胡 影,馮曉明,鞏 杰

1 蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院, 蘭州 730000 2 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心, 北京 100085 3 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100085

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(Ecosystem Services,ESs)是指生態(tài)系統(tǒng)所形成和維持的人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境條件與效用[1],為人類直接或間接從生態(tài)系統(tǒng)得到的所有效益[2]。以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為主體構(gòu)成的自然資本,是人類賴以生存和發(fā)展的資源與環(huán)境基礎(chǔ)[3],對人類社會福祉產(chǎn)生重要影響。20世紀(jì)以來,高強(qiáng)度的人類活動給生態(tài)系統(tǒng)帶來了巨大的沖擊和破壞,全球60%以上的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生明顯的退化現(xiàn)象,各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相互影響[4],表現(xiàn)為此消彼長的權(quán)衡關(guān)系和相互增益的協(xié)同關(guān)系[5—6],探究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布規(guī)律,揭示不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系的時空變化特征[7],對實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會與自然協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義[8—10]。

黨的十九大提出“實施區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略”,處理好發(fā)展與保護(hù)的關(guān)系,是推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、建設(shè)美麗中國必須解決好的重大課題。國內(nèi)外學(xué)者們陸續(xù)開展了社會-生態(tài)研究,通過構(gòu)建不同的評價指標(biāo)、使用多樣的統(tǒng)計分析方法[11—15],將重點放在兩者協(xié)調(diào)關(guān)系的評價、研究方法及相關(guān)衍生分析3個方面[16]。如Hanley等[17]對蘇格蘭的自然環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系進(jìn)行了時間序列分析；岳曉燕等[18]運用信息熵法對15個副省級城市經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境協(xié)調(diào)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)行了研究；段七零[19]、李春平等[20]運用分析法分別對江蘇省、山東省縣域社會-環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行了定量評價；易平等[21]以嵩山世界地質(zhì)公園為例,對地質(zhì)公園的社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境效益進(jìn)行耦合協(xié)調(diào)度的研究,結(jié)果表明兩者耦合度越高越有利于可持續(xù)發(fā)展；關(guān)偉等[22]通過對遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶經(jīng)濟(jì)與環(huán)境耦合協(xié)調(diào)情況的時空演變分析,得到整體協(xié)調(diào)度穩(wěn)步上升的結(jié)論?？偟膩碚f,全球針對干旱半干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)特點的模型開發(fā)與應(yīng)用仍然匱乏[23],國內(nèi)現(xiàn)有研究多集中在省級、地級城市或東部經(jīng)濟(jì)熱點片區(qū)。我國西北干旱半干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間異質(zhì)性強(qiáng),社會-生態(tài)系統(tǒng)匹配程度更加復(fù)雜。如何處理西北干旱半干旱區(qū)生態(tài)保護(hù)與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展矛盾,提升系統(tǒng)恢復(fù)力,成為該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)管理的關(guān)鍵問題[24]。

基于景觀生態(tài)學(xué)原理與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)科學(xué)理論,采用地理信息系統(tǒng)和數(shù)學(xué)模型等,本文運用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與權(quán)衡綜合評價模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoff, InVEST)[25]和耦合協(xié)調(diào)度模型[26]等,評估寧夏自治區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其關(guān)系,并基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)理念進(jìn)行自然-社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)性分析[26],綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的熱點區(qū)與城市發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)度類型,旨在提供區(qū)域尺度的可持續(xù)發(fā)展決策定量評估工具,為協(xié)調(diào)干旱半干旱區(qū)人地矛盾提供科學(xué)依據(jù)和借鑒參考。

圖1 研究區(qū)示意圖寧夏回族自治區(qū)Fig.1 Study area-Ningxia Hui Autonomous Region

1 研究區(qū)概況

寧夏自治區(qū)(104°17′—107°39′E,35°14′—39°23′N)位于中國西部的黃河上中游地區(qū),處于黃土高原、蒙古高原和青藏高原的交匯地帶。行政區(qū)劃上共包括10個縣和12個市區(qū)(圖1)。研究區(qū)是我國生態(tài)安全戰(zhàn)略格局“兩屏三帶一區(qū)多點”中“黃土高原-川滇生態(tài)屏障”、“北方防沙帶”和“其它點塊狀分布重點生態(tài)區(qū)域”的重要組成部分,保障著黃河上中游及華北、西北地區(qū)的生態(tài)安全[27]。它位于“絲綢之路”上,多民族社會可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)對西北地區(qū)乃至中國具有重要的示范意義[28—29]。

2 研究方法及數(shù)據(jù)來源

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)計算

本文通過InVEST模型中的泥沙輸移比例模型(SDR)、水質(zhì)凈化模塊(NDR)、水量提供模塊(Water Yield)、碳儲存和固持模塊(Carbon Model)等分別開展土壤保持、水質(zhì)凈化、水資源供給和固碳服務(wù)評估和制圖。

2.1.1土壤保持服務(wù)

InVEST模型中SDR模塊基于修正通用土壤流失方程(Revised Universal Soil Loss Equation,RUSLE)對不同土地利用類型的柵格單元進(jìn)行統(tǒng)計。計算如下：

USLEi=Ri×Ki×LSi×Ci×Pi

(1)

式中,Ri為降水侵蝕性因子[30](MJ mm hm-2h-1)；Ki為土壤可侵蝕性因(t hm2h MJ-1hm-2mm-1),LSi為坡度坡長因子,Ci為植被覆蓋和作物管理因子,USLEi為土壤侵蝕量。

2.1.2水質(zhì)凈化服務(wù)

水質(zhì)凈化養(yǎng)分持留模型(Nutrient Delivery Ratio Model,NDR)計算每一個像素的養(yǎng)分元素的量,并總結(jié)每一個流域的養(yǎng)分輸出和持留。主要算法為：

ALVx=HSSx×polx

(2)

(3)

2.1.3水資源供給服務(wù)

產(chǎn)水量模型計算是根據(jù)水循環(huán)的原理,通過降水、植物蒸騰、地表蒸散發(fā)、根系深度、土壤深度(土層厚度)和植被可利用水等參數(shù)經(jīng)過模型計算獲得流域產(chǎn)水量。Water Yield模塊運行的基本計算公式如下：

(4)

式中,研究區(qū)每個柵格單元x的年產(chǎn)水量為Y(x),P(x)是柵格單元x的年降水量。AET(x)表示柵格單元x的年實際蒸散量。

2.1.4碳儲存服務(wù)

碳儲量模塊(Carbon Model)利用四個碳庫的碳儲量,估算當(dāng)前景觀下的碳儲量,或者是一個時間段的碳固持。計算公式為：

Ctot=Cabove+Cbelow+Csoil+Cdead

(5)

式中,Ctot為區(qū)域總碳儲量(t),Cabove為地上部分碳儲量(t),Cbelow為地下部分碳儲量(t),Csoil為土壤碳儲量(t),Cdead為死亡有機(jī)碳儲量(t)。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)熱點分析

(6)

(7)

(8)

本文利用 ArcGIS 10.6 軟件中的“采樣-創(chuàng)建漁網(wǎng)”工具創(chuàng)建寬度、高度均為 3km的格網(wǎng),將研究區(qū)分為24125個規(guī)則格網(wǎng)；然后利用“分區(qū)統(tǒng)計”計算各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在各格網(wǎng)內(nèi)的平均值；最后利用熱點分析判斷各項服務(wù)的熱點區(qū)和冷點區(qū)。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間權(quán)衡關(guān)系分析-相關(guān)性分析

Z-score中心標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)據(jù)的Kolmogorov-Smirnov檢測結(jié)果表示,變量呈現(xiàn)非正態(tài)分布,因此使用R語言軟件選用Spearman相關(guān)系數(shù)定量化分析不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的相關(guān)關(guān)系[33]。

2.4 耦合協(xié)調(diào)度模型

定義環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的定量評判指標(biāo)如下：

(9)

T=αf(x)+βg(y)

(10)

(11)

式中,C為耦合度,表征系統(tǒng)間相互影響的強(qiáng)弱程度；T為環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益(或發(fā)展水平)的綜合評價指標(biāo),它反映環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的整體效益或水平,K為耦合協(xié)調(diào)度,是耦合度與綜合得分的幾何平均數(shù),綜合評估耦合度的強(qiáng)弱大小和協(xié)調(diào)水平的健康程度,可更好地表征生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入相互作用、良性耦合的程度[26,34]。其中,f(x)和g(y)分別是環(huán)境效益函數(shù)和經(jīng)濟(jì)效益函數(shù)。α、β為待定系數(shù),表示生態(tài)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在評價指標(biāo)中的權(quán)重。本文認(rèn)為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保護(hù)生態(tài)環(huán)境一樣重要[26],所以α、β均取值為0.5。k為調(diào)節(jié)系數(shù),k≥2,結(jié)合寧夏地區(qū)實際情況及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)特征,經(jīng)過計算驗證,保證T∈(0,1),本文k=4。共選取寧夏地區(qū)22個縣區(qū)的16個居民福祉評價指標(biāo),具體見表1。

表1 寧夏區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評價指標(biāo)

2.5 數(shù)據(jù)來源

本文涉及數(shù)據(jù)包括：(1)土地利用類型數(shù)據(jù)：從GlobeLand 30數(shù)據(jù)集獲取30m全球地表覆蓋數(shù)據(jù)；(2)DEM數(shù)據(jù)：從地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn)對30m分辨率的GDTM數(shù)據(jù)進(jìn)行DEM高程數(shù)據(jù)切割、融合拼接；(3)氣象數(shù)據(jù)：從中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/site/index.html)下載寧夏10個站臺自1990—2019年的逐月降水量數(shù)據(jù)、1990—2010年每月的平均降水量、輻射日溫數(shù)據(jù)和總輻射年總量數(shù)據(jù)；(4)全國1∶400萬土壤類型數(shù)據(jù)(中國土壤系統(tǒng)分類系統(tǒng))(2000)；(5)社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)：來自《寧夏統(tǒng)計年鑒—2018》等。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間分布格局

寧夏自治區(qū)土壤保持表現(xiàn)為“南-中-北”逐漸遞減的三級梯度特征(圖2),土壤保持能力最高的區(qū)域位于南部,南部山區(qū)相較于北部川區(qū)植被覆蓋度更高,因而土壤保持量南北部差距較大。氮輸出量從南到北、從西到東呈現(xiàn)遞減的空間分布規(guī)律,這與當(dāng)?shù)厝祟惢顒用芮邢嚓P(guān)。在景觀分析法中,農(nóng)田、城鎮(zhèn)用地等具有較高的非點源污染風(fēng)險,而林地、草地等景觀則可以對非點源污染物起到一定的截留作用[35]。這可能由寧夏地勢、農(nóng)田擴(kuò)張、城鎮(zhèn)化等導(dǎo)致,河流中匯入的營養(yǎng)物質(zhì)增多,造成水環(huán)境污染[35]。產(chǎn)水量的空間分布格局表現(xiàn)為由南向北,由東向西逐漸遞減的趨勢,這與寧夏的降雨空間分布基本一致,南部山區(qū)降雨量全區(qū)最大,而蒸發(fā)量又相對較小,因而產(chǎn)水量最高；北部中溫帶荒漠地帶氣候干燥,降水量小,蒸發(fā)量大,因而產(chǎn)水量最低。碳儲量的空間分布主要表現(xiàn)為由東向西逐漸遞減的三級梯度特征,東南部山地、平原地區(qū)相對來說更靠近東部海域,植被覆蓋度較高,灌溉條件較好,土壤有機(jī)質(zhì)含量高,所以碳儲量較高。

圖2 寧夏生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間格局Fig.2 Spatial patterns of ecosystem services in Ningxia

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)熱點分析

圖3 寧夏生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)熱點分布區(qū)Fig.3 Hotspot distribution of ecosystem services in Ningxia

表2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)熱點統(tǒng)計

土壤保持的冷、熱點區(qū)集中分布在寧夏北、南部的狹長區(qū)域。冷點及次冷點區(qū)分布在“青銅峽市-利通區(qū)-靈武市”界限以北(置信度均在90%),熱點及次熱點共有2546個,主要在“西吉縣-原州區(qū)”以南(圖3、表2)。水質(zhì)凈化的冷點區(qū)顯著性部分達(dá)到95%—99%,熱點及次熱點的分界線在“海原縣-原州區(qū)”的交界處。水資源供給的熱點和次熱點分布與土壤保持的分布情況基本一致,主要分布在南部山丘,包括涇源縣和彭陽縣等,這些區(qū)域降雨量大而蒸發(fā)量相對較??；冷點區(qū)位于永寧縣以北地區(qū),該區(qū)發(fā)育風(fēng)蝕地貌,植被類型是荒漠草原,氣候干燥(圖3、表2)。碳儲量冷熱點空間分布表現(xiàn)為明顯的東西分異,東部鹽池縣是主要的次熱點集中區(qū)(顯著性達(dá)到95%)；而相對地勢高差較大的西部由于植被覆蓋度低,土壤有機(jī)質(zhì)含量低,成為碳儲量較低的冷點區(qū)(圖3、表2)。

綜合來看,四項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間分布冷熱點區(qū)主要在寧夏的南北狹長區(qū)域,而中部,包括中寧縣、同心縣和紅寺堡等地區(qū)大面積不顯著,這可能與復(fù)雜多樣的地貌地形有關(guān),其間有廣泛分布丘陵、山地、臺地和沙丘等[38]。

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系

圖4 寧夏生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)散點圖矩陣Fig.4 Scatter plot matrix of ecosystem services in Ningxia ***表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；主對角線以上部分圖中是各類服務(wù)間的相關(guān)系數(shù)；主對角線以下部分是標(biāo)準(zhǔn)化后的各類服務(wù)；軸值是標(biāo)準(zhǔn)化處理后的各類服務(wù)數(shù)值；各類服務(wù)單位：水質(zhì)凈化(kg/hm2)、碳儲存(g/m2)、土壤保持(t/hm2)、水資源供給(mm)

在R中經(jīng)分析得到寧夏地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)散點圖矩陣(圖4),其中主對角線上是4種服務(wù)的直方圖及核密度曲線,核密度曲線反映橫軸數(shù)據(jù)分布集中程度；主對角線以上部分是各類服務(wù)間的相關(guān)系數(shù)；主對角線以下部分是各類服務(wù)間的散點圖及平滑擬合曲線[39—40]。在分布特征上,碳儲存的數(shù)據(jù)點分布較為集中,而水質(zhì)凈化、土壤保持和水資源供給的分布則較為分散；從相關(guān)性來看,在縣級尺度上,各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間顯著正相關(guān)(協(xié)同關(guān)系),其中水質(zhì)凈化與水資源供給的相關(guān)性最高(相關(guān)系數(shù)是0.73),其次是碳儲量和水資源供給(相關(guān)系數(shù)是0.60)；而土壤保持與水質(zhì)凈化、水資源供給的相關(guān)性較低(相關(guān)系數(shù)均在0.50以下)(圖4)。

從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型來看,調(diào)節(jié)服務(wù)(土壤保持、碳儲存、水質(zhì)凈化)之間表現(xiàn)為協(xié)同關(guān)系,供給服務(wù)與調(diào)節(jié)服務(wù)為明顯的協(xié)同關(guān)系。

3.4 自然-社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性分析

根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度模型,可計算得到研究區(qū)22個縣(市、區(qū))的協(xié)調(diào)度、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益的綜合評價指數(shù)和耦合協(xié)調(diào)度(圖5)。

圖5 寧夏各縣區(qū)耦合協(xié)調(diào)度Fig.5 Coupling Coordination Degree of Counties and Districts in Ningxia K：耦合協(xié)調(diào)度(系數(shù))；C：耦合度(或耦合系數(shù))；T：環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益的綜合評價指標(biāo),即綜合得分； g(y)：經(jīng)濟(jì)效益函數(shù)得分；f(x)：環(huán)境效益函數(shù)得分

參考廖重斌[41]、曹詩頌等[42]的研究成果及寧夏自治區(qū)實際情況,將耦合協(xié)調(diào)度分為4類,即衰退失調(diào)類、瀕臨衰退失調(diào)類、勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展類和協(xié)調(diào)發(fā)展類[26],相應(yīng)的分類區(qū)間分別是[0,0.4]、(0.4,0.5]、(0.5,0.6]、(0.6,1.0],具體劃分如表3。利用ArcGIS 10.6軟件繪制寧夏自治區(qū)各縣(區(qū))耦合協(xié)調(diào)度的空間分布圖,并對不同協(xié)調(diào)度等級的縣(區(qū))數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(圖6)。

從不同協(xié)調(diào)度等級縣(區(qū))數(shù)量統(tǒng)計情況來看(圖6),寧夏自治區(qū)環(huán)境經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度處于瀕臨衰退失調(diào)狀態(tài)的縣(區(qū))有2個,均為環(huán)境滯后型；處于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的縣(區(qū))有11個,其中73%的縣區(qū)更注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民收入還不能做到較好的良性循環(huán)；處于協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的縣(區(qū))有9個,其中2/3的縣區(qū)環(huán)境保護(hù)相對超前；全區(qū)沒有處于衰退失調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的縣(區(qū))。

從空間分布上看(圖7),除金鳳區(qū)和沙坡頭區(qū)屬于瀕臨衰退失調(diào)外,寧夏自治區(qū)內(nèi)大部分縣(區(qū))耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。具體來看,處于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展的縣(區(qū))主要分布在寧夏自治區(qū)中部,這些縣(區(qū))面積共3.64×106hm2(面積占比為59.98%)；處于協(xié)調(diào)發(fā)展的縣(區(qū))主要分布在寧南、寧北的西吉縣、原州區(qū)、彭陽縣和惠農(nóng)區(qū)、平羅縣、賀蘭縣、西夏區(qū)、興慶區(qū)、永寧縣,縣(區(qū))面積共1.78×106hm2(面積占比為29.31%)；而西部和北部的沙坡頭區(qū)和金鳳區(qū)是2個瀕臨衰退失調(diào)類的縣(區(qū)),縣(區(qū))面積共0.65×106hm2,(面積占比為10.70%),表明寧夏自治區(qū)中部的耦合協(xié)調(diào)度好于寧南、寧北,寧南、寧北地區(qū)好于西部地區(qū)。

表3 環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的分類體系及其判別標(biāo)準(zhǔn)

圖6 耦合協(xié)調(diào)度類型頻數(shù)Fig.6 Frequency of coordinated types

圖7 耦合協(xié)調(diào)度空間分布Fig.7 Spatial distribution of coordinated types

結(jié)合寧夏社會發(fā)展情況,通過相關(guān)性分析得到,地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度與城鎮(zhèn)人口比重、城鎮(zhèn)常住居民人均可支配收入負(fù)相關(guān),與農(nóng)村常住居民人均可支配收入正相關(guān)。寧夏山區(qū)自然增長率較高,生態(tài)移民、勞務(wù)移民人數(shù)逐漸減少,但是農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移人口市民化步伐加快,進(jìn)城落戶人口增加；由“鄉(xiāng)”到“城”的轉(zhuǎn)變雖然促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展,但對環(huán)境效益綜合得分有消極影響,體現(xiàn)在青銅峽、靈武和紅寺堡區(qū)等為勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展類。

區(qū)域產(chǎn)業(yè)分配模式明顯影響著耦合協(xié)調(diào)度。近年來寧夏大力實施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略,改善科研基礎(chǔ)條件,促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化,全區(qū)研發(fā)經(jīng)費支出增速位居全國第9位,銀川市和石嘴山市對經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的支撐作用更加有力,同時對惠農(nóng)區(qū)、平羅縣、賀蘭縣、西夏區(qū)、興慶區(qū)、永寧縣等區(qū)的協(xié)調(diào)發(fā)展起到重要作用。新中國成立初期,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)基本上停留在“農(nóng)業(yè)以種植業(yè)為主,種植業(yè)以糧食為主”的單一結(jié)構(gòu)階段,近幾十年來,該區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷趨向優(yōu)化合理,農(nóng)業(yè)、工業(yè)和服務(wù)業(yè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也由單一向多元化發(fā)展,對南部的西吉縣、原州區(qū)和彭陽縣的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展具有積極影響。

瀕臨衰退失調(diào)類的區(qū)域,如沙坡頭區(qū),應(yīng)重點發(fā)展特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè),如硒砂瓜、設(shè)施蔬菜等,但這些作物連年種植,加上近年環(huán)境愈加干旱,土壤肥力下降明顯,農(nóng)村經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較差,財政用于農(nóng)業(yè)的投入較少,不能滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設(shè)的需求。

4 討論與結(jié)論

以“綠洲-山地-荒漠”并存的寧夏自治區(qū)為研究對象,基于InVEST模型和相關(guān)數(shù)據(jù)資料等,從空間和數(shù)量上定量分析了典型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(土壤保持、水質(zhì)凈化、水資源供給和碳儲存)的時空變化及其權(quán)衡關(guān)系,構(gòu)建了耦合協(xié)調(diào)度模型,探討了典型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與自然-社會經(jīng)濟(jì)要素的協(xié)調(diào)性,取得以下主要認(rèn)知。

(1)寧夏自治區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分異明顯：土壤保持、水質(zhì)凈化、水資源供給和碳儲存均呈現(xiàn)南高北低特征。

(2)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型上,調(diào)節(jié)服務(wù)(土壤保持、碳儲存和水質(zhì)凈化)之間表現(xiàn)為協(xié)同關(guān)系,供給服務(wù)與調(diào)節(jié)服務(wù)為明顯的協(xié)同關(guān)系；縣域尺度上各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間呈現(xiàn)為協(xié)同關(guān)系。

(3)地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度與城鎮(zhèn)人口比重、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入負(fù)相關(guān),與農(nóng)村常住居民人均可支配收入正相關(guān)。產(chǎn)業(yè)分配模式與耦合協(xié)調(diào)度有顯著相關(guān)關(guān)系。

(4)寧夏自治區(qū)各縣區(qū)的協(xié)調(diào)發(fā)展度總體較好,耦合協(xié)調(diào)度存在空間分異。數(shù)量上,50%的縣區(qū)屬于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展類,約41.00%的縣區(qū)屬于協(xié)調(diào)發(fā)展類,金鳳區(qū)和沙坡頭區(qū)則為瀕臨衰退失調(diào)類的縣(區(qū))(9.00%)；空間上,寧夏自治區(qū)形成了中部地區(qū)具有顯著發(fā)展優(yōu)勢的空間格局。

本研究對于寧夏區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化及其與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展認(rèn)知具有重要作用,可為實現(xiàn)兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)建設(shè)提供決策依據(jù)[43],但由于受基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的限制,對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分異的形成機(jī)理分析不夠深入。后期應(yīng)在考慮生態(tài)過程與機(jī)理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步評估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),以便更科學(xué)地認(rèn)知生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間權(quán)衡/協(xié)同關(guān)系及其空間異質(zhì)性。此外,由于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和格局在不斷發(fā)生變化,單一時期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與社會經(jīng)濟(jì)要素耦合分析結(jié)果雖可揭示自然-社會經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)關(guān)系,但必然會存在一定的誤差和偏差。未來應(yīng)開展多時段、多時空尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與社會經(jīng)濟(jì)要素耦合關(guān)系研究,進(jìn)一步提升研究發(fā)現(xiàn)的科學(xué)性和應(yīng)用性。