歐朝蓉，朱清科，孫永玉

（1. 西南林業(yè)大學(xué)地理學(xué)院，云南 昆明 650024；2. 北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京100083；3. 中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲研究所，云南 昆明 650216）

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成和所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效應(yīng)[1-3]。土地利用類型是生態(tài)系統(tǒng)類型在土地利用中的表現(xiàn)形式[4]。土地利用/覆被變化（LUCC）是人為干擾對地表作用最為直接的方式，它通過改變生態(tài)系統(tǒng)的類型、面積和空間格局影響了區(qū)域生態(tài)流的變化速率、強(qiáng)度和方向[5-6]，繼而對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能和穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。近幾十年來，土地利用/覆被變化對區(qū)域生態(tài)的影響力迅速擴(kuò)大，人類以滿足自身利益為根本的有目的有意識的土地利用活動(dòng)產(chǎn)生了諸多生態(tài)問題，如土地退化、環(huán)境污染、水土流失和生物多樣性下降等，使生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)失衡，生態(tài)系統(tǒng)功能失調(diào)，嚴(yán)重影響了區(qū)域生態(tài)安全。研究土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的關(guān)系，對區(qū)域土地利用格局優(yōu)化、區(qū)域生態(tài)安全維護(hù)和可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的意義[7-8]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的貨幣化形式。Costanza等[1]提出將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為17類可再生的服務(wù)，首次以量化形式評估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，奠定了此領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)。近10多年來，國內(nèi)外學(xué)者從地理尺度[9-11]、單一生態(tài)系統(tǒng)[12-13]、物種與生物多樣性[14-16]和生態(tài)效應(yīng)[17-20]等方面開展了土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值關(guān)系研究。中國的土地利用/覆被變化尤為迅速且復(fù)雜，從土地利用/覆被變化視角研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值遂成為國內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的主要研究途徑。謝高地等[21-22]提出了“中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表”，由于其結(jié)合了中國大陸的實(shí)際自然特征受到廣泛認(rèn)可。然而其研究成果是以全國范圍內(nèi)平均水平為基礎(chǔ)，在評價(jià)不同地理區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能時(shí)又具有一定的局限性。一些學(xué)者基于本區(qū)域的生態(tài)環(huán)境特征和具體研究對象提出了當(dāng)量因子調(diào)整方案。粟曉玲等[23]提出了以支付意愿、恩格爾系數(shù)和資源緊缺度為參數(shù)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)估算方法；李曉賽等[24]基于功能性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)系數(shù)，研究了青龍縣區(qū)域及土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化；張雅昕等[25]將 Meta回歸方法用于京津冀地區(qū)基本土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及影響因素研究中；羅海平等[26]運(yùn)用Costanza等[1]模型分析了我國13個(gè)糧食主產(chǎn)區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及空間分異特征；魏慧等[27]基于陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，結(jié)合經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)行系數(shù)修正，對德州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評估；王航等[28]構(gòu)建 CPI 指數(shù)修訂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值 （ESV）系數(shù)，開展了淮河上游土地利用時(shí)空演變特征和ESV評價(jià)研究；張志強(qiáng)等[29]基于Costanza等[1]和謝高地等[21-22]的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估方法，采用農(nóng)田為基準(zhǔn)的地區(qū)修正方法調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當(dāng)量因子，研究了長武縣土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化。目前，以Costanza等[1]和謝高地等[21-22]生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估方法為基準(zhǔn)，結(jié)合研究區(qū)特征和研究主題利用動(dòng)態(tài)模型修正當(dāng)量因子成為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究的主要方法。

干熱河谷是中國西南山區(qū)特殊的地理區(qū)域，氣候干燥炎熱，其景觀特征與周邊地區(qū)濕潤半濕潤景觀有明顯差異，自然植被稀少且退化嚴(yán)重，是典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)[30-31]。干熱河谷生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究主要關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值[32]，忽略了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響，因而在揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值及其影響因素等方面存在著不足。鑒于此，本研究基于RS和GIS技術(shù)，以干熱河谷區(qū)云南省元謀縣為研究區(qū)，分析干熱河谷的土地利用格局變化，探討生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值和動(dòng)態(tài)價(jià)值變化特征及其原因，以期為區(qū)域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論參考。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

元謀縣地處滇中高原北部金沙江下游的龍川江河谷內(nèi)（25°23′～26°06′ N，101°35′～102°06′ E），行政上隸屬于云南省楚雄彝族自治州。地勢中間低，四周高，除盆地底部為河谷沖積平原外，其余均為山地丘陵。氣候炎熱干燥，年均溫為21.9 ℃，年均降雨量為616 mm，年蒸發(fā)量達(dá)3 627 mm，降水蒸發(fā)比嚴(yán)重失衡。干濕季分明，全年90%降雨量集中在6—10月（雨季）。從河谷到山頂可分為4個(gè)垂直自然帶：海拔900～1 100 m為河谷壩區(qū)，1 100～1 350 m為壩周低山區(qū)，1 350～1 600 m為中低山區(qū)，1 600～2 835 m為中高山區(qū)[30]。農(nóng)業(yè)是元謀的支柱產(chǎn)業(yè)，良好的光熱資源使其成為云南省和中國重要的冬早蔬菜產(chǎn)地之一。元謀縣植被覆蓋度低，土壤侵蝕和水土流失嚴(yán)重，自然生態(tài)環(huán)境脆弱，是長江上游重點(diǎn)水土保持區(qū)之一，其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量對長江流域生態(tài)安全具有重要意義。

1.2 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

研究的主要數(shù)據(jù)源包括，遙感影像：2008年Landsat7-ETM和2016年Landsat8-OLI衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，來源于中國科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)，分辨率為30 m。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)：研究區(qū)1∶100 000地理基礎(chǔ)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，來源于國家基礎(chǔ)地理信息中心。DEM數(shù)據(jù)：ASTER GDEM數(shù)據(jù)，分辨率為30 m，來源于中國科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)：2008年和2016年社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，來源于元謀縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)公報(bào)、元謀縣統(tǒng)計(jì)年鑒、云南省統(tǒng)計(jì)年鑒和中國統(tǒng)計(jì)年鑒等。

以ENVI為軟件平臺(tái)，完成兩景遙感影像的多波段合成與幾何精校正、遙感影像與地形圖的空間配準(zhǔn)等處理工作，裁切遙感影像獲得研究區(qū)范圍的遙感影像。綜合運(yùn)用非監(jiān)督分類、監(jiān)督分類和人機(jī)交互等方法進(jìn)行影像解譯，兩景遙感影像的解譯精度均在88%以上，符合解譯精度要求。參照土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 21010—2007）和實(shí)際研究需要，將研究區(qū)分為林地、草地、耕地、建設(shè)用地、未利用地和水域6種土地利用類型，利用ArcGIS統(tǒng)計(jì)各種土地利用類型基本數(shù)據(jù)。

2 研究方法

2.1 土地利用動(dòng)態(tài)度

單一土地利用動(dòng)態(tài)度（M）指一定時(shí)間范圍某種土地利用類型面積變化的速率，即年變化率，其計(jì)算方法為：

式中：V0和V1分別為研究期初年和末年某一種土地利用類型的面積（hm2），T0和T1分別為研究期初年和末年[33]。

綜合土地利用動(dòng)態(tài)度（U）反映了研究區(qū)某種土地利用類型的綜合變化狀況，其計(jì)算方法為：

式中：Vf為研究期內(nèi)其它土地利用類型轉(zhuǎn)為該土地利用類型面積之和，Vg為該土地利用類型轉(zhuǎn)為其它土地利用類型面積之和。

2.2 土地利用狀態(tài)指數(shù)

土地利用狀態(tài)指數(shù)（S）反映了某種土地利用類型的轉(zhuǎn)化方向、程度和趨勢（-1≤S≤1），其計(jì)算方法為：

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值

借鑒謝高地等[21-22]的方法評估研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值，其計(jì)算方法為：

式中：ESV為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總靜態(tài)價(jià)值，Eaij為單位面積第i種土地利用類型第j種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，Ci為第i種土地利用類型的面積。結(jié)合研究區(qū)的自然環(huán)境與土地利用類型特征，參考李曉賽等[24]、李毅等[34]、何玲等[35]、李偲等[36]和方精云等[37]的研究，對謝高地等[21-22]的研究成果進(jìn)行修正，調(diào)整了建設(shè)用地和林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當(dāng)量因子。耕地、水域和未利用地分別對應(yīng)農(nóng)田、水體和荒漠。建設(shè)用地在水源涵養(yǎng)服務(wù)方面的價(jià)值通過消耗淡水資源的價(jià)值進(jìn)行計(jì)算，在廢物處理方面的價(jià)值通過處理三廢而消耗的社會(huì)勞動(dòng)價(jià)值來估算，建設(shè)用地其它功能則對應(yīng)荒漠相應(yīng)的功能[24]。林地的生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)量因子則參考李曉賽等[24]和方精云等[37]的研究確定調(diào)整系數(shù)為1.032。

以研究區(qū)主要農(nóng)田糧食作物（水稻、玉米和雜糧）作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算的基本依據(jù)，根據(jù)當(dāng)年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分別計(jì)算單位面積三種農(nóng)田糧食作物的市場價(jià)格，取其均值為當(dāng)年單位面積農(nóng)田糧食作物的價(jià)格。2008年和2016年研究區(qū)單位面積農(nóng)田糧食作物價(jià)格分別為979.36元/hm2和1 142.55元/hm2，取這兩個(gè)年份單位面積農(nóng)田糧食作物價(jià)格平均值1 060.96元/hm2作為本研究中的單位面積農(nóng)田食物生產(chǎn)功能價(jià)值，其它生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子則以生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生該生態(tài)服務(wù)相對于農(nóng)田食物生產(chǎn)服務(wù)貢獻(xiàn)的大小[36]。結(jié)合對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當(dāng)量因子系數(shù)值的調(diào)整，計(jì)算研究區(qū)各種土地利用類型單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（表1）。

2.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值

價(jià)值屬于經(jīng)濟(jì)學(xué)研究范疇，土地利用類型的價(jià)值不僅與自身自然資源使用價(jià)值有關(guān)，同時(shí)受多種動(dòng)態(tài)因素的影響。李曉賽等[24]和李偲等[36]認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與區(qū)域內(nèi)某時(shí)段人們的支付能力和基于物品的需求程度的支付意愿有關(guān)。同時(shí)，土地利用類型所擁有的生態(tài)資源質(zhì)量并非一成不變，而是受生態(tài)環(huán)境變化的影響。因此本研究將支付能力、支付意愿和環(huán)境能力等指標(biāo)納入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值評價(jià)體系，獲得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值系數(shù)。

1）支付能力指數(shù)。支付能力是個(gè)人經(jīng)濟(jì)能力的直接表現(xiàn)。人均國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）是常見的衡量個(gè)人經(jīng)濟(jì)能力的指標(biāo)。將研究區(qū)人均國內(nèi)生產(chǎn)總值與中國人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的比值作為支付能力指數(shù)，其計(jì)算方法為：

表 1 單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（元/hm2）Table 1 Ecosystem service value per unit area（Yuan/hm2）

式中：Pl為第l年為支付能力指數(shù)，GDPl為第l年元謀縣人均國內(nèi)生產(chǎn)總值，GDPcl為第l年中國人均國內(nèi)生產(chǎn)總值。

2）支付意愿指數(shù)。社會(huì)發(fā)展階段與支付意愿具有較強(qiáng)的相關(guān)性。當(dāng)社會(huì)處于貧困或者溫飽階段時(shí)，生計(jì)和生存需求是首位，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能需求意愿低。支付意愿會(huì)隨社會(huì)發(fā)展階段提升而增加，直至富裕階段的飽和狀態(tài)[24]。支付意愿可用Logistics生長曲線模型來刻畫，其計(jì)算方法為：

式中：Nl為第l年生長特性參數(shù)，表示社會(huì)發(fā)展階段系數(shù)，本研究中作為支付意愿指數(shù)；t在此表示社會(huì)發(fā)展階段；v和w為常數(shù)取值為1，e為自然對數(shù)。當(dāng)t值很小時(shí)，即社會(huì)發(fā)展水平低，Nl值趨于0；當(dāng)t值很大時(shí)，Nl值趨于飽和值1。社會(huì)發(fā)展階段的計(jì)算通常與恩格爾系數(shù)（El）的倒數(shù)對應(yīng)起來，其計(jì)算方法為[24]：

3）環(huán)境能力指數(shù)。植被是干熱河谷的關(guān)鍵生態(tài)因子之一。植被覆蓋度能較好的反映研究區(qū)生物量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，因此以該年份植被覆蓋度與多年植被覆蓋度均值進(jìn)行比較作為環(huán)境能力指數(shù)，其計(jì)算方法為：

式中：Zl為第l年的環(huán)境能力指數(shù)，Zd為該年份植被覆蓋度，Zm為研究區(qū)多年植被覆蓋度平均值。

參考李曉賽等[24]和李偲等[36]的研究，提出研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值系數(shù)模型為：

式中：Ql為研究區(qū)第l年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值系數(shù)。建立研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值評價(jià)模型，其計(jì)算方法為：

式中：Wl為研究區(qū)第l年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)總動(dòng)態(tài)服務(wù)價(jià)值。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用基本格局分析

研究區(qū)主要土地類型是草地、林地和耕地，2008年和2016年這3種地類面積之和占研究區(qū)總面積比例分別為90.39%和90.54%（表2）。8年間林地面積增長最多，為64.24 km2；草地縮減面積最大，為98.59 km2；耕地面積也有較大的增長，達(dá)到了37.40 km2。從變化趨勢來看，研究區(qū)耕地、林地和建設(shè)用地均有所增長，草地、未利用地和水域面積均有所減少。各種土地利用類型變化差異性較大，未利用地和建設(shè)用地的變化率最大，分別達(dá)到了-27.55%和23.31%，表明這兩種土地利用類型的變化幅度非常明顯。研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)及其變化反映了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市擴(kuò)張和人口增長導(dǎo)致的耕地、建設(shè)用地的擴(kuò)張和未利用地的減少，同時(shí)也反映了水土保持和生態(tài)綜合治理對林地面積恢復(fù)的促進(jìn)作用。

表2 土地利用類型結(jié)構(gòu)變化Table 2 Land use and land cover changes between 2008 and 2016

3.2 土地利用動(dòng)態(tài)度和狀態(tài)指數(shù)分析

8年間，林地、草地、耕地、建設(shè)用地、未利用地和水域的單一土地利用動(dòng)態(tài)度分別為1.43%、1.21%、1.81%、2.91%、4.48%和0.53%，其大小順序依次為：未利用地>耕地>建設(shè)用地>林地>草地>水域。未利用地的單一土地利用動(dòng)態(tài)度最大，表明未利用地的變化較為激烈；其次為建設(shè)用地，反映人口增長和城市化對建設(shè)用地變化有較大的促進(jìn)作用；再次為耕地，表明農(nóng)業(yè)發(fā)展對耕地需求有較強(qiáng)的刺激作用。

研究區(qū)綜合土地利用動(dòng)態(tài)度均值為5.39%，綜合動(dòng)態(tài)度較高，這是區(qū)域經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展導(dǎo)致土地利用頻繁轉(zhuǎn)換的必然結(jié)果。林地、草地、耕地、建設(shè)用地、未利用地和水域的綜合土地利用動(dòng)態(tài)度分別為4.89%、4.23%、7.14%、2.90%、9.47%和3.72%。未利用地的綜合土地利用動(dòng)態(tài)度最大。未利用地因?yàn)樘幱诳罩脿顟B(tài)成為各種土地類別爭奪的焦點(diǎn)，然而土地利用又受土地質(zhì)量的影響。由于土地退化導(dǎo)致撂荒，許多土地轉(zhuǎn)變?yōu)槲蠢玫兀绺赜捎谕恋刭|(zhì)量下降遭棄耕成為荒地，草場由于過度放牧水土流失加劇退化成裸地，土地喪失生產(chǎn)價(jià)值成為未利用地。因此，未利用地成為綜合土地利用動(dòng)態(tài)度最大的地類。耕地的綜合土地利用動(dòng)態(tài)度僅次于未利用地。農(nóng)業(yè)是元謀經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，耕地?cái)?shù)量的擴(kuò)張成為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在需求。然而建設(shè)用地對地形的要求使其在擴(kuò)張中占用了較多的平地平田，退耕還林還草使部分中高山地區(qū)和坡度大的區(qū)域耕地向林草轉(zhuǎn)化，因此耕地只能在壩周低山和中低山區(qū)占據(jù)草地和未利用地等其它地類的空間，與此同時(shí)一些耕地由于質(zhì)量不好而轉(zhuǎn)化為其它地類，因而耕地的綜合土地利用動(dòng)態(tài)度大。林地和草地的綜合土地利用動(dòng)態(tài)度都偏大，主要是因?yàn)榱值睾筒莸氐纳潮容^接近，兩者易相互轉(zhuǎn)化。

林地、耕地和建設(shè)用地的土地利用狀態(tài)指數(shù)值分別為0.26、0.22和0.70，均大于0，表明這三種土地利用類型轉(zhuǎn)入的土地面積大于轉(zhuǎn)出面積。建設(shè)用地的土地利用狀態(tài)指數(shù)值達(dá)到0.70，表明建設(shè)用地的轉(zhuǎn)入特征較為明顯。草地、未利用地和水域的土地利用狀態(tài)指數(shù)值分別為-0.32、-0.65和-0.15，均小于0，說明這三種土地利用類型轉(zhuǎn)出面積大于轉(zhuǎn)入面積。未利用地的土地利用狀態(tài)指數(shù)值達(dá)到-0.65，表明未利用地轉(zhuǎn)化為其它地類的特征明顯。林地、耕地、草地和水域的土地利用狀態(tài)指數(shù)值較小，表明這些地類與其它地類相互轉(zhuǎn)化較為頻繁。土地利用狀態(tài)指數(shù)分析與土地利用動(dòng)態(tài)度的分析結(jié)果表現(xiàn)出了一致性。

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值分析

2016年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總靜態(tài)價(jià)值為26.54億元，較2008年的25.98億元提高了0.56億元，年均增幅為0.27%，增長幅度小（表3）。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值增長最多的土地利用類型是林地，為1.53億元；其次為耕地，為0.27億元。其余幾種土地利用類型價(jià)值均下降，下降最多的地類是草地，為-0.96億元。從變化幅度來看，增幅最大的為建設(shè)用地，為23.26%。其次為耕地，為14.21%；降低幅度最大的地類為未利用地，為-25.00%。其次為草地，為-9.77%。在各種土地利用類型中，水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值變化最弱，僅為-4.29%，未利用地、建設(shè)用地、耕地和林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值變化率絕對值均在10%以上，表明多數(shù)土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值變化較為明顯。

林地和草地是研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值的主要貢獻(xiàn)地類，二者占區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總靜態(tài)價(jià)值比例有小幅增長，其比例已接近90%。研究區(qū)山高坡陡，自然狀態(tài)下林地和草地比例高。盡管歷史時(shí)期森林覆蓋率急劇下降，但作為長江上游的重點(diǎn)水土保持區(qū)域，十幾年來元謀強(qiáng)化了天然林工程和退耕還林還草工程的實(shí)施，使得研究區(qū)的林地比例增加。雖然草地面積的減少導(dǎo)致其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值減少，但由于林地單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值高，林地面積的增加彌補(bǔ)了草地減少造成的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值的損失。元謀是云南省和全國冬季蔬菜和水果的重要生產(chǎn)基地之一。近年來，元謀縣依托優(yōu)良的光熱資源大力發(fā)展商品農(nóng)業(yè)。雖然耕地在中高山區(qū)和陡坡區(qū)（主要是≥25°的坡地）的比例縮小，但是農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展強(qiáng)烈刺激了耕地的擴(kuò)張，中低山區(qū)和壩周低山區(qū)因坡度更為平緩，更多的耕地在此被開墾，耕地總面積擴(kuò)大，因而耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值得以提升。

水域和未利用地占研究區(qū)面積比例小，2016年二者在區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總靜態(tài)價(jià)值比例只分別下降了0.40%和0.04%。2008年和2016年建設(shè)用地占區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總靜態(tài)價(jià)值比例僅分別為-3.31%和-3.99%。受地形、歷史原因和經(jīng)濟(jì)限制，元謀城鎮(zhèn)化率低，建設(shè)用地比例小，因而現(xiàn)階段元謀的城鎮(zhèn)化對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)作用負(fù)向作用力仍較小。但建設(shè)用地?cái)U(kuò)張迅速，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值增長幅度達(dá)到23.26%，表明隨著人口的增長和城市的擴(kuò)張，建設(shè)用地對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值的負(fù)作用將更為明顯。

表 3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值統(tǒng)計(jì)表Table 3 Static ecosystem service values

單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值中，土壤的形成與保護(hù)的價(jià)值最高，2008年和2016年其值為4.91億元和5.03億元（表4）；其次為生物多樣性保護(hù)，2008年和2016年其值為4.41億元和4.46億元。2008年和2016年二者的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值之和分別為9.32億元和9.49億元，占區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總靜態(tài)價(jià)值的比例分別為35.87%和35.76%。各種單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值變化方向不同。水源涵養(yǎng)、廢物處理和食物生產(chǎn)的價(jià)值有所下降，主要是因?yàn)椴莸睾退虻膯挝幻娣e此三項(xiàng)價(jià)值高，草地和水域面積的縮減導(dǎo)致這三項(xiàng)價(jià)值損耗較大。即使耕地和建設(shè)用地面積增長，但因?yàn)檫@兩種地類此三項(xiàng)價(jià)值較弱，不足以彌補(bǔ)損耗。建設(shè)用地增長對區(qū)域水源涵養(yǎng)和廢物處理有明顯負(fù)作用，使這兩種價(jià)值降低。增長幅度最大的是原材料和娛樂文化價(jià)值，主要得益于林地面積有較大幅度的增長。

表4 單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值Table 4 Single static value of ecosystem services

3.4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值分析

2008年和2016年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總動(dòng)態(tài)價(jià)值分別為9.197億元和16.004億元，僅為同期生態(tài)系統(tǒng)靜態(tài)價(jià)值的35.40%和60.30%（表5）。研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值偏低主要是因?yàn)楫?dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平較為落后，人均GDP與全國平均水平有較大差異，恩格爾系數(shù)高，因此人們的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值支付能力和支付意愿較低，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值較小。各種土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值變化率都很大，其中耕地、林地和建設(shè)用地最為明顯。耕地和林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值分別提升了94.64%和89.72%，表明這二種地類面積的增長顯著的促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值的提升，而建設(shè)用地的動(dòng)態(tài)價(jià)值增加了110.20%，對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值負(fù)作用更為明顯。研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總動(dòng)態(tài)價(jià)值變化顯著，總體增長了74.01%，明顯高于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總靜態(tài)價(jià)值變化率（2.27%）。其原因在于與2008年相比，研究區(qū)2016年的人均GDP與全國人均GDP值的差距縮小了25.6%，恩格爾系數(shù)迅速降低，逐漸接近0.40的拐點(diǎn)，小康階段的社會(huì)發(fā)展進(jìn)程加快。支付能力和社會(huì)發(fā)展階段的提升使人們的生態(tài)支付意愿強(qiáng)化，因而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值有顯著提升。

表5 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值Table 5 Dynamic value of ecosystem services

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)靜態(tài)價(jià)值評價(jià)重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)的自然屬性。然而自然生態(tài)系統(tǒng)并非與人類社會(huì)隔絕存在，其本身的質(zhì)量也具有動(dòng)態(tài)性，因此生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值受到了諸多學(xué)者的關(guān)注，提出了多種動(dòng)態(tài)價(jià)值系數(shù)模型構(gòu)建方案。支付能力、支付意愿和環(huán)境能力是常見的動(dòng)態(tài)價(jià)值系數(shù)模型因子。由于植被是干熱河谷生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因子，因此本研究提出以植被覆蓋度表征環(huán)境能力，亦有學(xué)者提出以可利用水資源量表征環(huán)境能力[23]。筆者認(rèn)為區(qū)域環(huán)境差異性大，應(yīng)以影響本區(qū)域環(huán)境的關(guān)鍵因素作為環(huán)境能力因子來客觀的反映生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動(dòng)態(tài)價(jià)值的影響。同時(shí)，現(xiàn)有研究甚少考慮二級土地利用類型之間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值差異性，因此在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和價(jià)值評估中存在一定誤差。應(yīng)進(jìn)一步結(jié)合區(qū)域自然特征和更細(xì)致的土地利用類型，提出適合的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當(dāng)量因子的系數(shù)調(diào)整方案，使研究更符合地域特征，為進(jìn)一步開展區(qū)域生態(tài)補(bǔ)償和綠色經(jīng)濟(jì)核算研究奠定基礎(chǔ)。

近幾年來，亦有學(xué)者提出利用市場價(jià)值法、費(fèi)用替代法、碳稅、造林成本法和替代成本法等[38-39]生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估方法。這些方法強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的人類服務(wù)功能，為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估提供了新思路，但是尚無對基于土地利用類型和基于人類服務(wù)功能評估方法的比較研究，哪種方法更具科學(xué)性和客觀性有待進(jìn)一步探討。

4 結(jié)語

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是維系區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素，它反映了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能和生態(tài)福祉。當(dāng)前元謀縣正處于全面建設(shè)小康社會(huì)的關(guān)鍵階段，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地利用變化迅速，對生態(tài)系統(tǒng)功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，居民的生態(tài)意識也發(fā)生較大的變化，因此現(xiàn)階段是元謀區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和價(jià)值變化最為復(fù)雜的階段。

為了維護(hù)干熱河谷區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能，應(yīng)密切關(guān)注土地利用結(jié)構(gòu)變化，尤其是土地利用空間結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)強(qiáng)化生態(tài)最脆弱的壩周低山區(qū)的土地利用的空間調(diào)控，控制耕地?cái)?shù)量在該地帶的無序擴(kuò)張，在中低山帶降低以放牧為主的人為干擾強(qiáng)度，以圈養(yǎng)替代天然放牧，減少牲畜踐踏和啃食，降低草場的退化程度。繼續(xù)加強(qiáng)水土保持和天然林、退耕還林等生態(tài)治理措施，注重林地類型的配置，鼓勵(lì)種植以滇欖仁（Terminalia franchetii）、金合歡（Acacia farnesiana）、清香木（Pistacia weinmannifolia）和余甘子（Phyllanthus emblica）為代表的兼具生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的鄉(xiāng)土樹種。

干熱河谷區(qū)的植被景觀基質(zhì)是以扭黃茅（Heteropogon contortus） 和 孔 穎 草（Bothriochloa pertusa）為主的禾草類植被，然而草地的減少趨勢較為明顯，應(yīng)該強(qiáng)化特色草本植物的恢復(fù)工作，增加植被覆蓋度，對草本植物群落類型進(jìn)行定向改造，以人工干預(yù)方式促進(jìn)其逐漸向灌木和森林群落演替，恢復(fù)生態(tài)平衡。以土地利用結(jié)構(gòu)的優(yōu)化促進(jìn)生態(tài)資源的合理配置和區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的提升，以綠水青山為當(dāng)?shù)鼐用裉峁└玫纳鷳B(tài)福祉，促進(jìn)本地區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展和長江流域上游生態(tài)恢復(fù)。

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