關(guān)鍵詞:生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值;權(quán)衡;協(xié)同;空間自相關(guān);生態(tài)管理分區(qū);黃河流域
中圖分類(lèi)號(hào):X171.1;TV882.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A doi:10.3969/ j.issn.1000-1379.2024.09.013
引用格式:孫才志,郝帥.黃河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值核算及生態(tài)管理分區(qū)[J].人民黃河,2024,46(9):90-98.
0引言
黃河流域作為連接青藏高原、黃土高原、華北平原的重要生態(tài)廊道,同時(shí)也是中國(guó)重要的生態(tài)屏障區(qū)、糧食產(chǎn)區(qū)與能源基地,但流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境脆弱、水資源短缺及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相對(duì)落后等問(wèn)題突出,實(shí)現(xiàn)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展已成為事關(guān)中華民族偉大復(fù)興的千秋大計(jì)。對(duì)黃河流域開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ESV)核算及生態(tài)管理分區(qū)研究,對(duì)于摸清流域生態(tài)家底、開(kāi)展流域生態(tài)保護(hù)治理、推進(jìn)流域生態(tài)文明建設(shè)及生態(tài)屏障構(gòu)建具有重要意義。
目前關(guān)于黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的研究主要集中在城市群[1-2] 、產(chǎn)業(yè)[3-4] 、資源有效利用[5-6] 及區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展[7-8] 等方面,并取得了豐富的研究成果。例如:徐維祥等[9] 構(gòu)建了包含時(shí)間變量的超越對(duì)數(shù)生產(chǎn)函數(shù)形式的隨機(jī)前沿模型,對(duì)黃河流域57 個(gè)城市的土地集約利用效率和生態(tài)福利績(jī)效進(jìn)行了測(cè)度;劉晶晶等[10] 對(duì)黃河流域縣域尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和需求進(jìn)行了核算,結(jié)果表明流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需時(shí)空差異明顯,均衡度的時(shí)空差異受?chē)?guó)土空間格局演變的影響;趙建吉等[11] 、余潔等[12] 、張勝武等[13] 分別對(duì)黃河流域的生態(tài)環(huán)境、生態(tài)文明建設(shè)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城鎮(zhèn)化之間的耦合關(guān)系進(jìn)行了探討,同時(shí)對(duì)其影響因素進(jìn)行了分析;劉琳軻等[14] 以省域?yàn)檠芯繂卧瑢?duì)黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展的耦合關(guān)系進(jìn)行了分析,同時(shí)將其與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果顯示研究期內(nèi)黃河流域生態(tài)保護(hù)指數(shù)與高質(zhì)量發(fā)展指數(shù)均呈上升趨勢(shì),但與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶相比差距較大;楊屹等[15] 、王曉楠等[16] 都以黃河流域資源型城市為研究對(duì)象,分別探討了研究期內(nèi)資源型城市的生態(tài)效率、轉(zhuǎn)型效率,并對(duì)其驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析,認(rèn)為不同類(lèi)型的資源型城市生態(tài)效率、轉(zhuǎn)型效率的影響因素存在異質(zhì)性;賈紹鳳等[17] 通過(guò)分析黃河徑流量變化及上中下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展需水情況,提出了高低調(diào)整情景的水資源戰(zhàn)略配置方案;關(guān)偉等[18] 對(duì)黃河流域能源利用效率及其影響因素進(jìn)行了探討。還有相關(guān)學(xué)者從土地利用及生態(tài)系統(tǒng)視角探討了黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的現(xiàn)狀[19-20] ,豐富了黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的研究成果。相關(guān)研究表明[21] ,目前黃河流域整體處于工業(yè)化中期向后期轉(zhuǎn)型階段,流域內(nèi)集聚效應(yīng)遠(yuǎn)大于擴(kuò)散效應(yīng),但仍存在許多限制性因素,如生態(tài)環(huán)境脆弱、各城市經(jīng)濟(jì)聯(lián)系松散、經(jīng)濟(jì)發(fā)展受流域內(nèi)部差異性的約束大等,這決定了黃河流域高質(zhì)量發(fā)展具有復(fù)雜性、競(jìng)爭(zhēng)性、多樣性及協(xié)同性等多重特點(diǎn)。
綜上所述,現(xiàn)有關(guān)于黃河流域的研究成果較為豐富,對(duì)實(shí)現(xiàn)流域資源-生態(tài)-經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展具有重要的參考價(jià)值,但仍有以下不足:1)通過(guò)構(gòu)建指標(biāo)體系測(cè)度區(qū)域內(nèi)的生態(tài)保護(hù)或生態(tài)文明建設(shè)程度,雖然具有較強(qiáng)的可操作性,但不可避免地存在一定主觀因素,同時(shí)缺乏對(duì)自然生態(tài)環(huán)境本底狀況的研究;2)仍以黃河流經(jīng)的9 個(gè)?。▍^(qū))或以現(xiàn)有的行政邊界來(lái)確定研究區(qū),并未考慮自然流域邊界;3)缺乏對(duì)黃河流域生態(tài)管理分區(qū)的研究,難以對(duì)生態(tài)環(huán)境精細(xì)化管理以及對(duì)生態(tài)治理差異化管控。鑒于此,本文以黃河自然流域?yàn)檠芯繉?duì)象,把流域劃分為410個(gè)單元,基于1995—2020年6個(gè)典型年份的土地利用數(shù)據(jù),運(yùn)用“單位面積價(jià)值當(dāng)量因子方法”對(duì)黃河流域4類(lèi)11種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值進(jìn)行核算,采用Pearson相關(guān)分析方法對(duì)各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系進(jìn)行分析,并對(duì)黃河流域進(jìn)行生態(tài)管理分區(qū)判定,提出相應(yīng)的生態(tài)管理措施,以期為了解黃河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時(shí)空變化情況、探索流域生態(tài)保護(hù)管理與區(qū)域生態(tài)治理措施提供借鑒。
1研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源
1.1研究方法
1.1.2生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系分析方法
采用Pearson 相關(guān)分析方法對(duì)研究區(qū)4 類(lèi)11 種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行權(quán)衡關(guān)系與協(xié)同關(guān)系測(cè)度。當(dāng)相關(guān)系數(shù)r>0 時(shí),表明2 個(gè)變量具有協(xié)同關(guān)系(同增或同減);r<0 時(shí),表明2 個(gè)變量具有權(quán)衡關(guān)系(此消彼長(zhǎng)),其數(shù)值大小反映了變量之間相關(guān)性的強(qiáng)弱。
1.1.3生態(tài)管理分區(qū)劃定方法
空間自相關(guān)分析方法是地統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本分析方法,可以探究地理要素的空間關(guān)聯(lián),通過(guò)識(shí)別相鄰地理要素之間的集聚和離散特征,對(duì)地理要素空間異質(zhì)性進(jìn)行判別。采用Moran’s I全局空間自相關(guān)系數(shù)對(duì)2020年黃河流域的生態(tài)調(diào)節(jié)支持功能、生態(tài)供給服務(wù)功能的空間分布進(jìn)行分析,采用Moran’s I局部空間自相關(guān)系數(shù)對(duì)該年流域的生態(tài)調(diào)節(jié)支持功能、生態(tài)供給服務(wù)功能的局部空間集聚類(lèi)型進(jìn)行疊加分析,并據(jù)此對(duì)研究區(qū)進(jìn)行生態(tài)管理分區(qū)劃定。
1.2數(shù)據(jù)來(lái)源
本文涉及的數(shù)據(jù)主要包括:1995—2020年6 個(gè)時(shí)期(1995 年、2000 年、2005年、2010年、2015年、2020年)土地利用數(shù)據(jù),源自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(www.resdc.cn),空間分辨率為1km。各類(lèi)糧食作物播種面積、出售價(jià)格及產(chǎn)量,源自1996—2021年《中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》及《中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格調(diào)查年鑒》。此外,對(duì)于土地利用/ 覆被變化分類(lèi),根據(jù)現(xiàn)有研究成果[22] 并結(jié)合黃河流域的實(shí)際情況,將沙地、戈壁及鹽堿地歸為荒漠,將灘涂、灘地及沼澤地歸為濕地,將高覆蓋度草地、中覆蓋度草地和低覆蓋度草地歸為草地,將河、渠、湖泊、水庫(kù)歸為水域,各單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基礎(chǔ)當(dāng)量因子見(jiàn)文獻(xiàn)[22]。
2黃河流域ESV 時(shí)空變化分析
2.1黃河流域ESV 時(shí)間變化分析
根據(jù)式(1) ~式(3)計(jì)算得到1995—2020 年黃河流域各土地利用類(lèi)型的ESV、各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)、文化服務(wù))的價(jià)值,分別見(jiàn)圖1、表1。
分析圖1 可知,1995—2020年黃河流域總ESV 從3 126.32億元增加至13 193.67 億元,共增加10 067.35億元,其中2005—2010年增幅最大,達(dá)到75.55%,而2015—2020 年增幅最小,僅為12.20%。從各土地利用類(lèi)型的ESV 來(lái)看,農(nóng)田、濕地及荒漠的ESV 雖然在研究期內(nèi)呈逐年增加趨勢(shì),但其在各年總ESV 中的占比均呈波動(dòng)減小趨勢(shì),農(nóng)田由12.85%減小至12.22%,濕地由12.02%減小至10.88%,荒漠由2.11%減小至0.78%;而森林、草地和水域的ESV 占比均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。整體而言,研究期內(nèi),草地的ESV 最大,其多年均值占比超過(guò)30%;森林次之,其占比為27.94%;而荒漠的ESV 最小,其占比僅為1.09%;其他土地利用類(lèi)型的ESV 占比則為10%~17%。
分析表1 可知,從各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)來(lái)看,1995—2020年調(diào)節(jié)服務(wù)的ESV 占比由63.92% 增加至66.31%,供給服務(wù)、支持服務(wù)、文化服務(wù)的ESV 占比則均呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。在4 種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類(lèi)型中,調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)構(gòu)成了黃河流域ESV 的主體。對(duì)4 類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分別進(jìn)行了細(xì)化,其中:水文調(diào)節(jié)的ESV占比最大,超過(guò)30%;氣候調(diào)節(jié)、土壤保持的ESV 占比為10%~ 19%;氣體調(diào)節(jié)、生物多樣性的ESV 占比為8%~10%;食物生產(chǎn)、原料生產(chǎn)、水資源供給、養(yǎng)分維持、美學(xué)景觀的ESV 占比在5%以下,其中養(yǎng)分維持的ESV 占比最小。整體來(lái)看,黃河流域的生態(tài)調(diào)節(jié)支持服務(wù)功能遠(yuǎn)強(qiáng)于生態(tài)供給服務(wù)功能。
2.2黃河流域ESV 空間變化分析
根據(jù)已獲取的流域各時(shí)期ESV,采用ArcGIS10.2軟件繪制各時(shí)期黃河流域410個(gè)a147c766e8da431b001d78b5f4dd28062c7075eaf61055f6c06d491158196fef研究單元單位面積ESV空間分布圖、空間變化趨勢(shì)圖,分別見(jiàn)圖2、圖3(圖3 中紅色點(diǎn)表示黃河流域各個(gè)研究單元單位面積ESV 值;綠色點(diǎn)表示黃河流域各個(gè)研究單元單位面積ESV在東西方向的投影,綠線為投影點(diǎn)的變化趨勢(shì);藍(lán)色點(diǎn)表示黃河流域各個(gè)研究單元單位面積ESV在南北方向的投影,藍(lán)線為投影點(diǎn)的變化趨勢(shì))。
分析圖2 可知,1995 年,黃河流域單位面積ESV 小于2 500 元/ hm2的研究單元數(shù)量為59 個(gè),占區(qū)域總數(shù)的14.39%,主要分布在陜西省西安市、渭南市、榆林市、延安市,甘肅省慶陽(yáng)市、臨夏回族自治州等;單位面積ESV 為2 500 ~ 5 000 元/ hm2、5 000 ~ 7 500 元/ hm2、7500元/ hm2以上的研究單元數(shù)量分別為247 個(gè)、71個(gè)、33個(gè),分別占區(qū)域總數(shù)的60.24%、17.32%、8.05%,其中河南省洛陽(yáng)市、青海省剛察縣、四川省若爾蓋縣及山東省大部分地區(qū)的單位面積ESV 超過(guò)10000 元/ hm2。該時(shí)期流域整體單位面積ESV 為3 943.24元/ hm2。
2000 年,單位面積ESV 為2 500 元/ hm2 以下的研究單元數(shù)量減少為27 個(gè);單位面積ESV 為5 000 ~7 500 元/ hm2 的研究單元數(shù)量為108 個(gè), 占比為26.34%;單位面積ESV 為7 500 元/ hm2 以上的研究單元數(shù)量增加至53 個(gè),較1995 年增加60.61%;仍有超過(guò)54.15%的研究單元單位面積ESV 為2 500~5 000 元/hm2,而流域整體單位面積ESV 為4 738.58 元/ hm2,較1995 年增加20.17%。
相較于2000 年,2005年流域單位面積ESV 明顯增加,2 500 元/ hm2 以下的研究單元數(shù)量減少至8 個(gè),主要分布在陜西省西安市與渭南市;單位面積ESV 為2500~5 000元/ hm2 的研究單元數(shù)量下降至182 個(gè);單位面積ESV 為7500元/ hm2 以上的研究單元數(shù)量達(dá)到87 個(gè)(其中10 000元/ hm2 以上的研究單元數(shù)量為36 個(gè)),增幅為64.15%。單位面積ESV 高值區(qū)主要分布在黃河流域上游青海省、四川省和下游河南省、山東省境內(nèi),而黃河與渭河的邊界地區(qū)、汾河谷地則為單位面積ESV 低值區(qū)。流域整體單位面積ESV 為5 871.15 元/ hm2,較2000 年增幅為23.90%。
相比2005 年,2010 年流域單位面積ESV 顯著增加,整體單位面積ESV 由2005 年的5 871.15 元/ hm2增加至10 306.36 元/ hm2,增幅為75.54%。單位面積ESV 為2500~5 000元/ hm2 的研究單元數(shù)量為18 個(gè);單位面積ESV 為7 500 元/ hm2 以上的研究單元數(shù)量為302 個(gè),占總數(shù)的73.66%。
2015 年,流域整體單位面積ESV 進(jìn)一步增加,7 500元/ hm2 以下的研究單元數(shù)量?jī)H為18 個(gè),占比為4.39%;而單位面積ESV 為10 000 元/ hm2 以上的研究單元數(shù)量達(dá)到326 個(gè),占比為79.51%。流域整體單位面積ESV 為14 829. 18 元/ hm2,相比2010 年增加43.88%。
2020 年,流域單位面積ESV 為7 500 元/ hm2 以下的研究單元數(shù)量為11 個(gè);而單位面積ESV 為10 000元/ hm2 以上的研究單元個(gè)數(shù)增加至351 個(gè),占總數(shù)的85.61%。流域整體單位面積ESV 為16 632.49 元/ hm2,相比2015 年增加12.16%,而單位面積ESV 低值區(qū)和高值區(qū)的空間分布未發(fā)生顯著改變。
分析圖3 可知,研究期內(nèi),黃河流域單位面積ESV呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì),但在東西走向上呈現(xiàn)“凹”形,中部地區(qū)的單位面積ESV 低于東部、西部地區(qū);南北走向上則呈現(xiàn)“凸”形。黃河流域單位面積ESV 低值區(qū)主要集中在中部地區(qū),該區(qū)地勢(shì)較為平坦,土地利用類(lèi)型以草地、耕地、荒漠、裸地為主,其中有庫(kù)布齊沙漠、毛烏素沙地、關(guān)中平原、汾河谷地等;而青海省、四川省、汾河?xùn)|部地區(qū)、河南省洛陽(yáng)市及河口三角洲地區(qū)土地利用類(lèi)型以水域、濕地、森林、草地為主,單位面積ESV 較高。
3黃河流域ESV 權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系分析
1995—2020年黃河流域4 類(lèi)11種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2、表3。
由表2、表3可知,研究期內(nèi)黃河流域各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間顯著正相關(guān),表明協(xié)同關(guān)系是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的主導(dǎo)關(guān)系。就相關(guān)關(guān)系強(qiáng)弱程度來(lái)看,在11 種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的55 組協(xié)同關(guān)系中,有26 組表現(xiàn)為強(qiáng)協(xié)同關(guān)系(相關(guān)系數(shù)r>0.800,且通過(guò)了1%顯著性水平檢驗(yàn)),占比為47.27%。水資源供給與水文調(diào)節(jié),氣體調(diào)節(jié)與氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、土壤保持、養(yǎng)分維持、生物多樣性,氣候調(diào)節(jié)與凈化環(huán)境、土壤保持、養(yǎng)分維持、生物多樣性,凈化環(huán)境與土壤保持、養(yǎng)分維持、生物多樣性、美學(xué)景觀,土壤保持與養(yǎng)分維持、生物多樣性,生物多樣性與美學(xué)景觀之間的相關(guān)系數(shù)均在0.900 以上,其中生物多樣性與美學(xué)景觀以及氣體調(diào)節(jié)與土壤保持之間的相關(guān)關(guān)系最強(qiáng),相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.995。4類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的相關(guān)系數(shù)均在0.800 以上,其中供給服務(wù)與調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)與文化服務(wù)之間的相關(guān)系數(shù)均超過(guò)0.900。
4黃河流域ESV空間自相關(guān)分析和生態(tài)管理分區(qū)劃定
將11 種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為經(jīng)濟(jì)功能(食物生產(chǎn)、原料生產(chǎn)、水資源供給及美學(xué)景觀)和生態(tài)功能(氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、水文調(diào)節(jié)、土壤保持、養(yǎng)分維持、生物多樣性)兩類(lèi),并對(duì)黃河流域生態(tài)管理分區(qū)進(jìn)行劃定。
4.1全局空間自相關(guān)性分析
根據(jù)已獲取的相關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算得到2020年黃河流域經(jīng)濟(jì)功能、生態(tài)功能全局Moran’s I 值分別為0.430、0.434,z 分?jǐn)?shù)分別為13.487、13.566,并且均通過(guò)了1%顯著性水平檢驗(yàn),表明經(jīng)濟(jì)功能與生態(tài)功能具有顯著的正相關(guān)性,即在空間分布上呈顯著的聚集特征,同時(shí)表明可以開(kāi)展基于經(jīng)濟(jì)功能與生態(tài)功能的局部空間自相關(guān)關(guān)系研究,也證明了采用空間自相關(guān)分析進(jìn)行生態(tài)管理分區(qū)的可行性。
4.2局部空間自相關(guān)性分析
2020年黃河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)功能與生態(tài)功能局部空間自相關(guān)分析結(jié)果見(jiàn)表4、圖4。
結(jié)合表4、圖4 可知,研究期內(nèi)黃河流域2 種功能均呈現(xiàn)5 種集聚狀態(tài)。經(jīng)濟(jì)功能HH 集聚區(qū)、LL 集聚區(qū)面積分別為464 601.50、30 475.65 km2,分別占流域總面積的58.43%、3.83%;HL 集聚區(qū)和LH 集聚區(qū)面積較小,2種類(lèi)型總面積為28791.41 km2,占比為3.62%;NN 的研究單元數(shù)量最多,達(dá)到228?jìng)€(gè),占總面積的34.12%??臻g分布上,經(jīng)濟(jì)功能的HH 集聚區(qū)以“團(tuán)簇”狀為主,主要分布在青海省西寧市,甘肅省慶陽(yáng)市、白銀市,陜西省延安市、榆林市,內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市、鄂爾多斯市,河南省洛陽(yáng)市等;HL 集聚區(qū)數(shù)量?jī)H為8?jìng)€(gè),主要分布在西安市、晉中市、泰安市、洛陽(yáng)市等;LH 集聚區(qū)主要分布在甘南藏族自治州、包頭市、呼和浩特市、阿壩藏族羌族自治州等;LL 集聚區(qū)主要分布在陜西省西安市、咸陽(yáng)市,山西省太原市、晉中市,山東省濟(jì)南市、濱州市,寧夏回族自治區(qū)銀川市,河南省鄭州市、洛陽(yáng)市等人口相對(duì)密集的地區(qū)。
生態(tài)功能局部空間自相關(guān)分析結(jié)果顯示,HH 集聚、LL 集聚的研究單元數(shù)量分別為98 個(gè)、63 個(gè),面積分別為462 519.27、36 222.10 km2,分別占流域總面積的58.16%、4.56%;HL 集聚區(qū)、LH 集聚區(qū)分別占流域總面積的0.90%、1.82%;NN 的研究單元數(shù)量為231個(gè),占流域總面積的34.56%。空間分布上,生態(tài)功能的局部自相關(guān)類(lèi)型空間分布情況與經(jīng)濟(jì)功能的較為一致。
4.3黃河流域生態(tài)管理分區(qū)劃定
在黃河流域410 個(gè)研究單元生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)功能與生態(tài)功能局部空間自相關(guān)分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,將HH 集聚及LL 集聚劃分為正相關(guān)型,表明空間聚合程度高;將HL 集聚和LH 集聚劃分為負(fù)相關(guān)型,表明空間離散程度高;將NN 劃分為不顯著相關(guān)型,即無(wú)明顯的集聚和離散特征。在此基礎(chǔ)上,參考文獻(xiàn)[24]中生態(tài)管理單元?jiǎng)澐址椒?,將?種功能局部自相關(guān)分析結(jié)果進(jìn)行疊加,得到13種組合類(lèi)型,據(jù)此確定黃河流域生態(tài)管理分區(qū)見(jiàn)表5、圖5。
分析表5、圖5 可知,生態(tài)保育區(qū)以HH 集聚區(qū)為主。區(qū)內(nèi)土地利用類(lèi)型以森林、草地、水域?yàn)橹?,生態(tài)本底較好,能提供較多的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)價(jià)值,是經(jīng)濟(jì)功能與生態(tài)功能的高值區(qū)。根據(jù)組合類(lèi)型和生態(tài)管理內(nèi)容的差異,將生態(tài)保育區(qū)分為核心保育區(qū)、重點(diǎn)保育區(qū)及一般保育區(qū),共有119 個(gè)研究單元,面積達(dá)到512 374.66 km2,占流域面積的64.43%,主要分布在青海省,內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市、鄂爾多斯市,陜西省北部及河南省洛陽(yáng)市等ESV 高值區(qū)。
生態(tài)培育區(qū)以HL 集聚區(qū)為主,分為優(yōu)先培育區(qū)、重點(diǎn)培育區(qū)及一般培育區(qū),其中優(yōu)先培育區(qū)有16 個(gè)研究單元,面積為11 263.33 km2,占流域面積的1.41%,主要分布在濟(jì)南市、晉中市、洛陽(yáng)市、泰安市、西安市等;重點(diǎn)培育區(qū)面積為4 362.97 km2,占比為0.55%,主要分布在介休市、平遙縣、長(zhǎng)治市沁源縣;一般培育區(qū)面積占流域面積的0.20%,分布在眉縣、太白縣、義馬市、楊凌區(qū)。
生態(tài)改良區(qū)以LH 集聚區(qū)為主,分為優(yōu)先改良區(qū)、重點(diǎn)改良區(qū)和一般改良區(qū),其中:優(yōu)先改良區(qū)分布在四川省阿壩藏族羌族自治州、內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市、山東省東營(yíng)市等,總面積為16 605.76 km2,占流域面積的2.09%;重點(diǎn)改良區(qū)有14 個(gè)研究單元, 總面積為17 028.83 km2,占比為2.14%,分布在內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市,甘肅省定西市、蘭州市、臨夏回族自治州,寧夏回族自治區(qū)石嘴山市、吳忠市等;一般改良區(qū)面積僅為6 486.31 km2,占比為0.82%,僅包含阿拉善左旗及湟中區(qū)。
生態(tài)重構(gòu)區(qū)以LL集聚區(qū)和NN 區(qū)為主,區(qū)內(nèi)生態(tài)本底相對(duì)較差,生態(tài)系統(tǒng)提供的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值較低。根據(jù)組合類(lèi)型和管理內(nèi)容的差異,將生態(tài)重構(gòu)區(qū)分為優(yōu)先重構(gòu)區(qū)、重點(diǎn)重構(gòu)區(qū)、一般重構(gòu)區(qū)和綜合重構(gòu)區(qū),共有237個(gè)研究單元,總面積為225 501.15km2,占比為28.36%。其中:優(yōu)先重構(gòu)區(qū)主要分布在山東省濱州市、菏澤市、濟(jì)南市,河南省焦作市、洛陽(yáng)市,山西省太原市,陜西省西安市、咸陽(yáng)市等,面積占比為5.74%;重點(diǎn)重構(gòu)區(qū)分布在甘肅省西固區(qū)、永靖縣,寧夏回族自治區(qū)賀蘭縣、金鳳區(qū)、西夏區(qū)、永寧縣,面積占比僅為0.69%;一般重構(gòu)區(qū)主要分布在寶雞市、臨汾市、平?jīng)鍪?、渭南市等,面積占比為3.29%;綜合重構(gòu)區(qū)主要分布在陜西、陜西、山東等省份,共119個(gè)研究單元,面積占比為18.64%。
綜合來(lái)看,生態(tài)保育區(qū)為經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值高值區(qū),面積占比超過(guò)60%,加強(qiáng)該區(qū)域綜合治理對(duì)于實(shí)現(xiàn)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義,因此未來(lái)該區(qū)域應(yīng)實(shí)施嚴(yán)格保護(hù)措施,禁止大規(guī)模土地開(kāi)發(fā)利用,嚴(yán)格控制城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張,優(yōu)化區(qū)域現(xiàn)有土地利用結(jié)構(gòu),加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有農(nóng)用地的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),統(tǒng)籌山水林田湖草沙系統(tǒng)治理,提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平,保護(hù)和維持區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境,提升生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。生態(tài)培育區(qū)的綜合保護(hù)應(yīng)以提升產(chǎn)出效益為目的,未來(lái)應(yīng)著重保護(hù)ESV 較高的地類(lèi),加強(qiáng)對(duì)ESV 較低地類(lèi)的集中保護(hù),同時(shí)應(yīng)注重區(qū)域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以提升生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值,此外要充分利用單位面積ESV 較低的土地,提升其綜合生態(tài)效益。生態(tài)改良區(qū)均質(zhì)性較差且呈現(xiàn)空間負(fù)相關(guān)集聚,因此不適合集中連片開(kāi)發(fā),其綜合治理應(yīng)以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)好為目的,豐富區(qū)域內(nèi)的景觀類(lèi)型、適當(dāng)增大自然或半自然的生態(tài)環(huán)境占比,對(duì)現(xiàn)有的農(nóng)用地實(shí)施有效的生態(tài)治理措施,進(jìn)而提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的完整性,改善ESV 較低的地類(lèi),提升生態(tài)效益。生態(tài)重構(gòu)區(qū)需要進(jìn)行整體性的生態(tài)環(huán)境治理和針對(duì)性的生態(tài)系統(tǒng)重構(gòu),該區(qū)域主要分布在城鎮(zhèn)化率較高的地區(qū),區(qū)域內(nèi)人口較多,植被類(lèi)型及土地利用類(lèi)型較為單一、生物量較為貧乏,因此未來(lái)該區(qū)域應(yīng)適當(dāng)調(diào)整城市景觀格局,構(gòu)建“景觀斑塊-綠色廊道-生態(tài)基質(zhì)”鑲嵌的生態(tài)系統(tǒng)[24-25] ,修復(fù)現(xiàn)有的景觀斑塊,建立綠色廊道以增強(qiáng)景觀斑塊之間的連通性,進(jìn)而提升斑塊的穩(wěn)定性,加強(qiáng)“三生空間”的優(yōu)化布局,注重現(xiàn)有綠地保護(hù),促進(jìn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。對(duì)于綜合重構(gòu)區(qū)的生態(tài)管理而言,要以保持水土、涵養(yǎng)水源和提升植被覆蓋率為目標(biāo),實(shí)施退耕還林還草等生態(tài)措施,對(duì)區(qū)域內(nèi)受污染、廢棄土地進(jìn)行綜合整治,嚴(yán)禁區(qū)域內(nèi)破壞現(xiàn)有生態(tài)景觀、植被及地形地貌的行為,提高區(qū)域內(nèi)生物棲息環(huán)境質(zhì)量,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。
4.4討論
由于當(dāng)前ESV 核算方法多樣,致使研究結(jié)果之間的可比性較差,與實(shí)際價(jià)值之間存在一定差距,因此未來(lái)應(yīng)基于土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)及更加翔實(shí)的高分辨率數(shù)據(jù)對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步完善,以提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。與文獻(xiàn)[26-28]所得到的供給服務(wù)與調(diào)節(jié)服務(wù)、供給服務(wù)與支持服務(wù)、支持服務(wù)與調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)與調(diào)節(jié)服務(wù)之間的相關(guān)系數(shù)相比,本文所得結(jié)果偏大,但均認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)協(xié)同關(guān)系占主導(dǎo)地位。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系進(jìn)行研究的目的在于探討不同層次的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可持續(xù)供給水平,并在充分認(rèn)識(shí)各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上,尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)之間的平衡點(diǎn),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與生態(tài)效應(yīng)的雙贏。但各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系存在尺度效應(yīng)、空間異質(zhì)性和時(shí)間動(dòng)態(tài)性,致使相同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在不同區(qū)域、不同研究尺度的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系也存在較大差異,未來(lái)應(yīng)開(kāi)展對(duì)黃河流域不同空間尺度的各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系研究,從而提高評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性。此外,本文以黃河流域縣域尺度為研究對(duì)象進(jìn)行生態(tài)管理分區(qū)劃定,并提出相應(yīng)的管理措施,雖有一定的指導(dǎo)意義,但作為生態(tài)學(xué)核心問(wèn)題之一,即多尺度問(wèn)題仍未得到有效解決,因此如何實(shí)現(xiàn)多尺度的生態(tài)管理分區(qū)及管理措施在不同空間尺度的適用將是未來(lái)研究重點(diǎn)。
5結(jié)論
1)研究期內(nèi),黃河流域的ESV 呈增加趨勢(shì)。農(nóng)田、濕地及荒漠的ESV占比均呈波動(dòng)減小趨勢(shì),而森林、草地和水域的ESV占比變化趨勢(shì)與之相反。供給服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)的ESV占比均呈減小趨勢(shì),而調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)構(gòu)成了區(qū)域ESV的主體??臻g上,單位面積ESV在東西走向上呈現(xiàn)“凹”形,在南北走向上呈現(xiàn)“凸”形。
2)黃河流域各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間顯著正相關(guān),說(shuō)明協(xié)同關(guān)系是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的主導(dǎo)關(guān)系,研究期內(nèi)各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的強(qiáng)協(xié)同關(guān)系占比為47.27%。
3)生態(tài)保育區(qū)應(yīng)嚴(yán)格實(shí)施保護(hù)措施,禁止大規(guī)模的土地開(kāi)發(fā)利用;生態(tài)培育區(qū)應(yīng)以提升產(chǎn)出效益為目的,著重保護(hù)ESV較高的地類(lèi);生態(tài)改良區(qū)以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)好為目的,豐富區(qū)域內(nèi)的景觀類(lèi)型;生態(tài)重構(gòu)區(qū)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整城市景觀格局,構(gòu)建“景觀斑塊-綠色廊道-生態(tài)基質(zhì)”鑲嵌的生態(tài)系統(tǒng),促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。