典型山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對居民福祉影響的空間差異及動態(tài)特征
——以川西山區(qū)為例

楊雪婷,邱孝枰,徐 云,朱付彪,劉運(yùn)偉

1 綿陽師范學(xué)院四川縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究中心, 綿陽 621000 2 四川師范大學(xué)地理與資源科學(xué)學(xué)院, 成都 610101 3 中國科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所, 成都 610041 4 合肥工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院,合肥 230009 5 西昌學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院, 西昌 615000

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)表示生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程和功能通過直接或間接途徑提供給人類的各種惠益[1],自20世紀(jì)90年代以來生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和地理學(xué)學(xué)者針對不同時(shí)期、不同空間尺度、不同類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)開展了大量評估工作[2- 6],為生態(tài)政策制定、生態(tài)系統(tǒng)決策管理提供了重要依據(jù)[7-8]。研究方法上主要基于單位服務(wù)功能價(jià)格的方法和基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子的方法[9],相較而言,后者對中國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估具有更強(qiáng)的針對性[10],研究特征上呈現(xiàn)出跨學(xué)科屬性的交叉融合、靜態(tài)分析向動態(tài)時(shí)空研究深入拓展,單一系統(tǒng)向多系統(tǒng)維度比較演進(jìn),區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間差異性和不同地理尺度的關(guān)聯(lián)特性受到進(jìn)一步重視[11]。

提高人類福祉是可持續(xù)發(fā)展最終目的[12],也是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的根本出發(fā)點(diǎn)[13]。2005 年千年生態(tài)系統(tǒng)評估報(bào)告明確提出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對人類福祉貢獻(xiàn)的概念框架,這是福祉研究發(fā)展中的重要里程碑[14],至此,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究如何延伸至人類福祉提升等應(yīng)用指向是重點(diǎn)關(guān)注方面[15],二者相互關(guān)系成為可持續(xù)科學(xué)的核心議題[12]。福祉由多種要素構(gòu)成,其含義與幸福、福利或利益相接近[16],分為主觀和客觀兩個(gè)方面,其中由聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署基于能力評估框架提出的人類發(fā)展指數(shù)(HDI)影響最為廣泛和深遠(yuǎn),作為人類福祉的有效衡量指標(biāo)受到普遍認(rèn)可[17]。生態(tài)系統(tǒng)通過供給、調(diào)節(jié)、支持、文化四大功能為人類維持基本物質(zhì)生存需求和實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)精神生活提供幾乎所有的福祉要素[18-19],研究普遍發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與福祉間存在顯著的相關(guān)性,其中,人類活動是其聯(lián)系的中介[20],但二者之間并非呈現(xiàn)出簡單線性關(guān)系,隨著服務(wù)類型[13]、空間尺度[21]、時(shí)間范圍[19]、群體差異[22]等表現(xiàn)出不同形式的反饋。

關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民福祉關(guān)系展開的研究從定性向定量轉(zhuǎn)變,集中于相關(guān)關(guān)系、耦合協(xié)調(diào)、時(shí)空格局研判與分類、空間權(quán)衡/協(xié)同、影響與溢出效應(yīng)等方面[23-25],并將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估納入各級決策管理[26]；研究手段上主要采用spearman等級相關(guān)系數(shù)、雙變量空間自相關(guān)分析、結(jié)構(gòu)方程模型、Logistic回歸、灰色關(guān)聯(lián)模型等[25,27-29]；地域上以全球、全國、省域等宏觀尺度單元入手[14,30- 31],或以不同地貌類型及流域?yàn)榭臻g范圍[21,31- 33],基于耕地、草原、濕地等特定的生態(tài)服務(wù)類型,從當(dāng)?shù)鼐用褚暯翘接懮鷳B(tài)系統(tǒng)的福祉效應(yīng)較多[20,25],以縣域?yàn)檠芯砍叨葘⑸鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民福祉二者變化過程納入分析視野的研究較少。山區(qū)作為我國主要地貌空間單元,綠色生態(tài)基底好但生態(tài)脆弱敏感,是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的資源支撐地和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供應(yīng)地,同時(shí)也是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展洼地[34],人與自然協(xié)調(diào)問題突出,且內(nèi)部生態(tài)、經(jīng)濟(jì)地域空間差異較大,現(xiàn)有研究對山區(qū)不同生態(tài)服務(wù)類型的福祉影響方向和程度的時(shí)空變化具體刻畫不足。

基于此,本文以西部典型山區(qū)——川西為研究案例,通過空間計(jì)量分析手段探討2000年《長江上游、黃河上中游地區(qū)天然林資源保護(hù)工程實(shí)施方案》批準(zhǔn)以來,川西山區(qū)居民福祉在生態(tài)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)價(jià)值提升過程中是否受到積極反饋效應(yīng),不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的福祉影響有何差異,其在空間上影響方向和強(qiáng)度有何不同。該研究在視角上將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為居民福祉的關(guān)鍵影響要素,并從時(shí)空異質(zhì)性角度出發(fā)把握生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對福祉影響的規(guī)律性特征；在研究手段上融入GWR計(jì)量分析手段,打破了對研究區(qū)整體或平均的擬合方法,有助于進(jìn)一步把握影響結(jié)果的局域特征,可為地區(qū)制定科學(xué)合理的生態(tài)系統(tǒng)保育政策提供一定依據(jù),助推西部山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和居民福祉的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

川西山區(qū)地處川、甘、青、藏、滇五省結(jié)合部,是青藏高原東南緣向長江中下游平原過渡地帶。行政區(qū)范圍涵蓋阿壩藏族羌族自治州、涼山彝族自治州、甘孜藏族自治州、攀枝花市,轄53個(gè)區(qū)縣,介于97°20′—104°25′ E,26°02′—34°18′ N之間,幅員面積30.03×104km2,占四川省行政區(qū)域面積61.79%(圖1)。

圖1 川西山區(qū)地理區(qū)位Fig.1 Location of West Sichuan Mountain Areas

川西山區(qū)是世界生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)和我國生物多樣性保護(hù)關(guān)鍵區(qū),也是我國三大林區(qū)之一青藏高原東部林區(qū)、五大草原之一川西北大草原的重要組成部分。作為我國青藏高原、長江上游水源涵養(yǎng)地和生態(tài)屏障示范區(qū),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化對長江中下游地區(qū)具有較為深遠(yuǎn)的影響,該地區(qū)素有“蜀地之腎”之稱,境內(nèi)林地面積約1300萬hm2,占全省林地面積的54.2%,森林覆蓋率達(dá)43.36%。此外,川西山區(qū)是我國南方農(nóng)耕文化和游牧文化交匯帶,是漢族聚居區(qū)向多民族聚居區(qū)的過渡帶[35],是我國“藏羌彝走廊”的核心區(qū)之一[36],區(qū)域地理位置偏安一隅,生態(tài)環(huán)境脆弱,農(nóng)戶生計(jì)主要來源于傳統(tǒng)農(nóng)牧經(jīng)濟(jì),最基本食物和能源等生活必需品在很大程度上依賴于自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給,表現(xiàn)出自然資本的強(qiáng)依賴性。近年來在氣候變化、災(zāi)害過程、人類干預(yù)的外部環(huán)境擾動下,流域生態(tài)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)受到較大影響[24],生態(tài)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展面臨困境。

研究數(shù)據(jù)主要包括川西山區(qū)縣域土地利用數(shù)據(jù)以及社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。2000、2005、2010和2015年土地利用類型數(shù)據(jù)來自中科院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心土地利用數(shù)據(jù)庫(http://www.resdc.cn),該數(shù)據(jù)以Landsat—TM/ETM/8遙感影像為數(shù)據(jù)源,采用人機(jī)交互式目視判讀方式構(gòu)建,分辨率為30 m,精度達(dá)到90%以上[5,37]。社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來自阿壩州、涼山州、甘孜州、攀枝花市相應(yīng)年份統(tǒng)計(jì)年鑒,其中,預(yù)期壽命、文盲率和平均受教育年限數(shù)據(jù)主要來源于第五次和第六次四川省人口普查資料,其余年份通過內(nèi)插法及外推法計(jì)算得到。

2 研究方法

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估模型

本研究根據(jù)土地利用類型將生態(tài)系統(tǒng)劃分為耕地、林地、草地、水域、未利用土地以及建設(shè)用地六大類,借鑒千年生態(tài)系統(tǒng)評估方法,將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為供給、調(diào)節(jié)、支持和文化四大服務(wù)子類。以2015年最新的“中國生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量”作為依據(jù)[9],確定川西山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。根據(jù)已有研究[21],令當(dāng)年平均糧食單產(chǎn)市場價(jià)值的 1 /7表示為1個(gè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值量；查閱同時(shí)期川西山區(qū)平均糧食產(chǎn)量情況以及全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編中糧食平均出售價(jià)格,計(jì)算得到2000、2005、2010和2015年4年農(nóng)田自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；考慮到貨幣購買力隨時(shí)間發(fā)生變化,以2000年為基期通過購買力指數(shù)進(jìn)行平減(表1),模型表達(dá)如下：

(1)

式中,ESVi為i縣t時(shí)間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,Aijt為i縣t時(shí)間第j種土地利用類型面積,EVij是i縣j種土地利用類型單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量,VSt為t時(shí)間1個(gè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值量,PIt為t時(shí)間購買力指數(shù),m為53個(gè)縣域單元,n為6種土地利用類型,t為時(shí)間。

表1 基于購買力指數(shù)核準(zhǔn)的當(dāng)量因子經(jīng)濟(jì)價(jià)值量

2.2 居民福祉的界定與測度

研究中參考2010年以后人類發(fā)展指數(shù)的計(jì)算方法,從健康長壽的生活、知識以及體面的生活水平3個(gè)維度平均成就度量居民福祉水平[38],計(jì)算公式如下：

(2)

(3)

(4)

(5)

式中,HDI表示居民福祉,H、E、I分別代表健康指數(shù)、教育指數(shù)和收入指數(shù)。He、Le、Ye、Ie分別為i縣平均預(yù)期壽命,文盲率、平均受教育年限,按照購買力平價(jià)折算的實(shí)際人均GDP,max和min表示4個(gè)年份中該指標(biāo)出現(xiàn)的最大值和最小值。

2.3 空間自相關(guān)檢驗(yàn)

空間自相關(guān)檢驗(yàn)用于檢驗(yàn)?zāi)撤N現(xiàn)象在空間上是否存在集聚,是構(gòu)建地理加權(quán)回歸模型的基礎(chǔ)和保障。本文運(yùn)用Moran′s I指數(shù)對自變量與因變量進(jìn)行空間相關(guān)性檢驗(yàn),公式如下：

(6)

2.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的福祉驅(qū)動效應(yīng)模型

地理加權(quán)回歸(Geographically Weighted Regression, GWR)是在普通線性回歸模型基礎(chǔ)上的拓展,作為一種局域空間分析方法,其采用局部加權(quán)最小二乘法進(jìn)行逐點(diǎn)估計(jì),通過獲取局部參數(shù)判斷自變量與因變量關(guān)系在空間尺度的變異,可直觀反應(yīng)研究變量之間的空間依賴與分異規(guī)律[39]。其模型設(shè)定形式為：

(7)

式中,(ui,vi)為第i縣空間地理位置,β0(ui,vi)是第i縣回歸常數(shù)項(xiàng),βk(ui,vi)為第i縣第k個(gè)回歸參數(shù)值,εi表示隨機(jī)誤差項(xiàng)。由于人口的變化對區(qū)域土地利用格局會產(chǎn)生重要影響,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平據(jù)此產(chǎn)生變化,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值人均量對衡量區(qū)域人地關(guān)系狀態(tài)具有重要意義[40],因此本研究自變量xik分別采用第i縣人均供給服務(wù)價(jià)值、人均調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值、人均支持服務(wù)價(jià)值、人均文化服務(wù)價(jià)值、人均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變量,因變量yi為第i縣福祉水平。地理加權(quán)回歸計(jì)算在GWR 4.0中進(jìn)行,通過ArcGIS 10.2進(jìn)一步作出空間可視化表達(dá)。

3 結(jié)果與分析

3.1 居民福祉指數(shù)空間自相關(guān)性

因變量存在空間自相關(guān)性是進(jìn)行地理加權(quán)回歸模型應(yīng)用分析的前提條件,可為模型的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。對居民福祉指數(shù)進(jìn)行全域空間自相關(guān)檢驗(yàn),4個(gè)研究年份中Moran′s I指數(shù)值均>0,且Z-Score均明顯大于檢驗(yàn)臨界值2.58,表明在0.01顯著水平下具有統(tǒng)計(jì)意義(表2),充分表明川西山區(qū)居民福祉水平在地域空間上具有顯著的正向空間集聚性,即福祉水平較高(較低)的縣域趨向于和類似水平的縣域集聚,形成空間依賴關(guān)系。但從時(shí)間變化來看,福祉水平地域空間集聚態(tài)勢逐步弱化,Moran′s I指數(shù)值由2000年0.360減小為2015年0.297。

為進(jìn)一步說明53個(gè)縣域單元居民福祉水平空間上的相互關(guān)聯(lián)類型和局域空間分布狀況,對居民福祉指數(shù)進(jìn)行局域空間自相關(guān)分析,從圖2可知：(1)川西山區(qū)居民福祉呈現(xiàn)同質(zhì)集聚特征,其中“高-高”集聚型數(shù)量穩(wěn)定,占比維持在11.32%,“低-低”集聚型趨于減少,占比由2000年11.32%降低到2015年7.54%；(2)“高-高”和“低-低”集聚具有南北分異特征。居民福祉高水平縣在2000年主要集中在攀西地區(qū),2010年開始“熱點(diǎn)”區(qū)逐漸向岷江上游轉(zhuǎn)移并進(jìn)一步擴(kuò)大,攀西高水平集聚范圍收縮；相反,受到與落后縣域?yàn)猷彽牟焕绊?福祉低水平縣2000年在川西西北部呈現(xiàn)連片集中分布格局,形成西部邊緣“洼地”,隨著國家傾斜性政策的支持和基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè),居民福祉水平整體躍升,“低-低”集聚從西部邊緣向東南部轉(zhuǎn)移收縮,聚集于涼山州東北部,該地區(qū)為四川決戰(zhàn)脫貧攻堅(jiān)的“硬骨頭”和地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)。

表2 居民福祉指數(shù)Moran′s I檢驗(yàn)

總體而言,全域和局域空間自相關(guān)結(jié)果均證實(shí)研究區(qū)居民福祉呈現(xiàn)出較強(qiáng)的空間依賴性,支持回歸模型對空間效應(yīng)的引入,因此運(yùn)用GWR模型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的居民福祉效應(yīng)進(jìn)行分析具有必要性和可行性。

圖2 居民福祉指數(shù)局域LISA圖Fig.2 Lisa map of human wellbeing index in West Sichuan Mountain AreasLISA: 空間聯(lián)系的局部指標(biāo)圖Local indicators of spatial association

3.2 GWR模型的適用性

為避免多重共線性,以居民福祉指數(shù)為因變量,分別以人均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及其構(gòu)成的供給服務(wù)價(jià)值、調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值、支持服務(wù)價(jià)值、文化服務(wù)價(jià)值進(jìn)行單變量GWR建模。通過調(diào)整R2和赤池檢驗(yàn)(AICc)兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行模型適用性評估,統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(表3),各自變量因子的OLS模型調(diào)整后的R2在0.2附近,而GWR模型對因變量的解釋力達(dá)到50%—60%,較OLS模型提高了近40%；AICc值作為模型擬合顯著性的標(biāo)識,由OLS模型的-77.582—-85.495下降到GWR模型的-114.433—-105.549,減少了33.85%—36.05%,遠(yuǎn)大于3[39],表明GWR模型改進(jìn)回歸的擬合度十分顯著,即使增加了計(jì)算復(fù)雜性,GWR模型也優(yōu)于OLS模型。同時(shí),GWR模型統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)相應(yīng)概率P值小于給定的顯著性水平0.05,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,意味著居民福祉與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值各因素之間的整體關(guān)系表現(xiàn)出明顯的空間不穩(wěn)定性和非均質(zhì)性特征。

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對居民福祉影響的時(shí)空分析

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子顯著負(fù)向影響居民福祉。GWR回歸系數(shù)均值顯示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子對居民福祉具有顯著負(fù)向影響(圖3),即生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平越高的縣域居民福祉發(fā)展水平反而越低,表現(xiàn)出“資源魔咒”[37,41],研究結(jié)果與劉家根[13]、任婷婷[42]等結(jié)論具有一致性,這與地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)方式和生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度密切相關(guān),同時(shí)也與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化對福祉影響具有一定的時(shí)間滯后性密不可分,此外生態(tài)系統(tǒng)服務(wù) 具有外部性特征,服務(wù)與收益在空間上常常不一致[13,43]；不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型中,2000和2015年文化服務(wù)是福祉提升的重要制約變量,2005和2010年供給服務(wù)對福祉的影響程度更大,調(diào)節(jié)服務(wù)在4個(gè)年份中對福祉的制約作用均最小,這可能由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值具有尺度效應(yīng),調(diào)節(jié)服務(wù)主要體現(xiàn)在全球和國家尺度[44]；與2000年相比,2015年各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子的抑制作用趨于緩解,其中文化服務(wù)、供給服務(wù)的制約性大幅減小,但依然是關(guān)鍵影響變量。原因可能在于供給服務(wù)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶收入、能源獲取密切相關(guān),但限制開發(fā)的政策約束了居民對大部分自然資源的開發(fā)利用[19],且地區(qū)對消遣娛樂、精神收益等文化資源的挖掘還較為薄弱。

表3 地理加權(quán)回歸模型擬合優(yōu)度檢驗(yàn)

圖3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對居民福祉影響的彈性系數(shù)區(qū)間分布圖Fig.3 Coefficient range of ecosystem services on human wellbeing in study area

局域空間上生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的邊際效應(yīng)在川西山區(qū)存在方向異性,呈現(xiàn)出非均質(zhì)性特征。影響因子在53個(gè)縣域單元中正負(fù)波動(圖3),即在不同縣域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平對居民福祉會產(chǎn)生正向促進(jìn)或逆向抑制的不同作用。對大部分縣域而言生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是居民福祉提升的抑制力因子,但受負(fù)向影響的縣域數(shù)量占比隨時(shí)間變化呈縮小趨勢(圖4),從2000年90.57%降低至2018年60.38%；不同生態(tài)服務(wù)類型中(圖4),支持服務(wù)和文化服務(wù)的負(fù)向影響縣域數(shù)量更多,2000年占92.45%,但隨時(shí)間變化其中52.83%的縣域影響系數(shù)由負(fù)轉(zhuǎn)正；從系數(shù)波動來看,2000和2015年文化服務(wù)彈性系數(shù)值空間波動最大(圖3),2005和2015年供給服務(wù)系數(shù)值絕對差異最大,隨時(shí)間變化,除文化服務(wù)彈性系數(shù)波動值先縮小后擴(kuò)大外,其余生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子系數(shù)正負(fù)波動均縮小,波幅減少約60%,意味著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對居民福祉影響的空間差異趨于縮小。

圖4 GWR模型估計(jì)下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對居民福祉影響系數(shù)空間分布Fig.4 Spatial distribution of coefficient of ecosystem service on human wellbeing by GWR model

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子的福祉影響具有東西空間分異和集聚特征,隨時(shí)間變化呈現(xiàn)區(qū)域穩(wěn)固性。人均ESV及不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型對福祉的邊際效應(yīng)表現(xiàn)出東部正向驅(qū)動,西部負(fù)向阻滯的特點(diǎn)(圖4)。具體而言,大于0的影響系數(shù)以大渡河、岷江和安寧河流域上游為主,2000年主要分布在阿壩州中部和涼山州東北部,地區(qū)居民福祉受到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子的增量效應(yīng),隨時(shí)間變化進(jìn)一步向阿壩州全域和涼山州東北部團(tuán)聚狀擴(kuò)大,形成兩片正向影響“V”型區(qū)域；小于0的影響系數(shù)連片分布在川西西部,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變量對居民福祉均為減量效應(yīng),表現(xiàn)出高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值-低居民福祉的權(quán)衡關(guān)系。這主要是因?yàn)榇ㄎ魑鞑康赜蛎娣e廣闊,林草地資源豐富,但山高谷深,農(nóng)業(yè)發(fā)展空間小,農(nóng)戶生計(jì)方式單一,生產(chǎn)生活方式封閉,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)占比過高,高等級交通運(yùn)輸網(wǎng)尚未全域覆蓋,生態(tài)資源紅利釋放不足；東部生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)率先建設(shè),擁有若爾蓋草原、九寨溝、黃龍、松潘、馬湖等重要旅游景點(diǎn),地理區(qū)位上更靠近平原經(jīng)濟(jì)區(qū),獨(dú)特山地旅游景觀對游客吸引力較強(qiáng),從而提高居民收入,生態(tài)資源紅利實(shí)現(xiàn)釋放。

居民福祉對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子敏感性具有從東南向西北遞減的特征,負(fù)向敏感性高于正向敏感性。正向高敏感區(qū)位于涼山州東北部甘洛縣、美姑縣,低敏感區(qū)位于阿壩州西北部九寨溝縣、若爾蓋縣、松潘縣(圖4),2000—2018年人均ESV和支持服務(wù)正向影響區(qū)敏感程度遞增,其余服務(wù)類型彈性系數(shù)波動增大,意味著地區(qū)居民福祉水平受到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的正向帶動效應(yīng)整體增強(qiáng)。負(fù)向影響高敏感區(qū)集中于攀西南部,低敏感區(qū)位于西北部白玉縣、得榮縣、巴塘縣,這主要是由于攀西南部地處長江干熱干旱河谷退化區(qū)、金沙江下游水土流失退化區(qū)以及川滇黔喀斯特石漠化退化區(qū),工礦產(chǎn)業(yè)和地區(qū)農(nóng)牧業(yè)過度開發(fā)引致水土流失問題嚴(yán)峻[45],脆弱的生態(tài)環(huán)境對地區(qū)農(nóng)業(yè)增收和康養(yǎng)旅游的發(fā)展形成不利影響。得益于金沙江流域山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程實(shí)施,與2000年相比2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子對福祉的減量效應(yīng)減緩。

供給服務(wù)與文化服務(wù)是川西山區(qū)居民福祉的主導(dǎo)生態(tài)因子。通過比較影響系數(shù)絕對值,確定影響程度最高的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo),識別出居民福祉的主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子及其作用區(qū)域(圖5)。其中2000年和2015年分別有75.47%和83.02%的縣域居民福祉受到文化服務(wù)的影響最為強(qiáng)烈,2005年和2010年供給服務(wù)對福祉的作用面積最大,占區(qū)域總面積的81.13%和83.02%。供給服務(wù)和文化服務(wù)隨時(shí)間變化主控區(qū)域具有空間交替性,結(jié)合圖4可知,供給服務(wù)在2000年對川西東北部、2005年和2010年對川西西部居民福祉提升形成關(guān)鍵的抑制力,2015年對川西東北部居民福祉改善提供了重要驅(qū)動力,這主要是由于阿壩州逐步探索出生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)路徑,打響地區(qū)生態(tài)產(chǎn)品品牌,如汶川甜櫻桃、茂縣花椒、小金蘋果等；結(jié)合圖4可知,2000和2015年川西西部縣域主要受控于文化服務(wù)的抑制作用,2005和2010年文化服務(wù)對川西東北部居民福祉的提升帶來的驅(qū)動作用最大,受益于旅游文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展,旅游業(yè)對阿壩州經(jīng)濟(jì)帶動性強(qiáng),旅游精品目標(biāo)逐步明確。

圖5 居民福祉的主導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子Fig.5 Spatial distribution of the most sensitive ecosystem service factors for human wellbeing

4 結(jié)論

本研究以川西山區(qū)為例,基于人類發(fā)展指數(shù)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量評估法,利用空間自相關(guān)檢驗(yàn)和GWR空間回歸模型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子的福祉效應(yīng)時(shí)空變化進(jìn)行探測,并識別出不同空間關(guān)鍵生態(tài)服務(wù)因子,所取得的主要結(jié)論如下：

(1)川西山區(qū)居民福祉水平在地域空間上具有明顯的同質(zhì)集聚特征,空間依賴關(guān)系隨時(shí)間變化逐步減弱。兩極在南北分異明顯,“高—高”集聚區(qū)匯聚在攀西南部并逐漸向岷江上游轉(zhuǎn)移擴(kuò)大,“低—低”集聚區(qū)分布在川西西部邊緣并向東南部轉(zhuǎn)移收縮。

(2)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子顯著負(fù)向影響居民福祉,但阻滯效應(yīng)隨時(shí)間變化逐漸緩解。邊際效應(yīng)在局域空間具有不穩(wěn)定性和非均質(zhì)性特征,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子系數(shù)值均在正負(fù)間波動,系數(shù)空間差異隨時(shí)間變化趨于縮小。

(3)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子的福祉影響具有東西空間分異和集聚特征,隨時(shí)間變化呈現(xiàn)區(qū)域穩(wěn)固性,川西西部居民福祉受生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變量的減量效應(yīng)明顯,相反,阿壩州和涼山州東北部居民福祉受生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的增量效應(yīng)顯著。敏感程度具有從東南向西北遞減的特征,其中負(fù)向敏感性強(qiáng)于正向敏感性。

(4)供給服務(wù)與文化服務(wù)是川西山區(qū)居民福祉的主導(dǎo)生態(tài)因子,主控區(qū)域具有空間交替性。供給服務(wù)在2000年對川西東北部、2005年和2010年對川西西部居民福祉提升形成關(guān)鍵的抑制力,2015年對川西東北部居民福祉改善提供了重要驅(qū)動力；2000和2015年川西西部縣域主要受控于文化服務(wù)的抑制作用,2005和2010年文化服務(wù)對川西東北部居民福祉的提升帶來的驅(qū)動作用最大。

5 討論

本研究從時(shí)空異質(zhì)性角度出發(fā),理清了2000—2015年川西山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及其不同類型對居民福祉的驅(qū)動關(guān)系及其變化過程。川西山區(qū)是西部山區(qū)的典型代表,作為國家級重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)、“中華水塔”的重要組成部分,同時(shí)也是西部生態(tài)脆弱區(qū)、敏感區(qū)和貧困集中分布地,準(zhǔn)確把握生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的福祉效應(yīng)差異,明晰不同地域空間的關(guān)鍵驅(qū)動因子,可推進(jìn)山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的優(yōu)化。已有研究表明不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型與福祉的關(guān)聯(lián)不同[20-21],對于貧困山區(qū)而言,增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的文化、供給服務(wù)對增進(jìn)農(nóng)戶福祉具有重要意義[29]；對自然保護(hù)區(qū)而言,調(diào)節(jié)服務(wù)福祉貢獻(xiàn)最大；而對草原地區(qū)來說,供給服務(wù)與牧民福祉關(guān)系最為緊密[20]。但已有研究主要從農(nóng)戶感知視角出發(fā),不同農(nóng)戶因生產(chǎn)方式、教育水平、性別差異、收入構(gòu)成不同會影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)福祉貢獻(xiàn)的判斷,除受益者特征外,空間與尺度也是福祉傳遞的重要原因[43],相關(guān)研究根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民福祉的相對關(guān)系分為了不同耦合模式[24,27],但無法直接體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對居民福祉的地域驅(qū)動關(guān)系。本研究通過空間計(jì)量分析手段探討了不同空間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的福祉效應(yīng)差異,是對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與福祉空間關(guān)系研究的重要補(bǔ)充,有助于在中小尺度單元制定針對性的生態(tài)管理政策。

研究中采用較為成熟的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子法,該方法以土地覆被數(shù)據(jù)為源,可直觀便捷的表征生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)結(jié)構(gòu)、過程、功能動態(tài)變化,被廣泛應(yīng)用于區(qū)域ESV評估[4-5,46]。但該方法依賴于單位面積生態(tài)服務(wù)基礎(chǔ)當(dāng)量表,我國地域遼闊,生態(tài)系統(tǒng)具有復(fù)雜性、動態(tài)性和異質(zhì)性特征,不同時(shí)間不同地域同一生態(tài)系統(tǒng)提供的主要功能會有所差異[47],不同時(shí)空轉(zhuǎn)換條件下當(dāng)量因子系數(shù)的修正值得進(jìn)一步探索,也需通過實(shí)地調(diào)研印證所得結(jié)果與實(shí)際服務(wù)價(jià)值的吻合性。人類福祉是多維度概念,鑒于數(shù)據(jù)有限性和代表性,研究中采用應(yīng)用最廣泛的人類發(fā)展指數(shù)作為福祉的代理指標(biāo),但目前的指標(biāo)體系以人文因素為主,福祉的多維特性要求在評價(jià)福祉過程中從客觀、主觀以及社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)多視角考慮福祉構(gòu)成,使福祉評價(jià)內(nèi)容和方法更具有科學(xué)性[27]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的貢獻(xiàn)是人類福祉體系的子集而非全部[43],居民福祉既依賴于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),同時(shí)也依賴于非生態(tài)因素[48],生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與福祉關(guān)系較為復(fù)雜,服務(wù)到收益的傳遞具有非線性特征,后續(xù)研究中將結(jié)合國內(nèi)外研究進(jìn)展,融入政策環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)等因素,對多因素共同作用下生態(tài)系統(tǒng)的福祉效應(yīng)展開科學(xué)識別和傳導(dǎo)機(jī)制的系統(tǒng)診斷。

厘清生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的福祉效應(yīng)是山區(qū)人地關(guān)系調(diào)控的重要方面,可為實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)脫貧提供重要參考。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)無疑對人類福祉具有重要貢獻(xiàn)[43],當(dāng)前國家高度強(qiáng)調(diào)推動長江、黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展,筑牢江河源區(qū)生態(tài)安全屏障,其關(guān)鍵在于貫徹新發(fā)展理念,將綠色發(fā)展融入轉(zhuǎn)型跨越、脫貧奔康的全過程。一是實(shí)行最嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度。嚴(yán)控生態(tài)保護(hù)紅線,全面啟動實(shí)施天然林、草原、濕地、長江上游干旱河谷等地區(qū)生態(tài)修復(fù),加強(qiáng)西南部石漠化水土流失脆弱地區(qū)生態(tài)治理,統(tǒng)籌推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),構(gòu)建金沙江、大渡河、岷江、安寧河等生態(tài)廊道,增強(qiáng)地區(qū)居民生態(tài)保護(hù)意識。二是加快生態(tài)與產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,深入實(shí)施產(chǎn)業(yè)富民戰(zhàn)略。推進(jìn)攀西經(jīng)濟(jì)區(qū)轉(zhuǎn)型發(fā)展和川西北生態(tài)示范區(qū)建設(shè),推進(jìn)農(nóng)牧業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,堅(jiān)持生態(tài)經(jīng)濟(jì)提質(zhì),提升特色農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平,挖掘文化基因,推進(jìn)民族地區(qū)特色旅游和康養(yǎng)業(yè)發(fā)展,加強(qiáng)園區(qū)和生態(tài)展館建設(shè),壯大綠色現(xiàn)代工業(yè),激活綠色資本轉(zhuǎn)換動能。三是健全自然資源有償使用制度和綜合生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。深化岷江等重點(diǎn)流域上下游橫向生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制、資源有償使用制度試點(diǎn),建立全省統(tǒng)一的長江黃河上游生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)投入長效機(jī)制。