不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡空間異質(zhì)性及其驅(qū)動因素
--以川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶為例

殷允可,李昊瑞,張 銘,王良杰,*,姜 姜

1 南京林業(yè)大學(xué)南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心,南京 210037 2 江蘇省水土保持與生態(tài)修復(fù)重點實驗室,南京 210037

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指人類在生態(tài)系統(tǒng)中直接或間接獲取的利益,其相互作用、相互聯(lián)系,是人類發(fā)展的基本條件之一[1]。在一定尺度下,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間并非完全獨立,而是以多種復(fù)雜方式相互作用[2],此消彼長的權(quán)衡是其中的典型關(guān)系[3]。隨著人類活動與生態(tài)保護(hù)矛盾日益凸顯,探究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系已成為當(dāng)前生態(tài)學(xué)研究的核心議題之一[4]。張文靜等[5]通過探討不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時空變化及其權(quán)衡關(guān)系,表明不同區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡差異明顯。Qiu等[6]研究指出農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在不同氣候區(qū)呈現(xiàn)不同的變化趨勢,亞熱帶和暖溫帶地區(qū)作物生產(chǎn)與土壤保持的權(quán)衡顯著高于中溫帶地區(qū)。汪曉珍等[7]研究發(fā)現(xiàn)黃土高原地區(qū)土壤保持與水源涵養(yǎng)為協(xié)同關(guān)系,固碳與水源涵養(yǎng)為權(quán)衡關(guān)系,但在干旱氣候區(qū)和半濕潤氣候區(qū)土壤保持和水源涵養(yǎng)呈權(quán)衡關(guān)系,而在高原氣候區(qū)和半濕潤氣候區(qū)固碳與水源涵養(yǎng)為協(xié)同關(guān)系。雖然許多研究探討了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系的時空變化,然而在不同氣候區(qū),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系是否一致,目前研究還不夠深入。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的驅(qū)動因素由自然、社會因素組成[8]。自然因素主要包括氣候、地形、植被等[9]。社會因素可分為直接因素和間接因素兩大類,前者包括人口變化、技術(shù)發(fā)展、GDP、政治政策等;后者包括城市化進(jìn)程、土地利用集約化程度、土地所有權(quán)、土地投入等[10]。國內(nèi)外學(xué)者在研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)驅(qū)動因素時,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)水量受相對濕度、降雨等自然因素的影響較大[11],固碳和生境質(zhì)量與土地利用、覆被類型、溫度和坡向關(guān)系密切[12],降水和植被覆蓋度與土壤保持服務(wù)呈正相關(guān)關(guān)系[13]。方露露等[14]研究了長江、黃河流域的氣候變化、土地利用變化以及人類活動等因素對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響,結(jié)果表明,在長江地區(qū)氣溫升高增加了土壤的固碳能力,而在黃河地區(qū)則不明顯;在長江和黃河區(qū)域,降水和土壤侵蝕之間存在著明顯的協(xié)同關(guān)系。此外,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的驅(qū)動因素也是眾多學(xué)者研究對象,陳田田等[15]在西南地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)其主導(dǎo)因素是降水量、坡度和GDP,而植被覆蓋是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)協(xié)同關(guān)系變化的主導(dǎo)因子。Qiang等[16]在安塞流域的研究指出海拔高度對土壤保持和土壤含水量的權(quán)衡關(guān)系具有主導(dǎo)影響,坡度和坡位次之。張弛等[17]分析了珠江三角洲地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系,在小尺度上,地形因子是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的決定因素,而在大尺度上,氣候因子、景觀因子為主要因素。雖然,已有研究分析了不同空間尺度下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的驅(qū)動因素,但對不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系的驅(qū)動機制是否一致,還需進(jìn)一步探究。

川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶是我國地勢第一階梯向第二階梯過渡區(qū)域,其特殊的地理位置、豐富的自然資源使其成為國家重要的生態(tài)安全屏障[18]。目前已有學(xué)者開展了川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究[19-21]。探索了川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶產(chǎn)水量、土壤保持和固碳的權(quán)衡關(guān)系,表明產(chǎn)水量與固碳為權(quán)衡關(guān)系,土壤保持與固碳,土壤保持與產(chǎn)水量為弱協(xié)同關(guān)系。然而,這些研究多集中于生態(tài)屏障帶整體的權(quán)衡關(guān)系和驅(qū)動機制,對不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡強弱空間變化及其驅(qū)動機制的研究鮮見報道。因此,本研究以川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶為研究區(qū)域,采用InVEST模型、CASA模型評估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布特征,并采用地理探測器分析川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶生態(tài)系統(tǒng)服權(quán)衡強弱變化的空間異質(zhì)性及其在不同氣候區(qū)驅(qū)動的差異性,研究結(jié)果可為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)高效管理提供參考。

1 研究區(qū)概況

川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶(24°40-34°55′N,98°40′-108°20′E)包括了云南、四川、甘肅、陜西、山西、寧夏等6個省(區(qū)),面積約為41萬平方千米(圖1)[21]。川滇地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候,降水多集中在夏季,年降水量達(dá)1000mm以上,氣溫年較差大;該區(qū)域土壤以紅壤、黃壤為主,植被類型豐富,以常綠闊葉林為主,糧食作物以水稻為主。黃土高原生態(tài)屏障區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候,年均降水量在150-750mm,降水時空差異較大;該區(qū)域土壤以黃土為主,區(qū)域內(nèi)植被覆蓋率低,天然次生林和草地面積少[22]。

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 Location of the study area

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)包括五大類:土地利用/覆被數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型(DEM)、土壤數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)(表1)。

表1 本文使用的主要數(shù)據(jù)來源Table 1 Main date sources in this study

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評估方法

川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶水土流失嚴(yán)重,是中國退耕還林還草的重點區(qū)域,其中黃土高原是中國典型干旱區(qū),地貌類型復(fù)雜多樣,土質(zhì)疏松,水資源需求量大,是生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)[21-22]。因此,選取產(chǎn)水量、固碳、土壤保持為主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究對象。

2.2.1產(chǎn)水量(Water Yield,WY)

選用InVEST模型[23]模擬流域產(chǎn)水量,產(chǎn)水量基于水量平衡原理和Budyko曲線,公式如下:

(1)

式中,Y(x)為研究區(qū)每個柵格單元的年產(chǎn)水量;AET(x)為每個柵格單元的年實際蒸散量;P(x)為每個柵格單元的年降水量,單位均為mm。

其中:實際蒸散量與降水量比值A(chǔ)ET(x)/P(x)的計算,同樣基于Budyko水熱耦合平衡假設(shè)公式。

(2)

式中,Rxj定義為蒸散發(fā)與降水量的比值,是LULCj下像元x的無量綱Budyko干燥指數(shù),ωx為植物有效水系數(shù),是一個非線性函數(shù)描述自然氣候-土壤特性的物理參數(shù)[24]。ωx和Rxj可計算如下:

(3)

(4)

(5)

式中,其中Z為Zhang系數(shù),其值在1-30。kxj是與像元x上LULCj相關(guān)聯(lián)的植物蒸散系數(shù),其很大程度上由x的營養(yǎng)特性決定。 AWC(x)是植物有效水含量(mm),可在土壤中保持和釋放以供植物使用。AWC(x)可以用田間持水量和萎蔫點之差與土壤深度和根深最小值的乘積來估算。

AWC(x)=min(Maxsoil_depth,root_depth)×PAWC

(6)

式中,Soil_depth為土壤深度;root_depth為根系深度;PAWC為植物可利用水,基于土壤質(zhì)地和土壤有機質(zhì)建立的非線性擬合模型,取值范圍0-1,采用周文佐[25]提出的公式計算

PAWC=54.509-0.132×Sand%-0.003×(Sand%)-0.055×Silt%-0.006×(Silt%)2-0.738×Clay%+0.007×(Clay%)2-2.688×OM%+0.501×(OM%)2

(7)

式中,Sand%為土壤砂粒含量;Silt%為土壤粉粒含量;Clay%為土壤黏粒含量;OM%為土壤有機質(zhì)含量。

2.2.2固碳 (Net Primary Productivity,NPP)

采用凈初級生產(chǎn)力作為評估計算固碳的定量指標(biāo),基于CASA模型評估計算NPP,固碳是某像元吸收的光合有效輻射與該像元實際光能利用率之間的乘積。計算公式為:

NPP(x,t)=APAR(x,t)×ε(x,t)

(8)

APAR(x,t)=SOL(x,t)×FPAR(x,t)

(9)

ε(x,t)=Tε1(x,t)×Tε2(x,t)×Wε(x,t)×εmax

(10)

式中,NPP(x,t)表示像元x在t月的凈初級生產(chǎn)力,APAR(x,t)表示像元x在t月吸收的光合有效輻射,ε(x,t)表示像元x在t月的實際光能利用率。SOL(x,t)表示t月在像元x處的太陽總輻射量(MJ/m2);FPAR(x,t)表示植被層對入射光合有效輻射的吸收比例;常數(shù)0.5表示光合有效輻射占總輻射的比例。Tε1和Tε2分別為低溫和高溫脅迫因子;Wε為水分脅迫因子,反映水分條件的影響;εmax為理想條件下最大光能利用率(g C/MJ),取值因植被類型而異[26]。

2.2.3土壤保持(Soil Conservation,SC)

目前,土壤保持最為普遍的計算方法是修正的通用土壤流失方程RUSLE,通過每個柵格單元的潛在土壤流失量(RKLS)減去實際土壤流失量(USLE)得到土壤保持[27]。其計算公式如下:

AC=AP-AR

(11)

AP=RKLS

(12)

AR=RKLSCP

(13)

式中,AC為土壤的保持量(t hm-2a-1);AP為潛在的土壤侵蝕量(t hm-2a-1);AR為土壤現(xiàn)實的侵蝕量(t hm-2a-1);R為降雨侵蝕力因子;K為土壤可蝕性因子;LS為坡長和坡度因子的乘積;C為植被的覆蓋度與經(jīng)營管理因子;P為土壤的保持措施因子。各因子詳細(xì)計算參見文獻(xiàn)[27]。

2.3 數(shù)據(jù)分析方法

2.3.1生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的計算

均方根誤差(Root Mean Square Error,RMSE)是量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間權(quán)衡的有效指標(biāo),表示平均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的偏差,用來計算每個個體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與平均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的差異[28]。計算均方根誤差之前需要將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化公式為:

(14)

式中,ESstd表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化值,ESobs表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)觀測值,ESmin表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)最小值,ESmax表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的最大值。

(15)

式中,n為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值個數(shù),ESi為第i個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化值,Wi為ESi的權(quán)重。Wi是由生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要性決定的。在我們的研究中,我們假設(shè)所有個體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有相同的重要性,因此Wi=1/n(i=0,…,n)。

RMSE是觀測值與真值偏差的平方和與觀測次數(shù)其比值的平方根。公式為:

(16)

2.3.2權(quán)衡的驅(qū)動因素的選擇

由于研究區(qū)橫跨多個氣候區(qū)且地形復(fù)雜、溝壑縱橫、人口分布不均勻,使得研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡受各類自然、社會驅(qū)動因素顯著影響[30]。結(jié)合現(xiàn)有研究和川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶自然、社會特點,本研究選取溫度、降水、NDVI、坡度、高程、人口和GDP作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的驅(qū)動因素進(jìn)行探測。

2.3.3不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的驅(qū)動因素分析

地理探測器是探測空間分異性并揭示其背后驅(qū)動力的一種統(tǒng)計學(xué)方法[31],其可用來探測兩變量之間可能的因果關(guān)系[29],依據(jù)川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶5個氣候區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化,以不同氣候區(qū)的WY∩SC、WY∩NPP、SC∩NPP的權(quán)衡作為自變量,以上述影響因子為因變量,基于地理探測器(Geo Detector)工具的 “因子探測”功能探討川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡空間變化的主導(dǎo)因子。

本研究引入決定力指標(biāo)F來度量各驅(qū)動因素對川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶驅(qū)動因素空間變化的影響程度。計算公式為:

(17)

3 結(jié)果與分析

3.1 不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化

不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能存在明顯差異(表2)。北亞熱帶平均WY最高,為62.46mm/a,最低在高原氣候區(qū),為13.54mm/a;中溫帶、南溫帶平均WY適中,均低于亞熱帶地區(qū),高于高原氣候區(qū)。高原氣候區(qū)的WY遠(yuǎn)低于亞熱帶和溫帶,從亞熱帶到溫帶,WY呈遞減趨勢。高原氣候區(qū)的SC最高,為6876.86t/km2;中溫帶的SC量最低,為280.72t/km2,SC從溫帶到亞熱帶再到高原氣候區(qū)呈明顯遞增趨勢。南溫帶平均NPP最大,為135.14g C m-2a-1;北亞熱帶最小,為1.82g C m-2a-1,NPP由北向南呈現(xiàn)明顯遞減趨勢。

表2 不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)表達(dá)Table 2 Expression of ESs in different climate zones

3.2 不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的空間變化

WY、NPP、SC之間的權(quán)衡在不同氣候區(qū)差異明顯(圖2,表3)。研究區(qū)整體的WY∩NPP的RMSE為0.24。 WY∩NPP的權(quán)衡程度在氣候區(qū)中由北向南呈現(xiàn)遞減趨勢,最高在中溫帶為0.31,最低在高原氣候區(qū)為0.18。研究區(qū)WY∩SC的RMSE為0.26,不同氣候區(qū)RMSE變化幅度較小,由南向北呈現(xiàn)遞減趨勢,中亞熱帶氣候區(qū)WY∩SC的權(quán)衡程度最高,為0.29;南溫帶的權(quán)衡程度最低,為0.22。研究區(qū)NPP∩SC的RMSE為0.34。不同氣候區(qū)NPP∩SC的RMSE差值最小,僅有0.064,高原氣候區(qū)權(quán)衡程度略低于溫帶和亞熱帶。

表3 不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)權(quán)衡RMSETable 3 RMSE of ESs trade-offs in different climatic zones

圖2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的時空分布Fig.2 Spatial distribution of ESs trade-offsWY:產(chǎn)水量 water yield;SC:土壤保持 soil conservation; NPP:固碳 net primary productivity

3.3 不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的驅(qū)動因素

川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶不同氣候區(qū)權(quán)衡的驅(qū)動因素存在明顯差異(表4)。自然因素是驅(qū)動生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡變化的主要因素,高程因子(0.55)和人口因子(0.27)分別是中溫帶WY∩SC權(quán)衡影響最為顯著和微弱的驅(qū)動因素。氣溫因子(0.62、0.58)對WY∩NPP、SC∩NPP權(quán)衡影響最顯著,人口因子對其影響最低(0.18、0.32)。在南溫帶,對WY∩SC、WY∩NPP、SC∩NPP權(quán)衡影響最顯著的都為NDVI因子(0.23、0.31、0.13),人口因子和GDP對其影響最低,均小于0.1。在北亞熱帶氣候區(qū),對WY∩SC、SC∩NPP權(quán)衡影響最大的是高程因子(0.12、0.03),對WY∩NPP權(quán)衡影響最大的是氣候因子(0.37),NDVI因子對這三個權(quán)衡的影響最小(0.01、0.04、0.01)。在高原氣候區(qū),對WY∩SC、SC∩NPP權(quán)衡影響最大的都為坡度因子(0.09、0.09),對WY∩NPP權(quán)衡影響最大的為氣候因子(0.36)。人口、GDP因子對這三個權(quán)衡的影響最小。在中亞熱帶氣候區(qū),對WY∩SC、SC∩NPP、WY∩NPP權(quán)衡影響最大的都為降水因子(0.16、0.17、0.09),GDP因子對這三個權(quán)衡的影響是最小的(0.02、0.01、0.01)。

表4 2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間變化權(quán)衡的驅(qū)動因素Table 4 Driving factors for spatial change of ESs trade-offs in 2015

4 討論

4.1 不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間變化

本研究以川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶為研究區(qū),分析SC、WY和NPP在不同氣候區(qū)的空間變化。結(jié)果表明WY由北向南先遞減后遞增,SC由北向南先遞增后遞減,溫帶和亞熱帶的WY遠(yuǎn)高于高原氣候區(qū),高原氣候區(qū)的平均SC高于其他氣候區(qū)。這是因為高原氣候區(qū)位于研究區(qū)西南方向,海拔高、人口密度小,城市建設(shè)用地少,植被破壞程度低[31]。此外,該地區(qū)空氣稀薄、水汽含量和大氣氣溶膠含量相對較少,導(dǎo)致降水減少,因此WY也明顯低于其他氣候區(qū)[32]。NPP由北向南呈現(xiàn)遞減趨勢,北亞熱帶主要的土地利用類型為旱地、低覆蓋草地、沙地,植被類型單一且覆蓋度低,土壤沙化鹽堿化嚴(yán)重,使得NPP能力降低[33]。

4.2 不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的空間變化及其驅(qū)動因素

不同氣候區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間呈現(xiàn)不同強度的權(quán)衡關(guān)系。采用均方根誤差法衡量生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡強弱關(guān)系,RMSE數(shù)值愈低則表示權(quán)衡強度愈低[34]。WY∩SC的權(quán)衡高值主要分布在高原和中亞熱帶氣候區(qū),位于研究區(qū)的南部,地勢起伏較大。地形對WY∩SC的權(quán)衡關(guān)系有一定的影響[35],坡度越大,地形對WY∩SC的權(quán)衡影響越大[36]。WY增加可能會導(dǎo)致水土流失[37],使得WY∩SC的權(quán)衡值升高。WY∩NPP的權(quán)衡高值主要分布在中溫帶,整體呈現(xiàn)由北向南遞減趨勢。這是因為從北到南,植被覆蓋度提高,生境質(zhì)量改善,但蒸散作用加強,地面蓄水能力減弱,在降水量一定的情況下,蒸散量越大,WY越低[38-41]。王鵬濤等[42]研究表明NPP高的區(qū)域一般降水量充沛,降水量增大則相應(yīng)的土壤侵蝕量增加,導(dǎo)致SC下降,因此,SC∩NPP的權(quán)衡呈現(xiàn)由南向北遞減的趨勢,權(quán)衡高值區(qū)主要位于中亞熱帶氣候區(qū)。

川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶地形復(fù)雜,不同氣候區(qū)由于氣候、地形、植被和人類活動等因素之間的差異,使得權(quán)衡關(guān)系的驅(qū)動因素存在明顯不同。亞熱帶氣候區(qū)冬溫夏熱、四季分明,降水豐沛,季節(jié)分配比較均勻,氣候差異明顯,已有研究表明氣溫、降水、NDVI因子在亞熱帶地區(qū)對權(quán)衡影響較為顯著[43-44]。中溫帶位于黃土高原地區(qū),地勢起伏頻率大,使得高程因子對權(quán)衡貢獻(xiàn)最大。南溫帶中WY∩SC、WY∩NPP、SC∩NPP權(quán)衡影響最顯著的是植被因素,該地區(qū)植被類型以落葉闊葉林為主,森林覆蓋率較高,因此NDVI因子對權(quán)衡貢獻(xiàn)最大[45-46]。高原氣候區(qū)地形地貌復(fù)雜多樣,地形、地勢以垂直變化顯著為重要特征,坡度因子在WY∩SC、SC∩NPP權(quán)衡關(guān)系中影響最大[47-48]。研究結(jié)果表明自然因素對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)關(guān)系影響強度顯著高于社會因素[49-51],Wang等[52]在研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡的影響因素中發(fā)現(xiàn),不同氣候區(qū)中氣候因子、地形因素的貢獻(xiàn)最大,社會因素對WY∩SC、WY∩NPP、SC∩NPP之間權(quán)衡的貢獻(xiàn)受氣候帶的影響不顯著[53-54]。

4.3 不確定性分析與展望

研究評估了川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶不同氣候區(qū)WY、NPP、SC,探索其權(quán)衡關(guān)系及其驅(qū)動機制。然而,本研究仍具有以下局限性。(1)研究僅選取了三個主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)來探索驅(qū)動機制及其權(quán)衡關(guān)系,沒有討論生物多樣性、生境質(zhì)量等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是否也存在權(quán)衡關(guān)系,在未來的研究中可以討論更多的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系來增加說服力;(2)研究基于InVEST模型評估計算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),盡管InVEST模型已廣泛應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估中,但在模型評估中仍存在一定的不確定性;(3)時間和空間是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其關(guān)系研究的重要視角,未來可以考慮將研究區(qū)不同時期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系納入研究,以獲得更完善的結(jié)果。

5 結(jié)論

研究量化了川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶不同氣候區(qū)WY、NPP、SC的空間分布格局,探索了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡關(guān)系及其驅(qū)動機制。研究結(jié)果表明WY在高原氣候區(qū)低于其他四個氣候區(qū),而SC高于其他區(qū)域,NPP呈現(xiàn)出由北到南遞減的趨勢。不同氣候區(qū)WY、NPP、SC相互之間的權(quán)衡存在空間異質(zhì)性,WY∩NPP的權(quán)衡由北向南呈現(xiàn)遞減趨勢,而WY∩SC的權(quán)衡呈現(xiàn)遞增趨勢,在中亞熱帶氣候區(qū)最高、南溫帶最低。NPP∩SC權(quán)衡差異較小,在高原氣候區(qū)略低于溫帶和亞熱帶。自然因素在影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡中顯著高于社會因素,其中坡度、降水量、氣溫是其主要因子。因此,從生態(tài)系統(tǒng)管理的角度出發(fā),有針對性地采取不同措施對川滇-黃土高原生態(tài)屏障帶進(jìn)行保護(hù)和管理,有利于提升區(qū)域的生態(tài)安全。