2000-2020年山西省寧武縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空動(dòng)態(tài)研究

王 茹,張先平*,張曉玲,張抗萍,郝凱婕,李曉迪

(1.太原學(xué)院 園林科研所,山西 太原 030032;2.山西省林業(yè)和草原科學(xué)研究院,山西 太原 030012;3.山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 林學(xué)系,山西 太原 030009)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城鎮(zhèn)化已經(jīng)成為改變?nèi)蛏鷳B(tài)空間的主要驅(qū)動(dòng)因素,生態(tài)空間與結(jié)構(gòu)的改變通常使自然生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯せ虬肴斯ど鷳B(tài)系統(tǒng),生態(tài)空間的改變直接影響區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,同時(shí)加劇了自然生態(tài)、社會(huì)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)生態(tài)三者之間的矛盾[1]。生態(tài)系統(tǒng)的供給、調(diào)節(jié)、支持和文化生態(tài)服務(wù)功能是人類賴以生存與可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)[2]。面對(duì)全球生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)的多種問(wèn)題,我國(guó)將生態(tài)文明建設(shè)上升為國(guó)家戰(zhàn)略,生態(tài)保護(hù)修復(fù)相關(guān)理論與實(shí)踐研究也成為關(guān)注的熱點(diǎn)[3]。開(kāi)展區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ecosystem services value,ESV)評(píng)估也成為維護(hù)生物多樣性[4]、構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局[5]的重要組成內(nèi)容。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估是通過(guò)貨幣的形式量化生態(tài)效益[6-7],直觀反映研究區(qū)域生態(tài)現(xiàn)狀的優(yōu)劣及其變化特征[8]。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)ESV的估算方法分為2類:一類是單位面積服務(wù)價(jià)值功能價(jià)格法,該方法涉及的參數(shù)多且標(biāo)準(zhǔn)難統(tǒng)一,計(jì)算過(guò)程也較為復(fù)雜[9];另一類是基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子法[10],該方法直觀易用,適用于大尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估。在以往的研究中,ESV評(píng)估指標(biāo)體系與方法被廣泛應(yīng)用于不同尺度行政區(qū)域[11-12]、城市群[13]、生態(tài)系統(tǒng)類型[14-15]、地貌[16-17]、流域[18]、職能城市[19]的ESV估算。

寧武縣既是煤炭等礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量豐富的縣區(qū),也是汾河的發(fā)源地,同時(shí)又是山西省“山水林田湖草”生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程的試點(diǎn)區(qū),對(duì)其開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空動(dòng)態(tài)研究,可以揭示近年來(lái)生態(tài)保護(hù)修復(fù)相關(guān)工作成效,進(jìn)一步準(zhǔn)確識(shí)別生態(tài)修復(fù)空間,對(duì)推進(jìn)構(gòu)建“山水林田湖草”一體化的生態(tài)安全格局具有重要的戰(zhàn)略意義和科學(xué)價(jià)值。

1 研究區(qū)概況

寧武縣(111°50′-112°37′E、38°31′-39°8′N),隸屬于山西省忻州市,位于呂梁山脈北端,總面積為1 987.7 km2,管轄范圍共包含4個(gè)鎮(zhèn)、10個(gè)鄉(xiāng)(圖1)。寧武縣屬溫帶大陸性氣候,山區(qū)多雨,其他地區(qū)雨量偏少。區(qū)內(nèi)多山,平均海拔約2 000 m,地勢(shì)中部較低,東西兩側(cè)較高。地帶性植被為暖溫帶落葉闊葉林,中高山區(qū)為以華北落葉松和云杉為優(yōu)勢(shì)種的寒溫性針葉林[20-21]。

圖1 寧武縣在山西的位置

2 材料與方法

基于謝高地等[10]單位面積價(jià)值當(dāng)量因子法,整合統(tǒng)計(jì)寧武縣5期(2000、2005、2010、2015、2020年)土地覆被面積,根據(jù)公式計(jì)算寧武縣ESV,并從時(shí)空2個(gè)維度分析其變化特征,揭示其主要影響因素。

(1)

(2)

式中,ESV為寧武縣一期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值;ESVj為j類土地覆被類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值;Mj為j類土地覆被類型面積(hm2);Kij為j類土地覆被類型i種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位價(jià)值。

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

原始數(shù)據(jù)分為土地覆被類型、高程(DEM)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)4部分。5期土地覆被類型數(shù)據(jù)來(lái)源于地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)、國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心全球地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)網(wǎng)站(DOI:10.11769)以及歐洲太空署全球陸地覆蓋數(shù)據(jù),整合為100 m精度土地覆被類型,分為6個(gè)一級(jí)地類和10個(gè)二級(jí)地類(圖2)。DEM數(shù)據(jù)來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云ASTER GDEM 30 m分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局。社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)糧食年鑒》《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》《山西省統(tǒng)計(jì)年鑒》和中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心。

圖2 研究區(qū)示意圖(2020年土地覆被類型數(shù)據(jù))

2.2 ESV單位面積價(jià)值當(dāng)量因子法

依據(jù)千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估的方法,將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)4大類,11小類。采用謝高地等[10]的方法,將1 hm2農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食作物生產(chǎn)的凈利潤(rùn)作為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量。根據(jù)2000、2005、2010、2015年4期山西省小麥、玉米和大豆三大糧食主產(chǎn)物相應(yīng)統(tǒng)計(jì)資料以及全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益情況,計(jì)算不同時(shí)期1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量,取4期均值[8],即1 022.06元·hm-2。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)謝高地等[10]2015年改進(jìn)后的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表與寧武縣地類整合情況,計(jì)算寧武縣不同類型生態(tài)系統(tǒng)單位面積ESV(表1)。

2.3 空間自相關(guān)與熱點(diǎn)分析方法

利用ArcGIS 10.5軟件Global Moran'sI和Getis-Ord Gi*命令進(jìn)行寧武縣ESV空間變化特征分析。Global Moran'sI[22]指數(shù)主要用于分析要素值的整體空間自相關(guān)性,指數(shù)范圍為[-1,1],指數(shù)值為正則指示聚集趨勢(shì),指數(shù)值為負(fù)則指示離散趨勢(shì)。在研究中能夠判別寧武縣ESV空間變化聚集或離散特征。Getis-Ord Gi*用于分析要素值的空間聚集程度,在研究中用來(lái)識(shí)別ESV變化值在空間上增加或是減少密集區(qū)[22],熱點(diǎn)區(qū)表示空間上ESV增加的聚集區(qū),冷點(diǎn)區(qū)表示空間上ESV減少的聚集區(qū)。

2.4 Pearson相關(guān)系數(shù)分析法

Pearson相關(guān)系數(shù)是度量?jī)勺兞恐g線性相關(guān)程度的方法,相關(guān)性系數(shù)為[-1,1]。通過(guò)Pearson相關(guān)系數(shù)分析不同社會(huì)、自然要素與寧武縣ESV之間的相關(guān)程度[8]。

3 結(jié)果與分析

3.1 2000-2020年間寧武縣ESV時(shí)間變化規(guī)律

3.1.1 寧武縣5期年均ESV 寧武縣5期的年均ESV為169 032.41萬(wàn)元。20 a間一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)均值中(圖3),調(diào)節(jié)服務(wù)ESV最高,達(dá)到107 555.38萬(wàn)元,文化服務(wù)ESV最低,為7 819.28萬(wàn)元。二級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中(圖4),氣候調(diào)節(jié)ESV最高,為43 695萬(wàn)元;維持養(yǎng)分循環(huán)ESV最低,為1 776.87萬(wàn)元。

圖3 寧武縣2000-2020年一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型年均ESV

3.1.2 寧武縣5期ESV年際動(dòng)態(tài) 從寧武縣5期ESV總值年際變化來(lái)看,寧武縣ESV總值呈現(xiàn)下降-上升-下降-上升的波動(dòng)性變化(圖5)。2005-2010年,寧武縣ESV總值變化幅度最小,雖呈現(xiàn)上升趨勢(shì),但上升幅度僅為0.92%,2015-2020年寧武縣ESV總值變化幅度最大,上升幅度達(dá)到19.35%;2020年ESV比2000年增加了5.80%。

圖5 寧武縣5期ESV總值動(dòng)態(tài)

寧武縣一級(jí)ESV 5期的變化趨勢(shì)一致(圖6),其中,變化幅度最大的是2010-2015年,供給服務(wù)的ESV下降32.87%。寧武縣11類二級(jí)ESV5期年際變化(圖7):2000-2005年11類ESV都呈下降趨勢(shì),其中水資源供給下降幅度最大,為5.77%。2005-2010年,寧武縣11類二級(jí)ESV都呈現(xiàn)上升趨勢(shì),上升幅度都在1.8%以內(nèi)。2010-2015年,寧武縣11類二級(jí)生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)都呈下降趨勢(shì),其中食物生產(chǎn)減幅最大,為54.08%;水資源供給減幅最小,幾乎為0。2015-2020年,寧武縣11類二級(jí)ESV全面呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

圖6 寧武縣2000-2020年一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型ESV年際變化率

圖7 寧武縣2000-2020年二級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型ESV年際變化率

3.2 2000-2020年間寧武縣ESV空間變化規(guī)律

3.2.1 寧武縣14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)20 a ESV變化情況 14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中,涔山鄉(xiāng)年均ESV最高,為30 484.26萬(wàn)元;石家莊鎮(zhèn)年均ESV最低,為4 090.24萬(wàn)元(表2)。研究初期與末期ESV對(duì)比,石家莊鎮(zhèn)ESV下降幅度最大,為25.73%;迭臺(tái)寺鄉(xiāng)上升幅度最大,為45.42%。14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)5期ESV都呈現(xiàn)波動(dòng)變化,其中2015-2020年都為上升趨勢(shì),除陽(yáng)方口鎮(zhèn)外(上升1.8%),漲幅都超過(guò)10%。鳳凰鎮(zhèn)是唯一2005-2020年呈現(xiàn)3期連續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)的地區(qū),石家莊鎮(zhèn)是唯一2000-2015年3期呈現(xiàn)連續(xù)下降趨勢(shì)的地區(qū)。

表2 14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)5期ESV變化情況

3.2.2 寧武縣14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)20年ESV值空間分布格局 通過(guò)ArcGIS 10.5軟件生成1.2 km×1.2 km網(wǎng)格,基于網(wǎng)格分析寧武縣ESV高低值的具體空間方位(圖8)。5期寧武縣ESV空間分布特征較為一致:ESV高值集中在涔山鄉(xiāng)全境,東寨鎮(zhèn)中部及西部、西馬坊鄉(xiāng)中部及西部、新堡鄉(xiāng)西部、化北屯鄉(xiāng)西部以及薛家洼鄉(xiāng)中部和東南部。ESV低值集中在東寨鎮(zhèn)東部、西馬坊鄉(xiāng)東部、新堡鄉(xiāng)東部、石家莊鎮(zhèn)全境、陽(yáng)方口鎮(zhèn)全境、鳳凰鎮(zhèn)中部、化北屯鄉(xiāng)東部和中部、東馬坊鄉(xiāng)東部和南部。

圖8 寧武縣2000-2020年ESV空間分布

3.2.3 寧武縣14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)20 a ESV變化冷熱點(diǎn)空間分布 利用ArcGIS 10.5軟件Global Moran'sI命令對(duì)2000-2005、2005-2010、2010-2015、2015-2020、2000-2020年5期的研究區(qū)ESV空間變化值分布特征進(jìn)行分析。5期ESV變化的Global Moran'sI指數(shù)均>0.5,說(shuō)明寧武縣ESV在空間上增減值呈現(xiàn)空間聚集分布格局。利用ArcGIS 10.5軟件Getis-Ord Gi*命令對(duì)研究區(qū)每2期ESV空間變化進(jìn)行分析(圖9)。2000-2005年研究區(qū)ESV變化以冷點(diǎn)區(qū)為主,占研究區(qū)總面積的6.53%,主要集中于陽(yáng)方口鎮(zhèn)中部、鳳凰鎮(zhèn)中部以及石家莊鎮(zhèn)。2005-2010年ESV變化以熱點(diǎn)區(qū)為主,占研究區(qū)總面積的5.92%。2010-2015年ESV變化冷點(diǎn)區(qū)占比較大,為13.19%,主要集中在涔山鄉(xiāng)西部、中部以及東寨鎮(zhèn)、西馬坊鄉(xiāng)與化北屯鄉(xiāng)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)交界處。2015-2020年ESV變化熱點(diǎn)區(qū)占比較大,為14.03%,主要集中在涔山鄉(xiāng)西部及北部、化北屯鄉(xiāng)東北部、東寨鎮(zhèn)與化北屯鄉(xiāng)交界處。2000-2020年研究初末2期ESV變化冷點(diǎn)區(qū)、熱點(diǎn)區(qū)占比較平均,分別占研究區(qū)總面積的10.14%、9.30%。冷點(diǎn)區(qū)分布更為集中,主要在鳳凰鎮(zhèn)與陽(yáng)方口鎮(zhèn)交界、石家莊鎮(zhèn)。

熱點(diǎn)區(qū)表示ESV增加聚集區(qū);冷點(diǎn)區(qū)表示ESV較少聚集區(qū)

3.3 ESV變化影響因素分析

通過(guò)相關(guān)性分析,探析各類土地覆被類型對(duì)寧武縣ESV影響程度,并選取了人口密度、GDP 2個(gè)社會(huì)因素以及DEM、坡度、氣溫、降水4個(gè)自然因素與ESV總值、4個(gè)一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型ESV進(jìn)行相關(guān)程度分析。針葉林在寧武縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中起著不可替代的作用,針葉林ESV與寧武縣ESV總值及4類一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型ESV的相關(guān)度最高,都>0.8。人口密度、GDP 2個(gè)社會(huì)因素與ESV都呈負(fù)相關(guān),但相關(guān)性較小。在一定程度上,GDP增加、人口增長(zhǎng)會(huì)增加城鎮(zhèn)建設(shè)面積,建設(shè)面積的增加會(huì)降低ESV。寧武縣20 a內(nèi)人口增加并不明顯,所以對(duì)ESV總值產(chǎn)生影響較小。DEM、坡度、降水與ESV呈明顯正相關(guān)。DEM越高、坡度越陡,ESV越高,兩者對(duì)人類活動(dòng)內(nèi)容、范圍與強(qiáng)度有較大限制影響,DEM、坡度高值區(qū)其土地覆被類型是單位面積ESV較高的針葉與闊葉林地;單位面積ESV較低的裸地分布在DEM、坡度低值區(qū)。4期降水量為寧武縣正常年份降水量,在此范圍內(nèi)降水量高有利于植被生長(zhǎng),進(jìn)而提升ESV。氣溫與寧武縣ESV呈明顯負(fù)相關(guān),氣溫變化能夠影響植被長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)而影響其覆蓋程度,寧武縣林地類型中寒溫性針葉林占比較大(除2020年),溫度持續(xù)升高會(huì)影響寒溫性針葉林生長(zhǎng)。

4 討論

4.1 寧武縣近20 a ESV時(shí)間變化規(guī)律

從縣域整體ESV在研究時(shí)段的變化趨勢(shì)看,2000-2015年前3段是呈下降趨勢(shì)的,2010年略有上升,但幅度不大,2020年整體大幅度提升。2020年ESV提升的原因是4類一級(jí)生態(tài)服務(wù)功能都有較大幅度增加,按照貢獻(xiàn)大小排序?yàn)檎{(diào)節(jié)服務(wù)(20.23%)>文化服務(wù)(18.63%)>支持服務(wù)(18.36%)>供給服務(wù)(14.56%),究其原因?qū)幬淇h“十三五”期間實(shí)施了多項(xiàng)生態(tài)治理工程,延續(xù)退耕還林、天然林保護(hù)、三北防護(hù)林以及省級(jí)造林綠化工程,并大力推行汾河中上游山水林田湖草生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)工程,取得顯著成效。表明多項(xiàng)生態(tài)修復(fù)工程的實(shí)施,使得寧武縣整體生態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)功能如水文調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)功能大幅提升;由于旅游業(yè)的快速發(fā)展,研究區(qū)域文化服務(wù)功能也快速增強(qiáng);而土壤保持、維持養(yǎng)分循環(huán)和生物多樣性等表征生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)功能的價(jià)值也在提升;對(duì)于供給服務(wù)中二級(jí)ESV的增加排序?yàn)樵仙a(chǎn)(18.26%)>水資源供給(15.81%)>糧食生產(chǎn)(7.60%),表明寧武縣作為汾河發(fā)源地,其水資源供給能力還有較大提升空間,該區(qū)域尚需加大礦產(chǎn)資源開(kāi)采整治力度,減少對(duì)地下水資源的破壞和浪費(fèi);繼續(xù)提升縣域森林覆蓋面積和森林質(zhì)量,從而增強(qiáng)其水源涵養(yǎng)服務(wù)功能。2015年之前寧武縣整體生態(tài)服務(wù)功能是呈下降趨勢(shì)的,且2015下降幅度較大,究其原因,“十二五”期間退耕還林(草)工程和天然林保護(hù)工程的實(shí)施,導(dǎo)致糧食生產(chǎn)(-54.08%)、原料生產(chǎn)(-24.74%)減少,且在各類生態(tài)工程實(shí)施的初期,其生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尚不完善,相應(yīng)的調(diào)節(jié)和支持服務(wù)功能也較弱。2000-2020年寧武縣ESV變化趨勢(shì)、各期ESV評(píng)估數(shù)據(jù)量級(jí)與康曉云[23]、高婧等[24]、陳美娟等[25]的研究結(jié)果一致,但同一研究時(shí)期評(píng)估的結(jié)果存在差異。說(shuō)明在研究過(guò)程中單位面積價(jià)值當(dāng)量應(yīng)用不一致、土地覆被類型解譯偏差、土地覆被類型整合數(shù)據(jù)不一致對(duì)ESV變化趨勢(shì)影響較小,對(duì)具體數(shù)值有影響。

4.2 寧武縣近20 a ESV空間變化規(guī)律

從寧武縣14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)近20 a的ESV均值來(lái)看,總體比較高的是涔山鄉(xiāng),大小順序?yàn)殇股洁l(xiāng)(30 484.26萬(wàn))>東寨鎮(zhèn)(24 008.22萬(wàn)元)>西馬坊鄉(xiāng)(18 204.38萬(wàn)元)>化北屯鄉(xiāng)(12 592.95萬(wàn)元)>薛家洼鄉(xiāng)(11 867.39萬(wàn)元),前4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于縣域西南方向,基本處于管涔山山脈海拔較高的山區(qū),薛家洼鎮(zhèn)位于縣域東北方向的山區(qū),且這5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的國(guó)土面積相對(duì)較大;而ESV比較低的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是石家莊鎮(zhèn),大小順序?yàn)槭仪f鎮(zhèn)(4 090.24萬(wàn)元)<圪廖鄉(xiāng)(4 583.42萬(wàn)元)<陽(yáng)方口鎮(zhèn)(5 372.90萬(wàn)元),這3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于縣域平緩的區(qū)域,且國(guó)土面積較小。國(guó)土面積較大、ESV居中的是鳳凰鎮(zhèn)、余莊鄉(xiāng),這2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于恢河流域,地勢(shì)平坦,人口密度相對(duì)較大,生態(tài)修復(fù)難度較大。生態(tài)修復(fù)空間較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是東馬坊鄉(xiāng)、懷道鄉(xiāng)和迭臺(tái)寺鄉(xiāng)。

縣域內(nèi)14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)20 a的ESV分布格局整體上呈聚集分布,高值主要集中在管涔山脈西側(cè),這是縣域乃至汾河的重要生態(tài)屏障,對(duì)于構(gòu)建縣域乃至汾河源頭生態(tài)安全格局具有重要價(jià)值,應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)和生態(tài)修復(fù);低值分布在汾河下游和恢河流域,是主要的生活和生產(chǎn)空間,應(yīng)適度控制。研究時(shí)段內(nèi)ESV變化冷熱點(diǎn)空間分布顯示,4個(gè)時(shí)段的熱點(diǎn)區(qū)呈穩(wěn)步增加的趨勢(shì),表明各類生態(tài)修復(fù)工程的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能正在逐漸提升。

4.3 ESV影響因素分析

寧武縣ESV分別與土地覆被類型、4個(gè)自然因素和2個(gè)社會(huì)因素進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果顯示針葉林與其相關(guān)性較高(相關(guān)系數(shù)0.924),其次是灌木(相關(guān)系數(shù)0.540)和灌草(相關(guān)系數(shù)0.539);4個(gè)自然因素中,坡度、降水及高程與ESV呈顯著正相關(guān),氣溫呈顯著負(fù)相關(guān);2個(gè)社會(huì)因素(人口密度與GDP)與ESV呈負(fù)相關(guān),但不顯著。這意味著寧武縣域內(nèi)針葉林的質(zhì)量與面積對(duì)提升整體ESV意義重大,灌木、灌草植被及濕地等也對(duì)提升整體ESV起重要作用。自然因素中高程、坡度與ESV值的相關(guān)性表明,高海拔、陡坡地段限制了土地利用方式和人類活動(dòng)強(qiáng)度,保護(hù)了生態(tài)系統(tǒng),提升其生態(tài)服務(wù)功能;降水與溫度影響植被生產(chǎn)力,進(jìn)而影響其生態(tài)功能,值得注意的是,溫度上升,全球變暖,不利于寒溫性針葉林的生長(zhǎng)。

5 結(jié)論

20 a間寧武縣年均ESV總值為169 032.41萬(wàn)元,供給服務(wù)ESV最高,為107 555.38萬(wàn)元;5期ESV總值呈現(xiàn)下降—上升—下降—上升的波動(dòng)性變化,但研究末期比初期ESV增加了5.80%,說(shuō)明近年來(lái)寧武縣生態(tài)修復(fù)工程取得了一定的效益,且調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)和支持服務(wù)的提升幅度較供給服務(wù)大。

14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)年均ESV最高為涔山鄉(xiāng)30 484.26萬(wàn)元,最低為石家莊鎮(zhèn)4 090.24萬(wàn)元;14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)2015-2020年都為上升趨勢(shì),除陽(yáng)方口鎮(zhèn)外,增加比例都超過(guò)10%,2015-2020年5 a來(lái)全縣都注重生態(tài)的保護(hù)與修復(fù)且都取得一定成效。14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)20 a的ESV呈明顯的聚集分布格局,高值主要分布在管涔山西側(cè)和東北部的禪房山區(qū),低值分布在恢河流域和汾河下游,生態(tài)修復(fù)空間較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是位于中部的迭臺(tái)寺鄉(xiāng)和東部的東馬坊鄉(xiāng)、懷道鄉(xiāng)。東西兩側(cè)的山區(qū)對(duì)于構(gòu)建全縣生態(tài)安全格局有重要意義,需在已有基礎(chǔ)上持續(xù)提升總體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。

研究時(shí)段內(nèi)ESV變化冷熱點(diǎn)空間分布顯示,4個(gè)時(shí)段的熱點(diǎn)區(qū)呈穩(wěn)步增加的趨勢(shì),表明各類生態(tài)修復(fù)工程的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能正在逐漸提升。冷點(diǎn)區(qū)分布主要集中在鳳凰鎮(zhèn)、陽(yáng)方口鎮(zhèn)和石家莊鎮(zhèn)這些地勢(shì)平坦、交通便利的地方,冷點(diǎn)區(qū)的生態(tài)修復(fù)空間與生產(chǎn)生活空間矛盾依然突出。

針葉林、灌木、灌草、濕地這4類土地覆被類型對(duì)寧武縣ESV提升有重要意義,針葉林影響最大。人口密度、GDP與寧武縣ESV呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),但相關(guān)性較低;自然因素對(duì)寧武縣ESV影響更大,原因是高程、坡度限制了人類對(duì)土地的利用方式與開(kāi)放強(qiáng)度,從而影響土地覆被類型,而氣溫與降水能夠影響植被生產(chǎn)力,溫度增加,全球變暖不利于寒溫性針葉林生長(zhǎng),這一問(wèn)題有待于進(jìn)一步深入研究。