山西省生態(tài)系統(tǒng)服務價值與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的時空演化研究

楊翠翠，秦明星，張亞軍，邢舒涵，王亞南，李澤瑞

（山西農(nóng)業(yè)大學 資源環(huán)境學院，山西 太谷 030801）

生態(tài)環(huán)境是經(jīng)濟發(fā)展的重要依托，隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，其承受的壓力逐級增加，日益嚴重的生態(tài)環(huán)境問題正在向人們發(fā)出警告。我國作為世界第二大經(jīng)濟體、世界第一大工業(yè)國和世界第一大農(nóng)業(yè)國，生態(tài)環(huán)境問題更是突出，“走綠色發(fā)展道路，建設(shè)美麗中國”已成為我國新時代發(fā)展的重要理念。山西省作為典型的能源資源型大省，其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的好壞直接影響美麗中國的建設(shè)。近年來，習近平總書記多次視察山西，強調(diào)要加強生態(tài)文明建設(shè)，把綠水青山就是金山銀山的理念落到實處；落實精準治污、科學治污、依法治污，全方位、全地域、全過程開展生態(tài)環(huán)境保護，提速建設(shè)美麗山西。為深入貫徹習近平總書記精神，山西省政府提出要建設(shè)美麗山西就必須堅決貫徹“兩山”理念，挖掘環(huán)境保護參與經(jīng)濟發(fā)展的新方式、新手段和新途徑，努力提高生態(tài)文明建設(shè)的成效。因此，如何有效推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，在發(fā)展山西經(jīng)濟的同時提升生態(tài)之美，促進區(qū)域生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展，成為現(xiàn)階段山西省發(fā)展的首要任務。

近年來，國內(nèi)學者基于Costanza和謝高地等的研究經(jīng)驗，對不同區(qū)域生態(tài)與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)關(guān)系展開了研究。張學斌等以石羊河流域為研究對象，通過測算生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)度指數(shù)，評價其生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展水平，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)沖突區(qū)域較多，經(jīng)濟生態(tài)發(fā)展存在較大的潛在危機。趙永峰等運用層次分析法并構(gòu)建耦合協(xié)調(diào)度模型，發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古城市化—社會經(jīng)濟—生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)度不斷提高。鄭煒對廣東省經(jīng)濟環(huán)境與水生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)狀況進行分析，發(fā)現(xiàn)二者協(xié)調(diào)程度較低，但有提升的趨勢。張養(yǎng)安等通過建立生態(tài)與經(jīng)濟的耦合模型，發(fā)現(xiàn)西北干旱地區(qū)生態(tài)與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展水平較低，須通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加大生態(tài)環(huán)境保護力度等措施促使該地區(qū)生態(tài)經(jīng)濟健康發(fā)展。范勝龍等通過功效函數(shù)模型和協(xié)調(diào)度模型，綜合評價了福建省長汀縣生態(tài)與經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)其協(xié)調(diào)度呈先上升后下降的發(fā)展趨勢。劉國峰等構(gòu)建資源利用—生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟增長系統(tǒng)，通過耦合協(xié)調(diào)模型和GM（1,1）灰色模型，預測未來3年絲綢之路經(jīng)濟帶資源利用—生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟增長系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度呈上升態(tài)勢。對于山西而言，崔晉生發(fā)現(xiàn)，近年來山西省經(jīng)濟發(fā)展與自然生態(tài)協(xié)調(diào)水平有所改善，但仍存在較多問題。姚田田利用旅游經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境綜合效益模型和協(xié)調(diào)發(fā)展模型等，探究太原市2006—2015年旅游經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)狀況，發(fā)現(xiàn)太原市經(jīng)濟發(fā)展較生態(tài)環(huán)境發(fā)展快，其生態(tài)環(huán)境面臨巨大壓力。劉鳳蘭基于山西省土地利用變化數(shù)據(jù)，探究2000—2008山西省生態(tài)系統(tǒng)服務價值動態(tài)變化特征及演變趨勢，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)生態(tài)破壞嚴重，生態(tài)服務價值持續(xù)下降。

綜合已有研究發(fā)現(xiàn)，盡管學者們對生態(tài)與經(jīng)濟協(xié)調(diào)關(guān)系的研究越來越重視，但以縣級為研究尺度，結(jié)合各縣域經(jīng)濟發(fā)展狀況，探究長時間序列下區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展模式的研究還不夠廣泛，尤其對山西省各縣域多年生態(tài)與經(jīng)濟狀況展開的研究相對較少。因此，本文以山西省107個縣域為研究單元，首先在謝高地等提出的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表基礎(chǔ)上進行修訂，制定符合山西省實際情況的當量因子表，并為每類土地賦予不同的當量值；其次通過測算各研究時期山西省區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值（Ecosystem Service Value，ESV）表征山西省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化特征，同時借助國民生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)揭示山西省經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀，綜合分析山西省經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)演變特征；最后引入空間統(tǒng)計方法中的Getis—Ord G指數(shù)，探究區(qū)域生態(tài)與經(jīng)濟的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系和空間分布模式，揭示山西省生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展間存在的矛盾，為未來制定山西省經(jīng)濟發(fā)展政策及實施生態(tài)環(huán)境保護提供參考。

1 研究區(qū)域、研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

山西省是我國能源資源大省，位于北緯34°34'～40°44'，東經(jīng)110°14'～114°33'之間，北與內(nèi)蒙古相接，西與陜西相鄰，南與河南相望，東靠河北，地跨黃河、海河兩大流域，是華北地區(qū)重要的交通樞紐。山西省是典型的黃土高原山區(qū)地貌，東部以太行山為主，西部以呂梁山為主，中部地勢較低，以盆地為主，人類活動較為豐富，具有“兩山夾一川”的地形特點。全省屬溫帶大陸性季風氣候，各地年平均氣溫介于4.2～14.2℃之間，降雨量介于358～621 mm。全省共11個地級市，2020年常住人口3 491.561 6萬人，地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）17 026.68億元。2021年推出的《山西省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》明確指出，未來山西省將不斷提高經(jīng)濟水平，爭取到2035年經(jīng)濟總量達到全國中游水平，同時將全面形成生態(tài)文明制度體系，嚴格落實生態(tài)保護機制，努力實現(xiàn)資源型經(jīng)濟轉(zhuǎn)型任務。

1.2 研究方法

1.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務價值的測算 生態(tài)系統(tǒng)服務價值是以貨幣的形式定量估計區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的服務功能，測算過程包含確定生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表、統(tǒng)計各類土地利用類型面積和測算研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務價值3個方面。

（1）確定生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表。謝高地等結(jié)合中國實際發(fā)展狀況，制定出符合中國現(xiàn)狀的生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表，反映了全國背景下生態(tài)系統(tǒng)的貢獻價值，但針對特定區(qū)域研究時還需進行一定的修正。本文基于單位面積糧食經(jīng)濟價值法，結(jié)合山西實際發(fā)展狀況及研究期間糧食平均價格，并根據(jù)“一個標準生態(tài)系統(tǒng)服務經(jīng)濟價值等效系數(shù)是單位面積農(nóng)田提供的食物生產(chǎn)經(jīng)濟價值的1/7”準則，計算出山西省生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表（表1）。

表1 山西省單位面積生態(tài)服務價值當量 元·hm-2

（2）提取各土地利用類型面積。利用ArcGIS軟件，將山西省各研究期土地利用類型統(tǒng)一歸并為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地6大類。

（3）測算生態(tài)系統(tǒng)服務價值（ESV），公式如下：

式中，ESV代表生態(tài)系統(tǒng)服務價值（元）；LUC指土地利用類型i的面積（hm）；VC是土地利用類型i對應的生態(tài)系統(tǒng)服務價值系數(shù)（元·hm）；n代表研究區(qū)土地利用類型數(shù)量（公式1）。由于山西大多數(shù)地市具有“山多人稀”的特點，因此，本文使用單位面積AESV（Area Ecosystem Service Value）來反映某一地區(qū)生態(tài)貢獻價值（公式2）。

式中，AESV、AESV分別表示t1、t2時刻某研究單元地均生態(tài)系統(tǒng)服務價值（元·hm）；RESV（Rate of Ecosystem Service Value）代表單元地均生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化率（%）。

1.2.2 經(jīng)濟生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展評價 為分析山西省生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的空間演化關(guān)系，本文參照已有文獻研究結(jié)果，通過測算ESV與GDP的比值得到經(jīng)濟生態(tài)協(xié)調(diào)度指數(shù)（Economic and Ecological Index，EEI），以此來衡量研究時期經(jīng)濟與生態(tài)的協(xié)調(diào)關(guān)系（公式4）。為能直觀反映生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展變化過程中二者的動態(tài)協(xié)調(diào)程度，構(gòu)建經(jīng)濟生態(tài)協(xié)調(diào)度變化指數(shù)（Change of Economic and Ecological Index，CEEI），即研究期內(nèi)ESV變化率與GDP變化率之比（公式5）。

式中，ESVp和ESVp分別表示研究時段始、末年份的生態(tài)系統(tǒng)服務價值（億元）；GDPp、GDPp分別表示研究時段始、末年份的GDP值（億元）。

研究參照魏偉等對中國經(jīng)濟與生態(tài)協(xié)調(diào)度的劃分標準，結(jié)合已有研究結(jié)果，對EEI比值進行如下劃分：當0≤EEI＜0.3或EEI≥1.8時，表明該區(qū)域經(jīng)濟生態(tài)協(xié)調(diào)程度極低，屬于高度惡化區(qū)；當0.3≤EEI＜0.6或1.5≤EEI＜1.8時，表明該研究區(qū)呈惡化狀態(tài)，屬于惡化區(qū)；當0.6≤EEI＜0.9或1.2≤EEI＜1.5時，表明此研究區(qū)處于惡化協(xié)調(diào)過渡階段，屬于惡化協(xié)調(diào)過渡區(qū)；當0.9≤EEI＜1.2時，表明區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)協(xié)調(diào)程度高，屬于協(xié)調(diào)區(qū)。

公式（5）存在4種情況：（1）當ESV變化率與GDP變化率均大于0時，經(jīng)濟—生態(tài)系統(tǒng)呈協(xié)調(diào)狀態(tài)，表明研究區(qū)域在發(fā)展經(jīng)濟的同時較好保護自然環(huán)境；（2）當ESV變化率小于0，而GDP變化率大于0時，經(jīng)濟—生態(tài)系統(tǒng)呈非協(xié)調(diào)狀態(tài)，表明該時期研究區(qū)在大力發(fā)展經(jīng)濟，忽視了生態(tài)環(huán)境修復與保護，導致生態(tài)環(huán)境在高強度人類干擾狀況下不斷惡化；（3）當ESV變化率大于0，而GDP變化率小于0時，經(jīng)濟—生態(tài)系統(tǒng)呈非協(xié)調(diào)狀態(tài)，表明該研究區(qū)自然資源豐富，生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，但區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展緩慢，人民生活水平落后；（4）當ESV變化率與GDP變化率均小于0時，經(jīng)濟—生態(tài)系統(tǒng)呈極度不協(xié)調(diào)狀態(tài)，說明研究區(qū)域在前期發(fā)展經(jīng)濟時嚴重干擾生態(tài)環(huán)境，導致其幾乎失去自我調(diào)節(jié)能力而極度惡化，不得不大范圍的展開生態(tài)修復，以提高生態(tài)系統(tǒng)服務價值，同時，受生態(tài)環(huán)境影響，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展也受到極大制約。

1.2.3 空間統(tǒng)計分析 空間統(tǒng)計學方法可以分析某一研究屬性值在不同時段的動態(tài)演化規(guī)律，其中局部空間關(guān)聯(lián)指數(shù)是空間自相關(guān)分析中的一種方式，通過測算某一空間單元屬性值與其周圍單元之間的空間異質(zhì)性程度，揭示該空間單元取值與其周圍單元值的關(guān)聯(lián)程度。常見的局部空間分析指標有局部Moran's指數(shù)和局部Geary系數(shù)。本文通過Getis—Ord Gi*指數(shù)測定山西省經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度的冷點和熱點地區(qū)，揭示其空間局部關(guān)系，探究經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度之間可能存在的空間分布關(guān)系，計算公式如下:

式中，X為地區(qū)單元i的觀測值;W為空間權(quán)重矩陣，空間相鄰為1，不相鄰為0。若G值顯示為正，表明i地區(qū)周圍的值相對較高，屬于熱點地區(qū)；反之則為冷點地區(qū)。

1.3 數(shù)據(jù)來源

研究采用的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于2000—2020年《山西統(tǒng)計年鑒》、《中國城市統(tǒng)計年鑒》和《山西省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》等。土地利用類型數(shù)據(jù)來源于“中國科學院資源環(huán)境與數(shù)據(jù)中心”提供的山西省30 m土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)，將各研究時期土地利用數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸并為一級類，包括耕地、林地、草地、水域、未利用地和建設(shè)用地6類。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務價值時空動態(tài)變化

根據(jù)公式（1）和（2）測算結(jié)果，山西省AESV呈先下降后上升再下降的發(fā)展趨勢（圖1）。從時間維度來看，2000、2005、2010、2015、2020年全省AESV分別是17 094.40，17 084.95，17 108.73，7 081.05，16 862.22萬元·hm。主要原因是2000—2005年期間山西省開始建立社會主義市場經(jīng)濟體制，全面推進經(jīng)濟體制改革和擴大開放，由于發(fā)展經(jīng)濟的同時缺乏生態(tài)保護意識，導致生態(tài)系統(tǒng)服務價值下降。2006年起山西省政府響應國家號召開始重視生態(tài)保護，大面積退耕還林、還草使得生態(tài)系統(tǒng)服務價值得到有效提升。2010年山西省轉(zhuǎn)型發(fā)展開啟，森林覆蓋面積增加，但同時建設(shè)用地需求量也明顯提升，導致生態(tài)系統(tǒng)服務價值再次下降?？臻g尺度上，研究期間內(nèi)山西省AESV低值持續(xù)分布在朔州、太原東南部、晉中西部、長治中部、臨汾中南部、運城西部等地。該類地區(qū)地處大同盆地、太原盆地、長治盆地、臨汾盆地、運城盆地等區(qū)域，是山西省社會經(jīng)濟發(fā)展和人口的集聚地區(qū)，高密度的人類活動干擾了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務，削弱了該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值。山西省AESV高值則主要分布在晉城西部、呂梁、晉中東部、陽泉、忻州等地，該類地區(qū)地處自然資源豐富的呂梁山、太行山、太岳山等，具有經(jīng)濟欠發(fā)達、城市化水平低的特點，人類活動對生態(tài)系統(tǒng)干擾較弱，使得生態(tài)服務價值在2000—2020年期間均較高。

圖1 2000—2020年山西省地均生態(tài)服務價值空間分布

根據(jù)公式（3）的計算結(jié)果，RESV的動態(tài)變化表明，2000—2005年大同、忻州東部、太原、陽泉、晉城與長治接壤地區(qū)、運城等地，RESV顯著降低；而晉中、朔州等地，RESV顯著上升（圖2）。2005—2010年RESV顯著升高的地區(qū)主要分布在大同和朔州兩地；忻州盆地、臨汾盆地所在區(qū)域RESV下降較為明顯。2010—2015年山西省除太原市區(qū)、婁煩縣、澤州縣外，其他地區(qū)RESV均有明顯下降，這與山西在此期間各地致力發(fā)展經(jīng)濟有明顯關(guān)系，同時說明山西在發(fā)展經(jīng)濟的同時給生態(tài)環(huán)境帶來很大壓力，高密度的人類干擾大幅影響山西省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。2015—2020年山西省南部部分地區(qū)生態(tài)服務價值明顯回升，表明在此期間該類地區(qū)在發(fā)展經(jīng)濟的同時很好的處理了自然資源開發(fā)和保護的關(guān)系，但其他地區(qū)RESV仍在下降，較2010—2015年期間下降更為顯著。

圖2 2000—2020年山西省地均生態(tài)服務價值變化情況

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務價值動態(tài)變化的原因分析

2000—2020年，山西省生態(tài)服務價值（ESV）分別為2 676.45，2 674.97，2 678.70，2 674.36，2 640.10億元，整體呈先下降后上升再下降的發(fā)展趨勢。2000—2005年全省生態(tài)服務價值降低了1.48億元，究其原因，主要是耕地、林地面積減少及其向草地、水域、建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化，其中耕地減少了5.42萬hm，損失生態(tài)服務價值4.94億元。2005—2010年全省生態(tài)服務價值增加了3.73億元，主要原因是林地及水域面積的提高，5年期間林地、水域分別增加2.41，0.16萬hm，共增加價值8.6億元，這與嚴格執(zhí)行退耕還林、天然林資源保護、水資源保護等重點工程密切相關(guān)。2010—2015年全省生態(tài)服務價值降低了4.34億元，主要原因是耕地、林地草地減少，建設(shè)用地增加，其中耕地、林地、草地分別減少2.29，0.37，1.01萬hm，共損失價值4.6億元。2015—2020年全省生態(tài)服務價值大幅下降，下降了34.26億元，主要原因是該期間耕地、草地面積大幅下降，分別下降了20.7，16.1萬hm，共損失價值40.6億元，水域面積下降1.4萬hm，損失價值7.3億元，同時建設(shè)用地面積大幅增加，增加了34.49萬hm。綜合分析各類土地利用類型的變動（表2）可知：首先，水域?qū)τ谌SV貢獻度最高，占48%，呈先小幅上升后下降的態(tài)勢；其次，草地對全省ESV貢獻率在12%，呈先上升后下降態(tài)勢，尤其2015—2020年期間大幅下降16.1萬hm；另外，耕地對全省ESV貢獻率占8%，20年期間該類用地持續(xù)下降，累計下降33.14萬hm，累計損失價值30億元以上。2000—2020年期間，山西省建設(shè)用地持續(xù)增加，共計增加44.1萬hm。在山西省經(jīng)濟轉(zhuǎn)型關(guān)鍵時期，合理配置土地利用類型，科學提升生態(tài)系統(tǒng)服務價值，已成為促進生態(tài)與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。

表2 2000—2020年山西省各類土地利用面積變化 萬hm2

2.3 生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)度分析

公式（4）計算結(jié)果直觀反映了研究區(qū)域ESV和GDP的協(xié)調(diào)關(guān)系，若ESV和GDP值均較大，則表明該地區(qū)生態(tài)與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)水平較高，較好的貫徹了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

對比5個時段的EEI發(fā)現(xiàn)，山西省生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈現(xiàn)嚴重不足的現(xiàn)象，生態(tài)環(huán)境對經(jīng)濟增長的承載力很弱。2000—2020山西省EEI分布有較大變化，且高度惡化區(qū)逐漸集中于運城盆地、臨汾盆地、太原盆地、忻州盆地、大同盆地等地勢較為平緩且自然條件優(yōu)越的地區(qū)（圖3）。2000年大同、忻州、陽泉、呂梁、晉中東部、臨汾西部等地處于高度惡化區(qū)，只有少數(shù)地區(qū)處于協(xié)調(diào)區(qū)，根本原因在于2000年山西省經(jīng)濟欠發(fā)達，生態(tài)服務價值則較高，導致經(jīng)濟與生態(tài)協(xié)調(diào)較差。2005年高度惡化區(qū)有所減少且協(xié)調(diào)區(qū)增多，表明該時期山西省經(jīng)濟逐漸發(fā)展，生態(tài)與經(jīng)濟協(xié)調(diào)度提高。2010年大同、忻州、呂梁、晉中等地區(qū)多數(shù)高度惡化區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)閻夯瘏^(qū)，主要原因是山西省經(jīng)濟得到很大發(fā)展，同時對生態(tài)環(huán)境干擾強度較低。2015年協(xié)調(diào)區(qū)明顯增多，且高度惡化區(qū)有集中分布趨勢。2020年EEI空間分布聚集效應明顯，主要表現(xiàn)在高度惡化區(qū)集中于地理條件優(yōu)越的盆地區(qū)域。該類地區(qū)在大力發(fā)展經(jīng)濟的同時，生態(tài)系統(tǒng)服務功能沒有得到最大發(fā)揮，二者協(xié)調(diào)度較低。山西省必須加大生態(tài)環(huán)境保護力度，合理調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，注重生態(tài)保護機制，建立可持續(xù)發(fā)展的土地利用模式。另外，在發(fā)展經(jīng)濟的同時需要合理處理與生態(tài)環(huán)境保護之間的矛盾。

圖3 2000—2020年山西省經(jīng)濟環(huán)境協(xié)調(diào)度空間演變

為更進一步表征山西省ESV與GDP協(xié)調(diào)度的空間演變關(guān)系，根據(jù)公式（5）測算CEEI，并結(jié)合山西省2000—2020年CEEI實際變化特征，按如下標準將各研究期間CEEI值進行劃分：（1）CEEI≥1（高度協(xié)調(diào)區(qū)）表明該研究時段山西省ESV的增長速度高于GDP增長速度，經(jīng)濟—生態(tài)系統(tǒng)呈高度協(xié)調(diào)狀態(tài)。此狀態(tài)表明研究區(qū)生態(tài)與經(jīng)濟持續(xù)和諧發(fā)展，或是已較好的修復前期經(jīng)濟發(fā)展對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的破壞，使得二者再次達到協(xié)調(diào)狀態(tài)。（2）0.6≤CEEI＜1（中度協(xié)調(diào)區(qū)）、0≤CEEI＜0.6（低度協(xié)調(diào)區(qū)）表明研究區(qū)GDP的增長速度高于ESV增長速度，此時經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境仍處于協(xié)調(diào)狀態(tài)，但高強度的經(jīng)濟發(fā)展正給生態(tài)環(huán)境帶來壓力，CEEI值越小代表生態(tài)環(huán)境壓力越大。經(jīng)濟與生態(tài)協(xié)調(diào)水平越低。（3）CEEI＜0（沖突區(qū)）表明研究區(qū)ESV負增長，較大力度的經(jīng)濟發(fā)展已對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重危害，生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)已進入嚴峻形勢，必須及時采取生態(tài)修復措施來改善生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀。

由圖4可知，山西省整體經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度較差，尤其2010—2015年期間，只有太原、呂梁、晉中、長治、晉城、運城少數(shù)地區(qū)呈低度協(xié)調(diào)，其余地區(qū)均為沖突區(qū)域。2000—2015年，山西省協(xié)調(diào)區(qū)逐漸變少，沖突區(qū)域逐漸增多，表明這些地區(qū)經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境開始受到較大擾動，引起GDP和ESV二者變化率進一步拉大，主要原因是該時期山西省致力于發(fā)展經(jīng)濟，忽略了經(jīng)濟發(fā)展給生態(tài)環(huán)境帶來的巨大壓力，使經(jīng)濟發(fā)展速度超越生態(tài)系統(tǒng)服務價值演變速度，造成CEEI持續(xù)下降。2015—2020年CEEI呈現(xiàn)整體轉(zhuǎn)好，局部惡化的現(xiàn)象，低度協(xié)調(diào)區(qū)開始增多，黎城縣、孝義市轉(zhuǎn)為中度協(xié)調(diào)、高度協(xié)調(diào)區(qū)，這與國家在這一時期大力提高生態(tài)環(huán)境保護力度有很大關(guān)系。目前山西整體經(jīng)濟生態(tài)環(huán)境惡化區(qū)面積遠大于協(xié)調(diào)區(qū)，且在地域分布上并不均衡，部分區(qū)域出現(xiàn)了兩極分化現(xiàn)象。

圖4 2000—2020年山西省CEEI空間演變

2.4 生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)度空間演變分析

空間統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，山西省經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展空間統(tǒng)計值形成5類，如圖5所示，用“Z得分”指示統(tǒng)計顯著性，Z值為正的位置表示高值的聚類，Z值為負的位置表示低值的聚類。在“Z得分”＞1.4時形成“熱點”，在“Z得分”＜-1.4時形成“冷點”，總體呈現(xiàn)“熱點”高度聚集分布模式。2000—2005時期Gi Z Score空間分布圖可以看出，該時期山西省經(jīng)濟生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度空間分布態(tài)勢整體較為均勻，未見低于均值聚集區(qū)，雖有高值聚集區(qū)，但只有少數(shù)區(qū)域分布，且主要分布在運城市。2005—2010年期間，高于均值熱點地區(qū)分布在山西北部的大同、朔州區(qū)域；低于均值區(qū)的冷點分布于晉城市，說明這些地區(qū)是CEEI波動起伏的主要地區(qū)。2010—2015時期內(nèi)，低于均值的冷點區(qū)較大面積出現(xiàn)，主要分布于忻州東南部、陽泉西北部、呂梁東部、長治東南部、臨汾運城少數(shù)地區(qū)，說明這些區(qū)域是CEEI波動變化的主要區(qū)域。

圖5 2000—2020年山西省CEEI研究單元冷點、熱點地區(qū)分布

從2000—2020整個時段來看，低于均值的冷點地區(qū)主要分布在陽泉、晉中西部、呂梁東南部、晉城中部，且聚集效應明顯，而大同北部、晉中東南部、長治東部的熱點聚集效應也較為明顯。這表明山西省經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展空間分布狀態(tài)從2000年均勻分布模式發(fā)展變化到2020年高和低2種聚集模式共同分布，進一步說明山西省經(jīng)濟與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展模式向高和低兩端發(fā)展，尤其在中東部變化較為明顯。

3 結(jié)論與討論

本文以山西省為研究區(qū)，基于2000、2005、2010、2015、2020年5期土地利用數(shù)據(jù)，建立生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估模型，分析2000—2020年生態(tài)系統(tǒng)服務價值與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)程度時空分異，得出如下結(jié)論：

（1）時間維度上，2000—2020年，山西省ESV整體下滑，由2 676.45億元落至2 640.10億元。空間尺度上，ESV低值逐漸聚集到運城盆地、臨汾盆地、長治盆地、太原盆地、大同盆地等經(jīng)濟發(fā)展較好的人口高集聚地區(qū)。2000—2005年全省生態(tài)服務價值下降的主要原因是耕地、林地面積減少及其向草地、水域、建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化。2005—2010年全省生態(tài)服務價值小幅上升，主要原因是林地及水域面積的提高緩解了耕地、草地面積下降帶來的損失。2010—2020年全省生態(tài)服務價值大幅下降，該期間耕地、草地面積大幅下降，同時建設(shè)用地面積增加，2015—2020年林地略有增加。

（2）目前山西整體經(jīng)濟生態(tài)環(huán)境惡化區(qū)面積大于協(xié)調(diào)區(qū)，且在地域分布上并不均衡。高度惡化區(qū)集中分布于中部地勢較為平緩且自然條件優(yōu)越的盆地地區(qū)，甚至部分區(qū)域出現(xiàn)了兩極分化現(xiàn)象，這些問題值得關(guān)注。

（3）2000—2020年整個研究期，山西省經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展空間分布聚集效應逐漸明顯，空間分布狀態(tài)從2000年均勻分布模式發(fā)展變化到2020年高和低2種聚集模式共同分布,也進一步說明山西省經(jīng)濟與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展模式向高和低兩端發(fā)展，這與山西近年來區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略密切相關(guān)。

本文采用的生態(tài)服務價值時空分異的研究方法相比于傳統(tǒng)靜態(tài)分析更具有科學性和實踐性，研究結(jié)果可直觀反映山西省生態(tài)與經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀及二者間的協(xié)調(diào)關(guān)系，為定量化評估山西省經(jīng)濟與生態(tài)協(xié)調(diào)關(guān)系做出了有益探索,同時為全省未來土地利用配置、政治經(jīng)濟政策修訂以及實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、降低生態(tài)環(huán)境干擾程度、加強生態(tài)治理與保護等提供了理論參考。