要素計(jì)算 Getis-OrdGi*。通過統(tǒng)計(jì)得到的Z值和P值，可用于識(shí)別具有統(tǒng)計(jì)顯著性的熱點(diǎn)(高值)和冷點(diǎn)(低值)空間聚類。在熱點(diǎn)(高值)和冷點(diǎn)(低值)之間存在一個(gè)過渡區(qū)域——暖點(diǎn)(中值)。了解普達(dá)措國家公園感知生物多樣性價(jià)值和生境質(zhì)量熱(暖/冷)點(diǎn)區(qū)域可進(jìn)一步明晰兩者之間的空間規(guī)律，進(jìn)而為生態(tài)系統(tǒng)重點(diǎn)保護(hù)區(qū)劃提供參考。

鑒于普達(dá)措國家公園面積較小，若以行政村界線為評(píng)價(jià)單元，評(píng)價(jià)單元會(huì)極小，所輸出結(jié)果的準(zhǔn)確度難以保證，因此，選擇格網(wǎng)(單元格)作為評(píng)價(jià)單元。為了更好地分析探討每個(gè)單元格感知生物多樣性價(jià)值和生境質(zhì)量的數(shù)據(jù)差異性并構(gòu)建空間數(shù)據(jù)庫，利用ArcGIS工具中的空間分析功能，嘗試多個(gè)尺度格網(wǎng)，最后確定將研究區(qū)劃分為200 m×200 m的單元格，每個(gè)單元格面積為0.04 km2，研究區(qū)共計(jì)19 750個(gè)評(píng)價(jià)單元。

基于Getis-OrdGi*工具對(duì)感知生物多樣性和生境質(zhì)量進(jìn)行熱點(diǎn)分析，計(jì)算公式為

Gi*=

(7)

式(7)中，n為總單元數(shù)；ωi,j為單元i到單元j的距離，即空間權(quán)重；xj為單元j的屬性值。

Gi*統(tǒng)計(jì)意義可通過Z值和P值來檢驗(yàn)，以Z值和P值(P<0.1)為標(biāo)準(zhǔn)，提取感知生物多樣性和生境質(zhì)量的熱點(diǎn)、暖點(diǎn)和冷點(diǎn)：

(8)

2.2 數(shù)據(jù)獲取

2.2.1SolVES模型數(shù)據(jù)來源

參考SHERROUSE等[27]在美國圣伊莎貝爾派克國家森林公園研究案例中的調(diào)查問卷，同時(shí)根據(jù)SolVES模型的運(yùn)行要求，綜合考慮普達(dá)措國家公園內(nèi)部的景點(diǎn)分布以及自然環(huán)境特征，通過實(shí)地考察和預(yù)調(diào)研設(shè)計(jì)調(diào)查問卷(表1)。于2020年10月1日至7日和2021年5月1日至7日，調(diào)研團(tuán)隊(duì)在普達(dá)措國家公園、獨(dú)克宗古城以及納帕海自然保護(hù)區(qū)向公園內(nèi)部工作人員、當(dāng)?shù)鼐用?、外地游客等多類型人群隨機(jī)發(fā)放調(diào)查問卷，共發(fā)放問卷350份，其中回收問卷336份(回收率為96%)，有效利用問卷292份(有效率為83%)。問卷調(diào)查內(nèi)容包含3個(gè)部分：(1)受訪者人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征和社會(huì)屬性；(2)受訪者的體驗(yàn)特征及滿意度調(diào)查；(3)社會(huì)價(jià)值的分配及社會(huì)價(jià)值點(diǎn)的標(biāo)注。其中，第3部分是此問卷的核心部分。

表1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值類型及其定義

另一方面，SolVES模型還需要導(dǎo)入多個(gè)用于描述研究區(qū)自然環(huán)境的地理空間數(shù)據(jù)，以期更好地反映社會(huì)價(jià)值點(diǎn)與環(huán)境變量之間的空間關(guān)系。選取距道路距離(DTR)、距水體距離(DTW)、海拔(ELEV)和土地利用類型(LULC)4種環(huán)境變量表征普達(dá)措國家公園的地理環(huán)境條件?？臻g數(shù)據(jù)的類型、含義、來源和精度見表2。

表2 空間數(shù)據(jù)來源

2.2.2InVEST生境質(zhì)量模型數(shù)據(jù)來源

InVEST生境質(zhì)量模型所需的參數(shù)包括土地利用類型數(shù)據(jù)、威脅因子及其權(quán)重?cái)?shù)據(jù)、地類類型對(duì)威脅因子的敏感度數(shù)據(jù)。(1)土地利用類型數(shù)據(jù)與前文中SolVES模型所需數(shù)據(jù)相同；(2)威脅因子及其權(quán)重?cái)?shù)據(jù)：根據(jù)研究地的實(shí)際情況，選取耕地、農(nóng)村居民點(diǎn)、道路和裸巖石礫地等對(duì)地面景觀影響較大的自然或人為因素作為影響生境質(zhì)量的威脅因子(表2)，然后利用ArcGIS工具對(duì)各個(gè)威脅因子進(jìn)行提取處理。另外，查閱前人研究成果[4,31-32]，并參考InVEST模型用戶手冊(cè)中的案例與數(shù)據(jù)，對(duì)生境質(zhì)量威脅因子參數(shù)的設(shè)置見表3；(3)地類類型對(duì)威脅因子的敏感度數(shù)據(jù)：每一種土地利用類型對(duì)威脅因子的抗干擾能力存在差異性，因此具有不同的敏感度?；诰坝^生態(tài)學(xué)中生物多樣性保護(hù)的一般性原則，自然景觀對(duì)于威脅因子的敏感度最大，其次為半自然景觀，而人工景觀對(duì)威脅因子影響的敏感度較低或忽略不計(jì)。結(jié)合前人研究成果[4,31-32]，對(duì)脅迫因子敏感度的賦值見表4。

表3 生境質(zhì)量威脅因子及其權(quán)重

表4 不同土地利用類型的生境適宜性及其對(duì)脅迫因子的敏感性程度

3 結(jié)果與分析

3.1 SolVES模型輸出結(jié)果

通過Excel軟件對(duì)292份有效問卷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到受訪者人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征如下：(1)受訪者中男女比例大致相當(dāng)，女性是主要訪問對(duì)象，占53%。其中，20～30歲人群占比為38.3%，其次為30～40歲人群。這與調(diào)研時(shí)間特點(diǎn)有密切關(guān)系，表明受訪者具有年輕化、自發(fā)性等特征。(2)在教育程度方面，52.6%的受訪者具有專科以上學(xué)歷，說明受訪者受教育水平較高，能夠較為準(zhǔn)確地理解問卷內(nèi)容，減少主觀因素對(duì)評(píng)估結(jié)果造成的誤差。(3)在出行次數(shù)與季節(jié)方面，大多數(shù)人(46.2%)只到訪公園1～2次，17.8%的受訪者選擇與家人同行，29.1%的人選擇在春季前往公園，表明游客的出行活動(dòng)受到春季五花草甸的影響。(4)絕大多數(shù)調(diào)查對(duì)象對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施和旅游吸引力的總體滿意度較高。

SolVES模型將社會(huì)價(jià)值數(shù)值進(jìn)行歸一化處理，得出價(jià)值指數(shù)為8的感知生物多樣性價(jià)值空間分布圖(圖2)。

圖2 感知生物多樣性價(jià)值空間分布

由圖2可知，感知生物多樣性價(jià)值呈現(xiàn)“多核心、多條狀”空間格局。一方面，感知生物多樣性價(jià)值形成的“多核心”區(qū)域主要位于屬都湖風(fēng)景區(qū)、碧塔海自然保護(hù)區(qū)以及納波黑湖(納玻錯(cuò)納)周邊的濕地區(qū)。其中，碧塔海自然保護(hù)區(qū)國際重要濕地自然保護(hù)區(qū)的生物多樣性豐富。另一方面，感知生物多樣性價(jià)值表現(xiàn)出“多條狀” 空間格局，原因是彌里塘草甸、地基塘草甸、五花草甸、金子溝、崗擦壩、尼汝村、孜主、碧塔海神湖等代表性自然和人文景觀靠近道路、人行木棧道和生態(tài)小道。因此，利用MaxEnt模型預(yù)測感知生物多樣性價(jià)值時(shí)，將道路、人行木棧道、生態(tài)小道標(biāo)記為社會(huì)價(jià)值高值區(qū)，在公園西南區(qū)呈現(xiàn)“8”字型條狀高值區(qū)，在東北區(qū)是一個(gè)類似字母“A”的條狀高值區(qū)。最后，感知生物多樣性價(jià)值與各個(gè)環(huán)境變量之間的關(guān)系(圖3)如下：(1)在小于距離道路1 000 m范圍內(nèi)，感知生物多樣性價(jià)值大幅度波動(dòng)減小，在此范圍內(nèi)有多個(gè)位置被分配了較高價(jià)值，由于受到國家公園游覽路線的影響，受訪者對(duì)于通達(dá)性較好以及便于觀察的地點(diǎn)表現(xiàn)出更明顯的偏好；(2)距離水體越近的區(qū)域，其價(jià)值指數(shù)越大，這主要是由于碧塔海和屬都湖水中及屬都湖周邊森林棲息著大量動(dòng)植物所致；(3)感知生物多樣性價(jià)值與海拔呈正相關(guān)關(guān)系，即在海拔越高的區(qū)域，其價(jià)值指數(shù)就越高，尤其當(dāng)海拔超過3 600 m時(shí)，受訪者對(duì)國家公園中高海拔區(qū)域生物多樣性價(jià)值的認(rèn)可程度較高，此與高艷等[33]的研究結(jié)論一致；(4)感知生物多樣性價(jià)值在不同土地利用類型的波動(dòng)范圍不大，其中，在有林地的價(jià)值指數(shù)達(dá)到最大，在中覆蓋度草地的價(jià)值指數(shù)也較高，但在疏林地的價(jià)值指數(shù)較低。

圖3 感知生物多樣性價(jià)值與環(huán)境變量之間的關(guān)系

3.2 InVEST生境質(zhì)量模型輸出結(jié)果

基于InVEST生境質(zhì)量模塊得到普達(dá)措國家公園生境質(zhì)量空間分布狀況(圖4)，用0到1之間連續(xù)變化的生境質(zhì)量指數(shù)來表征，其值越接近1，表明生境質(zhì)量越好，生態(tài)系統(tǒng)提供給物種生存繁衍的潛力就越大。普達(dá)措國家公園生境質(zhì)量指數(shù)高達(dá)0.99，具有較高的生物多樣性維持能力。利用ArcGIS平臺(tái)上的相等間隔分類方法，將生境質(zhì)量指數(shù)計(jì)算結(jié)果劃分為 0～0.19、>0.19～0.39、>0.39～0.59、>0.59～0.79和>0.79～0.99這5個(gè)區(qū)間，分別對(duì)應(yīng)差、較差、一般、良好和優(yōu)5個(gè)級(jí)別，統(tǒng)計(jì)上述5個(gè)級(jí)別生境質(zhì)量比例分別為1.14%、10.54%、21.35%、30.67%和36.00%，生境質(zhì)量平均值為0.712。上述結(jié)果表明公園整體的生態(tài)保育工作較好，生態(tài)環(huán)境保護(hù)起到明顯作用。

從整體來看，一是生境質(zhì)量空間格局呈現(xiàn)“中部、中南部和東北部高而西部和東部低”；二是山區(qū)林地草地多為生境質(zhì)量高值區(qū)，河谷平壩地區(qū)多為生境質(zhì)量低值區(qū)。生境質(zhì)量的空間異質(zhì)性主要受到自然資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和政府政策因素的影響。首先，生境質(zhì)量良好及以上區(qū)域分布廣泛，其面積約占公園總面積的67%，主要分布于公園中部、中南部和東北部，這3者多為山區(qū)林地草地，地勢起伏大、植被覆蓋度相對(duì)較高且遠(yuǎn)離人類活動(dòng)密集區(qū)域，比較適合生物的生存與繁殖。此外，這3者還處于核心保護(hù)區(qū)，尤其是靠近碧塔海以及彌里塘亞高山牧場的中南部，近期因生態(tài)恢復(fù)等原因?qū)嵭腥€封閉，停止對(duì)外接待游客，生境得到有效保護(hù)，故成為生境質(zhì)量高值區(qū)。相比之下，生境質(zhì)量差及較差區(qū)域具有一定集聚性，集中在公園西部和東部。一方面，西部以屬都湖風(fēng)景區(qū)為生境質(zhì)量低值核心向四周擴(kuò)散，原因是此處作為公園內(nèi)部唯一對(duì)外開放的游覽景點(diǎn)，人類旅游活動(dòng)頻繁，周邊修建了道路、人行木棧道、生態(tài)小道，對(duì)生境質(zhì)量造成一定壓力。另一方面，公園東部生境質(zhì)量較差的原因是該地為河谷地帶，地勢較低，河網(wǎng)(尼汝河)較為密集，沿河網(wǎng)分布著較多的農(nóng)村居民點(diǎn)，人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)較為強(qiáng)烈，且有大量裸巖石礫地廣泛分布，故成為生境質(zhì)量低值區(qū)。而生境質(zhì)量一般的區(qū)域主要散布在生境質(zhì)量差及較差區(qū)域周邊，呈現(xiàn)出向生境質(zhì)量良好及以上區(qū)域靠攏的趨勢，屬于兩者的過渡帶，與耕地和道路分布具有較高的一致性，這與劉漢儀等[34]的研究結(jié)果相似。

圖4 生境質(zhì)量空間分布

3.3 耦合度/耦合協(xié)調(diào)度模型分析結(jié)果

借助耦合度/耦合協(xié)調(diào)度模型公式進(jìn)行計(jì)算，獲得社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)的耦合度(C=0.844)以及耦和協(xié)調(diào)度(D=0.624)。結(jié)合社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)類型可知，普達(dá)措國家國家公園感知生物多樣性與生境質(zhì)量屬于高水平耦合階段，表明兩個(gè)系統(tǒng)間相互作用較大，并趨于良性共振耦合。另外，由系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度可知，兩者僅處于良好協(xié)調(diào)的中級(jí)水平階段，說明感知生物多樣性與生境質(zhì)量現(xiàn)階段是相互促進(jìn)的，協(xié)同發(fā)展水平較高。由此，可對(duì)兩者作進(jìn)一步熱點(diǎn)分析和疊加分析，即空間耦合。此外，根據(jù)社會(huì)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)特征，該研究中社會(huì)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)差值為-0.498，屬于社會(huì)滯后型。由此可得普達(dá)措國家公園生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較高，突出了國家公園作為自然保護(hù)地的作用，但同時(shí)也反映了社會(huì)系統(tǒng)是制約感知生物多樣性價(jià)值與生境質(zhì)量耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的因素，這主要是因?yàn)楣珗@內(nèi)長期居民較少、實(shí)行門票管理制度、生態(tài)保育要求嚴(yán)格等因素導(dǎo)致公眾對(duì)社會(huì)價(jià)值(如感知生物多樣性價(jià)值)的感知重要性較低。

3.4 熱點(diǎn)分析結(jié)果

基于熱點(diǎn)分析(Getis-OrdGi*)工具，分別識(shí)別SolVES模型輸出的感知生物多樣性價(jià)值和InVEST模型輸出的生境質(zhì)量的熱(暖/冷)點(diǎn)區(qū)域，然后采用ArcGIS工具將兩者進(jìn)行空間疊加，得到普達(dá)措國家公園社會(huì)-生態(tài)熱(暖/冷)點(diǎn)圖，綜合評(píng)價(jià)公園內(nèi)部生物多樣性價(jià)值。

由圖5可知，社會(huì)-生態(tài)熱點(diǎn)區(qū)域面積僅占公園總面積的2.1%，主要位于公園西南部，形成“單條狀”分布特點(diǎn)，另有部分零星分布于東北部。西南部呈現(xiàn)“單條狀”社會(huì)-生態(tài)熱點(diǎn)空間格局，原因是該地靠近交通主干道，交通較為便利，且主干道兩旁是高覆蓋度的高山-亞高山草甸，故成為感知生物多樣性價(jià)值和生境質(zhì)量的熱點(diǎn)區(qū)域。

表內(nèi)數(shù)據(jù)為不同社會(huì)-生態(tài)類型區(qū)面積占公園總面積的比例。

其次，在東北部零星分布有社會(huì)-生態(tài)熱點(diǎn)區(qū)域，這是由于該地多為高山-亞高山寒溫性針葉原始森林，植被覆蓋面積大，故生境質(zhì)量高。另外一方面，公眾對(duì)生物多樣性價(jià)值感知程度較高的地區(qū)多數(shù)處于海拔高且地勢起伏大的山區(qū)，故成為感知生物多樣性價(jià)值高值區(qū)。相比之下，社會(huì)-生態(tài)冷點(diǎn)區(qū)域比較集中，主要位于公園東部，面積約占4%。該區(qū)處于尼汝河下游，河網(wǎng)較為密布，零星分布有幾個(gè)村莊，農(nóng)業(yè)活動(dòng)比較頻繁，導(dǎo)致該區(qū)生境質(zhì)量較低。此外，道路崎嶇，交通通達(dá)度低，公眾難以進(jìn)入當(dāng)?shù)?，?duì)當(dāng)?shù)厣锒鄻有詢r(jià)值的感知重要性偏低。因此，在公園東部形成了社會(huì)-生態(tài)冷點(diǎn)區(qū)域。最后，感知生物多樣性價(jià)值低、生境質(zhì)量高的地區(qū)以及感知生物多樣性高、生境質(zhì)量低的地區(qū)范圍較廣，零星遍布整個(gè)公園，占公園面積的22.7%，且兩類地區(qū)容易出現(xiàn)社會(huì)信息與生態(tài)信息不一致的狀況，這是感知生物多樣性價(jià)值和生境質(zhì)量的空間異質(zhì)性共同導(dǎo)致的。

4 討論

4.1 對(duì)國家公園規(guī)劃的啟示

結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值，從社會(huì)-生態(tài)耦合分析視角下評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及量化服務(wù)間的權(quán)衡與協(xié)同作用，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究和國家公園規(guī)劃管理具有理論與實(shí)踐意義。整體上，國家公園的社會(huì)系統(tǒng)滯后于生態(tài)系統(tǒng)，這意味著需要提高社會(huì)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。具體而言，堅(jiān)持以生態(tài)保護(hù)為主，以重點(diǎn)開發(fā)社會(huì)價(jià)值為輔，使生態(tài)環(huán)境與社會(huì)價(jià)值協(xié)調(diào)發(fā)展。國家公園的建立旨在保育、修復(fù)和整治生態(tài)環(huán)境，將建設(shè)生態(tài)文明納入國家戰(zhàn)略，建設(shè)美麗中國，促進(jìn)人與自然和諧共生。此外，降低公園門票價(jià)格，給公眾提供更多親近自然、了解自然的機(jī)會(huì)。與此同時(shí)，以保護(hù)前提下的適度開發(fā)為原則，重點(diǎn)開發(fā)以提供登山、徒步、野營等步行為主的游憩方式及其生態(tài)旅游產(chǎn)品，提高公園內(nèi)部的社會(huì)價(jià)值。

從局部角度來看，決策過程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間可視化信息的要求越來越高，社會(huì)-生態(tài)熱(暖/冷)點(diǎn)是提供此類信息的關(guān)鍵途經(jīng)?？偟膩碚f，社會(huì)-生態(tài)熱點(diǎn)區(qū)域主要分布在公園西南部，并有部分區(qū)域零星分布在東北部。其中，西南部屬于潛在的沖突區(qū)域(即感知生物多樣價(jià)值和生境質(zhì)量不兼容)。在后期進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的修建與維護(hù)時(shí)，應(yīng)完善生態(tài)廊道網(wǎng)絡(luò)，避免生境破碎化和阻斷生態(tài)連續(xù)性，保證對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響降至最小。而東北部是感知生物多樣性價(jià)值和生境質(zhì)量高度兼容的區(qū)域，既體現(xiàn)了社會(huì)價(jià)值的重要性，又突出了生態(tài)價(jià)值的必要性。該區(qū)土地覆被主要是有林地，以云杉、冷杉等喬木為主。一方面，建立核心保護(hù)區(qū)機(jī)制，禁止一切開發(fā)性活動(dòng)。另一方面，在后期生態(tài)保育工作中，繼續(xù)保育與維護(hù)天然林，實(shí)施與開展生態(tài)建設(shè)和植被恢復(fù)工程(如天保林工程、退牧還林還草工程)，加強(qiáng)研究區(qū)內(nèi)高山-亞高山寒溫性針葉樹種等的繁育工作，協(xié)調(diào)感知生物多樣性價(jià)值與生境質(zhì)量共同發(fā)展。相比之下，社會(huì)-生態(tài)冷點(diǎn)區(qū)域主要位于公園東部，即感知生物多樣性價(jià)值與生境質(zhì)量低值空間重疊區(qū)域。在今后的發(fā)展中，可適度開發(fā)或開采對(duì)當(dāng)?shù)赜欣淖匀缓腿宋馁Y源。例如，該地雖然處于尼汝河下游地區(qū)，但是也屬于洛吉河上段，可在不破壞生態(tài)環(huán)境的情況下，適當(dāng)修建小型水力發(fā)電站，為尼汝河下游居民提供基礎(chǔ)電力設(shè)施。

除此之外，在感知生物多樣性價(jià)值低、生境質(zhì)量高的地區(qū)，由于其出色的生態(tài)價(jià)值，后期保護(hù)中可將其列為生態(tài)功能區(qū)，歸于潛在保護(hù)區(qū)。另一方面，生態(tài)學(xué)家在以往制定生態(tài)環(huán)境政策時(shí)往往忽略一些無形的社會(huì)價(jià)值，如感知生物多樣性價(jià)值，今后應(yīng)聽取公眾意見并將其合理意見納入規(guī)劃和管理過程中，鼓勵(lì)公眾參與到自然保護(hù)及可持續(xù)土地利用規(guī)劃中，促進(jìn)公園的社會(huì)化治理。最后，在感知生物多樣性價(jià)值高、生境質(zhì)量低的地區(qū)，深挖國家公園生態(tài)價(jià)值，開展科普教育活動(dòng)，了解生態(tài)學(xué)的相關(guān)概念。另外，加強(qiáng)對(duì)公眾的生態(tài)教育，促進(jìn)區(qū)域生態(tài)功能與社會(huì)福祉的協(xié)同發(fā)展。公園內(nèi)部目前只有3個(gè)教學(xué)科研場所(尼汝藏族傳統(tǒng)文化生態(tài)保護(hù)傳習(xí)中心、國家公園游客中心和碧塔海生態(tài)圖書館)，可建立專門的國家公園生態(tài)博物館或設(shè)立專門的生態(tài)宣傳教育中心。

4.2 基于社會(huì)-生態(tài)耦合分析視角下的生物多樣性價(jià)值

實(shí)現(xiàn)生物多樣性保護(hù)目標(biāo)需要與社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致，并承認(rèn)人類社會(huì)是與生物物理生命支持系統(tǒng)高度相關(guān)的。在社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)框架下，人類福祉取決于生物多樣性，而生物多樣性保護(hù)受到人類行為和治理的影響。準(zhǔn)確地說，以一個(gè)完整的視角綜合評(píng)估生物多樣性價(jià)值，需重新構(gòu)建生物多樣性研究的理論框架(圖6)。

首先，基于社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)耦合的方法拓寬了生物多樣性保護(hù)的科學(xué)范圍。傳統(tǒng)的生物多樣性評(píng)估僅停留在生態(tài)或生態(tài)系統(tǒng)層面(即生物中心主義)，忽略了“人”在生物多樣性評(píng)估中的作用(即人類中心主義)[23]。在社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)范式中，如何實(shí)現(xiàn)兩者的有效結(jié)合，跨越人類中心主義和生物中心主義，以及實(shí)現(xiàn)從生物多樣性生態(tài)價(jià)值評(píng)估到社會(huì)-生態(tài)價(jià)值評(píng)估的轉(zhuǎn)變，這是亟需解決的問題。

圖6 生物多樣性與社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)集成的理論框架

其次，必須在不同利益相關(guān)者的知識(shí)系統(tǒng)之間建立協(xié)同作用，以便更好地制定保護(hù)生物多樣性的行動(dòng)方針?；趯＜抑R(shí)或科學(xué)知識(shí)的生物多樣性評(píng)估，容易忽略生物多樣性中的多元價(jià)值(包括美學(xué)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值、倫理價(jià)值)。通過整合與構(gòu)建不同利益相關(guān)者的知識(shí)體系及學(xué)術(shù)造詣或?qū)嵺`專長，并尋求構(gòu)建綜合知識(shí)系統(tǒng)的多種方式，將當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)知識(shí)與專家知識(shí)或科學(xué)知識(shí)相結(jié)合，才能有效解決生物多樣性保護(hù)問題并共同參與到支持環(huán)境決策中。

最后，多學(xué)科甚至跨學(xué)科方法融合的綜合研究是生物多樣性評(píng)估的重要方向。在社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)耦合視角下，以社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)為中心導(dǎo)向，綜合闡述生物多樣性成分及結(jié)構(gòu)間的互饋機(jī)制[23]。因此，生物多樣性研究的科學(xué)范式和實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，需要打破學(xué)科的壁壘，改變由單一學(xué)科為導(dǎo)向的傳統(tǒng)思維，重構(gòu)自然科學(xué)到社會(huì)科學(xué)的多學(xué)科/跨學(xué)科研究的橋梁[26]，為提升人類福祉和促進(jìn)政策制定提供新思路。

4.3 不足與局限性

結(jié)合SolVES模型和InVEST模型，運(yùn)用熱點(diǎn)分析方法，綜合評(píng)估了普達(dá)措國家公園的生物多樣性價(jià)值。該研究結(jié)果為土地利用、區(qū)域規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展提供了有價(jià)值的信息。然而，該文依然存在局限性。首先，雖然SolVES模型是量化和評(píng)估社會(huì)價(jià)值的重要工具，但無法用于評(píng)估感知生物多樣性價(jià)值多時(shí)間尺度的變化，未來的研究應(yīng)著眼于更長的時(shí)間跨度。通過基于時(shí)間尺度的情景模擬分析，能夠更好地揭示社會(huì)價(jià)值感知和偏好如何隨時(shí)間變化的空間信息。第二，InVEST生境質(zhì)量模型是用生境類替代指標(biāo)來評(píng)估生物多樣性價(jià)值，將生境質(zhì)量作為唯一的指代指標(biāo)不能完全反映生物多樣性的實(shí)際情況。后期可將多個(gè)指標(biāo)(如植被凈初級(jí)生產(chǎn)力、實(shí)地的物種數(shù)量)結(jié)合綜合評(píng)估研究區(qū)生物多樣性價(jià)值。第三，熱點(diǎn)分析方法分為專家定義法、分位數(shù)截止值法(例如，將前10%、20%或30%的值定義為熱點(diǎn)區(qū)域)和統(tǒng)計(jì)方法(如Getis OrdGi*統(tǒng)計(jì)或局部莫蘭指數(shù))3種。該研究采用Getis OrdGi*統(tǒng)計(jì)方法，今后的研究可運(yùn)用不同熱點(diǎn)分析方法來確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的熱點(diǎn)空間范圍及其連通性。最后，該研究僅評(píng)估和分析生物多樣性價(jià)值，展示了當(dāng)前感知生物多樣性價(jià)值高(低)值區(qū)、生境質(zhì)量高(低)值區(qū)的空間分布及其相關(guān)性。未來研究可重點(diǎn)評(píng)估其他社會(huì)價(jià)值(如美學(xué)價(jià)值、內(nèi)在價(jià)值、生命可持續(xù)價(jià)值)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)之間的權(quán)衡與協(xié)同作用。

5 結(jié)論

以普達(dá)措國家公園為例，采用SolVES模型分析其感知生物多樣性價(jià)值，采用InVEST模型評(píng)估其生境質(zhì)量，并構(gòu)建兩者的耦合協(xié)調(diào)度模型，結(jié)合熱點(diǎn)分析工具分析兩者的空間格局及熱點(diǎn)區(qū)域。其中，感知生物多樣性價(jià)值的價(jià)值指數(shù)為8，高值區(qū)集中在屬都湖風(fēng)景區(qū)、碧塔海自然保護(hù)區(qū)、納波黑湖(納玻錯(cuò)納)周邊風(fēng)景區(qū)以及公園內(nèi)部沿路景點(diǎn)，且高值區(qū)靠近水體或道路，位于有林地以及海拔超過3 600 m范圍內(nèi)；生境質(zhì)量區(qū)間為>0.79～0.99的區(qū)域面積占公園總面積的36%，且生境質(zhì)量平均值為0.712，說明公園整體的生態(tài)保育工作較好；感知生物多樣性價(jià)值與生境質(zhì)量間極度關(guān)聯(lián)，相互作用較大，屬于社會(huì)滯后型；社會(huì)-生態(tài)熱點(diǎn)區(qū)域面積僅占公園總面積的2.1%，主要位于公園西南部且有部分區(qū)域零星分布于東北部。相比之下，社會(huì)-生態(tài)冷點(diǎn)區(qū)域比較集中，主要位于公園東部，處于尼汝河下游。