基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的中國生態(tài)福祉區(qū)劃時空格局與潛力分析

鄭德鳳,王燕燕,劉曉星,姜俊超

(遼寧師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,遼寧 大連 116029)

生態(tài)文明建設(shè)關(guān)系人民福祉,關(guān)乎民族未來。現(xiàn)階段國家高度重視生態(tài)文明建設(shè),黨的十九大報告中將建設(shè)生態(tài)文明作為國家可持續(xù)發(fā)展的千年大計。生態(tài)系統(tǒng)作為生態(tài)文明建設(shè)的重要載體,是人類可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)資源。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值是生態(tài)系統(tǒng)為人類生存發(fā)展提供的產(chǎn)品與服務(wù)[1-2],開展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究是生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、生態(tài)功能區(qū)劃等重大戰(zhàn)略需求[3],并對促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)有重要意義。由于生態(tài)系統(tǒng)具有復(fù)雜性、多樣性、區(qū)域性特點(diǎn),難以精準(zhǔn)評價生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,不能將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系,而千年生態(tài)系統(tǒng)評估(millennium ecosystem assessment,MA)計劃的提出使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉首次結(jié)合,系統(tǒng)闡明生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀、變化及與人類社會發(fā)展的關(guān)系[4]。

近年來,人類在生產(chǎn)生活過程中對自然資源過度索取加劇了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉間的矛盾[5],國外學(xué)者就此展開了一系列研究。HOLLING等[6]提出了自然資源管理的黃金法則,有助于解決資源浪費(fèi)、社會經(jīng)濟(jì)矛盾等有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉間的問題。STEFFEN[7]通過文獻(xiàn)分析評估了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉關(guān)系,旨在通過提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)促進(jìn)人類福祉。生態(tài)福祉問題在國內(nèi)亦引起高度重視,劉家根等[8]用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)定量評估方法計算并分析了桐廬縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與人類發(fā)展指數(shù)間的相互關(guān)系。上述生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值包括物質(zhì)產(chǎn)品等直接利用價值和維持生態(tài)平衡等間接利用價值,其評價過程可能存在重復(fù)計算問題,并且生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉關(guān)系的研究多為定性分析,定量研究較少。

生態(tài)區(qū)劃這一方案于1976年由美國生態(tài)學(xué)家Bailey首次提出,認(rèn)為生態(tài)區(qū)劃是空間關(guān)系組合自然單元的過程[9]。此后有關(guān)生態(tài)區(qū)劃原則、指標(biāo)和方法等研究大量出現(xiàn)。傅伯杰等[10]認(rèn)為生態(tài)區(qū)劃是生態(tài)系統(tǒng)與自然資源管理及持續(xù)利用的基礎(chǔ),可以為生態(tài)環(huán)境建設(shè)等提供科學(xué)依據(jù)。劉焱序等[11]、孫然好等[12]通過文獻(xiàn)綜述分別系統(tǒng)梳理了全球生態(tài)區(qū)劃研究進(jìn)展和中國現(xiàn)有生態(tài)區(qū)劃方案,認(rèn)為開展以功能區(qū)劃為主的全球生態(tài)區(qū)劃研究有利于實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)安全保障與人地關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展,并提出了現(xiàn)有研究缺少面向服務(wù)供需的生態(tài)系統(tǒng)區(qū)劃。謝高地等[13]在保證縣域邊界完整性的基礎(chǔ)上提出的生態(tài)區(qū)劃方案可為我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)和建設(shè)等提供依據(jù)。人類作為生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,人類需求和福祉在生態(tài)區(qū)劃中越來越受到重視,而現(xiàn)有研究中很少考慮有關(guān)人類福祉的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分區(qū)。

為更好地反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉間的定量關(guān)系,根據(jù)現(xiàn)有研究成果,臧正等[14]基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)理論,考慮人類福祉概念,提出了生態(tài)福祉(gross of ecological well-being,GEW)定義與內(nèi)涵,為“人類從自然環(huán)境中獲取或享有的、由生態(tài)系統(tǒng)通過初級生產(chǎn)和次級生產(chǎn)提供的、與人類福祉直接相關(guān)的產(chǎn)品和服務(wù)”。筆者認(rèn)為現(xiàn)階段生態(tài)福祉核算過程忽視了為人類生產(chǎn)生活提供服務(wù)過程中,生態(tài)系統(tǒng)由于維護(hù)自身發(fā)展需消耗的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,這部分價值不能為人類提供福祉。鑒于此,筆者引入生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)率對生態(tài)福祉核算方法進(jìn)行改進(jìn),提出了基于相對公平與效率視角的生態(tài)福祉分類區(qū)劃模型,并對中國省際生態(tài)福祉區(qū)劃的時空分布格局進(jìn)行分析。將人類福祉與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)結(jié)合研究,彌補(bǔ)了現(xiàn)有生態(tài)區(qū)劃研究中缺少考慮人類福祉的不足,研究結(jié)果可為中國大陸生態(tài)福祉與生態(tài)扶貧區(qū)域劃分提供定量依據(jù),為推動中國生態(tài)文明建設(shè)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

以中國31個省(區(qū)、市)(不包括港、澳、臺地區(qū))為研究對象,對2000—2015年省際生態(tài)福祉進(jìn)行核算。涉及的2000—2015年土地利用數(shù)據(jù)通過相應(yīng)年份的中國統(tǒng)計年鑒、中國國土資源年鑒和統(tǒng)計公報獲得,糧食平均價格、耕地平均糧食單產(chǎn)和國內(nèi)生產(chǎn)總值等數(shù)據(jù)通過2001—2016年《中國統(tǒng)計年鑒》獲得。

1.2 研究方法

1.2.1基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)理論的生態(tài)福祉核算方法

參考謝高地等[15]提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值修正算法以及臧正等[14]提出的生態(tài)福祉評估方法,引入生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)率(即某類土地生態(tài)系統(tǒng)為人類提供產(chǎn)品和服務(wù)的效率)對區(qū)域生態(tài)福祉進(jìn)行核算,計算公式為

(1)

式(1)中,WGE為現(xiàn)期生態(tài)福祉,萬元;p為糧食平均價格,萬元·t-1;g為平均糧食單產(chǎn),t·hm-2;eij為第i類生態(tài)系統(tǒng)第j種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的當(dāng)量因子(表1);ai為第i類土地利用面積,hm2;ci為第i類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值貢獻(xiàn)率,計算方法詳見文獻(xiàn)[16]。

為了使不同年份生態(tài)福祉具有可比性,借鑒經(jīng)濟(jì)學(xué)中可比增長率及可比價格的概念,以2000年為基期,參照國家歷年通脹率將生態(tài)福祉統(tǒng)一為不變價格,計算過程為

WGE′=WGE/(1+En)=WGE/[1+(In-Io)/Io]。

(2)

式(2)中,WGE′為統(tǒng)一后的生態(tài)福祉,萬元;En和In分別為第n期通貨膨脹率和居民消費(fèi)價格指數(shù)(CPI);I0為基期CPI值。

表1 中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)福祉當(dāng)量因子

Table 1 Ecological well-being pre unit area of Chinese terrestrial ecosystem

生態(tài)福祉耕地林地草地濕地水域未利用地 食物生產(chǎn)與供給1.000.100.300.300.100.01 能源與原材料供應(yīng)0.102.600.050.070.010 娛樂及文化服務(wù)0.011.280.045.554.340.01 生物多樣性保護(hù)0.713.261.092.502.490.34 涵養(yǎng)水源及調(diào)洪灌溉0.603.200.8015.520.380.03 土壤水分及營養(yǎng)鹽保持1.463.901.951.710.010.02 調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候0.892.700.9017.10.460 釋氧固碳及凈化空氣0.503.500.801.8000 廢棄物處理與吸納1.641.311.3118.1818.180.01

1.2.2基于相對公平與效率視角的生態(tài)福祉區(qū)劃模型

福利經(jīng)濟(jì)學(xué)一直圍繞公平與效率2大主題展開討論并不斷發(fā)展,生態(tài)福祉作為與可持續(xù)發(fā)展有關(guān)的概念,基于公平與效率視角對生態(tài)福祉進(jìn)行定量評價必不可少。借鑒現(xiàn)有生態(tài)福祉與生態(tài)-經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效率模型的研究成果[14],以人均生態(tài)福祉模型體現(xiàn)公平性原則,以生態(tài)-經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效率模型體現(xiàn)效率性原則,相應(yīng)的計算公式分別為

WGE,p=WGE′/P,

(3)

CEE=PGD/WGE′。

(4)

式(3)～(4)中,WGE,p為區(qū)域人均生態(tài)福祉,萬元·人-1;P為區(qū)域人口;CEE為生態(tài)-經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效率(簡稱生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率);PGD為地區(qū)國內(nèi)生產(chǎn)總值不變價格,其計算方法與式(2)相似,萬元。

人均生態(tài)福祉、生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率均是基于絕對視角(有量綱)對不同區(qū)域指標(biāo)差異進(jìn)行評價。為進(jìn)一步明確評價結(jié)果的政策導(dǎo)向,借鑒經(jīng)濟(jì)學(xué)的區(qū)位熵理論,提出相對福祉指數(shù)(IGEW,R)和相對效率指數(shù)(IEEC,R),分別反映相對視角的公平性原則和效率原則,計算公式分別為

IGEW,R=(WGE,k′/Pk)/(WGE,c′/Pc),

(5)

IEEC,R=(PGD,k/WGE,k′)/(PGD,c/WGE,c′)。

(6)

式(5)～(6)中,IGEW,R為相對福祉指數(shù),又稱公平指數(shù);k為區(qū)域;c為全國平均指標(biāo)。IGEW,R值越大表明區(qū)域k的人均生態(tài)福祉相對于全國平均水平越高,對提高全國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力的區(qū)域貢獻(xiàn)越大。IEEC,R為相對效率指數(shù),簡稱效率指數(shù),其值越大表明區(qū)域生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率相對于全國平均水平越高,在消耗單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的前提下對提高全國經(jīng)濟(jì)和社會效益的區(qū)域貢獻(xiàn)越大。IGEW,R>1表示區(qū)域人均生態(tài)福祉超過全國平均水平,該區(qū)域為高福祉區(qū),IGEW,R<1則為低福祉區(qū);IEEC,R>1表示區(qū)域生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率超過全國平均水平稱為高效率區(qū),IEEC,R<1則為低效率區(qū)。

1.2.3雙變量空間自相關(guān)分析

為了研究多個變量間的空間相關(guān)性,有關(guān)學(xué)者在Moran′sI指數(shù)的基礎(chǔ)上提出了雙變量空間自相關(guān)指數(shù),與單變量空間自相關(guān)相比,可以將不同要素間的空間分布關(guān)聯(lián)性進(jìn)行研究[17-18],其計算公式為

(7)

1.2.4生態(tài)福祉潛力指數(shù)模型

借鑒農(nóng)業(yè)碳排放潛力指數(shù)[19]定義,將相對福祉指數(shù)與相對效率指數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,在此基礎(chǔ)上基于公平與效率兼顧的原則構(gòu)建生態(tài)福祉潛力指數(shù)模型,計算公式為

IGEW,P=wIGEW,R+(1-w)IEEC,R。

(8)

式(8)中,IGEW,P為區(qū)域生態(tài)福祉潛力指數(shù);w為公平指數(shù)IGEW,R的權(quán)重,取值范圍為[0,1],該權(quán)重反映決策者在公平原則與效率原則之間的權(quán)衡傾向。參照文獻(xiàn)[19]構(gòu)建農(nóng)業(yè)碳減排潛力指數(shù)時對公平與效率指數(shù)權(quán)重的確定方法,設(shè)置3種情景:情景1為相對福祉指數(shù)與相對效率指數(shù)權(quán)重相等,w=0.5,表示決策者認(rèn)為生態(tài)福祉區(qū)域劃分的公平性與效率性同等重要;情景2為公平優(yōu)先原則,w>0.5,決策者認(rèn)為生態(tài)福祉區(qū)域劃分應(yīng)更多地考慮區(qū)域公平性;情景3為效率優(yōu)先原則,w<0.5,決策者更注重區(qū)域效率性。

2 實(shí)證分析

2.1 中國省際生態(tài)福祉與生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率時間演變分析

根據(jù)建立的生態(tài)福祉核算方法和生態(tài)福祉區(qū)劃模型計算得到2000—2015年中國31個省(區(qū)、市)的生態(tài)福祉、人均生態(tài)福祉和生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率,選取2000、2005、2010和2015年為代表年份繪制趨勢變化圖(圖1～2)。由于內(nèi)蒙古、西藏、青海和新疆的人均生態(tài)福祉計算結(jié)果比其他省份明顯偏高,北京、天津、上海、山東和江蘇的生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率比其他省份明顯偏高,將其與其他省份分開制圖。

圖1顯示,在研究時段內(nèi)中國省區(qū)市人均生態(tài)福祉不斷提高,2015年之前多數(shù)省區(qū)市人均生態(tài)福祉小于1萬元·人-1。西藏、青海、內(nèi)蒙古和新疆人均生態(tài)福祉位于前列,表明這些省份生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力高;而北京、天津和上海人均生態(tài)福祉居于后列,并隨時間推移,變化幅度緩慢,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力較低。圖2顯示,中國各省區(qū)市生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率在研究期內(nèi)大幅度提高,其中北京、天津和上海增長速度領(lǐng)先,沿海地區(qū)效率增長速度比內(nèi)陸地區(qū)快,這與中國通過一系列改革開放政策不斷融入世界經(jīng)濟(jì),使經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展有關(guān)。而內(nèi)蒙古、西藏、青海和新疆生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率居于后列,生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率較低。從中國省際人均生態(tài)福祉與生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率時間演變趨勢可以看出,人均生態(tài)福祉與生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率在區(qū)域分布上存在很大差異,多數(shù)地區(qū)處于相反的趨勢狀態(tài)。為了使生態(tài)福祉與生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率有效結(jié)合,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在提高人類福利的同時能最大限度地保護(hù)生態(tài)環(huán)境,對生態(tài)福祉進(jìn)行區(qū)域劃分尤為重要。

圖1 中國省際人均生態(tài)福祉時間演變趨勢

圖2 中國省際生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率時間變化趨勢

2.2 中國省際生態(tài)福祉區(qū)劃的時空分布格局分析

基于計算得到的2000—2015年中國31個省(區(qū)、市)相對福祉指數(shù)和相對效率指數(shù)的公平性與效率性差異,將中國生態(tài)福祉區(qū)域劃分為高效-高福祉區(qū)、高效-低福祉區(qū)、低效-高福祉區(qū)、低效-低福祉區(qū)4類。由于研究期內(nèi)中國省際生態(tài)福祉區(qū)劃空間分布格局演變具有較高連續(xù)性,僅列出4個代表年度的區(qū)劃結(jié)果(圖3)。

審圖號： GS(2020)129號

圖3顯示,在研究時段內(nèi)高效-低福祉區(qū)與低效-高福祉區(qū)區(qū)域面積占比較大,東、西部地區(qū)分異明顯。2000年東部的遼寧等11個省市,中部的山西、河南、湖北和安徽4省,以及西部的重慶屬于高效-低福祉區(qū),其人均生態(tài)福祉低于全國平均水平,而生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率達(dá)到或超過全國平均水平。這表明上述地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力較低,但其消耗單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)獲得的經(jīng)濟(jì)效益較高,原因在于中、東部地區(qū)位于中國第二、三階梯,交通通達(dá)度較好,社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快,地均生態(tài)福祉相對于西部地區(qū)較高,資源容易獲取和利用,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的利用率高,但其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值比西部低,人口密集,當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)為每人提供的生態(tài)福祉較少。西部的西藏、新疆、青海、內(nèi)蒙古、四川和云南6省區(qū)以及中部的黑龍江、吉林和江西3省屬于低效-高福祉區(qū),其人均生態(tài)福祉高于全國平均值,生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率低于全國平均水平,主要由于這些省區(qū)擁有豐富的自然資源和良好的生態(tài)環(huán)境,人口密度較低,當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)為區(qū)域人口提供的生態(tài)福祉較高。西部的寧夏、甘肅、陜西、廣西和貴州5省區(qū)以及中部的湖南省屬于低效-低福祉區(qū),原因在于這些地區(qū)地理位置主要偏內(nèi)陸,生態(tài)環(huán)境較脆弱,交通通達(dá)度較差,地均生態(tài)福祉與全國其他地區(qū)相比較低,能源資源不易獲取和利用,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力低,而且這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較緩慢,以傳統(tǒng)型產(chǎn)業(yè)為主,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益的能力較低,生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率低。

2005年東部的海南省從高效-低福祉區(qū)退出,此后的研究時段內(nèi)一直處于低效-低福祉區(qū)。西部的甘肅、寧夏進(jìn)入低效-高福祉區(qū),這2個省份的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力在不斷提高,間接表明這2個省份的生態(tài)保護(hù)成效較好。陜西省進(jìn)入高效-低福祉區(qū),其消耗單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值取得的經(jīng)濟(jì)效益在不斷提高,但生態(tài)系統(tǒng)的供給能力與2000年相比降低,間接說明該省在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時以消耗生態(tài)環(huán)境為代價。由圖3可知,西部的四川一直處于不穩(wěn)定狀態(tài),在低效-高福祉區(qū)和低效-低福祉區(qū)之間來回波動。

2010年中部的江西從低效-高福祉區(qū)退出,降到低效-低福祉區(qū);2015年西部的貴州進(jìn)入高效-低福祉區(qū),其消耗單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)獲得的經(jīng)濟(jì)效益在不斷提高,中部的湖南也進(jìn)入高效-高福祉區(qū),這是首個進(jìn)入高效-高福祉區(qū)的省份,說明湖南省近幾年經(jīng)濟(jì)活力增強(qiáng),結(jié)構(gòu)調(diào)整積極進(jìn)展,環(huán)境治理取得成效,人民生活在不斷改善。

由圖3可知,在研究時段內(nèi)低效-低福祉區(qū)由2000年的6個省區(qū)減少到2015年的4個省區(qū),這與現(xiàn)階段中國提倡的生態(tài)文明建設(shè),加大自然生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境保護(hù)力度以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好相符合。由圖1～3可知,現(xiàn)階段,中國各省份很難使生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率與人均生態(tài)福祉同時達(dá)到較高水平,即高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與高效率很難同時兼得。生態(tài)福祉的這種區(qū)劃情況與近年來中國大陸地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和人口流動以及自然資源分布有關(guān),東部沿海省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相比其他省份較高,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷完善,中、西部人口不斷向東部流動,由于不斷引進(jìn)人才,科技水平處于較高狀態(tài)。東部自然生態(tài)系統(tǒng)面積較小,地均生態(tài)福祉較高,能源資源容易獲取和利用,人均生態(tài)福祉較低,當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)為每人提供的生態(tài)福祉較低,高的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)利用率以及低的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給,導(dǎo)致該區(qū)域生態(tài)服務(wù)稀缺性加重。雖然生態(tài)系統(tǒng)容易控制,但不容易長期規(guī)劃,易被經(jīng)濟(jì)發(fā)展蠶食弱化,長此以往容易造成難以彌補(bǔ)的損失。

隨著時代發(fā)展，西部省份大量接收東部轉(zhuǎn)移的高能耗產(chǎn)業(yè)來帶動區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,使其生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率有了明顯提升。由于西部人口不斷向外流動,使這些能源消耗大、污染性高產(chǎn)業(yè)在一定程度上破壞了生態(tài)環(huán)境,相比東部而言,其工業(yè)總量較小，發(fā)展水平低,工業(yè)化進(jìn)程推進(jìn)緩慢,對人均生態(tài)福祉的影響較小。但由于西部多數(shù)省份處于第一階梯,海拔較高,交通通達(dá)度較差,地均生態(tài)福祉小于其他省份,即生態(tài)福祉獲取利用較困難。雖然當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)為每人提供的生態(tài)福祉較高,但該區(qū)域經(jīng)濟(jì)落后,能源資源利用率低,長此以往不利于生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用。中國東、西部自然資源分布較分散,利用困難,應(yīng)增強(qiáng)東、西部之間的交流合作,提高資源、能源利用率,實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展及其生態(tài)文明建設(shè)。

2.3 相對福祉與相對效率全局與局部空間自相關(guān)分析

為進(jìn)一步分析相對福祉與相對效率的空間關(guān)系,運(yùn)用Geoda空間分析工具建立空間權(quán)重矩陣,計算得到兩者的全局空間自相關(guān)指數(shù)Moran′sI均小于0,且P值小于0.01,通過顯著性檢驗,說明相對福祉與相對效率存在顯著空間負(fù)相關(guān)關(guān)系,相對福祉高的區(qū)域相對效率低,這與前文研究結(jié)果一致。

為更清楚地了解各省份間相對福祉與相對效率空間相關(guān)性及其分布情況,將兩者進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析,選取2000、2005、2010、2015年4個代表年份用Geoda軟件繪制雙變量局部空間自相關(guān)的LISA聚集圖(圖4)。

由圖4可知,在研究時段內(nèi)呈現(xiàn)高-低相關(guān)的省份為新疆、西藏和青海,這3個省份相對福祉較高，但其相對效率較低,與前文所述這3個省份為低效-高福祉區(qū)的結(jié)論一致。該區(qū)域自然環(huán)境良好,擁有中國大部分的草原,青海是長江、黃河和瀾滄江的發(fā)源地,水資源豐富,同時區(qū)域內(nèi)人口稀疏,能為人們提供較高的生態(tài)福祉。但這3個省份位于西北內(nèi)陸,交通條件較差,社會經(jīng)濟(jì)資源獲取較困難,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,以勞動密集型等傳統(tǒng)資源型產(chǎn)業(yè)為主,而且教育資源較落后,素質(zhì)效益較低,雖然礦產(chǎn)資源豐富,但技術(shù)水平較落后,資源利用率較低,從而導(dǎo)致這些地區(qū)生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率較低。

呈現(xiàn)低-高相關(guān)的省份為北京、天津和河北,江蘇在2000和2015年呈現(xiàn)低-高相關(guān),與前文所述這些地區(qū)處于高效-低福祉區(qū)的結(jié)論一致。北京和天津土地面積小于全國其他省份,土地利用類型以耕地生態(tài)系統(tǒng)為主,生態(tài)福祉較低;河北和江蘇土地利用類型以耕地、濕地和水域為主,生態(tài)福祉適中,但由于該區(qū)域經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá),中、西部人口向東部遷移,使得區(qū)域人口不斷增加,人均生態(tài)福祉較低。該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)完整,擁有先進(jìn)的技術(shù)水平,外資投入力度較高,教育資源豐富,人口素質(zhì)普遍較高,能源資源利用率高,使得該區(qū)域生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率高。

呈現(xiàn)低-低相關(guān)的省份為甘肅,四川在2000、2005和2010年呈現(xiàn)低-低相關(guān),云南在2000和2015年呈現(xiàn)低-低相關(guān)。這些省份位于中部,其中甘肅和四川土地利用類型以耕地與草地為主,生態(tài)環(huán)境較脆弱,云南土地利用類型以耕地和林地為主,該區(qū)域生態(tài)福祉相對較低,同時由于甘肅、四川和云南地處內(nèi)陸,經(jīng)濟(jì)社會條件較差,生產(chǎn)方式以粗放型為主,資源利用率較低,生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率低。

2.4 中國省際生態(tài)福祉潛力分析

根據(jù)生態(tài)福祉潛力指數(shù)模型計算得到中國各省區(qū)市年平均生態(tài)福祉潛力指數(shù)(圖5)。在情景1公平與效率同等原則下,省際生態(tài)福祉潛力指數(shù)排名前5位的分別為北京(0.455)、西藏(0.454)、天津(0.281)、上海(0.278)和江蘇(0.101);在情景2公平優(yōu)先原則下排名前4位的分別為西藏(0.606)、北京(0.303)、天津(0.188)和上海(0.186);在情景3效率優(yōu)先原則下排名前4位的分別為北京(0.606)、天津(0.374)、上海(0.370)和西藏(0.303)。比較生態(tài)福祉潛力指數(shù)排名靠前的北京、西藏、天津和上海4個市、區(qū)發(fā)現(xiàn),西藏生態(tài)福祉潛力指數(shù)在公平優(yōu)先原則下排名第1,在效率優(yōu)先原則下排名最后,而北京、天津和上海與之相反。由圖1可知,西藏人均生態(tài)福祉位居全國首位,屬于低效-高福祉區(qū),而北京、天津和上海生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率位居全國前3位,屬于高效-低福祉區(qū)。

審圖號： GS(2020)129號

圖5 中國省際生態(tài)福祉潛力指數(shù)

由圖5可知,北京、天津和上海生態(tài)福祉潛力指數(shù)在情景3效率優(yōu)先原則下領(lǐng)先,這是因為這3個直轄市經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度快,科技文化水平高,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)完善,能源資源環(huán)境效率水平高,雖然土地面積較小,生態(tài)福祉較低,但先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)以及高效的資源利用,使得有限資源被高效利用,在以最少的資源消耗獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益方面有很大潛力,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益的能力較高。西藏生態(tài)福祉潛力指數(shù)在情景2公平優(yōu)先原則下領(lǐng)先,這是因為西藏土地面積位于全國前列,土地利用類型以草地為主,生態(tài)福祉相比全國其他省份高,但地處內(nèi)陸,交通通達(dá)度較差,經(jīng)濟(jì)增長方式以粗放式經(jīng)營為主,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力水平高,但生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益的能力相對較低。將北京等地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)高轉(zhuǎn)化能力引用到西部地區(qū),同時加強(qiáng)東、西部生態(tài)福祉間的合作交流,能有效提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值對人類生存發(fā)展的貢獻(xiàn)能力。

由圖5可知,多數(shù)省份在3種情景下生態(tài)福祉潛力指數(shù)排名差異較大,按情景2,西藏、青海、內(nèi)蒙古、福建、黑龍江、江西和甘肅生態(tài)福祉潛力指數(shù)排名比情景1靠前,名次分別從2、6、13、17、23、28和31上升到1、5、7、16、19、27和29,意味著決策者側(cè)重公平時,這些省份生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給潛力較大,同時也表明這些省份應(yīng)提高生態(tài)效率。按情景3,除北京、上海、江蘇、廣東、浙江和遼寧外的東部地區(qū),除吉林、黑龍江和江西外的中部地區(qū)以及西部地區(qū)的陜西、寧夏、貴州和廣西的生態(tài)福祉潛力指數(shù)排名比情景1靠前,意味著決策者側(cè)重效率時,消耗單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值對人類福祉的貢獻(xiàn)較大,與此同時要加強(qiáng)這些省份的生態(tài)保護(hù)力度。

3 討論

基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)理論核算中國31個省區(qū)市生態(tài)福祉,盡管與謝高地等[20]應(yīng)用改進(jìn)方法得出的同期(2010年)中國大陸人均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值存在差異,但兩者在整體趨勢上具有較高一致性,表明筆者構(gòu)建的生態(tài)福祉核算方法具有一定可靠性,并且生態(tài)福祉的表征方法與謝高地等[20]確定的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值方法相比更有實(shí)用性。基于相對公平與效率視角的生態(tài)福祉區(qū)劃模型,將中國31個省區(qū)市生態(tài)福祉劃分為高效-高福祉區(qū)、高效-低福祉區(qū)、低效-高福祉區(qū)、低效-低福祉區(qū)4類,與前人生態(tài)區(qū)劃研究相比,考慮了人類福祉因素,加強(qiáng)了面向人類福祉的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分區(qū),體現(xiàn)了人類福祉在生態(tài)區(qū)劃中的作用。

對生態(tài)福祉核算時所用數(shù)據(jù)來源于各統(tǒng)計年鑒、統(tǒng)計公報等,數(shù)據(jù)精度較低,計算結(jié)果存在一定誤差,加之中國各省份間土地資源分布不均,土地利用類型存在較大差異,西部大部分地區(qū)土地利用類型面積比東部沿海省份大,這在一定程度上導(dǎo)致西部生態(tài)福祉比東部較大。為此在未來研究中應(yīng)選用分辨率高的Landsat TM/ETM遙感影像數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)精度。此外,筆者僅對生態(tài)福祉總量進(jìn)行分析,并未對各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)福祉進(jìn)行核算分析,因此,在未來研究中仍需進(jìn)一步分析各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)福祉。

4 結(jié)論與建議

(1)在研究時段內(nèi),中國31個省區(qū)市人均生態(tài)福祉與生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率在地域分布上存在很大差異,多數(shù)省份人均生態(tài)福祉高,生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率低,反之亦然。其中，西藏、青海和新疆人均生態(tài)福祉在全國排名靠前,生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率排名靠后。而北京、天津和上海人均生態(tài)福祉在全國排名靠后,生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率排名位居全國前3名。

(2)截至2015年,中國高效-低福祉區(qū)從2000年的16個省份增加至17個,低效-低福祉區(qū)從2000年的6個省份減少至4個,湖南是唯一進(jìn)入高效-高福祉區(qū)的省份。2005年甘肅和寧夏進(jìn)入低效-高福祉區(qū),陜西進(jìn)入高效-低福祉區(qū),在研究時段內(nèi)四川在低效-高福祉區(qū)與低效-低福祉區(qū)之間波動,穩(wěn)定性較差。

(3)通過雙變量空間相關(guān)分析得出,相對福祉與相對效率存在空間負(fù)相關(guān)關(guān)系,在雙變量LISA圖中高-低聚集區(qū)多分布在西部內(nèi)陸地區(qū),低-高聚集區(qū)多分布在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)。

(4)情景分析表明北京、天津和上海將單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益的潛力比其他省份高;西藏生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給潛力相比其他省份高。

在研究時段內(nèi)中國31個省區(qū)市以高效-低福祉區(qū)和低效-高福祉區(qū)為主,高效和高福祉兩者很難兼得。在高效-低福祉區(qū),應(yīng)在政府政策指引下,充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢,與其他發(fā)展較緩慢地區(qū)開展有效合作,構(gòu)建這些地區(qū)生態(tài)文明所需要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)體系;在低效-高福祉區(qū),應(yīng)加大政府援助扶持,深入挖掘生態(tài)環(huán)境管理方面潛力,抓住西部大開發(fā)的機(jī)遇,加大政府支持力度,努力以最少的資源消耗和最小的環(huán)境損害來實(shí)現(xiàn)生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率提高。東部地區(qū)與西部地區(qū)生態(tài)福祉差異較大,應(yīng)加大東、西部生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值間的合作,實(shí)現(xiàn)東、西部生態(tài)福祉共同提高,通過促進(jìn)西部地區(qū)生態(tài)-經(jīng)濟(jì)效率與東部地區(qū)人均生態(tài)福祉共同提高,從而實(shí)現(xiàn)中國各省份生態(tài)文明建設(shè)。在未來研究中,應(yīng)增加自然、社會和科技文化等方面影響因素分析,使生態(tài)系統(tǒng)更公平高效地為人類生產(chǎn)生活服務(wù)。