賈艷艷，唐曉嵐，任宇杰

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山東 泰安 271018；2.南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，南京林業(yè)大學(xué)中國特色生態(tài)文明建設(shè)與林業(yè)發(fā)展研究院，江蘇 南京 210037)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、人口的高速增長(zhǎng)和城鎮(zhèn)化建設(shè)急劇擴(kuò)張，土地利用格局發(fā)生了極大改變，使得生態(tài)用地流失、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能下降和環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)加劇，生態(tài)安全問題日益凸顯[1-2]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ecosystem service value, ESV)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(ecological risk index, ERI)評(píng)估是生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的重要類型，與生態(tài)安全評(píng)價(jià)密切相關(guān)[3]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指通過生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程和功能直接或間接得到的生命支持產(chǎn)品和服務(wù)[4]，其價(jià)值評(píng)估是生態(tài)環(huán)境保護(hù)、生態(tài)功能區(qū)劃、生態(tài)補(bǔ)償決策等的重要依據(jù)與基礎(chǔ)[5]。目前，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估主要包括物質(zhì)量和價(jià)值量，物質(zhì)量評(píng)估方法包括生物物理模型法和能值法等，價(jià)值量評(píng)估方法包括價(jià)值當(dāng)量法、市場(chǎng)價(jià)值法、機(jī)會(huì)成本法等，其中價(jià)值當(dāng)量法對(duì)數(shù)據(jù)需求相對(duì)較少，特別適用于區(qū)域和全球尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估[6-8]。景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)是指自然因素或人為因素影響下景觀格局與生態(tài)過程相互作用可能產(chǎn)生的負(fù)面影響[9]。景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)可以為區(qū)域綜合風(fēng)險(xiǎn)防范提供決策依據(jù)，有效指引區(qū)域景觀格局優(yōu)化與管控，是一種能有效支持生態(tài)系統(tǒng)管理的工具[10]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的綜合運(yùn)用，能更好地將人類福祉與生態(tài)環(huán)境變化相聯(lián)系，能更好地為區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供決策支持[3, 11]?，F(xiàn)階段，針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究逐漸由獨(dú)立分析走向關(guān)聯(lián)分析，主要分為兩大類：一類是結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)構(gòu)建景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系或評(píng)估框架以提高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的全面性與時(shí)效性，該類研究相對(duì)較多[10-14]；另一類則是針對(duì)同一時(shí)期同一區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的空間分布關(guān)系及相互作用機(jī)理研究，該類研究相對(duì)較少。宮繼萍等[15]分析了黑河中游民樂縣土地利用變化引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)變化，但對(duì)二者空間分布的相互關(guān)系仍需深入探討；多位學(xué)者采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值核算、景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)核算、雙變量空間自相關(guān)模型等方法分別探討了山東濱州市、三峽庫區(qū)、安徽蕪湖市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空動(dòng)態(tài)特征及其關(guān)聯(lián)性，方法的可行性得到有效驗(yàn)證[3，11，16]。然而，上述研究的尺度多見于單個(gè)城市或較小的特殊生態(tài)區(qū)，缺乏涉及多個(gè)城市尤其是缺乏長(zhǎng)江流域跨江區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)分析。

在長(zhǎng)江三角洲區(qū)域一體化戰(zhàn)略背景下，長(zhǎng)江流域安徽段在長(zhǎng)江流域和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的發(fā)展中占據(jù)重要地位，隨著長(zhǎng)江三角洲經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)，大量生態(tài)用地被侵占，景觀格局和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值發(fā)生變化。本研究以1995年、2005年和2015年的土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)長(zhǎng)江流域安徽段近20年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)動(dòng)態(tài)變化及空間分布特征深入分析，并揭示二者在數(shù)量變化、空間分布等方面的相關(guān)性，旨在為長(zhǎng)江流域安徽段及相似區(qū)域的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

長(zhǎng)江流域安徽段位于長(zhǎng)江下游(115°15′～119°50′E，29°15′～33°0′N)，行政區(qū)劃涉及合肥、滁州、馬鞍山、蕪湖、銅陵、宣城、六安、安慶、池州和黃山10市，總面積66 576.94 km2(圖1)。研究區(qū)地勢(shì)呈西南和東南兩側(cè)海拔高、中部低的特點(diǎn)[17]，地貌類型上低山、丘陵、平原皆備，但以平原為主；屬北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，夏季高溫多雨，冬季溫和少雨；水系豐富，其中匯入長(zhǎng)江干流的主要水系有皖河、青弋江、漳河、水陽江、滁河等，主要湖泊有巢湖、大官湖、武昌湖、菜子湖等。研究區(qū)涵蓋皖南山區(qū)1處陸地生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)和安慶沿江濕地、揚(yáng)子鱷保護(hù)地2處濕地生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)[18]；同時(shí)，研究區(qū)分布著面積較大的重要生態(tài)功能區(qū)，分別是大別山水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護(hù)重要區(qū)、天目山—懷玉山水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護(hù)重要區(qū)和皖江濕地洪水調(diào)蓄重要區(qū)，對(duì)維護(hù)長(zhǎng)江流域生態(tài)安全、保護(hù)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要作用。此外，研究區(qū)保護(hù)地?cái)?shù)量及類型豐富，有國家級(jí)的自然保護(hù)區(qū)5處、風(fēng)景名勝區(qū)10處、森林公園24處、地質(zhì)公園8處、水利風(fēng)景區(qū)19處、濕地公園11處。

圖1 研究區(qū)位置及高程圖

1.2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為安徽省1995年、2005年和2015年的土地利用柵格數(shù)據(jù)，空間分辨率為30 m，來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn)，該數(shù)據(jù)基于1995年、2005年的Landsat-TM/ETM和2015年的Landsat-8OLI遙感影像(分辨率30 m)解譯得到，經(jīng)過波段提取、合成、幾何精糾正、鑲嵌等預(yù)處理，利用人機(jī)交互目視解譯，最終通過混淆矩陣進(jìn)行分類精度及總精度評(píng)價(jià)，總體精度達(dá)90%以上；統(tǒng)一采用Albers圓錐等積投影，Krasovsky參考橢球體、105°E基準(zhǔn)經(jīng)線、25°N和47°N基準(zhǔn)緯線[19]。

根據(jù)安徽省景觀類型的組成和特點(diǎn)，參照 GB/T 21010—2017《土地利用現(xiàn)狀分類》，并結(jié)合研究目的，將研究區(qū)景觀類型劃分為耕地、林地、草地、濕地、建設(shè)用地、裸地6個(gè)一級(jí)類別(圖2)。長(zhǎng)江流域矢量邊界數(shù)據(jù)、主要水系空間分布數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人口數(shù)據(jù)來源于安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒、國家統(tǒng)計(jì)局官網(wǎng)(http://data.stats.gov.cn/index.htm)。綜合考慮相關(guān)研究[16]及計(jì)算效率，在ArcGIS 10.2中采用網(wǎng)格化方法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行6 km×6 km的幅度采樣，共形成2 017個(gè)評(píng)價(jià)小區(qū)?；谠u(píng)價(jià)小區(qū)計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，并賦值于評(píng)價(jià)小區(qū)中心點(diǎn)，進(jìn)行克里金插值，以分析空間格局分布特征。

圖2 研究區(qū)景觀類型空間分布

1.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值核算方法

利用Costanza等[4]的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估模型，計(jì)算長(zhǎng)江流域安徽段3個(gè)時(shí)期各景觀類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值及生態(tài)服務(wù)總價(jià)值(ESV,式中記為VESV)。

(1)

式中：VESV為研究區(qū)生態(tài)服務(wù)總價(jià)值，元；n為景觀類型的數(shù)量；Ck為第k類景觀類型的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)，元/hm2；Ak為第k類景觀類型的面積，hm2。

參照謝高地等[20]對(duì)中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量的確定，并結(jié)合安徽段景觀利用類型，對(duì)價(jià)值當(dāng)量表進(jìn)行修正(表1)，將耕地、林地、草地、裸地的價(jià)值當(dāng)量分別與生態(tài)系統(tǒng)類型中農(nóng)田、森林、草地、荒漠的值相對(duì)應(yīng)。本研究中的濕地包括河渠、湖泊、水庫坑塘、灘地，濕地的價(jià)值當(dāng)量取生態(tài)系統(tǒng)類型中濕地和水系價(jià)值當(dāng)量的均值；建設(shè)用地包括城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、交通用地、工礦企業(yè)用地等，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境破壞較大，在此只計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的正效用，因此文中不核算建設(shè)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[21]。根據(jù)《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒—2016》得出，2015年研究區(qū)平均糧食產(chǎn)量為6 356.5 kg/hm2，根據(jù)《2016中國農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格調(diào)查年鑒》中研究區(qū)平均糧食價(jià)格為2.495元/kg[22]，以謝高地等[20]的研究成果“1個(gè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值量等于當(dāng)年研究區(qū)域平均糧食單產(chǎn)市場(chǎng)價(jià)值的1/7”為計(jì)算依據(jù)，得出長(zhǎng)江流域安徽段生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值量為2 270.19元/hm2。最后，由“陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值=當(dāng)量×單位當(dāng)量?jī)r(jià)值”，計(jì)算得到安徽段不同景觀類型單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值(表1)。

表1 長(zhǎng)江流域安徽段單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

1.2.3 景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)模型及雙變量空間自相關(guān)模型構(gòu)建

景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的大小取決于研究區(qū)景觀生態(tài)系統(tǒng)所受外部干擾強(qiáng)度和內(nèi)部抵抗能力的大小[23]?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)的景觀格局與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)系，借鑒已有研究成果[24]，利用景觀破碎度指數(shù)、景觀分離度指數(shù)、景觀優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、景觀干擾度指數(shù)、景觀脆弱度指數(shù)和景觀損失度指數(shù)構(gòu)建景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)模型。

(2)

式中：IERk為第k個(gè)評(píng)價(jià)小區(qū)的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，Ri為i類景觀的景觀損失度指數(shù)，Aki為第k個(gè)評(píng)價(jià)小區(qū)內(nèi)景觀類型i的面積，Ak為第k個(gè)評(píng)價(jià)小區(qū)的面積，m為評(píng)價(jià)小區(qū)內(nèi)景觀類型數(shù)目，i為耕地、林地、草地、濕地、建設(shè)用地和裸地6種景觀類型。各參數(shù)計(jì)算公式及生態(tài)意義[20-26]見表2。

表2 景觀指數(shù)計(jì)算方法

空間自相關(guān)模型能夠反映某種因素在空間位置的相關(guān)程度，分為全局空間自相關(guān)和局部空間自相關(guān)，多采用Moran’sI和Local Moran’sI指數(shù)來描述[27-28]。Moran’sI指數(shù)計(jì)算公式為：

(3)

(4)

本研究依托雙變量空間自相關(guān)模型，采用Moran散點(diǎn)圖和空間聯(lián)系的局部指標(biāo)(LISA)進(jìn)行空間自相關(guān)分析，依據(jù)空間分布關(guān)系劃分為高-高聚集(H-H)、高-低聚集(H-L)、低-高聚集(L-H)和低-低聚集(L-L)4個(gè)集聚類型區(qū)，探究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間相關(guān)特征。相關(guān)計(jì)算利用GeoDa軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 長(zhǎng)江流域安徽段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值特征分析

2.1.1 各類及單項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化

1995—2015年，長(zhǎng)江流域安徽段的景觀類型以耕地和林地為主，在3個(gè)時(shí)期的面積占比分別在45%和33%以上。近20年，研究區(qū)景觀類型變化的典型特征是耕地大量減少和建設(shè)用地顯著增加，其中耕地減少1 209.81 km2，建設(shè)用地增加1 184.42 km2，占比由4.34%增至6.12%；林地、草地有所減少，濕地、裸地均有所增加，但變化不明顯(表3)。

表3 1995—2015年研究區(qū)各景觀類型面積及占比

1995—2015年長(zhǎng)江流域安徽段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ESV)計(jì)算結(jié)果及變化情況見表4。近20年，由于耕地、林地和草地的減少，研究區(qū)總ESV呈減少趨勢(shì)，減少了1.219 31×109元，變化率為-0.54%。從各景觀類型的ESV來看，林地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)率最高，3個(gè)時(shí)期的貢獻(xiàn)率均在48%以上，這與林地面積占比較大和林地在調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)中的優(yōu)勢(shì)有關(guān)，其次為濕地和耕地；1995—2005年，耕地和草地的ESV呈減少趨勢(shì)，林地和濕地的ESV呈增加趨勢(shì)，其中耕地和濕地的服務(wù)價(jià)值變化明顯，耕地減少0.694 98×109元、濕地增加0.657 72×109元，變化率分別為-1.40%和1.14%；2005—2015年，耕地、林地、草地的ESV呈減少趨勢(shì)，其中耕地的減少最多，減少1.202 86×109元，變化率為-2.46%，而濕地的ESV增加了2.933 80×109元。

表4 1995—2015年安徽段不同景觀類型及各單項(xiàng)服務(wù)功能的ESV及其變化

從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的功能來看，1995—2015年長(zhǎng)江流域安徽段除文化服務(wù)的ESV呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和支持服務(wù)的ESV均呈減小趨勢(shì)；在各單項(xiàng)服務(wù)中，3個(gè)時(shí)期水源涵養(yǎng)的功能價(jià)值最大，占總ESV的17.9%以上，其次是廢物處理、土壤保持、氣候調(diào)節(jié)和生物多樣性保護(hù)的功能價(jià)值，分別占總ESV的17.3%、14.6%、13.4%和11.2%以上，并且除水源涵養(yǎng)和美學(xué)景觀的ESV有所增加外，其余各單項(xiàng)服務(wù)功能的ESV均在減少。總體來看，近20年安徽段的水源涵養(yǎng)功能價(jià)值比例最高，并呈增加趨勢(shì)，增長(zhǎng)率為0.27%，說明安徽段濕地景觀得到了較好保護(hù)，濕地在水源涵養(yǎng)方面起著重要作用，即水源涵養(yǎng)是影響研究區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的敏感因子。

2.1.2 評(píng)價(jià)小區(qū)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值空間格局

通過計(jì)算長(zhǎng)江流域安徽段3個(gè)時(shí)期評(píng)價(jià)小區(qū)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，并賦值于評(píng)價(jià)小區(qū)中心點(diǎn)，在ArcGIS 10.2中進(jìn)行普通克里金插值，再采用自然斷點(diǎn)法將其ESV(元)劃分為低(0.74×104, 2.27×104]、較低(2.27×104, 2.85×104]、中(2.85×104, 3.85×104]、較高(3.85×104, 5.9×104]、高(5.9×104, ∞)共5個(gè)等級(jí)，得到研究區(qū)3個(gè)時(shí)期單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間格局分布圖(圖3A)，并對(duì)研究區(qū)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值不同等級(jí)的面積變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表5)。1995—2015年，長(zhǎng)江流域安徽段單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值主要以較高和中兩個(gè)等級(jí)為主，3個(gè)時(shí)期兩個(gè)等級(jí)面積占比分別在32%和27%以上；較低、中和較高等級(jí)的面積占比呈減少趨勢(shì)，低和高等級(jí)的面積占比呈增加趨勢(shì)；空間上，高ESV主要分布在濕地集中區(qū)，即巢湖區(qū)域，龍感湖、黃湖、大官湖及泊湖區(qū)域，菜子湖區(qū)域，石臼湖區(qū)域和南漪湖區(qū)域，也是安慶沿江濕地和揚(yáng)子鱷保護(hù)地2處濕地生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)的主要分布區(qū)；較高ESV主要分布在林草景觀集中區(qū)，即安慶西部的大別山區(qū)域、皖南山區(qū)陸地生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)、宣城南部山地以及長(zhǎng)江沿岸等河湖濕地區(qū)域(圖3A)。計(jì)算可知，1995—2015年，評(píng)價(jià)小區(qū)尺度下的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值平均值從1995年的3.432 0×104元下降為2015年的3.421 1×104元，變化率為-0.32%，整體上變化不顯著，表明在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的階段，長(zhǎng)江流域安徽段的生態(tài)環(huán)境得到了較好的保護(hù)，但仍有76.45%的評(píng)價(jià)小區(qū)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值呈減少趨勢(shì)。

圖3 1995—2015年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分布及其LISA聚類

表5 1995—2015年研究區(qū)不同等級(jí)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的面積占比及變化

2.2 長(zhǎng)江流域安徽段生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)特征分析

結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況和各評(píng)價(jià)小區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(ERI)所處的范圍，借助ArcGIS 10.2的自然斷點(diǎn)法將生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)劃分為低(0.034 7, 0.056 0]、較低(0.056 0, 0.076 1]、中(0.076 1, 0.096 8]、較高(0.096 8, 0.123 9]、高(0.123 9, ∞)共5個(gè)等級(jí)(圖3B)，并對(duì)研究區(qū)2 017個(gè)評(píng)價(jià)小區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不同等級(jí)的面積變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表5。由圖3B和表5可知，研究區(qū)以中、較低和低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為主，2015年其面積占比分別為29.69%、26.67%和23.46%；低和較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比逐漸減少，較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積呈先增后減的整體增加趨勢(shì)，中和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比持續(xù)增加，1995—2015年較高和高風(fēng)險(xiǎn)增長(zhǎng)率分別為33.32%和85.67%?？臻g上，較高和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在巢湖區(qū)域及長(zhǎng)江沿岸，低和較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)集中在大別山區(qū)、皖南山區(qū)陸地生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)及宣城南部山地，這些區(qū)域以林地和草地景觀為主，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較小，也是安徽段重要的自然生態(tài)屏障區(qū)；中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在滁州、合肥、馬鞍山的大部分區(qū)域和蕪湖、安慶、池州的沿江區(qū)域，因?yàn)樵搮^(qū)域地勢(shì)平坦，以耕地為主；較高和高等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)由集聚分布趨于連片擴(kuò)張。

計(jì)算可知，1995—2015年，長(zhǎng)江流域安徽段評(píng)價(jià)小區(qū)尺度下的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)平均值分別為0.071 5、0.075 1和0.077 5，呈不斷升高趨勢(shì)；同時(shí)，近20年96.78%的評(píng)價(jià)小區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)呈增加趨勢(shì)，進(jìn)一步表明安徽段景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)整體上呈上升趨勢(shì)。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)性分析

2.3.1 雙變量全局空間自相關(guān)

采用GeoDa空間分析工具，建立空間權(quán)重矩陣，計(jì)算1995年、2005年和2015年長(zhǎng)江流域安徽段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的雙變量空間自相關(guān)指數(shù)，獲得Moran’sI散點(diǎn)圖(圖4)。由圖4可知，1995年、2005年和2015年的全局Moran’sI分別為0.132 8、0.107 3、0.085 7，表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)存在一定的空間正相關(guān)性，但相關(guān)性有減弱趨勢(shì)。

圖4 研究區(qū)單位面積總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的Moran散點(diǎn)

2.3.2 雙變量局部空間自相關(guān)

局部空間自相關(guān)(LISA)聚類圖是對(duì)散點(diǎn)圖中通過了顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域單元的地理表達(dá)[26]。LISA分析結(jié)果如圖3C所示，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)性顯著區(qū)域主要分布在巢湖區(qū)域、長(zhǎng)江沿岸、大別山區(qū)域、安慶沿江濕地和揚(yáng)子鱷保護(hù)地2處濕地生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)、皖南山區(qū)陸地生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)，分為高價(jià)值-高風(fēng)險(xiǎn)(H-H)、低價(jià)值-低風(fēng)險(xiǎn)(L-L)、低價(jià)值-高風(fēng)險(xiǎn)(L-H)、高價(jià)值-低風(fēng)險(xiǎn)(H-L)和不顯著(N-S)5種模式。

H-H區(qū)代表研究區(qū)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值高，同時(shí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高的區(qū)域。計(jì)算可知，H-H區(qū)在1995年、2005年和2015年的面積比例分別為7.47%、7.72% 和7.57%，呈先增加后減少但整體增加的趨勢(shì)，主要分布在長(zhǎng)江干流10 km范圍區(qū)域(與長(zhǎng)江呈平行態(tài)勢(shì))及巢湖區(qū)域，具體為安慶沿江濕地生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)、升金湖國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、銅陵淡水豚國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和巢湖國家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)等區(qū)域。上述區(qū)域均涵蓋面積較大、能夠提供高價(jià)值生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的濕地，但濕地面臨破碎化、面積萎縮(尤其是天然濕地)、被耕地及建設(shè)用地侵占的高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，由于長(zhǎng)江干流區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，如安慶、池州、銅陵緊鄰長(zhǎng)江干流區(qū)域洪澇、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)[18]，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高，因此必須加強(qiáng)對(duì)濕地生態(tài)景觀的保護(hù)與持續(xù)重視。L-L區(qū)代表單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值低，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也低的區(qū)域。計(jì)算可知，L-L區(qū)在3個(gè)時(shí)期的面積比例分別為1.68%、1.73%和1.48%，整體呈減少趨勢(shì)但變化不明顯；主要零散分布在皖南山區(qū)和大別山區(qū)中的耕地區(qū)域，耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率變化不大，同時(shí)，由于人類活動(dòng)對(duì)耕地景觀的改造，使其處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。L-H區(qū)代表研究區(qū)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較低而生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域。計(jì)算可知，L-H區(qū)的面積比例由1995年的3.61%增加為2015年的4.65%，分布在H-H區(qū)的外圍緊鄰區(qū)，即巢湖區(qū)域西北部的合肥市市區(qū)和長(zhǎng)江干流區(qū)域的安慶市市區(qū)、銅陵市市區(qū)、蕪湖市市區(qū)、馬鞍山市市區(qū)，上述區(qū)域均以建設(shè)用地為主，因此生態(tài)服務(wù)價(jià)值相對(duì)較低而生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高。H-L區(qū)代表研究區(qū)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較高，而生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低的區(qū)域。計(jì)算可知，H-L區(qū)的面積比例由1995年的19.74%增加為2015年的20.98%，主要分布在大別山區(qū)和皖南山區(qū)，得益于2007年《國家重點(diǎn)生態(tài)功能保護(hù)區(qū)規(guī)劃綱要》的頒布、地方政府關(guān)于生態(tài)環(huán)境政策的出臺(tái)與相應(yīng)措施的落實(shí)，促進(jìn)了大別山區(qū)和皖南山區(qū)的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)，使區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值升高、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)降低。

3 討 論

1995—2015年，長(zhǎng)江流域安徽段總ESV不斷減少，變化率為-0.54%；林地對(duì)ESV的貢獻(xiàn)率最高，3個(gè)時(shí)期的貢獻(xiàn)率均在48%以上，其次為濕地和耕地；各單項(xiàng)服務(wù)功能中水源涵養(yǎng)和美學(xué)景觀的ESV有所增加，其余各服務(wù)功能的ESV均在減少，并且水源涵養(yǎng)的功能價(jià)值最大，是影響區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值的敏感因子；研究區(qū)ESV等級(jí)以較高和中等為主，評(píng)價(jià)小區(qū)尺度下的單位面積ESV呈減少趨勢(shì)。

1995—2015年，長(zhǎng)江流域安徽段景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)整體上呈增長(zhǎng)趨勢(shì)；研究區(qū)以中、較低和低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為主，但較高和高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)增長(zhǎng)率分別為33.32%和85.67%；空間上，較高和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在巢湖區(qū)域及長(zhǎng)江沿岸區(qū)域，并由集聚分布趨于連片擴(kuò)張；評(píng)價(jià)小區(qū)尺度下的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)平均值呈不斷升高趨勢(shì)。

1995—2015年，長(zhǎng)江流域安徽段評(píng)價(jià)小區(qū)單位面積總ESV與景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)之間存在空間正相關(guān)性，主要關(guān)系為高價(jià)值-高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)和高價(jià)值-低風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)；并且，高價(jià)值-高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和高價(jià)值-低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)均呈增加趨勢(shì)，分別主要分布在長(zhǎng)江干流、巢湖區(qū)域和皖南山區(qū)、皖西大別山區(qū)。

研究結(jié)果可為長(zhǎng)江流域安徽段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值提高、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防范、景觀生態(tài)管理和沿江生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供一定依據(jù)，也可為跨江區(qū)域的生態(tài)安全研究提供一定參考。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估和景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的有機(jī)結(jié)合，更有助于區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)決策的制定與實(shí)施[11, 16]。皖南山區(qū)和大別山區(qū)域是高價(jià)值-低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的主要集聚區(qū)，以林地、草地景觀為主，對(duì)研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率較大，尤其在調(diào)節(jié)服務(wù)和支持服務(wù)方面占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，是長(zhǎng)江三角洲區(qū)域一體化高質(zhì)量發(fā)展的生態(tài)大屏障，對(duì)維持安徽段乃至長(zhǎng)江流域和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定起著重要支撐作用，因此必須加強(qiáng)對(duì)該區(qū)域林草生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)力度，著力構(gòu)建皖南山區(qū)和皖西大別山區(qū)兩大生態(tài)安全屏障。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化具有一定的預(yù)示作用，高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域代表著未來該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最可能呈現(xiàn)減小態(tài)勢(shì)[3, 11]。長(zhǎng)江干流區(qū)域以及巢湖區(qū)域是高價(jià)值-高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的主要集聚區(qū)，既是研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主要供給區(qū)之一，又是生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)高危區(qū)，要特別注重此類區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)安全建設(shè)的質(zhì)量。因此，在保護(hù)與修復(fù)皖南山區(qū)和大別山區(qū)林草生態(tài)系統(tǒng)的同時(shí)必須高度重視安徽段濕地景觀資源的保護(hù)與管控；應(yīng)以國家公園和生態(tài)文明建設(shè)為契機(jī)，依托區(qū)域內(nèi)的自然保護(hù)地、濕地與陸地生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)，加強(qiáng)對(duì)林、草、濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)管理質(zhì)量和對(duì)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的管控力度，進(jìn)一步優(yōu)化區(qū)域景觀格局和構(gòu)建生態(tài)安全格局。

此次研究采用單位面積總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行空間可視化，反映了總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空分布特征，受篇幅限制，本研究中筆者未深入探討各單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空分布特征及其與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在數(shù)量變化和空間分布的關(guān)聯(lián)性。以雙變量空間自相關(guān)分析揭示了長(zhǎng)江流域安徽段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)之間具有空間正相關(guān)關(guān)系，可為區(qū)域景觀布局和生態(tài)安全提供一定參考，但由于長(zhǎng)江對(duì)沿江兩岸的輻射效應(yīng)存在差異，以及不同沿江城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和自然資源稟賦不同，可能影響安徽段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間分布，在今后的研究中應(yīng)深入探討。此外，研究區(qū)內(nèi)有多處自然保護(hù)地和生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)，未來還需進(jìn)一步探討保護(hù)地和保護(hù)優(yōu)先區(qū)對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)影響的機(jī)制。