國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)2010—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化評(píng)估

劉慧明, 高吉喜,*, 劉 曉, 張海燕, 徐新良

1 生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心, 北京 100094 2 北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院, 北京 100083 3 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所, 北京 100101

2010年12月,《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃》(國(guó)發(fā)〔2010〕46號(hào))由國(guó)務(wù)院發(fā)布并確定了25個(gè)國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū),明確了“保障國(guó)家生態(tài)安全的主要區(qū)域,人與自然和諧相處的示范區(qū)”的定位。國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)是指與全國(guó)或較大范圍區(qū)域的生態(tài)安全密切相關(guān),生態(tài)系統(tǒng)十分重要,當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)有所退化,在國(guó)土空間開發(fā)中需要限制開展大規(guī)模高強(qiáng)度城鎮(zhèn)化開發(fā)、工業(yè)化,需保持和提高生態(tài)產(chǎn)品供給能力的區(qū)域[1]。重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)旨在保護(hù)、恢復(fù)和提高區(qū)域水源涵養(yǎng)、防風(fēng)固沙、保持水土、調(diào)蓄洪水、保護(hù)生物多樣性等重要生態(tài)功能,在保持流域、區(qū)域生態(tài)平衡、減輕自然災(zāi)害、確保國(guó)家和地區(qū)生態(tài)環(huán)境安全方面具有重要作用,是國(guó)家重要的生態(tài)安全屏障,也是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重中之重[2]。中央財(cái)政設(shè)立重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)轉(zhuǎn)移支付,2008—2014 年,中央財(cái)政累計(jì)下?lián)車?guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)轉(zhuǎn)移支付2004億元[3]。雖然近年來重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)環(huán)境總體轉(zhuǎn)好,但部分區(qū)域仍存在生態(tài)破壞的現(xiàn)象,如內(nèi)蒙古地區(qū)的水土保持區(qū)和防風(fēng)固沙區(qū)的草原和坡耕地上出現(xiàn)新的耕地開墾等[4]。

生態(tài)系統(tǒng)為維持人類生存所提供的自然環(huán)境條件及效用被稱為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,既包括為人類提供物質(zhì)產(chǎn)品、文化娛樂服務(wù)等直接利用價(jià)值,也包括保護(hù)環(huán)境、維持生態(tài)平衡等間接利用價(jià)值[5],服務(wù)范圍涵蓋國(guó)民生產(chǎn)各個(gè)部門。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估是生態(tài)保護(hù)、生態(tài)功能區(qū)劃、自然資產(chǎn)核算和生態(tài)補(bǔ)償決策的重要依據(jù)和基礎(chǔ)[6- 7]。自1997年以來,全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的概念及其計(jì)算方法由Daily、Constanza等提出后,引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。近年來,Costanza等[8]、歐陽志云等[9- 10]、趙景柱[11]、謝高地等[12- 13]對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法進(jìn)行了不斷改進(jìn)。目前,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的估算廣泛應(yīng)用于區(qū)域[14]、流域[15- 16]、生態(tài)系統(tǒng)[17- 18]等各個(gè)尺度,并取得豐富的研究成果,促進(jìn)了全球資源、環(huán)境價(jià)值評(píng)估的開展。許多學(xué)者針對(duì)國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值展開大量研究,但主要集中在單個(gè)類型或單個(gè)區(qū)域[19- 25],然而在國(guó)家尺度上,重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)各類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的量化分析較少,尤其是缺乏重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分布差異、動(dòng)態(tài)變化和內(nèi)在機(jī)制的研究。

因此本文選擇國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)作為研究區(qū),基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子法,利用模型運(yùn)算和地理信息空間分析等手段開展了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的長(zhǎng)時(shí)間序列估算,從25個(gè)分區(qū)及4大自然區(qū)劃分類尺度上,定量分析和評(píng)估實(shí)施轉(zhuǎn)移支付后(2010—2015 年),國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空變化特征,評(píng)估生態(tài)保護(hù)對(duì)其發(fā)揮生態(tài)服務(wù)的作用,對(duì)于支撐與完善國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)轉(zhuǎn)移支付制度的管理決策及績(jī)效評(píng)估考核具有重要意義。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

為動(dòng)態(tài)評(píng)估重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化,選擇全國(guó)25個(gè)生態(tài)功能區(qū)作為研究對(duì)象,包括水土保持型、水源涵養(yǎng)型、生物多樣性維護(hù)型和防風(fēng)固沙型4類[26],總面積3.77×106km2,占陸地國(guó)土面積的39.33%。重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)在全國(guó)各地均有分布 (圖1), 其中屬于西部地區(qū)的生態(tài)功能區(qū)有16個(gè),總面積為2.85×106km2,占國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)總面積的75.55%。這些地區(qū)往往平原較少、山地較多,生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱,水資源時(shí)空分布差異較大,自然災(zāi)害發(fā)生頻率較高,但開發(fā)利用前景廣闊,能源和礦產(chǎn)資源豐富[27],且關(guān)系著區(qū)域生態(tài)保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展,西部與其他區(qū)域的平衡發(fā)展。本文以這25個(gè)國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)及其4類自然生態(tài)功能劃分作為研究區(qū),探討其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化特征。

圖1 國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)空間分布格局Fig.1 The pattern of spatial distribution of national key ecological function zones in China1. 阿爾金草原荒漠化防治生態(tài)功能區(qū); 2. 阿爾泰山地森林草原生態(tài)功能區(qū); 3. 藏東南高原邊緣森林生態(tài)功能區(qū); 4. 藏西北羌塘高原荒漠生態(tài)功能區(qū); 5. 川滇森林及生物多樣性生態(tài)功能區(qū); 6. 大別山水土保持生態(tài)功能區(qū); 7. 大小興安嶺森林生態(tài)功能區(qū); 8. 甘南黃河重要水源補(bǔ)給生態(tài)功能區(qū); 9. 桂黔滇喀斯特石漠化防治生態(tài)功能區(qū); 10. 海南島中部山區(qū)熱帶雨林生態(tài)功能區(qū); 11. 呼倫貝爾草原草甸生態(tài)功能區(qū); 12. 黃土高原丘陵溝壑水土保持生態(tài)功能區(qū); 13. 渾善達(dá)克沙漠化防治生態(tài)功能區(qū); 14. 科爾沁草原生態(tài)功能區(qū); 15. 南嶺山地森林及生物多樣性生態(tài)功能區(qū); 16. 祁連山冰川與水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū); 17. 秦巴生物多樣性生態(tài)功能區(qū); 18. 若爾蓋草原濕地生態(tài)功能區(qū); 19. 三江平原濕地生態(tài)功能區(qū); 20. 三江源草原草甸濕地生態(tài)功能區(qū); 21. 三峽庫(kù)區(qū)水土保持生態(tài)功能區(qū); 22. 塔里木河荒漠化防治生態(tài)功能區(qū); 23. 武陵山區(qū)生物多樣性與水土保持生態(tài)功能區(qū); 24. 陰山北麓草原生態(tài)功能區(qū); 25. 長(zhǎng)白山森林生態(tài)功能區(qū)

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文以土地利用/覆被空間分布數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源,數(shù)據(jù)來源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心的全國(guó)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù),全國(guó)陸地區(qū)域全覆蓋、多時(shí)相1∶10萬比例尺土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)集,研究時(shí)間為2010年和2015年[28-30]。該數(shù)據(jù)集以Landsat TM/ETM遙感影像為主要數(shù)據(jù)源,基于人工目視解譯生成,經(jīng)過野外調(diào)查實(shí)地驗(yàn)證,土地利用一級(jí)類型的綜合評(píng)價(jià)精度達(dá)到90%以上[31- 32]。

本文中的凈初級(jí)生產(chǎn)力(Net Primary Product,NPP)數(shù)據(jù)、降水?dāng)?shù)據(jù)、土壤保持量均來自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心[33],空間分辨率均為1km。其中,NPP數(shù)據(jù)是基于光能利用率模型GLO-PEM計(jì)算獲取的；年降水量空間插值數(shù)據(jù)是基于全國(guó)2400多個(gè)氣象站點(diǎn)日觀測(cè)數(shù)據(jù),通過整理、計(jì)算并運(yùn)用澳大利亞的插值軟件ANUSPLIN插值而成,其單位為0.1mm；土壤保持量數(shù)據(jù)[34- 35]是采用通用土壤流失方程(USLE)計(jì)算全國(guó)潛在土壤侵蝕量和現(xiàn)實(shí)土壤侵蝕量?jī)烧咧瞰@得。

1.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的估算

1.3.1生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的計(jì)算方法

本研究以Costanza等[5- 6]與謝高地等[12- 13,36]生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子法為基礎(chǔ),依據(jù)全國(guó)NPP、降水、土壤保持量空間分布數(shù)據(jù)等,分別對(duì)生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子價(jià)值進(jìn)行調(diào)整,計(jì)算2010和2015年兩個(gè)時(shí)間段的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)變化。

區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的總量是區(qū)域內(nèi)所有生態(tài)系統(tǒng)類型提供的所有服務(wù)功能及其自然資源價(jià)值的總和,它會(huì)隨著區(qū)域內(nèi)所含有的生態(tài)系統(tǒng)類型、面積、質(zhì)量的變化而變化[37]。一定區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量(V)可以表示為：

(1)

式中,c=1,2,…,n,表示生態(tài)服務(wù)功能的類型；Vc表示生態(tài)系統(tǒng)第c種生態(tài)服務(wù)價(jià)值。

(2)

式中,j= 1, 2, …,n, 表示第c種生態(tài)服務(wù)功能的第j類生態(tài)系統(tǒng)；D表示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(元/hm2)；Fcij指第j類生態(tài)系統(tǒng)在第i地區(qū)第c類生態(tài)服務(wù)功能的單位面積價(jià)值當(dāng)量因子;l=1,2,…,m表示一定區(qū)域內(nèi)第c類生態(tài)系統(tǒng)在空間上分布的象元數(shù)；Alj表示各個(gè)象元的面積大小,對(duì)于等面積投影,Alj為給定的常數(shù)。

1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子(以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量)是指1hm2全國(guó)平均產(chǎn)量的農(nóng)田每年自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[13],以此當(dāng)量為參照并結(jié)合專家知識(shí)可以確定其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的當(dāng)量因子,其作用在于可以表征和量化不同類型生態(tài)系統(tǒng)對(duì)生態(tài)服務(wù)功能的潛在貢獻(xiàn)能力。在實(shí)際應(yīng)用中,特別是在區(qū)域尺度上,完全消除人為因素的干擾以準(zhǔn)確衡量農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)自然條件下能夠提供的糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值存在較大難度。本研究參考謝高地等[12]的處理方法,將單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的凈利潤(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。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的糧食產(chǎn)量?jī)r(jià)值主要依據(jù)稻谷、小麥和玉米三大糧食主產(chǎn)物計(jì)算。其計(jì)算公式如下：

D=Sr×Fr+Sw×Fw+Sc×Fc

(3)

式中：D表示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(元/hm2)；Sr、Sw和Sc分別表示2010 年稻谷、小麥和玉米的播種面積占三種作物播種總面積的百分比(%)；Fr、Fw和Fc分別表示2010 年全國(guó)稻谷、小麥和玉米的單位面積平均凈利潤(rùn)(元/hm2)。依據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2011》[38]、《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編2011》[39]和公式(3),得到D值為3406.5 元/hm2。

單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的基礎(chǔ)當(dāng)量是指不同類型生態(tài)系統(tǒng)單位面積上各類服務(wù)功能年均價(jià)值當(dāng)量(以下簡(jiǎn)稱基礎(chǔ)當(dāng)量)?；A(chǔ)當(dāng)量體現(xiàn)了不同生態(tài)系統(tǒng)及其各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能在全國(guó)范圍內(nèi)的年均價(jià)值量,也是合理構(gòu)建表征生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值區(qū)域空間差異和時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的動(dòng)態(tài)當(dāng)量表的前提和基礎(chǔ)[7- 8]。本研究以謝高地等[13]構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基礎(chǔ)當(dāng)量表為基礎(chǔ)對(duì)各類生態(tài)系統(tǒng)的不同生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行核算。

生態(tài)系統(tǒng)在不同區(qū)域、不同時(shí)間其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部形態(tài)是不斷變化的,因而其所具有的生態(tài)服務(wù)功能及其價(jià)值量也是不斷變化的。通過前人的研究[12- 13],生態(tài)系統(tǒng)食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、維持養(yǎng)分循環(huán)、生物多樣性和美學(xué)景觀功能與生物量在總體上呈正相關(guān),水資源供給和水文調(diào)節(jié)與降水變化相關(guān),而土壤保持與降水、地形坡度、土壤性質(zhì)和植被蓋度密切相關(guān)。基于上述認(rèn)識(shí),本文進(jìn)一步分析確定了NPP、降水和土壤保持調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)因子,結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基礎(chǔ)當(dāng)量表,通過下式構(gòu)建了生態(tài)服務(wù)動(dòng)態(tài)變化價(jià)值當(dāng)量修正方法：

(4)

式中：Fcij指第j類生態(tài)系統(tǒng)在第i地區(qū)第c類生態(tài)服務(wù)功能的單位面積價(jià)值當(dāng)量因子；Fc指該類生態(tài)系統(tǒng)的第c種生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子；Pij指第j類生態(tài)系統(tǒng)第i地區(qū)某年的NPP調(diào)節(jié)因子；Rij指第j類生態(tài)系統(tǒng)第i地區(qū)某年的降水調(diào)節(jié)因子；Sij指第j種生態(tài)系統(tǒng)第i地區(qū)某年的土壤保持調(diào)節(jié)因子；c1表示食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、維持養(yǎng)分循環(huán)、維持生物多樣性和提供美學(xué)景觀等服務(wù)功能；c2表示水資源供給或者水文調(diào)節(jié)服務(wù)功能；c3指土壤保持服務(wù)功能。

1.3.2生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的分級(jí)

為更清晰地描述和比較各個(gè)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的差異與變化,本研究將1km格網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化[40- 41],并在標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上,將生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值劃分為5個(gè)等級(jí),分別為低值區(qū)、較低值區(qū)、中值區(qū)、較高值區(qū)和高值區(qū)。

(5)

式中：Zi為第i個(gè)柵格內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)化值,值域范圍為0—1；Xi為第i個(gè)柵格生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的實(shí)際值；Xmax為研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的最大值；Xmin為研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的最小值。

表1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.3生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化程度

本文用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化幅度和變化程度來表述生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化態(tài)勢(shì),變化幅度定義為一定時(shí)段內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化量,變化程度則定義為5年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化比例[41],計(jì)算公式如下：

ΔE=Eend-Estar

(6)

K=ΔE×100%

(7)

式中：Estar、Eend為某區(qū)域研究期初和研究期末的總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；ΔE為研究時(shí)段內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化幅度,K為研究時(shí)段內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化程度。為更清晰刻畫區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化態(tài)勢(shì),依據(jù)變化程度的大小分為明顯減少、較明顯減少、基本持衡、較明顯增加以及明顯增加等5個(gè)類型[42](表2)。

表2 變化程度類型的劃分

2 結(jié)果與分析

2.1 2015年國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值現(xiàn)狀

從圖2可以看出,2015年國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值具有明顯的空間分異特征。從整體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分級(jí)來看,全國(guó)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中高值區(qū)的面積占生態(tài)功能區(qū)總面積的31.60%,面積占比不足一半。其中,中值區(qū)面積為56.49×104km2,占生態(tài)功能區(qū)總面積的14.96%；有33.83×104km2處于較高值區(qū),占生態(tài)功能區(qū)總面積的8.96%；高值區(qū)面積僅為29.02×104km2,占生態(tài)功能區(qū)總面積的7.68%；而生態(tài)功能區(qū)低于0.005即低值區(qū)的面積為174.40×104km2,占生態(tài)功能區(qū)總面積的46.19%；較低值區(qū)面積為83.87×104km2,占生態(tài)功能區(qū)總面積的22.21%。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體上呈“西北低,東南高”的趨勢(shì),這與我國(guó)降水和生物量的分布是一致的。低值區(qū)主要位于我國(guó)西部荒漠及高原地區(qū),該地區(qū)生物量較少,其生態(tài)環(huán)境本身就比較脆弱,人類活動(dòng)的干擾會(huì)加劇其脆弱性[39],損害自然生態(tài)系統(tǒng)原有的功能,應(yīng)對(duì)該區(qū)著重保護(hù)。高值區(qū)主要分布于我國(guó)南部的生態(tài)功能區(qū),大部分位于湖北、重慶、陜西的交界處,江西、湖南、廣東交界處,廣西北部等地,該區(qū)降水充足、且大多是森林分布區(qū)、生物量豐富,其生態(tài)功能被完美的運(yùn)用,對(duì)生態(tài)環(huán)境起到有效的保護(hù),應(yīng)繼續(xù)保持其生態(tài)保護(hù)及生態(tài)功能。

圖2 2015年全國(guó)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分布Fig.2 Spatial distribution of ecosystem service value of national key ecological function zones in China in 2015

通過統(tǒng)計(jì),從各重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均值(圖3)得出：25個(gè)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值大部分處于高值區(qū)和中值區(qū)狀態(tài)。其中,處于高值區(qū)和較高值區(qū)的功能區(qū)共7個(gè),共占功能區(qū)總個(gè)數(shù)的28%；處于中值區(qū)的8個(gè),占功能區(qū)總個(gè)數(shù)的32%；低值區(qū)和較低值區(qū)的個(gè)數(shù)為10個(gè),占功能區(qū)總個(gè)數(shù)的40%。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較高的功能區(qū)為海南島中部山區(qū)熱帶雨林生態(tài)功能區(qū)、大別山水土保持生態(tài)功能區(qū)、南嶺山地森林及生物多樣性生態(tài)功能區(qū)、三峽庫(kù)區(qū)水土保持生態(tài)功能區(qū)、桂黔滇喀斯特石漠化防治生態(tài)功能區(qū)、秦巴生物多樣性生態(tài)功能區(qū)、武陵山區(qū)生物多樣性與水土保持生態(tài)功能區(qū)等,而處于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值低值區(qū)的功能區(qū)從高到低依次是陰山北麓草原生態(tài)功能區(qū)、藏西北羌塘高原荒漠生態(tài)功能區(qū)、塔里木河荒漠化防治生態(tài)功能區(qū)、阿爾金草原荒漠化防治生態(tài)功能區(qū)。

圖3 2015年全國(guó)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)和自然生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值Fig.3 Ecosystem service value of the national key ecological function zones and natural ecological function zones in 2015

從2015年全國(guó)4類自然生態(tài)功能區(qū)來看(圖2,圖3),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均值大小排序?yàn)樗帘３中凸δ軈^(qū)>生物多樣性維護(hù)型功能區(qū)>水源涵養(yǎng)型功能區(qū)>防風(fēng)固沙型功能區(qū)。其中水土保持功能區(qū)全區(qū)均值為0.042,為較高值區(qū)；生物多樣性維護(hù)功能區(qū)和水源涵養(yǎng)功能區(qū)的全區(qū)均值分別為0.024、0.021,均為中值區(qū)；而防風(fēng)固沙功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均值僅為0.006,處于較低值區(qū),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較差,應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)。

2.2 2010—2015年國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化特征

2.2.1國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化特征

2010—2015年間,國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)實(shí)施轉(zhuǎn)移支付后,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均值由0.016增加到0.019,增加幅度為16.46%,呈較明顯增加。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基本保持不變的面積為302.63×104km2,占功能區(qū)總面積的80.14%；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加(變化幅度>1%)的面積為49.82×104km2,占功能區(qū)總面積的13.19%,其中較明顯增加和明顯增加的面積分別占增加區(qū)域總面積的89.05%和10.95%；而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少的區(qū)域占功能區(qū)總面積的6.66%,為25.17×104km2,其中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值明顯減少的面積僅占減少區(qū)域總面積的7.70%。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化空間分布格局來看(圖4),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈增加狀態(tài)的區(qū)域主要分布于我國(guó)中部及南部地區(qū)和內(nèi)蒙古中部地區(qū),可能與該區(qū)實(shí)施的退牧還草工程等有關(guān),生態(tài)工程有效提升了生態(tài)系統(tǒng)保持水土、減少侵蝕、涵養(yǎng)水源等的能力。而云南北部和西藏南部、中西部部分地區(qū)則呈較明顯減少趨勢(shì),則可能與農(nóng)牧業(yè)發(fā)展帶來的土地利用類型轉(zhuǎn)變有關(guān),土地開墾使?jié)竦?、草地、林地向農(nóng)田的轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少。

圖4 2010—2015年國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化Fig.4 Spatial distribution of the variation characteristics of ecosystem service value at national key ecological function zones from 2010 to 2015

2010—2015年,國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)實(shí)施轉(zhuǎn)移支付后,從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分級(jí)來看,重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)等級(jí)有所提升,具體表現(xiàn)為“高值區(qū)、較高值區(qū)的面積增加,中值區(qū)面積減少；較低值區(qū)面積增加,低值區(qū)的面積明顯減少”。其中高值區(qū)、較高值區(qū)的面積分別增加8.93×104km2、3.13×104km2,分別占生態(tài)功能區(qū)總面積的2.37%、0.83%；中值區(qū)面積稍有減少,減少了5.53×104km2,占生態(tài)功能區(qū)總面積的1.46%；而低值區(qū)面積明顯減少,減少了24.19×104km2,占生態(tài)功能區(qū)總面積的6.41%,較低值區(qū)面積增加17.62×104km2,占生態(tài)功能區(qū)總面積的4.67%?？梢悦黠@看出,較低值區(qū)增加的面積小于低值區(qū)減少的面積,說明生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值低值區(qū)的區(qū)域正向較高值區(qū)和高值區(qū)轉(zhuǎn)變,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值明顯提升?？偟膩碚f,實(shí)施轉(zhuǎn)移支付的5年來,國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值明顯提高,生態(tài)保護(hù)成效顯著。

圖5 2010—2015年全國(guó)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化趨勢(shì)Fig.5 The variation trend of ecosystem service value at the national key ecological function zones from 2010 to 2015

2.2.2各重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化特征

圖6 2010—2015年國(guó)家自然生態(tài)功能分區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化趨勢(shì)Fig.6 The variation trend of ecosystem service value the natural ecological function zones from 2010 to 2015

2010—2015年間,實(shí)施轉(zhuǎn)移支付后,國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加的有21個(gè),占生態(tài)功能區(qū)總數(shù)的84%。其中桂黔滇喀斯特石漠化防治生態(tài)功能區(qū)、大別山水土保持生態(tài)功能區(qū)、三峽庫(kù)區(qū)水土保持生態(tài)功能區(qū)、黃土高原丘陵溝壑水土保持生態(tài)功能區(qū)等4個(gè)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加幅度大于1%,呈較明顯增加趨勢(shì)；南嶺山地森林及生物多樣性生態(tài)功能區(qū)、武陵山區(qū)生物多樣性與水土保持生態(tài)功能區(qū)、科爾沁草原生態(tài)功能區(qū)、海南島中部山區(qū)熱帶雨林生態(tài)功能區(qū)等17個(gè)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加幅度在0—1%之間,處于基本持衡狀態(tài)。塔里木河荒漠化防治生態(tài)功能區(qū)、藏西北羌塘高原荒漠生態(tài)功能區(qū)、長(zhǎng)白山森林生態(tài)功能區(qū)、藏東南高原邊緣森林生態(tài)功能區(qū)等4個(gè)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈下降趨勢(shì),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化幅度在-1%—0之間,處于基本持衡狀態(tài)。2010—2015年,25個(gè)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)中大部分生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈增加趨勢(shì),并且無生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值明顯減少,可見5年間國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)較好,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能逐漸提升。

2.2.3重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化特征

從重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)來看,2010—2015年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均呈增加趨勢(shì),其增幅從高到低依次是水土保持生態(tài)功能區(qū)、水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)、防風(fēng)固沙生態(tài)功能區(qū)、生物多樣性生態(tài)功能區(qū),增加幅度分別為1.44%、0.22%、0.21%、0.08%。其中水土保持生態(tài)功能區(qū)呈較明顯增加趨勢(shì),說明5年間水土保持工作實(shí)施效果較好,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能得到提升。

從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分級(jí)來看,4類生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值等級(jí)整體呈上升趨勢(shì)。其中水土保持生態(tài)功能區(qū)由中值區(qū)提升為較高值區(qū),水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)由較低值區(qū)提升為中值區(qū),防風(fēng)固沙生態(tài)功能區(qū)由低值區(qū)提升為較低值區(qū),而生物多樣性生態(tài)功能區(qū)提升幅度較小,為中值區(qū)保持不變。5年間我國(guó)實(shí)行了水土保持、退耕還林、防沙治沙等多項(xiàng)生態(tài)建設(shè)工程,由生態(tài)功能區(qū)服務(wù)價(jià)值的提高可見,生態(tài)保護(hù)措施成效顯著,有效的保證了重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)獨(dú)特生態(tài)功能的發(fā)揮。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

本文圍繞2010—2015年轉(zhuǎn)移支付政策實(shí)施后,從國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空動(dòng)態(tài)變化特征的角度,在整體和分區(qū)上對(duì)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)轉(zhuǎn)移支付政策的成效進(jìn)行了評(píng)估,其主要結(jié)論如下：

(1)2015年全國(guó)重點(diǎn)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,空間上整體呈現(xiàn)“西北低,東南高”的分布格局,中高值區(qū)的面積占生態(tài)功能區(qū)總面積的31.60%,面積占比不足一半；從各區(qū)均值來看,低值區(qū)和較低值區(qū)的功能區(qū)個(gè)數(shù)較多,共10個(gè),占功能區(qū)總個(gè)數(shù)的40%。4類自然生態(tài)功能類型區(qū)按生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均值大小依次為水土保持型功能區(qū)>生物多樣性維護(hù)型功能區(qū)>水源涵養(yǎng)型功能區(qū)>防風(fēng)固沙型功能區(qū)。

(2)實(shí)施轉(zhuǎn)移支付后(2010—2015年),全國(guó)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加幅度為16.46%,呈明顯增加趨勢(shì)。大部分區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基本持衡,其面積為302.63×104km2,占功能區(qū)總面積的80.14%；5年來,重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值等級(jí)變化特征表現(xiàn)為“高值區(qū)、較高值區(qū)的面積增加,中值區(qū)面積減少,較低值區(qū)面積增加,低值區(qū)的面積減少”,我國(guó)中部及南部地區(qū)和內(nèi)蒙古中部地區(qū)的生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈較明顯增加趨勢(shì)。

(3)5年間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加的功能區(qū)有21個(gè),占生態(tài)功能區(qū)總數(shù)的84%。其中桂黔滇喀斯特石漠化防治生態(tài)功能區(qū)、大別山水土保持生態(tài)功能區(qū)增加幅度高于1.5%,增加明顯；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少的生態(tài)功能區(qū)減少幅度均小于1%,處于基本持衡狀態(tài)。

(4)水土保持型生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加最明顯,說明5年間水土保持工作實(shí)施效果較好,其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能得到明顯提升；4類生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值等級(jí)整體呈上升趨勢(shì),而生物多樣性維護(hù)型生態(tài)功能區(qū)提升幅度較小,為中值區(qū)保持不變。不同功能性分區(qū)有其特有的功能,應(yīng)著重保持重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)單項(xiàng)生態(tài)功能價(jià)值。

3.2 討論

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是國(guó)家實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償和構(gòu)建生態(tài)安全屏障的重要基礎(chǔ)和依據(jù)。本文從整體及分區(qū)尺度分析了國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化特征,可為國(guó)家有關(guān)部門實(shí)施生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和管理以及土地資源開發(fā)利用戰(zhàn)略提供參考依據(jù)。從本文研究結(jié)果來看,2010年實(shí)施轉(zhuǎn)移支付以來,國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體趨于增加趨勢(shì),但少數(shù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈現(xiàn)下降趨勢(shì),這類區(qū)域應(yīng)引起足夠重視,應(yīng)根據(jù)區(qū)域各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的特點(diǎn)和規(guī)律,具體問題具體分析,有針對(duì)性的加強(qiáng)土地管理措施,加大生態(tài)保護(hù)力度,避免生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的退化和惡化。

本文僅研究了轉(zhuǎn)移支付政策實(shí)施后,國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間變化情況,轉(zhuǎn)移支付政策支持下的各項(xiàng)生態(tài)工程,以及氣候變化是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的主要影響因素[43],需進(jìn)一步研究定量評(píng)估各影響因子的貢獻(xiàn)率[44]。同時(shí),國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)除實(shí)施保護(hù)外,還需加強(qiáng)監(jiān)管[45]。

生態(tài)系統(tǒng)本身具有多樣性與復(fù)雜性,加上生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算的模型和方法多樣,其價(jià)值評(píng)估可能與實(shí)際價(jià)值存在一定差異性,因此其計(jì)算方法及參考指標(biāo)數(shù)據(jù)仍有完善的空間。另外,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值存在空間尺度差異性,本文主要從國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)整體來研究,而對(duì)于較小區(qū)域尺度存在的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)差異性未充分考慮,未來可以選擇某一典型重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)進(jìn)行細(xì)致深入的研究。此外,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值估算還存在市場(chǎng)定價(jià)不確定性因素,現(xiàn)有的定量方法可能會(huì)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展而發(fā)生改變,因此國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值定量估算需要不定期更新。