三峽庫區(qū)(重慶段)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化及其對人為干擾的響應(yīng)

吳 嬌, 劉春霞, 李月臣

(1.重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院; 2.重慶師范大學(xué) 重慶市高校GIS應(yīng)用研究重點實驗室;3.重慶師范大學(xué) 三峽生態(tài)環(huán)境遙感研究所; 4.重慶師范大學(xué) 職教師資學(xué)院, 重慶 401331)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類生存和發(fā)展的前提和基礎(chǔ)[1-2]，它通過生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和過程向人類直接或間接地提供生命支持產(chǎn)品和服務(wù)[3]。而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值是對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)給人類帶來的社會產(chǎn)品和服務(wù)的的經(jīng)濟度量[4]。近年來，隨著人類活動不斷增強，生態(tài)系統(tǒng)受到的人為干擾影響也增大[5-6]，很多生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能退化，從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值降低[7-8]。目前，從不同尺度角度研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值是當(dāng)前研究熱點[9-13]，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值成為了量化生態(tài)效益損益的一種有效方式[14]。定量研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的時空分異規(guī)律，探討生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與人類活動的關(guān)系，對生態(tài)服務(wù)功能的維持，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要意義。

三峽庫區(qū)(重慶段)長江上游重要的生態(tài)功能區(qū)[15]，它的生態(tài)環(huán)境一直受國家的高度重視。目前，國內(nèi)外學(xué)者對三峽庫生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值動態(tài)變化及其影響因素展開了大量研究，馬俊等[16]研究發(fā)現(xiàn)，GDP、人口密度、城鎮(zhèn)化率是造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值降低的重要因素，農(nóng)林牧漁GDP可以增加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；郭曉娜等[17]研究了地形起伏度對生態(tài)服務(wù)價值的影響，三峽庫區(qū)(重慶段)地表起伏度從東倒西、從北到南呈降低趨勢，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分布趨勢與地表起伏保持一致；姜永華等[18]主要從時間尺度上分析了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的動態(tài)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)草地、林地減少，建設(shè)用地增大可導(dǎo)致生態(tài)服務(wù)價值減少；國洪磊等[19]在庫區(qū)蓄水前后的土地利用差異的基礎(chǔ)上分析了對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的產(chǎn)生的影響；嚴(yán)恩萍等[20]從時間和空間角度分析了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的動態(tài)變化，并對驅(qū)動因子進(jìn)行了探討；而張寶雷[21]、姚琳[22]、馮應(yīng)斌[23]、田耀武[24]等主要研究了三峽庫區(qū)局部地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些研究缺乏對生態(tài)服務(wù)價值及影響因素的空間分析和空間辨識。當(dāng)前對農(nóng)、林、城市、濕地等不同生態(tài)系統(tǒng)與人為干擾的關(guān)系進(jìn)行了探討[25-26]，而將生態(tài)服務(wù)價值與人為干擾相結(jié)合的研究較少。因此本文以具有重要生態(tài)地位的三峽庫區(qū)(重慶段)為研究區(qū)域，擬通過網(wǎng)格分析法，結(jié)合Kriging插值將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值和人為干擾的時空變化分布規(guī)律進(jìn)行研究，并分析不同時期人為干擾對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響程度，為維持三峽庫區(qū)(重慶段)生態(tài)服務(wù)功能價值，合理開展人為活動，增加生態(tài)服務(wù)價值，改善區(qū)域的生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)和參考。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

三峽庫區(qū)(重慶段)位于重慶市境內(nèi)，地理位置是28°31′—31°44′N，105°49′—110°12′E，包括了重慶市22個區(qū)縣(自治縣)，幅員面積為4.62萬km2。三峽庫區(qū)(重慶段)地形地貌復(fù)雜，以低山和丘陵為主，平均海拔453～974 m，屬于濕潤亞熱帶季風(fēng)型氣候，多年年均氣溫14～18℃，年均降雨量1 200～1 400 mm。土壤類型有11種，主要以紫色土、石灰土、黃壤為主。境內(nèi)主要河流有長江，嘉陵江、烏江。自然植被類型包括闊葉林、針葉林、灌叢、草地等多個類型。2014年末，三峽庫區(qū)(重慶段)總?cè)丝? 880.42萬人，占全市總?cè)丝诘?0.65%，城鎮(zhèn)化率為66.11%。庫區(qū)整體產(chǎn)業(yè)化水平不高，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度較弱，現(xiàn)代化程度較低。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究對三峽庫區(qū)(重慶段)2000—2015年土地利用覆被變化進(jìn)行分析，共劃分了4個時間段，分別為2000年、2005年、2010年和2015年。這四期數(shù)據(jù)源于遙感影像的解譯結(jié)果。為了分類結(jié)果的準(zhǔn)確性，研究中分別選取2000年、2005年、2010年和2015年月份相近的遙感影像，經(jīng)假彩色合成，輻射增強，幾何配準(zhǔn)等處理后，利用研究區(qū)矢量圖層提取出研究區(qū)域。參照相關(guān)土地利用/覆蓋分類系統(tǒng)，借助遙感分析軟件，在專家知識的輔助下，利用監(jiān)督分類將研究區(qū)景觀類型分為6大類：耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地。分別對每期分類結(jié)果進(jìn)行精度檢驗，每期隨其抽取1 000個點進(jìn)行檢驗，最后精度分別達(dá)到86.3%，91.2%，87.9%，90.4%，精度滿足要求。

2 研究方法

2.1 生態(tài)服務(wù)功能生態(tài)價值的確定

根據(jù)Constanza[3]和謝高地[27]等的研究成果，以2000年、2005年、2010年、2015年研究區(qū)小麥和水稻的平均種植面積為準(zhǔn)，參考這四年全國糧食平均價格，計算出三峽庫區(qū)單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)提供糧食生產(chǎn)服務(wù)的經(jīng)濟價值為1 259.68元，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合“中國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量表”[28]，由于生態(tài)系統(tǒng)的時空異質(zhì)性，根據(jù)三峽庫區(qū)(重慶段)具體情況，結(jié)合生物量修訂公式[29]，對該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量表進(jìn)行修訂，得到三峽庫區(qū)(重慶段)生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)功能價值表。

為了了解研究區(qū)域生態(tài)服務(wù)價值的空間變化情況，借鑒前人的方法研究[20,26]，本文應(yīng)用網(wǎng)格分析法研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間差異，具體操作是，在ArcGIS 10.1中創(chuàng)建1 kmx1 km的格網(wǎng)，利用ArcGIS 10.1中的分區(qū)統(tǒng)計工具，計算各個格網(wǎng)面積及其每種土地利用類型的面積，在此基礎(chǔ)上計算不同時期各個格網(wǎng)的單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，將各個格網(wǎng)的計算結(jié)果作為各個格網(wǎng)中心點的值，并采用Kriging插值法從而得到三峽庫區(qū)(重慶段)生態(tài)服務(wù)價值空間變化圖。

表1 三峽庫區(qū)(重慶段)生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)功能價值 元/(hm2·a)

注：建設(shè)用地生態(tài)系統(tǒng)的單位價值參考了彭文甫的研究[30]。

根據(jù)下列公式計算三峽庫區(qū)(重慶段)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值:

(1)

(2)

式中：ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值；Ak為k類景觀類型的分布面積；Ck為單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；m為研究區(qū)景觀種類；這里定義Ci為每一個格網(wǎng)單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；ESVi為一個網(wǎng)格的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值；S為對應(yīng)的格網(wǎng)面積。

2.2 人為干擾度指數(shù)

根據(jù)前人對三峽庫區(qū)人為干擾度的研究成果[20]，結(jié)合本文對土地利用的分類情況，對研究區(qū)6種景觀類型進(jìn)行人為干擾度指數(shù)賦值(表2)。

表2 土地利用類型人為干擾度賦值

論文中采用人為影響綜合指數(shù)來描述某個格網(wǎng)中的景觀總體受到人類干擾的強度，具體公式為[31]:

(3)

式中：HAI代表人為干擾度指數(shù)；N為景觀類型的數(shù)量，本文為6；Ai為i種景觀的面積；Pi為第i種景觀所反映的人為影響強度系數(shù)；S為表示一個格網(wǎng)的面積。將計算出的各個格網(wǎng)的人為干擾度作為格網(wǎng)中心的值，進(jìn)行空間插值，從而得到人為干擾的空間分布圖。

利用SPSS將計算出的各個格網(wǎng)中單位面積生態(tài)服務(wù)價值與人為干擾度進(jìn)行相關(guān)性分析，并分析人為干擾對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響。

3 結(jié)果與分析

3.1 三峽庫區(qū)(重慶段)土地利用變化特征

利用ArcGIS 10.1和Excel，統(tǒng)計三峽庫區(qū)(重慶段)2000—2015年4個時期的不同土地利用類型的面積(表3)。

表3 2000-2015年三峽庫區(qū)(重慶段)土地利用類型面積 km2

由表3可以看出，整體上，2000年與2005年土地利用類型的變化動態(tài)趨勢較一致、2010年與2015年大體相同；2000-2015年三峽庫區(qū)(重慶段)耕地、林地面積所占比重較大；耕地面積逐漸減少，其中2000年耕地面積最大，為22 299.69 km2,至2015年，耕地面積減少到18 415.73 km2；2000-2010年林地面積逐漸增加，在2010年林地面積達(dá)到最大值，2015年林地略微減少；草地面積先增加后減少，草地面積從4 782.28 km2減少到1 241.26 km2；水域面積呈逐年增加趨勢，從777.44 km2增加到1 317.31 km2；2000-2010年期間增加幅度較大，2010-2015年增加幅度較少；建設(shè)用地增加明顯，從2000年449.94 km2增加到2015年2 113.61 km2，2010-2015年期間建設(shè)用地增加最為明顯；其他用地所占比例一直較小，2005年其他用地面積減少到最小，僅為2.31 km2，隨后逐漸增加，在2015年面積增加到了14.27 km2。

三峽庫區(qū)(重慶段)2000—2015年土地利用類型空間分布圖見圖1。由圖1可以看出，2000—2005年土地利用類型空間分布趨勢一致，2010年后變化顯著，2010年與2015年空間分布趨勢則相同；2000—2015年三峽庫區(qū)(重慶段)的土地利用類型變化較明顯，其中建設(shè)用地、草地、林地、水域變化最為明顯。建設(shè)用地以各個區(qū)縣城鎮(zhèn)為核心，逐漸向周圍擴散，其中主城一帶的建設(shè)用地增加最為明顯；草地減少幅度較大的地區(qū)主要集中在萬州、云陽一帶；2010年、2015年林地面積分布較廣，主要集中在巫溪、巫山、石柱、武隆等地區(qū)；耕地喪失主要集中在主城周圍及其研究區(qū)中部，喪失的耕地絕大部分轉(zhuǎn)化為林地和建設(shè)用地；水域以長江為主，面積逐年增加。

圖1三峽庫區(qū)(重慶段)2000-2015年土地利用類型空間分布

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值動態(tài)變化

3.2.1 不同生態(tài)系統(tǒng)類型的生態(tài)服務(wù)價值變化 不同的土地利用類型具有不同的生態(tài)服務(wù)價值，結(jié)合表1和公式(1)，分別計算三峽庫區(qū)(重慶段)2000—2015年不同土地覆蓋類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及其所占比例見表4。

2000—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值所占比例最大的土地利用類型是林地，其次是耕地、水域、草地、其他用地，而建設(shè)用地的生態(tài)服務(wù)價值為負(fù)；林地所提供的生態(tài)服務(wù)價值遠(yuǎn)高于其他五種土地利用類型生態(tài)服務(wù)價值之和；耕地的生態(tài)服務(wù)價值呈逐漸減少的趨勢，2000—2015年耕地的生態(tài)服務(wù)價值從24.684億元減少到17.989億元；而林地、水域的生態(tài)服務(wù)價值逐漸增加，2005年以前林地、水域的生態(tài)服務(wù)價值增加較為緩慢，2005年后增加較快，在2015年林地生態(tài)服務(wù)價值達(dá)到了663.025億元，占總生態(tài)服務(wù)價值的74.404%；水域生態(tài)服務(wù)價值所占比例從5.725%增加到8.560%，變化幅度較大；草地的生態(tài)服務(wù)價值先增加后減少，2000—2005年草地生態(tài)服務(wù)價值從37.591億元增加到39.866億元，在2015年驟減為9.757億元；建設(shè)用地的生態(tài)服務(wù)價值一直在減少，2000—2015年建設(shè)用地的生態(tài)服務(wù)價值從-3.887億元下降到-18.257億元；其他用地生態(tài)服務(wù)價值所占比例最小。

3.2.2 不同服務(wù)功能類型的生態(tài)服務(wù)價值變化 從不同服務(wù)功能類型的生態(tài)價值構(gòu)成看(表5)，整體而言，2000—2015年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值先增加后減少，2000—2010年增加幅度較大，2010—2015年生態(tài)服務(wù)價值呈下降趨勢，2010年生態(tài)服務(wù)價值達(dá)到最大值，為902.45億元；土壤形成與保護所提供的生態(tài)價值所占比例最大，但所占比例在逐漸減少，從2000年17.78%降低到2015年16.38%；其次氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、廢物處理和生物多樣性功能服務(wù)價值對總生態(tài)服務(wù)價值的貢獻(xiàn)較大，2000—2015年氣體調(diào)節(jié)服務(wù)功能價值貢獻(xiàn)率從12.45%增加到12.89%；氣候調(diào)節(jié)服務(wù)功能價值貢獻(xiàn)率從11.68%下降到11.39%；水源涵養(yǎng)服務(wù)功能價值貢獻(xiàn)率從14.10%上升到14.38%；廢物處理服務(wù)功能價值貢獻(xiàn)率從12.89%下降到12.17%；生物多樣性功能服務(wù)價值貢獻(xiàn)率從12.27%增加到12.99%；食物生產(chǎn)、原材、娛樂文化服務(wù)功能價值對總生態(tài)服務(wù)價值影響較小，食物生產(chǎn)提供的生態(tài)服務(wù)價值逐年減少，從2000年32.25億元減少到2015年26.75億元；原材料、娛樂文化產(chǎn)生的生態(tài)價值都是逐年上漲，原材料從2000年61.81億元增加到2015年78.19億元，娛樂文化從2000年大的54.08億元增加到71.48億元。

3.2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間變化 利用ArcGIS中的分區(qū)統(tǒng)計工具，分別計算各個格網(wǎng)中的土地利用類型面積。結(jié)合公式(2)分別計算每一個格網(wǎng)中的生態(tài)價值總量，考慮到所有格網(wǎng)面積不一致，因此各個格網(wǎng)所求得生態(tài)服務(wù)價值的總量就有差別，結(jié)合公式(2)計算每個格網(wǎng)的單位面積上的生態(tài)服務(wù)價值(億元/km2)，得到研究區(qū)的生態(tài)服務(wù)價值在空間上的變化三峽庫區(qū)(重慶段)生態(tài)價值的空間分布情況，見圖2?？梢钥闯?，生態(tài)價值的空間變化趨勢與土地利用類型空間分布較為一致；2000年與2005年生態(tài)價值的空間變化趨勢較為一致，2010年與2015年較為相同；2000—2015年主城地區(qū)及各個區(qū)縣的建成區(qū)單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值最低。

在研究期內(nèi)，主城一帶生態(tài)價值低值區(qū)范圍明顯擴大；2000—2005年生態(tài)服務(wù)價值高值區(qū)分布范圍明顯小于2010—2015年；主城周圍、庫區(qū)中部、長江流域以西地區(qū)以耕地、草地為主，庫區(qū)北部、南部、長江流域以東區(qū)域分布著大片林地，出現(xiàn)了以長江流域為分界線，以西區(qū)域的生態(tài)服務(wù)價值明顯低于以東部地區(qū)的生態(tài)服務(wù)價值。1998年政府廣泛推行了退耕還林政策以及后來相繼建立的渝東南生態(tài)發(fā)展保護區(qū)、渝東北水源涵養(yǎng)區(qū)，由于政策效應(yīng)具有滯后性，2010年與2015年三峽庫區(qū)(重慶段)分布著大面積的生態(tài)服務(wù)價值高值區(qū)。

表4 2000-2015年三峽庫區(qū)(重慶段)不同生態(tài)系統(tǒng)類型的價值變化

表5 2000-2015年三峽庫區(qū)(重慶段)不同服務(wù)功能的價值變化

總體而言，2000—2015年三峽庫區(qū)(重慶段)由以耕地為主向以林地為主的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，致使林地面積迅速增加，且林地單位面積生態(tài)服務(wù)功能較高，分布較為集中，對研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值增加起到了關(guān)鍵作用；耕地面積分布較廣泛，但耕地單位面積生態(tài)服務(wù)價值較低，因此低生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與耕地分布趨勢一致；建設(shè)用地產(chǎn)生負(fù)向生態(tài)服務(wù)價值，1997年重慶市直轄以后，城鎮(zhèn)在原有基礎(chǔ)上擴張明顯，西部成為了城市發(fā)展新區(qū)和重點開發(fā)區(qū)，因此形成了以主城九區(qū)為主，各區(qū)縣城鎮(zhèn)建成區(qū)為輔的生態(tài)服務(wù)價值低值區(qū)。

3.3 人為干擾空間變化

人類活動對生態(tài)系統(tǒng)格局有一定的影響，結(jié)合表2以及公式(3)，計算每一個格網(wǎng)中的人為干擾度，利用Kriging 空間插值方法得到三峽庫區(qū)(重慶段)人為干擾的空間變化情況。由圖3可以看出，2000—2015年人為干擾以低影響強度為主導(dǎo)，中低影響強度有逐漸擴大的趨勢；三峽庫區(qū)(重慶段)人為干擾較強的地區(qū)是主城一帶、各區(qū)縣城鎮(zhèn)建成區(qū)，人為干擾度高影響區(qū)域的變化趨勢與城鎮(zhèn)擴張趨勢保持一致；而人為干擾較弱的地區(qū)位于研究區(qū)北部和東部，人為干擾由南向北逐漸減弱，由東向西逐漸增強。2000—2015年高影響區(qū)域的范圍明顯增多，中高影響區(qū)域逐漸減少；2000—2005年云陽、萬州、奉節(jié)一帶的人為干擾以低影響為主，2010年后逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹械陀绊?；?005年武隆南部以中影響為主，在2010年后人為干擾程度逐漸減弱。

三峽庫區(qū)(重慶段)地表起伏度從東倒西、從北到南呈降低趨勢[17]，地形起伏較大的地區(qū)不合適社會發(fā)展和人類居住，研究區(qū)東部和北部地區(qū)地勢起伏度大，地形復(fù)雜，人口稀疏，交通閉塞，城鎮(zhèn)發(fā)展水平整體較低，分布著大面積的林地，大部分生態(tài)系統(tǒng)保持自然狀態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)受到的人為干擾較小。相反，庫區(qū)西部地形平緩，特別是1997年重慶市直轄以后，城鎮(zhèn)在原有基礎(chǔ)上擴張明顯，大量的人口涌入城市，西部成為了城市發(fā)展新區(qū)和重點開發(fā)區(qū)，大量耕地、草地向建設(shè)用地，大量人工設(shè)施取代生態(tài)系統(tǒng)自然組分，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能破壞，西部地區(qū)人為干擾形成了以主城為高影響，四周以中影響、中高影響的格局。

圖22000-2015年三峽庫區(qū)(重慶段)生態(tài)服務(wù)價值空間分布

圖32000-2015年三峽庫區(qū)(重慶段)人為干擾度空間分布

3.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與人為干擾度的相關(guān)分析

人為干擾度與生態(tài)服務(wù)價值相關(guān)分析表明(表6)，整體而言，人為干擾度與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈強烈負(fù)相關(guān)，且通過了0.01水平上的顯著性檢驗。2010年與2015年人為干擾對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響程度高于2000年和2005年人為干擾對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響。2000—2015年人為干擾度與氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、土壤形成與保護、維持生物多樣性、原材料生產(chǎn)、娛樂文化不同服務(wù)功能類型的生態(tài)服務(wù)價值呈強烈負(fù)相關(guān)，人為干擾度越大，這六種不同服務(wù)功能所提供的生態(tài)服務(wù)價值就會減少；人為干擾強度與水源涵養(yǎng)所產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)價值呈中等程度的負(fù)相關(guān)，說明人為活動對水源涵養(yǎng)價值有一定的影響，但影響程度較??；人為干擾度與生態(tài)系統(tǒng)廢物處理所產(chǎn)生的價值不相關(guān)；人為干擾對糧食生產(chǎn)所產(chǎn)生的生態(tài)價值呈強烈正相關(guān)，但2000—2015年人為干擾度對糧食生產(chǎn)的生態(tài)價值的影響程度逐漸降低。

人類社會活動是土地利用變化的主要驅(qū)動力[32]，而土地利用格局變化會引起各自然生態(tài)系統(tǒng)面積變化，自然生態(tài)系統(tǒng)健康程度直接造成單位面積生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)功能價值的變化[33]。由生態(tài)服務(wù)價值空間變化圖(圖2)和人為干擾空間變化圖(圖3)可以看出，生態(tài)服務(wù)價值低值區(qū)主要集中在人為干擾較強的區(qū)域，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值高值區(qū)的人為干擾強度較弱，驗證了人類活動是引起生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化的重要原因。其中氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、土壤形成與保護、維持生物多樣性、原材料生產(chǎn)、娛樂文化六種服務(wù)功能價值與人為干擾呈極顯著負(fù)相關(guān)，這說明在三峽庫區(qū)(重慶段)人類社會活動所帶來的經(jīng)濟發(fā)展以及人口的快速增長對生態(tài)系統(tǒng)造成極大的負(fù)擔(dān)，追求經(jīng)濟建設(shè)很大程度上是以犧牲自然生態(tài)環(huán)境為代價，特別是城鎮(zhèn)化建設(shè)直接導(dǎo)致土地利用格局發(fā)生明顯改變，污染物排放量、廢氣排放量、污水排放量以及森林遭到肆意砍伐強度都超出自然生態(tài)系統(tǒng)的承受閾值，生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)異常，生物多樣性降低，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能減弱，相應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值降低；而糧食生產(chǎn)服務(wù)功能價值與人為干擾呈強烈正相關(guān)，說明了諸如除草、施肥、灌溉等人為活動會使糧食生產(chǎn)服務(wù)功能產(chǎn)生更大的價值。

表6 人為干擾指數(shù)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的Pearson相關(guān)性分析

注：*在0.05水平上顯著相關(guān)，**在0.01水平上顯著相關(guān)。

4 結(jié)論與討論

(1) 2000—2015年三峽庫區(qū)(重慶段)各項服務(wù)功能中，食物生產(chǎn)功能價值逐漸下降，娛樂文化服務(wù)價值逐漸增加，其余的各項服務(wù)功能價值都是先增加后減少，2000—2010年生態(tài)服務(wù)價值總量從786.37億元增加到902.45億元，在2015年又減少到891.11億元。

(2) 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間分布情況受土地利用景觀格局的影響，2000—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值低值區(qū)集中于各區(qū)縣建成區(qū)，主城區(qū)生態(tài)價值最低；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值高值區(qū)主要集中在林地分布區(qū)域，較低值生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與耕地分布趨勢一致。

(3) 2000—2015年三峽庫區(qū)(重慶段)人為干擾以低影響強度為主導(dǎo)，中低影響強度有逐漸擴大的趨勢，人為干擾度高影響區(qū)域的變化趨勢與城鎮(zhèn)擴張趨勢保持一致；人為干擾由南向北逐漸減弱，由東向西逐漸增強。人為干擾對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值具有一定程度的影響，整體上，人為干擾與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈強烈負(fù)相關(guān)，從不同類型生態(tài)服務(wù)價值上，人為干擾與與糧食生產(chǎn)功能價值呈正相關(guān)，與廢物處理功能價值不相關(guān)，與其余各項功能價值均成負(fù)相關(guān)。

本文以遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過網(wǎng)格分析法，定量分析了三峽庫區(qū)(重慶段)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與人為干擾強度時空變化情況，為合理展開人為活動、三峽庫區(qū)(重慶段)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)與保護提供了依據(jù)。本文研究發(fā)現(xiàn)三峽庫區(qū)(重慶段)2000—2015年出現(xiàn)了生態(tài)總價值先增加后減少的趨勢，這是與實際相符的。1998年推行的退耕還林工程對林地增加的貢獻(xiàn)較大，而隨后開展的森林工程、天然林地保護工程、長江生態(tài)屏障工程的建設(shè)對林地的穩(wěn)定保護起到了作用；水域增加則是由水庫建成及其高水位蓄水造成，因此從2000—2010年水域面積增加較為明顯，長時間的大江截流與固定的高水位蓄水使水域保持穩(wěn)定狀態(tài)，在2015年水域面積增加幅度較緩和；但2010年以后城市化更為顯著，建設(shè)面積增加較快；通過與其他論文中三峽庫區(qū)土地利用變化情況對比驗證[19-20]，在2010年以后水域增加幅度較小，而2015年林地所占比例與2010年差別較小，而增幅最大的為建設(shè)用地，其中耕地、草地、林地等都有向建設(shè)用地轉(zhuǎn)化，而林地與水域單位面積生態(tài)服務(wù)功能價值相對較高。人為干擾高影響區(qū)集中在主城一帶，1997年重慶市直轄以后，城鎮(zhèn)在原有基礎(chǔ)上擴張明顯，大量人口的涌入，西部成為了城市發(fā)展新區(qū)和重點開發(fā)區(qū)，人類高強度的社會活動帶來的影響超出了生態(tài)系統(tǒng)能承受的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致這一區(qū)域生態(tài)功能減弱，生態(tài)服務(wù)價值降低，驗證了人為干擾與生態(tài)服務(wù)價值呈負(fù)相關(guān)，研究區(qū)北部和東部生態(tài)系統(tǒng)保持較好，人口稀少，所受干擾較小，生態(tài)服務(wù)價值較高。本文的數(shù)據(jù)來源于遙感影像，因此數(shù)據(jù)的處理、分析及其轉(zhuǎn)換過程都不可避免會出現(xiàn)一定的誤差，這將對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的計算結(jié)果帶來不可避免的影響。本文分析了生態(tài)服務(wù)價值與人為干擾關(guān)系相互關(guān)系，人為干擾對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的作用機理，是進(jìn)一步探究的方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] Daily G C. Natures Services: Societal Dependence on nATURAL ECOsystems[M]. Washington D C: Island Press, 1997.

[2] 張志強,徐中民,程國棟.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與自然資本價值評估[J].生態(tài)學(xué)報,2001,21(11):1918-1926.

[3] Costanza R, Arge R, Groot R, et al. The value of the world′s ecosystem services and natural capital[J]. Nature，1997,386:253-260.

[4] Santos J E, Nogueira F, Pires J S R, et al. The value of the Ecological Station of Jataí′s ecosystem services and natural capital[J]. Revista Brasileira de Biologia, 2001,61(2):171-183.

[5] 伍星,沈珍瑤,劉瑞民,等.土地利用變化對長江上游生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2009,25(8):236-241.

[6] 吳大千,劉建,賀同利,等.基于土地利用變化的黃河三角洲生態(tài)服務(wù)價值損益分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2009,25(8):256-261.

[7] Pullanikkatil D, Palamuleni L G, Ruhiiga T M. Land use/land cover change and implications for ecosystems services in the Likangala River Catchment, Malawi[J]. Physics and Chemistry of the Earth, 2016,93:96-103.

[8] 彭文甫,周介銘,羅懷良,等.城市土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值損益估算:以成都市為例[J].水土保持研究,2011,18(4):43-51，277.

[9] Renetzeder C, Schindler S, Peterseil J, et al. Can we measure ecological sustainability Landscape pattern as an indicator for naturalness and land use intensity at regional, national and European level[J]. Ecological Indicators, 2010,10(1):39-48.

[10] 張振明,劉俊國.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2011,31(9):1835-1842.

[11] Du Z Q, Shen Y D, Wang J, et al. Land-use change and its ecological responses:a pilot study of typical agro-pastoral region in the Heihe River, northwest China[J]. Environmental Geology, 2009,58(7):1549-1556.

[12] 劉桂林,張落成,張倩.長三角地區(qū)土地利用時空變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響[J].生態(tài)學(xué)報,2014,34(12):3311-3319.

[13] 涂小松,龍花樓.2000—2010年鄱陽湖地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間格局及其動態(tài)演化[J].資源科學(xué),2015,37(12):2451-2460.

[14] Brander L, Brouwer R, Wagtendonk A. Economic valuation of regulating services provided by wetlands in agricultural landscapes: A meta-analysis[J]. Ecological Engineering, 2013,56(7):89-96.

[15] 李月臣,劉春霞,閔婕,等.三峽庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評價[J].生態(tài)學(xué)報,2013,33(1):168-178.

[16] 馬駿,馬朋,李昌曉,等.基于土地利用的三峽庫區(qū)(重慶段)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值時空變化[J].林業(yè)科學(xué),2014,50(5):17-26.

[17] 郭曉娜,蘇維詞,李強,等.三峽庫區(qū)(重慶段)地表起伏度及其對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報,2016,32(6):887-894.

[18] 姜永華,江洪,曾波,等.三峽庫區(qū)(重慶段)土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響分析[J].水土保持研究,2008,15(4):234-237,243.

[19] 國洪磊,周啟剛.三峽庫區(qū)蓄水前后土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響[J].水土保持研究,2016,23(5):222-228.

[20] 嚴(yán)恩萍,林輝,王廣興,等.1990—2011年三峽庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值演變及驅(qū)動力[J].生態(tài)學(xué)報,2014,34(20):5962-5973.

[21] 張寶雷,張淑敏,周啟剛.土地利用和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化研究:以三峽庫區(qū)大寧河流域為例[J].長江流域資源與環(huán)境,2007,16(2):181-185.

[22] 姚玲,廖和平,鄧春燕,等.基于土地利用變化的三峽庫區(qū)生態(tài)服務(wù)價值損益分析:以重慶市巫山縣為例[J].西南大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2012,34(5):91-96.

[23] Feng Yingbin, He Chunyan, Yang Qingyuan, et al. Evaluation of ecological effect in land use planning using ecosystem service value method[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2014,30(9):201-211.

[24] 田耀武,黃志霖,肖文發(fā),等.基于RS和GIS的退耕還林模式對三峽庫區(qū)黑溝小流域生態(tài)服務(wù)價值的影響[J].水土保持研究,2010,17(3):97-100.

[25] 李慧穎,李曉燕,賈明明,等.2013年三江平原北部洪水對沼澤濕地景觀的影響[J].濕地科學(xué),2015,13(3):344-349.

[26] 劉吉平,董春月,盛連喜,等.1955—2010年小三江平原沼澤濕地景觀格局變化及其對人為干擾的響應(yīng)[J].地理科學(xué),2016,36(6):879-887.

[27] 謝高地,甄霖,魯春霞,等.一個基于專家知識的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值化方法[J].自然資源學(xué)報,2008,23(5):911-919.

[28] 謝高地,魯春霞,冷允法,等.青藏高原生態(tài)資產(chǎn)的價值評估[J].自然資源學(xué)報,2003,18(2):189-196.

[29] 謝高地,肖玉,甄霖,等.我國糧食生產(chǎn)的生態(tài)服務(wù)價值研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2005,13(3):10-13.

[30] 彭文甫,周介銘,楊存建,等.基于土地利用變化的四川省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究[J].長江流域資源與環(huán)境,2014,23(7):1053-1062.

[31] Chen F, Ge X P, Chen J F. Geostatistical analysis on human impact indexes for land use/cover in Fujian and Taiwan[J]. Tropical Geography, 2008,26(6):518-522.

[32] 李月臣,劉春霞,熊德芳.重慶都市區(qū)土地利用/覆蓋變化驅(qū)動機制分析[J].重慶師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2010,27(1):36-41，46.

[33] 段瑞娟,郝晉珉,張潔瑕.北京區(qū)位土地利用與生態(tài)服務(wù)價值變化研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2006,22(9):21-28.