任婷婷,周忠學,*

1 陜西師范大學地理科學與旅游學院,西安 710119 2 陜西師范大學地理學國家級實驗教學示范中心,西安 710119

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是在人為控制下利用土地、光、熱等自然要素逐漸形成的提供農(nóng)產(chǎn)品的集約化的半自然生態(tài)系統(tǒng),為人類提供供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)及文化服務(wù)[1]。人類福祉是一種健康、幸福、繁榮的狀態(tài),福祉水平與人類賴以生存的自然環(huán)境息息相關(guān)[2]千年生態(tài)系統(tǒng)評估(Millennium Ecosystem Assessment,MA)中定義人類福祉包括：維持高質(zhì)量生活的基本物質(zhì)需求,健康、和諧的社會關(guān)系,安全、選擇及行動的自由。人類需求的滿足需要依賴于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),本文認為以種植業(yè)為主的農(nóng)村地域的人類福祉是指隨著農(nóng)業(yè)種植類型改變而使得人們的物質(zhì)需求、經(jīng)濟條件、生態(tài)環(huán)境需求得到滿足的前提下所產(chǎn)生到一種幸福的感覺。隨著城市化的發(fā)展和技術(shù)的改進以及市場經(jīng)濟波動及國家政策的影響,世界各地的農(nóng)業(yè)發(fā)生了很大的變革。中國作為世界上的農(nóng)業(yè)大國之一,其土地利用及景觀格局也發(fā)生了很大的演變,相應(yīng)地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的結(jié)構(gòu)、過程、功能也受到不同程度的影響[3-6]。在經(jīng)濟利益、政府政策及城市化影響驅(qū)動下,不同區(qū)域的農(nóng)戶對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)偏好不同,人們不斷地調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、選擇不同的農(nóng)業(yè)類型來改變農(nóng)業(yè)景觀的結(jié)構(gòu)和功能以獲得最大的人類福祉[7]。然而,城市化的快速發(fā)展在帶動農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型以滿足城市居民日益增長的、多樣化的物質(zhì)需求的同時也產(chǎn)生了一系列的生態(tài)環(huán)境問題,如景觀破碎度增加、生物多樣性減少、土壤肥力下降、水體污染以及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)布局不合理等,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)等生態(tài)功能退化[7]。因此,在當前城市化地區(qū),研究農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的影響對調(diào)控都市農(nóng)業(yè)發(fā)展、維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及提升人類福祉等具有重要的實際意義。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為連接生態(tài)系統(tǒng)與人類福祉的載體,一直以來是生態(tài)學、地理學、社會學、經(jīng)濟學等領(lǐng)域的研究熱點,對于揭示農(nóng)業(yè)發(fā)展對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及人類福祉的影響機制具有重要的理論意義。

目前國內(nèi)外學者在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉方面的研究主要集中在土地利用變化及景觀格局演變對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響,僅初步探討了人類福祉的分類框架及影響因素等,而將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與人類福祉結(jié)合起來的研究很少,從農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型角度探討其對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)以及人類福祉影響的研究則更為缺乏[8- 27]。如傅伯杰等研究了黃土高原地區(qū)退耕還林后土地利用變化對土壤保持、水文調(diào)節(jié)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響[8],任志遠等研究了陜西關(guān)中平原地區(qū)景觀格局的變化[9],但對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化對人類福祉的影響并未作進一步深入分析。針對人類福祉的研究始于20世紀50—60年代,MA將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為人類福祉的影響因素,將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和人類福祉間的關(guān)系作為科學研究的主題后,掀起了人類福祉研究的熱潮[10]。當前圍繞人類福祉的研究較少,黃甘霖等基于可持續(xù)發(fā)展的視角僅僅探討了人類福祉研究的興起、發(fā)展過程、基本概念和主要的研究成果及研究趨勢[10],丁屹紅、唐瓊等的研究僅局限于農(nóng)戶福祉,對人類賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)沒有涉及[11-12]。王大尚對密云水庫上游的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及居民福祉關(guān)系的研究中,僅選取了農(nóng)民人均年收入來反映福祉水平的高低[13]。針對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的研究,自2015年中央經(jīng)濟工作提出農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革起,國內(nèi)眾多學者掀起了對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的研究。目前國內(nèi)外對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型研究較多,但對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型內(nèi)涵理解不同,如翁鳴等人認為農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型即在保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上,通過改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化肥、農(nóng)藥的過度依賴,進而實現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展[14]。Vandercasteelen等對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的研究側(cè)重于城市化引起農(nóng)產(chǎn)品需求變化方面[15]。農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型對農(nóng)戶的生產(chǎn)方式的選擇、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整及生態(tài)環(huán)境有顯著的影響,孫新華僅探討了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的動力機制[16],宋冰潔等從農(nóng)戶行為角度對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型做了相關(guān)分析[17],馬曉冬等基于全要素生產(chǎn)率視角研究了江蘇省農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的時空演變問題[18],但都沒有對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及人類福祉的影響進行進一步闡述。此外,當前針對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及人類福祉的研究仍大多局限于大尺度區(qū)域范圍內(nèi),如代光爍等研究了內(nèi)蒙古高原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的動態(tài)變化[28],千旭寧等研究了渭干河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間溢出對人類福祉的影響[29],但對村域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與人類福祉問題并未作進一步研究。在我國以農(nóng)戶為基本單位的土地利用制度和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式下,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、類型以及景觀格局的變化直接受到農(nóng)戶行為的影響,因此,從村域尺度開展研究可以更加有效地反映農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及人類福祉的影響。

一直以來西安都市圈是關(guān)中平原地區(qū)糧食產(chǎn)出的重要基地,城市化的發(fā)展及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)變革等引起農(nóng)業(yè)類型的轉(zhuǎn)變,由傳統(tǒng)糧食種植轉(zhuǎn)向果業(yè)、蔬菜以及休閑農(nóng)業(yè)等成為西安都市圈最突出的農(nóng)業(yè)類型轉(zhuǎn)變模式。農(nóng)業(yè)類型的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的供給服務(wù)、氣候調(diào)節(jié)、娛樂文化等服務(wù)功能發(fā)生了很大變化,并對人們的生產(chǎn)、生活也產(chǎn)生了深遠的影響。馬家村及火箭村分別作為“傳統(tǒng)型糧食-現(xiàn)代型糧食”、“傳統(tǒng)糧食-大棚蔬菜”的典型村域,對于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型研究具有代表性。自2000年馬家村大量年輕勞動力外流,農(nóng)業(yè)機械化的提升促使馬家村的農(nóng)業(yè)發(fā)展在勞動力缺失的條件下得以繼續(xù)維持,由傳統(tǒng)的糧食作物種植向現(xiàn)代化糧食作物種植轉(zhuǎn)變；火箭村在市場經(jīng)濟干預(yù)下部分農(nóng)戶開始發(fā)展蔬菜大棚種植,其收益相對于糧食作物較高,進而使得越來越多的農(nóng)戶由傳統(tǒng)的糧食作物種植轉(zhuǎn)向蔬菜大棚的種植。本文以保持糧食種植的馬家村和轉(zhuǎn)向蔬菜種植的火箭村這兩種轉(zhuǎn)變模式為例,通過農(nóng)戶問卷調(diào)查、參與式訪談和農(nóng)業(yè)類型分布野外填圖等相結(jié)合的方法,研究農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和人類福祉的影響機制。研究內(nèi)容包括：(1)測算兩個村莊農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化；(2)構(gòu)建人類福祉評價指標體系并測評兩個村莊平均每戶的人類福祉；(3)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與人類福祉進行相關(guān)性分析。這將對調(diào)控都市農(nóng)業(yè)發(fā)展、維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及增加人類福祉具有重要意義。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

20世紀80年代初,西安都市圈以種植小麥、玉米為主,此后隨著城市化的快速發(fā)展,導(dǎo)致部分地區(qū)農(nóng)業(yè)類型由傳統(tǒng)的糧食種植向水果、蔬菜等現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變,引起農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)景觀格局及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)生了重大變化,同時也對農(nóng)戶福祉產(chǎn)生了深刻地影響。

馬家村位于武功縣貞元鎮(zhèn),距西安市城北7.5 km處,全村150戶,總?cè)丝?00人(其中約半數(shù)人口外出務(wù)工,多從事建筑、服務(wù)、餐飲等行業(yè),以短期工居多,多分布于西安市周邊, 如圖1所示)。全村農(nóng)用地68.93 hm2,其中林地面積0.26 hm2,草地5.93 hm2,宅基地0.02 hm2/戶。2000—2017年年農(nóng)作物一直以小麥和玉米為主,農(nóng)業(yè)機械化水平提高,農(nóng)作物產(chǎn)量也提升較快。自2013年起部分農(nóng)業(yè)景觀由耕地轉(zhuǎn)向林地,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值有所增加,但伴隨勞動力外出務(wù)工而出現(xiàn)了土地撂荒現(xiàn)象,部分耕地逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸亍?/p>

火箭村隸屬高陵區(qū)通遠鎮(zhèn),位于西安市高陵區(qū)西北3 km處,全村轄設(shè)9個小組,共1176戶,總?cè)丝?962人,全村土地面積353 hm2,其中耕地15.46 hm2,蔬菜大棚9.47 hm2,宅基地約0.02 hm2/戶。2000年以前農(nóng)作物以小麥和玉米為主,自2007年小麥、玉米的種植實現(xiàn)機械化耕作。在政府政策、經(jīng)濟驅(qū)動及城市居民多樣化需求選擇的驅(qū)動下,大部分農(nóng)戶開始發(fā)展蔬菜大棚,農(nóng)業(yè)景觀逐漸地由耕地轉(zhuǎn)向林地、園地、菜地等,發(fā)展趨勢呈現(xiàn)多樣化,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值有所增加。但景觀類型的多樣化導(dǎo)致景觀格局的破碎度增加,斑塊面積減小,阻礙了物種間的物質(zhì)遷移和能量流動,對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值產(chǎn)生了一定地負面影響。

圖1 研究區(qū)Fig.1 Study area

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究中采用的數(shù)據(jù)包括遙感影像數(shù)據(jù)、野外調(diào)查數(shù)據(jù)以及社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)。具體為：①以2017年TM遙感影像數(shù)據(jù)(http://earth explorer.usgs.gov/)為底圖,結(jié)合野外調(diào)查,利用ArcGIS10.0軟件進行人工填圖勾繪得到2017年農(nóng)業(yè)類型分布圖；將農(nóng)業(yè)類型分布圖與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值相關(guān)聯(lián),得到2000—2017年馬家村以及火箭村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間格局變化圖。②人類福祉指標數(shù)據(jù)來源于農(nóng)戶問卷調(diào)查和農(nóng)戶參與式訪談,并參考農(nóng)業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)和相關(guān)社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)。

2 研究方法

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能測算

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能夠為人類提供豐富的農(nóng)產(chǎn)品,如糧食、蔬菜、水果等；此外,農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)還能夠調(diào)節(jié)局部小氣候以及促進大氣中的碳氧收支平衡,滯塵、殺菌、吸收空氣中的有害氣體以及緩解人們的精神疲勞,促進社會交往等[30-32]。因此,本文綜合考慮上述因素,選取了5項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能：供給服務(wù)、固碳釋氧、氣候調(diào)節(jié)、環(huán)境凈化、娛樂文化服務(wù)。本文采用以往學者修正后的西安都市圈“單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當量因子”,利用價值法對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)各功能進行量化[33-39]。

2.2 問卷調(diào)查和農(nóng)戶訪談

2017年3月份到2017年7月份,對馬家村和火箭村的農(nóng)戶進行問卷調(diào)查,一共發(fā)放了100份調(diào)查問卷,其中有效問卷為90份(有效率90%),有效問卷數(shù)達到置信度95%及最大允許誤差7%以下簡單隨機抽樣所需的最小樣本量。問卷內(nèi)容包括農(nóng)村情況調(diào)查和農(nóng)戶情況調(diào)查(表1)。

表1 農(nóng)戶信息情況

2.3 人類福祉指標體系構(gòu)建

福祉是具有多層次、多要素組成的復(fù)雜的體系,從生態(tài)系統(tǒng)中所獲得的直接滿足人類需求的服務(wù)即為人類福祉[40]。本文認為人類福祉是指以種植業(yè)為主的農(nóng)戶通過改變農(nóng)業(yè)類型而使得人們的生活水平、生態(tài)環(huán)境得到改善的前提下所產(chǎn)生到一種幸福的感覺?；谵r(nóng)戶福祉的提升主要依賴于經(jīng)濟收入的提高及其生產(chǎn)、生活環(huán)境的改善,本文結(jié)合MA所提出的關(guān)于人類福祉的基本物質(zhì)需求、安全這兩個基本要素,側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面選取了12個指標來測度生態(tài)視角下人類福祉水平,包括資源獲取能力、生產(chǎn)及生活資料滿意度、經(jīng)濟收入水平以及生態(tài)環(huán)境污染狀況4個方面,同時結(jié)合研究區(qū)域的實際情況進行了調(diào)整。例如,經(jīng)濟收入水平僅僅考慮農(nóng)業(yè)純收入以及政府的農(nóng)業(yè)補貼,而將務(wù)工或者其他收入不作考慮。各項福祉指標對人類福祉的影響程度不同,為了避免主觀賦權(quán)法所帶來的隨機性、臆斷性問題,本文權(quán)重通過熵值法來確定[41],具體如表2。

2.4 相關(guān)分析法

利用Excel和SPSS軟件,通過皮爾森相關(guān)系數(shù)分析生態(tài)系統(tǒng)的供給服務(wù)、固碳釋氧、氣候調(diào)節(jié)、環(huán)境凈化、娛樂文化服務(wù)與人類福祉各因子之間的相關(guān)性,并檢驗其在a=0.01及0.05下的顯著性水平。

表2 人類福祉指標體系

3 結(jié)果分析

3.1 不同農(nóng)業(yè)類型下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化分析

農(nóng)業(yè)類型、結(jié)構(gòu)等受到人類活動的干擾,如不同的農(nóng)業(yè)類型下農(nóng)戶的生產(chǎn)方式、生活習慣、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)及生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不同,農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的結(jié)構(gòu)、過程、功能等也會差異較大[42]。本文利用價值法測算得到馬家村以及火箭村2000年、2017年農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能價值表(表3),為避免物價上漲對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響,本文根據(jù)2000、2017年期間物價上漲指數(shù)對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行了修正和調(diào)整。

研究發(fā)現(xiàn),2000—2017年馬家村供給服務(wù)和固碳釋氧服務(wù)呈下降趨勢,分別減少3.66%、47.7%。其原因主要是隨著城市化的發(fā)展,傳統(tǒng)糧食種植中化肥、灌溉、機械化耕作等投入不斷增加,而糧食種植收益相對較低,無法滿足農(nóng)戶日益增長的生活需求。馬家村距西安市較近且交通便捷,迫使大部分年輕人外流進而導(dǎo)致農(nóng)村勞動力缺失,出現(xiàn)了土地撂荒或者管理不善等問題,使得生態(tài)系統(tǒng)的供給服務(wù)和固碳釋氧服務(wù)功能也相應(yīng)地降低。與火箭村相比其氣候調(diào)節(jié)、環(huán)境凈化、娛樂文化功能分別增加了0.75%、6.31%、75.03%。由于部分農(nóng)戶的土地由耕地轉(zhuǎn)為林地,不同農(nóng)作物類型對CO2的吸收能力不同,已有研究發(fā)現(xiàn)林地對于調(diào)節(jié)氣候、緩解溫室效應(yīng)具有積極作用[38]。此外,在糧食耕作過程中,農(nóng)戶有意識地合理控制化肥農(nóng)藥的使用量,盡量使用高效肥及低殘留農(nóng)藥,統(tǒng)一回收處理田間垃圾,嚴格監(jiān)控秸稈燃燒、進行街道整治、道路硬化等,使得生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)服務(wù)、娛樂文化服務(wù)等有所提升?；鸺逵蓚鹘y(tǒng)的糧食種植轉(zhuǎn)向蔬菜種植,其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化較大(圖3、5)。其中,固碳釋氧功能價值減少了42.68%,其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值則呈現(xiàn)明顯地增加趨勢,尤其生產(chǎn)服務(wù)價值及休閑服務(wù)大幅上升,分別增加了231.52%、427.5%(表3)。主要由于火箭村自2010年開始發(fā)展蔬菜大棚(包括西紅柿、黃瓜、芹菜、辣椒等)、林業(yè)、花卉等產(chǎn)值較高的農(nóng)產(chǎn)品,建立了銀杏及月季等花卉莊園供人們閑暇時間參觀,在緩解生活壓力的同時為枯燥、單一的鄉(xiāng)間生活增添了生活趣味。

20世紀80年代以前,大部分農(nóng)戶以種植糧食為主,隨著城市化的發(fā)展及政府政策的影響,部分農(nóng)戶開始調(diào)整農(nóng)業(yè)類型,發(fā)展經(jīng)濟收益較高的蔬菜、水果等現(xiàn)代都市型農(nóng)業(yè)。目前,大多數(shù)農(nóng)戶通過施肥、技術(shù)改進來達到農(nóng)業(yè)高產(chǎn)的目的,但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中人們對供給服務(wù)的過度需求導(dǎo)致了調(diào)節(jié)服務(wù)、娛樂文化等生態(tài)服務(wù)功能的變化。本文研究發(fā)現(xiàn)以糧食種植為主的馬家村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值減少,而以蔬菜種植為主的火箭村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值則顯著地增加。其中,農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型過程對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的娛樂文化功能影響最為明顯。由糧食種植轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸氐倪^程中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值急劇減少,由糧食種植轉(zhuǎn)變?yōu)榱謽I(yè)、花卉及蔬菜種植的過程中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值增加(圖2—圖5)。因此,可通過政府引導(dǎo)農(nóng)戶規(guī)劃農(nóng)業(yè)用地類型以優(yōu)化景觀格局,從而維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的可持續(xù)發(fā)展。

表3 馬家村及火箭村2000、2017年農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值

圖2 2000—2017馬家村農(nóng)業(yè)類型變化圖 Fig.2 The change of agricultural types in Majia village during 2000—2017

圖3 2000—2017火箭村農(nóng)業(yè)類型變化圖Fig.3 The change of agricultural types in Huojian village during 2000—2017

3.2 不同農(nóng)業(yè)類型下人類福祉的影響因子分析

不同農(nóng)業(yè)類型下農(nóng)戶所獲得的農(nóng)產(chǎn)品供給、收入等不同,進而使得人類福祉不同；反之,農(nóng)戶根據(jù)自身福祉水平選擇種植不同的農(nóng)業(yè)類型,以調(diào)整農(nóng)業(yè)景觀格局、增進人類福祉。

根據(jù)人類福祉指標體系測算得到馬家村及火箭村的人類福祉的平均值為2.56/戶、4.83/戶(圖6),其值越高則生活在該地區(qū)的農(nóng)戶幸福感相應(yīng)地就越強。因此,由傳統(tǒng)糧食種植轉(zhuǎn)為蔬菜種植有利于增進農(nóng)戶福祉。

圖4 2000—2017馬家村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化圖Fig.4 The change of ecosystem services value in Majia village during 2000—2017

圖5 2000—2017火箭村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化圖Fig.5 The change of ecosystem services value in Huojian village during 2000—2017

不同農(nóng)業(yè)類型下各福祉因子對人類的影響程度不同,但其共同點是農(nóng)戶更多地受到經(jīng)濟收入對自身幸福感的影響,較少關(guān)注空氣質(zhì)量以及土壤肥力等生態(tài)環(huán)境的變化。此外,以糧食種植為主的馬家村的人類福祉受田間秸稈處理的影響較大。20世紀80年代以前,受傳統(tǒng)耕作習慣以及薄弱的環(huán)保意識的影響,農(nóng)戶焚燒大量的秸稈,不僅排放出大量CO、SO2、NO2等氣體污染空氣環(huán)境,而且降低了土壤蓄水保熵能力,使得糧食的產(chǎn)量降低[43-44]。目前,農(nóng)戶大多采用機械化耕作,將農(nóng)業(yè)廢棄物如秸稈等利用大型機械直接回田,使得土壤容重降低,提高了土壤肥力[45]。馬家村雖然仍以糧食種植為主,但機械化的耕作方式提高了生產(chǎn)效率,也降低了田間秸稈對空氣的污染,因而對人類福祉產(chǎn)生了一定的積極效益。對于火箭村而言,水質(zhì)滿意度及人均耕地面積對人類福祉的影響較大。農(nóng)作物病蟲害及土地肥力是影響蔬菜生產(chǎn)的主要因素,為保證一定的產(chǎn)量,以往農(nóng)戶主要通過使用除草劑、殺蟲劑等化學農(nóng)藥來防治病蟲害。此外,芹菜等蔬菜作物的種植對地力消耗較大,農(nóng)戶依據(jù)傳統(tǒng)的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗而大量施用化肥、農(nóng)家肥等,農(nóng)藥殘留以及農(nóng)業(yè)廢棄物等導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染,進而引起水質(zhì)惡化[46-47]。自2010年開始,農(nóng)村建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合作社,對發(fā)展蔬菜大棚的農(nóng)戶進行技術(shù)培訓(xùn),并鼓勵倡導(dǎo)采用滴灌施肥技術(shù),提高了水肥利用率,進而保證西紅柿、黃瓜等蔬菜種植的持續(xù)發(fā)展。此外,政府及有關(guān)農(nóng)業(yè)部門鼓勵農(nóng)戶施用生物化肥,避免了傳統(tǒng)的化學農(nóng)藥對農(nóng)戶自身健康的危害。蔬菜大棚的高收益吸引了大量農(nóng)戶就地就業(yè),刺激了部分農(nóng)戶對土地的大量需求,因而人均耕地面積對以蔬菜種植為主的農(nóng)戶福祉影響較大。

圖6 馬家村、火箭村各福祉指標得分Fig.6 Factors′ scores of well-being in Majia and Huojian village

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的耦合關(guān)系

3.3.1生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)-人類福祉耦合機制

城市化發(fā)展過程中人口數(shù)量、經(jīng)濟總量、空間規(guī)模以及生活質(zhì)量的變化引起景觀格局的變化,進而使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的結(jié)構(gòu)、功能等發(fā)生變化[48-49]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的高低影響人類福祉水平的高低,反過來,人們根據(jù)福祉的高低及偏好選擇不同的農(nóng)業(yè)類型,也會使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值發(fā)生變化(圖7)。

圖7 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)-人類福祉耦合機制圖Fig.7 The coupling mechanism between ecosystem services and human well-being

3.3.2生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的相關(guān)性分析

人類福祉水平依賴于生態(tài)系統(tǒng)所提供的供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)等,相應(yīng)地農(nóng)戶根據(jù)人類福祉的高低來選擇不同的農(nóng)業(yè)類型、采取不同的生產(chǎn)及生活方式等直接或間接地影響到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。為了進一步探究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及人類福祉之間的相互關(guān)系,本文通過測算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與人類福祉的相關(guān)系數(shù),分析不同農(nóng)業(yè)類型下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與人類福祉之間的相關(guān)性(圖8)。

圖8 不同農(nóng)業(yè)類型下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的相關(guān)系數(shù)Fig.8 Correlation coefficient between ecosystem services and human well-being under two agricultural production*表示0.05水平上顯著；** 表示在0.01水平上顯著

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對人類福祉和生活質(zhì)量具有顯著地影響,心理學和醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)親近自然環(huán)境對改善人體健康及增進福祉具有積極的意義,如緩解心理壓力[50]。不同農(nóng)業(yè)類型及其景觀格局不同,相應(yīng)地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能對人類福祉的影響也不同。反之,人類根據(jù)自身福祉通過改變土地利用方式、選擇不同的農(nóng)業(yè)類型等活動,對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的結(jié)構(gòu)、過程、功能等施加不同的影響。不同的農(nóng)業(yè)類型下,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與人類福祉的相關(guān)性具有顯著地差異。

通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)其共同點是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)均與農(nóng)產(chǎn)品供給呈顯著正相關(guān),而與農(nóng)業(yè)純收入呈負相關(guān),其原因可能是由于耕作方式、科學技術(shù)等的發(fā)展使得自然條件對人類發(fā)展的束縛力減弱,或者是由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的同時人類福祉的變化相對滯后[51]。其不同點在于以傳統(tǒng)糧食種植為主的馬家村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與空氣質(zhì)量滿意度低度正相關(guān),與水質(zhì)滿意度、土壤肥力滿意度低度呈負相關(guān)。以蔬菜種植為主的火箭村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與人均耕地面積負相關(guān),供給服務(wù)、娛樂文化服務(wù)與水質(zhì)滿意度顯著正相關(guān)。由此表明,以糧食種植為主的馬家村比較關(guān)注農(nóng)產(chǎn)品供給等物質(zhì)需求,在種植過程中施用大量化肥、農(nóng)藥等,對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量關(guān)注度較低。而對于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型后的火箭村而言,人均耕地面積、水質(zhì)等對農(nóng)戶的影響較顯著,人們在滿足物質(zhì)需求的同時對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注度提高。

4 討論和結(jié)論

4.1 討論

關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化,大量研究表明,城市化過程中土地利用變化或者景觀格局變化導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值降低。與以往土地利用變化下測算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值不同,本研究從農(nóng)業(yè)類型轉(zhuǎn)變的角度研究了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化,揭示了農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及景觀格局影響機理,并反映了當前關(guān)中平原地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,對于農(nóng)業(yè)規(guī)劃、生態(tài)補償及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理等具有重要意義。通過將兩個村莊的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值測算結(jié)果空間化,直觀地反映了農(nóng)業(yè)類型由糧食轉(zhuǎn)變?yōu)槭卟朔N植過程中,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值提升了141.08%。其變化原因主要是：(1)馬家村部分糧食種植區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榱袒牡?而火箭村大量糧食種植區(qū)轉(zhuǎn)化為蔬菜種植區(qū)。撂荒地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)相對較低,因而導(dǎo)致馬家村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈減小的趨勢。(2)馬家村的農(nóng)業(yè)類型以糧食為主,而火箭村的農(nóng)業(yè)類型由糧食轉(zhuǎn)為蔬菜、花卉等。在經(jīng)濟拉力上,蔬菜、花卉等經(jīng)濟收益明顯高于傳統(tǒng)的糧食作物,此外,火箭村建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合作社對農(nóng)戶定期進行技術(shù)培訓(xùn),使得農(nóng)戶的栽培技術(shù)與生態(tài)安全意識有所提升,進而刺激了蔬菜大棚的發(fā)展。在政府政策的鼓勵下,火箭村大規(guī)模發(fā)展蔬菜大棚,使得供給服務(wù)、調(diào)節(jié)氣候、凈化環(huán)境以及娛樂文化服務(wù)等生態(tài)功能增加。因此,政府可以引導(dǎo)農(nóng)戶積極轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)類型以調(diào)控城市化地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境,而且馬家村及火箭村農(nóng)業(yè)類型轉(zhuǎn)變模式研究可以為其他農(nóng)村農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

近年來,隨著城市化的發(fā)展、農(nóng)業(yè)技術(shù)的改進及國家政策的影響,西安都市圈部分地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)型,由傳統(tǒng)的糧食種植轉(zhuǎn)向果業(yè)、蔬菜等現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)對人類福祉產(chǎn)生了很大的影響。結(jié)合研究的村域尺度的福祉及當?shù)貙嶋H情況,本文從生態(tài)學的視角選取指標測算人類福祉,進而研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉間關(guān)系。其研究結(jié)果與劉家根、Luisa等的結(jié)論一致,表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與經(jīng)濟收入存在一定的負相關(guān),農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型過程中不同地區(qū)間福祉總體差異不大,但不同農(nóng)業(yè)類型下各福祉因素對農(nóng)戶福祉影響程度不同。第一,由于農(nóng)戶福祉的提升主要依賴于經(jīng)濟收入水平的提高,因而經(jīng)濟的發(fā)展一定程度上可以緩解生態(tài)環(huán)境惡化對農(nóng)戶福祉的影響,故由傳統(tǒng)的糧食種植向現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)發(fā)展可以提高農(nóng)戶的福祉。第二,各福祉因素對農(nóng)戶福祉影響中,以糧食種植為主的馬家村的人類福祉受田間秸稈處理影響較大,而以蔬菜種植為主的火箭村的人類福祉更易受到人均耕地面積和水質(zhì)的影響。因此,在農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型過程中,不僅要關(guān)注農(nóng)戶經(jīng)濟收入的提高,同時應(yīng)針對性地對不同農(nóng)業(yè)類型下的福祉要素進行調(diào)控,才能實現(xiàn)各福祉要素的良性循環(huán)進而增進人類福祉。

在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的定量化研究中,本文對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的測算是基于土地利用變化的測度方法,一般認為采用土地利用變化測算會使測算結(jié)果產(chǎn)生偏差。由于相同的生態(tài)景觀存在空間異質(zhì)性,如林地,不同的樹種、郁閉度等產(chǎn)生的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值是不同的,這樣會掩蓋其空間上的差異。但基于本文研究的是村域尺度,主要的植被類型有農(nóng)作物(小麥、玉米、蔬菜)、苗木花卉和雜樹林等,農(nóng)作物生長差異不大,苗木和雜樹林面積很小,而且林種及長勢均勻,因此,各植被類型的空間分異很小。故本文采用土地利用變化測算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,其結(jié)果不會產(chǎn)生偏差。本文構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)視角下的人類福祉指標體系,為客觀地研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及人類福祉提供了新思路。但農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及人類福祉的影響等相關(guān)研究仍然是一個復(fù)雜的過程。在本文構(gòu)建的人類福祉指標體系中,由于主要注重了經(jīng)濟收入狀況方面,因而測度結(jié)果一定程度上掩蓋了生態(tài)環(huán)境對人類福祉的影響。如在調(diào)查中,以蔬菜種植為主的火箭村經(jīng)濟收入高,總體人類的福祉評價要高于以糧食種植為主的馬家村,但是火箭村由于化肥和農(nóng)藥的過量使用、土壤板結(jié)等,村民對水質(zhì)、土壤的滿意度低,拉低了農(nóng)戶的幸福感；而馬家村盡管部分耕地出現(xiàn)撂荒現(xiàn)象使得糧食生產(chǎn)及其收益相對較低,但由于街道的環(huán)境整治等,拉高了農(nóng)戶的幸福感。其次,本文的福祉指標主要基于村域尺度的實際情況選取了最能反映農(nóng)戶幸福感的福祉因子,而忽略了農(nóng)戶的家庭人口數(shù)、受教育程度、娛樂文化等社會經(jīng)濟因素的影響。因此,后續(xù)將增加農(nóng)業(yè)類型轉(zhuǎn)變對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及人類福祉影響的案例研究,并完善村域人類福祉指標體系,進而得出更有針對性的結(jié)論,予以對資源管理及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供幫助。

4.2 結(jié)論

(1)從2000—2017年,不同農(nóng)業(yè)類型下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化顯著。農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型過程中,以糧食種值為主的馬家村的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值由2000年141.88×104元減少至2017年117.58×104元(降幅為17.13%),而以蔬菜種植為主的火箭村生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值同期由727.23×104元增長至1753.23×104元(增幅達141.08%),其變化主要源于農(nóng)業(yè)勞動力、農(nóng)戶行為及農(nóng)業(yè)類型的影響。

(2)不同農(nóng)業(yè)類型下人類福祉差異明顯,以蔬菜種植為主的火箭村的人類福祉比以糧食種植為主的馬家村高出89%；表明由傳統(tǒng)糧食種植轉(zhuǎn)向現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)可以提高人類福祉,在各福祉指標中農(nóng)業(yè)純收入對農(nóng)戶福祉影響最為顯著。

(3)不同農(nóng)業(yè)類型下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的相關(guān)度不同,但都與農(nóng)產(chǎn)品供給呈正相關(guān),與農(nóng)業(yè)純收入呈負相關(guān)。以傳統(tǒng)糧食種植為主的馬家村對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注度較低,而轉(zhuǎn)向蔬菜種植的火箭村對水質(zhì)等生態(tài)環(huán)境的關(guān)注度開始提高。