川東地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空演變及其驅(qū)動(dòng)力分析

韓 蕊，孫思琦，郭 濼①，陳奕竹

(1.中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，北京 100081；2.北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，北京 100871)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ecosystem service value， ESV)是生態(tài)系統(tǒng)與過(guò)程所形成并維持人類賴以生存的自然環(huán)境條件與功能[1]，包括自然資本的物流、能流和信息流構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和非自然資本生產(chǎn)的人類福利[2]。生態(tài)系統(tǒng)不僅是人類賴以生存之本，更是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展核心[3]，掌握生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能時(shí)空演變規(guī)律是開(kāi)展科學(xué)生態(tài)系統(tǒng)管理的重要前提[4]。1997年COSTANZA等[2]基于土地利用類型開(kāi)展了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值核算研究，推動(dòng)了生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能研究的發(fā)展。如KREUTER等[5]對(duì)美國(guó)德州貝克薩爾縣3個(gè)主要流域進(jìn)行評(píng)估，KONARSKA等[6]也對(duì)全美生態(tài)系統(tǒng)功能進(jìn)行量化研究。謝高地等[7-8]根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況建立并修訂了中國(guó)陸地二級(jí)生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，已被用于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估[9-10]。土地利用/覆被變化(land-use and land-cover change， LUCC)是全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究中關(guān)鍵切入點(diǎn)，環(huán)境問(wèn)題很可能引起大尺度、轉(zhuǎn)換性土地利用類型變化[11]，造成土地利用格局改變，進(jìn)而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。因此將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與土地利用類型進(jìn)行相關(guān)關(guān)系分析，有助于了解土地利用類型與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的關(guān)聯(lián)度，揭示人類活動(dòng)對(duì)地表生態(tài)過(guò)程及效應(yīng)的影響機(jī)制。

川東地區(qū)是我國(guó)中西部地區(qū)重要經(jīng)濟(jì)建設(shè)區(qū)和糧食生產(chǎn)基地，經(jīng)濟(jì)和城市化快速發(fā)展對(duì)研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，探究研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空演變驅(qū)動(dòng)因素，有助于深入了解社會(huì)在滿足發(fā)展需求的同時(shí)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的改變程度，對(duì)川東地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

川東地區(qū)位于四川盆地東部，處于27°48′～32°58′ N，105°12′～110°22′ E，毗鄰陜西、湖北、湖南和貴州省，地處青藏高原與長(zhǎng)江中下游平原過(guò)渡帶，全區(qū)包含重慶市、南充市、達(dá)州市、廣安市和巴中市的5市54縣(區(qū)、市)，總面積為126 714 km2(圖1)。研究區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，年平均氣溫為16～18 ℃，年平均降水量為1 000 mm，年平均相對(duì)濕度為70%～80%，日照時(shí)數(shù)為1 200 h。研究區(qū)海拔范圍為73.1～2 796.8 m之間，地形差異大，地勢(shì)表現(xiàn)為由南北部向中西部地區(qū)逐級(jí)降低。研究區(qū)水系眾多，縱橫交錯(cuò)，分布著眾多國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)，擁有豐富的水、礦產(chǎn)和動(dòng)植物資源。研究區(qū)是長(zhǎng)江上游及西南地區(qū)最大的經(jīng)濟(jì)中心，2015年戶籍總?cè)丝跒? 222.52萬(wàn)，全年生產(chǎn)總值約為2.01萬(wàn)億元。

圖1 川東地區(qū)行政區(qū)劃

1.2 研究方法

1.2.1土地利用動(dòng)態(tài)度

土地利用類型動(dòng)態(tài)度是定量評(píng)價(jià)土地利用變化速度的指標(biāo)，包括單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度[12]，計(jì)算公式如下：

單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度：

(1)

式(1)中，K為研究期某種土地利用類型動(dòng)態(tài)度，%；Ua和Ub分別為研究期初和期末某種土地利用類型面積，hm2；T為研究時(shí)長(zhǎng)，a。

綜合土地利用動(dòng)態(tài)度(C，%)：

(2)

式(2)中，Ui為研究期初第i類土地利用類型面積，hm2；Ui，j為研究期第i類土地利用類型轉(zhuǎn)為非i類土地利用類型面積的絕對(duì)值，hm2；T為研究時(shí)長(zhǎng)，a。

1.2.2生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估

參照生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究[13-15]，采用謝高地等[7-8]的價(jià)值當(dāng)量換算法確定川東地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。將生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)凈利潤(rùn)作為該生態(tài)系統(tǒng)所能提供的生產(chǎn)價(jià)值，將單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)凈利潤(rùn)作為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量。中國(guó)2010年生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值當(dāng)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為3 406.50元·hm-2，考慮到數(shù)據(jù)可獲得性，以重慶市單位面積糧食產(chǎn)量代替川東地區(qū)單位面積糧食產(chǎn)量，根據(jù)《重慶統(tǒng)計(jì)年鑒2010》中重慶市單位面積糧食產(chǎn)量為5 152.35 kg·hm-2，而同期全國(guó)單位面積糧食產(chǎn)量為4 973.58 kg·hm-2，確定修正系數(shù)為1.036，得到研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量為3 529.13元·hm-2。根據(jù)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表[7]和修正后的價(jià)值當(dāng)量得到川東地區(qū)各土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量。川東地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算公式為

(3)

(4)

式(3)～(4)中，V為研究區(qū)總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，元；Ai為研究區(qū)第i種土地利用類型面積，hm2；VC，i為研究區(qū)第i種土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量，元·hm-2；Vf為第f項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，元；VCf，i為研究區(qū)第i種土地利用類型第f項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量，元·hm-2。

采用SPSS 19.0軟件計(jì)算不同土地利用類型面積變化與總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的相關(guān)性。當(dāng)相關(guān)系數(shù)為>0.8～1.0時(shí)，表示兩者相關(guān)性極強(qiáng)，當(dāng)為>0.6～0.8時(shí)，表示相關(guān)性強(qiáng)，當(dāng)為>0.4～0.6時(shí)，表示相關(guān)性中等，當(dāng)為>0.2～0.4時(shí)，表示相關(guān)性弱，當(dāng)為0～0.2時(shí)，表示相關(guān)性極弱或無(wú)相關(guān)。

1.2.3驅(qū)動(dòng)因素分析

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空差異的驅(qū)動(dòng)因素包括自然和人為因素兩大類，在短時(shí)間尺度上主要受人為因素的干擾。參照文獻(xiàn)[16]，并考慮到數(shù)據(jù)可獲取性，選擇總?cè)丝凇⒊擎?zhèn)人口、農(nóng)村人口、人口密度和城鎮(zhèn)化率5項(xiàng)人口因素指標(biāo)，GDP總量、人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、第一產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、林業(yè)總產(chǎn)值、牧業(yè)總產(chǎn)值、漁業(yè)總產(chǎn)值和工業(yè)總產(chǎn)值10項(xiàng)經(jīng)濟(jì)因素指標(biāo)以及國(guó)內(nèi)旅游收入、入境旅游外匯收入和境外游客人數(shù)3項(xiàng)旅游因素指標(biāo)，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行主成分及相關(guān)性分析，選出其中對(duì)研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空變化影響較大的指標(biāo)作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空變化的主要驅(qū)動(dòng)因素，并進(jìn)行多元線性回歸分析。

1.2.4空間自相關(guān)分析

參照文獻(xiàn)[17-18]，綜合驅(qū)動(dòng)因素分析結(jié)果，最終選取表征川東地區(qū)各縣市區(qū)人口經(jīng)濟(jì)要素的人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、人口密度和城市化率3個(gè)指標(biāo)，分別與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率進(jìn)行空間相關(guān)性分析。采用GeoDa模型中雙變量莫蘭指數(shù)(bivariate Moran′sI)分析研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的空間相關(guān)性，并繪制LISA集聚圖，將空間自相關(guān)達(dá)到顯著性水平α=0.05的區(qū)域分為4類：高-高型為社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化率和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率都高；低-低型為社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化率和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率都低；低-高型為社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化率低，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率高；高-低型為社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化率高，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率低。

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

川東地區(qū)1990、1995、2000、2005、2010和2015年共6期土地利用類型數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)(http：∥www.resdc.cn)，由Landsat TM/ETM遙感影像人工目視解譯生成，空間分辨率為1 km。經(jīng)室外調(diào)查及隨機(jī)抽樣檢查，土地利用一級(jí)類型平均解譯精度達(dá)94.3%[19-20]。川東地區(qū)土地利用一級(jí)類型為林地、草地、水域、耕地、建筑用地和未利用地(圖2)，其中二級(jí)分類如下：耕地分為水田和旱地；林地分為針葉林、闊葉林、針闊混交林和灌木林；草地分為草甸、草原和灌草叢。

18項(xiàng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于四川統(tǒng)計(jì)年鑒和重慶統(tǒng)計(jì)年鑒。中國(guó)單位面積糧食產(chǎn)量和重慶市單位面積糧食產(chǎn)量源于同時(shí)期全國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)年鑒和重慶統(tǒng)計(jì)年鑒。

2 結(jié)果與分析

2.1 川東地區(qū)土地利用變化特征

1990—2015年川東地區(qū)最主要景觀類型為耕地，占總面積的70%～74%，其次為林地，占總面積的22%(圖2)。由表1可知，25 a來(lái)綜合土地利用動(dòng)態(tài)度<0.1%，1990—2010年綜合土地利用動(dòng)態(tài)度逐漸降低，而2010—2015年增加，但總體來(lái)說(shuō)，研究區(qū)土地利用綜合動(dòng)態(tài)度變化較小。

1990—2015年林地、水體和建筑用地單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度呈正向變化，而耕地、草地和未利用地單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度呈負(fù)向變化。1990—2015年建筑用地面積變化極為明顯，增加15.92×104hm2，而未利用地和草地面積各減少100×104和44.49×104hm2，這可能與研究區(qū)城鎮(zhèn)化率增加有關(guān)。研究區(qū)作為長(zhǎng)江上游地區(qū)重要生態(tài)屏障，分布著眾多生態(tài)功能區(qū)，水源涵養(yǎng)功能保持較好，25 a來(lái)水域面積增加2.47×104hm2，林地面積增加3.35×104hm2，而耕地面積減少17.25×104hm2。

圖2 川東地區(qū)土地利用分類Fig.2 Land use type in Chuandong region

表1 1990—2015年川東地區(qū)土地利用景觀類型動(dòng)態(tài)度

Table 1 Dynamic degree and the information entropy of land use in Chuandong region from 1990 to 2015

時(shí)期單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度/%耕地林地草地水域建設(shè)用地未利用地綜合土地利用動(dòng)態(tài)度/%1990—1995年-0.260.310.792.112.512.860.161995—2000年0.290.05-0.86-0.574.11-2.000.142000—2005年-0.120.28-0.28-1.183.92-0.170.112005—2010年-0.150.050.09-1.377.2600.112010—2015年-0.23-0.02-0.080.4312.810.610.181990—2015年-0.100.14-0.070.9710.51-0.110.09

2.2 川東地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空變化

2.2.1生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)間維度差異性分析

1990—2015年研究區(qū)總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增長(zhǎng)143.14億元(表2)。各單項(xiàng)土地利用類型中，林地和水域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，耕地和草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈下降趨勢(shì)?？傮w來(lái)看，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化趨勢(shì)與土地利用動(dòng)態(tài)度變化趨勢(shì)相似。

表2 1990—2015年川東地區(qū)各土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化

Table 2 Changes of ecosystem service value in Chuandong region from 1990 to 2015

年份耕地林地草地水域未利用地ESV/億元占比/%ESV/億元占比/%ESV/億元占比/%ESV/億元占比/%ESV/億元占比/%總計(jì)/億元1990973.1432.281 279.5742.45151.215.02610.6120.250.020.003 014.551995960.5431.091 299.7542.07156.695.07672.5221.770.030.003 089.532000974.4231.641 301.7542.27150.124.87653.6121.220.030.003 079.932005968.6131.091 319.3942.34147.804.74680.3021.830.020.003 116.122010961.3530.471 322.5141.91148.664.71722.7622.910.020.003 155.302015950.3030.101 321.3041.84148.044.69738.0123.370.020.003 157.67

ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。

從不同土地利用類型(表2)來(lái)看，林地對(duì)研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率最大，耕地次之，1990—2015年兩者貢獻(xiàn)率分別超過(guò)41%和30%，分別約占總面積的22%和72%。林地屬于自然生態(tài)系統(tǒng)，耕地屬于人工生態(tài)系統(tǒng)，林地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能發(fā)揮著關(guān)鍵作用。水域、草地和未利用地面積相對(duì)較小，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值也明顯小于耕地和林地。總體來(lái)看，研究區(qū)不同土地利用類型對(duì)總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率由大到小依次為林地、耕地、水域、草地和未利用地。

1990—2015年川東地區(qū)各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值見(jiàn)表3。川東生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)類型中價(jià)值最突出的為調(diào)節(jié)服務(wù)，占總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的70%，支持服務(wù)和供給服務(wù)對(duì)總價(jià)值的貢獻(xiàn)率分別為20%和7%，文化服務(wù)能力價(jià)值最低，僅占總價(jià)值的3%左右。同時(shí)，25 a來(lái)調(diào)節(jié)服務(wù)和供給服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，支持服務(wù)和文化服務(wù)變化不大，這表明研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值格局比較穩(wěn)定。

表3 1990—2015年川東地區(qū)各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值估算

Table 3 Ecosystem service value of each kind of the service function in Chuandong region from 1990 to 2015

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值/億元一級(jí)二級(jí)1990年1995年2000年2005年2010年2015年增長(zhǎng)率/%供給服務(wù)食物生產(chǎn)276.83273.59276.22275.06273.62270.54-2.27原料生產(chǎn)113.23113.59114.85114.82114.38113.710.42水資源供給-169.39-158.43-159.24-155.92-152.00-147.0813.17調(diào)節(jié)服務(wù)氣體調(diào)節(jié)344.50344.16345.79345.92345.06342.44-0.60氣候調(diào)節(jié)522.34529.12528.75532.52533.47531.921.83凈化環(huán)境179.79184.25183.32185.37187.29187.434.25水文調(diào)節(jié)1 062.941 111.041 095.671 122.651 157.501 165.039.60支持服務(wù)土壤保持333.62336.36339.33339.88339.06337.611.20維持養(yǎng)分48.7548.4648.8048.7248.5248.07-1.39生物多樣性206.71210.22209.64210.06210.87210.531.85文化服務(wù)美學(xué)景觀95.2397.1796.8097.0497.5397.472.35總計(jì)3 014.553 089.533 079.933 116.123 155.303 157.67

從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能二級(jí)分類來(lái)看，水文調(diào)節(jié)和氣候調(diào)節(jié)功能生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占比最大，分別為35%和17%，氣體調(diào)節(jié)、土壤保持、食物供給和生物多樣性功能占比也均大于6%。其中，25 a來(lái)食物供給價(jià)值降低與耕地面積減少密切相關(guān)，土壤保持和生物多樣性功能價(jià)值增加與林地面積增加密切相關(guān)。維持養(yǎng)分循環(huán)功能價(jià)值占比最小，約為2%，且呈減少趨勢(shì)，這與草地和耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化趨勢(shì)一致，這表明養(yǎng)分循環(huán)功能可能受耕地和草地面積減少的影響。

2.2.2土地利用類型面積變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相關(guān)性分析

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與各土地利用類型面積有相關(guān)關(guān)系，不同土地利用類型面積變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值間相關(guān)性有所不同。由表4可知，川東地區(qū)不同土地利用類型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值影響程度不同。林地和水域與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相關(guān)性較顯著；其次為耕地，與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系。

二級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型中食物生產(chǎn)、水資源供給、氣體調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)和維持養(yǎng)分與耕地呈顯著相關(guān)；水資源供給、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、水文調(diào)節(jié)、土壤保持、生物多樣性和美學(xué)景觀與林地呈顯著相關(guān)；食物生產(chǎn)、水資源供給、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、水文調(diào)節(jié)、生物多樣性和美學(xué)景觀與水域呈顯著相關(guān)(P<0.05或P<0.01)。

表4 1990—2015年川東地區(qū)土地利用類型面積變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相關(guān)性系數(shù)矩陣

Table 4 Correlation coefficient matrix between land use type area change and ecosystem service value in Chuandong region from 1990 to 2015

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型一級(jí)二級(jí) 耕地林地草地水域未利用地供給服務(wù)食物生產(chǎn)0.99??-0.67 0.11 -0.91?? 0.65原料生產(chǎn)0.300.55-0.460.18-0.38水資源供給-0.81?0.93??-0.380.98??-0.32調(diào)節(jié)服務(wù)氣體調(diào)節(jié)0.80?-0.07-0.10-0.45-0.15氣候調(diào)節(jié)-0.560.98??-0.370.87?-0.36凈化環(huán)境-0.760.96??-0.360.97??-0.34水文調(diào)節(jié)-0.83?0.93??-0.400.98??-0.38支持服務(wù)土壤保持-0.090.81?-0.470.54-0.39維持養(yǎng)分0.98??-0.480.04-0.79-0.00生物多樣性-0.610.89?-0.130.88?-0.09文化服務(wù)美學(xué)景觀-0.680.88?-0.120.92??-0.07

*表示在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)，**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

2.2.3生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間維度差異性分析

川東地區(qū)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體分布趨勢(shì)為由東北和東南兩翼地區(qū)向中部及西部地區(qū)逐級(jí)遞減，這主要是因?yàn)闁|北和東南地區(qū)是研究區(qū)重要生態(tài)功能區(qū)及自然保護(hù)區(qū)的集中分布地，主要土地利用類型為林地，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能好，而中部及西部低海拔區(qū)主要土地利用類型為耕地，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較差。1990—2015年研究區(qū)19個(gè)縣(區(qū)、市)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈下降趨勢(shì)，而36個(gè)縣(區(qū)、市)呈增加趨勢(shì)，主要分布在東北和中部以及南部部分地區(qū)(圖3)。

圖3 1990—2015年川東地區(qū)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化

2.3 川東地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空差異驅(qū)動(dòng)因素分析

人類活動(dòng)對(duì)土地利用產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。為分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空差異的驅(qū)動(dòng)因素，選取對(duì)川東地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值可能產(chǎn)生影響的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和旅游3個(gè)方面指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性和主成分分析，剔除對(duì)其影響較小且不顯著的指標(biāo)，構(gòu)建的回歸方程為

Y=-0.246X1-1.082X2-0.022X3+

0.000 006X4+4.696 2。

(5)

式(5)中，Y為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，億元；X1為農(nóng)業(yè)人口數(shù)，人；X2為人口密度，人·hm-2；X3為工業(yè)總產(chǎn)值，億元；X4為國(guó)內(nèi)旅游收入，萬(wàn)元。

回歸方程擬合度達(dá)到1，擬合效果極好。分析可知，農(nóng)業(yè)人口數(shù)越小，人口密度越小，工業(yè)總產(chǎn)值越小，國(guó)內(nèi)旅游收入越高，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值就越高。

2.4 川東地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間相關(guān)性分析

根據(jù)文獻(xiàn)[17-18]，綜合多元回歸分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)人口社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率進(jìn)行空間相關(guān)性分析。25 a來(lái)，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化與城鎮(zhèn)率變化、人口密度變化和人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值變化的全局空間相關(guān)指數(shù)分別為-0.23、-0.14和-0.04，均呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。由圖4可知，人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、人口密度和城市化率與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的局部空間相關(guān)性具有高度一致性，且空間相關(guān)性分析均達(dá)到顯著性水平，這說(shuō)明這3個(gè)因素與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率的局部空間相關(guān)顯著性良好。城鎮(zhèn)化率、人口密度和人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值變化率與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率中低-低型和低-高型均聚集在研究區(qū)西部的西充、南充、岳池和武勝縣一帶；高-低型聚集在南部的江津市和南川市一帶；高-高型則分布在西南部的榮昌縣和雙橋區(qū)。

3 討論

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能復(fù)雜性決定其評(píng)價(jià)方法是一個(gè)不斷完善的過(guò)程，當(dāng)量因子法具有數(shù)據(jù)穩(wěn)定、表達(dá)直觀等特點(diǎn)，適用于區(qū)域及全球尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估[21]。采用當(dāng)量因子法研究川東地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空演變特征及其驅(qū)動(dòng)因素對(duì)于研究區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有指導(dǎo)意義。

川東地區(qū)土地利用類型以林地和耕地為主，是西南地區(qū)重要經(jīng)濟(jì)中心和糧食基地，同時(shí)也是長(zhǎng)江上游重要生態(tài)屏障。由于對(duì)生態(tài)環(huán)境治理重視度加強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，1990—2015年研究區(qū)土地利用變化表現(xiàn)出兩個(gè)趨勢(shì)，一方面受“退耕還林(草)”“天然林資源保護(hù)工程”等林業(yè)政策影響而呈耕地縮減和林地?cái)U(kuò)張的趨勢(shì)，另一方面受快速城鎮(zhèn)化影響呈現(xiàn)建筑用地?cái)U(kuò)張的趨勢(shì)。人類活動(dòng)對(duì)土地利用產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，研究發(fā)現(xiàn)25 a來(lái)川東地區(qū)土地開(kāi)發(fā)力度的加強(qiáng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值具有一定負(fù)面效應(yīng)，該結(jié)論也與其他區(qū)域研究結(jié)果[22]一致。同時(shí)，筆者研究發(fā)現(xiàn)川東地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分配格局的空間差異明顯，土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度低的東北、東南兩翼林地聚集區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值較高，而土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度高的中西部耕地及經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)聚集區(qū)價(jià)值較低。這表明在繼續(xù)退耕還林(草)和重視生態(tài)用地建設(shè)與保護(hù)的同時(shí)，還要盡量注重合理規(guī)劃城市區(qū)域發(fā)展，重視耕作技術(shù)改良和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，變革低產(chǎn)田，再造優(yōu)質(zhì)田，以期提高研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力。

圖4 1990—2015年川東地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值局部空間相關(guān)性

從社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面研究影響川東生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的驅(qū)動(dòng)因素及空間相關(guān)性分析，結(jié)果表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化受人為因素影響顯著，空間差異明顯。因此，當(dāng)環(huán)境壓力增大進(jìn)而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能降低時(shí)，政府應(yīng)制定有效政策，提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，使自然資本能得以保值增值。隨著研究區(qū)人口增長(zhǎng)，工業(yè)水平提升，生態(tài)系統(tǒng)供給和調(diào)節(jié)服務(wù)需求會(huì)持續(xù)增加，提高森林覆蓋和保護(hù)東南、東北兩翼的生態(tài)功能區(qū)對(duì)川東地區(qū)優(yōu)化生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

4 結(jié)論

基于1990—2015年川東地區(qū)土地利用數(shù)據(jù)，分析土地利用格局和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空演變特征，并研究?jī)烧呦嚓P(guān)性，進(jìn)一步探究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的驅(qū)動(dòng)因素，為研究區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供決策支持。研究表明：(1)1990—2015年川東地區(qū)土地利用類型主要為耕地和林地，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中水文調(diào)節(jié)功能增長(zhǎng)最突出。(2)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈由東北、東南兩翼向中西部地區(qū)逐級(jí)遞減的空間格局。(3)不同土地利用類型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值影響程度不同，其中林地、水域與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈明顯正相關(guān)。(4)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空差異主要驅(qū)動(dòng)因素為農(nóng)業(yè)人口數(shù)、人口密度、工業(yè)總產(chǎn)值和國(guó)內(nèi)旅游收入。(5)空間相關(guān)性分析結(jié)果表明，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率呈負(fù)相關(guān)，并且低-低型和高-低型聚集在西部地區(qū)，低-高型和高-高型聚集在南部地區(qū)。