李月臣，劉春霞 ，閔 婕，王才軍，張 虹，汪 洋

(1.重慶師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院，GIS應(yīng)用研究重慶市高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400047;2.重慶市氣象科學(xué)研究所，重慶 401147;3.重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，重慶 400074)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過程所形成與維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件和效用［1-6］。生態(tài)系統(tǒng)不僅為人類提供了食品、醫(yī)藥及其他生產(chǎn)生活原料，更重要的是維持了人類賴以生存的生命支持系統(tǒng)，維持了生命物質(zhì)的生物地化循環(huán)與水文循環(huán)和生物物種與遺傳多樣性［7］。因此，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究備受關(guān)注，成為生態(tài)學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者都對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行了研究。Holdren［8］與Ehrlich［9］論述了生態(tài)系統(tǒng)在土壤肥力與基因庫(kù)維持中的作用，并系統(tǒng)地討論了生物多樣性的喪失將會(huì)怎樣影響生態(tài)服務(wù)功能。1997年Costanza等［10］研究了全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的自然資本的價(jià)值估算，有力地推動(dòng)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià)研究。此后，很多學(xué)者應(yīng)用Costanza等方法對(duì)不同地區(qū)的不同生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了研究［11-13］。同期，我國(guó)學(xué)者針對(duì)全國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能［14-15］;以及森林［16-21］，草地［22-24］，農(nóng)田［25-27］，濕地［28-29］、河流［30］、城市［31］等單一生態(tài)系統(tǒng)類型服務(wù)功能進(jìn)行了大量深入的研究工作。目前，建立復(fù)雜環(huán)境條件下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)方法;揭示景觀和區(qū)域尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的表征、相互作用和時(shí)空變異規(guī)律;評(píng)估重點(diǎn)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)重要生態(tài)服務(wù)功能成為生態(tài)服務(wù)功能研究的重要研究?jī)?nèi)容［5，32］。上述研究提高了人們對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究的認(rèn)識(shí)與理解，但同時(shí)也都不同程度的存在一些局限:(1)多集中在對(duì)單一生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的分析，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能綜合研究較少;(2)多限于利用單位面積價(jià)值對(duì)總量的靜態(tài)估算，而對(duì)生態(tài)服務(wù)功能重要性研究缺乏;(3)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)類型、質(zhì)量狀況的時(shí)空差異缺乏考慮，缺少如三峽庫(kù)區(qū)等典型生態(tài)系統(tǒng)敏感區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的綜合研究。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有空間異質(zhì)性，不同生態(tài)系統(tǒng)的空間差異性導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間差異性，同一生態(tài)系統(tǒng)在不同區(qū)域也會(huì)提供不同的生態(tài)服務(wù)功能［32］。

三峽庫(kù)區(qū)(重慶段)位于長(zhǎng)江上游的末端，是長(zhǎng)江流域生態(tài)屏障的咽喉，復(fù)雜的自然生態(tài)條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征決定了其重要的生態(tài)地理位置。本區(qū)是中國(guó)乃至世界最為特殊的生態(tài)功能區(qū)之一，也是關(guān)系到長(zhǎng)江流域生態(tài)安全的全國(guó)性生態(tài)屏障地區(qū)。顯見，這一區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性的研究具有重要理論與實(shí)踐意義。鑒于此，本文以三峽庫(kù)區(qū)(重慶段)為研究區(qū)，借助RS與GIS技術(shù)，對(duì)本區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性進(jìn)行綜合研究，針對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)，分析其提供的不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能區(qū)域分異規(guī)律，明確各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要區(qū)域。目的在于豐富三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境問題研究，為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)管理、確定生態(tài)保護(hù)關(guān)鍵區(qū)、制定生態(tài)保護(hù)和建設(shè)的政策提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

三峽庫(kù)區(qū)(重慶段)位于長(zhǎng)江上游末端，地理范圍在北緯 28°31'—31°44'、東經(jīng)105°49'—110°12'之間。東南、東北與鄂西交界，西南與川黔接壤，西北與川陜相鄰，包括重慶市22個(gè)區(qū)、縣，幅員面積46158.53km2，約占整個(gè)三峽庫(kù)區(qū)面積的80%。2009年末戶籍總?cè)丝跒?923.50萬(wàn)人，其中農(nóng)業(yè)人口1243.24萬(wàn)人。2009年重慶三峽庫(kù)區(qū)農(nóng)村各業(yè)總產(chǎn)值4858747萬(wàn)元，農(nóng)民人均純收入4652元(含重慶市主城區(qū))［33］。研究區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，多年平均氣溫15—18°C，氣溫年較差和日較差大，具有冬暖春早、夏熱秋遲的特點(diǎn)。多年平均降雨量為1150.26mm，雨量充沛但空間分布不均勻。區(qū)內(nèi)日照少，霧日多。三峽庫(kù)區(qū)(重慶段)地跨大巴山斷褶帶、川東褶皺帶和川鄂湘黔隆起褶皺帶三大構(gòu)造單元，地貌以山地、丘陵為主。全區(qū)土壤類型主要有紫色土(紫色濕潤(rùn)雛形土)、黃壤(鐵質(zhì)常濕淋溶土)、黃棕壤(鐵質(zhì)濕潤(rùn)淋溶土)、棕壤(簡(jiǎn)育濕潤(rùn)雛形土)、石灰(巖)土(鈣質(zhì)濕潤(rùn)淋溶土)、潮土(淡色濕潤(rùn)雛形土)、水稻土(水耕人為土)、粗骨土(石質(zhì)濕潤(rùn)正常新成土)、新積土(新成土)、山地草甸土(暗色濕潤(rùn)雛形土)等［34］。區(qū)域植被類型豐富，地帶性植被以亞熱帶常綠闊葉林、暖性針葉林為主，森林覆蓋率為22.3%。在植物地理區(qū)劃上本區(qū)屬亞熱帶常綠闊葉林區(qū)，由于本區(qū)地勢(shì)較低，第四紀(jì)大陸冰期氣候?qū)Ρ緟^(qū)的影響甚微，成為珍貴動(dòng)植物的避難所，物種資源豐富，區(qū)內(nèi)共有植物6000余種，脊椎動(dòng)物450余種，屬于中國(guó)17個(gè)具有全球保護(hù)意義的生物多樣性關(guān)鍵地區(qū)之一。區(qū)內(nèi)水系發(fā)育，屬長(zhǎng)江水系。大部分河流具有降水豐沛且多暴雨、河谷切割深、谷坡陡峻、天然落差大、灘多水急、陡漲陡落等山區(qū)河流的特點(diǎn)，是區(qū)內(nèi)產(chǎn)生坡面侵蝕和重力侵蝕等水土流失的重要因素之一。由于受降雨的年內(nèi)分配和暴雨歷時(shí)短與強(qiáng)度大等特點(diǎn)的影響，區(qū)內(nèi)地表徑流和泥沙多集中在5—9月份，隨各月降雨量的不同，其在年內(nèi)和年際的變化與降雨量的年內(nèi)年際分布基本一致，體現(xiàn)出時(shí)間分布不均勻的特點(diǎn)。

2 數(shù)據(jù)獲取與處理

研究所用的數(shù)據(jù)主要由5部分組成:1)2005年重慶市植被類型圖;2002年重慶市森林資源二類調(diào)查圖;重慶市國(guó)家級(jí)和省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)物種和特有、珍惜、瀕危物種分布圖;重慶市自然保護(hù)區(qū)、森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)、其他關(guān)鍵生態(tài)區(qū)分布圖。數(shù)據(jù)來(lái)源于重慶市環(huán)保局、重慶市林業(yè)局。2)重慶市河流、湖泊、水源地分布圖。數(shù)據(jù)來(lái)源于重慶市水利局。3)研究區(qū)水土流失強(qiáng)度類型圖(2005年;分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)采用水利部發(fā)布的水土流失(土壤侵蝕)分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(SL190—96))、土地利用類型圖(2005年)、DEM數(shù)據(jù)(1∶5萬(wàn))、土壤類型數(shù)據(jù)。其中水土流失強(qiáng)度數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)均為重慶市水利局在2004年開展水土流失普查時(shí)與相關(guān)研究單位合作，通過TM遙感影像解譯獲得。這些數(shù)據(jù)均經(jīng)過野外校驗(yàn)，并通過相關(guān)部門和專家的驗(yàn)收，數(shù)據(jù)精度符合要求。4)由重慶市氣象局提供的研究區(qū)各氣象站點(diǎn)各氣象要素統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(1971—2007年)。5)以上數(shù)據(jù)派生的數(shù)據(jù);以及一些相關(guān)的輔助數(shù)據(jù)，如行政區(qū)劃圖等。為了便于空間運(yùn)算，所有數(shù)據(jù)均統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成Albers等積投影的柵格(grid)數(shù)據(jù)參與空間運(yùn)算。

3 研究方法

本文借助RS與GIS技術(shù)，在已有的研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合三峽庫(kù)區(qū)(重慶段)的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)際情況，參照國(guó)家環(huán)保部頒發(fā)的《生態(tài)功能區(qū)劃技術(shù)暫行規(guī)程》①①國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.生態(tài)功能區(qū)劃技術(shù)暫行規(guī)程.北京:國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，2002，選擇比較重要的生物多樣性保護(hù)、土壤保持、水源涵養(yǎng)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持4個(gè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能建立評(píng)價(jià)模型與方法，對(duì)三峽庫(kù)區(qū)(重慶段)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性進(jìn)行綜合研究，定量揭示研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性及其空間分布規(guī)律。

3.1 生物多樣性保護(hù)重要性評(píng)價(jià)方法

生物多樣性保護(hù)重要性評(píng)價(jià)就是評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)各地區(qū)對(duì)生物多樣性保護(hù)的重要性?！渡鷳B(tài)功能區(qū)劃技術(shù)暫行規(guī)程規(guī)程》①要求根據(jù)物種數(shù)量來(lái)評(píng)價(jià)生物多樣性保護(hù)重要性。但是，就實(shí)際情況而言，各保護(hù)物種很難落實(shí)到確切的空間中，而物種多樣性很大程度上反映在其賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)特征。因此，本文借鑒相關(guān)研究成果［35-36］，并征詢專家意見，結(jié)合三峽庫(kù)區(qū)實(shí)際情況，選擇國(guó)家及省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)物種和特有、珍稀、瀕危物種分布帶，結(jié)合自然保護(hù)區(qū)、森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)等關(guān)鍵生態(tài)區(qū)范圍進(jìn)行劃分，確定研究區(qū)生物多樣性保護(hù)重要性等級(jí)(表1，圖1)。

3.2 土壤保持重要性評(píng)價(jià)方法

土壤保持重要性的評(píng)價(jià)在考慮土壤侵蝕敏感性的基礎(chǔ)上，分析其可能造成的對(duì)下游河流和水資源的危害程度。首先根據(jù)前期研究成果，利用降雨、土壤類型、DEM、土地利用等數(shù)據(jù)，運(yùn)用通用水土流失通用方程的基本原理，選擇了降雨侵蝕力、土壤可蝕性、坡長(zhǎng)坡度因子以及地表植被覆蓋因子，對(duì)研究區(qū)土壤侵蝕敏感性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)［34］，然后將河流、湖泊及水源地與土壤侵蝕敏感分布圖進(jìn)行疊加，最后根據(jù)表2的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)研究區(qū)土壤保持重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)與分級(jí)(圖1)。

表1 生物多樣性保護(hù)重要性評(píng)價(jià)分級(jí)表Table 1 Assessment levels of importance for biodiversity conservation

圖1 三峽庫(kù)區(qū)重慶段生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)圖Fig.1 The assessment on ecosystem services

表2 土壤保持重要性分級(jí)表Table 2 Assessment levels of soil conservation importance

3.3 水源涵養(yǎng)重要性評(píng)價(jià)方法

水源涵養(yǎng)的生態(tài)重要性在于評(píng)價(jià)地區(qū)提供水資源保障及洪水調(diào)節(jié)作用。因此，可以根據(jù)評(píng)價(jià)地區(qū)在流域所處的地理位置，以及對(duì)整個(gè)流域水資源的貢獻(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)。可根據(jù)不同氣候類型下水資源保障及洪水調(diào)蓄的重要性進(jìn)行分級(jí)。三峽庫(kù)區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候，按《生態(tài)功能區(qū)劃技術(shù)暫行規(guī)程規(guī)程》評(píng)價(jià)方法，研究水源涵養(yǎng)重要性只包括極重要和一般重要兩級(jí)，為區(qū)別區(qū)域內(nèi)部差異，在考慮國(guó)家分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和研究區(qū)實(shí)際情況后，參考相關(guān)研究成果［37-40］，加入湖泊、水庫(kù)、水源集水區(qū)、各種水源涵養(yǎng)林，河流兩側(cè)水源涵養(yǎng)緩沖區(qū)等因素進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)(表3，圖1)。

表3 水源涵養(yǎng)重要性分級(jí)表Table 3 Assessment levels of importance for water conservation

3.4 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持重要性評(píng)價(jià)方法

依據(jù)《生態(tài)功能區(qū)劃技術(shù)暫行規(guī)程規(guī)程》營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持重要性評(píng)價(jià)方法，參考相關(guān)成果［41-42］，主要從面源污染與湖泊濕地的富營(yíng)養(yǎng)化問題的角度及區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)類型或土地利用類型自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持功能兩方面考慮。首先，根據(jù)評(píng)價(jià)地區(qū)N、P流失可能造成的富營(yíng)養(yǎng)化后果與嚴(yán)重程度進(jìn)行分析。若評(píng)價(jià)地區(qū)下游有重要的湖泊與水源地，該地區(qū)域的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持的重要性大。否則，重要性不大。先根據(jù)水系圖，劃分出重要湖泊濕地和一般湖泊濕地，然后利用DEM數(shù)據(jù)劃出湖泊濕地的匯水區(qū);然后根據(jù)湖泊濕地的重要性及其所在河流的級(jí)別、湖泊濕地在河流上的位置，確定湖泊濕地匯水區(qū)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持重要性級(jí)別(表4);其次，根據(jù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)類型或土地利用類型本身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持功能性質(zhì)，結(jié)合基于位置的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持重要性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合考慮(表4)，最后形成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持重要性分布圖(圖1)。

3.5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性綜合評(píng)價(jià)方法

單因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性反映了生態(tài)系統(tǒng)某單一服務(wù)功能的重要性程度，沒有將研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能的空間變異特征綜合反映出來(lái)。根據(jù)各因子的分級(jí)及賦值，利用ArcGIS的空間疊加功能，將上述各單因子敏感性影響分布圖進(jìn)行疊加計(jì)算，公式如下:

式中，ESIj為j空間單元生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能重要性指數(shù);ESi為i生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性等級(jí)值。然后采用自然分界法(Natural break，ArcGIS的這種分類方法是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的Jenk最優(yōu)化法得出的分界點(diǎn)，能夠使各級(jí)的內(nèi)部方差之和最小)［43］，將ESI分為4級(jí)，繪制出三峽庫(kù)區(qū)(重慶段)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性綜合評(píng)價(jià)圖(圖1)。

表4 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持重要性分級(jí)表Table 4 Assessment levels of importance for nutrients conservation importance

4 結(jié)果分析

4.1 生物多樣性保護(hù)重要性評(píng)價(jià)

4.1.1 生物多樣性保護(hù)重要性的數(shù)量特征

從表5中可以看出，研究區(qū)生物多樣性保護(hù)重要性類型以一般重要為主，面積為36588.87km2，面積比為79.27%;其次為高度重要地區(qū)，面積為4698.15 km2，比例為10.18%;極重要地區(qū)和中等重要地區(qū)的面積基本相當(dāng)，分別為2445.66 km2和2425.85km2，面積比分別為5.30%和5.26%。雖然，研究區(qū)生物多樣性保護(hù)以一般重要地區(qū)占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，但是生物多樣性保護(hù)高度重要以上地區(qū)的面積比也達(dá)到了15%以上。就各區(qū)縣生物多樣性保護(hù)重要性的數(shù)量特征而言，巫溪、石柱、江津、巫山、開縣生物多樣性保護(hù)極重要區(qū)面積最大，基本都在200km2以上(其中，巫溪和石柱面積最大，分別為815.68km2和687.09 km2)，面積比例也最高，基本都在10%以上。北碚雖然極重要區(qū)面積僅68.25km2，但其面積比也近10%。生物多樣性保護(hù)高度重要區(qū)的面積比較大的區(qū)縣主要有武隆、石柱、萬(wàn)州、豐都、渝北等區(qū)縣，高度重要類型區(qū)面積都在450km2以上，面積比也都超過了20%;北碚、沙坪壩、九龍坡、南岸、大渡口等都市區(qū)內(nèi)的區(qū)縣雖然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能高度重要區(qū)面積不是很大，但比例較高，也都超過了20%，沙坪壩甚至接近35%。

表5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表Table 5 The assessment on ecosystem services

4.1.2 生物多樣性保護(hù)重要性的空間特征

全區(qū)除一般重要地區(qū)由于面積較大，呈連片分布外，其他生物多樣性保護(hù)重要性類型空間分布的總體特征表現(xiàn)為條帶形和斑塊狀分布。極重要地區(qū)主要呈斑塊狀分布在東北部、中部和東南部。高度重要性區(qū)基本呈條帶狀沿武陵山、方斗山、齊曜山、及都市區(qū)的縉云山、中梁山、銅鑼山、明月山“四山”的山脊分布(圖1)。通過觀察發(fā)現(xiàn)，高度以上生物多樣性保護(hù)重要性地區(qū)基本分布在國(guó)家一、二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)和珍惜、瀕危動(dòng)植物分布區(qū)或國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、森林公園和風(fēng)景名勝區(qū)，均位于重慶市生物多樣性保護(hù)關(guān)鍵區(qū)內(nèi)。這些地區(qū)植被覆蓋良好，生態(tài)系統(tǒng)多樣，物種豐富，生物多樣性價(jià)值高，對(duì)維持區(qū)域生物多樣性發(fā)揮著重要作用。

4.2 土壤保持重要性評(píng)價(jià)

4.2.1 土壤保持重要性的數(shù)量特征

研究區(qū)土壤保持重要性類型以極重要占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，面積為31756.37km2，面積比為68.80%;其次為高度重要地區(qū)，面積和比例分別為12410.68km2和26.89%;中等重要和一般重要區(qū)面積較小，不足5%?？傮w上，全區(qū)土壤保持重要性從極重要到一般重要呈倒金字塔形分布(表5)。就各區(qū)縣土壤保持重要性的數(shù)量特征而言，巫溪、奉節(jié)、開縣、萬(wàn)州、巫山、豐都、武隆、石柱土壤保持極重要區(qū)無(wú)論是面積(均超過2000km2)和比例(均在80%以上)都遠(yuǎn)高于其他區(qū)縣;土壤保持中等以下重要地區(qū)主要分布在都市區(qū)及周邊區(qū)縣，但面積比都在8%以下。

4.2.2 土壤保持重要性的空間特征

空間上，萬(wàn)州及其東北部地區(qū)基本上屬于土壤保持重要區(qū)，主要類型以極重要為主(面積占研究區(qū)土壤保持極重要區(qū)面積的55%以上)，少量高度重要地區(qū)僅分布在長(zhǎng)江及主要支流河谷地帶。涪陵-長(zhǎng)壽至萬(wàn)州的中部地區(qū)主要為極重要-高度重要區(qū)，極重要區(qū)主要分布在忠縣和豐都的大部分地區(qū)、石柱的西南部地區(qū)、武隆的烏江以東和以北地區(qū);高度重要地區(qū)主要分布在石柱東南大部、長(zhǎng)壽和涪陵大部，以及沿長(zhǎng)江、烏江及各主要支流的河谷地區(qū);此外，在長(zhǎng)壽北部、涪陵南部以及石柱和豐都中部還有少量中等重要和一般重要地區(qū)分布。西部的都市區(qū)及周邊區(qū)縣為高度重要－極度重要地區(qū)，高度重要地區(qū)主要分布在平行嶺谷的山谷和江河河谷地區(qū);極度重要區(qū)主要分布在平行嶺谷的山脊區(qū);此外，研究區(qū)的中等重要以下地區(qū)主要分布在本區(qū)的南、北、西三個(gè)端點(diǎn)地區(qū)(圖1)。

4.3 水源涵養(yǎng)重要性評(píng)價(jià)

4.3.1 水源涵養(yǎng)重要性的數(shù)量特征

總體上研究區(qū)水源涵養(yǎng)重要性各類型區(qū)面積和比例呈“U”形，即兩端類型面積和比例大，中間類型面積和比例小。區(qū)內(nèi)水源涵養(yǎng)一般重要區(qū)面積最大，為21028.5 2 km2，面積比為45.56%;其次為極重要區(qū)，其面積和比例分別為13747.31 km2和29.78%;區(qū)內(nèi)水源涵養(yǎng)高度重要以上地區(qū)面積占了近50%(表5)。各區(qū)縣中，極重要區(qū)面積在700 km2以上的區(qū)縣主要有涪陵、萬(wàn)州、開縣、云陽(yáng)、奉節(jié)、武隆、巴南、江津、巫溪、長(zhǎng)壽、忠縣、豐都和巫山13個(gè)區(qū)縣，部分區(qū)縣如渝北、江北、南岸等雖然面積相對(duì)較小，但比例較高，都在30%以上，有的甚至超過了50%;高度重要地區(qū)面積比例較大的區(qū)縣有石柱、奉節(jié)、巫溪、巫山、萬(wàn)州、豐都、武隆等區(qū)縣，面積比都在20%以上。

4.3.2 水源涵養(yǎng)重要性的空間特征

研究區(qū)水源涵養(yǎng)重要性空間分布的總體特征表現(xiàn)為極重要區(qū)沿江河呈帶狀分布，少部分極重要區(qū)呈斑塊狀散布;高度重要區(qū)除石柱、豐都部分地區(qū)呈片狀集中分布外，其余均主要分布在極重要區(qū)兩側(cè)沿江河呈環(huán)帶狀分布，以及東北部地區(qū)零星塊狀分布;中等重要地區(qū)主要沿江河呈環(huán)帶狀分布在高度重要區(qū)外側(cè);一般重要區(qū)由于面積較大，呈連片分布(圖1)。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)水源涵養(yǎng)極重要和高度重要區(qū)基本分布在長(zhǎng)江及其主要支流兩側(cè)第一層山脊線以內(nèi)的庫(kù)區(qū)生態(tài)屏障帶內(nèi)，對(duì)維持水庫(kù)水質(zhì)、減少泥沙淤積、雨水匯流、調(diào)蓄洪水等都發(fā)揮著極其重要的作用。

4.4 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持重要性評(píng)價(jià)

4.4.1 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持重要性的數(shù)量特征

研究區(qū)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持?jǐn)?shù)量上也基本呈“U”形分布，但比例相對(duì)均衡。一般重要區(qū)面積最大(12872.85km2)，占了全區(qū)面積的27.89%;其次是極重要區(qū)(12433.41 km2)，其比例為26.94%;中等重要和高度重要區(qū)面積分別為11011.71 km2和9840.56 km2，面積比為23.86%和21.32%。區(qū)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持高度重要以上面積比占了研究區(qū)總面積的近50%多，可見本區(qū)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持的重要性。各區(qū)縣中，巫溪、豐都、開縣、奉節(jié)、萬(wàn)州、云陽(yáng)、涪陵、石柱和武隆極重要區(qū)面積都超過了800km2，比例也基本都超過了25%。另外一些區(qū)縣如忠縣、巫山、長(zhǎng)壽、北碚、江北等，雖然極重要區(qū)面積相對(duì)要小，但比例也基本都在25%以上。高度重要區(qū)中巫溪、奉節(jié)、江津、巫山、石柱、萬(wàn)州面積較大，也都在800km2以上，面積比也較大。本區(qū)內(nèi)高度以上營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持重要性比例超過50%的區(qū)縣分別為巫溪、巫山、石柱、江北、涪陵、奉節(jié)、江津、豐都、萬(wàn)州，這些區(qū)域在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持中發(fā)揮著重要作用。

4.4.2 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持重要性的空間特征

總體上，研究區(qū)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持高度重要以上區(qū)域基本分布在植被覆蓋較好的山脈、及江河兩側(cè)，尤其在長(zhǎng)江及主要河流兩岸的第一層分水嶺的山地及山間盆地區(qū)，大多呈條帶狀和片狀分布。高度以上重要性區(qū)在西部主要分布在平行嶺谷的山脊及部分山間丘陵盆地區(qū);中部和東北部主要山地分布區(qū)和長(zhǎng)江及主要支流兩岸地區(qū)。中等以下重要區(qū)主要分布在山間丘陵盆地，呈片狀和團(tuán)塊狀分布(圖1)。

4.5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性綜合評(píng)價(jià)

4.5.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性的數(shù)量特征

從表5可以看出，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能極重要和高度重要區(qū)的面積和比例分別為17009.23 km2，36.85%和5529.74 km2，11.98%。二者占了研究區(qū)總面積的近50%，由此可見本區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要性。中等重要區(qū)面積和比例是各類型區(qū)中最大的，分別為19382.79km2和41.99%。一般重要區(qū)面積和比例最小，為4236.77km2和9.18%。各區(qū)縣中極重要區(qū)面積在1000 km2以上的區(qū)縣有巫溪、萬(wàn)州、石柱、開縣、奉節(jié)、巫山、云陽(yáng)、豐都、武隆、涪陵。這些區(qū)縣除涪陵外均分布在研究區(qū)的東北部和東南部，這些地區(qū)是三峽水庫(kù)和武陵山區(qū)的核心地帶，生物多樣性高，屬生境、水土流失和石漠化等較敏感的地區(qū)，這一地區(qū)對(duì)維持庫(kù)區(qū)和武陵山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定及其服務(wù)功能的發(fā)揮具有重要作用。另外一些區(qū)縣，如江北、長(zhǎng)壽、渝北、巴南、南岸、忠縣、北碚、長(zhǎng)壽等雖然極重要區(qū)面積相對(duì)較小，但在本區(qū)縣的面積比也都超過了30%。各區(qū)縣高度重要區(qū)面積和比例的數(shù)量特征與極重要區(qū)基本一致，也是東北部區(qū)縣(萬(wàn)州、云陽(yáng)、奉節(jié)、巫山、開縣、豐都、巫溪等區(qū)縣都在 250km2以上)和西部的江津(233.57 km2)、長(zhǎng)壽(245.93 km2)、巴南(245.42 km2)、涪陵(422.49km2)和中南部的石柱(339.25 km2)、武隆(270.65km2)面積較大。

4.5.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性的空間特征

空間上，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能極重要區(qū)基本是沿長(zhǎng)江、烏江、小江、湯溪河、梅溪河、大寧河等主要江河及其他一些主要河流兩側(cè)第一層分水嶺呈條帶形分布;西部平行嶺谷區(qū)的縉云山、中梁山、銅鑼山、明月山等山體的山脊也呈帶狀分布著極重要區(qū);此外，還有一部分極重要區(qū)呈團(tuán)塊狀散布在東北部、中部和西南部地區(qū)，主要分布在開縣的北部、巫溪的西北角和東北角、巫山的北端、石柱的西端、豐都-武隆-涪陵的交接處、長(zhǎng)壽的北部、巴南的東部和江津的南端少部分地區(qū)。高度重要區(qū)基本沿極重要區(qū)兩側(cè)呈環(huán)帶形分布，少部分零散分布。中等重要區(qū)集中連片分布在東北部的開縣、巫溪、云陽(yáng)、奉節(jié)、巫山、萬(wàn)州，以及中部的忠縣、豐都、石柱等區(qū)縣;其他地區(qū)基本呈星狀散布，尤其是西部地區(qū)。一般重要區(qū)則主要集中分布在西部和中部地區(qū)，西部的都市區(qū)一般重要區(qū)分布最為集中;中南部的涪陵南部、武隆南部也有大面積分布;此外，豐都東部、石柱西南部、忠縣西南角也有一定面積分布;東北部主要在巫溪中部、巫山西北和南部、奉節(jié)西端和南部有一部分一般重要區(qū)呈團(tuán)塊狀點(diǎn)綴分布在其他類型區(qū)之間(圖1)。

5 結(jié)論與討論

三峽庫(kù)區(qū)(重慶段)具有重要的生態(tài)地理位置，是中國(guó)乃至世界最為特殊的生態(tài)功能區(qū)之一。這一區(qū)域?qū)S護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要意義，該區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)江流域甚至全國(guó)都提供著重要的生態(tài)服務(wù)功能。鑒于研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要性以及目前相關(guān)研究的局限性，本文從生物多樣性保護(hù)、土壤保持、水源涵養(yǎng)以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持等本區(qū)最為主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能入手，對(duì)研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，定量揭示了研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)覆蓋功能重要性程度及其空間分布特征與規(guī)律。

研究結(jié)果表明:(1)生物多樣性保護(hù)高度重要以上地區(qū)的面積比達(dá)到了15%以上;極重要地區(qū)主要呈斑塊狀分布在東北部、中部和東南部。(2)土壤保持極重要區(qū)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，面積比為68.80%;土壤保持極重要區(qū)主要分布在萬(wàn)州及其東北部地區(qū)。(3)水源涵養(yǎng)一般重要區(qū)面積最大，其次為極重要地區(qū);極重要區(qū)沿江河呈帶狀分布，高度重要區(qū)主要分布在極重要區(qū)兩側(cè)沿江河呈環(huán)帶狀分布。(4)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持一般重要區(qū)面積最大;其次是極重要區(qū);極重要區(qū)基本呈條帶形分布在植被覆蓋較好的山脈、及江河兩側(cè)。(5)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能極重要和高度重要區(qū)的面積占到了研究區(qū)總面積的近50%;極重要區(qū)基本沿主要江河兩側(cè)第一層分水嶺和西部平行嶺谷區(qū)的山脊呈條帶形分布;高度重要區(qū)基本沿極重要區(qū)兩側(cè)呈環(huán)帶形分布，少部分零散分布。

需要說明的是，本文研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均由遙感影像解譯或者GIS空間分析得到，數(shù)據(jù)處理存在的誤差必然會(huì)影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，盡管如此，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性的地理空間格局特征仍然能夠得以充分反映。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)的缺乏，本研究?jī)H對(duì)區(qū)域單一時(shí)段的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性進(jìn)行研究，若能有時(shí)間序列數(shù)據(jù)則更能反映研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的時(shí)空演變規(guī)律。因此，豐富數(shù)據(jù)來(lái)源，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，辯識(shí)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的內(nèi)在機(jī)制，在此基礎(chǔ)上，確定生態(tài)保護(hù)關(guān)鍵區(qū)、建立有效的生態(tài)環(huán)境保護(hù)機(jī)制，為生態(tài)保護(hù)和建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

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