基于LUCC的太行山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空特征分析

康園園,于淑會(huì),2,尚國(guó)琲,3,齊志國(guó),閆秋宇

1.河北地質(zhì)大學(xué) 河北省高校生態(tài)環(huán)境地質(zhì)應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心,河北 石家莊 050031; 2.中國(guó)科學(xué)院水利部 成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所,四川 成都 610041;3. 河北地質(zhì)大學(xué) 自然資源資產(chǎn)資本研究中心,河北 石家莊 050031

0 引言

太行山區(qū)是中國(guó)東部重要的地理分界線,為京津冀地區(qū)的重要生態(tài)屏障,對(duì)自然生態(tài)和社會(huì)生產(chǎn)做出了重大貢獻(xiàn),現(xiàn)在人們?cè)诶米匀粍?chuàng)造價(jià)值時(shí)往往忽略生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益及價(jià)值[1]。長(zhǎng)期過(guò)度利用開(kāi)發(fā)導(dǎo)致太行山區(qū)各種生態(tài)系統(tǒng)的破壞與受損,出現(xiàn)了生物資源減少、土壤污染嚴(yán)重[2]等問(wèn)題。將生態(tài)文明建設(shè)作為戰(zhàn)略國(guó)策的今天,將太行山區(qū)作為一種自然資源資產(chǎn)進(jìn)行管理是保證其生態(tài)地位并將經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益“兩手抓”的重要舉措,管理的基礎(chǔ)為自然資源的量化,而這需要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為支撐。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(Ecosystem Service)指形成及維持人類(lèi)賴以生存的自然生存條件和直接或間接為人類(lèi)提供的效益[3-5],包括供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù),其價(jià)值是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和自然資本用經(jīng)濟(jì)法則所做的估計(jì)[6],是可以描述、量化測(cè)度和估價(jià)的[7]。近年來(lái),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估主要從物質(zhì)量與價(jià)值量?jī)蓚€(gè)維度進(jìn)行。文章選取價(jià)值量評(píng)估法作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的測(cè)算方法,而在價(jià)值量評(píng)估法中,相較于功能價(jià)值法主觀性強(qiáng)、數(shù)據(jù)難獲得的缺點(diǎn),當(dāng)量因子法對(duì)于數(shù)據(jù)的需求較低且結(jié)果簡(jiǎn)單易懂,即通過(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[6],應(yīng)用更為廣泛。

土地利用/土地覆被變化(LUCC)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間存在相互關(guān)系[8],對(duì)各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型、面積以及空間分布格局的變化起著至關(guān)重要的作用[9],多位學(xué)者也對(duì)此做了研究[8,10-12]。文章立足河北太行山區(qū)縣域尺度,分析研究區(qū)的土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值特征,為合理開(kāi)發(fā)利用河北太行山區(qū),實(shí)現(xiàn)該區(qū)域“經(jīng)濟(jì)—生態(tài)”雙提升提供參考,也對(duì)未來(lái)生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的研究提供數(shù)據(jù)支撐。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

太行山脈位于我國(guó)東部,被稱為“天下之脊”。太行山脈地勢(shì)北高南低,山勢(shì)為東陡西緩。河北省太行山地區(qū)位于太行山東麓,自北向南順次為張家口市、保定市、石家莊市、邢臺(tái)市、邯鄲市,屬于半干旱半濕潤(rùn)的大陸性季風(fēng)氣候,天然降水少,年降水量為550～800mm。區(qū)內(nèi)森林覆蓋率低、植被稀少,土壤條件貧瘠,主要以褐土為主,類(lèi)型為壤土或沙壤土,水土流失嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境欠佳。

河北太行山縣域間經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡,生產(chǎn)總值(GDP)總體表現(xiàn)為南部高于北部,2000年河北太行山區(qū)各縣域經(jīng)濟(jì)水平差異不大,2018年,南部的鹿泉、武安、邯鄲市市轄區(qū)GDP持續(xù)增加并超過(guò)300億,其中邯鄲市總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高,武安和邯鄲市市轄區(qū)超過(guò)600億。可以看出石家莊和邯鄲兩市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為快速,在研究周期內(nèi)有了顯著增長(zhǎng),而河北太行山區(qū)的其他縣(市)域則保持平穩(wěn)增長(zhǎng),變化不顯著。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

文章所用遙感影像數(shù)據(jù)來(lái)自地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn)TM影像,空間分辨率為30m。根據(jù)我國(guó)的《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(2017)》和相關(guān)文獻(xiàn)[14],將河北太行山區(qū)土地利用現(xiàn)狀劃分為11種土地利用類(lèi)型,借助ERDAS IMAGINE 9.2與ArcGIS10.1軟件平臺(tái)對(duì)遙感影像進(jìn)行解譯,從而得到河北太行山區(qū)2000—2018年三期的土地利用情況,解譯成果及精度較為理想,kappa系數(shù)均大于0.80。

1.2.2 研究方法

(1)土地利用變化分析。土地利用動(dòng)態(tài)度是評(píng)價(jià)土地利用類(lèi)型數(shù)量變化、土地利用程度變化及土地利用變化區(qū)域差異的指標(biāo)[14],包括單一土地利用動(dòng)態(tài)度與綜合土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度兩個(gè)指標(biāo)。

單一土地利用動(dòng)態(tài)度K計(jì)算公式:

式中,Ua、Ub分別表示在時(shí)間a、b處某種土地利用類(lèi)型的面積,T為“a-b”時(shí)段。

綜合土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度公式:

式中,LUi監(jiān)測(cè)起始時(shí)第i類(lèi)土地利用類(lèi)型的面積; ΔLUi-j為監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)第i類(lèi)土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)為非i類(lèi)土地利用類(lèi)型面積的絕對(duì)值;當(dāng)T的時(shí)段設(shè)定為年時(shí),LC的值就是該研究區(qū)土地利用年變化率。

(2)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值測(cè)算。參考謝高地[15]與高會(huì)[13]的研究,利用當(dāng)量因子法對(duì)生態(tài)系統(tǒng)分服務(wù)價(jià)值進(jìn)行測(cè)算,測(cè)算過(guò)程如下:

①單位生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)量Ea。

式中,i為研究區(qū)內(nèi)第i種糧食作物的種類(lèi),mi為第i種糧食作物的種植面積(hm2),qi為i種糧食作物的單產(chǎn)(kg/hm2),pi為全國(guó)作物平均價(jià)格(元/kg),M為n種糧食作物的總面積(hm2)。

②單系統(tǒng)單類(lèi)功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值Eij。

表1 河北太行山區(qū)各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值修正系數(shù)Table 1 Correction coefficients for various ecosystem service values in the Taihang Mountains of Hebei

在當(dāng)量因子修訂的基礎(chǔ)上,單系統(tǒng)單類(lèi)功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值Eij計(jì)算公式如下:

式中,Eij為第j種生態(tài)系統(tǒng)第i類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值,eij為第j種生態(tài)系統(tǒng)第i類(lèi)生態(tài)服務(wù)功能的當(dāng)量因子,Ea為單位生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)量。

③生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值V。

式中,V為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值,Aj為j類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的面積,Eij為第j種生態(tài)系統(tǒng)第i類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值。

(3)區(qū)域差異性研究。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的差異性指數(shù)(R)是指生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化與土地利用面積變化之間的比率[16],可以反映區(qū)域之間的差異,公式如下:

式中,La、Lb分別指研究初期與研究末期的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,Ca、Cb分別指研究區(qū)整體初期與末期的各類(lèi)型用地面積。

2 結(jié)果與分析

2.1 河北太行山區(qū)土地利用變化特征

2.1.1 土地利用數(shù)量變化

從社會(huì)的角度看，書(shū)法休閑活動(dòng)有雅玩怡情功能，促進(jìn)和諧穩(wěn)定的功能。社會(huì)分工細(xì)化，日趨緊張忙碌，人們的休閑意愿日益強(qiáng)烈，通過(guò)書(shū)法作為休閑活動(dòng)的載體，在書(shū)法活動(dòng)中書(shū)寫(xiě)自我，雅玩怡情，在書(shū)法活動(dòng)中結(jié)識(shí)新朋友，使在緊張的工作中產(chǎn)生的一部分不良情緒通過(guò)一種書(shū)法休閑活動(dòng)得到很好釋放，去除疲勞，并以更飽滿的精神投入到工作學(xué)習(xí)中去。從整個(gè)社會(huì)的角度講，書(shū)法休閑活動(dòng)有利于促進(jìn)社會(huì)的和諧穩(wěn)定。

河北太行山區(qū)用地類(lèi)型以森林、草地、農(nóng)田為主,2018年三者分別占總面積的45%、23%及19%,超過(guò)總面積的87%,符合太行山區(qū)生態(tài)功能區(qū)的定位。各用地類(lèi)型面積從大到小依次為:喬木林地＞草地＞旱地＞灌木林地＞沙漠＞其他林地＞灘地＞水田＞水域＞裸土地(表2)。

表2 2000—2018年河北太行山區(qū)各土地利用類(lèi)型面積(km2)Table 2 Area of land use types in the Taihang Mountain of Hebei, 2000—2018

各用地類(lèi)型面積變化比較復(fù)雜,土地轉(zhuǎn)型的規(guī)律性雖不強(qiáng)但能看出呈此消彼長(zhǎng)的關(guān)系。由表3可知,旱地、喬木林地、灌木林地、水域等用地類(lèi)型在2000—2010年期間呈上升趨勢(shì)但在2010—2018年期間呈下降趨勢(shì),其他林地、草地、灘地、裸土地、沙漠則在2000—2010年呈下降趨勢(shì),但在2010—2018年呈上升趨勢(shì)?？傮w來(lái)看,河北太行山區(qū)土地利用綜合動(dòng)態(tài)度呈上升趨勢(shì),說(shuō)明在這18年間的土地利用越來(lái)越活躍,但整體變化幅度不大,18年間土地利用綜合動(dòng)態(tài)度變化僅為0.004。

表3 2000—2018年河北太行山區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)度Table 3 Dynamic attitudes towards land use in the Taihang Mountains of Hebei, 2000—2018

從單一地類(lèi)變化速度來(lái)看,2000—2018年期間變化速度最快的是裸土地,平均每年增加0.45%,說(shuō)明18年間土地開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度逐漸增強(qiáng);其次是水域與其他林地,年變化率分別為0.41%與0.05%,水域面積的大幅增加,有利于研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的增加,此變化趨勢(shì)值得保持;而喬木林地和灌木林地變化不顯著。

2.1.2 土地利用類(lèi)型空間分布特征分析

通過(guò)分析河北太行山區(qū)土地類(lèi)型的數(shù)量變化,可以看出不同用地類(lèi)型間此消彼長(zhǎng)的規(guī)律以及每年用地的側(cè)重點(diǎn),通過(guò)土地類(lèi)型分布格局則可以看出各用地類(lèi)型的位置特征(圖1)。

圖1 河北太行山區(qū)土地利用類(lèi)型分布示意圖Fig.1 The distribution of land use types in the Taihang Mountains of Hebei

河北太行山區(qū)主要被喬木林地、草地、旱地覆蓋,其中喬木林地的分布地區(qū)為河北太行山區(qū)的北部和西部的小部分,草地主要分布在區(qū)域的中部,旱地主要在河北太行山區(qū)的北部和東部連片分布,灌木林地主要零星分布在中北部的部分區(qū)域。該地區(qū)在18年間土地利用空間格局發(fā)生一定變化,其中旱地的變化最為顯著,2000—2010年期間旱地的分布在各地區(qū)均有零星增多,研究區(qū)東南部即邢臺(tái)與邯鄲地區(qū)分布更為集中,增加明顯,而在2010—2018年旱地在各個(gè)地區(qū)的面積均有不同程度的減少,林地的分布也有所增加,尤其在邢臺(tái)地區(qū),這與國(guó)家實(shí)施的退耕還林還草政策密不可分,有力地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化特征

2.2.1 單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服功能價(jià)值變化

就單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能而言,2000—2018年各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能年均價(jià)值均處于減少趨勢(shì),變化較大的為支持服務(wù),其中的營(yíng)養(yǎng)循環(huán)與土壤保持的價(jià)值變化率分別是-1.05%與0.92%,其次是調(diào)節(jié)服務(wù)的氣體調(diào)節(jié)功能(-0.48%)。氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境和維持生物多樣性等功能的價(jià)值變化緩慢,變化率均未達(dá)到0.2%。而分年度區(qū)間來(lái)看,氣體調(diào)節(jié)、土壤保持和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)這3個(gè)服務(wù)功能變幅較大,均呈現(xiàn)“倒V型”發(fā)展趨勢(shì),前10年年均增長(zhǎng)幅度超過(guò)3%,后8年年均減少幅度超過(guò)4%(表4)。

表4 2000—2018年河北太行山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值結(jié)構(gòu)變化Table 4 Changes in the value structure of ecosystem services in the Taihang Mountains of Hebei, 2000—2018

從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值構(gòu)成上分析,河北太行山區(qū)最突出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為調(diào)節(jié)服務(wù),其次為支持服務(wù)和文化服務(wù)。氣候調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)、土壤保持三個(gè)功能是河北太行山區(qū)最主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,在整個(gè)時(shí)期中這三者均占據(jù)了所有功能的15%以上,并且三者綜合超過(guò)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的60%,其中氣候調(diào)節(jié)與土壤保持服務(wù)功能的變化一致,呈先上升后下降趨勢(shì),這三種服務(wù)功能的變化主要跟耕地、林地與水體有關(guān),在研究期內(nèi)河北太行山區(qū)耕地面積變化較大,因此調(diào)節(jié)功能的變化與耕地的面積變化在趨勢(shì)走向上基本一致。

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值量變化

由圖2可知,森林和草地對(duì)于三期的生態(tài)子系統(tǒng)服務(wù)所占的價(jià)值比例最大,貢獻(xiàn)值最大。2000年、2010年與2018年森林與草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別占總價(jià)值的38%、37%、45%和23%、19%、23%,總和均超過(guò)50%。其中,森林生態(tài)系統(tǒng)三期平均占比高達(dá)40%;草地生態(tài)系統(tǒng)三期平均占比約為20%,二者對(duì)于生態(tài)發(fā)展意義重大。

圖2 河北太行山區(qū)各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化Fig.2 Changes in the value of ecosystem services in the Taihang Mountains of Hebei

森林和農(nóng)田系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值呈此消彼長(zhǎng)的關(guān)系,說(shuō)明研究時(shí)限內(nèi)這兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)之間可能存在大面積的相互轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。濕地和其他土地為區(qū)域生態(tài)帶來(lái)的效益微乎其微,其中濕地平均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值僅占到3%;水域也僅占到約8%;未利用地的貢獻(xiàn)幾乎為0,且3個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所帶來(lái)的服務(wù)價(jià)值在近20年并無(wú)顯著變化。

2.2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化分析

利用自然間斷點(diǎn)分級(jí)法可以將河北太行山區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分為7個(gè)級(jí)別,通過(guò)圖3與圖4可以看出河北太行山區(qū)28個(gè)縣(市)域的生態(tài)服務(wù)價(jià)值從北向南的服務(wù)價(jià)值大體成遞減趨勢(shì),且減少幅度依次為2010年＜2000年＜2018年。保定地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值高于張家口和石家莊,整體區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值依次為保定＞張家口＞石家莊＞邢臺(tái)＞邯鄲。3年總體服務(wù)價(jià)值最高為保定,分別為686.84億元、752.87億元與680.32億元,平均占研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總的33.3%。這主要受土地利用結(jié)構(gòu)影響,可以明顯看出區(qū)域生態(tài)服務(wù)總價(jià)值高的地區(qū),其森林和草地的面積也相對(duì)較大。因此,在滿足地區(qū)生產(chǎn)與生活基本需求的用地基礎(chǔ)上,加大其森林與草地面積是提高區(qū)域生態(tài)空間與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的有效手段。

圖3 河北太行山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分布示意圖Fig.3 The distribution of ecosystem service values in the Taihang Mountains of Hebei

圖4 河北太行山區(qū)各市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量變化圖Fig.4 Changes in the total value of ecosystem services by city in the Taihang Mountains of Hebei

2.2.4 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的差異分析

為進(jìn)一步分析研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ESV)的變化,引入?yún)^(qū)域差異性指數(shù)來(lái)探討河北太行山區(qū)28個(gè)縣域的具體情況(圖5)。當(dāng)差異性指數(shù)|R|≥1時(shí),縣域ESV較全局ESV的變化幅度更大,若R＞1,代表縣域與研究區(qū)整體變化方向一致;若R＜1,代表縣域與研究區(qū)整體變化方向相悖。當(dāng)差異性指數(shù)0＜|R|＜1時(shí),縣域ESV較全局ESV的變化幅度更小,若0＜R＜1,代表縣域與研究區(qū)整體變化方向一致,若-1＜R＜0,代表縣域與研究區(qū)整體變化方向相悖。分析結(jié)果可知:2000—2010年研究區(qū)的相對(duì)變化率較2010—2018年期跨度更大,依照兩期差異性指數(shù)數(shù)據(jù)將縣域分為3種類(lèi)型:“復(fù)雜極不穩(wěn)定區(qū)”表現(xiàn)為在兩期中差異性指數(shù)均大于1的地區(qū),涉及邯鄲市區(qū)、涉縣等6個(gè)縣,主要分布在研究區(qū)北部和南部,前10年區(qū)域整體ESV呈現(xiàn)上升趨勢(shì)時(shí)以上縣域ESV的增長(zhǎng)更為顯著,對(duì)研究區(qū)整體的發(fā)展起到了推動(dòng)作用,但需要注意的是后8年區(qū)域整體ESV呈現(xiàn)下降趨勢(shì)時(shí),以上縣域ESV的減少幅度也更大; “相對(duì)穩(wěn)定區(qū)”表現(xiàn)為兩期差異性指數(shù)均處于-1到1范圍內(nèi)的地區(qū),涉及陽(yáng)原、靈壽等19個(gè)縣,主要分布在研究區(qū)北部和中部,其ESV的變化幅度小于研究區(qū)整體,處于相對(duì)穩(wěn)定的水平;“負(fù)向極不穩(wěn)定區(qū)”表現(xiàn)為兩期中至少一期的差異性指數(shù)大于1,且18年中發(fā)生了ESV發(fā)展方向由與研究區(qū)整體相悖到相符的轉(zhuǎn)變,涉及順平、滿城與邢臺(tái)市區(qū),分布在研究區(qū)北部和南部,由于研究區(qū)整體ESV在第一期呈現(xiàn)上升趨勢(shì)而在第二期呈現(xiàn)下降趨勢(shì),所以這3個(gè)縣域的ESV在18年間一直處于下降趨勢(shì),應(yīng)具體縣域具體分析,深入探究其原因、尋求改善?？傮w來(lái)看,研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值隨時(shí)間趨于穩(wěn)定,處于一個(gè)相對(duì)較好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

圖5 2000—2018年河北太行山區(qū)各縣域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值差異性Fig.5 Variability in ecosystem service values by county in the Taihang Mountains of Hebei, 2000—2018

3 討論與結(jié)論

3.1 土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的影響分析

綜上分析,對(duì)河北太行山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的數(shù)量變化、空間分布特征及區(qū)域差異性有了較為系統(tǒng)的了解,推進(jìn)以上變量向好的方向發(fā)展的首要工作即為確定影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的主要因素。而土地利用方式及其規(guī)模是影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的直接因素。因此,為定量化分析土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響,以2000—2010年、2010—2018年兩期土地利用類(lèi)型面積變化量(自變量)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化量(因變量)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),利用SPSS 26軟件進(jìn)行線性回歸分析,探討兩者之間的相關(guān)程度及影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的主要用地類(lèi)型及其貢獻(xiàn)權(quán)重,由此可以通過(guò)優(yōu)化土地布局來(lái)提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。

在線性回歸模型中,當(dāng)顯著性P＞0.05時(shí),變量無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,應(yīng)刪除對(duì)應(yīng)變量;當(dāng)顯著性P＜0.05時(shí),變量具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,應(yīng)保留。因此,可知2000—2010年期間,影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的主要用地類(lèi)型為旱地、喬木林地、灌木林地、草地、灘地、水域與裸土地(表5),其線性方程為:

表5 2000—2010年回歸分析數(shù)據(jù)表Table 5 Regression analysis data table for 2000—2010

式中,Y1:生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(元);X1:旱地變化量;X2:喬木林地變化量;X3:灌木林地變化量;X4:草地變化量;X5:灘地變化量;X6:水域變化量;X7:裸土地變化量。

2010—2018年期間,影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的主要用地類(lèi)型為旱地、喬木林地、草地、灘地與水域(表6),其線性方程為:

表6 2010—2018年回歸分析數(shù)據(jù)表Table 6 Regression analysis data table for 2010—2018

式中,Y2:生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(元);X1:旱地變化量;X2:喬木林地變化量;X3:草地變化量;X4:灘地變化量;X5:水域變化量。

通過(guò)兩期數(shù)據(jù)分析,可以看出影響河北太行山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的主要用地類(lèi)型為旱地、喬木林地、草地、灘地與水域,除草地外的其他4種用地類(lèi)型均為正向指標(biāo),其面積的增加會(huì)提升研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,在合理范圍內(nèi)應(yīng)按規(guī)劃適當(dāng)增加其面積。草地影響相對(duì)復(fù)雜,在第一期為正向影響,第二期則為負(fù)向影響且貢獻(xiàn)值最大。因此,草地面積的確定是通過(guò)優(yōu)化土地利用類(lèi)型來(lái)提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的關(guān)鍵,并不能通過(guò)單方面的增加或減少該土地利用類(lèi)型改善生態(tài)環(huán)境,在土地利用規(guī)劃涉及草地時(shí),應(yīng)進(jìn)行更為全面的實(shí)地調(diào)研從而確定調(diào)整。

3.2 結(jié)論

(1)河北太行山區(qū)的土地利用類(lèi)型主要以森林、草地和農(nóng)田為主,在研究期內(nèi)土地利用類(lèi)型發(fā)生一定變化,旱地變化最為顯著,土地利用動(dòng)態(tài)度有所上升。

(2)河北太行山區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中森林和草地貢獻(xiàn)最大,從北向南的服務(wù)價(jià)值大體成遞減趨勢(shì),減少幅度依次為2010年＜2000年＜2018年;從縣域角度來(lái)看,懷來(lái)縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的比例最大,18個(gè)縣域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)展都對(duì)研究區(qū)整體起著推動(dòng)作用。

(3)河北太行山區(qū)最突出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為調(diào)節(jié)服務(wù),就單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值而言,2000—2018年年均各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值均處于減少趨勢(shì),有待改善。

(4)按照區(qū)域差異性指數(shù)可將研究區(qū)分為3種類(lèi)型:“復(fù)雜不穩(wěn)定區(qū)”共涉及6個(gè)縣域,ESV變化幅度較大,極不穩(wěn)定; “相對(duì)穩(wěn)定區(qū)”共涉及19個(gè)縣域,ESV變化幅度小,處于穩(wěn)定狀態(tài);“負(fù)向不穩(wěn)定區(qū)”共涉及3個(gè)縣域,ESV一直處于下降趨勢(shì),需具體縣域具體分析,尋求解決途徑。

(5)旱地、喬木林地、灘地與水域均為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的主要正向影響因素,適當(dāng)增加其面積能夠推動(dòng)該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的提升,而對(duì)于草地這一土地利用類(lèi)型則應(yīng)進(jìn)行更為深入的調(diào)查研究,才能使其推動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)向好發(fā)展。