王 舒,張 騫,王子芳,余 濼,向書江,高 明,*

1 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,重慶 400715

2 平頂山學(xué)院旅游與規(guī)劃學(xué)院,平頂山 467000

3 重慶市璧山區(qū)防汛抗旱調(diào)度中心,重慶 402760

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)系指人類通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過(guò)程和功能直接或間接獲得的利益[1—2]。生態(tài)系統(tǒng)在提供各項(xiàng)服務(wù)的同時(shí),自身也面臨著各種風(fēng)險(xiǎn)[3]。快速的城鎮(zhèn)化發(fā)展在一定程度上加劇了人類對(duì)物質(zhì)的追求以及對(duì)自然資源的索取,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的退化和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的不斷增加[4—7]。聯(lián)合國(guó)、世界銀行等國(guó)際性組織發(fā)起的以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為基點(diǎn)的千年生態(tài)系統(tǒng)項(xiàng)目及《綠色數(shù)據(jù)手冊(cè)》匯編對(duì)不同尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行了評(píng)估,明確提出生態(tài)系統(tǒng)的狀況和變化與人類物質(zhì)福利的密切關(guān)系,而生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的重點(diǎn)在于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的衡量及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的把控[8—10]。因此,研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及其空間格局具有重要意義。目前關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究已在影響因素[11]、時(shí)空演變[12]、價(jià)值量化[13—14]及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[15]等方面取得了較多研究成果,但忽視了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)動(dòng)性、復(fù)雜性及動(dòng)態(tài)性。隨著對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究的深入,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面的作用越來(lái)越受到重視[16]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究多集中于京津冀[17]和長(zhǎng)三角等[18]經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域以及黃河流域[19]等；研究方法多采用基于某種特定服務(wù)的實(shí)體屬性評(píng)價(jià)方法[20]、基于復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)作用的評(píng)價(jià)方法[21]、基于社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)分析的評(píng)價(jià)方法及基于DPSIR理論框架的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法[22]。上述研究為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究提供了扎實(shí)的基礎(chǔ),但鮮有將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與生態(tài)分區(qū)作為鏈條連接起來(lái)的研究,尤其是長(zhǎng)江流域上游的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的演變趨勢(shì)及生態(tài)分區(qū)仍不明確[23]。本文將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)作為同等重要的研究范疇,從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的視角對(duì)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化并開展生態(tài)分區(qū)構(gòu)建,研究成果不僅能從正反兩方面表征區(qū)域生態(tài)安全狀況,還能讓管理者根據(jù)不同分區(qū),有針對(duì)性地提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力和穩(wěn)定性[24—26],進(jìn)一步推動(dòng)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。

三峽庫(kù)區(qū)作為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的重要組分,是長(zhǎng)江流域的重要生態(tài)走廊和生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)[27],其土地利用變化能夠?qū)^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和格局產(chǎn)生巨大影響[28—29]。2003年,三峽大壩正式下閘蓄水,此后十多年間由于受大型水利工程的影響,庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),雖然庫(kù)區(qū)在生態(tài)保護(hù)方面已實(shí)施《三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治總體規(guī)劃》,同時(shí)采用岸線修復(fù)、退耕還林等工程措施[30—31],但隨著人類活動(dòng)加劇及城市規(guī)模擴(kuò)展,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)仍在增加。因此,本文在已有研究的基礎(chǔ)上,以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為切入點(diǎn),量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給,構(gòu)建生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)模型,分析三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系并對(duì)其進(jìn)行生態(tài)分區(qū),能夠在很大程度上豐富生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)研究,同時(shí)為維持生態(tài)平衡、促進(jìn)庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

三峽庫(kù)區(qū)作為全國(guó)最為特殊的生態(tài)功能區(qū),系指因長(zhǎng)江三峽工程水位升高而受淹沒影響的有關(guān)行政區(qū)域(圖1),地理位置為106°20′—110°30′E,29°00′—31°50′N,東起夷陵區(qū),西至江津區(qū),總面積約為58000 km2,被認(rèn)為是長(zhǎng)江流域最為重要的生態(tài)走廊和生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)。截至2015年末,庫(kù)區(qū)總?cè)丝跀?shù)為2160.96萬(wàn),區(qū)內(nèi)人口分布極不平衡。庫(kù)區(qū)自然資源豐富,森林覆蓋率約為48.2%,地形東高西低,多山地、丘陵地貌。

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

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

本文對(duì)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值的評(píng)估方法是在前人研究的基礎(chǔ)上結(jié)合三峽庫(kù)區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行修訂的。研究數(shù)據(jù)為土地利用數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。(1)本研究所使用的三峽庫(kù)區(qū)土地利用數(shù)據(jù)經(jīng)美國(guó)Landsat ETM+/OLI圖像(https://glovis.usgs.gov/)解譯得到,分辨率為30 m,影像無(wú)云層干擾。根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T 21010—2007)與《第二次全國(guó)土地調(diào)查技術(shù)規(guī)程》(TD/T 1014—2007),利用目視解譯法,并結(jié)合三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給情況,進(jìn)行了相應(yīng)地類的調(diào)整與歸并,將研究區(qū)分為耕地、林地、草地、水體、建設(shè)用地和未利用地六大類。采用隨機(jī)取樣對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行Kappa檢驗(yàn),2000—2015年精度均高于0.85,滿足研究需求。(2)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然資源數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)知網(wǎng)年鑒資料庫(kù)(http://cyfd.cnki.com.cn/index.htm),包括《重慶市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)縣、市社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》及各政府部門相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)告等。

2.2 研究方法

2.2.1研究單元的劃分

為提高研究數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和模型的精度,避免行政區(qū)劃分割產(chǎn)生的分配誤差,參照相關(guān)研究成果[32],考慮到數(shù)據(jù)計(jì)算與圖幅限制,最終確定5 km×5 km的格網(wǎng)作為基本單元對(duì)三峽庫(kù)區(qū)進(jìn)行分割,最終得到2624個(gè)格網(wǎng),以格網(wǎng)為研究單元進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的計(jì)算。

2.2.2生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給評(píng)估

本研究在謝高地等[33]的研究基礎(chǔ)上選取了9種主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型,采用價(jià)值當(dāng)量法對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給量進(jìn)行評(píng)估,并結(jié)合三峽庫(kù)區(qū)實(shí)際情況對(duì)當(dāng)量系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修正。其中,供給功能的價(jià)值當(dāng)量修正以研究區(qū)內(nèi)單位土地農(nóng)、林、牧、漁產(chǎn)值為依據(jù)；調(diào)節(jié)功能采用研究區(qū)森林覆蓋率進(jìn)行修正；支持功能與調(diào)節(jié)功能間的差異存在于自然基底,故也采用森林覆蓋率修正；文化功能采用旅游總收入進(jìn)行修正[25]。具體公式為：

(1)

n：修正系數(shù),無(wú)量綱；mi：三峽庫(kù)區(qū)平均值；Mi：全國(guó)平均值。經(jīng)計(jì)算,供給功能中耕地、林地、草地、水體的修訂值分別為2.09、1.59、2.12、0.80；調(diào)節(jié)功能和支持功能的修訂值為2.08；文化功能的修訂值為1.51。由于建設(shè)用地和未利用地所提供的生態(tài)服務(wù)價(jià)值極低,故將其賦值為0[34]?；谌龒{庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)(表1),計(jì)算各區(qū)縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量,公式如下：

表1 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)表/(元 hm-2 a-1)Table 1 Coefficients of ESV in the TGR area

(2)

ESV：?jiǎn)挝幻娣e生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值;n：土地利用類型數(shù)量；VCi：第i種地類的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)；Ui：第i種土地利用類型面積；U：評(píng)價(jià)區(qū)域土地總面積。

2.2.3生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)模型構(gòu)建

為建立不同土地利用類型與區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系,選用不同土地利用類型所占面積比例和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重構(gòu)建研究單元(格網(wǎng))內(nèi)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(ERIkf),具體計(jì)算公式如下：

(3)

n：土地利用類型的數(shù)量;S：研究單元總面積(km2)；Skj：研究單元k的第f類土地利用類型面積(km2)；Wf：第f類土地利用類型的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重。綜合以往學(xué)者的研究成果[35],對(duì)不同地類賦予不同權(quán)重,Wf分別為耕地0.32、林地0.12、水體0.53、草地0.16、建設(shè)用地0.85和未利用地0.82。

2.2.4生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)-風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)建設(shè)

運(yùn)用Z-score標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)2624個(gè)格網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,得到其標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值。X軸表征生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值、Y軸表征生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值,劃分出的四個(gè)象限分別表示高供給-高風(fēng)險(xiǎn)(I象限)、低供給-高風(fēng)險(xiǎn)(Ⅱ象限)、低供給-低風(fēng)險(xiǎn)(Ⅲ象限)、高供給-低風(fēng)險(xiǎn)(Ⅳ象限)。具體標(biāo)準(zhǔn)化方法：

(4)

(5)

(6)

3 結(jié)果與討論

3.1 三峽庫(kù)區(qū)土地利用變化分析

基于遙感數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析,得到三峽庫(kù)區(qū)不同土地利用類型面積變化結(jié)構(gòu)(圖2)。2000—2015年林地始終是三峽庫(kù)區(qū)最主要的土地利用類型,占全區(qū)總面積的46%以上,其次為耕地。研究期內(nèi)不同土地利用類型均發(fā)生了變化,主要特征為耕地和草地的面積輕微減少；水體和建設(shè)用地面積明顯擴(kuò)張；林地面積呈波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì),未利用地變化不顯著。

圖2 2000—2015年三峽庫(kù)區(qū)不同土地利用類型面積變化Fig.2 Area change of different land use types in the Three Gorges Reservoir from 2000 to 2015

結(jié)合三峽庫(kù)區(qū)土地利用數(shù)據(jù)與表2來(lái)看,近15年間,三峽庫(kù)區(qū)土地利用類型產(chǎn)生較大變化,發(fā)生轉(zhuǎn)變的面積為3762.02 km2,占總面積的6.45%,耕地、草地和未利用地面積持續(xù)縮減,分別減少了963.20 km2、1180.86 km2和4.88 km2,林地和建設(shè)用地?cái)U(kuò)張明顯,分別增加了1155 km2和1351 km2,未利用地面積變化不大,這與王大菊等對(duì)三峽庫(kù)區(qū)2000—2015年的土地利用結(jié)果基本保持一致[13]。耕地作為轉(zhuǎn)出地類的主要來(lái)源,其轉(zhuǎn)出面積占總轉(zhuǎn)出面積的45.27%。林地規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張,其轉(zhuǎn)入面積中耕地占37.02%,絕大部分來(lái)源于草地。作為三峽庫(kù)區(qū)轉(zhuǎn)入地類的主要成分,建設(shè)用地的轉(zhuǎn)入來(lái)源主要是耕地和林地。土地利用在時(shí)間和空間上的變化與人類對(duì)生態(tài)環(huán)境開發(fā)的強(qiáng)度密切相關(guān)。人口增加、建設(shè)用地面積擴(kuò)張,耕地被侵占,出現(xiàn)草地退化等現(xiàn)象；水域面積受氣候、徑流和水利設(shè)施等影響較大；退耕還林工程的實(shí)施對(duì)于林地恢復(fù)有重要意義；地類變化頻繁,主要是自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合作用的結(jié)果,因此各個(gè)時(shí)期三峽庫(kù)區(qū)土地利用呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)。

表2 2000—2015年三峽庫(kù)區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣/km2Table 2 Land use transition in the Three Gorges Reservoir from 2000 to 2015

3.2 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給時(shí)空演化

自然間斷點(diǎn)分級(jí)法(Jenks)是運(yùn)用聚類思維,將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值分為不同的群組[23],最終分類結(jié)果與實(shí)際生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值分布相符,因此使用自然間斷點(diǎn)分級(jí)法將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值分為5種類型。由于三峽庫(kù)區(qū)不同類型用地面積差異較大,直接導(dǎo)致了庫(kù)區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給分布的高度異質(zhì)性。如圖3所示,庫(kù)區(qū)東部山區(qū)供給值顯著高于西部地區(qū),高值區(qū)主要集中出現(xiàn)在夷陵區(qū)、秭歸縣、興山縣及巴東縣東部和南部,其余高供給值區(qū)分布較分散。李輝等[36]對(duì)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值進(jìn)行了空間特征分析,所得結(jié)果與本文大致相似。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給高值區(qū)多為生態(tài)環(huán)境較好、人類活動(dòng)干擾較小的地區(qū),該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)擁有較強(qiáng)的內(nèi)部調(diào)節(jié)能力,等級(jí)較高,可提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)種類多、價(jià)值高。較高供給值集中分布在庫(kù)首西部的巫溪縣和奉節(jié)縣,其余則穿插在高值區(qū)域間,分布較為分散。低供給值區(qū)主要分布在庫(kù)區(qū)西南部的重慶市渝中區(qū)、渝北區(qū)及沙坪壩區(qū)等人口密集區(qū),該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),建設(shè)用地所占面積較大,植被覆蓋率低,生態(tài)環(huán)境人為破壞嚴(yán)重,因此生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值較低。

圖3 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值空間分布Fig.3 Supply value of ecosystem services in the Three Gorges Reservoir Area

三峽庫(kù)區(qū)在研究期內(nèi)的生態(tài)價(jià)值損益能反映出長(zhǎng)江流域上游在兼顧城市發(fā)展與生態(tài)保護(hù)方面的重要性[32]。由表3可知,2000年、2005年、2010年和2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值分別為918.93×108元、922.58×108元、927.15×108元和921.42×108元,總體供給值變化幅度較小,且與嚴(yán)恩萍等[37]對(duì)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的測(cè)算結(jié)果在同一數(shù)量級(jí)。2000—2015年,在各土地利用類型中,林地占地區(qū)總面積比例最大,且林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值最高,均在74%以上。耕地和草地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值在15年內(nèi)分別降低了6.49×108元和12.63×108元,這是由于快速的城鎮(zhèn)化發(fā)展,大量城鄉(xiāng)建設(shè)占用耕地和草地及對(duì)生態(tài)用地的不合理利用,導(dǎo)致耕地和草地的供給值有所減少。水體的供給值提高了3.64×108元,三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)文明建設(shè)、退田還湖等系列政策的實(shí)施,水域生態(tài)用地面積不斷增大,其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值得以增加。據(jù)《長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)公報(bào)(2010)》,2010年三峽庫(kù)區(qū)森林覆蓋率在鼎盛期達(dá)68.0%。由于2000年以來(lái)庫(kù)區(qū)陸續(xù)實(shí)施岸線生態(tài)保護(hù)修復(fù)、退耕還林等生態(tài)工程,生態(tài)環(huán)境不斷改善,增加了庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。研究區(qū)作為長(zhǎng)江中上游的重要生態(tài)屏障,且擁有重要的三峽水利工程,水文調(diào)節(jié)作用突出,因而在各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中,該區(qū)以調(diào)節(jié)服務(wù)為主,其占比均高于53%。支撐服務(wù)略低于調(diào)節(jié)服務(wù),所占比例均高于31%,足以體現(xiàn)三峽庫(kù)區(qū)能夠提供足夠的其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)所需的基礎(chǔ)功能。供給服務(wù)和文化服務(wù)的總占比不足15%,庫(kù)區(qū)耕地?cái)?shù)量較少,糧食產(chǎn)量較低,此外該區(qū)域文化旅游資源開發(fā)程度不高,所對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值相對(duì)較低。

表3 不同土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值及占比/(×108元)Table 3 Ecosystem service value and proportion of different land use types

3.3 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空分布

通過(guò)普通克里金法,對(duì)三峽庫(kù)區(qū)4個(gè)時(shí)期的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行空間插值,并利用自然間斷點(diǎn)分級(jí)法進(jìn)行分級(jí),即低風(fēng)險(xiǎn)(ERI≤0.15)、較低風(fēng)險(xiǎn)(0.15

表4 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)面積及比例/km2Table 4 Area and proportion of ecological risk grade in the Three Gorges Reservoir Area

圖4 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)空間分布Fig.4 Distribution of ecological risk levels in the Three Gorges Reservoir area

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的空間分布格局受自然因素及人為因素如人口密度、社會(huì)發(fā)展程度等的影響[21],在三峽庫(kù)區(qū)表現(xiàn)為：2000年高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)集中分布在庫(kù)區(qū)西部重慶市主城區(qū),受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響,該地區(qū)有大量建設(shè)用地,人口分布集中,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),人類活動(dòng)嚴(yán)重影響生態(tài)系統(tǒng)。2015年高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)在2000年的基礎(chǔ)上逐漸向外圍擴(kuò)張,原因是重慶市是以渝中區(qū)為核心,主城各區(qū)共同發(fā)展為目標(biāo)的多組團(tuán)城市結(jié)構(gòu),15年間其建設(shè)用地面積不斷擴(kuò)張,而生態(tài)用地面積不斷縮減,導(dǎo)致該區(qū)域在生態(tài)本底脆弱的狀態(tài)下,更難以進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。2000年較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)集中出現(xiàn)在庫(kù)區(qū)中部和西部,并呈“勺狀”分布特征,而2015年較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)相比前15年,呈明顯萎縮態(tài)勢(shì),集中分布區(qū)僅出現(xiàn)在高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)外圍,其余散落分布在庫(kù)區(qū)中部,所占面積減少了892.63 km2；中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的面積15年內(nèi)降低了3451.47 km2。2007年“建優(yōu)秀水電工程、創(chuàng)優(yōu)美生態(tài)環(huán)境”政策的提出和實(shí)施,三峽庫(kù)區(qū)著重發(fā)展生態(tài)保護(hù),整體降低了庫(kù)區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值。較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)在研究時(shí)段內(nèi)面積分別增加了1005.92 km2和2295.46 km2,這是由于庫(kù)區(qū)堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先原則,實(shí)行退耕還林還草,土地合理利用性逐漸增大,在萬(wàn)州區(qū)等地大力發(fā)展香橙種植業(yè),使原有耕地轉(zhuǎn)換為園地、林地等,生態(tài)環(huán)境得到改善,生態(tài)安全有所提升。

3.4 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)分區(qū)構(gòu)建

將三峽庫(kù)區(qū)各區(qū)縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給量和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值帶入公式(4),(5),(6)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,可以把三峽庫(kù)區(qū)劃分成4種不同的生態(tài)區(qū)(圖5、圖6),并針對(duì)不同生態(tài)分區(qū)提出了相應(yīng)的分區(qū)管理措施?？傮w來(lái)看,研究期間生態(tài)分區(qū)均發(fā)生了不同程度的變化。高供給值-低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(Ⅳ)是研究區(qū)中占比最高的一類分區(qū),所占面積比例均高于37%,主要分布于秭歸縣、興山縣、巴東縣、夷陵區(qū)西北部等地區(qū),隨著時(shí)間推移,分布地區(qū)呈逐漸增長(zhǎng)趨勢(shì)。該區(qū)生態(tài)資源豐富,能夠在數(shù)量和空間上提供較高水平的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。作為三峽庫(kù)區(qū)的生態(tài)核心,高供給值-低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(Ⅳ)應(yīng)秉持可持續(xù)發(fā)展理念,加強(qiáng)生態(tài)建設(shè),堅(jiān)持宜林則林,宜草則草,強(qiáng)化保護(hù)水土保持林、水源涵養(yǎng)林等生態(tài)用地,保障生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流向周邊區(qū)域的持續(xù)輸送。

圖5 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)分區(qū)象限分布Fig.5 Quadrant distribution of ecological zones in the Three Gorges Reservoir Area

圖6 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)分區(qū)空間分布Fig.6 Spatial distribution of ecological zones in the Three Gorges Reservoir Area

低供給值-低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(Ⅲ)零散分布于奉節(jié)縣南部和庫(kù)區(qū)邊緣,呈波動(dòng)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),增長(zhǎng)率為1.22%,表明研究區(qū)在響應(yīng)國(guó)家政策的情況下采取的生態(tài)保護(hù)措施取得部分成效,部分地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)趨于協(xié)調(diào)。針對(duì)該區(qū)域土地開發(fā)利用強(qiáng)度不高,生態(tài)用地?cái)?shù)量較低,尤其以林地和草地較低的情況,盡管該區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值較低,但能夠提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的用地面積較少。該地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱,應(yīng)在正確處理城鎮(zhèn)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)關(guān)系的前提下,圍繞基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)補(bǔ)短板、惠民生,加強(qiáng)對(duì)區(qū)域交通、通訊、能源等重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),以工促農(nóng),以城帶鄉(xiāng)進(jìn)行轉(zhuǎn)變,優(yōu)化空間格局,促進(jìn)該區(qū)域形成布局合理、節(jié)約集約、配套齊全、生態(tài)宜居的新型城鎮(zhèn)。

低供給值-高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(Ⅱ)集中分布于重慶市主城區(qū)及忠縣、豐都縣、萬(wàn)州區(qū)等區(qū)域,該區(qū)人口稠密,城鎮(zhèn)建設(shè)用地逐年擴(kuò)張,生態(tài)用地逐漸減少,城市大量的人口聚集和工業(yè)發(fā)展在帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)提升的同時(shí)也增加了對(duì)生態(tài)用地的需求,人地矛盾加劇。因此,該區(qū)域應(yīng)以“人地協(xié)調(diào)”為宗旨,加強(qiáng)土地集約節(jié)約利用,以生態(tài)保護(hù)和生態(tài)建設(shè)優(yōu)先,由于區(qū)域內(nèi)已聚集大量城市發(fā)展要素,在充分考慮城市承載力的基礎(chǔ)上,加大力度完善城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施,同時(shí)加強(qiáng)周邊生態(tài)用地保護(hù),禁止過(guò)度開發(fā)。

高供給值-高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(Ⅰ)面積較少,零星分布在奉節(jié)縣、云陽(yáng)縣和江津區(qū)等地。該區(qū)作為林草地與建設(shè)用地的交界,既有一定的植被覆蓋度又有城鎮(zhèn)分布,但城鎮(zhèn)布局較為零散,使得高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)共存。對(duì)于這類區(qū)域,應(yīng)建立生態(tài)保護(hù)片區(qū),通過(guò)就近原則將責(zé)任分配到鄉(xiāng)鎮(zhèn)；落實(shí)生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策的實(shí)施與生態(tài)環(huán)境修復(fù)責(zé)任的同時(shí)增加生態(tài)建設(shè)的資金與技術(shù)投入。

4 結(jié)論

本文以三峽庫(kù)區(qū)為研究區(qū),通過(guò)修訂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)、構(gòu)建生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)模型,對(duì)庫(kù)區(qū)2000—2015年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空分布特征進(jìn)行了研究,并將二者結(jié)合起來(lái)對(duì)生態(tài)分區(qū)進(jìn)行構(gòu)建,得出如下結(jié)論：

(1)2000—2015年三峽庫(kù)區(qū)土地利用類型變化明顯,林地占全區(qū)總面積的46%,其次為耕地。研究區(qū)內(nèi)不同土地利用類型的變化深刻影響著庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值。

(2)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給總體呈“東高西低”的特征,高值區(qū)主要分布于夷陵區(qū)、秭歸縣和興山縣等植被覆蓋度高的區(qū)域,該區(qū)域應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)建設(shè),強(qiáng)化保護(hù)生態(tài)用地；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)呈“西高東低“的分布特征,高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布于重慶市主城區(qū),該區(qū)人口密集、建設(shè)用地占比高、植被覆蓋度較低,該區(qū)應(yīng)堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先,禁止過(guò)度開發(fā)。

(3)2000—2015年4種生態(tài)分區(qū)變化程度較小,處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。高供給值-高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(Ⅰ)的分布連續(xù)性最差、占比最低,低供給值-高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(Ⅱ)和高供給值-低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(Ⅳ)分布較為集中。

本文綜合考慮了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)兩方面,對(duì)三峽庫(kù)區(qū)進(jìn)行生態(tài)分區(qū),是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系整合的有益探索。但由于尚未引入較成熟的空間量化模型,未做到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的精準(zhǔn)量化。此外,生態(tài)分區(qū)作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)相互作用的結(jié)果,本文未深入分析兩者間的內(nèi)在機(jī)理。