黃河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化時(shí)空交互作用分析

肖芳 魏文穎 周斌

摘要：

分析黃河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化的關(guān)系有助于精準(zhǔn)化制定流域可持續(xù)發(fā)展政策。以黃河流域?qū)幭亩螢槔?，量化?980～2020年糧食產(chǎn)量、產(chǎn)水量、土壤保持、碳固存和生境質(zhì)量等關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，分析了城市化變化特征，并結(jié)合雙變量空間自相關(guān)分析模型解析了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間的時(shí)空交互作用。結(jié)果表明：1980～2020年，寧夏糧食產(chǎn)量持續(xù)增加，土壤保持、產(chǎn)水量、NPP和生境質(zhì)量呈增加-減少-增加的變化特征。寧夏城市化水平有所提升，呈現(xiàn)南北高、中部低的空間分布格局。1990～2020年，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間在全局尺度存在著空間正相關(guān)向空間負(fù)相關(guān)轉(zhuǎn)變的特征，并且在局部尺度上以低-低集聚和高-低集聚為主。研究結(jié)果可為黃河流域生態(tài)保護(hù)和城市發(fā)展規(guī)劃提供實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān) 鍵 詞：

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)； 城市化； 時(shí)空變化； 交互作用； 黃河流域

中圖法分類號(hào)： X171；X826；F291.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.08.013

0 引 言

作為維持人類生存的基礎(chǔ)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉密切相關(guān)。然而，隨著城市化的快速推進(jìn)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給面臨著日益加劇的城市化壓力，已經(jīng)威脅到了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展［1］。在此背景下，理解生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化間的關(guān)系對(duì)于有效的生態(tài)系統(tǒng)管理至關(guān)重要。目前，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間關(guān)系的研究得到了生態(tài)學(xué)、地理學(xué)等領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注。眾多學(xué)者在城市化產(chǎn)物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響、城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的協(xié)調(diào)關(guān)系、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)城市化的響應(yīng)特征及機(jī)制等［2-6］方面展開(kāi)了一系列研究，并取得了豐碩的成果。如歐陽(yáng)曉等［7］在洞庭湖的案例中揭示了建設(shè)用地?cái)U(kuò)張對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的負(fù)向影響；渠玉蓮等［8］對(duì)南京市的研究證實(shí)了該地區(qū)城市化發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間存在著高度協(xié)調(diào)關(guān)系；XIAO等［9］在滬杭都市圈采用耦合協(xié)調(diào)度模型從系統(tǒng)層面和子系統(tǒng)層面揭示了城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的交互脅迫關(guān)系。縱觀現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，在研究尺度上，既包括較小尺度的市域、縣域研究，中觀尺度的省域研究，也有涉及全國(guó)和區(qū)域的大尺度研究，如針對(duì)各縣域［10］、各市域［1］、各省域［11］等的案例研究明確了行政尺度上兩者之間的關(guān)系。但由于柵格尺度上城市化相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取受限，目前對(duì)于柵格尺度上生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化關(guān)系的分析較少，這將限制精細(xì)化的生態(tài)管理實(shí)踐。此外，在案例區(qū)的選擇上，研究案例多發(fā)生在中國(guó)東部發(fā)達(dá)的城市、城市群及沿海地區(qū)，對(duì)黃河流域的研究較少，研究成果不足以支撐黃河流域的可持續(xù)發(fā)展。

寧夏回族自治區(qū)作為唯一一個(gè)全境屬于黃河流域的省域，隨著“一帶一路”戰(zhàn)略和黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，城市化水平擁有很大的發(fā)展?jié)摿?，然而該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間關(guān)系的時(shí)空動(dòng)態(tài)信息仍然不得而知，這給未來(lái)如何協(xié)調(diào)城市建設(shè)與生態(tài)保護(hù)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。為此，本研究以寧夏為例，在從柵格尺度上解析該地區(qū)近40 a來(lái)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和城市化動(dòng)態(tài)特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合雙變量空間自相關(guān)分析模型從全局和局部尺度上進(jìn)一步揭示兩者之間的時(shí)空交互作用，以期為協(xié)調(diào)寧夏生態(tài)保護(hù)和城市化發(fā)展的政策制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

寧夏位于黃河流域上游（35°26′～39°30′N、104°50′～107°40′E），面積約66 400 km2，海拔1 080～3 474 m，地勢(shì)西南高、東北低（見(jiàn)圖1）。寧夏屬于典型的大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫為5.8～8.2 ℃，空間上由南向北逐漸升高；年平均降水量為180～800 mm，由南向北逐漸減少［12］。該地區(qū)以草地和耕地為主，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化的推進(jìn)，建設(shè)用地呈現(xiàn)明顯擴(kuò)張趨勢(shì)。與此同時(shí)，寧夏面臨著包括水資源短缺、水土流失、土地荒漠化、土壤鹽漬化、草原退化等一系列問(wèn)題，對(duì)當(dāng)?shù)乜沙掷m(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。因此，有必要分析城市化背景下該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的變化特征及其與城市化之間的關(guān)系，這將增強(qiáng)對(duì)“過(guò)去-當(dāng)前”狀況的了解，并助力“未來(lái)”發(fā)展政策的制定。

1.2 研究數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究以1980，1990，2000，2010年和2020年為典型研究期，收集整理相關(guān)數(shù)據(jù)，主要包括：① 由中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（http：∥www.resdc.cn/）提供的土地利用數(shù)據(jù)；② 由地理空間數(shù)據(jù)云（http：∥www.gscloud.cn/）提供的DEM數(shù)據(jù)；③ 由國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：∥data.cma.cn/）提供的氣象數(shù)據(jù)；④ 由中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（http：∥www.resdc.cn/）和國(guó)家青藏高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：∥westdc.westgis.ac.cn/）提供的NDVI數(shù)據(jù)；⑤ 來(lái)自國(guó)家冰川凍土沙漠科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：∥www.ncdc.ac.cn/portal/）的基于世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)（HWSD）的中國(guó)土壤數(shù)據(jù)集（v1.1）提取的土壤數(shù)據(jù)；⑥ 來(lái)自于《寧夏統(tǒng)計(jì)年鑒》的糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù)、人口和GDP統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；⑦ 來(lái)自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（http：∥www.resdc.cn）的GDP和人口空間分布數(shù)據(jù)，并采用文獻(xiàn)［13］提供的方法進(jìn)行糾正。本研究將所有數(shù)據(jù)重采樣為1 km的空間分辨率，進(jìn)而在1 km×1 km的柵格尺度上展開(kāi)相關(guān)研究工作。

1.3 研究方法

1.3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)量化方法

本研究參考黃土高原、西北干旱半干旱區(qū)以及研究區(qū)的相關(guān)研究成果，選擇糧食產(chǎn)量、產(chǎn)水量、土壤保持、碳固存和生境質(zhì)量這5種研究區(qū)關(guān)鍵的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。相關(guān)計(jì)算方法如下。

（1） 糧食產(chǎn)量。

式中：Ia為柵格a的自變量與因變量的局部空間關(guān)系；Za、Zb分別為自變量、因變量在柵格a、b上觀測(cè)值的方差標(biāo)準(zhǔn)化值?；贗a可形成4種LISA集聚模式［22］：① 高-高集聚，即高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合指數(shù)被高城市化指數(shù)包圍；② 低-低集聚，即低生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合指數(shù)被低城市化指數(shù)包圍；③ 低-高集聚，即低生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合指數(shù)被高城市化指數(shù)包圍；④ 高-低集聚，即高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合指數(shù)被低城市化指數(shù)包圍。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時(shí)空特征

圖2顯示了寧夏糧食產(chǎn)量、產(chǎn)水量、土壤保持、NPP以及生境質(zhì)量這5種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在1980～2020年的時(shí)空變化特征。從時(shí)間變化上來(lái)看：① 寧夏的糧食產(chǎn)量自1980～2020年呈現(xiàn)持續(xù)增加趨勢(shì)，由1980年的69.55 t/km2持續(xù)增加至2020年的220.47 t/km2，增加了2倍多，這得益于農(nóng)業(yè)設(shè)施發(fā)展和現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步所帶來(lái)的糧食單產(chǎn)能力的提升。② 寧夏的土壤保持呈現(xiàn)出1980～1990年增加、1990～2010年減少、2010～2020年增加的變化特征，盡管一系列水土保持措施的實(shí)施改善了當(dāng)?shù)氐耐寥狼治g狀況，但降雨的年際波動(dòng)也給土壤保持服務(wù)的變化帶來(lái)了很大的不確定性。③ 寧夏的產(chǎn)水量、NPP和生境質(zhì)量表現(xiàn)出相對(duì)一致的時(shí)間變化趨勢(shì)，即呈現(xiàn)出1980～1990年增加、1990～2000年減少、2000年以后持續(xù)增加的變化特征，這與當(dāng)?shù)氐娜祟惢顒?dòng)密切相關(guān)，尤其是2000年以來(lái)退耕還林（草）工程的大規(guī)模實(shí)施，顯著改善了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)狀況。

從空間分布上來(lái)看，寧夏的糧食產(chǎn)量、產(chǎn)水量、土壤保持、NPP以及生境質(zhì)量這5種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在均存在著明顯的空間異質(zhì)性。其中：① 糧食產(chǎn)量的高值區(qū)主要集中在寧夏北部的引黃灌區(qū)，在中南部地區(qū)高值呈現(xiàn)零碎分布特征，這與寧夏耕地的空間格局一致。② 研究期內(nèi)產(chǎn)水量在空間上大致呈現(xiàn)自南向北遞減的空間變異格局，這與當(dāng)?shù)亟涤甑目臻g變化特征高度一致。③ 土壤保持在空間上的分布特征與當(dāng)?shù)氐牡匦螤顩r密切相關(guān)（對(duì)比圖1），低值區(qū)主要位于低海拔地區(qū)，這里地勢(shì)相對(duì)平坦，侵蝕潛力小，進(jìn)而導(dǎo)致較低的土壤保持；相反，土壤保持的高值區(qū)主要位于研究區(qū)的高海拔地區(qū)，包括寧夏中部丘陵溝壑區(qū)和南部山區(qū)。④ NPP呈現(xiàn)“兩凸一凹”的空間變化格局，寧夏中部地區(qū)的NPP值差于南部和北部地區(qū)，這與中部地區(qū)干旱、風(fēng)大、土地貧瘠等生態(tài)基底條件有關(guān)。⑤ 生境質(zhì)量在空間分布上比較零碎，其空間格局的形成與當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件和土地利用結(jié)構(gòu)有關(guān)，生境質(zhì)量好的地區(qū)主要位于高海拔地區(qū)，這里人類活動(dòng)強(qiáng)度低，主要以林草地為主；而在海拔較低的區(qū)域，適宜人類居住和耕種，人類對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的干擾頻繁，進(jìn)而導(dǎo)致生境質(zhì)量較差。

2.2 城市化的時(shí)空特征

圖3呈現(xiàn)了寧夏城市化在1990～2020年的時(shí)空變化特征。從時(shí)間變化上來(lái)說(shuō)，寧夏的城市化指數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)增加趨勢(shì)，這符合中國(guó)城市化進(jìn)程的發(fā)展特征。具體來(lái)看，寧夏在1990～2000年間城市化指數(shù)增長(zhǎng)較慢，由1990年的1.25%增長(zhǎng)至2000年的1.37%；2000年以后，隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，引進(jìn)了大量的人才、資金和技術(shù)，寧夏的城市化水平得到了顯著提升，城市化指數(shù)大幅增加至2020年的3.27%，增加了1.39倍，這也與寧夏2002年制定并堅(jiān)持的“重點(diǎn)突出、梯度推進(jìn)”城市化發(fā)展方針有關(guān)。

從空間變化上來(lái)說(shuō)，寧夏城市化發(fā)展水平在空間上總體呈現(xiàn)出南北高、中部低的空間分布格局。其中寧夏北部地區(qū)得黃河灌溉之利，是寧夏人類生產(chǎn)生活適宜的區(qū)域，也是寧夏社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平最高的區(qū)域，得天獨(dú)厚的發(fā)展環(huán)境促成了該區(qū)域擁有相對(duì)較高的城市化水平；相反，在“苦甲天下”的寧夏中部地區(qū)，自然條件惡劣，生態(tài)本底脆弱，水資源貧乏，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低，很大程度上限制了城市化進(jìn)程的推進(jìn)；而在寧夏南部地區(qū)，盡管以山地為主，但降雨豐富，植被茂盛，一定程度上為該區(qū)域城市化的發(fā)展提供了良好的自然生態(tài)支撐，進(jìn)而導(dǎo)致其城市化水平相對(duì)高于中部地區(qū)。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化的時(shí)空交互作用

1990～2020年寧夏生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間時(shí)空交互作用的全局Moran′s I如表1所列?？梢园l(fā)現(xiàn)，在2000年之前，全局Moran′s I大于0（P=0.01），且由1990年的0.183減小至2000年的0.165，這說(shuō)明在此時(shí)期寧夏生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間存在著空間正相關(guān)性，即城市化的發(fā)展在一定程度上會(huì)促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的改善，這可能與當(dāng)時(shí)城市化發(fā)展速度較慢有關(guān)。隨著2000年以后城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，兩者之間的全局Moran′s I持續(xù)減少至2020年的-0.198（P=0.01），生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間的關(guān)系也由空間正相關(guān)逆轉(zhuǎn)為空間負(fù)相關(guān)，此時(shí)城市化的發(fā)展是以損害生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為代價(jià)的，反過(guò)來(lái)說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的改善也會(huì)限制城市化的發(fā)展速度。

圖4的LISA集聚圖進(jìn)一步揭示了寧夏生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化在局部尺度上的空間集聚特征。由圖可知，高-高集聚和低-高集聚主要集中在研究區(qū)的北部地區(qū)，低-低集聚廣泛分布在研究區(qū)的中部地區(qū)，而高-低集聚主要分布在研究區(qū)的中南部地區(qū)。結(jié)合表1分析可以發(fā)現(xiàn)，寧夏主要以低-低集聚和高-低集聚為主，這反映了該地區(qū)較低的城市化水平。4種集聚模式隨時(shí)間變化來(lái)看，高-高集聚和低-低集聚的面積占比在研究期內(nèi)呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，即高-高集聚和低-低集聚的面積在縮小，而高-低集聚和低-高集聚的面積在擴(kuò)大，表明兩者之間的空間正相關(guān)性存在著向空間負(fù)相關(guān)性演變的傾向，這種傾向揭示了寧夏生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間關(guān)系的惡化趨勢(shì)，不利于兩者協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

3 討 論

本研究發(fā)現(xiàn)21世紀(jì)以來(lái)寧夏生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間存在著負(fù)的空間相關(guān)性，即一個(gè)地點(diǎn)的城市化發(fā)展可能會(huì)導(dǎo)致周圍地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力的降低，這支持了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間權(quán)衡的觀點(diǎn)［1-2，20，23］?？赡艿脑蚴黔h(huán)境要素（如二氧化碳、廢水廢氣）的變化，很可能會(huì)通過(guò)大氣運(yùn)動(dòng)、水文運(yùn)動(dòng)等自然過(guò)程傳遞到周圍地區(qū)，進(jìn)而導(dǎo)致周圍地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力的變化［3］。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化的交互作用機(jī)制來(lái)看，一方面，人口增加和經(jīng)濟(jì)發(fā)展會(huì)加大資源的消耗強(qiáng)度，導(dǎo)致大量的廢水、廢氣和廢渣等流入生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)而降低了生態(tài)系統(tǒng)的承載力［24］；另一方面，城市化進(jìn)程中大量生態(tài)用地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)變，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)格局、過(guò)程和生物地球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的影響，降低了生態(tài)系統(tǒng)的供給能力［4，7，17］。總體來(lái)說(shuō)，城市化可以通過(guò)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增加和建設(shè)用地?cái)U(kuò)張等來(lái)影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能［4，25］，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給能力。但是，生態(tài)系統(tǒng)也可以通過(guò)資源稟賦、環(huán)境條件和政策干預(yù)來(lái)限制城市化發(fā)展［9］。例如，隨著城市化的發(fā)展，人類生活水平顯著改善，人類逐漸從“求生存”轉(zhuǎn)向“求生態(tài)”，這種“訴求”就會(huì)很大程度上限制建設(shè)用地?zé)o序大規(guī)模侵占生態(tài)用地等行為［24］。那么，是城市建設(shè)還是生態(tài)保護(hù)，對(duì)于許多決策者來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，因?yàn)樗麄兠媾R著如何在不削弱生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可持續(xù)供給能力的情況下開(kāi)展城市建設(shè)活動(dòng)的難題。盡管生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間整體呈空間負(fù)相關(guān)，但在局部尺度上并不總是如此，因?yàn)檠芯拷Y(jié)果還發(fā)現(xiàn)了顯著的高-高和低-低集聚模式，這也反映了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間存在著復(fù)雜的交互作用機(jī)制。也就是說(shuō)，如果不考慮城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的交互關(guān)系，一些諸如直接將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)高值區(qū)劃分為生態(tài)保護(hù)區(qū)的策略可能就會(huì)失效，因?yàn)槌鞘薪ㄔO(shè)用地的高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出能力往往會(huì)迫使一些建設(shè)活動(dòng)進(jìn)入到這些保護(hù)區(qū)中［21］。鑒于此，有必要將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化聯(lián)系在一起，以探討其在局部尺度上的交互作用，進(jìn)而為城市發(fā)展和生態(tài)保護(hù)提出更合理的建議。

本研究確定了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化在局部尺度上存在著4種集聚模式（即高-高、低-低、高-低、低-高集聚），在特定區(qū)域采取的措施應(yīng)該要符合該區(qū)域的集聚模式。在生態(tài)優(yōu)先原則下，可以考慮將高-高集聚的區(qū)域劃分為生態(tài)功能區(qū)。在這些地區(qū)，應(yīng)嚴(yán)格控制灌區(qū)發(fā)展規(guī)模，可適當(dāng)鼓勵(lì)生態(tài)友好型的土地利用方式（如林地、草地甚至人工綠地等），以加強(qiáng)對(duì)當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)高供給能力的維護(hù)。高-低集聚的區(qū)域?qū)儆谏鷳B(tài)優(yōu)勢(shì)區(qū)，應(yīng)采取嚴(yán)格的保護(hù)措施以避免城市化發(fā)展需求下人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾，城市建設(shè)活動(dòng)（如道路建設(shè)、旅游開(kāi)發(fā)等）應(yīng)被嚴(yán)格地規(guī)劃以保護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。在低-高集聚的區(qū)域應(yīng)該注意緩解人口壓力，集約利用現(xiàn)有建設(shè)用地，控制城市擴(kuò)張規(guī)模，合理確定城市發(fā)展邊界，并可以加快綠地、公園等綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以提升生態(tài)系統(tǒng)供給能力。在低-低集聚的區(qū)域可以將生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目（如土地整治、植樹(shù)造林等）作為城市化的配套措施，在保證區(qū)域生態(tài)安全的前提下，適當(dāng)進(jìn)行建設(shè)活動(dòng)。

此外，研究方法的局限性主要有兩點(diǎn)：① 本研究根據(jù)前人相關(guān)成果采用了寧夏5種關(guān)鍵的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，可能難以充分表征區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)狀況；同樣，盡管經(jīng)濟(jì)密度、人口密度和建設(shè)用地比例是被廣泛用以反映我國(guó)城市化的變量［20］，但由于城市發(fā)展的多樣性和復(fù)雜性，可能也存在著難以充分反映區(qū)域城市化水平的問(wèn)題。因此，未來(lái)研究中可以考慮增加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型和城市化表征指標(biāo)。② 盡管柵格尺度上的研究結(jié)果可以將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間的關(guān)系精確到每個(gè)柵格上，對(duì)于協(xié)調(diào)兩者關(guān)系措施的精準(zhǔn)制定具有重要作用，但空間研究中總是存在的空間尺度效應(yīng)可能會(huì)導(dǎo)致當(dāng)前尺度上的交互作用結(jié)果與其他尺度上有所不同［16，26］。因此，未來(lái)研究中可以開(kāi)展多尺度分析予以驗(yàn)證。

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)柵格尺度上黃河流域?qū)幭亩紊鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)和城市化時(shí)空動(dòng)態(tài)的分析，進(jìn)一步揭示了該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化的時(shí)空交互作用，形成的主要結(jié)論為：① 1980～2020年，寧夏糧食產(chǎn)量持續(xù)增加，土壤保持、產(chǎn)水量、NPP和生境質(zhì)量呈增加-減少-增加的變化特征，空間上均存在著明顯的空間異質(zhì)性。② 1990～2020年，寧夏城市化指數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)增加趨勢(shì)，在空間上總體呈現(xiàn)南北高、中部低的空間分布格局。③ 1990～2020年，寧夏生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城市化之間整體存在著從空間正相關(guān)向空間負(fù)相關(guān)轉(zhuǎn)變的特征，并在局部尺度上集聚，表現(xiàn)為高-高和低-高集聚在寧夏北部地區(qū)、低-低集聚在寧夏中部地區(qū)、高-低集聚在寧夏中南部地區(qū)。

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（編輯：黃文晉）

Abstract：

The analysis on the relationship between ecosystem services and urbanization in the Yellow River basin is of great significance for accurate formulation of sustainable development policies in this basin.Taking the Yellow River reach in Ningxia as an example，we quantified the grain yield，water yield，soil conservation，carbon sequestration and habitat quality from 1980 to 2020，analyzed the change characteristics of urbanization，and revealed the spatio-temporal interaction between ecosystem services and urbanization with the bivariate spatial auto-correlation analysis model.The results showed that the grain yield in Ningxia continued to increase，and soil conservation，water yield，NPP and habitat quality showed the characteristics of increase-decrease-increase during the study period.The urbanization level of Ningxia had improved，showing a spatial distribution pattern of high in the north and south and low in the middle.From 1990 to 2020，there was a shift from positive spatial correlation to negative spatial correlation between ecosystem services and urbanization at the global scale，and low-low cluster and high-low cluster were dominant at the local scale.The research results can provide practical guidance for ecological protection and urban project development of Yellow River basin.

Key words：

ecosystem services；urbanization；spatio-temporal change；interaction；Yellow River basin