遼寧太子河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡/協(xié)同關(guān)系時空變化與情景預(yù)測

王 耕,馮 妍

遼寧師范大學地理科學學院,大連 116029

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),是指生態(tài)系統(tǒng)為人類生產(chǎn)生活所提供的環(huán)境條件和物質(zhì)產(chǎn)品的統(tǒng)稱[1],包括直接價值和間接價值,Costanza認為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不僅具有環(huán)境效益還具有經(jīng)濟效益,并提出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟價值評估[2],國內(nèi)學者在其基礎(chǔ)上結(jié)合國情制作了中國的當量因子表[3-4]并開展了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值核算[5]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)并不是孤立的,而是存在著此增彼減的權(quán)衡狀態(tài)[6]或同增同減的協(xié)同狀態(tài)[7]。這種權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系受多因素的影響:土地利用類型是影響因素之一[8],研究發(fā)現(xiàn)林地具有更高的增匯、調(diào)蓄水源、保持水土能力[9];張琨等[10]對黃土高原植被覆蓋度與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)關(guān)系的研究得出植被覆蓋與固碳服務(wù)的相關(guān)性最強,與水土保持功能的相關(guān)性其次。此外,研究尺度的劃分是另一影響因素,Qiao等[11]通過對中國太湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時空變化得出結(jié)論時間序列和像元大小的劃分會影響權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系,這也使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間關(guān)聯(lián)分析結(jié)果也存在多樣化[12]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究廣泛使用空間分析法[13-15]、情景模擬法[16-17]和制圖綜合法[18-19]等方法;研究內(nèi)容上包括生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時空分布[20-21]、多尺度效應(yīng)的綜合分析[22-24]以及驅(qū)動機制[25-26]等。近年來流域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡協(xié)同研究中已經(jīng)關(guān)注到時空格局的演變[27-29],但具有重工業(yè)背景的小流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系的研究較少,相關(guān)研究存在研究方法單一、時間序列較短等不足。

太子河作為遼河的支流之一,流經(jīng)沈陽、鞍山、本溪等中部城市群主要城市,是遼寧省的生態(tài)廊道,也是構(gòu)建東北地區(qū)生態(tài)安全戰(zhàn)略的重點。流域內(nèi)地勢東高西低,東部林業(yè)資源豐富,西部平原以農(nóng)業(yè)為主,是遼寧重要的商品糧基地[30],耕地及建設(shè)用地集中分布在流域西部。由于沿岸城市多以煤炭、鋼鐵、化工等重工業(yè)為主,使得該區(qū)環(huán)境污染嚴重,水域安全遭到破壞,生態(tài)環(huán)境問題突出,同時城市化快速擴張,加重了人地關(guān)系矛盾,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給失衡,出現(xiàn)了空氣污染、水土流失以及環(huán)境惡化等問題?！笆濉睍r期在遼河流域水專項中,針對太子河流域提出堅持問題導(dǎo)向,構(gòu)筑水生態(tài)安全格局的目標[31];2019年,國家提出“支持東北地區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)”試點工程[32],太子河流域作為“渾太水系修復(fù)工程”中的組成部分,區(qū)域生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展受到重視。因此,研究流域水土保持、固碳和生境質(zhì)量三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對促進太子河流域社會-生態(tài)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

從流域生態(tài)系統(tǒng)的整體性和綜合性視角分析流域生態(tài)服務(wù)功能的協(xié)同關(guān)系變化,有助于甄別整個流域發(fā)展的生態(tài)沖突,精準權(quán)衡生態(tài)服務(wù)關(guān)系,從而有針對性地提出流域可持續(xù)發(fā)展的相應(yīng)空間對策。鑒于此,本文以太子河流域作為研究對象,以碳儲量、生境質(zhì)量和土壤保持三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為基礎(chǔ),借助InVEST模型、ArcGIS、RStudio等工具,對其時空變化進行分析,探究各服務(wù)間權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系,并對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的冷熱點進行分析,同時對2030年的土地利用變化情景進行模擬預(yù)測,以期促進區(qū)域多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總體效益最優(yōu)化,為流域生態(tài)文明建設(shè)和構(gòu)建生態(tài)安全格局提供決策參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

太子河流域位于122°26′E-124°53′E,40°29′N-41°32′N,處于遼寧省東部(圖1),河流長約413km,流域面積13883km2,河流落差超過450m,流量較大。河流發(fā)源于撫順市,上游流經(jīng)低山丘陵區(qū),下游經(jīng)營口市注入渤海灣,形成遼河沖積平原;屬溫帶季風氣候,降水集中在6-9月。太子河是遼寧省的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地,人口稠密,工業(yè)發(fā)展和生活用水量大的共同作用下,導(dǎo)致該地缺水嚴重。

圖1 研究區(qū)概況Fig.1 Study area

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本文所使用的數(shù)據(jù)包括(1)土壤屬性數(shù)據(jù):來源于世界土壤數(shù)據(jù)庫(HWSD),數(shù)據(jù)類型包括流域內(nèi)土壤類型分布、砂粒、粘粒、粉粒占比以及土壤有機碳含量等,分辨率為1km,(http://www.fao.org/soils-portal/so)。(2)土地利用數(shù)據(jù):來源于Global Land30網(wǎng)站,檢驗精度達到82%以上,空間分辨率為30m,在ArcGIS中經(jīng)過重分類,分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地六類;(3)氣象數(shù)據(jù):共獲取研究區(qū)及周邊共18個氣象站的降水數(shù)據(jù),其中2000、2010年數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/),2020年降水數(shù)據(jù)來源于各地氣象站,在ArcGIS中進行克里金插值后使用;(4)DEM數(shù)據(jù):來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/),下載后在ArcGIS中經(jīng)過拼接、裁剪、填洼等處理,分辨率為30m。

2 研究方法

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估方法

本文借助InVEST模型和ArcGIS定量評估研究區(qū)固碳、土壤保持和生境質(zhì)量3種服務(wù)的時空格局。模型所需參數(shù)及計算過程如表1所示。

表1 模型所需參數(shù)及計算方法Table 1 Required parameters of model and calculation method

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系分析方法

本文采用了Pearson相關(guān)分析法,對太子河流域三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的相關(guān)關(guān)系進行量化,以分析兩變量間相關(guān)程度,其計算公式如下:

式中,X、Y為兩個變量,n為變量取值的個數(shù)。當pXY=0時,X和Y不具有線性相關(guān)的關(guān)系;當pXY>0,即兩種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的相關(guān)系數(shù)為正,且通過顯著性檢驗(P<0.01)時,則認為兩者之間是協(xié)同關(guān)系;反之為權(quán)衡關(guān)系[43],且pXY越接近±1時,相關(guān)性越高。

不同樣點尺度的相關(guān)性研究中,本文通過ArcGIS中的創(chuàng)建漁網(wǎng)工具創(chuàng)建隨機點,分別按照100m、1km、5km、7km、10km五種尺度設(shè)置取樣點,利用RStudio中Corrgram包進行計算并將結(jié)果可視化,探討每種尺度下的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系。

本研究借助南丁格爾玫瑰圖表達不同用地類型上三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的差異,首先在ArcGIS中按照用地類型進行分類,并對各地類上的3種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進行統(tǒng)計,得到每種地類上各服務(wù)對應(yīng)的均值,通過Z-Score標準化進行去量綱處理[12],將處理后的結(jié)果在RStudio中通過ggplot2包制作不同地類中三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的南丁格爾玫瑰圖。

對太子河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的冷熱點分析,本文首先求得每年內(nèi)3種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的均值,然后將大于當年平均值的地區(qū),視為此服務(wù)的熱點區(qū)[44],能提供2種服務(wù)類型的視為次熱點區(qū),依次類推并進行熱點區(qū)制圖。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡/協(xié)同情景預(yù)測

本文基于IDRISI軟件進一步對太子河流域2030年的土地利用變化進行預(yù)測,過程如下:①在Markov模塊以2010-2020年土地利用柵格數(shù)據(jù)為初始數(shù)據(jù),得到轉(zhuǎn)移概率矩陣和轉(zhuǎn)移面積矩陣;②通過多標準評價模塊(MCE)建立適宜性規(guī)則,生成適宜性圖集[45]并分別設(shè)置約束條件,在開發(fā)情景下,設(shè)置公路,鐵路等為驅(qū)動因子,大力促進城市發(fā)展;保護情景下,限制林地、草地的開發(fā),加強對水域、湖泊等的保護;計劃情景下,不進行人為干預(yù),假設(shè)未來十年仍按照現(xiàn)在的方式發(fā)展;③構(gòu)造CA濾波器,本文選取5×5的元胞矩陣;④以2010年為起始時刻,以10a為周期,模擬2020年土地利用空間分布狀況,并進行模型的精度檢驗,檢驗結(jié)果Kappa系數(shù)為0.794,符合精度要求。⑤最后以2020年為起始時刻,選擇適宜性圖集,以10a為周期迭代,對2030年的土地利用狀況進行預(yù)測。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時空變化特征

2000-2020年各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布如圖2所示,從圖中可知,太子河流域近20年的碳儲量變化不大,2000、2010、2020的碳儲量分別為23.35×104t/hm2、23.35×104t/hm2、23.90×104t/hm2,碳儲量空間分布格局變化較小,高值區(qū)主要在東部,用地類型以林地為主;低值區(qū)分布在西部,以耕地為主,建設(shè)用地區(qū)的碳儲量最低,但2020年建設(shè)用地區(qū)的碳儲量略有增加。2000年到2020年流域內(nèi)生境質(zhì)量平均值分別為0.661、0.652、0.626,數(shù)值越小表明生境質(zhì)量越差,因此流域內(nèi)總體生境質(zhì)量有所下降,高值區(qū)主要分布在流域東部,呈現(xiàn)東高西低的分布態(tài)勢,水域附近的生境質(zhì)量多年內(nèi)均較好。流域內(nèi)土壤保持的變化沒有特殊規(guī)律,上游地區(qū)的土壤保持量多,下游地區(qū)少;水土保持總量分別為3.44×108t、25.8×108t、11.62×108t,多年平均土壤保持量為377.82t/hm2,在2010年水土保持量增加明顯,這可能是由2010年比2000、2020年降水量多,降水對流域的侵蝕強造成的;到了2020年土壤保持量有所下降,西部地區(qū)處于多年穩(wěn)定狀態(tài),總體變化幅度不大。

圖2 2000-2020年太子河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布Fig.2 Spatial distribution of ecosystem services in the Taizi River Basin from 2000 to 2020

圖3表示流域內(nèi)三種生態(tài)服務(wù)功能從2000年到2010年和從2010年到2020年每十年間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的變化量,從圖3中可以看出,2000年到2010年,流域內(nèi)碳儲量呈增加趨勢,碳儲量的虧損區(qū)零星出現(xiàn)在北部、中部城鎮(zhèn)地區(qū);在2010-2020年十年間,流域內(nèi)碳儲量呈虧損狀態(tài)。從2000年到2010年,流域內(nèi)生境質(zhì)量處于西部、東部增益,中部建設(shè)用地區(qū)損失狀態(tài),但是在2010-2020年間,生境質(zhì)量總體變化不大,處于相對穩(wěn)定的狀態(tài),部分建設(shè)用地區(qū)生境質(zhì)量有所增益。2000年到2010年,土壤保持處于虧損狀態(tài),僅有東南部少部分地區(qū)有所增益,但在2010年至2020年,流域內(nèi)絕大部分地區(qū)均為增益狀態(tài)。

圖3 2000-2020年每10年間太子河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化量Fig.3 Changes of ecosystem services in the Taizi River Basin from 2000 to 2020

3.2 基于樣點尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡/協(xié)同時空變化

圖4的餅狀圖填充范圍和顏色代表相關(guān)系數(shù)大小,填充范圍越大,顏色越深,相關(guān)系數(shù)越高。流域內(nèi)三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)均通過了0.01的顯著性檢驗,在不同的樣點尺度上,除在2010年100m尺度上,碳儲量和生境質(zhì)量以及生境質(zhì)量和土壤保持之間出現(xiàn)微弱的負相關(guān)關(guān)系外,其余樣點尺度下三者之間均為正相關(guān)關(guān)系,即協(xié)同關(guān)系;從尺度上來看,隨著樣點間隔的增大,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)兩兩之間的相關(guān)性不斷增強。2000年和2010年中,生境質(zhì)量和碳儲量在不同尺度上的相關(guān)系數(shù)均大于0.9,說明兩者存在顯著正相關(guān)性,生境質(zhì)量高值區(qū)和碳儲量高值區(qū)高度吻合,這是因為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的固碳能力通常由植被初級生產(chǎn)力、枯落物等決定,植被茂密的地區(qū)碳儲量相對高,而植被覆蓋度高的地區(qū)通常情況下其生境質(zhì)量也相對較好;碳儲量和土壤保持,生境質(zhì)量和土壤保持之間雖通過了顯著性檢驗,但是在100m、1km、5km等尺度上相關(guān)系數(shù)較低,顯著性較弱。總體而言,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的關(guān)系是由其相互作用引起的,比如土壤保持能力由降水、植被覆蓋以及坡度等共同作用,在坡度一定、降水均勻的年份,植被覆蓋對土壤保持的作用更為明顯,而植被覆蓋度高的地區(qū)相應(yīng)的生境質(zhì)量也會有所提高,所以兩者之間出現(xiàn)協(xié)同關(guān)系。

圖4 2000-2020年太子河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)關(guān)系時空變化Fig.4 Spatial-temporal changes of ecosystem services in the Taizi River Basin from 2000 to 2020

3.3 基于地類的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡/協(xié)同時空變化

不同地類間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的南丁格爾玫瑰圖如圖5所示,從圖中可以看出,研究期內(nèi)土壤保持功能一直較高,耕地、林地、草地三者生態(tài)服務(wù)功能比較相似,均以土壤保持功能為主,碳儲功能其次;2000年,耕地、建設(shè)用地的固碳和土壤保持功能均較好,水域的碳儲量最大,建設(shè)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化較大,前期以固碳和土壤保持功能為主,2010年,碳儲能力下降,2020年又有所恢復(fù);未利用地的生境質(zhì)量在2000年、2010年均較好,土壤保持功能也在不斷增強。以2020年為例,固碳價值在各土地利用類型中表現(xiàn)為:林地>草地>耕地>水體;土壤保持服務(wù)的價值量:草地>耕地>林地>水體;生境質(zhì)量價值為:林地>耕地>草地>水體。

圖5 2000-2020年太子河流域不同地類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時空變化Fig.5 Spatial-temporal changes of ecosystem services of different land types in the Taizi River Basin from 2000 to 2020

3.4 基于冷熱點的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡/協(xié)同時空變化

以太子河的子流域作為最小研究尺度繪制了流域內(nèi)冷熱點分析圖(圖6),統(tǒng)計結(jié)果表明,2000、2010、2020年三類服務(wù)熱點區(qū)分別占39.83%、39.14%、43.32%,2010-2020年,熱點區(qū)的占比有明顯增長,反映太子河流域總體生態(tài)環(huán)境的不斷改善。從空間分異來看,流域西部大多數(shù)地區(qū)提供的生態(tài)服務(wù)種類為0,三年間占比分別為43.92%、44.49%、41.25%,為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的冷點區(qū),整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力較弱;東部地區(qū)大多數(shù)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的熱點區(qū),固碳、土壤保持以及生境質(zhì)量維持能力強;而在兩者之間的過渡帶為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的次熱點區(qū),可以提供2種類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。總體來看,太子河流域植被覆蓋度高、人類活動少的地區(qū)具有更強的土壤保持和固碳能力,是多重服務(wù)熱點區(qū)。

圖6 2000-2020年太子河流域多重生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)熱點區(qū)Fig.6 Multiple ecosystem service hotspots in the Taizi River Basin from 2000 to 2020

3.5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡/協(xié)同情景預(yù)測結(jié)果

采用IDRISI軟件對2030年太子河流域內(nèi)不同發(fā)展方式下土地利用狀況進行了預(yù)測,相關(guān)預(yù)測結(jié)果如圖7所示。

圖7 2030年太子河流域多情境預(yù)測下土地利用狀況Fig.7 Land use in Taizi River Basin under multi-scenario prediction in 2030

三種情景中,保護情景下的生境質(zhì)量最好,為0.680,其次是計劃情景,為0.623,而開發(fā)情景下的生境質(zhì)量最差,為0.617;與太子河流域當前的生境質(zhì)量相比,開發(fā)情景和自然情景下的生境質(zhì)量都略有下降,而在保護情景下,生境質(zhì)量將大幅提升;保護、開發(fā)、計劃情景下碳儲量分別為23.319×104t、23.048×104t、23.066×104t,保護情景下的碳儲量與當前流域碳儲量相差無幾,而在開發(fā)情景和計劃情景下的碳儲量均低于當前流域碳儲量,表明過度開發(fā)或不加干預(yù)可能會使流域碳儲量減少;土壤保持量在開發(fā)情景下最多,為11.41×108t,說明在此情景下流域水土流失較為嚴重,計劃情景和保護情景下的土壤保持量分別為11.17×108t、11.18×108t,均少于當前土壤保持量;在保護情景下,草地相較2020年會增加694.5km2,建設(shè)用地減少1331.6km2;開發(fā)情景下,耕地將減少871.4km2,水域面積減少224.58km2。

通過Origin相關(guān)性分析可知(圖8),在三種情景下,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相關(guān)性均為正相關(guān),且通過了P<0.05的顯著性檢驗,相關(guān)性較高,因此,三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間均為協(xié)同關(guān)系。其中,固碳和生境質(zhì)量以及固碳和土壤保持之間在三種預(yù)測情景下相關(guān)系數(shù)均高于0.75,具有顯著正相關(guān)關(guān)系,而土壤保持和生境質(zhì)量之間的相關(guān)系數(shù)略低。以子流域為最小研究尺度制作三種預(yù)測情景下的冷熱點分析圖(圖9),結(jié)合冷熱點分析發(fā)現(xiàn),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的冷熱點分布總體是“東熱西冷”,局部地區(qū)略有差異;在開發(fā)、保護、計劃三種情景下,能提供三類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的占比分別為40.88%、42.85%、40.88%;提供兩類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的區(qū)域占比分別為12.07%、11.96%、13%,可見保護情景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總體狀況最好。

圖8 多情景預(yù)測下2030年太子河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間相關(guān)關(guān)系Fig.8 Correlation between ecosystem services in the Taizi River Basin under multiple scenarios in 2030

圖9 多情景預(yù)測下2030年太子河流域多重生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)熱點區(qū)Fig.9 Multiple ecosystem service hotspots in the Taizi River Basin under multiple scenarios in 2030

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有異質(zhì)性,厘清其相互關(guān)系,可以更好地認識土地利用存在的問題,避免人類對資源的肆意開發(fā)而忽略生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的內(nèi)部作用,促進區(qū)域山水林田湖草修復(fù)和可持續(xù)發(fā)展。生物多樣性是維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系的基礎(chǔ)[46],本研究中太子河流域固碳、生境質(zhì)量和土壤保持服務(wù)的熱點區(qū)均分布在流域的東部,這主要是因為東部地區(qū)主要以林地為主,占流域總土地面積的40%左右,植被覆蓋茂密。森林具有吸儲CO2釋放O2和保持土壤、防止水土流失的作用,因此在流域東部整體的碳儲量、土壤保持量較高。這與張琨等[9]的研究結(jié)果一致,即植被覆蓋度高的地區(qū)固碳和水土保持功能更好。土壤保持和生境質(zhì)量、固碳和生境質(zhì)量以及土壤保持和固碳之間為協(xié)同關(guān)系,這一結(jié)果與諸多已發(fā)表的觀點一致[16,47]。此外,權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系在各尺度上存在差異[47],在本研究,100m樣點尺度下固碳和生境質(zhì)量、生境質(zhì)量和土壤保持出現(xiàn)負相關(guān),這是由在樣點尺度劃分中不同像元內(nèi)土地利用類型的組合與占比不同造成的。

三種預(yù)測情景中,保護情景最有利于促進區(qū)域生境質(zhì)量改善,開發(fā)情景下生境質(zhì)量最差。在未來太子河流域發(fā)展規(guī)劃中,應(yīng)尋求兩者之間的平衡點,兼顧區(qū)域發(fā)展和環(huán)境保護,使流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力達到最優(yōu)。針對不同預(yù)測情景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力的差別,在未來的土地利用規(guī)劃中應(yīng)進行相應(yīng)的調(diào)整,在開發(fā)情景下,嚴守耕地保護紅線,對已開發(fā)地區(qū)應(yīng)加強相應(yīng)的生態(tài)補償措施;在保護情景下,堅持“兩山”理念,加強旅游宣傳,實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)保護雙贏。

本研究僅探究了太子河流域三類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系,后續(xù)可以增加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)驅(qū)動機制及時空異質(zhì)性研究,此外,本文所用的降水數(shù)據(jù)來源較廣,尤其是2020年降水數(shù)據(jù)來源于不同氣象站點,增加了數(shù)據(jù)的差異性,同時模型參數(shù)的設(shè)置主要參考文獻資料,一定程度上會影響研究結(jié)果。

4.2 結(jié)論

(1)太子河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn),流域內(nèi)三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的主導(dǎo)關(guān)系為協(xié)同關(guān)系,在各樣點尺度上也均為協(xié)同關(guān)系(除2010年100m尺度下),樣點尺度越大,相關(guān)性越顯著。其中,碳儲量和生境質(zhì)量具有高度正相關(guān)性。

(2)各用地類型中,耕地的生境質(zhì)量不斷改善,固碳服務(wù)在耕地中呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在林地中則呈現(xiàn)下降趨勢,而在建設(shè)用地中,固碳服務(wù)呈先降后升的趨勢;土壤保持量則先升后降,三種服務(wù)均在林地中價值量最高。

(3)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的熱點區(qū)集中在流域東部林地地區(qū);冷點區(qū)分布在西部,以耕地和建設(shè)用地為主,人類活動頻繁;次熱點區(qū)在兩者之間的過渡帶,以草地為主。耕地、林地、草地均具有較高的土壤保持能力。

(4)三種預(yù)測情景下,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間均為協(xié)同關(guān)系,開發(fā)情景下,建設(shè)用地的面積增加最多,但是生境質(zhì)量、固碳能力有所降低;保護情景下碳儲量最高、生境質(zhì)量最好、水域面積最多,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的熱點區(qū)占比也是最高的。