肖紅克, 王 莉, 李洪忠, 陳勁松, 韓 宇

(1.河南理工大學(xué) 測繪與國土信息工程學(xué)院, 河南 焦作 454000;2.中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院 空間信息研究中心, 廣東 深圳 518055)

隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的迅速發(fā)展和城市化進(jìn)程的迅猛推進(jìn)，人類的生產(chǎn)生活改變了自然界原有的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能[1]。然而人類生存環(huán)境的優(yōu)劣和生活質(zhì)量的高低都和生態(tài)系統(tǒng)有著密不可分的聯(lián)系，生態(tài)系統(tǒng)的格局和結(jié)構(gòu)變化特征在一定程度上展示了各種生態(tài)系統(tǒng)類型的空間分布規(guī)律和不同生態(tài)類型的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系，不同類型生態(tài)系統(tǒng)的變化可以很好地反映出人類活動與生態(tài)系統(tǒng)間的相互關(guān)系[2]。目前，國內(nèi)關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)格局變化特征的研究主要集中在城市[3-4]、流域[5]、自然保護(hù)區(qū)[6]、生態(tài)脆弱區(qū)[7]、生態(tài)屏障區(qū)[8]。生態(tài)系統(tǒng)能較好地與人類發(fā)展系統(tǒng)互相聯(lián)系起來主要是由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念的提出[9]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指通過生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程和功能直接或間接得到的生命支持產(chǎn)品和服務(wù)，從而形成和維持了人類生存的基礎(chǔ)保障和發(fā)展的環(huán)境條件與效用[10-12]。目前基于謝高地[13-14]等改進(jìn)的中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，采用當(dāng)量因子法對不同類型、不同尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評價(jià)并分析其時(shí)空分異性成為了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的一大熱點(diǎn)[15]。萬勤等[16]對新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)2000—2010年的生態(tài)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分異特征進(jìn)行了分析，同時(shí)指出人為開墾是導(dǎo)致新疆兵團(tuán)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的首要因素；李哲等[17]以艾比湖濕地自然保護(hù)區(qū)為研究區(qū)，結(jié)合地統(tǒng)計(jì)方法分析了艾比湖生態(tài)服務(wù)價(jià)值時(shí)空變化及分異特征；盛曉雯等[18]基于土地利用變化研究和分析了京津冀地區(qū)各城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空差異；羅盛峰等[19]采用格網(wǎng)的方法計(jì)算和分析了廣西北部灣沿岸地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值，并分析了北部灣沿岸地區(qū)不同生態(tài)系統(tǒng)空間分布變化與驅(qū)動因素。以上研究為開展生態(tài)環(huán)境建設(shè)、加強(qiáng)區(qū)域生態(tài)安全和生態(tài)補(bǔ)償研究起到了積極的實(shí)踐作用。

珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶在地域上較好地把我國東部發(fā)達(dá)地區(qū)與西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)連接在了一起，主要包括廣東省4市和廣西省7市，11市在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然生態(tài)環(huán)境方面存在較大差異[20]，主要表現(xiàn)在廣西段比廣東段自然資源豐富，而廣東段經(jīng)濟(jì)較廣西段發(fā)展快。當(dāng)前隨著城市化的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快、資源需求的增加，珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶面臨著環(huán)境污染和生態(tài)破壞等問題，水資源和水環(huán)境方面的問題尤其突出[21]。現(xiàn)階段對其整體及內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)格局變化特征研究較少，不能很好地掌握其生態(tài)環(huán)境變化情況。已有的研究大多集中探究土地利用變化下對其生態(tài)服務(wù)價(jià)值的影響，而將生態(tài)系統(tǒng)格局變化和生態(tài)服務(wù)價(jià)值聯(lián)系起來的研究較少，并且基于東西部結(jié)合區(qū)開展生態(tài)服務(wù)價(jià)值評價(jià)的成果更少，不能很好地為基于區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展背景下研究不同區(qū)域、不同尺度下的生態(tài)服務(wù)價(jià)值評價(jià)提供借鑒意義?；诖?，本研究以屬典型東西部結(jié)合區(qū)的珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶為研究區(qū)域，基于遙感影像資料提取珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶2000—2015年生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)據(jù)，分析其生態(tài)系統(tǒng)格局變化特征；使用修正后的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)對研究區(qū)不同尺度下的生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評價(jià)，研究其生態(tài)系統(tǒng)格局變化下的生態(tài)服務(wù)價(jià)值時(shí)空變化特征，以期獲得對該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)格局和生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化過程有更加清晰的認(rèn)識，同時(shí)對珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶整個(gè)流域加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，推動流域經(jīng)濟(jì)和生態(tài)健康發(fā)展，開展區(qū)域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶主要包括廣東省的廣州、佛山、肇慶、云浮4市和廣西壯族自治區(qū)的南寧、柳州、梧州、貴港、百色、來賓、崇左7市[22]，鄰近南海，地處中國華南地區(qū)，地理位置為104°28′—114°03′E，21°36′—26°03′N，總面積1.65×105km2。珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶在區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展和面向東南亞國家對外開放合作中起著重要的示范作用。珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶氣候類型亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，年均溫22.4 ℃，年均降水量1 806 mm。大部地區(qū)氣候溫暖，熱量豐富，雨水豐沛，干濕分明，日照適中。地形以山地、丘陵為主，森林覆蓋率高，自然資源豐富，航運(yùn)條件優(yōu)越。2015年末常住人口5 348.69萬人，地區(qū)生產(chǎn)總值37 009.48億元，其中廣州市的GDP占珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶總量的48.91%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其余10市，而南寧市的GDP僅占9.21%，不到佛山GDP總量的1/2。近些年來隨著基礎(chǔ)設(shè)施的修建以及經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展，對區(qū)域內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境變化產(chǎn)生了一定的影響，間接造成了其生態(tài)服務(wù)價(jià)值空間格局的變化。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)據(jù)是基于珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶2000，2005和2010年Landsat 5TM影像以及2015年Landsat 8OLI影像，在ENVI 5.3和eCognition 8.7軟件支持下，對遙感影像進(jìn)行幾何校正等預(yù)處理工作，采用基于面向?qū)ο蟮姆诸惙椒ń庾g而來。其中影像來源為USGS(http:∥glovis.usgs.gov)；結(jié)合《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T21010-2017)和國家《生態(tài)環(huán)境遙感調(diào)查分類規(guī)范》，將研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)分為森林、草地、農(nóng)田、濕地、人工表面和其他生態(tài)系統(tǒng)共6大類型(表1)；2000—2015年珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶糧食作物的總產(chǎn)量和種植面積來源于《廣東省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《廣西壯族自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》，各市統(tǒng)計(jì)公報(bào)等統(tǒng)計(jì)資料。糧食作物價(jià)格來源于《中國農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格調(diào)查年鑒》?；A(chǔ)地理數(shù)據(jù)包括2015年珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶市、縣界行政區(qū)劃數(shù)據(jù)。

表1 珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)分類體系

2.2 研究方法

2.2.1 生態(tài)系統(tǒng)類型面積年均變化率 年均變化率可以表示研究區(qū)一定年限內(nèi)某種生態(tài)類型面積變化速度的快慢，計(jì)算公式為：

(1)

式中：Ua，Ub——研究初期和末期某一生態(tài)系統(tǒng)類型的面積；T——研究時(shí)長(a)。

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)類型轉(zhuǎn)移矩陣 根據(jù)不同時(shí)期、不同生態(tài)系統(tǒng)類型的面積，分別統(tǒng)計(jì)2000—2005年、2005—2010年和2010—2015年的轉(zhuǎn)移矩陣[2]，具體數(shù)學(xué)表達(dá)形式為：

(2)

式中：S——生態(tài)系統(tǒng)類型面積；i，j——研究初期和末期的生態(tài)系統(tǒng)類型，n——生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)。

2.2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算 使用謝高地等[14]最新修訂的中國生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，并結(jié)合珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)系統(tǒng)類型一級類和二級類進(jìn)行當(dāng)量因子的調(diào)整與計(jì)算，此外本研究對研究區(qū)的人工表面生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值不作評估，因此價(jià)值當(dāng)量為0。參考農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)單位面積食物生產(chǎn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值相當(dāng)于研究區(qū)當(dāng)年平均糧食單產(chǎn)市場價(jià)值的1/7，依據(jù)廣東省、廣西壯族自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒可以計(jì)算出珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶2000—2015年糧食平均產(chǎn)量為5 018.99 kg/(hm2·a)，參考研究區(qū)2000—2015年糧食價(jià)格統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并計(jì)算出多年平均價(jià)格為2.50元/kg，估算出珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為1 792.50元/(hm2·a)，通過計(jì)算得到適合珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)表(表2)。

利用Costanza[10]等提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評價(jià)模型計(jì)算珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，同時(shí)為了消除面積大小的差異，便于比較研究不同尺度下區(qū)域生態(tài)服務(wù)價(jià)值的分異特征，使用單位面積生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值進(jìn)行表示。其計(jì)算公式為：

ESV=∑(Ak·VCk)

(3)

PESV=ESV/S

(4)

式中：ESV——生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(元)；Ak——研究區(qū)第k類生態(tài)系統(tǒng)的面積(hm2)； VCk——生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值系數(shù)〔元/(hm2·a)〕； PESV ——生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量和總面積的比值(元/hm2)；S——不同區(qū)域的面積(hm2)。

表2 珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù) 元/(hm2·a)

3 結(jié)果與分析

3.1 珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶2000-2015年生態(tài)系統(tǒng)格局變化特征

3.1.1 生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成及其空間分布格局 珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶以森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為主(附圖8)，各期面積比重之和均在90%以上。其中森林生態(tài)系統(tǒng)面積占總面積的比例始終最大，4期面積占比均保持在63%以上，除農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)外其余生態(tài)系統(tǒng)面積占總面積的比例較小，均在5%以下。

近15 a來珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶各類生態(tài)系統(tǒng)占總面積的比例排序始終為：森林>農(nóng)田>人工表面>濕地>草地>其他生態(tài)系統(tǒng)。從不同生態(tài)系統(tǒng)類型的空間分布來看，森林生態(tài)系統(tǒng)分布在珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶的中東部、北部、西部和西南部，具體區(qū)域主要表現(xiàn)為肇慶市、云浮市、梧州市、貴港市東南部，來賓市東北部，柳州市北部，百色市西部和西南部，崇左市南部。該地區(qū)海拔較高且多為林地；農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)分布在珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶的中部和南部，中東部有零散分布。具體區(qū)域主要表現(xiàn)為貴港市南部和西南部，來賓市西南部，南寧市東部和崇左市北部。其多為地勢較平坦的地區(qū)，適宜農(nóng)作物生長；濕地生態(tài)系統(tǒng)主要沿珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶的水系呈線狀分布特征；草地生態(tài)系統(tǒng)主要分布在珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶西部，中部和北部有零散分布；人工表面生態(tài)系統(tǒng)主要分布在珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶東部和中部。具體區(qū)域主要表現(xiàn)為廣州市西南部，佛山市、南寧市、柳州市南部、南寧—來賓—貴港三市交界地區(qū)。該地區(qū)多為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城區(qū)；其他生態(tài)系統(tǒng)主要分布在珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶東部。2000—2015年珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)空間分布格局整體較穩(wěn)定、變化相對較小，只有東部人工表面生態(tài)系統(tǒng)的空間格局變化較大，且呈現(xiàn)出不斷擴(kuò)張的趨勢。其生態(tài)系統(tǒng)空間分布格局及其變化特點(diǎn)，與珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶自身獨(dú)特的地理環(huán)境和不同區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況緊密相關(guān)。

3.1.2 生態(tài)系統(tǒng)類型面積變化分析 從珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶不同生態(tài)系統(tǒng)類型面積變化來看(表3)，近15 a來農(nóng)田和草地生態(tài)系統(tǒng)面積總體均呈現(xiàn)出持續(xù)下降趨勢，15 a間農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積共減少了1 362.69 km2，草地生態(tài)系統(tǒng)面積共減少了556.24 km2。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積在2010—2015年年均下降率達(dá)到了最大值，而草地生態(tài)系統(tǒng)面積在2005—2010年年均下降率最大；人工表面生態(tài)系統(tǒng)面積總體呈現(xiàn)出不斷上升趨勢，15 a間共增加了1 280.46 km2，2005—2010年年均增長率達(dá)到了最大；森林和濕地生態(tài)系統(tǒng)均出現(xiàn)先減后增的變化特點(diǎn)，其中森林生態(tài)系統(tǒng)從2000—2010年面積一直呈下降趨勢，2010—2015年開始出現(xiàn)大幅上升趨勢。而濕地生態(tài)系統(tǒng)僅在2000—2005年面積出現(xiàn)下降，之后一直在緩慢增加。其他生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)出波動變化的特點(diǎn)。

為了更好地研究導(dǎo)致珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶不同生態(tài)系統(tǒng)類型面積變化的原因，按照其行政區(qū)劃分為廣東段和廣西段兩個(gè)部分研究其面積變化特征。2000—2015年廣東段和廣西段的人工表面生態(tài)系統(tǒng)面積都呈現(xiàn)出持續(xù)增加的趨勢，這主要是由于兩段各自的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和城市化產(chǎn)生的后果。但廣東段近15 a間增加的面積總量遠(yuǎn)大于廣西段，同時(shí)廣東段三個(gè)階段的人工表面生態(tài)系統(tǒng)面積年均增長率均大于廣西段，二者都是在2005—2010年達(dá)到了最大年均增長率。廣東段作為發(fā)達(dá)地區(qū)，尤其是廣州市和佛山市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總量和速度遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)屬欠發(fā)達(dá)地區(qū)的廣西段。

2005—2010年兩段人工表面生態(tài)系統(tǒng)的面積快速增加，導(dǎo)致此時(shí)期整體的人工表面面積年均增長率為最大；廣東段森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積15 a間的變化趨勢與珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶整體變化趨勢相同，而廣西段森林生態(tài)系統(tǒng)面積僅在2000—2005年出現(xiàn)了下降趨勢，2005年后面積呈持續(xù)增長趨勢；廣東段農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積在2010—2015年下降最多，年均下降率達(dá)到了最大值；而廣西段農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積2000—2010年一直出現(xiàn)緩慢增加的趨勢，2010—2015年出現(xiàn)快速下降趨勢，但年均下降率小于同時(shí)期廣東段的年均下降率，說明2010—2015年珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)田生態(tài)面積的快速下降主要是因?yàn)閺V東段農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的面積下降造成的結(jié)果；廣西段草地生態(tài)系統(tǒng)面積與珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶整體變化趨勢相同，一直呈下降趨勢。2005—2010年年均下降率最大。而廣東段草地生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)出波動變化特點(diǎn)，2005—2010年下降最多，且大于同時(shí)期廣西段草地生態(tài)系統(tǒng)面積的年均下降率；廣東段濕地生態(tài)系統(tǒng)面積一直呈現(xiàn)下降趨勢，2000—2005年年均下降率最大。而廣西段則出現(xiàn)一直緩慢增加的趨勢。廣東段濕地生態(tài)系統(tǒng)面積的下降主要是由于城市化的建設(shè)和人類活動對水環(huán)境的破壞，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化為人類建設(shè)用地。而廣西段由于一直以來重視發(fā)展水運(yùn)事業(yè)，增加了河流的面積。

表3 珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶2000-2015年生態(tài)系統(tǒng)面積及其年均變化率

3.1.3 生態(tài)系統(tǒng)類型轉(zhuǎn)移特征 使用ArcGIS分析工具分別得到珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶2000—2015年不同時(shí)期的生態(tài)系統(tǒng)類型轉(zhuǎn)移矩陣(表4—6)。2000—2005年，珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)類型間未發(fā)生轉(zhuǎn)移的比例達(dá)到了99.23%，說明此期間生態(tài)系統(tǒng)受到的人為干擾最小。從發(fā)生轉(zhuǎn)移的情況來看，森林生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)出的面積最多，共轉(zhuǎn)出了461.61 km2，其主要轉(zhuǎn)出為其他生態(tài)系統(tǒng)，大部分林地為滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)展的需要，被砍伐或者被占用，臨時(shí)性地轉(zhuǎn)化為裸土。其次是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)出的面積最多；人工表面生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入的面積最多，達(dá)到了366.75 km2，轉(zhuǎn)入源主要是農(nóng)田和濕地生態(tài)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)入比例分別為58.21%與27.26%。2005—2010年，珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)類型間未發(fā)生轉(zhuǎn)移的比例達(dá)到了99.05%，說明此期間生態(tài)系統(tǒng)受到的人為干擾比2000—2005年有所增強(qiáng)。從轉(zhuǎn)出方面來看，依然是森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)出量最多，分別轉(zhuǎn)出了560.83和439.59 km2，略高于2000—2005年的轉(zhuǎn)出量。森林生態(tài)系統(tǒng)主要轉(zhuǎn)向農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)出比例達(dá)到了55.82%，此期間林地主要被開墾為農(nóng)用地，滿足糧食生產(chǎn)的需要；從轉(zhuǎn)入方面來看，人工表面生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入的面積依然是最多，達(dá)到了531.61 km2，轉(zhuǎn)入源主要是森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。2010—2015年，珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)類型間未發(fā)生轉(zhuǎn)移的比例達(dá)到了97.85%，說明此期間生態(tài)系統(tǒng)受到的人為干擾是近15 a間最大的5 a。從轉(zhuǎn)出方面來看，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)出量最多，轉(zhuǎn)出了1 532.87 km2，占轉(zhuǎn)出總面積的43.32%，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)主要轉(zhuǎn)出為森林生態(tài)系統(tǒng)，5 a間共轉(zhuǎn)出859.67 km2，其次是轉(zhuǎn)出為人工表面生態(tài)系統(tǒng)。此期間農(nóng)田主要為滿足退耕還林和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的要求，大部分農(nóng)田被占用。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)出量遠(yuǎn)大于其轉(zhuǎn)入量；從轉(zhuǎn)入方面來看，森林生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入的面積最多，達(dá)到了1 572.35 km2。

表4 珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶2000-2005年生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移矩陣

表5 珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶2005-2010年生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移矩陣

表6 珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶2010-2015年生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移矩陣

3.2 珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空變化

3.2.1 生態(tài)服務(wù)價(jià)值時(shí)間變化分析 由表7可知，近15 a間珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶ESV減少了14.55億元，2000—2005年ESV下降率最大。各生態(tài)系統(tǒng)類型服務(wù)價(jià)值在不同時(shí)期占總價(jià)值的比例排序依次為：森林>濕地>農(nóng)田>草地>其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。從不同生態(tài)系統(tǒng)類型的ESV變化情況來看，森林ESV增加量最多，這與2010年后廣西段和廣東段森林生態(tài)系統(tǒng)面積大幅增加有關(guān)；草地ESV減少量最多，2005—2010年草地生態(tài)系統(tǒng)面積大幅減少是其下降的主要原因。結(jié)合不同的時(shí)期來看，森林ESV從2000—2010年一直呈下降趨勢，主要是由于該時(shí)期森林生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為其他和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。但又由于森林生態(tài)系統(tǒng)占總面積的比例最大，其面積的緩慢下降不足以引起生態(tài)價(jià)值的大幅變化，所以價(jià)值變化率相對較??；農(nóng)田ESV從2000—2015年一直呈減少趨勢，主要是由于農(nóng)田轉(zhuǎn)化為人工表面和森林生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致其面積持續(xù)下降；濕地ESV僅在2000—2005年出現(xiàn)了下降，其余時(shí)期均呈現(xiàn)出增加的趨勢。2000—2005年濕地生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為人工表面生態(tài)系統(tǒng)是其服務(wù)價(jià)值下降的主要原因。2000—2010年珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶ESV下降是森林、農(nóng)田和草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值持續(xù)下降造成的結(jié)果。2010年后森林、濕地、其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的增加彌補(bǔ)了農(nóng)田和草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的下降，導(dǎo)致總ESV有所增加。

表7 珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶2000-2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化

3.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化 基于珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)表(表2)和研究區(qū)11個(gè)市以及88個(gè)縣區(qū)2000—2015年生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)據(jù)，采用PESV分析各市和各縣區(qū)的ESV變化特征。由圖1可知，珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶11市中佛山市的PESV減少最多，近15 a間共減少了7 886.22元/hm2；南寧市的PESV增量最大，共增加了491.25元/hm2。分段來看，廣東段中除了云浮市，其余三市的PESV均出現(xiàn)了下降；而廣西段中僅有梧州市出現(xiàn)了下降。結(jié)合其地理位置來看，PESV減少了區(qū)域主要位于珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶的東部。而東部人工表面生態(tài)系統(tǒng)空間格局變化較明顯。為了研究珠江西江經(jīng)濟(jì)帶ESV在空間分布上的差異性，根據(jù)研究區(qū)域不同縣區(qū)PESV的高低將其分為5類：低(小于2萬元/hm2)、較低(2～4萬元/hm2)、中(4～6萬元/hm2)、較高(6～8萬元/hm2)、高(大于8萬元/hm2)，并利用ArcGIS軟件，得到珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶各縣區(qū)PESV空間分布圖(圖2)。2000—2015年P(guān)ESV屬于較低等級的縣區(qū)出現(xiàn)成片分布，且近15 a間空間分布格局基本保持不變。這些縣區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型變化相對較小，致使其ESV變化也相對較??；PESV屬于低等級的縣區(qū)分布較分散，主要有港南區(qū)、賓陽縣、天河區(qū)、邕寧區(qū)、合山市。珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶由于東部水系較多，濕地生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值系數(shù)遠(yuǎn)大于其它，導(dǎo)致東部地區(qū)PESV普遍偏高。其中順德區(qū)、南沙區(qū)、三水區(qū)的PESV最高，均超過了78 000元/hm2。從各縣區(qū)的PESV變化來看，禪城區(qū)和順德區(qū)下降最多，分別下降了20 355.46元/hm2與19 617.29元/hm2。PESV下降最多的縣區(qū)主要屬于佛山市和廣州市；PESV得到提升的縣區(qū)主要有柳北區(qū)、興寧區(qū)、鼎湖區(qū)、賓陽縣，分布相對分散?？傮w來看近15 a間珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶東部地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)格局的變化，主要是人工表面生態(tài)系統(tǒng)的擴(kuò)張對其PESV下降產(chǎn)生了較大影響。

圖1 珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶2000-2015年11市PESV變化量

4 結(jié) 論

(1) 2000—2015年珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)空間分布格局較穩(wěn)定，主要以森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為主。近15 a間農(nóng)田和草地生態(tài)系統(tǒng)的面積持續(xù)下降，而人工表面生態(tài)系統(tǒng)面積呈現(xiàn)出不斷上升趨勢，森林和濕地生態(tài)系統(tǒng)均出現(xiàn)先減后增的變化趨勢，其他生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)出波動變化的特點(diǎn)。廣東段生態(tài)系統(tǒng)類型的變化對珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶整體生態(tài)系統(tǒng)的變化產(chǎn)生了較大的影響。

(2) 珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)受到的人為干擾越來越大，生態(tài)系統(tǒng)類型之間的轉(zhuǎn)移在不同時(shí)期呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。2000—2010年主要體現(xiàn)在森林生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)出和人工表面生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)入上，而2010—2015年主要體現(xiàn)在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)出和森林生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)入上。

圖2 珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶2000-2015年各縣區(qū)PESV空間分布

(3) 2000—2015年珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)服務(wù)價(jià)值共減少了14.55億元，且主要發(fā)生在2010年之前。2000—2010年珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)服務(wù)價(jià)值出現(xiàn)下降趨勢是森林、農(nóng)田和草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值持續(xù)下降造成的結(jié)果。各生態(tài)系統(tǒng)類型服務(wù)價(jià)值在不同時(shí)期占總價(jià)值的比例排序依次為：森林>濕地>農(nóng)田>草地>其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。

(4) 近15 a間珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶11市中佛山市的單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少量最多，而南寧市增量最大。珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)服務(wù)價(jià)值空間分布格局差異明顯且變化較小，生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少的區(qū)域主要位于東部。珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)格局的變化對其生態(tài)服務(wù)價(jià)值的影響顯著。

本文主要分析了2000—2015年珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)系統(tǒng)格局和生態(tài)服務(wù)價(jià)值時(shí)間變化與空間分布特征，但對生態(tài)系統(tǒng)格局變化導(dǎo)致生態(tài)服務(wù)價(jià)值時(shí)空變化的定量化分析以及驅(qū)動因素缺乏深入的研究?；诋?dāng)量因子法分析了珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶不同尺度下的生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化特征，但價(jià)值量的絕對價(jià)值意義不是很大，由于從當(dāng)量因子的選擇到后面生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)的確定會受主客觀因素的影響，導(dǎo)致評價(jià)結(jié)果可能存在誤差。但其動態(tài)變化特征可以在一定條件下反映出人類活動帶來的影響。下一步應(yīng)重點(diǎn)基于造成生態(tài)系統(tǒng)格局變化的自然和人為因素，分析其在空間方面對生態(tài)服務(wù)價(jià)值的影響，建立預(yù)測模型與驅(qū)動分析機(jī)制，為珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)補(bǔ)償研究提供更加全面的借鑒。