生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入的耦合關(guān)系及影響因素
——以麗江拉市海流域?yàn)槔?/h1>
2018-11-02 06:29:34李海萍
生態(tài)學(xué)報(bào) 2018年18期
胡 蕾,吳 健,李海萍
中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院 北京 100872
過(guò)去20年我國(guó)開(kāi)展了一系列大型或超大型的生態(tài)保護(hù)工程,在生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域取得了巨大成效[1]。十九大報(bào)告將生態(tài)保護(hù)工作提高到“中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)”的戰(zhàn)略高度,希望通過(guò)實(shí)行最嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度以滿足人民日益增長(zhǎng)的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要。然而在依靠自然資源進(jìn)行生產(chǎn)發(fā)展的農(nóng)村地區(qū),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給往往與居民的收入是脫節(jié)的[2]。正如1993年Auty提出的“資源詛咒”,即自然資源豐富的地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)反而受到制約[3]。研究表明,我國(guó)生態(tài)環(huán)境脆弱性或生態(tài)環(huán)境重要性與經(jīng)濟(jì)貧困存在明顯的耦合關(guān)系[4-5],這說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入脫節(jié)的情況在中國(guó)真實(shí)存在。2016年國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于健全生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制的意見(jiàn)》指出,“結(jié)合生態(tài)補(bǔ)償推進(jìn)精準(zhǔn)扶貧,對(duì)于生存條件差、生態(tài)系統(tǒng)重要、需要保護(hù)修復(fù)的地區(qū),結(jié)合生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理,探索生態(tài)脫貧新路子”[6],這要求我國(guó)的生態(tài)保護(hù)舉措需要考慮保障關(guān)鍵性的自然資本和削減貧困的雙重目標(biāo),從而達(dá)到人與自然和諧共處,經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[7]。因而在具有生態(tài)重要性、脆弱性的地區(qū),如何協(xié)調(diào)生態(tài)保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系以達(dá)到相互促進(jìn)和協(xié)調(diào)共生的目標(biāo),成為中國(guó)走向生態(tài)文明新時(shí)代和中華民族可持續(xù)發(fā)展面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是連接自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的橋梁,千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估中明確提出,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉之間的研究將成為現(xiàn)階段生態(tài)學(xué)研究的核心內(nèi)容,并引領(lǐng)21世紀(jì)生態(tài)學(xué)發(fā)展的新方向[8]。自此之后,大量學(xué)者們構(gòu)建相關(guān)的概念與框架以指導(dǎo)社會(huì)和生態(tài)綜合系統(tǒng)的研究,一些框架中強(qiáng)調(diào)了生計(jì)方式、生計(jì)資本、生態(tài)系統(tǒng)管理在服務(wù)向人類福祉轉(zhuǎn)化過(guò)程中起到的關(guān)鍵作用[2,9-10]。已有的實(shí)證研究中,Tschakert通過(guò)一個(gè)小尺度實(shí)證案例說(shuō)明如何將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(增加固碳)轉(zhuǎn)化為扶貧的具體項(xiàng)目,促進(jìn)當(dāng)?shù)鼐用袷杖氲脑黾?減緩貧困;Comin等以貧困化作為人類福祉的代用指標(biāo),分析了貧困與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的聯(lián)系[11];Erwin H. Bulte等分析了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)付費(fèi)在特定環(huán)境和政策設(shè)計(jì)情景下對(duì)生態(tài)保護(hù)和減緩貧困兩個(gè)目標(biāo)的影響[12]。王大尚等在密云水庫(kù)上游流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,以農(nóng)戶收入作為居民福祉的指標(biāo),根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民福祉在空間上的聚集特征劃分服務(wù)福祉模式,并針對(duì)性地提出了管理措施[13]。學(xué)者們構(gòu)建了不同的評(píng)價(jià)指標(biāo),并使用多樣的統(tǒng)計(jì)分析方法,如耦合協(xié)調(diào)度、空間相關(guān)性的相關(guān)指數(shù)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)指數(shù)等,對(duì)我國(guó)不同地區(qū)脆弱生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)貧困耦合關(guān)系的空間分布格局、環(huán)境質(zhì)量與人均可支配收入的空間相關(guān)性等進(jìn)行分析,揭示了我國(guó)生態(tài)環(huán)境脆弱性與經(jīng)濟(jì)貧困耦合共存的現(xiàn)象[4-5,14-15]。綜合已有研究發(fā)現(xiàn),盡管概念框架研究中強(qiáng)調(diào)了自然稟賦、生計(jì)方式、各類生計(jì)資本、生態(tài)系統(tǒng)管理的重要性,但鮮有生態(tài)環(huán)境與居民福祉耦合關(guān)系的影響因素的實(shí)證分析,這導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)決策中缺乏依據(jù),從而難以采取科學(xué)管理措施以促進(jìn)二者的耦合協(xié)調(diào)。
基于我國(guó)生態(tài)扶貧的現(xiàn)實(shí)需求,以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入耦合關(guān)系及影響因素的研究需要,本文選取麗江市拉市海流域作為研究區(qū)域,探究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與農(nóng)村居民收入的耦合關(guān)系及影響因素。本文首先利用InVEST模型評(píng)估研究區(qū)域2015年生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)的供給水平,刻畫(huà)其空間分布格局,并通過(guò)實(shí)地調(diào)研獲取流域內(nèi)居民收入水平及其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用耦合模型定量分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入水平的耦合關(guān)系,找到影響耦合關(guān)系的關(guān)鍵因素,為促進(jìn)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相互協(xié)調(diào)和探索生態(tài)扶貧新路子提供思路。
1 研究區(qū)概況
研究區(qū)拉市海流域位于云南省麗江市玉龍縣,是一個(gè)四周高山封閉、中心形成湖泊的天然流域,面積241.1 km2。流域跨玉龍縣拉市、太安2個(gè)鄉(xiāng),共有8個(gè)行政村,30個(gè)自然村。2015年流域內(nèi)共有居民4453戶,18343人。流域地理位置及自然村分布如圖1所示。
圖1 拉市海流域地理位置Fig.1 Location of Lashihai Basin
拉市海流域擁有云南高原保存較為完整的濕地生態(tài)系統(tǒng),其生態(tài)環(huán)境保護(hù)與維持對(duì)生物多樣性保護(hù)及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要意義。一方面,由于地處候鳥(niǎo)飛越青藏高原的第一個(gè)臺(tái)地,是候鳥(niǎo)遷徙路線上的重要棲息地,流域的生物多樣性、珍稀瀕危物種及其特有程度在全國(guó)有著特殊地位。另一方面拉市海流域森林資源豐富,屬于長(zhǎng)江上游金沙江林區(qū),所處的地理位置特殊,保持水土,蓄洪防旱,均化長(zhǎng)江中下游水量的生態(tài)功能極為重要。同時(shí),拉市海流域?yàn)橹苓吷鐓^(qū)提供賴以生存的重要資源,當(dāng)?shù)乩美泻Ｋ娓叱?通過(guò)修建引水隧道將拉市海湖水引入麗江壩和七河壩,成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)田灌溉、城市用水和景觀用水的重要水源,是麗江市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。
由于特殊的地理位置和資源稟賦,近20年來(lái),拉市海地區(qū)一直是國(guó)家和地方各種生態(tài)保護(hù)政策的重點(diǎn)執(zhí)行區(qū)域或政策試點(diǎn)區(qū)域。1998年國(guó)家將拉市海所在全縣劃入天保工程范圍,禁止砍伐;同年云南省政府正式批準(zhǔn)建立麗江拉市海高原濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū);2000年,拉市海地區(qū)被劃入首批退耕還林工程的試點(diǎn)范圍;2004年底被列入“拉姆塞爾國(guó)際重要濕地”,2017年研究區(qū)域已被《云南省生態(tài)保護(hù)紅線劃定方案(征求意見(jiàn)稿)》劃入生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)。生態(tài)保護(hù)工程的開(kāi)展,對(duì)居民生產(chǎn)生活產(chǎn)生顯著影響。為尋找替代生計(jì),當(dāng)?shù)叵群笈d起生態(tài)旅游、特色種植等項(xiàng)目,并迅速提高了部分居民的收入。2015年流域內(nèi)農(nóng)民年人均總收入為9979元,收入最高的自然村——海西村農(nóng)民年人均總收入為22500元,最低的自然村——格樂(lè)村農(nóng)民年人均總收入僅有2202元,遠(yuǎn)低于國(guó)家貧困線標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)民年人均純收入2800元[16]。流域內(nèi)不同自然村發(fā)展極不均衡,提高居民收入的任務(wù)仍然十分緊迫。
拉市海流域具有生態(tài)保護(hù)的必要性和重要性,同時(shí)居民社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征差異明顯,是研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入耦合關(guān)系及影響因素的典型案例區(qū)。
2 研究方法
2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法
鑒于國(guó)家對(duì)拉市海流域生態(tài)保護(hù)的主要目標(biāo)和數(shù)據(jù)可得性,本研究重點(diǎn)評(píng)估流域水源涵養(yǎng)、土壤保持、水質(zhì)凈化和森林固碳等四項(xiàng)調(diào)節(jié)服務(wù)。通過(guò)InVEST模型中泥沙傳輸率(SDR)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)傳輸率(NDR)、固碳(Carbon)模塊評(píng)估土壤保持、水質(zhì)凈化和森林固碳服務(wù),基于水量平衡原理計(jì)算水源涵養(yǎng)服務(wù)。
(1)水源涵養(yǎng)服務(wù)
水源涵養(yǎng)是生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)降水的截留、滲透、蓄積、蒸散發(fā)等實(shí)現(xiàn)對(duì)水流、水循環(huán)的調(diào)控,主要表現(xiàn)在緩和地表徑流、補(bǔ)充地下水、減緩河流流量的季節(jié)波動(dòng)、滯洪補(bǔ)枯、保證水質(zhì)等方面。本文采用水量平衡方程來(lái)計(jì)算水源涵養(yǎng)量,計(jì)算公式為：
WC=(Pi-Ri-ETi)×10-3×Ai
式中,WC為水源涵養(yǎng)量(m3),Pi為降雨量(mm),Ri為地表徑流量(mm),ETi為蒸散發(fā)(mm),Ai為土地利用類型面積(m2)。
(2)土壤保持服務(wù)
InVEST模型SDR模塊主要基于修正通用土壤流失方程(USLE)定量評(píng)估不同土地利用類型上的年平均土壤保持量,基本原理如下：
uslei=Ri·Ki·LSi·Ci·Pi
式中,uslei為土壤侵蝕量(t),Ri為降雨侵蝕力MJ mmha a-1,Ki為土壤可蝕性(t ha hr(MJ ha mm)-1),LSi為坡長(zhǎng)-坡度因子,Ci為作物管理因子,Pi為支持措施因子。
(3)水質(zhì)凈化服務(wù)
InVEST模型NDR模塊用于評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)中植被和土壤的水質(zhì)凈化服務(wù),植被和土壤可以通過(guò)儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換等方式移除或減少?gòu)搅髦械臓I(yíng)養(yǎng)鹽污染物以達(dá)到凈化水質(zhì)的作用。該模型主要算法為：
ALVx=HSSx·polx
式中,ALVx是經(jīng)柵格x修正的輸出值,polx代表柵格x的輸出系數(shù),HSSx代表柵格x的水文敏感度,計(jì)算方式如下：
(4)固碳服務(wù)
一個(gè)地塊的碳貯存量取決于4個(gè)“碳庫(kù)”的體量：地上生物量、地下生物量、土壤以及死亡的有機(jī)物質(zhì)。InVEST模型Carbon模塊根據(jù)當(dāng)?shù)赝恋乩脠D與土地利用分類對(duì)當(dāng)?shù)剡@些碳庫(kù)的碳儲(chǔ)量進(jìn)行整合,計(jì)算原理如下：
C=C_above+C_below+C_soil+C_dead
2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入耦合協(xié)調(diào)度
1999年廖重斌[17]對(duì)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的概念進(jìn)行論述,并推導(dǎo)出協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度的計(jì)算模型,在之后的研究中逐漸演變成耦合度、協(xié)調(diào)度及耦合協(xié)調(diào)度等計(jì)算模型,其中耦合協(xié)調(diào)度被廣泛用于分析兩系統(tǒng)在空間上的相關(guān)關(guān)系,在生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域耦合協(xié)調(diào)度被用于分析生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)貧困[4]、生態(tài)資產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)貧困以及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展[5]的關(guān)系。耦合協(xié)調(diào)度模型如下：
T=αU1+βU2
式中,K為耦合協(xié)調(diào)度;C為耦合度;T為綜合得分。U1為居民收入指數(shù);U2為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指數(shù),α、β為待定系數(shù),本文認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與農(nóng)村居民收入同等重要,因而兩者都取0.5。耦合度C表征系統(tǒng)間相互影響的強(qiáng)弱程度,綜合得分T表達(dá)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與收入的綜合效益,耦合協(xié)調(diào)度K為耦合度與綜合得分的幾何平均數(shù),綜合評(píng)估耦合度的強(qiáng)弱大小和協(xié)調(diào)水平的健康程度,可更好地表征生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入相互作用、良性耦合的程度。
2.3 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理
InVEST模型所需輸入數(shù)據(jù)包括土地利用/土地覆蓋數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)(降水量、蒸散量、降雨侵蝕力等)、土壤數(shù)據(jù)(土壤可蝕性、土壤深度、土壤有效含水量等)以及生物物理參數(shù)等。本研究中使用的土地利用數(shù)據(jù)由2015年SPOT 6衛(wèi)星影像解譯得到,利用1∶100萬(wàn)土壤類型圖和宋春風(fēng)等[18]相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)空間化得到土壤可蝕性數(shù)據(jù),降水量、蒸散量、降雨侵蝕力等氣象數(shù)據(jù)以及土壤有效含水量數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái),DEM數(shù)據(jù)由全球環(huán)境基金(GEF)長(zhǎng)江流域自然保護(hù)與洪水控制項(xiàng)目提供。模型中所需的生物物理參數(shù)包括氮輸出系數(shù)、氮去除效率、土壤截留率、碳密度等參考已有文獻(xiàn)值[19-24]。
為實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的整合研究,本研究中分析單元為邊界清晰的29個(gè)自然村。研究所需社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于村小組組長(zhǎng)訪談,匯總村小組數(shù)據(jù)得到自然村數(shù)據(jù),包含農(nóng)民年人均總收入、經(jīng)營(yíng)旅游活動(dòng)人口比重、外出務(wù)工人口比重、林果種植面積占耕地總面積比重、高中以上學(xué)歷人口比重、貧困人口比重、村民互相信任與合作程度等。
InVEST模型輸出結(jié)果采用Max-Min標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行無(wú)量綱處理,其中氮輸出量的處理按負(fù)向指標(biāo)Max-Min標(biāo)準(zhǔn)化公式做相應(yīng)調(diào)整。標(biāo)準(zhǔn)化后的水源涵養(yǎng)量、土壤保持量、氮輸出量和碳儲(chǔ)量各賦0.25的權(quán)重形成取值區(qū)間為[0,1]的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指數(shù),自然村農(nóng)民年人均總收入同樣采用Max-Min標(biāo)準(zhǔn)化方法標(biāo)準(zhǔn)化形成居民收入指數(shù)。
3 結(jié)果分析
3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間格局
流域內(nèi)各類調(diào)節(jié)服務(wù)的供給量如表1所示,圖2則展示了各類調(diào)節(jié)服務(wù)的空間分布情況。2015年流域內(nèi)共涵養(yǎng)水源4.17萬(wàn)m3,流域四周高山森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務(wù)供給能力最高,而中心湖泊周?chē)捎谒嬲羯⒘看笠约叭祟惢顒?dòng)頻繁從而水源涵養(yǎng)量較低。2015年流域共截留土壤552.55萬(wàn)t,最終進(jìn)入湖泊的土壤量為9.27萬(wàn)t。中心壩區(qū)土壤保持服務(wù)供給較少,而流域上游南堯村、海西村、吉子村由于地勢(shì)陡峭,較易產(chǎn)生土壤侵蝕,同時(shí)森林生態(tài)系統(tǒng)截留的土壤也較多。流域共向湖泊輸出總氮57.41 t,平均氮輸出量為0.28 g/m2。氮輸出主要集中于拉市海北部和南部,這些區(qū)域沿著自北向南匯入拉市海的南堯沙河和自南向北匯入拉市海的老龍開(kāi)河進(jìn)入拉市海湖泊。2015年流域共儲(chǔ)存碳929.61萬(wàn)t,單位面積碳儲(chǔ)量范圍在229.52—553.44 t/hm。流域內(nèi)碳儲(chǔ)量主要集中于拉市海四周的山地森林區(qū)域,呈現(xiàn)出北高南低、西高東低的空間分布格局。
圖2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布Fig.2 Spatial distribution of ecosystem services
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)Ecosystem services供給量Quantity of supply生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)Ecosystem services供給量Quantity of supply水源涵養(yǎng)Water conservation//萬(wàn)m34.17氮輸出Nitrogen output/t57.41土壤保持Soil retention/萬(wàn)t552.55碳儲(chǔ)量Carbon sequestration/萬(wàn)t929.61
3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入耦合協(xié)調(diào)度
圖3 耦合協(xié)調(diào)度類型頻數(shù)Fig.3 Frequency of coordinated types
圖4 耦合協(xié)調(diào)度空間分布Fig.4 Spatial distribution of coordinated types
根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度模型,可計(jì)算得到研究區(qū)域2015年協(xié)調(diào)度、綜合得分和耦合協(xié)調(diào)度。本研究根據(jù)曹詩(shī)頌等[4]的研究成果以及研究區(qū)域的實(shí)際情況和研究需要,將耦合協(xié)調(diào)度分為4類,即衰退失調(diào)類、瀕臨衰退失調(diào)類、勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展類和協(xié)調(diào)發(fā)展類,相應(yīng)的分類區(qū)間是[0,0.4],(0.4,0.6),(0.6,0.8),(0.8,1.0),耦合協(xié)調(diào)度類別頻數(shù)統(tǒng)計(jì)及空間分布情況見(jiàn)圖3和圖4。
如圖3所示,拉市海流域內(nèi)屬于衰退失調(diào)類自然村數(shù)量最多,占自然村總數(shù)的1/3,屬于衰退失調(diào)類與瀕臨衰退失調(diào)類的自然村占總數(shù)的一半,說(shuō)明這些自然村仍不能做到生態(tài)保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)同步發(fā)展。屬于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展類與協(xié)調(diào)發(fā)展類的自然村分別有7個(gè)和8個(gè),超過(guò)總數(shù)的一半,這些自然村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入相互促進(jìn),從而達(dá)到良性循環(huán)。從空間上來(lái)看,調(diào)節(jié)服務(wù)的供給與自然村農(nóng)民年人均總收入的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系具有顯著空間差異,湖泊東面自然村耦合協(xié)調(diào)程度總體優(yōu)于湖泊北面、南面和西面的自然村。協(xié)調(diào)發(fā)展類和勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展類自然村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與居民收入均較高,這些自然村一部分以開(kāi)展生態(tài)旅游為主要生計(jì),如美泉、正盛、安上、安中村等,一部分以種植特色農(nóng)產(chǎn)品為主要生計(jì),如種植洋芋的吉子村、海西村,種植麗江雪桃的余樂(lè)、吉樂(lè)村。
3.3 影響因素相關(guān)分析
(1)影響因素選取
提高調(diào)節(jié)服務(wù)與居民收入耦合協(xié)調(diào)度的關(guān)鍵在于能否通過(guò)特定的生計(jì)方式實(shí)現(xiàn)供給服務(wù)、文化服務(wù)與調(diào)節(jié)服務(wù)的協(xié)同,而生計(jì)方式的選擇又取決于農(nóng)戶對(duì)各類生計(jì)資本的配置和使用。英國(guó)海外發(fā)展部提出的農(nóng)戶可持續(xù)生計(jì)分析框架中強(qiáng)調(diào)生計(jì)資本(金融、人力、自然、物質(zhì)、社會(huì)資本)在農(nóng)村發(fā)展中發(fā)揮的重要作用[25],Fisher等[10]提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與削減貧困概念框架,他們認(rèn)為自然稟賦、環(huán)境權(quán)利、資本(包含基礎(chǔ)設(shè)施等物質(zhì)資本、人力資本、社會(huì)資本和金融資本)、不依賴生態(tài)系統(tǒng)而開(kāi)展的生計(jì)方式等因素可影響人們從服務(wù)中獲取收入的能力,從而影響二者的相關(guān)關(guān)系?；谝陨衔墨I(xiàn),本文選取生計(jì)方式、生計(jì)資本兩個(gè)一級(jí)類影響因素,其中生計(jì)方式包含外出務(wù)工、生態(tài)旅游和林果種植三項(xiàng)二級(jí)類因素,生計(jì)資本包又含金融資本、社會(huì)資本、人力資本、物質(zhì)資本和自然資本五項(xiàng)二級(jí)類因素。每種因素均根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際選取了相應(yīng)的指標(biāo),如表2所示。
(2)相關(guān)關(guān)系分析
如表3所示,生計(jì)方式中,從事旅游經(jīng)營(yíng)人口比重越高,耦合協(xié)調(diào)程度越好。大量已有研究證實(shí)了旅游對(duì)促進(jìn)自然保護(hù)區(qū)、荒原區(qū)域生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的積極作用,Li等人的研究發(fā)現(xiàn)旅游業(yè)的發(fā)展對(duì)減少地區(qū)收入不平等的貢獻(xiàn)顯著[26]。相反地,當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入的耦合關(guān)系并未隨著外出務(wù)工人口比重的上升而改善,外出務(wù)工人口比重與服務(wù)收入耦合關(guān)系呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。人口流動(dòng)對(duì)流入地和流出地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響一直是區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)的熱點(diǎn)研究問(wèn)題,許多研究證實(shí)了農(nóng)村剩余勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移與流出地農(nóng)民收入增長(zhǎng)有明顯聯(lián)系[27],但也有學(xué)者指出欠發(fā)達(dá)地區(qū)勞動(dòng)力市場(chǎng)不是競(jìng)爭(zhēng)性的,人力資本的流失給農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)負(fù)面影響[28]。同時(shí),王西玉認(rèn)為外出務(wù)工的派生現(xiàn)象是回鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè),“智力回流”將給當(dāng)?shù)貛?lái)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)機(jī)會(huì)[29]。根據(jù)對(duì)研究區(qū)域馬隊(duì)長(zhǎng)的訪談發(fā)現(xiàn),50%的馬隊(duì)長(zhǎng)曾有外出務(wù)工經(jīng)歷,特別是旅游發(fā)展較好的美泉村,超過(guò)2/3的馬隊(duì)長(zhǎng)有外出務(wù)工經(jīng)歷。根據(jù)李應(yīng)子[30]對(duì)云南省流動(dòng)人口特點(diǎn)及趨勢(shì)的分析,云南省流動(dòng)人口仍以農(nóng)民工外出務(wù)工經(jīng)商為主要原因,學(xué)歷以初小學(xué)生為主,因此當(dāng)?shù)赝獬鰟?wù)工人口比重與服務(wù)收入耦合關(guān)系呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)可能的原因是外出務(wù)工提高農(nóng)村居民收入的作用有限,但人口回流對(duì)當(dāng)?shù)芈糜位顒?dòng)起到積極的促進(jìn)作用。另一方面人口流動(dòng)對(duì)流出地的環(huán)境影響是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性問(wèn)題,人口的流動(dòng)可能影響流出地的消費(fèi)、環(huán)境壓力、社會(huì)資本結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式從而影響農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量,二者并非是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系[31]。目前我國(guó)正在建立國(guó)家公園和劃定的生態(tài)保護(hù)紅線,將有大量的生態(tài)移民工程,若居民選擇以外出務(wù)工作為替代生計(jì),對(duì)農(nóng)村居民收入以及自然生態(tài)系統(tǒng)的影響須謹(jǐn)慎評(píng)估和判斷。
表2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征指標(biāo)
表3 影響因素相關(guān)分析
**P<0.05
自然資本不具備流動(dòng)性,其中海拔、距湖泊距離、距麗江市距離與服務(wù)收入的耦合協(xié)調(diào)度的關(guān)系在統(tǒng)計(jì)意義上不顯著,人均耕地面積與耦合協(xié)調(diào)度有顯著的正相關(guān)關(guān)系。這說(shuō)明流域內(nèi)耦合協(xié)調(diào)度隨著人均耕地面積等可直接利用的自然資本增加而提高,調(diào)節(jié)服務(wù)與居民收入的耦合關(guān)系則與地理位置、地形等自然特征無(wú)明顯關(guān)系,當(dāng)然,這很可能是因?yàn)槭艿铰肪W(wǎng)密度等因素的干擾。
金融資本、人力資本、社會(huì)資本與耦合協(xié)調(diào)度的相關(guān)性不顯著,但從相關(guān)系數(shù)的符號(hào)可以看出,這些資本對(duì)于促進(jìn)二者協(xié)調(diào)發(fā)展有積極作用。代表物質(zhì)資本中基礎(chǔ)設(shè)施的路網(wǎng)密度與耦合協(xié)調(diào)度呈顯著負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步對(duì)路網(wǎng)密度與調(diào)節(jié)服務(wù)供給和居民收入的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),路網(wǎng)密度與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指數(shù)在1%的顯著水平下負(fù)相關(guān),而與居民收入指數(shù)無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系,這說(shuō)明當(dāng)?shù)匦藿ㄞr(nóng)村公路對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響值得關(guān)注。農(nóng)村公路是是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分,已有國(guó)內(nèi)外研究表明,農(nóng)村公路的建設(shè)將會(huì)帶來(lái)更高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出、更高的收入和更多的工資收入機(jī)會(huì)從而有利于區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,同時(shí)也加大了農(nóng)村土地資源壓力,造成水土資源流失和生態(tài)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)的破壞[32- 33]。已有學(xué)者呼吁在農(nóng)村公路建設(shè)的不同階段開(kāi)展環(huán)境影響評(píng)價(jià),以降低公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
4 結(jié)論
(1)流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)存在明顯的空間差異,流域上游供給能力高。水源涵養(yǎng)、土壤保持、森林固碳服務(wù)供給能力較高的區(qū)域集中在流域上游,而靠近湖泊,擁有較大灘涂面積的自然村,由于湖泊蒸散量大,水源涵養(yǎng)量較低,由于人類活動(dòng)頻繁,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸出也集中在流域中間壩區(qū)。
(2)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入的耦合關(guān)系存在空間差異。流域近一半自然村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入的耦合協(xié)調(diào)度較差,而湖泊東側(cè)自然村總體呈現(xiàn)較好的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系。開(kāi)展生態(tài)旅游以及特色農(nóng)產(chǎn)品種植的自然村屬于協(xié)調(diào)發(fā)展類,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入呈現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系。耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的形成主要依賴于居民能否通過(guò)特定的生計(jì)方式獲取生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品供給和文化服務(wù)所帶來(lái)的收益。
(3)生計(jì)方式和部分生計(jì)資本與耦合協(xié)調(diào)度有顯著相關(guān)關(guān)系,其中外出務(wù)工、生態(tài)旅游、公路建設(shè)的相關(guān)性具有政策含義。當(dāng)?shù)鼐用竦纳?jì)方式中,生態(tài)旅游與耦合關(guān)系具有顯著正相關(guān)關(guān)系,而外出務(wù)工與耦合關(guān)系具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。盡管外出務(wù)工對(duì)于直接提高當(dāng)?shù)鼐用袷杖氲拇龠M(jìn)作用較小,但其可能通過(guò)“智力回流”的方式提高了當(dāng)?shù)鼐用耖_(kāi)展生態(tài)旅游的能力。自然資本中人均耕地面積等可利用的自然資本與耦合關(guān)系顯著正相關(guān)。金融、人力、社會(huì)資本的相關(guān)性盡管不顯著,但其系數(shù)符號(hào)表明,該類生計(jì)資本的存量可能對(duì)促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入的耦合協(xié)調(diào)有積極作用?；A(chǔ)設(shè)施中的路網(wǎng)密度與耦合協(xié)調(diào)度呈顯著負(fù)相關(guān),在具有生態(tài)脆弱性、重要性的區(qū)域建設(shè)公路時(shí)需謹(jǐn)慎評(píng)估對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響。
本文重點(diǎn)評(píng)估了拉市海流域生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)與居民收入的耦合關(guān)系,發(fā)現(xiàn)了耦合關(guān)系的空間差異,識(shí)別了其主要的影響因素。耦合關(guān)系的空間差異性提示我們,在重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)紅線區(qū)、自然保護(hù)區(qū)等具有生態(tài)重要性、脆弱性的區(qū)域?qū)嵤┥鷳B(tài)保護(hù)工程時(shí),應(yīng)更有針對(duì)性地提供補(bǔ)貼和生態(tài)補(bǔ)償,并通過(guò)相關(guān)政策促進(jìn)生態(tài)保護(hù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造更多機(jī)會(huì),促進(jìn)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
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胡 蕾,吳 健,李海萍
中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院 北京 100872
過(guò)去20年我國(guó)開(kāi)展了一系列大型或超大型的生態(tài)保護(hù)工程,在生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域取得了巨大成效[1]。十九大報(bào)告將生態(tài)保護(hù)工作提高到“中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)”的戰(zhàn)略高度,希望通過(guò)實(shí)行最嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度以滿足人民日益增長(zhǎng)的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要。然而在依靠自然資源進(jìn)行生產(chǎn)發(fā)展的農(nóng)村地區(qū),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給往往與居民的收入是脫節(jié)的[2]。正如1993年Auty提出的“資源詛咒”,即自然資源豐富的地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)反而受到制約[3]。研究表明,我國(guó)生態(tài)環(huán)境脆弱性或生態(tài)環(huán)境重要性與經(jīng)濟(jì)貧困存在明顯的耦合關(guān)系[4-5],這說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入脫節(jié)的情況在中國(guó)真實(shí)存在。2016年國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于健全生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制的意見(jiàn)》指出,“結(jié)合生態(tài)補(bǔ)償推進(jìn)精準(zhǔn)扶貧,對(duì)于生存條件差、生態(tài)系統(tǒng)重要、需要保護(hù)修復(fù)的地區(qū),結(jié)合生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理,探索生態(tài)脫貧新路子”[6],這要求我國(guó)的生態(tài)保護(hù)舉措需要考慮保障關(guān)鍵性的自然資本和削減貧困的雙重目標(biāo),從而達(dá)到人與自然和諧共處,經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[7]。因而在具有生態(tài)重要性、脆弱性的地區(qū),如何協(xié)調(diào)生態(tài)保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系以達(dá)到相互促進(jìn)和協(xié)調(diào)共生的目標(biāo),成為中國(guó)走向生態(tài)文明新時(shí)代和中華民族可持續(xù)發(fā)展面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是連接自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的橋梁,千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估中明確提出,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉之間的研究將成為現(xiàn)階段生態(tài)學(xué)研究的核心內(nèi)容,并引領(lǐng)21世紀(jì)生態(tài)學(xué)發(fā)展的新方向[8]。自此之后,大量學(xué)者們構(gòu)建相關(guān)的概念與框架以指導(dǎo)社會(huì)和生態(tài)綜合系統(tǒng)的研究,一些框架中強(qiáng)調(diào)了生計(jì)方式、生計(jì)資本、生態(tài)系統(tǒng)管理在服務(wù)向人類福祉轉(zhuǎn)化過(guò)程中起到的關(guān)鍵作用[2,9-10]。已有的實(shí)證研究中,Tschakert通過(guò)一個(gè)小尺度實(shí)證案例說(shuō)明如何將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(增加固碳)轉(zhuǎn)化為扶貧的具體項(xiàng)目,促進(jìn)當(dāng)?shù)鼐用袷杖氲脑黾?減緩貧困;Comin等以貧困化作為人類福祉的代用指標(biāo),分析了貧困與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的聯(lián)系[11];Erwin H. Bulte等分析了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)付費(fèi)在特定環(huán)境和政策設(shè)計(jì)情景下對(duì)生態(tài)保護(hù)和減緩貧困兩個(gè)目標(biāo)的影響[12]。王大尚等在密云水庫(kù)上游流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,以農(nóng)戶收入作為居民福祉的指標(biāo),根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民福祉在空間上的聚集特征劃分服務(wù)福祉模式,并針對(duì)性地提出了管理措施[13]。學(xué)者們構(gòu)建了不同的評(píng)價(jià)指標(biāo),并使用多樣的統(tǒng)計(jì)分析方法,如耦合協(xié)調(diào)度、空間相關(guān)性的相關(guān)指數(shù)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)指數(shù)等,對(duì)我國(guó)不同地區(qū)脆弱生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)貧困耦合關(guān)系的空間分布格局、環(huán)境質(zhì)量與人均可支配收入的空間相關(guān)性等進(jìn)行分析,揭示了我國(guó)生態(tài)環(huán)境脆弱性與經(jīng)濟(jì)貧困耦合共存的現(xiàn)象[4-5,14-15]。綜合已有研究發(fā)現(xiàn),盡管概念框架研究中強(qiáng)調(diào)了自然稟賦、生計(jì)方式、各類生計(jì)資本、生態(tài)系統(tǒng)管理的重要性,但鮮有生態(tài)環(huán)境與居民福祉耦合關(guān)系的影響因素的實(shí)證分析,這導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)決策中缺乏依據(jù),從而難以采取科學(xué)管理措施以促進(jìn)二者的耦合協(xié)調(diào)。
基于我國(guó)生態(tài)扶貧的現(xiàn)實(shí)需求,以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入耦合關(guān)系及影響因素的研究需要,本文選取麗江市拉市海流域作為研究區(qū)域,探究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與農(nóng)村居民收入的耦合關(guān)系及影響因素。本文首先利用InVEST模型評(píng)估研究區(qū)域2015年生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)的供給水平,刻畫(huà)其空間分布格局,并通過(guò)實(shí)地調(diào)研獲取流域內(nèi)居民收入水平及其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用耦合模型定量分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入水平的耦合關(guān)系,找到影響耦合關(guān)系的關(guān)鍵因素,為促進(jìn)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相互協(xié)調(diào)和探索生態(tài)扶貧新路子提供思路。
1 研究區(qū)概況
研究區(qū)拉市海流域位于云南省麗江市玉龍縣,是一個(gè)四周高山封閉、中心形成湖泊的天然流域,面積241.1 km2。流域跨玉龍縣拉市、太安2個(gè)鄉(xiāng),共有8個(gè)行政村,30個(gè)自然村。2015年流域內(nèi)共有居民4453戶,18343人。流域地理位置及自然村分布如圖1所示。
圖1 拉市海流域地理位置Fig.1 Location of Lashihai Basin
拉市海流域擁有云南高原保存較為完整的濕地生態(tài)系統(tǒng),其生態(tài)環(huán)境保護(hù)與維持對(duì)生物多樣性保護(hù)及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要意義。一方面,由于地處候鳥(niǎo)飛越青藏高原的第一個(gè)臺(tái)地,是候鳥(niǎo)遷徙路線上的重要棲息地,流域的生物多樣性、珍稀瀕危物種及其特有程度在全國(guó)有著特殊地位。另一方面拉市海流域森林資源豐富,屬于長(zhǎng)江上游金沙江林區(qū),所處的地理位置特殊,保持水土,蓄洪防旱,均化長(zhǎng)江中下游水量的生態(tài)功能極為重要。同時(shí),拉市海流域?yàn)橹苓吷鐓^(qū)提供賴以生存的重要資源,當(dāng)?shù)乩美泻Ｋ娓叱?通過(guò)修建引水隧道將拉市海湖水引入麗江壩和七河壩,成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)田灌溉、城市用水和景觀用水的重要水源,是麗江市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。
由于特殊的地理位置和資源稟賦,近20年來(lái),拉市海地區(qū)一直是國(guó)家和地方各種生態(tài)保護(hù)政策的重點(diǎn)執(zhí)行區(qū)域或政策試點(diǎn)區(qū)域。1998年國(guó)家將拉市海所在全縣劃入天保工程范圍,禁止砍伐;同年云南省政府正式批準(zhǔn)建立麗江拉市海高原濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū);2000年,拉市海地區(qū)被劃入首批退耕還林工程的試點(diǎn)范圍;2004年底被列入“拉姆塞爾國(guó)際重要濕地”,2017年研究區(qū)域已被《云南省生態(tài)保護(hù)紅線劃定方案(征求意見(jiàn)稿)》劃入生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)。生態(tài)保護(hù)工程的開(kāi)展,對(duì)居民生產(chǎn)生活產(chǎn)生顯著影響。為尋找替代生計(jì),當(dāng)?shù)叵群笈d起生態(tài)旅游、特色種植等項(xiàng)目,并迅速提高了部分居民的收入。2015年流域內(nèi)農(nóng)民年人均總收入為9979元,收入最高的自然村——海西村農(nóng)民年人均總收入為22500元,最低的自然村——格樂(lè)村農(nóng)民年人均總收入僅有2202元,遠(yuǎn)低于國(guó)家貧困線標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)民年人均純收入2800元[16]。流域內(nèi)不同自然村發(fā)展極不均衡,提高居民收入的任務(wù)仍然十分緊迫。
拉市海流域具有生態(tài)保護(hù)的必要性和重要性,同時(shí)居民社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征差異明顯,是研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入耦合關(guān)系及影響因素的典型案例區(qū)。
2 研究方法
2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法
鑒于國(guó)家對(duì)拉市海流域生態(tài)保護(hù)的主要目標(biāo)和數(shù)據(jù)可得性,本研究重點(diǎn)評(píng)估流域水源涵養(yǎng)、土壤保持、水質(zhì)凈化和森林固碳等四項(xiàng)調(diào)節(jié)服務(wù)。通過(guò)InVEST模型中泥沙傳輸率(SDR)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)傳輸率(NDR)、固碳(Carbon)模塊評(píng)估土壤保持、水質(zhì)凈化和森林固碳服務(wù),基于水量平衡原理計(jì)算水源涵養(yǎng)服務(wù)。
(1)水源涵養(yǎng)服務(wù)
水源涵養(yǎng)是生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)降水的截留、滲透、蓄積、蒸散發(fā)等實(shí)現(xiàn)對(duì)水流、水循環(huán)的調(diào)控,主要表現(xiàn)在緩和地表徑流、補(bǔ)充地下水、減緩河流流量的季節(jié)波動(dòng)、滯洪補(bǔ)枯、保證水質(zhì)等方面。本文采用水量平衡方程來(lái)計(jì)算水源涵養(yǎng)量,計(jì)算公式為：
WC=(Pi-Ri-ETi)×10-3×Ai
式中,WC為水源涵養(yǎng)量(m3),Pi為降雨量(mm),Ri為地表徑流量(mm),ETi為蒸散發(fā)(mm),Ai為土地利用類型面積(m2)。
(2)土壤保持服務(wù)
InVEST模型SDR模塊主要基于修正通用土壤流失方程(USLE)定量評(píng)估不同土地利用類型上的年平均土壤保持量,基本原理如下：
uslei=Ri·Ki·LSi·Ci·Pi
式中,uslei為土壤侵蝕量(t),Ri為降雨侵蝕力MJ mmha a-1,Ki為土壤可蝕性(t ha hr(MJ ha mm)-1),LSi為坡長(zhǎng)-坡度因子,Ci為作物管理因子,Pi為支持措施因子。
(3)水質(zhì)凈化服務(wù)
InVEST模型NDR模塊用于評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)中植被和土壤的水質(zhì)凈化服務(wù),植被和土壤可以通過(guò)儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換等方式移除或減少?gòu)搅髦械臓I(yíng)養(yǎng)鹽污染物以達(dá)到凈化水質(zhì)的作用。該模型主要算法為：
ALVx=HSSx·polx
式中,ALVx是經(jīng)柵格x修正的輸出值,polx代表柵格x的輸出系數(shù),HSSx代表柵格x的水文敏感度,計(jì)算方式如下：
(4)固碳服務(wù)
一個(gè)地塊的碳貯存量取決于4個(gè)“碳庫(kù)”的體量：地上生物量、地下生物量、土壤以及死亡的有機(jī)物質(zhì)。InVEST模型Carbon模塊根據(jù)當(dāng)?shù)赝恋乩脠D與土地利用分類對(duì)當(dāng)?shù)剡@些碳庫(kù)的碳儲(chǔ)量進(jìn)行整合,計(jì)算原理如下：
C=C_above+C_below+C_soil+C_dead
2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入耦合協(xié)調(diào)度
1999年廖重斌[17]對(duì)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的概念進(jìn)行論述,并推導(dǎo)出協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度的計(jì)算模型,在之后的研究中逐漸演變成耦合度、協(xié)調(diào)度及耦合協(xié)調(diào)度等計(jì)算模型,其中耦合協(xié)調(diào)度被廣泛用于分析兩系統(tǒng)在空間上的相關(guān)關(guān)系,在生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域耦合協(xié)調(diào)度被用于分析生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)貧困[4]、生態(tài)資產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)貧困以及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展[5]的關(guān)系。耦合協(xié)調(diào)度模型如下：
T=αU1+βU2
式中,K為耦合協(xié)調(diào)度;C為耦合度;T為綜合得分。U1為居民收入指數(shù);U2為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指數(shù),α、β為待定系數(shù),本文認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與農(nóng)村居民收入同等重要,因而兩者都取0.5。耦合度C表征系統(tǒng)間相互影響的強(qiáng)弱程度,綜合得分T表達(dá)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與收入的綜合效益,耦合協(xié)調(diào)度K為耦合度與綜合得分的幾何平均數(shù),綜合評(píng)估耦合度的強(qiáng)弱大小和協(xié)調(diào)水平的健康程度,可更好地表征生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入相互作用、良性耦合的程度。
2.3 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理
InVEST模型所需輸入數(shù)據(jù)包括土地利用/土地覆蓋數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)(降水量、蒸散量、降雨侵蝕力等)、土壤數(shù)據(jù)(土壤可蝕性、土壤深度、土壤有效含水量等)以及生物物理參數(shù)等。本研究中使用的土地利用數(shù)據(jù)由2015年SPOT 6衛(wèi)星影像解譯得到,利用1∶100萬(wàn)土壤類型圖和宋春風(fēng)等[18]相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)空間化得到土壤可蝕性數(shù)據(jù),降水量、蒸散量、降雨侵蝕力等氣象數(shù)據(jù)以及土壤有效含水量數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái),DEM數(shù)據(jù)由全球環(huán)境基金(GEF)長(zhǎng)江流域自然保護(hù)與洪水控制項(xiàng)目提供。模型中所需的生物物理參數(shù)包括氮輸出系數(shù)、氮去除效率、土壤截留率、碳密度等參考已有文獻(xiàn)值[19-24]。
為實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的整合研究,本研究中分析單元為邊界清晰的29個(gè)自然村。研究所需社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于村小組組長(zhǎng)訪談,匯總村小組數(shù)據(jù)得到自然村數(shù)據(jù),包含農(nóng)民年人均總收入、經(jīng)營(yíng)旅游活動(dòng)人口比重、外出務(wù)工人口比重、林果種植面積占耕地總面積比重、高中以上學(xué)歷人口比重、貧困人口比重、村民互相信任與合作程度等。
InVEST模型輸出結(jié)果采用Max-Min標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行無(wú)量綱處理,其中氮輸出量的處理按負(fù)向指標(biāo)Max-Min標(biāo)準(zhǔn)化公式做相應(yīng)調(diào)整。標(biāo)準(zhǔn)化后的水源涵養(yǎng)量、土壤保持量、氮輸出量和碳儲(chǔ)量各賦0.25的權(quán)重形成取值區(qū)間為[0,1]的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指數(shù),自然村農(nóng)民年人均總收入同樣采用Max-Min標(biāo)準(zhǔn)化方法標(biāo)準(zhǔn)化形成居民收入指數(shù)。
3 結(jié)果分析
3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間格局
流域內(nèi)各類調(diào)節(jié)服務(wù)的供給量如表1所示,圖2則展示了各類調(diào)節(jié)服務(wù)的空間分布情況。2015年流域內(nèi)共涵養(yǎng)水源4.17萬(wàn)m3,流域四周高山森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務(wù)供給能力最高,而中心湖泊周?chē)捎谒嬲羯⒘看笠约叭祟惢顒?dòng)頻繁從而水源涵養(yǎng)量較低。2015年流域共截留土壤552.55萬(wàn)t,最終進(jìn)入湖泊的土壤量為9.27萬(wàn)t。中心壩區(qū)土壤保持服務(wù)供給較少,而流域上游南堯村、海西村、吉子村由于地勢(shì)陡峭,較易產(chǎn)生土壤侵蝕,同時(shí)森林生態(tài)系統(tǒng)截留的土壤也較多。流域共向湖泊輸出總氮57.41 t,平均氮輸出量為0.28 g/m2。氮輸出主要集中于拉市海北部和南部,這些區(qū)域沿著自北向南匯入拉市海的南堯沙河和自南向北匯入拉市海的老龍開(kāi)河進(jìn)入拉市海湖泊。2015年流域共儲(chǔ)存碳929.61萬(wàn)t,單位面積碳儲(chǔ)量范圍在229.52—553.44 t/hm。流域內(nèi)碳儲(chǔ)量主要集中于拉市海四周的山地森林區(qū)域,呈現(xiàn)出北高南低、西高東低的空間分布格局。
圖2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布Fig.2 Spatial distribution of ecosystem services
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)Ecosystem services供給量Quantity of supply生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)Ecosystem services供給量Quantity of supply水源涵養(yǎng)Water conservation//萬(wàn)m34.17氮輸出Nitrogen output/t57.41土壤保持Soil retention/萬(wàn)t552.55碳儲(chǔ)量Carbon sequestration/萬(wàn)t929.61
3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入耦合協(xié)調(diào)度
圖3 耦合協(xié)調(diào)度類型頻數(shù)Fig.3 Frequency of coordinated types
圖4 耦合協(xié)調(diào)度空間分布Fig.4 Spatial distribution of coordinated types
根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度模型,可計(jì)算得到研究區(qū)域2015年協(xié)調(diào)度、綜合得分和耦合協(xié)調(diào)度。本研究根據(jù)曹詩(shī)頌等[4]的研究成果以及研究區(qū)域的實(shí)際情況和研究需要,將耦合協(xié)調(diào)度分為4類,即衰退失調(diào)類、瀕臨衰退失調(diào)類、勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展類和協(xié)調(diào)發(fā)展類,相應(yīng)的分類區(qū)間是[0,0.4],(0.4,0.6),(0.6,0.8),(0.8,1.0),耦合協(xié)調(diào)度類別頻數(shù)統(tǒng)計(jì)及空間分布情況見(jiàn)圖3和圖4。
如圖3所示,拉市海流域內(nèi)屬于衰退失調(diào)類自然村數(shù)量最多,占自然村總數(shù)的1/3,屬于衰退失調(diào)類與瀕臨衰退失調(diào)類的自然村占總數(shù)的一半,說(shuō)明這些自然村仍不能做到生態(tài)保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)同步發(fā)展。屬于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展類與協(xié)調(diào)發(fā)展類的自然村分別有7個(gè)和8個(gè),超過(guò)總數(shù)的一半,這些自然村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入相互促進(jìn),從而達(dá)到良性循環(huán)。從空間上來(lái)看,調(diào)節(jié)服務(wù)的供給與自然村農(nóng)民年人均總收入的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系具有顯著空間差異,湖泊東面自然村耦合協(xié)調(diào)程度總體優(yōu)于湖泊北面、南面和西面的自然村。協(xié)調(diào)發(fā)展類和勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展類自然村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與居民收入均較高,這些自然村一部分以開(kāi)展生態(tài)旅游為主要生計(jì),如美泉、正盛、安上、安中村等,一部分以種植特色農(nóng)產(chǎn)品為主要生計(jì),如種植洋芋的吉子村、海西村,種植麗江雪桃的余樂(lè)、吉樂(lè)村。
3.3 影響因素相關(guān)分析
(1)影響因素選取
提高調(diào)節(jié)服務(wù)與居民收入耦合協(xié)調(diào)度的關(guān)鍵在于能否通過(guò)特定的生計(jì)方式實(shí)現(xiàn)供給服務(wù)、文化服務(wù)與調(diào)節(jié)服務(wù)的協(xié)同,而生計(jì)方式的選擇又取決于農(nóng)戶對(duì)各類生計(jì)資本的配置和使用。英國(guó)海外發(fā)展部提出的農(nóng)戶可持續(xù)生計(jì)分析框架中強(qiáng)調(diào)生計(jì)資本(金融、人力、自然、物質(zhì)、社會(huì)資本)在農(nóng)村發(fā)展中發(fā)揮的重要作用[25],Fisher等[10]提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與削減貧困概念框架,他們認(rèn)為自然稟賦、環(huán)境權(quán)利、資本(包含基礎(chǔ)設(shè)施等物質(zhì)資本、人力資本、社會(huì)資本和金融資本)、不依賴生態(tài)系統(tǒng)而開(kāi)展的生計(jì)方式等因素可影響人們從服務(wù)中獲取收入的能力,從而影響二者的相關(guān)關(guān)系?；谝陨衔墨I(xiàn),本文選取生計(jì)方式、生計(jì)資本兩個(gè)一級(jí)類影響因素,其中生計(jì)方式包含外出務(wù)工、生態(tài)旅游和林果種植三項(xiàng)二級(jí)類因素,生計(jì)資本包又含金融資本、社會(huì)資本、人力資本、物質(zhì)資本和自然資本五項(xiàng)二級(jí)類因素。每種因素均根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際選取了相應(yīng)的指標(biāo),如表2所示。
(2)相關(guān)關(guān)系分析
如表3所示,生計(jì)方式中,從事旅游經(jīng)營(yíng)人口比重越高,耦合協(xié)調(diào)程度越好。大量已有研究證實(shí)了旅游對(duì)促進(jìn)自然保護(hù)區(qū)、荒原區(qū)域生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的積極作用,Li等人的研究發(fā)現(xiàn)旅游業(yè)的發(fā)展對(duì)減少地區(qū)收入不平等的貢獻(xiàn)顯著[26]。相反地,當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入的耦合關(guān)系并未隨著外出務(wù)工人口比重的上升而改善,外出務(wù)工人口比重與服務(wù)收入耦合關(guān)系呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。人口流動(dòng)對(duì)流入地和流出地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響一直是區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)的熱點(diǎn)研究問(wèn)題,許多研究證實(shí)了農(nóng)村剩余勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移與流出地農(nóng)民收入增長(zhǎng)有明顯聯(lián)系[27],但也有學(xué)者指出欠發(fā)達(dá)地區(qū)勞動(dòng)力市場(chǎng)不是競(jìng)爭(zhēng)性的,人力資本的流失給農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)負(fù)面影響[28]。同時(shí),王西玉認(rèn)為外出務(wù)工的派生現(xiàn)象是回鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè),“智力回流”將給當(dāng)?shù)貛?lái)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)機(jī)會(huì)[29]。根據(jù)對(duì)研究區(qū)域馬隊(duì)長(zhǎng)的訪談發(fā)現(xiàn),50%的馬隊(duì)長(zhǎng)曾有外出務(wù)工經(jīng)歷,特別是旅游發(fā)展較好的美泉村,超過(guò)2/3的馬隊(duì)長(zhǎng)有外出務(wù)工經(jīng)歷。根據(jù)李應(yīng)子[30]對(duì)云南省流動(dòng)人口特點(diǎn)及趨勢(shì)的分析,云南省流動(dòng)人口仍以農(nóng)民工外出務(wù)工經(jīng)商為主要原因,學(xué)歷以初小學(xué)生為主,因此當(dāng)?shù)赝獬鰟?wù)工人口比重與服務(wù)收入耦合關(guān)系呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)可能的原因是外出務(wù)工提高農(nóng)村居民收入的作用有限,但人口回流對(duì)當(dāng)?shù)芈糜位顒?dòng)起到積極的促進(jìn)作用。另一方面人口流動(dòng)對(duì)流出地的環(huán)境影響是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性問(wèn)題,人口的流動(dòng)可能影響流出地的消費(fèi)、環(huán)境壓力、社會(huì)資本結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式從而影響農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量,二者并非是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系[31]。目前我國(guó)正在建立國(guó)家公園和劃定的生態(tài)保護(hù)紅線,將有大量的生態(tài)移民工程,若居民選擇以外出務(wù)工作為替代生計(jì),對(duì)農(nóng)村居民收入以及自然生態(tài)系統(tǒng)的影響須謹(jǐn)慎評(píng)估和判斷。
表2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征指標(biāo)
表3 影響因素相關(guān)分析
**P<0.05
自然資本不具備流動(dòng)性,其中海拔、距湖泊距離、距麗江市距離與服務(wù)收入的耦合協(xié)調(diào)度的關(guān)系在統(tǒng)計(jì)意義上不顯著,人均耕地面積與耦合協(xié)調(diào)度有顯著的正相關(guān)關(guān)系。這說(shuō)明流域內(nèi)耦合協(xié)調(diào)度隨著人均耕地面積等可直接利用的自然資本增加而提高,調(diào)節(jié)服務(wù)與居民收入的耦合關(guān)系則與地理位置、地形等自然特征無(wú)明顯關(guān)系,當(dāng)然,這很可能是因?yàn)槭艿铰肪W(wǎng)密度等因素的干擾。
金融資本、人力資本、社會(huì)資本與耦合協(xié)調(diào)度的相關(guān)性不顯著,但從相關(guān)系數(shù)的符號(hào)可以看出,這些資本對(duì)于促進(jìn)二者協(xié)調(diào)發(fā)展有積極作用。代表物質(zhì)資本中基礎(chǔ)設(shè)施的路網(wǎng)密度與耦合協(xié)調(diào)度呈顯著負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步對(duì)路網(wǎng)密度與調(diào)節(jié)服務(wù)供給和居民收入的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),路網(wǎng)密度與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指數(shù)在1%的顯著水平下負(fù)相關(guān),而與居民收入指數(shù)無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系,這說(shuō)明當(dāng)?shù)匦藿ㄞr(nóng)村公路對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響值得關(guān)注。農(nóng)村公路是是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分,已有國(guó)內(nèi)外研究表明,農(nóng)村公路的建設(shè)將會(huì)帶來(lái)更高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出、更高的收入和更多的工資收入機(jī)會(huì)從而有利于區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,同時(shí)也加大了農(nóng)村土地資源壓力,造成水土資源流失和生態(tài)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)的破壞[32- 33]。已有學(xué)者呼吁在農(nóng)村公路建設(shè)的不同階段開(kāi)展環(huán)境影響評(píng)價(jià),以降低公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
4 結(jié)論
(1)流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)存在明顯的空間差異,流域上游供給能力高。水源涵養(yǎng)、土壤保持、森林固碳服務(wù)供給能力較高的區(qū)域集中在流域上游,而靠近湖泊,擁有較大灘涂面積的自然村,由于湖泊蒸散量大,水源涵養(yǎng)量較低,由于人類活動(dòng)頻繁,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸出也集中在流域中間壩區(qū)。
(2)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入的耦合關(guān)系存在空間差異。流域近一半自然村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入的耦合協(xié)調(diào)度較差,而湖泊東側(cè)自然村總體呈現(xiàn)較好的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系。開(kāi)展生態(tài)旅游以及特色農(nóng)產(chǎn)品種植的自然村屬于協(xié)調(diào)發(fā)展類,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入呈現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系。耦合協(xié)調(diào)關(guān)系的形成主要依賴于居民能否通過(guò)特定的生計(jì)方式獲取生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品供給和文化服務(wù)所帶來(lái)的收益。
(3)生計(jì)方式和部分生計(jì)資本與耦合協(xié)調(diào)度有顯著相關(guān)關(guān)系,其中外出務(wù)工、生態(tài)旅游、公路建設(shè)的相關(guān)性具有政策含義。當(dāng)?shù)鼐用竦纳?jì)方式中,生態(tài)旅游與耦合關(guān)系具有顯著正相關(guān)關(guān)系,而外出務(wù)工與耦合關(guān)系具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。盡管外出務(wù)工對(duì)于直接提高當(dāng)?shù)鼐用袷杖氲拇龠M(jìn)作用較小,但其可能通過(guò)“智力回流”的方式提高了當(dāng)?shù)鼐用耖_(kāi)展生態(tài)旅游的能力。自然資本中人均耕地面積等可利用的自然資本與耦合關(guān)系顯著正相關(guān)。金融、人力、社會(huì)資本的相關(guān)性盡管不顯著,但其系數(shù)符號(hào)表明,該類生計(jì)資本的存量可能對(duì)促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入的耦合協(xié)調(diào)有積極作用?；A(chǔ)設(shè)施中的路網(wǎng)密度與耦合協(xié)調(diào)度呈顯著負(fù)相關(guān),在具有生態(tài)脆弱性、重要性的區(qū)域建設(shè)公路時(shí)需謹(jǐn)慎評(píng)估對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響。
本文重點(diǎn)評(píng)估了拉市海流域生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)與居民收入的耦合關(guān)系,發(fā)現(xiàn)了耦合關(guān)系的空間差異,識(shí)別了其主要的影響因素。耦合關(guān)系的空間差異性提示我們,在重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)紅線區(qū)、自然保護(hù)區(qū)等具有生態(tài)重要性、脆弱性的區(qū)域?qū)嵤┥鷳B(tài)保護(hù)工程時(shí),應(yīng)更有針對(duì)性地提供補(bǔ)貼和生態(tài)補(bǔ)償,并通過(guò)相關(guān)政策促進(jìn)生態(tài)保護(hù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造更多機(jī)會(huì),促進(jìn)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
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