劉綠怡,卞子亓,丁圣彥,*

1 河南大學(xué)黃河中下游數(shù)字地理技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 開封 475004 2 河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院, 開封 475004

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是多學(xué)科交叉命題,現(xiàn)已成為生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科的研究熱點(diǎn)[1- 2]。2016年生態(tài)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的十大熱點(diǎn)前沿中,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究位列第三[3]。目前,與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)的研究不僅包括生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的分類、價(jià)值評估、權(quán)衡與協(xié)同、服務(wù)的傳遞與流動(dòng)等[4],也涵蓋了生態(tài)過程、生態(tài)系統(tǒng)功能等機(jī)理探究,與生態(tài)系統(tǒng)管理等決策性研究[5]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成過程貫穿了自然環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)[6]。隨著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評估與管理逐步由生態(tài)系統(tǒng)尺度向景觀尺度推進(jìn)[7],生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)也成為景觀生態(tài)學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)方向。景觀生態(tài)學(xué)的研究核心為景觀格局與生態(tài)過程間的相互作用及其尺度效應(yīng)[8- 9],與生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)過程的關(guān)系非常類似。在生態(tài)系統(tǒng)水平上,生態(tài)系統(tǒng)屬性與生態(tài)過程在時(shí)空上的維持形成生態(tài)系統(tǒng)的基本功能[10],而人類對生態(tài)系統(tǒng)功能加以使用,賦予其價(jià)值,便形成了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[11]。2017年美國景觀生態(tài)學(xué)年會(huì)的主題為“人-地-格局：連接景觀異質(zhì)性與社會(huì)-環(huán)境系統(tǒng)”,并提出今后需加強(qiáng)“景觀格局-生態(tài)過程-生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”的多尺度綜合集成研究[12],顯示出探討景觀空間異質(zhì)性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間關(guān)系的迫切性與必要性。

景觀空間異質(zhì)性是景觀生態(tài)學(xué)的核心概念。最新研究表明,景觀尺度是研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的更佳尺度,在該尺度上開展研究不僅有助于理解生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)功能與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的關(guān)系,解決生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成與維持等難題[13- 14],而且能夠在景觀管理中優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生產(chǎn)能力[15- 18],具有重要的理論與實(shí)踐意義。因此,本文通過總結(jié)與梳理國內(nèi)外文獻(xiàn),探討了景觀空間異質(zhì)性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的關(guān)聯(lián),并從景觀組成和景觀構(gòu)型兩方面入手,分析了景觀空間異質(zhì)性變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成與供給的影響,討論了在這些影響下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生空間異質(zhì)性分布的原因,并解釋了尺度效應(yīng)在景觀空間異質(zhì)性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究中的重要性。

1 景觀空間異質(zhì)性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

1.1 二者之間的關(guān)系

景觀空間異質(zhì)性是指不同類型和數(shù)量的景觀組成單元在空間分布上的不均勻性及復(fù)雜程度[19],它分為景觀組成異質(zhì)性和景觀構(gòu)型異質(zhì)性[20]。景觀組成異質(zhì)性體現(xiàn)了景觀組成類型(或土地利用/覆被類型)的差異,而景觀構(gòu)型異質(zhì)性體現(xiàn)的是不同景觀組成類型的空間配置和組合方式差異[21]。二者的區(qū)別在于,景觀組成異質(zhì)性變化表現(xiàn)為不同景觀組成類型數(shù)量或均勻度的變化,而景觀構(gòu)型異質(zhì)性變化則表現(xiàn)為空間格局復(fù)雜程度的變化(圖1)[22]。

圖1 景觀組成異質(zhì)性與景觀構(gòu)型異質(zhì)性變化趨勢示意圖[22] Fig.1 Illustration of variations of landscape compositional heterogeneity and landscape configurational heterogeneity [22]

景觀空間異質(zhì)性是生態(tài)過程和景觀功能的基礎(chǔ)與驅(qū)動(dòng)力。異質(zhì)性景觀不僅為人類提供了多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),還決定了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的多樣性和穩(wěn)定性[23- 24]。景觀空間異質(zhì)性會(huì)影響物質(zhì)、能量和信息在景觀中的流動(dòng)與傳播,其程度愈高,一方面體現(xiàn)了景觀內(nèi)大的鑲嵌體及其內(nèi)部物種的減少,另一方面將引起邊緣生境及邊緣物種數(shù)量的增加[25]。這將導(dǎo)致種群維持[26- 29]、物種互作、生物群落組成[30]及部分生態(tài)過程[31- 32]等發(fā)生變化,最終不僅影響到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成和生產(chǎn)能力[8,33- 34],也使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在空間上的分布具有了異質(zhì)性特征[35]?？梢?景觀空間異質(zhì)性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可持續(xù)性的關(guān)系極為密切[36],且對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成與供給具有重要影響。

1.2 二者關(guān)系的研究內(nèi)容與方法

目前,與景觀空間異質(zhì)性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間關(guān)系的相關(guān)研究有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的異質(zhì)性分布[37- 40],以及景觀格局變化、土地利用/覆被變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響[41- 48]等,另外也不乏探討景觀空間異質(zhì)性與生物多樣性之間關(guān)系的研究[26,29,49]?，F(xiàn)有研究大多將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)量化,如,計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值或測定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的代表性指標(biāo)(表1),并將量化后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與能夠表征景觀空間異質(zhì)性變化的變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,從而來證實(shí)兩者間的關(guān)系及相互作用情況[61]。

表1 部分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的代表性指標(biāo)

1.2.1 制圖分析

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)制圖能夠可視化呈現(xiàn)多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間特征及其相互關(guān)系。使用遙感和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等代理數(shù)據(jù)或?qū)嶋H觀測、調(diào)查所得的原始數(shù)據(jù),運(yùn)用核查表法、多變量因果關(guān)系法、插值法或回歸分析法等進(jìn)行制圖,可直觀地反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在空間上的異質(zhì)性分布[1](表2)。

1.2.2 相關(guān)性分析

將景觀指數(shù)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值或代理性指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,是探討景觀空間異質(zhì)性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間動(dòng)態(tài)變化關(guān)系的研究方法之一。景觀指數(shù)高度濃縮了景觀格局信息,簡化反映了景觀結(jié)構(gòu)組成、空間配置特征等指標(biāo),包括了景觀單元特征指數(shù)和景觀整體特征指數(shù),可涵蓋多樣性指數(shù)、鑲嵌度指數(shù)、距離指數(shù)及生境破碎化指數(shù)等[19]。

劉琳等[41]通過計(jì)算景觀指數(shù),得到研究時(shí)間內(nèi)研究區(qū)各景觀組成類型的面積變化趨勢,并與研究區(qū)內(nèi)主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值進(jìn)行相關(guān)性分析。其結(jié)果顯示,研究區(qū)林、草生態(tài)系統(tǒng)面積的增加與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值提高呈正相關(guān),而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的提高也反映出主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(土壤形成與保護(hù)、廢物處理、生物多樣性保護(hù)及氣候調(diào)節(jié)等)形成與供給的提升。Hao等[42]證實(shí)了這一結(jié)論,并認(rèn)為林、草生態(tài)系統(tǒng)面積的增加有利于改善生態(tài)環(huán)境、提高生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的能力。水文生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對農(nóng)業(yè)擴(kuò)張、城市化等景觀變化尤為敏感[63],因此在水文生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與景觀格局的空間耦合關(guān)系研究中,分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的代表性指標(biāo)與景觀指數(shù)之間相關(guān)性的研究方法得到普遍應(yīng)用[53]。以水源質(zhì)量服務(wù)為例,研究表明景觀空間異質(zhì)性程度能夠較好地解釋水源質(zhì)量指標(biāo)的變化[53,64]。不同景觀組成類型對非點(diǎn)源污染的承載力存在差異,與之相應(yīng)的景觀指數(shù)也與水源質(zhì)量指標(biāo)存在不同的相關(guān)性,如,邊緣密度與溶解氧的質(zhì)量濃度呈負(fù)相關(guān),而與其他水源質(zhì)量指標(biāo)呈正相關(guān)。

表2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主要制圖方法[1,62]

這些研究證實(shí)了景觀空間異質(zhì)性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的相關(guān)性關(guān)系,也反映出景觀空間異質(zhì)性變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成與供給的重要性。

1.2.3 敏感性分析

土地利用/覆被變化包括景觀空間面貌的改變以及景觀中生態(tài)過程的時(shí)空變化[19],它體現(xiàn)了景觀空間異質(zhì)性的替代過程[12],是景觀格局變化的具體表現(xiàn)。土地利用/覆被變化最直接地反映了人與自然的相互影響關(guān)系,與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)聯(lián)系緊密[5,65- 66]。

土地利用/覆被變化通過改變景觀連接度對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生了直接或間接地影響,而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值對不同土地利用類型的敏感程度亦不相同[46,60]。Eziz等[46]認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對濕地、草地等土地利用類型的變化較為敏感,而對沙地的變化不敏感。該研究中,研究區(qū)大部分濕地、草地轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)田,造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的下降;沙地向其他土地利用類型轉(zhuǎn)移的面積雖大,卻對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響不甚明顯。然而,土地利用/覆被變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的敏感程度呈非線性關(guān)系,當(dāng)某種土地利用類型的變化超出一定范圍時(shí),不僅不會(huì)促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成,反而會(huì)抑制生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的能力。以土壤保持服務(wù)為例,草地適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)變?yōu)榱值睾娃r(nóng)田有利于土壤保持服務(wù)的形成和提高,然而當(dāng)草地退化超出一定閾值時(shí),會(huì)削弱天然植被的穩(wěn)定性,在風(fēng)力作用下造成潛在荒漠化,使土壤保持服務(wù)下降[60]。

土地利用/覆被變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的敏感性分析不僅反映出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對不同土地利用類型變化的敏感程度[46- 48],也側(cè)面體現(xiàn)了不同土地利用類型提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的能力是有所差異的。

2 景觀空間異質(zhì)性對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成與供給的影響

圖2 景觀組成與景觀構(gòu)型影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的過程 Fig.2 Process of landscape composition and landscape configuration that affect ecosystem services

景觀空間異質(zhì)性在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成與供給中具體扮演了何種角色、做出了怎樣的貢獻(xiàn),仍缺乏更為深入地討論[34,50]。有研究認(rèn)為,景觀組成的變化會(huì)直接影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間分布,而景觀構(gòu)型的變化能夠通過改變生態(tài)過程而間接作用于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[42,67](圖2)。因此,可從景觀組成異質(zhì)性與景觀構(gòu)型異質(zhì)性入手,分析景觀空間異質(zhì)性在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成與供給過程中所起到的作用。

2.1 景觀組成異質(zhì)性的影響

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生于不同的服務(wù)提供單元(表3),服務(wù)提供單元的隨機(jī)組合與空間配置變化都會(huì)直接影響到相應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的產(chǎn)量與質(zhì)量[68-71]。Qiu等[50]分析了景觀空間異質(zhì)性對3種水文生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(淡水供給、地下水和地表水的水源質(zhì)量)的重要性,其中,選取年平均磷負(fù)荷作為地表水水源質(zhì)量服務(wù)的代表性指標(biāo),并將其與研究區(qū)的景觀指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果顯示,地表水水源質(zhì)量與林地、草地和濕地面積占比呈正相關(guān),與農(nóng)田面積占比呈負(fù)相關(guān)。由表3可知,水源質(zhì)量的服務(wù)提供單元主要為濕地和植被覆蓋地區(qū),與研究結(jié)果相吻合。

這表明增加某生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)所對應(yīng)的服務(wù)提供單元,有助于該生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成。例如,在一定區(qū)域內(nèi),提高農(nóng)田、果林和菜地的面積占比可促進(jìn)并提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的形成。然而,區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在著多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),且生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間有著復(fù)雜的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系。在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)形成的同時(shí),濕地、林地、草地等面積占比減小,將會(huì)影響侵蝕調(diào)控、洪水調(diào)控等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成,不利于多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的維持和可持續(xù)發(fā)展。因此,提高景觀組成異質(zhì)性的同時(shí)增加了服務(wù)提供單元的類型,景觀組成異質(zhì)性的變化直接影響了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成與供給。

表3 部分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的服務(wù)提供單元

2.2 景觀構(gòu)型異質(zhì)性的影響

一些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能夠通過調(diào)整景觀組成異質(zhì)性達(dá)到可持續(xù)生產(chǎn)與供給,而營養(yǎng)保持力、傳粉、景觀美學(xué)[72]與沉積物截留等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成受景觀構(gòu)型變化的影響更大。以傳粉服務(wù)為例,景觀組成類型、景觀組成類型的空間配置及組合方式等任何一項(xiàng)發(fā)生變化,均能改變傳粉服務(wù)的形成和維持能力[18]。傳粉服務(wù)的服務(wù)提供單元除林地和農(nóng)田外還有傳粉昆蟲,昆蟲活動(dòng)范圍較廣的特點(diǎn)使其捕食受到生物種間關(guān)系和區(qū)域內(nèi)植物多樣性等影響[49,73]。一般來說,農(nóng)田比林地更有利于傳粉服務(wù)的形成與維持[26]。因?yàn)榇蟛糠至值厥苋藶楦蓴_較大且植物物種較單一,而農(nóng)田邊緣的半自然生境包括了人工林、樹籬和溝渠等景觀組成類型,植物物種組成較為復(fù)雜[74],傳粉昆蟲的多樣性和物種豐富度較高,傳粉服務(wù)的生產(chǎn)能力也相對較強(qiáng)。這也說明適當(dāng)增加景觀構(gòu)型異質(zhì)性可有效促進(jìn)一些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成與供給。

2.3 景觀組成異質(zhì)性與景觀構(gòu)型異質(zhì)性的影響強(qiáng)度

有研究認(rèn)為,景觀組成比景觀構(gòu)型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成與維持的影響大,而景觀構(gòu)型比景觀組成對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)生產(chǎn)能力的影響大[50]。然而,景觀空間異質(zhì)性對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響及其強(qiáng)度取決于生態(tài)系統(tǒng)類型、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型與研究的尺度,斷不可一概而論。一些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對景觀組成異質(zhì)性變化有著顯著的響應(yīng),卻對景觀構(gòu)型異質(zhì)性變化的敏感度較低;一些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)則反之;還有一些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對二者的變化都較為敏感(表4)。

表4 景觀空間異質(zhì)性變化及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的響應(yīng)

例如,對水源質(zhì)量服務(wù)來說,適當(dāng)增加林地、草地和濕地的面積占比,能夠有效提高區(qū)域內(nèi)的水源質(zhì)量,即,調(diào)整景觀組成類型的豐富度要比改變景觀組成類型的空間布局更為有效;同為水文生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的淡水供給服務(wù)則與濕地面積占比呈負(fù)相關(guān),而當(dāng)景觀構(gòu)型發(fā)生變化時(shí),如城市邊緣區(qū)的密集程度增加,可通過降低地表徑流量、提高水滲透量來促進(jìn)淡水供給服務(wù)的形成與維持。

通過對部分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與景觀空間異質(zhì)性變化關(guān)系的總結(jié)(表4)也可進(jìn)一步證實(shí),景觀組成異質(zhì)性變化通常直接影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),而景觀構(gòu)型異質(zhì)性變化大多會(huì)改變一些生態(tài)過程,從而間接地影響到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(圖2)。

3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間異質(zhì)性

景觀空間異質(zhì)性發(fā)生變化并影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的同時(shí),也使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成與供給在空間上產(chǎn)生了異質(zhì)性分布,即生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間異質(zhì)性。造成這一系列影響的原因可從自然和人為兩個(gè)方面解釋,其中自然因素是決定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布的基礎(chǔ)[75],而人為因素導(dǎo)致了空間上生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給和需求差異。

3.1 自然因素

較大尺度上,宏觀的地理背景與地域差異是造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間異質(zhì)性的主要因素之一[1]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)形成與供給的熱點(diǎn)區(qū)域往往與景觀中有著較高物種、功能多樣性的區(qū)域重疊[76]。自然地理差異較大的景觀有著不同的景觀組成類型,且生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的物種、功能多樣性不盡相同[34],所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型及其生產(chǎn)能力也不相同。另外,氣候變化、林火、泥石流、地震等自然干擾后景觀空間異質(zhì)性會(huì)發(fā)生變化,使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域轉(zhuǎn)移。這些均導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在空間上的異質(zhì)性分布。

流域尺度上,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的異質(zhì)性分布也十分明顯。流域內(nèi)地形分異是影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間異質(zhì)性的主要原因[76-77]。以土壤保持服務(wù)為例,不同生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持能力隨植被蓋度的增加呈線性增長,表現(xiàn)為森林生態(tài)系統(tǒng)最高、草地和農(nóng)田其次、荒漠生態(tài)系統(tǒng)最差的趨勢[59]。流域內(nèi)高程梯度遞減,植被蓋度逐漸減少,土壤保持服務(wù)也隨之下降[77]。

3.2 人為因素

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有較強(qiáng)的人類中心主義色彩。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化等多重影響下,人類所需的主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)也不相同,加上人類對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的利用方式與利用強(qiáng)度存在差異,也使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有顯著的空間異質(zhì)性與區(qū)域差異性。全球范圍來看,發(fā)展中國家因其人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速等特點(diǎn),往往對資源有著較高的需求,因此,對供給服務(wù)的索取和利用強(qiáng)度要明顯高于調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)[75];而一些發(fā)達(dá)國家則對文化服務(wù)的需求越來越大。此外,由于文化背景、思想意識和教育水平等個(gè)體差異,人類對同一生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的感知和利用也大不相同[78],然而,目前該方面研究尚不完善。

4 景觀空間異質(zhì)性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究中的尺度問題

單獨(dú)探討景觀空間異質(zhì)性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究中的尺度問題,是因?yàn)槌叨仁窃斐删坝^空間異質(zhì)性變化的主導(dǎo)因素,不與尺度相結(jié)合的景觀空間異質(zhì)性研究是沒有任何意義的[79-80]。而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為自然生態(tài)過程與人文過程相互作用的產(chǎn)物,其特征亦隨尺度的變化而變化。因此,在人類改變景觀空間異質(zhì)性并影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成與維持過程中的任一環(huán)節(jié)均需考慮尺度問題。

作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供的主體,人類從不同尺度生態(tài)系統(tǒng)中獲取的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型亦不相同,加上不同尺度上的人類活動(dòng)引起的生態(tài)效應(yīng)不同,使供給服務(wù)一般形成于局部尺度,而調(diào)節(jié)服務(wù)多形成于區(qū)域或更大尺度。此外,服務(wù)提供單元所處的時(shí)空尺度并不是一定的[68],且不同物種和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型對景觀空間異質(zhì)性的響應(yīng)尺度也不一致[81- 82]。如,傳粉服務(wù)的服務(wù)提供單元是位于較小尺度上的林地、農(nóng)田和傳粉昆蟲,所以該生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間范圍較小(局部),持續(xù)時(shí)間較短(多具有季節(jié)性等周期性),流動(dòng)距離也較短;而大氣調(diào)節(jié)服務(wù)的服務(wù)提供單元是較大尺度上的林地、草地、濕地和水域,所以該生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間范圍較大(從局部到全球),持續(xù)時(shí)間及流動(dòng)距離也較長[1,68]。

由一種尺度上得出的研究結(jié)論不能盲目推廣到另一種尺度上,因此,在景觀或更大尺度上研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時(shí),更應(yīng)將尺度問題納入到研究內(nèi)。在探究景觀空間異質(zhì)性如何影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成與供給時(shí),應(yīng)首先明確所研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的尺度范圍,考量影響該生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的景觀空間異質(zhì)性變化具有何種尺度特征,以及不同尺度的景觀空間異質(zhì)性變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響存在的差異。

5 展望

綜上,景觀空間異質(zhì)性可直接影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成、供給與時(shí)空分布,也可通過改變生態(tài)過程而間接作用于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。結(jié)合景觀空間異質(zhì)性來研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),有助于理解多重生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間分布格局及其對景觀空間異質(zhì)性變化的響應(yīng),為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生產(chǎn)能力、維持和供給提供可行的空間優(yōu)化,并對有較高生物多樣性價(jià)值的地區(qū)及多重生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)傳遞的重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行有效保護(hù)。在今后的研究中,應(yīng)圍繞以下問題進(jìn)行深入探討：(1)人為因素。人類是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主要受益者,同時(shí),人類活動(dòng)及與人類密切相關(guān)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政策因素是造成景觀空間異質(zhì)性變化的主要原因。大多數(shù)研究將討論景觀格局變化作為分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的主體,對人為因素的分析不夠充分。如何將人為因素與地理、生態(tài)因素完美結(jié)合,是今后研究中需要著重考慮的問題。(2)尺度問題。尺度是始終貫穿地理學(xué)和生態(tài)學(xué)研究的重要論題,在不同尺度下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成、供給與需求將呈現(xiàn)不同的機(jī)制與表征。如何將小尺度上的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在景觀及更大尺度上集成體現(xiàn),是未來研究中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。(3)實(shí)踐與應(yīng)用。在理論依據(jù)不斷成熟與完善的基礎(chǔ)上,應(yīng)考慮在現(xiàn)實(shí)中如何通過調(diào)整景觀組成和景觀構(gòu)型來提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的產(chǎn)量與質(zhì)量,將景觀格局規(guī)劃與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理相結(jié)合,使生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)地為人類提供服務(wù),實(shí)現(xiàn)雙贏。