郭 強(qiáng),謝苗苗,2,*,王回茴,陳 燕

1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院,北京 100083 2 自然資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100035

2020年是消除絕對(duì)貧困,全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)的決勝之年,但并不意味著貧困問(wèn)題的徹底解決,如何鞏固扶貧成果仍是貧困地區(qū)的首要挑戰(zhàn)[1- 2]。由于貧困地區(qū)與生態(tài)脆弱區(qū)、重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)存在空間上的耦合關(guān)系[3- 7],以犧牲環(huán)境為代價(jià)的脫貧和鞏固脫貧成果的方式不符合綠色發(fā)展要求。生態(tài)保護(hù)修復(fù)作為生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容[8-11],也是貧困地區(qū)實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的契機(jī)[12]。如何在生態(tài)保護(hù)修復(fù)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫貧致富是貧困地區(qū)面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題[13-14],其中科學(xué)評(píng)估生態(tài)修復(fù)要求與扶貧需求是開(kāi)展生態(tài)修復(fù)與生態(tài)扶貧結(jié)合的核心內(nèi)容[15]。

生態(tài)保護(hù)修復(fù)的重要目的之一是提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[9,11]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)理論在生態(tài)保護(hù)修復(fù)中的應(yīng)用是解決生態(tài)問(wèn)題的有效措施[16],但是目前其具體應(yīng)用也主要是幫助識(shí)別生態(tài)保護(hù)與修復(fù)分區(qū)[17- 18],很少關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在生態(tài)保護(hù)修復(fù)中對(duì)扶貧的作用。在經(jīng)濟(jì)條件落后的貧困地區(qū),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是當(dāng)?shù)鼐用裰匾纳姹Ｕ蟍19- 20]。將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與貧困綜合考慮,既是貧困地區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)的內(nèi)在需要,也是貧困地區(qū)進(jìn)行生態(tài)扶貧的必然選擇[21- 22]。

本研究選擇寧武縣和靜樂(lè)縣為研究區(qū),兩縣既是山西省汾河中上游山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程試點(diǎn)區(qū),同時(shí)也是原來(lái)的國(guó)家級(jí)貧困縣,具有典型意義。本文提出“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)-貧困”關(guān)聯(lián)分析模型,在滿足生態(tài)修復(fù)需求與扶貧需求的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)修復(fù)與生態(tài)扶貧的結(jié)合。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

寧武縣和靜樂(lè)縣是山西省汾河中上游山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程試點(diǎn)區(qū)(忻州)的兩個(gè)縣城,坐標(biāo)介于東經(jīng)111°42′43″—112°36′55″、北緯38°7′57″—39°8′41″之間。地理位置上,寧武縣與朔州市距離約35 km,與忻州市區(qū)相距約70 km,靜樂(lè)縣與忻州市區(qū)距離約68 km,與太原市相距約70 km,地理位置比較優(yōu)越。地理空間上總體呈現(xiàn)“兩山一川”格局,以蘆芽山、紫金山、云中山為兩翼,汾河川為中心從北到南貫穿整個(gè)研究區(qū)(圖1)。汾河流經(jīng)區(qū)域常年保護(hù)力度不足,水質(zhì)水量情況日漸惡化,且受到地形條件的影響,研究區(qū)易發(fā)生水土流失。蘆芽山地區(qū)是國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),物種豐富,景色宜人,但缺乏有效保護(hù)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面,靜樂(lè)縣、寧武縣1986年被確立為國(guó)家級(jí)貧困縣；2001年又被確立為國(guó)務(wù)院扶貧開(kāi)發(fā)工作重點(diǎn)縣；2011年靜樂(lè)縣被劃入?yún)瘟荷郊羞B片特困區(qū)范圍；2017年山西省委、省人民政府將靜樂(lè)、寧武縣納入全省10個(gè)深度貧困縣之中。根據(jù)研究區(qū)2018年貧困戶調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,寧武靜樂(lè)共有貧困戶32164戶。

圖1 研究區(qū)位置及地形條件Fig.1 Study area location and topographical conditions

本研究使用的數(shù)據(jù)包括自然地理數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。其中DEM數(shù)據(jù)來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站,空間分辨率為30 m。土壤數(shù)據(jù)來(lái)源于第二次全國(guó)土地調(diào)查的1∶100萬(wàn)土壤數(shù)據(jù),采用的土壤分類(lèi)系統(tǒng)主要為FAO- 90。氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng),通過(guò)ArcGIS空間插值得到研究區(qū)年降雨量。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)包括統(tǒng)計(jì)年鑒,村級(jí)行政邊界數(shù)據(jù)以及貧困數(shù)據(jù)都是由寧武和靜樂(lè)縣政府有關(guān)部門(mén)提供。具體數(shù)據(jù)及來(lái)源如表1所示。

表1 研究所用數(shù)據(jù)來(lái)源

2 研究方法

2.1 “生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)-貧困”關(guān)聯(lián)分析模型

生態(tài)保護(hù)修復(fù)的一個(gè)重要目的是提升區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),為探討生態(tài)保護(hù)修復(fù)與生態(tài)扶貧策略的結(jié)合路徑,本研究提出“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)-貧困”關(guān)聯(lián)分析模型(圖2)。根據(jù)研究區(qū)特點(diǎn)選取主要具有調(diào)節(jié)、支持功能的水源涵養(yǎng)與土壤保持服務(wù),以及主要具有供給功能的食物供給服務(wù)作為分析對(duì)象。通過(guò)三種服務(wù)與貧困程度的疊加劃分出不同的區(qū)域,最后結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類(lèi)型與主要致貧因素,提出有針對(duì)性的融合生態(tài)修復(fù)與扶貧目標(biāo)的實(shí)施策略。為體現(xiàn)區(qū)域統(tǒng)籌與生態(tài)扶貧措施的實(shí)施,本文選擇鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度作為研究單元。

圖2 “生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)-扶貧”耦合關(guān)聯(lián)分析模型Fig.2 “ Ecology Service-Poverty Alleviation” Coupling Analysis Model

2.2 貧困測(cè)度

2.2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)與權(quán)重

本文構(gòu)建村級(jí)尺度的多維貧困指數(shù)(VPI)[26- 27]來(lái)準(zhǔn)確反映研究區(qū)的貧困狀況,結(jié)合寧武縣和靜樂(lè)縣的實(shí)地調(diào)查情況與貧困戶調(diào)查數(shù)據(jù),并借鑒相關(guān)文獻(xiàn)[3- 6,26- 27]選擇生活水平、勞動(dòng)力狀況、地理位置3個(gè)維度來(lái)構(gòu)建指標(biāo)體系(表2),采用層次分析法與熵權(quán)法確定權(quán)重。最后根據(jù)各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中VPI的平均值來(lái)確定該鄉(xiāng)鎮(zhèn)的貧困類(lèi)型。

表2 村級(jí)多維貧困度量指標(biāo)

2.2.2村級(jí)多維貧困指數(shù)計(jì)算

根據(jù)構(gòu)建的指標(biāo)體系及權(quán)重,計(jì)算村級(jí)多維貧困指數(shù)VPI,計(jì)算公式如下：

(1)

式中,n代表維度的數(shù)量；Iij代表i維度第j指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的值；m代表維度i下的指標(biāo)個(gè)數(shù)；Wij代表i維度j指標(biāo)的權(quán)重；Wi代表維度i的權(quán)重。10 是用于消除小數(shù)位影響、增大數(shù)據(jù)間差異的常數(shù)。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

2.3.1水源涵養(yǎng)服務(wù)

水源涵養(yǎng)量先根據(jù)InVEST模型中的產(chǎn)水量模塊(water yield)計(jì)算產(chǎn)水量,再通過(guò)包玉斌等[23]提出的產(chǎn)水量修正方法計(jì)算得到,具體計(jì)算公式如下：

(2)

式中,retention為水源涵養(yǎng)量,velocity為流速系數(shù),tl和ksat分別表示地形指數(shù)與土壤飽和導(dǎo)水率,Y(x)為柵格x的產(chǎn)水量,AET(x)表示柵格單元x的年實(shí)際蒸散量,P(x)表示柵格單元x的年降水量。

2.3.2土壤保持服務(wù)

根據(jù)InVEST模型中的泥沙輸移比例模塊(SDR)計(jì)算土壤保持量[24,28],計(jì)算公式如下：

SEDRETx=Rx×Kx×LSx×(1-Cx×Px)+SEDRx
SEDRx=USLEx×(1-SDRx)
USLEx=Rx×Kx×LSx×Cx×Px

(3)

式中,SEDRETx為土壤保持量,SEDRx為泥沙截留量,USLEx為柵格x的實(shí)際土壤侵蝕量,SDRx為柵格x的泥沙輸移比,Rx、Kx、LSx、Cx、Px分別對(duì)應(yīng)柵格x的降雨侵蝕力因子、土壤可蝕性因子、坡度坡長(zhǎng)因子、植被覆蓋和作物管理因子、水土保持因子。

2.3.3食物供給服務(wù)

根據(jù)趙文禎等[29]與戴路煒[30]等提出的糧食產(chǎn)量與NDVI的關(guān)系公式估算研究區(qū)單位面積的糧食產(chǎn)量,具體公式如下：

(4)

式中,Gi表示像元i的食物供給,NDVIi表示i像元的NDVI值,NDVIsum表示研究區(qū)耕地的NDVI總值,Gsum表示研究區(qū)糧食總產(chǎn)量。

3 結(jié)果與分析

3.1 貧困現(xiàn)狀

結(jié)果表明寧武縣和靜樂(lè)縣的貧困狀況依舊不容樂(lè)觀,處于高貧困的村域面積占研究區(qū)總面積的41%,中貧困的村域面積比例為47%,處于低貧困的村域面積占到12%?？臻g分布上高貧困區(qū)集中分布在研究區(qū)西北部的蘆芽山地區(qū),該地區(qū)海拔較高,是國(guó)家級(jí)的自然保護(hù)區(qū)。中貧困區(qū)集中分布于汾河下游,低貧困則分布在汾河上游地區(qū)。從鄉(xiāng)鎮(zhèn)角度來(lái)看低貧困地區(qū)主要是以娥城鎮(zhèn)與鳳凰鎮(zhèn)為中心相鄰的幾個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。其中娥城鎮(zhèn)與鳳凰鎮(zhèn)是靜樂(lè)與寧武的縣城所在地,是研究區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r較好的地方。從貧困現(xiàn)狀的分布可以看出,研究區(qū)貧困程度基本呈現(xiàn)片狀分布。圖4是不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主要致貧因素,從中可以看到造成鄉(xiāng)鎮(zhèn)貧困的因素并不唯一,有12 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的貧困是由地理位置造成的,主要分布在蘆芽山與云中山附近。9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主要致貧因素是缺乏勞動(dòng)力,5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)貧困是由生活水平不足造成的。結(jié)合貧困分布與主要致貧因素可以得出,地形條件、勞動(dòng)力狀況、生活水平的差異構(gòu)成了寧武縣和靜樂(lè)縣貧困的空間分布格局。

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布

研究區(qū)的水源涵養(yǎng)、土壤保持以及食物供給等服務(wù)存在空間上的差異(圖5)。其中涔山鄉(xiāng)、東寨鎮(zhèn)、西馬坊鄉(xiāng)和新堡鄉(xiāng)四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的水源涵養(yǎng)、土壤保持服務(wù)都呈現(xiàn)較高水平,這些區(qū)域主要是蘆芽山自然保護(hù)區(qū)所在地,具有得天獨(dú)厚的生態(tài)優(yōu)勢(shì)。余莊鄉(xiāng)、化北屯鄉(xiāng)、赤泥洼鄉(xiāng)的食物供給服務(wù)則呈現(xiàn)較高水平。作為寧武縣城和靜樂(lè)縣城所在地的鳳凰鎮(zhèn)與娥城鎮(zhèn)由于過(guò)重強(qiáng)調(diào)發(fā)展,生態(tài)遭到破壞,除食物供給服務(wù)外,水源涵養(yǎng)與土壤保持服務(wù)都呈現(xiàn)出較低值。汾河下游的溝谷地區(qū)食物供給服務(wù)表現(xiàn)出高值,而土壤保持服務(wù)則呈現(xiàn)低值。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的分布與地形條件差異有關(guān)。

圖3 貧困程度分布圖Fig.3 Distribution of povertyVPI: 村級(jí)多維貧困指數(shù) Village-level multidimensional poverty indicators

圖4 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)貧困的主要致貧維度Fig.4 Main poverty-causing dimensions of town′s poverty

圖5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分布情況Fig.5 Distribution of ecosystem services

3.3 貧困與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的疊加分析

圖6 貧困程度與各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的疊加類(lèi)型Fig.6 Stacking type of poverty and ecosystem services

從貧困與三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)疊加結(jié)果來(lái)看,水源涵養(yǎng)、土壤保持服務(wù)與貧困的疊加類(lèi)型呈現(xiàn)集聚分布(圖6)。其中王村鄉(xiāng)、辛村鄉(xiāng)、中莊鄉(xiāng)、雙路鄉(xiāng)、娑婆鄉(xiāng)、豐潤(rùn)鎮(zhèn)、迭臺(tái)寺鄉(xiāng)、東馬坊鄉(xiāng)這8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的水源涵養(yǎng)、土壤保持服務(wù)與貧困的疊加類(lèi)型為中貧困-低服務(wù),說(shuō)明這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行生態(tài)保護(hù)修復(fù)的必要。食物供給服務(wù)與貧困的疊加類(lèi)型與其他兩種服務(wù)相比數(shù)量最多,食物供給服務(wù)與貧困的關(guān)系復(fù)雜,其中圪廖鄉(xiāng)、新堡鄉(xiāng)、石家莊鄉(xiāng)、堂兒上鄉(xiāng)的疊加類(lèi)型為高貧困-低服務(wù),食物供給是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的短板。陽(yáng)方口鄉(xiāng)、中莊鄉(xiāng)、娑婆鄉(xiāng)、懷道鄉(xiāng)、石家莊鄉(xiāng)這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)的三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與貧困的疊加類(lèi)型相同,在進(jìn)行生態(tài)保護(hù)修復(fù)的同時(shí)需要合理權(quán)衡。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與貧困的疊加類(lèi)型為高貧困-低服務(wù),則該鄉(xiāng)鎮(zhèn)迫切需要通過(guò)生態(tài)保護(hù)修復(fù)來(lái)提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。

4 生態(tài)扶貧策略

為更好改善研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),要在低服務(wù)與中服務(wù)地區(qū)實(shí)施以修復(fù)為主的生態(tài)扶貧措施,在高服務(wù)地區(qū)實(shí)施以保護(hù)為主的扶貧措施。因此根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與貧困的疊加類(lèi)型最終將研究區(qū)劃分五個(gè)區(qū)域低貧困修復(fù)區(qū)、低貧困保護(hù)區(qū)、中貧困修復(fù)區(qū)、高貧困修復(fù)區(qū)和高貧困保護(hù)區(qū)(表3)。在低貧困修復(fù)區(qū)內(nèi)陽(yáng)方口鄉(xiāng)、薛家窊鄉(xiāng)、鳳凰鎮(zhèn)、娥城鎮(zhèn)三種服務(wù)都呈現(xiàn)低值,是進(jìn)行生態(tài)保護(hù)修復(fù)的關(guān)鍵鄉(xiāng)鎮(zhèn),可通過(guò)生態(tài)工程實(shí)施帶動(dòng)貧困人口就業(yè)。在低貧困保護(hù)區(qū),涔山鄉(xiāng)作為蘆芽山所在地,要以保護(hù)為主,提升水源涵養(yǎng)與土壤保持服務(wù)。余莊鄉(xiāng)、娘子神鄉(xiāng)、神峪溝鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)可以利用食物供給服務(wù)高的優(yōu)勢(shì),大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)與特色種植業(yè)。在高貧困保護(hù)區(qū),主要是蘆芽山所在地的東寨鎮(zhèn)、西馬坊鄉(xiāng)、新堡鄉(xiāng),水源涵養(yǎng)與土壤保持服務(wù)都表現(xiàn)高值,這些地方要減少人為破壞,可設(shè)置公益性崗位幫助貧困人口就業(yè)。研究區(qū)大多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要位于中貧困修復(fù)區(qū)與高貧困修復(fù)區(qū),間接證明了研究區(qū)進(jìn)行生態(tài)保護(hù)修復(fù)的必要性。可結(jié)合主要的致貧維度有針對(duì)性地進(jìn)行扶貧,利用好生態(tài)修復(fù)的契機(jī),改善生態(tài)生活環(huán)境,對(duì)那些因地理位置導(dǎo)致發(fā)展受限的鄉(xiāng)鎮(zhèn),要大力建設(shè)便民交通,鼓勵(lì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)依賴(lài)傳統(tǒng)文化風(fēng)俗發(fā)展鄉(xiāng)村旅游。

表3 生態(tài)扶貧分區(qū)依據(jù)及措施

5 結(jié)論與討論

從鄉(xiāng)鎮(zhèn)貧困的分布來(lái)看研究區(qū)處于高貧困的面積占到41%,扶貧力度還需繼續(xù)加強(qiáng)。貧困狀況、致貧因素和產(chǎn)業(yè)發(fā)展稟賦空間差異較大,需要從多方面來(lái)考慮生態(tài)扶貧措施。以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與貧困的疊加類(lèi)型為依據(jù),將研究區(qū)劃分成低貧困修復(fù)區(qū)、低貧困保護(hù)區(qū)、中貧困修復(fù)區(qū)、高貧困修復(fù)區(qū)與高貧困保護(hù)區(qū),根據(jù)劃分的不同區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類(lèi)型與主要致貧因素的不同,提出在低貧困修復(fù)區(qū)、中貧困修復(fù)區(qū)和高貧困修復(fù)區(qū)要利用好生態(tài)修復(fù)的契機(jī),通過(guò)生態(tài)修復(fù)工程解決好影響鄉(xiāng)鎮(zhèn)貧困的致貧因素。在低貧困保護(hù)區(qū)與高貧困保護(hù)區(qū),要實(shí)施以保護(hù)為主的生態(tài)扶貧措施。

本文提出的“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)-貧困”關(guān)聯(lián)分析模型是建立在“生態(tài)-社會(huì)”耦合系統(tǒng)之上,同時(shí)滿足了生態(tài)修復(fù)需求與扶貧需求,為生態(tài)保護(hù)修復(fù)過(guò)程中如何進(jìn)行生態(tài)扶貧提供了依據(jù)。但是考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)種類(lèi)較少,是本研究需要繼續(xù)完善的地方。此外可以利用貧困程度表征返貧風(fēng)險(xiǎn)考慮將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需與返貧風(fēng)險(xiǎn)結(jié)合,進(jìn)一步分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在鞏固脫貧成果推進(jìn)鄉(xiāng)村振興階段的作用。

致謝：感謝中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院師學(xué)義教授和寧武縣、靜樂(lè)縣相關(guān)部門(mén)同志對(duì)實(shí)地調(diào)研工作的支持。