高自然價值農(nóng)田識別及空間分布格局研究*
——以云南省為例

方一舒,艾 東**,羊玉婷,孫瑋健,戴 瑤

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 北京 100193;2.自然資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100193;3.根特大學(xué)地理系 根特 9000;4.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 北京 100083)

“自然價值”源于美國哲學(xué)家奧爾多·利奧波德的“大地倫理”思想,經(jīng)美國“環(huán)境倫理學(xué)之父”霍爾姆斯·羅爾斯頓的大力推崇而被學(xué)界廣泛接受。自然價值論在環(huán)境倫理視角下論證“客觀自然價值”,人類應(yīng)該從大自然的立場出發(fā),發(fā)揮環(huán)境要素的“協(xié)調(diào)者”作用,促進(jìn)客觀自然價值日趨完善。眾所周知,生物多樣性的喪失成為一種全球趨勢,也深刻影響著農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),隨著農(nóng)業(yè)活動強(qiáng)度增大、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施增多、建筑面積擴(kuò)張、動物棲息地減少等現(xiàn)象出現(xiàn),同時受撂荒和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素影響,使得農(nóng)田環(huán)境中生物多樣性不斷降低。農(nóng)業(yè)實(shí)踐的加劇和不利生產(chǎn)的農(nóng)村地區(qū)的棄荒,進(jìn)一步加劇了農(nóng)田生物多樣性的降低?！案咦匀粌r值農(nóng)田”(high nature value farmland,簡稱HNVF)指自然植被比例高、耕作強(qiáng)度低或者能為動植物生物多樣性提供棲息地的農(nóng)田。引入高自然價值農(nóng)田概念解決我國耕地保護(hù)面臨的問題,符合當(dāng)前我國以生態(tài)保護(hù)為核心的發(fā)展要求。

“高自然價值農(nóng)田”保護(hù)研究對于中國進(jìn)行農(nóng)田自然價值識別、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值核算、農(nóng)業(yè)生物多樣性和農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)保護(hù)等策略的實(shí)施具有借鑒意義,相關(guān)成果可應(yīng)用于中國的生態(tài)文明建設(shè)和耕地保護(hù)問題研究。中國是世界上人地關(guān)系最為緊張的國家之一,同時也是實(shí)施耕地保護(hù)戰(zhàn)略最為嚴(yán)格的國家之一,但耕地保護(hù)問題依然復(fù)雜尖銳,保護(hù)任務(wù)十分艱巨。隨著2019年年底新冠疫情的爆發(fā),耕地保護(hù)與糧食安全戰(zhàn)略被賦予了更加重要的意義。在國土空間規(guī)劃中,設(shè)定地區(qū)耕地保有量以達(dá)到耕地保護(hù)目標(biāo)的做法比較普遍,但這僅對耕地的數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行管控,同時我國也存在“占好地補(bǔ)差地”的現(xiàn)象,缺乏一定的生態(tài)預(yù)警機(jī)制,這些問題都需要更好的農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量評估機(jī)制來解決。目前國內(nèi)對“農(nóng)田自然價值”的研究還處于起步階段,一些學(xué)者從生態(tài)價值的維度對該問題進(jìn)行探討。如谷樹忠等以農(nóng)業(yè)自然資源估價為基礎(chǔ),對農(nóng)業(yè)自然資源核算的概念和內(nèi)容進(jìn)行界定;申強(qiáng)等以陜西吳起縣為例,探討了退耕還林(草)工程的實(shí)施對農(nóng)地資源生態(tài)服務(wù)價值的影響;蔡銀鶯等運(yùn)用收益還原法及條件價值評估法,對武漢市不同類型農(nóng)地資源進(jìn)行估算,重點(diǎn)評估了農(nóng)地的非市場價值;孫新章等采用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的方法,定量評估了中國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能,并對其價值化進(jìn)行了初步核算;丁陸彬等結(jié)合農(nóng)業(yè)生物多樣性保護(hù)的現(xiàn)狀與不足,闡述農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)系統(tǒng)中生物多樣性的保護(hù)策略。但以上研究中所側(cè)重的價值主要是相對于農(nóng)田的生態(tài)價值,是以人類經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)為中心價值的副產(chǎn)品。自然價值應(yīng)回歸到自然本體這一核心,是超越社會經(jīng)濟(jì)概念格局更為廣闊的一種評價標(biāo)準(zhǔn)。因此,研究高自然價值農(nóng)田相關(guān)問題,能夠提供一種新的視角與評判標(biāo)準(zhǔn),充實(shí)完善當(dāng)前的農(nóng)業(yè)空間資源理論體系。

2021年10月在云南省昆明召開了聯(lián)合國《生物多樣性公約》第十五次締約方大會(COP15),會議旨在促進(jìn)世界生物多樣性保護(hù)工作,使得自然環(huán)境具有更多的客觀價值,推動人與自然和諧發(fā)展。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)作為“半自然-人工生態(tài)系統(tǒng)”,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性保護(hù)問題也是關(guān)注的熱點(diǎn)。云南作為全球生物多樣性高度豐富的地區(qū)之一,通過高自然價值農(nóng)田保護(hù),探索一種生態(tài)空間和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間和諧共存的保護(hù)路徑,在當(dāng)前大背景下,可作為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)的“樣例工程”而實(shí)施。同時從景觀格局視角出發(fā),云南省地形地貌復(fù)雜,碎片化的農(nóng)田分布促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)交互,為高自然價值農(nóng)田形成提供有力條件,可作為開展云南省高原特色農(nóng)業(yè)的精準(zhǔn)化保護(hù)工作的基礎(chǔ)。本文在整合國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上,以農(nóng)田的生物多樣性保護(hù)為切入點(diǎn),引入“農(nóng)田自然價值”概念,運(yùn)用ArcGIS 和In-VEST 模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)進(jìn)行處理,疊加計算現(xiàn)狀耕地與生境質(zhì)量指數(shù),對云南省農(nóng)田的自然價值進(jìn)行分級評價。依此提出分類別的農(nóng)田保護(hù)措施,為深入發(fā)掘農(nóng)田的自然價值潛能,完善中國多維度的耕地保護(hù)制度和實(shí)現(xiàn)耕地的全方位保護(hù)等工作提供基礎(chǔ)支撐。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

云南省位于中國西南邊陲地區(qū),位于東經(jīng)97°31～106°11,北緯21°8～29°15,國土總面積38.32 萬km。云南與緬甸、老撾、越南等國家接壤,地勢北高南低,海拔由西北部的橫斷山脈逐漸向東南地區(qū)下降。山系縱橫交錯,分布有高黎貢山、無量山、哀牢山、烏蒙山和云嶺等;河流蜿蜒其中,主要有長江、珠江、元江、瀾滄江、怒江、大盈江等6 大水系(圖1)。地理分異造就了云南獨(dú)特的氣候條件,垂直立體性氣候明顯,雨熱同期,四季溫差較小,為生態(tài)系統(tǒng)各類物種和種群繁衍提供了優(yōu)越的條件。云南省國土面積僅占全國國土面積的4.1%,但生物多樣性極高,涵蓋了從熱帶到寒帶的各類生態(tài)系統(tǒng),其物種數(shù)量、國家重點(diǎn)保護(hù)物種數(shù)量均在全國總數(shù)的50%以上。因此,云南省是許多重要物種類群起源、進(jìn)化、分布的關(guān)鍵地區(qū),具有重要的生態(tài)學(xué)研究價值。

圖1 研究區(qū)域Fig.1 Study area

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究主要采用云南省自然資源廳第二次全國土地利用現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)年份為2009年、2012年、2015年和2018年共4 期,分類標(biāo)準(zhǔn)按照《第二次全國土地調(diào)查分類(土地利用現(xiàn)狀分類)》標(biāo)準(zhǔn)中的一級類,分為耕地、園地、林地、草地、交通運(yùn)輸用地、水利及水域設(shè)施用地、城鎮(zhèn)村及工礦用地和其他用地等8 大類。由于當(dāng)前云南省關(guān)于生物多樣性的研究主要以自然保護(hù)區(qū)、流域或者山系等小范圍的自然地理單元的物種調(diào)研方式為主,尚未開展過全域范圍生物多樣性調(diào)查研究,針對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性保護(hù)的專項(xiàng)調(diào)查較少。因此,本次研究主要通過ArcGIS 軟件進(jìn)行景觀地類變化監(jiān)測,并使用InVEST 模型從棲息地質(zhì)量識別云南省生物多樣性變化。

2 概念界定與識別方法

2.1 概念界定

界定“高自然價值農(nóng)田”旨在推進(jìn)生物多樣性保護(hù)工作,在以自然價值為中心的立場下追求環(huán)境保護(hù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)統(tǒng)一,因此生物多樣性是農(nóng)田自然價值形成的基本前提。國外學(xué)者對高自然價值農(nóng)田進(jìn)行了一系列研究,以評估界定高自然價值農(nóng)田。20世紀(jì)90年代初,由Beaufoy 等從生物多樣性和管理實(shí)踐的角度,描述了“低投入-高自然價值”耕作制度的一般特征,引入了“高自然價值農(nóng)田”一詞。盡管精確定義高自然價值農(nóng)田存在困難,但其概念一直不斷發(fā)展,21世紀(jì)初,Andersen 等提出了高自然價值農(nóng)田的概念定義,即“土地利用方式以農(nóng)業(yè)為支柱的地區(qū)、與物種多樣性和棲息地多樣性有關(guān)、與歐洲關(guān)注保護(hù)的物種有關(guān)的地區(qū)”。從生物多樣性的角度認(rèn)識到耕地的重要性后,歐盟相關(guān)政策制定者將高自然價值農(nóng)田的保護(hù)納入其政策,包括了泛歐洲生物多樣性和景觀戰(zhàn)略(PEBLDS)、《伯爾尼公約》 《歐洲景觀公約》以及歐盟層面的《農(nóng)村發(fā)展政策(2007-2013年)》(農(nóng)村發(fā)展的社區(qū)戰(zhàn)略準(zhǔn)則)和《棲息地和鳥類指令》等。《共同農(nóng)業(yè)政策》(CAP)強(qiáng)調(diào)了生物多樣性的下降趨勢,歐盟委托每個歐洲國家負(fù)責(zé)解決生物多樣性喪失的問題,并鼓勵農(nóng)民通過維護(hù)廣泛的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)和保存半自然景觀特征來保護(hù)高自然價值農(nóng)田,對維持生物多樣性發(fā)揮了積極作用。這些戰(zhàn)略與指令的實(shí)施隨后產(chǎn)生了一種新形式的自然保護(hù)-Natura 2000 歐洲生態(tài)網(wǎng)絡(luò)?；诖?歐洲環(huán)境署(EEA)制定了高自然價值農(nóng)田的定義,并開發(fā)了在泛歐洲范圍內(nèi)確定高自然價值農(nóng)田的方法。隨后,在歐盟聯(lián)合研究中心(JRC)和歐洲環(huán)境署(EEA)共同努力的基礎(chǔ)上對此進(jìn)行了完善。

高自然價值農(nóng)田具有半自然生境、低強(qiáng)度農(nóng)業(yè)活動和保有稀有物種3 個特點(diǎn),通常呈現(xiàn)小規(guī)模鑲嵌體形態(tài)。前兩類是根據(jù)土地覆蓋數(shù)據(jù)(CORINE 數(shù)據(jù)庫)和農(nóng)場水平數(shù)據(jù)(特別是農(nóng)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行鑒定的,第3 種類型只能通過監(jiān)測物種來識別。針對這種高自然價值農(nóng)田的保護(hù),歐洲各國采用多種措施監(jiān)測其質(zhì)量,力圖減少農(nóng)業(yè)對生物多樣性造成的損失,但歐洲的環(huán)境與政策的差異性,可能導(dǎo)致其方法措施并不適用于我國,因此本文力圖探索符合我國國情的高自然價值農(nóng)田識別方法。

2.2 研究方法

由于中國調(diào)查數(shù)據(jù)、調(diào)查方法、分類標(biāo)準(zhǔn)和歐盟不同,國外的高自然價值農(nóng)田的識別方法并不完全適用于中國。結(jié)合概念和現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù),需要通過生態(tài)系統(tǒng)多樣性調(diào)研開展高自然價值農(nóng)田評價方法的研究工作。多項(xiàng)研究證明物種存在、豐度與棲息地的數(shù)量、斑塊大小和生態(tài)帶面積具有強(qiáng)烈的相關(guān)性。Morelli 等認(rèn)為識別高自然價值農(nóng)田的最簡單方法是綜合評判農(nóng)田中生物棲息地的數(shù)量與種類豐富情況。回歸其本質(zhì)定義,高自然價值是在環(huán)境視角下,評價人類活動對于農(nóng)田環(huán)境的影響,它的“半自然生境、低強(qiáng)度農(nóng)業(yè)活動、保有稀有物種”3 個特點(diǎn)都表明,高自然價值農(nóng)田具有生態(tài)脆弱性,人類生產(chǎn)活動如果過于活躍,將會打破農(nóng)田的生物多樣性平衡,降低農(nóng)田的客觀自然價值。因此,需要采用一種針對生境質(zhì)量影響監(jiān)測的評估方法,才符合農(nóng)田自然價值的概念內(nèi)涵,也符合定義此概念的理論出發(fā)點(diǎn)。通過對比研究文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),生境質(zhì)量可以作為自然價值測度的指標(biāo),其基本視角、評估對象、評估目標(biāo)、評估方法具有相似性。InVEST 模型作為一種評估生境質(zhì)量的常用方法,在定量評估生態(tài)服務(wù)價值方面得到廣泛運(yùn)用。同時,該模型緊扣人類對棲息地的影響,評估人類活動與農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用程度,從而刻畫出農(nóng)田生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,因此可以將InVEST 模型運(yùn)用到農(nóng)田自然價值的評估方法之中?；诖?本研究結(jié)合棲息地土地覆被類型,通過InVEST 模型計算棲息地生境質(zhì)量,根據(jù)距離自然景觀源地的遠(yuǎn)近和各地類之間的敏感度,對全域生境棲息地質(zhì)量進(jìn)行評價并分級,將棲息地質(zhì)量高的區(qū)域與各年份的耕地進(jìn)行疊加,從而識別出不同年份自然價值較高的農(nóng)田。

InVEST 模型除廣泛應(yīng)用于棲息地生境質(zhì)量識別以外,在進(jìn)行棲息地脆弱性風(fēng)險和復(fù)原力評估時也有所應(yīng)用。依據(jù)模型方法,可知對InVEST模型中生境質(zhì)量造成影響的因素有:威脅源的選取及其相對威脅距離和方式、棲息地與威脅源之間的實(shí)際距離、棲息地對每種威脅源的敏感性。生境質(zhì)量的計算公式如下:

式中:Q表示土地利用類型為的柵格的生境質(zhì)量;H表示土地利用類型的生境適宜性;D表示土地利用類型或生境類型為的柵格的生境退化程度;表示模型的默認(rèn)設(shè)置參數(shù),一般為2.5;表示半飽和常數(shù),一般設(shè)置為0.5;表示脅迫因子的總數(shù)量;Y表示脅迫因子的柵格總數(shù)量;ω表示脅迫因子對生境威脅的標(biāo)準(zhǔn)化權(quán)重;r表示柵格中脅迫因子的影響;β表示柵格受法律、社會等保護(hù)的程度;S 表示土地利用類型或生境類型對脅迫因子的敏感性;i表 示脅迫因子所在柵格與生境所在的柵格之間的線性距離函數(shù);d表示柵格與柵格之間的線性距離;d表 示脅迫因子在空間上對生境產(chǎn)生影響的最大距離。

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,選擇旱地、城鎮(zhèn)、村莊、公路、交通用地和采礦用地作為威脅源,并設(shè)定相關(guān)參數(shù)如表1所示。

表1 InVEST 模型中威脅源相關(guān)參數(shù)設(shè)置Table 1 Setting of threat sources related parameters in In-VEST model

每種棲息地對威脅源的敏感程度不同,即兩種土地利用類型之間存在相對敏感性,因此設(shè)置生境適宜性和相關(guān)敏感性參數(shù)如表2所示。

表2 生境適宜性和相關(guān)敏感性參數(shù)設(shè)置Table 2 Setting of habitat suitability and related sensitivity parameters

通過InVEST 模型得到Habitat quality 柵格數(shù)據(jù)后,可得Q在0～1 之間,值越高,說明生境質(zhì)量越高,因此按照0～0.2(低)、0.2～0.4(較低)、0.4～0.6(中)、0.6～0.8(較高)和0.8～1.0(高)等間隔劃分為5 級。以耕地數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),提取出耕地的棲息地質(zhì)量高(Q＞0.8)的地區(qū),作為高自然價值農(nóng)田的分布區(qū),并比較不同年份的高自然價值農(nóng)田分布的差異性。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化

云南省土地調(diào)查總面積為3831.89 萬hm,2018年,農(nóng)用地面積為3291.67 萬hm,占國土總面積的85.9%,農(nóng)用地占比最大,其中耕地面積為620.91 萬hm,占國土總面積的16.2%。從時間變化來看,耕地面積下降明顯,從2009年到2018年,云南省耕地面積由624.39 萬hm下降為620.91 萬hm,減少面積為3.48萬hm,下降率為0.56%。分析耕地減少流向來看,2009-2012年間,耕地減少面積為1.9 萬hm,減幅最大,為0.3%,流向面積由大到小依次為林地、草地和園地,主要為農(nóng)用地內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整;2012-2015年間,耕地減少面積為1.64 萬hm,減幅為0.26%,流向面積從大到小依次排列地類為城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通用地和水利設(shè)施用地,說明在這幾年間,建設(shè)用地擴(kuò)張速度劇烈,建設(shè)用地對耕地的擠占明顯;2015-2018年間,耕地面積微增0.05 萬hm,說明對于耕地保護(hù)的力度逐漸增強(qiáng),措施逐漸完善(圖2)。

圖2 2009—2018年云南省土地利用變化Fig.2 Changes of land use types from 2009 to 2018 in Yunnan Province

3.2 高自然價值農(nóng)田識別

在InVEST 模型中生境質(zhì)量計算結(jié)果值在0～1之間,越趨近于1,生境質(zhì)量越好,棲息地完整度和連通性越強(qiáng)。通常土地利用強(qiáng)度的增加和土地利用模式的改變,會引起威脅源地增加,而使其附近的生境質(zhì)量退化。按照計算結(jié)果,得到云南省棲息地質(zhì)量所占比例大的等級為高和較低,生境質(zhì)量高的區(qū)域所占比例平均值為60.58%,廣泛分布于云南省全域范圍。從時間格局來看(表3),2009年,低等級的生境占4.55%,較低等級占24.95%;2018年低等級的生境占4.71%,較低等級占24.94%;2009-2018年,整體生境質(zhì)量變化不大。

表3 2009—2018年云南省不同等級生境質(zhì)量所占比例Table 3 Proportions of different grades of habitat quality from 2009 to 2018 in Yunnan Province%

從空間格局來看(圖3),云南省總體生境質(zhì)量處于較高水平,高和較高等級生境質(zhì)量占據(jù)約70%的比重。生境質(zhì)量呈沿西北向東南逐漸下降的趨勢,整體來看西部地區(qū)生境質(zhì)量水平高于東部地區(qū),滇西北部的怒江傈僳族自治州、麗江市、迪慶藏族自治州、大理市和西南部的普洱市生境質(zhì)量相對較高。從地理分區(qū)來看,生境質(zhì)量較高地區(qū)主要分布于滇西北橫斷山區(qū)、高黎貢山和滇西南的干熱河谷地區(qū),云南省生境質(zhì)量分值大多位于中等級以上。但距離基礎(chǔ)設(shè)施、交通路網(wǎng)等小型建設(shè)用地越近的區(qū)域,受到的生境威脅程度較大,得分較低,零星分布于城鎮(zhèn)建設(shè)用地以及9 大高原湖泊周邊。從時空變化來看,2009-2018年期間,云南省生境質(zhì)量總體略有下降。城市的不斷擴(kuò)張,導(dǎo)致城市建成區(qū)周邊生境質(zhì)量較低的區(qū)域逐漸擴(kuò)張,吞噬周邊的生境質(zhì)量較高的區(qū)域。在一些生境質(zhì)量較高的區(qū)域,普洱市、西雙版納傣族自治州和臨滄市等,隨著基礎(chǔ)交通設(shè)施的修建,生境被不斷分割,生境越來越破碎。通過計算,得到空間分布結(jié)果如圖3所示。

圖3 2009—2018年云南省農(nóng)田生境質(zhì)量等級空間分布變化Fig.3 Changes in spatial distribution of different grades of habitat quality of farmland from 2009 to 2018 in Yunnan Province

本研究主要從棲息地土地覆被類型,通過In-VEST 模型計算棲息地生境質(zhì)量,通過距離自然景觀源地的遠(yuǎn)近和各地類之間的敏感度,對全域生境棲息地質(zhì)量進(jìn)行評價并分級,從土地利用現(xiàn)狀地類中將每一期的耕地數(shù)據(jù)提取出來,生境棲息地質(zhì)量高的區(qū)域與各年份的耕地進(jìn)行疊加,從而識別出不同年份的自然價值較高的農(nóng)田。從時間格局來看,高自然價值農(nóng)田所占比例平均為10.86%,而較低自然價值的農(nóng)田所占比例最大,分異性大。說明云南省農(nóng)田的“生態(tài)-生產(chǎn)”價值差異鮮明,集中連片地區(qū)的生產(chǎn)價值高,但自然價值較低,而毗鄰林地、水域相對破碎化的小圖斑的生產(chǎn)價值較低,但自然價值高,如表4所示。

表4 2009—2018年云南省高自然價值農(nóng)田所占比例Table 4 Proportion of high natural value farmland from 2009 to 2018 in Yunnan Province %

從空間格局來看(圖4),云南省農(nóng)田整體呈零散破碎分布態(tài)勢,集中分布于地勢較低的平壩和淺山地區(qū)。云南省農(nóng)田生境質(zhì)量等級整體處于較低等級,高自然價值農(nóng)田所占比例較低,分布于滇西北和滇東北部分地區(qū),斑塊相對比較細(xì)碎,零散分布于集中連片的農(nóng)田周邊,主要為毗鄰于林地、水域和草地等自然價值屬性較高的地類的小斑塊,說明生產(chǎn)價值不高的農(nóng)田,其自然價值反而較高,可為耕地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”保護(hù)以及分類分級保護(hù)提供空間劃分依據(jù)。

圖4 2009—2018年云南省高自然價值農(nóng)田分布圖Fig.4 Distribution map of high natural value farmland from 2009 to 2018 in Yunnan Province

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

從結(jié)果來看,高自然價值農(nóng)田分布具有地域性、動態(tài)性、整體性和復(fù)雜性5 個特點(diǎn),地域性體現(xiàn)在云南農(nóng)田自然價值從西北向東南逐漸降低;動態(tài)性體現(xiàn)在2009-2018年高自然價值農(nóng)田比例有一定的變化;整體性表現(xiàn)在各子生態(tài)系統(tǒng)之間的空間關(guān)聯(lián),大尺度下的高自然價值農(nóng)田分布表現(xiàn)出整體性特征,威脅源的連片增加也可導(dǎo)致區(qū)域的自然價值波動;高自然價值農(nóng)田也屬于生態(tài)子系統(tǒng),同時具有高度的復(fù)雜性,需要綜合評估識別?？傮w來看,影響高自然價值農(nóng)田分布的因素有兩個方面,一是人為因素:經(jīng)濟(jì)增長、城市發(fā)展、環(huán)境污染等;二是自然因素:地形地貌、降水變化、氣溫分布、覆被類型等。因此,可以結(jié)合分布特性和影響因素,探討增加高自然價值農(nóng)田比例的措施,采取因地制宜、分級保護(hù)的思路,處理好整體與局部的關(guān)系,利用系統(tǒng)之間的影響,提高高自然價值農(nóng)田整體比例。具體做法是:一是重點(diǎn)利用,對于利用強(qiáng)度高的農(nóng)田,通過改進(jìn)種植技術(shù)和品種提高生產(chǎn)效率,保障基本糧食供應(yīng)需求。二是增強(qiáng)連通,對于細(xì)碎分布的地區(qū),通過增加廊道建設(shè)強(qiáng)化物種間流動性,使高自然價值農(nóng)田連片增長;例如靠近溝渠、林帶和水面等自然景觀,農(nóng)田連通性強(qiáng)、物種多樣性高的區(qū)域,應(yīng)嚴(yán)格限制建設(shè)占用高自然價值農(nóng)田,保持其自然價值不被降低。三是重點(diǎn)保護(hù),對于保有稀有物種的地區(qū),應(yīng)精準(zhǔn)劃定保護(hù)區(qū)域,維持稀有物種的種群生存。四是整合利用,對于低自然價值農(nóng)田連片地區(qū),大面積治理成本極高,應(yīng)合理布局作物與植被類型,增加中等價值農(nóng)田的比例,從而提高該區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的韌性。

高自然價值從“環(huán)境本位”出發(fā),評價人類活動對于農(nóng)田環(huán)境的影響。高自然價值農(nóng)田具有生態(tài)脆弱性,人類生產(chǎn)活動如果過于活躍,將會打破農(nóng)田的生態(tài)多樣性平衡,降低農(nóng)田的客觀自然價值。因此,需要采用一種針對生境質(zhì)量監(jiān)測的評估方法,才符合高自然價值農(nóng)田的概念內(nèi)涵,也符合定義此概念的理論出發(fā)點(diǎn)。InVEST 模型作為一種評估生境質(zhì)量的常用方法,在定量評估生態(tài)服務(wù)價值方面得到廣泛運(yùn)用。結(jié)合云南省土地覆被類型來識別高自然價值農(nóng)田,從時空變化上研究其分布特性。首先,In-VEST 模型側(cè)重于環(huán)境影響評價,符合評價高自然價值“環(huán)境本位”的屬性:它將耕地、林地、草地等區(qū)域列為動植物棲息地,認(rèn)為其具有較高的自然價值;而將人類建設(shè)用地、道路等視為“威脅源”,會對高自然農(nóng)田造成影響。其次,InVEST 模型突出時空屬性,可使用土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行快速識別,能夠線性評估較大尺度的空間,并且具有出圖直觀、操作便捷的優(yōu)點(diǎn),在數(shù)據(jù)較缺乏的情況下也生成較可靠的結(jié)果,這些特點(diǎn)都增強(qiáng)了它作為“高自然價值農(nóng)田”識別工具的可行性。因此本研究嘗試使用生境質(zhì)量疊加耕地數(shù)據(jù)來測度農(nóng)田自然價值,探索農(nóng)田自然價值的概念和評價方法,初步提出不同自然價值農(nóng)田的分類框架。但具體評價準(zhǔn)則的研究有待加強(qiáng),同時由于相對缺乏農(nóng)業(yè)利用強(qiáng)度和稀有物種調(diào)查方面的資料,在下一步研究中將繼續(xù)增強(qiáng)評價高自然價值農(nóng)田的維度。綜合自然資源、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、生物多樣性保護(hù)、農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)保護(hù)等多個視角,加強(qiáng)對高自然價值農(nóng)田的研究,從而實(shí)現(xiàn)“共治共建,同管同護(hù)”的保護(hù)理念,建立以基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)共同體為核心的保護(hù)模式。

4.2 結(jié)論

本文以農(nóng)田的生物多樣性保護(hù)為切入點(diǎn),在參考國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上,引入農(nóng)田的自然價值理論,運(yùn)用ArcGIS 軟件提取耕地,采用InVEST 模型分析周邊鄰近景觀對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的脅迫和敏感度,通過生境質(zhì)量指數(shù)的計算,將土地利用的自然價值指標(biāo)引入土地生態(tài)質(zhì)量評價的體系中,結(jié)合理論研究和實(shí)例數(shù)據(jù)分析,得出主要結(jié)論如下:

1)高自然價值農(nóng)田主要為利用強(qiáng)度低或生物多樣性高的農(nóng)田,因此通過整理國外相關(guān)研究,將高自然價值農(nóng)田主要分為3 種類型:①半自然植被比例較高的農(nóng)田;②以低強(qiáng)度農(nóng)業(yè)為主的農(nóng)田或小規(guī)模半自然的農(nóng)田鑲嵌體;③維持稀有物種生存的農(nóng)田。

2)依據(jù)評價結(jié)果,云南省高自然價值農(nóng)田平均所占比例為10.86%,以毗鄰林地、水域的破碎化的小圖斑為主,主要分布于滇西北和滇東北部分地區(qū)。林帶、溝渠和河流等對農(nóng)田的自然價值保護(hù)起著重要作用?？拷謳У霓r(nóng)田自然價值較高,林帶作為其他生物的棲息地,對提高農(nóng)田系統(tǒng)生物多樣性具有重要意義。同時靠近河流水面的農(nóng)田自然價值高,主要是河流能為農(nóng)田提供基礎(chǔ)水源保障和搭建能量流動橋梁,為物種生長繁衍提供最基本的生命保障。

3)生境質(zhì)量是一個動態(tài)變化的過程,隨著各類景觀斑塊之間的交互關(guān)系,為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性保護(hù)提供物質(zhì)傳遞和聯(lián)系空間,從“生產(chǎn)-生態(tài)”價值出發(fā),破碎化的小圖斑生產(chǎn)價值較低,但農(nóng)田自然價值高?？蔀檗r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)、分區(qū)分級進(jìn)行農(nóng)田保護(hù)與退耕還林政策提供空間參考依據(jù),實(shí)現(xiàn)“共治共建,同管同護(hù)”的保護(hù)理念。