摘要:從流域整體視角出發(fā)對洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務進行動態(tài)評估,分析生態(tài)系統(tǒng)服務供需時空演化特征及空間匹配關系,可為洞庭湖流域生態(tài)分區(qū)管控提供參考依據(jù)。以區(qū)縣級為研究尺度,運用價值量法與土地利用開發(fā)指數(shù)測算2000、2010和2020年洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務供給與需求,將供需劃分為5個等級,并運用ArcGIS進行空間疊加分析,確定每個研究區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務供需關系。結果表明:(1)洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務供給高值區(qū)分布于山地丘陵區(qū),需求高值區(qū)則分布于平原、盆地等人口稠密區(qū),供給與需求空間極不匹配,且供給快速減少與需求增長區(qū)域高度重合,表明該地生態(tài)服務空間逆差持續(xù)凸顯,急需開展流域內部生態(tài)系統(tǒng)服務區(qū)際協(xié)調管理;(2)生態(tài)系統(tǒng)服務匹配類型上主要呈現(xiàn)高供給-低需求、中供給-低需求、低供給-高需求3種類型,說明流域內部具備協(xié)調整體生態(tài)系統(tǒng)服務供需的基礎條件及必要性;(3)將洞庭湖流域劃分為生態(tài)保育、協(xié)調、重構、培育區(qū),繼而開展區(qū)際協(xié)調管理,以期構建上中下游優(yōu)勢互補、協(xié)調聯(lián)動的發(fā)展新格局,實現(xiàn)流域生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟協(xié)同高質量發(fā)展。
關鍵詞:生態(tài)系統(tǒng)服務;供需匹配;生態(tài)分區(qū)管理;洞庭湖流域
中圖分類號:X171.1;Q178.1 " " " 文獻標志碼:A " " " "文章編號:1674-3075(2024)06-0037-10
生態(tài)系統(tǒng)服務供給是指生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的產品與服務,需求則是人類社會消耗或期望獲得的生態(tài)系統(tǒng)服務數(shù)量,兩者共同構成生態(tài)系統(tǒng)服務從自然生態(tài)流向人類社會的動態(tài)過程(馬琳等,2017),但受要素稟賦、發(fā)展水平與區(qū)域政策等因素影響,生態(tài)系統(tǒng)服務供給與需求匹配度存在區(qū)際差異,同時人類對生態(tài)系統(tǒng)服務需求的主觀選擇也會加劇這種空間匹配差異(楊宜男等,2022)??紤]生態(tài)系統(tǒng)服務是協(xié)調自然生態(tài)與人類社會關系的重要紐帶,生態(tài)系統(tǒng)服務供需錯位已然成為經(jīng)濟快速發(fā)展背后區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題產生的重要原因(劉立程等,2019)。近年來,隨著生態(tài)文明戰(zhàn)略推進,加強生態(tài)保護與修復,平衡生態(tài)系統(tǒng)服務供給與人類活動需求已成為國家關注的重要安全議題(陳新闖等,2022)。在此背景下,如何識別生態(tài)系統(tǒng)服務供需狀況,保障生態(tài)系統(tǒng)服務持續(xù)供給,實現(xiàn)區(qū)域高質量發(fā)展,成為學界亟待解決的關鍵問題(申嘉澍等,2021)。
早期學界主要聚焦能源、食物和水等單項生態(tài)服務供需的時空特征展開分析(陳駿宇等,2019;Feurer et al,2021),之后隨著研究數(shù)據(jù)與方法拓展,相關學者對生態(tài)系統(tǒng)服務供需理論進行了完善與擴充(Zhang et al,2022),量化了支持服務及文化服務的供需研究(Yoshimura amp; Hiura,2017;Zhang et al,2020),在此基礎上部分學者從不同尺度對生態(tài)系統(tǒng)服務供需空間特征進行了實證研究(Gonzalez-Garcia et al,2020;張敏和迪麗努爾·阿吉,2022;楊婷等,2023)。整體而言,現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)服務供需評價方法仍相對較少,且在應用過程中各有優(yōu)缺點,例如生態(tài)系統(tǒng)服務供需矩陣法(劉頌等,2019)、生態(tài)足跡法(李鵬輝等,2022)、問卷調查法和公眾參與法(嚴巖等,2017)等存在主觀性過強的問題;而InVEST、SoIVES、ARIES等模型及算法的參數(shù)未經(jīng)本土化校正,且對數(shù)據(jù)要求較高,因此較少應用于大尺度研究(Johnson et al,2019;Admasu et al,2020;Capriolo et al,2020;劉嬌等,2021)。此外,現(xiàn)有研究多關注獨立行政區(qū)劃單元,對流域這一生態(tài)-社會-經(jīng)濟復合系統(tǒng)關注不夠,未考慮各流域段發(fā)展定位及全流域整體協(xié)調發(fā)展,特別是與空間管控相結合的探究還需進一步深入。
雖然流域上、中、下游具有不同生態(tài)本底與功能,但因其以水為紐帶,具有生態(tài)服務區(qū)內流動特性,致使流域構成完整地理單元與獨立自然生態(tài)系統(tǒng);加之各類沿江經(jīng)濟帶建設與區(qū)域規(guī)劃的實施,眾多流域也成為了具有強整體性與高關聯(lián)性的經(jīng)濟地域系統(tǒng)。由此可見,對這類流域可持續(xù)發(fā)展的探討需將其置于自然-社會-經(jīng)濟復合系統(tǒng)內部展開討論(錢彩云等,2018)?;诖?,本研究從流域整體視角出發(fā)對洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務進行動態(tài)評估,識別供需矛盾凸顯區(qū)域,綜合考慮流域流動性及生態(tài)系統(tǒng)服務外部開放性特征,進行分區(qū)協(xié)調管控,為洞庭湖流域生態(tài)補償機制與國土空間規(guī)劃提供參考,同時推動流域社會經(jīng)濟生態(tài)協(xié)調高質量發(fā)展。
1 " 材料與方法
1.1 " 研究區(qū)概況
洞庭湖流域是長江經(jīng)濟帶重要組成部分,主要包括湖南、湖北、江西、貴州、重慶、廣東、廣西部分地區(qū),總面積約26萬km2(圖1)。區(qū)內洞庭湖平原為中國九大商品糧基地之一,湘江流域和洞庭湖生態(tài)保護修復被列入全國第三批山水林田湖草生態(tài)保護修復工程,同時還是湘桂巖溶地區(qū)石漠化綜合治理、南嶺山地森林及生物多樣性保護疊置區(qū)域。由此可見,洞庭湖流域作為長江中游地區(qū)重要生態(tài)系統(tǒng)服務供給源地,為促進長江經(jīng)濟帶高質量發(fā)展提供了基礎性保障。然而,近年來洞庭湖流域出現(xiàn)了湖區(qū)萎縮、水土流失、重金屬污染等一系列生態(tài)環(huán)境問題(鄧楚雄等,2019),且隨著城市化快速推進,建設、生產用地急劇擴張,對生態(tài)用地形成脅迫,進而導致土地利用結構和方式發(fā)生較大變化,人地關系日趨緊張,嚴重威脅區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務供給安全(楊伶等,2021)。然而,現(xiàn)有該區(qū)域研究多關注洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)(石憶邵和史東輝,2018)、長株潭城市群(歐陽曉等,2020)等下游社會經(jīng)濟發(fā)展速度較快地區(qū),對上游武陵山區(qū)、南嶺及幕阜山等經(jīng)濟發(fā)展水平較低區(qū)域關注較少,但由于流域生態(tài)系統(tǒng)服務的流動性特征,上游一方面為中下游地區(qū)供給生態(tài)系統(tǒng)服務,另一方面又因生態(tài)保護無法進行大規(guī)模開發(fā),勢必會增加流域內部經(jīng)濟發(fā)展不平衡,不利于流域生態(tài)保護與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。由此可見,無論是從推進長江經(jīng)濟帶高質量發(fā)展,還是流域生態(tài)補償標準制定、區(qū)際發(fā)展公平角度考慮,識別研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務供需狀況,優(yōu)化流域生態(tài)系統(tǒng)服務供需格局意義重大。
1.2 " 數(shù)據(jù)來源與預處理
本研究選取區(qū)縣級作為研究尺度,主要考慮縣級是空間管控中權力實施最集中、最基礎的層級(王新哲等,2020),且照顧到空間管控操作性、實施性及數(shù)據(jù)獲取的可能性。在研究時段上,基于土地利用數(shù)據(jù)特征及國家“十五”-“十三五”重大規(guī)劃實施下社會經(jīng)濟發(fā)展的階段性,選取2000年、2010年、2020年作為時間節(jié)點。研究所使用數(shù)據(jù)包括: 2000、2010、2020年30 m精度土地利用數(shù)據(jù),來自國家基礎地理信息中心GlobeLand30(http://globeland30.org/),參照《土地利用現(xiàn)狀分類》(全國國土資源標準化技術委員會,2017),采用ArcGIS10.2軟件分類成耕地、林地、草地、水域、建設用地、未利用地等6類用地,由于分類體系中建設用地提供的生態(tài)系統(tǒng)服務為0,因此不估算其價值;DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù),來自地理空間數(shù)據(jù)云平臺(http://www.gscloud.cn/);糧食數(shù)據(jù)(價格、產量、糧食CPI、播種面積),來自《全國農產品收益匯編》及各省統(tǒng)計年鑒;社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)(人口、GDP),來自《中國人口普查分縣資料》及各省、區(qū)縣統(tǒng)計年鑒及統(tǒng)計公報;行政邊界等基礎地理數(shù)據(jù),來自國家基礎地理信息中心(http://ngcc.sbsm.gov.cn/)。
1.3 " 生態(tài)系統(tǒng)服務供給價值測算
參考謝高地等(2008)制定的中國生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量表,構建洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務價值測度模型。由于1標準單位生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量定義為1 hm2全國農田糧食平均產量經(jīng)濟價值的1/7(謝高地等,2005),結合洞庭湖流域單位面積糧食產量和平均價格,同時考慮湖南省占洞庭湖流域面積80%以上,故采取湖南省生物量(1.95)進行修正(曹躍群等,2020),且為保證生態(tài)系統(tǒng)服務供給價值計算結果具有年際可比性,利用2000年為基期,采用糧食CPI修正生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量因子(王庭輝等,2021),最后得出洞庭湖流域單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務價值(表1)。此外,為避免研究區(qū)內各縣級行政區(qū)劃面積差異過大導致生態(tài)系統(tǒng)服務價值總量計算結果出現(xiàn)誤解,采取VPES(地均生態(tài)系統(tǒng)服務價值)反映區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值供給狀況,計算公式如下:
[VES=i=1nBi×Ui] " " " " " " " " " " " "①
[VPES=i=1nBi×Uii=1nBi] " " " " " " " " " " " " " ②
[S=VPES,A1-VPES,AVPES,A] " " " " " " " " " nbsp; " " " " ③
式中:VES為研究單元生態(tài)系統(tǒng)服務價值,單位為元/a;Bi為第i種土地利用類型面積,單位為hm2;Ui為研究單元第i項單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務價值系數(shù),單位為元/(hm2·a);VPES為研究單元地均VES,VPES,A與VPES,A1為研究單元A和A1時期地均VES,單位為萬元/( hm2·a);S為地均生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化率(%);n為區(qū)域土地利用類型數(shù)量。
1.4 " 生態(tài)系統(tǒng)服務需求測算
生態(tài)系統(tǒng)服務需求是指人類活動消耗生態(tài)系統(tǒng)服務數(shù)量(Villamagna et al,2013),從生態(tài)系統(tǒng)服務需求的驅動因素出發(fā),在參考前人研究基礎上(彭建等,2017),結合數(shù)據(jù)可獲取性,選取人類社會經(jīng)濟發(fā)展需求指標中GDP密度、人口密度與土地利用開發(fā)程度進行量化表征。此外,為消除地區(qū)間經(jīng)濟發(fā)展水平差異過大對結果產生的影響,借助取對數(shù)方法將其波動特征弱化,計算公式如下:
[IESD=D1×lgD2×lgD3] " " " " " " " " " " " ④
式中:[IESD]為生態(tài)系統(tǒng)服務需求指數(shù),D1為土地利用開發(fā)程度,即建設用地占總面積的比例,D2為人口密度,單位為人/km2,D3為地均GDP,單位為萬元/km2。
1.5 " 生態(tài)系統(tǒng)服務供需匹配關系構建
采用離差標準法將生態(tài)系統(tǒng)服務供需數(shù)據(jù)進行標準化消除量綱,以2000年計算結果為基期,將洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務供需劃分為5個等級,進而運用ArcGIS進行空間疊加分析,將同一研究單元供給和需求等級相匹配(王盈麗等,2021),確定生態(tài)系統(tǒng)服務供需關系為9種編碼模式(表2)。
2 " 結果與分析
2.1 " 洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務供給時空特征
2000-2020年洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務價值供給整體呈下降趨勢,20年共減少327.57億元(表3)。各用地類型面積依次為林地、耕地、草地、水域;各用地類型生態(tài)系統(tǒng)服務總供給依次為林地gt;耕地gt;水域gt;草地gt;未利用地,其中林地、耕地、水域是洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務的主要貢獻者,總占比超過95%。
從時間上來看,洞庭湖流域各時段總VES減少與各地類VES變化具有階段性特征,其中2000-2010年全流域VES下降了138.58億元,主要表現(xiàn)為耕地、林地、草地VES增加,而水域、未利用地所提供的VES下降;2010-2020年間全流域VES減少189.00億元,主要表現(xiàn)為耕地、林地、草地VES下降,水域、未利用地VES增加。
從空間上來看,2000-2020年洞庭湖流域地均生態(tài)系統(tǒng)服務供給空間格局較為穩(wěn)定,呈現(xiàn)出“東西高中間低”的U型格局(圖2),具體表現(xiàn)為:高供給區(qū)主要分布在洞庭湖流域東部羅霄-幕阜山區(qū)、西北武陵-雪峰山區(qū)、南嶺-桂北山區(qū)及東洞庭湖區(qū)等海拔較高、植被覆蓋較好的山地、丘陵地區(qū);中供給區(qū)則主要分布于丘陵山區(qū)與盆地平原的過渡地帶;低供給區(qū)則分布于衡邵盆地、長沙市區(qū)及洞庭湖區(qū)中部與西部區(qū)縣,多為人口稠密、地形平坦的平原、盆地地區(qū)。
從地均生態(tài)系統(tǒng)服務價值VPES變化率來看與上文所述各地類變化特征一致,2000-2010年洞庭湖流域VPES顯著降低的區(qū)域為洞庭湖周邊縣市,由于水域單位面積生態(tài)價值最高,因而圍湖造田將大量水域空間轉化為耕地,導致VPES顯著降低;洞庭湖流域中部帶狀區(qū)域則是VPES增加的區(qū)域,原因是湖南省自2002年起全面實行退耕還林還草政策,促使大量不適宜耕種的坡耕地、低產田轉變?yōu)榱值嘏c草地,提升了生態(tài)系統(tǒng)服務供給能力。2010-2020年顯著增加區(qū)域主要分布在洞庭湖流域西部、南部及北部區(qū)域,這得益于國家新一輪退耕還林還草還湖政策、重點生態(tài)保護功能區(qū)建設及全國重點生態(tài)保護與修復工程等一系列生態(tài)保護政策的實施與推進;而顯著降低區(qū)域則呈“點狀”分布于各市區(qū)及周邊縣區(qū),這是由于“十二五”“十三五”以來國民經(jīng)濟迅速發(fā)展與城鎮(zhèn)化快速推進,土地利用結構發(fā)生改變,城鎮(zhèn)建設用地擴張對其他用地造成脅迫,致使生態(tài)系統(tǒng)服務能力下降??傮w而言,2000-2020年洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務增長區(qū)域分布在流域上游的南嶺及武陵-雪峰山等“四水”源頭與東洞庭湖區(qū)域,而顯著減少區(qū)域則分布于流域下游的洞庭湖、長株潭周邊縣市及部分地市區(qū)。
2.2 " 洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務需求時空特征
從時間上來看,洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務需求整體呈上升趨勢,其中2000-2010年增速相對較慢,2010-2020年增長迅速,生態(tài)系統(tǒng)服務需求時空變化與流域內各省發(fā)展戰(zhàn)略密切關聯(lián)(圖3)。具體來看,2000-2010年由低需求上升到較低需求的縣區(qū)數(shù)量增長最為迅速,集中在洞庭湖流域東部地區(qū);2010-2020年生態(tài)系統(tǒng)服務需求呈現(xiàn)由市區(qū)為核心向周圍縣區(qū)遞減趨勢,同時低需求向較低需求轉變縣區(qū)連片向西、向南擴張趨勢明顯。
從空間上來看,2000與2010年中等以上需求縣區(qū)主要集中在洞庭湖流域中下游區(qū)域的長株潭與衡陽、岳陽、邵陽、常德、婁底、萍鄉(xiāng)部分縣區(qū);2020年中等以上需求縣區(qū)空間分布上呈現(xiàn)“長株潭與洞庭湖區(qū)聚集、其他市區(qū)零星分布”的特征,其中需求增長較快的縣區(qū)分布于“一體(長株潭-體化區(qū)域)一區(qū)(洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū))兩軸(萍鄉(xiāng)-長株潭-婁底-懷化-銅仁-凱里滬昆高鐵經(jīng)濟軸與京廣高鐵經(jīng)濟軸)”。
2.3 " 洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務供需匹配特征
研究期內洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務供需整體格局變化較小,但局部惡化趨勢明顯(圖4)。大部分區(qū)縣主要為H-L(高供給-低需求)、M-L(中供給-低需求)、L-L(低供給-低需求)、L-H(低供給-高需求)匹配模式,少部分縣區(qū)呈現(xiàn)M-M(中供給-中等需求)、H-M(高供給-中需求)、M-H(中供給-高需求)匹配模式,表明整體生態(tài)系統(tǒng)服務供需匹配狀況不理想,且供給高值區(qū)與需求高值區(qū)在空間上差異巨大。
從空間上來看,H-L類型主要分布于武陵山區(qū)、雪峰山、南嶺、羅霄山等海拔較高、植被覆蓋率高的山區(qū);M-L類型主要分布于懷化、張家界、衡陽、邵陽、婁底及洞庭湖西側低山丘陵區(qū);L-L類型分布在洞庭湖中部、衡邵盆地、湘西、黔東南等農業(yè)發(fā)展集中區(qū)縣;L-H類型主要分布在城市化發(fā)展速度較快的市區(qū)。由此可見,生態(tài)系統(tǒng)服務供需高值區(qū)存在明顯的空間錯位,部分地區(qū)供需匹配狀況處于極不協(xié)調狀態(tài),需要進行流域供需匹配生態(tài)管理分區(qū),并制定供需協(xié)調管理政策保障實施。
2.4 " 洞庭湖流域生態(tài)空間管理分區(qū)
2.4.1 " 生態(tài)分區(qū)依據(jù)與原則 " 由于生態(tài)系統(tǒng)服務具有上游流動到下游的定向性,加之生態(tài)系統(tǒng)服務的外部開放性(蘇芳等,2020),流域上、中、下游生態(tài)保護與社會經(jīng)濟發(fā)展之間矛盾日益突出,形成了“上游負擔、中下游受益”的不合理發(fā)展模式,因此生態(tài)分區(qū)目的在于協(xié)調流域上、中、下游關系,實現(xiàn)流域生態(tài)保護與社會經(jīng)濟發(fā)展雙贏。其中,流域上游高供給-低需求地區(qū)往往是生態(tài)系統(tǒng)服務供給源地,承擔著為中下游提供各項生態(tài)服務的重任,然而這類流域發(fā)源地多經(jīng)濟發(fā)展滯后,發(fā)展與保護關系較難平衡,顯然上游地區(qū)是流域社會經(jīng)濟發(fā)展中的“損益區(qū)”,中下游需要對其進行生態(tài)補償;中游地區(qū)作為協(xié)調上下游生態(tài)系統(tǒng)服務與生態(tài)紅利流動的重要通道,一方面接受上游供給的生態(tài)系統(tǒng)服務并傳遞到下游,另一方面承接下游的產業(yè)轉移,同時將生態(tài)紅利擴散到上游;下游低供給-高需求地區(qū)在發(fā)展過程中需要各方為其提供與傳遞優(yōu)質生態(tài)系統(tǒng)服務,是流域系統(tǒng)中的“受益區(qū)”,同時這類區(qū)域承載著帶動流域社會經(jīng)濟發(fā)展的重要使命,因此需要提供包括人才、資金、技術支持來帶動流域整體發(fā)展(圖5)。為此,根據(jù)洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務供需匹配特征,遵照生態(tài)區(qū)劃基本原則(董戰(zhàn)峰等,2017),結合研究區(qū)內各省《主體功能區(qū)劃》《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃》,將洞庭湖流域各區(qū)縣劃分為生態(tài)保育區(qū)、生態(tài)協(xié)調區(qū)、生態(tài)重構區(qū)、生態(tài)培育區(qū)。
生態(tài)保育區(qū)以H-L(高供給-低需求)類型為主,該區(qū)植被覆蓋率高、生態(tài)系統(tǒng)功能與結構都較為完善,供需處于高盈余狀態(tài),且位于“四水”上游,是洞庭湖流域重要的生態(tài)屏障與生態(tài)系統(tǒng)服務供給源地,同時區(qū)內人類活動與土地利用開發(fā)強度較低,生態(tài)系統(tǒng)服務需求較少。生態(tài)協(xié)調區(qū)以M-L(中供給-低需求)、M-M(中供給-中需求)、L-M(低供給-中需求)為主,該區(qū)域供需壓力相對較小,供需處于低盈余/低虧損狀態(tài),是洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務流動的重要通道。生態(tài)重構區(qū)主要以L-H(低供給-高需求)、H-M(高供給-中需求)、M-H(中供給-高需求)為主,該區(qū)地形平坦,人口、經(jīng)濟密度大、建設用地比重高,因而生態(tài)系統(tǒng)服務需求較大,供需關系處于虧損狀態(tài),且周邊區(qū)縣容易受到核心城區(qū)擴散效應影響。生態(tài)培育區(qū)主要以L-L(低供給-低需求)為主,該類區(qū)域多為傳統(tǒng)農業(yè)縣,區(qū)內地形平坦,生態(tài)本底較差,人地關系較為緊張,經(jīng)濟基礎相對薄弱,且生態(tài)系統(tǒng)服務供需處于低值均衡狀態(tài)。
2.4.2 " 構建協(xié)調的流域高質量發(fā)展路徑 " 為協(xié)調流域上中下游各主體生態(tài)保護責任,保障各自發(fā)展機會,推動流域生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟協(xié)同高質量發(fā)展,形成上中下游優(yōu)勢互補、協(xié)調聯(lián)動的發(fā)展新格局,本文從流域整體角度出發(fā),在協(xié)調機制上遵從“誰保護誰受益,誰破壞誰補償”的原則,建立健全跨省流域生態(tài)補償保障機制(鄧銘江等,2017);在生態(tài)建設上構建以“一湖三山四水”為骨架的“源地-廊道”網(wǎng)絡格局;在流域開發(fā)方式上依照不同區(qū)域生態(tài)與經(jīng)濟功能確定其發(fā)展方向及開發(fā)強度,并通過制度予以保障(圖6),具體建議對策如下。
生態(tài)保育區(qū)土地利用類型主要以林地、草地為主,生態(tài)本底好,自然資源豐富,但人才、資金、技術等發(fā)展要素缺乏,限制了本區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,因此該區(qū)域發(fā)展目標為保障流域中下游生態(tài)系統(tǒng)服務可持續(xù)供給,積極培育區(qū)域綠色經(jīng)濟增長點。具體措施包括:(1)嚴格禁止區(qū)域大規(guī)模開發(fā)建設,降低人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的干擾;(2)開展封山育林,防治水土流失,嚴守生態(tài)保護紅線,為中下游提供水源涵養(yǎng)、水土保持、美學等生態(tài)系統(tǒng)服務;(3)加強區(qū)際合作,實現(xiàn)區(qū)域產業(yè)優(yōu)勢互補,在為中下游經(jīng)濟發(fā)展提供原材料的同時,接受中下游人才、資金與技術輸入,補齊自身發(fā)展短板,因地制宜開展“水-田-坡-丘”治理開發(fā)一體的山區(qū)立體農業(yè)(胡江霞和羅玉龍,2021),打造一批綠色食品與藥材品牌;(4)完善基礎設施建設,加強自身造血功能,借助湘西濃厚少數(shù)民族文化以及湘贛邊區(qū)紅色旅游資源打造具有區(qū)域特色的文化旅游產業(yè);(5)制定與完善洞庭湖流域生態(tài)補償制度,探索構建環(huán)境權益交易市場,接受中下游生態(tài)補償。
生態(tài)協(xié)調區(qū)土地利用類型主要以林地、耕地為主,生態(tài)用地占比較大,是傳遞上游生態(tài)系統(tǒng)服務供給的重要通道,但該區(qū)也存在產業(yè)結構單一,經(jīng)濟發(fā)展動力不足的問題。本區(qū)發(fā)展方向應從流域生態(tài)協(xié)調視角出發(fā),一方面有計劃地退耕還林還湖,推進土地整治,建設水土保持林、農田防護林,增強森林涵養(yǎng)水源功能和碳匯功能,同時疏浚河道,提升河湖連通性,進而更好發(fā)揮其生態(tài)通道作用,增強協(xié)調上下游能力,保障生態(tài)系統(tǒng)服務供給流動暢通;另一方面,積極承接如礦產資源、中成藥、食品加工等下游產業(yè)轉移,將上游資源優(yōu)勢轉化為經(jīng)濟優(yōu)勢,同時為下游經(jīng)濟發(fā)展提供前端產品;此外發(fā)揮區(qū)域鐵路交通優(yōu)勢,加快人才、資金、信息向上游流動,為區(qū)域協(xié)調發(fā)展注入動力;最后,嚴格落實生態(tài)環(huán)境損害賠償制度,保障生態(tài)系統(tǒng)服務不受損害地流向下游。
生態(tài)重構區(qū)土地利用結構中建設用地占主導地位,區(qū)域產業(yè)結構以二、三產業(yè)為主,人口密集,經(jīng)濟發(fā)展水平高,人才、資金、技術、信息等要素較為充足,但生態(tài)環(huán)境受人類活動脅迫較大,城市生態(tài)問題嚴重,亟需緩解生態(tài)系統(tǒng)服務供需矛盾。因此,本區(qū)域一方面應以生態(tài)重構為主,重視調節(jié)服務及文化美學景觀功能提升,優(yōu)化城市土地利用格局,推進城市綠色基礎設施建設,提高綠地覆蓋率,同時培育城市生態(tài)節(jié)點,完善城市綠地生態(tài)網(wǎng)絡,推動“海綿城市”建設,增加城市生態(tài)系統(tǒng)服務供給(李蘭和李鋒,2018);另一方面嚴格控制人口增長,劃定城市增長邊界,鼓勵城鄉(xiāng)融合發(fā)展,推動產業(yè)結構優(yōu)化,淘汰高污染、高能耗產業(yè);此外,積極參與洞庭湖流域生態(tài)補償制度制定與協(xié)商,從資金、人才、技術等多方面為上中游地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展提供支持,促進流域高質量發(fā)展。
生態(tài)培育區(qū)土地利用類型主要以耕地為主,生態(tài)用地相對較少,區(qū)域產業(yè)結構中第一產業(yè)比例較大,為流域重要的糧食供給區(qū),同時區(qū)域面臨水資源需求量大、湖泊萎縮、糧食單產與種糧效益較低等問題,未來該區(qū)應加強河湖水系環(huán)境整治,堅持退田還湖還草,嚴格保護洞庭湖區(qū)濕地,恢復其涵養(yǎng)水源、調蓄洪水能力,保障長江流域下游地區(qū)生態(tài)安全;同時加大技術裝備、資金補貼投入,提高糧食和大宗農產品綜合生產能力,保障國家糧食安全;此外,減少農藥、化肥使用,加快發(fā)展綠色生態(tài)農業(yè),延長農產品深加工產業(yè)鏈,同時打造綠色農業(yè)品牌,提高農產品附加值;最后在制度上完善耕地補償保護與輪作休耕制度,推動高標準農田建設,保障農民生產積極性。
3 " 討論
(1)價值當量法在供給測算時雖無法揭示研究背后的生態(tài)學機理,但因計算簡便、數(shù)據(jù)需求較少,在面對較大尺度與數(shù)據(jù)缺乏區(qū)域的研究時具有較強適用性(張平等,2020),同時本文考慮地區(qū)差異與社會經(jīng)濟發(fā)展狀況,選擇生物量與糧食CPI動態(tài)修正當量因子,使研究結果更為準確,在價值系數(shù)與地均生態(tài)系統(tǒng)服務價值方面與已有研究成果(熊鷹等,2018;王盈麗等,2021)比較接近。研究發(fā)現(xiàn)2000-2020年洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務供給呈下降趨勢,且空間上呈現(xiàn)東西高中間低的U型格局,與前人采用InVEST模型法(陳萬旭等,2022)對相近區(qū)域所探究空間特征基本一致,在一定程度上說明本研究結果具有合理性及科學性。
(2)研究還發(fā)現(xiàn),洞庭湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務需求時空演化特征與流域內各省相應時段提出的“一點(長株潭地區(qū))一線(京廣經(jīng)濟帶)”“3+5城市群”戰(zhàn)略、洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)、“一核三極四帶多點”、貴州省黔中城市群、湖北省宜荊荊城市群等區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略高度關聯(lián),這些區(qū)域因區(qū)位、政策等因素驅動,人口、經(jīng)濟高度集中,導致生態(tài)系統(tǒng)服務需求增長迅速,這也說明從人口、GDP及土地利用開發(fā)程度3個指標來表征生態(tài)系統(tǒng)服務需求具有一定客觀性,但由于人類對于生態(tài)系統(tǒng)服務需求具有多重性,因此量化指標選取應從生態(tài)系統(tǒng)服務需求內涵上進一步突破。
(3)隨著國家生態(tài)文明戰(zhàn)略推進,如何踐行“綠水青山就是金山銀山”綠色發(fā)展理念成為熱點話題,而平衡生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展是關鍵,這也是生態(tài)系統(tǒng)服務管理研究所要解決的問題。本文基于數(shù)據(jù)可得性對縣域尺度下生態(tài)系統(tǒng)服務供需與空間管控關系進行分析,雖有利于管控措施實施,但不能揭示縣域內部空間差異,未來需進一步開展與柵格尺度的對比研究,探究不同尺度下生態(tài)系統(tǒng)服務供需特征及空間管控差異與共性,從而在空間管制措施制定時更有針對性,進一步提升研究科學性。此外,此類基于供需匹配的流域生態(tài)系統(tǒng)服務區(qū)際協(xié)調研究,今后還需加強與制度經(jīng)濟學、管理學的跨學科研究,從制度層面討論如何保障生態(tài)系統(tǒng)服務的區(qū)際流動及價值認定,除了協(xié)調區(qū)內經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)保護,還需制定區(qū)際生態(tài)價值體量與經(jīng)濟增長規(guī)?;フJ、互通機制,以此提高區(qū)際協(xié)調的可操作性。
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(責任編輯 " 熊美華)
Inter-regional Coordination of Ecosystem Services in the Dongting Lake Basin Based on Supply-Demand Matching
YANG Bin‐cheng1, ZHANG Jia‐qi1, LUO Wei‐cong1, HUANG Dong‐jiao2
(1. College of Geography and Tourism,Hengyang Normal University,Hengyang " 421002,P.R. China;
2. Middle School of Guangzhou Huangpu Military Academy, Guangzhou " 570100, R.R. China)
Abstract: In this study, the Dongting Lake basin was selected for study, and we carried out a quantitative assessment of ecosystem services in the Dongting Lake basin over 20 years (2000-2020) using the value quantity method. The spatio-temporal evolution and spatial matching of ecosystem service supply and demand were then "analyzed from a watershed perspective. Finally, ecological zoning, and coordinated management and control strategies for ecosystem services in the Dongting Lake basin were recommended based on the results. This research was carried out at the scale of district or county, and land use, digital elevation models (DEM), grain, and socio-economic data for 2000, 2010 and 2020 were used to calculate the value of ecological services. Five levels of supply-demand matching were devised, and supply-demand relationships of ecological services for each district or county were analyzed using ArcGIS spatial overlays. Results show: (1) The land use types in the Dongting Lake basin included forest, farmland, water, grassland, construction land, and unused land. The ecological service value of the Dongting Lake basin decreased over the period 2000-2020, with a total decrease of 32.757 billion yuan. Forest, farmland and water were the primary providers of ecological services, exceeding 95% of the total value. Spatially, the areas with high ecological service values in the basin were distributed in mountainous and hilly regions, while the high-demand areas were concentrated in the densely populated plains and valleys. There was a significant spatial mismatch between supply and demand, with a high degree of overlap between areas of rapidly decreasing supply and rapidly growing demand. This indicates a continuing and prominent spatial deficit in ecological services in the region, and an urgent need for coordinated management of ecosystem services within the basin. (2) There were three primary ecosystem service matching patterns in the study area: high supply-low demand, medium supply-low demand, and low supply-high demand, again indicating the necessity of coordinating the overall supply and demand of ecosystem services within the watershed. (3) Based on the results summarized above, coordinated, inter-regional management strategies were developed and put forward to establish new development patterns featuring complementary advantages and coordinated linkages among the upstream, midstream, and downstream areas to achieve coordinated, high-quality development of the ecological environment and socio-economy within the basin.
Key words:ecosystem services; supply and demand matching; ecological zoning management; Dongting Lake basin