劉 頌,楊 瑩,王云才

同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院, 上海 200092

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn),近年來(lái),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究由價(jià)值評(píng)估向著更加重視生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)人類福祉的影響、更加重視生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的區(qū)域差異性和跨越空間尺度的關(guān)聯(lián)、更加重視生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的動(dòng)態(tài)演化和時(shí)間耦合特性等方向演進(jìn)[1],生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究成果應(yīng)用也由生物多樣性保護(hù),逐步向資源與環(huán)境管理、區(qū)域規(guī)劃、可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域發(fā)展[2]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受生態(tài)效應(yīng)與地理過(guò)程的影響,具有時(shí)空分異特征[3-6],即同一地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求往往呈現(xiàn)空間錯(cuò)位?？梢?對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給和需求進(jìn)行識(shí)別、度量、空間化分析對(duì)自然資源合理配置有重要的意義。

但是,已有的研究大多側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給研究[7-10],而關(guān)于人類社會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求測(cè)度研究及供需關(guān)系研究較少。在將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系空間化的5種分析方法中[11],除了專家經(jīng)驗(yàn)判別法,其他方法因?qū)υ敿?xì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)過(guò)分依賴而難以實(shí)現(xiàn)。作為專家經(jīng)驗(yàn)判別法的一種,Burkhard提出的“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系矩陣法”[12]已經(jīng)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的量化以及空間化的研究中。如Nedkov和Burkhard[13]以矩陣法為基礎(chǔ)測(cè)算了保加利亞Malki Iskar河流域地區(qū)洪水調(diào)節(jié)服務(wù)的供需狀況,發(fā)現(xiàn)水文調(diào)節(jié)服務(wù)供給與需求存在嚴(yán)重的空間錯(cuò)位。Kroll等[14]通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系矩陣研究了德國(guó)東部Leipzig-Halle地區(qū)1990年至2007年能源的供給與需求變化。白楊等[15]基于矩陣法計(jì)算了白洋淀地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給率和供需比,證明流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)處于盈余狀態(tài)。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需關(guān)系研究逐漸受到重視,以理論研究和空間分異的研究為主[16-19],而應(yīng)用矩陣法進(jìn)行時(shí)空分異的綜合研究較少。

基于此,本研究以嘉興市為研究區(qū),通過(guò)建立生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系矩陣,分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(尤其是水文調(diào)節(jié)服務(wù))變化(供給)對(duì)人類福利(需求)的影響機(jī)制,在識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系時(shí)空分異特征的基礎(chǔ)上,劃分嘉興市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管控類型,并提出發(fā)展引導(dǎo)策略和規(guī)劃建議,為空間發(fā)展引導(dǎo)和規(guī)劃提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

嘉興市位于浙江省東部,屬杭嘉湖平原地區(qū),位置介于30°21′—31°02′N、120°18′—121°16′E 之間,轄兩區(qū)五縣(市)(南湖區(qū)、秀洲區(qū)、海寧市、平湖市、桐鄉(xiāng)市、嘉善縣、海鹽縣)。截止2015年,嘉興市陸域總面積4222.9 km2,戶籍人口349.48萬(wàn)人,常住人口458.5萬(wàn)人。

嘉興市境內(nèi)地形平坦,水域面積占區(qū)域總面積的9.34%,河道交錯(cuò),湖蕩眾多,京杭運(yùn)河穿境而過(guò)。地處北亞熱帶南緣,屬東亞季風(fēng)區(qū),年平均氣溫15.7℃,年平均降水量1168.6 mm,蒸發(fā)量1313 mm。特殊的自然地理環(huán)境導(dǎo)致該地區(qū)洪澇、臺(tái)潮、漬害嚴(yán)重。

嘉興市位于城市化發(fā)展速度最快的太湖流域中心地帶[20],快速的城市化導(dǎo)致嘉興市土地利用及河湖水系的劇烈變化,城市水文過(guò)程與功能發(fā)生巨大改變,城市下墊面構(gòu)成改變、水網(wǎng)密度降低等變化使水文調(diào)節(jié)服務(wù)不斷退化,引發(fā)洪澇災(zāi)害[21]。本文重點(diǎn)研究2005—2015年10年間嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)的時(shí)空分異特征,揭示城市發(fā)展對(duì)水文調(diào)節(jié)服務(wù)的影響。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

研究使用的數(shù)據(jù)包括嘉興市土地利用數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等。獲取覆蓋嘉興市的2005年Landsat7 ETM+影像和2015年Landsat8 OLI傳感器影像,將原始影像進(jìn)行真彩色合成,通過(guò)融合、鑲嵌等處理后,形成最終影像成果,分辨率為15 m。結(jié)合《土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 21010—2017),將嘉興市土地劃分為耕地、林地、園地、水域、建設(shè)用地和其他土地6種一級(jí)類型,并建立相應(yīng)的二級(jí)分類體系(表1)。經(jīng)過(guò)目視解譯,獲得嘉興市土地利用圖(圖1),經(jīng)驗(yàn)證,土地利用數(shù)據(jù)平均分類精度達(dá)到80%以上。土壤數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn),氣象、水文數(shù)據(jù)來(lái)源于嘉興市水利局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)公報(bào),社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于嘉興市統(tǒng)計(jì)年鑒。

表1 嘉興市土地利用類型分類

圖1 嘉興市土地利用圖Fig.1 Land use of Jiaxing City

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的關(guān)聯(lián)框架

土地是各類生態(tài)系統(tǒng)的鑲嵌體,是自然屬性與人文要素綜合作用而形成的地理實(shí)體,土地利用會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的變化[22]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與土地利用的關(guān)系主要體現(xiàn)在兩方面(圖2)：一方面,人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求的不同,造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的差別,有意或無(wú)意的改變著土地利用,出現(xiàn)不同土地利用類型[23]。另一方面,不同的土地利用類型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過(guò)程造成的不同影響,引起生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能積極或消極的變化[24],進(jìn)而影響人類福祉。因此,影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需水平的因素主要包括自然因素與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素兩方面[25]。自然因素包括氣候、地形地貌、植被、土壤、水文、生物多樣性等。社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的影響主要體現(xiàn)在人口變化、人類活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)等對(duì)土地利用類型造成的改變等。

圖2 土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的關(guān)聯(lián)框架Fig.2 Linkage framework of land use and ecosystem services

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系矩陣構(gòu)建

根據(jù)Burkhard提出的“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系矩陣法”,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系矩陣由供給矩陣與需求矩陣綜合而成,是不同土地利用類型與不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需關(guān)系表征,能夠揭示自然條件與人類活動(dòng)隨時(shí)間的推移產(chǎn)生的變化以及土地利用的改變對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力的影響。

矩陣數(shù)據(jù)采用專家打分法獲得,專家針對(duì)不同土地利用類型代表的生態(tài)系統(tǒng)能夠提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值以及人類期望從該系統(tǒng)中獲得的福祉分別進(jìn)行評(píng)分,最終獲得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的總體概況及趨勢(shì)[26-27]。

本研究邀請(qǐng)了不同專業(yè)知識(shí)背景,包括生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、風(fēng)景園林學(xué)、地理學(xué)、植物學(xué)等且對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域的自然及社會(huì)環(huán)境非常了解的10位專家,針對(duì)嘉興市各類用地(生態(tài)系統(tǒng))在對(duì)人類福祉有直接貢獻(xiàn)的調(diào)節(jié)服務(wù)、供給服務(wù)與文化服務(wù)進(jìn)行供需水平的全面評(píng)分,分值在0—5之間,分值越大,供給能力/需求水平越高。經(jīng)過(guò)兩輪函詢,取得一致意見,形成針對(duì)嘉興市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)服務(wù)供給、需求、供需關(guān)系矩陣(表2—4)。

本文選取了水文調(diào)節(jié)服務(wù)矩陣形成嘉興市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系“子”矩陣,結(jié)果表明,近自然土地利用類型(如林地、水體等)所提供的水文調(diào)節(jié)供給能力最高,這些地區(qū)由于人口密度低,活動(dòng)影響較小,對(duì)水文調(diào)節(jié)服務(wù)的需求水平也越低。人類活動(dòng)強(qiáng)度大的土地利用類型(如城市建設(shè)用地)水文調(diào)節(jié)服務(wù)供給能力弱,同時(shí)由于人口密集,對(duì)水文調(diào)節(jié)服務(wù)的需求水平很高。水田對(duì)水文調(diào)節(jié)服務(wù)的供給能力最強(qiáng),但需求水平也最高,因?yàn)樗锞哂幸欢ㄐ钏饔?能夠調(diào)節(jié)徑流,起到土壤水庫(kù)的作用[28]；同時(shí)水田是水土相互作用的生產(chǎn)模式,對(duì)水資源具有較高的需求。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì),2005—2015年嘉興市土地利用結(jié)構(gòu)的變化見表5。從面積變化來(lái)看,建設(shè)用地增長(zhǎng)顯著,至2015年已達(dá)1376.7 km2,占全市土地總面積的32.6%,比2005年增加了296.9 km2；其次是水域,2015年水域面積500.5 km2,面積增加了115.9 km2；水田面積一直占主導(dǎo)地位,2015年水田面積1842.5 km2,占全市土地總面積的43.6%,但是變化最小,面積僅增加了64.2 km2。面積減少最多的是園地,2015年園地面積211.9 km2,與2005年相比共減少135.8 km2,占全市土地總面積的比例下降到5.0%。

從變化幅度來(lái)看,增幅最多的是水域,其次是建設(shè)用地,10年間分別增加了30.1%和27.5%。林地面積最小,但是變化幅度最大,2015年林地面積26.7 km2,僅占全市土地總面積的0.6%,但是較2005年減少了56.1%。

表5 嘉興市土地利用情況

地類Land Use Classification2005年2015年變化幅度Change ranges面積/km2Area比例/%Ratio面積/km2Area比例/%Ratio面積/km2Area比例/%Ratio水田Paddy field1778.344.41842.543.664.23.6旱地Non-irrigated arable land348.98.7226.25.4-122.7-35.2園地Garden plots347.78.7211.95.0-135.8-39.1林地Forest land60.81.526.70.6-34.1-56.1建設(shè)用地Constructed area1079.826.91376.732.6296.927.5水域Water area384.69.6500.511.9115.930.1其他土地Others8.70.238.40.929.7341.4總面積Total4008.84222.9214.1

其他土地指嘉興市未利用地,包括裸土地、裸巖石礫地、沼澤地等,由于嘉興市2005年與2015年市域面積統(tǒng)計(jì)口徑不同,不能歸入一級(jí)地類的都計(jì)入該類型,因變動(dòng)較大,在此不做分析

3.2 水文調(diào)節(jié)服務(wù)供給能力的時(shí)空變化

應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給矩陣分析方法,獲得嘉興市水文調(diào)節(jié)供給能力的空間分布圖(圖3),圖中可以看出水文調(diào)節(jié)服務(wù)供給能力具有明顯的時(shí)空分異特征。以2015年為例,嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供給能力高(得分為4)的區(qū)域分布范圍最廣,面積最大(1842.5 km2), 以水田為主,占全市土地面積的43.63%。供給能力較高(得分為3)的地區(qū)主要分布在河渠與水庫(kù)較為集中的區(qū)域,尤其是海寧市南部沿海地區(qū)以及海鹽縣澉浦鎮(zhèn)。供給能力中等(得分為2)的地區(qū)分布較廣,其中在大量湖泊、濕地分布的王江涇鎮(zhèn)、油車港鎮(zhèn)、嘉善縣東北部的陶莊鎮(zhèn)、天凝鎮(zhèn)以及由于圍墾造成灘地大幅增加的海鹽縣澉浦鎮(zhèn)分布最為集中。供給能力較低(得分為1)的地區(qū)集中分布在嘉興市的東南沿海灘涂地區(qū)。供給能力最低(得分為0)的區(qū)域呈現(xiàn)點(diǎn)、線、面分布的特征。其中,城鎮(zhèn)用地及工業(yè)用地面積較大,呈面狀集中分布在嘉興、桐鄉(xiāng)、海寧、嘉善和海鹽的中心城區(qū)及近郊地區(qū)；農(nóng)村居民點(diǎn)則呈點(diǎn)狀分散分布,面積較?。唤煌ㄓ玫爻示€狀輻射整個(gè)嘉興市域。

從時(shí)間變化情況來(lái)看(表6),2005—2015年10年間,低供給能力的區(qū)域面積增加顯著,2015年達(dá)到296.9 km2, 增幅27.5%。2015年水文調(diào)節(jié)供給能力高以及較高的區(qū)域面積共2291.2 km2,較2005年增加了129.1 km2。水文調(diào)節(jié)供給能力提高市由于政策引導(dǎo)的影響,嘉興市在《嘉興市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020)》中,提出了“先補(bǔ)后占”“旱地改水田”等耕地和農(nóng)田保護(hù)政策,以及土地圍墾增加了灘涂面積,水文調(diào)節(jié)供給能力有了一定的提升。

從空間上看,水文調(diào)節(jié)供給能力最低的區(qū)域不斷擴(kuò)張,這是由10年間城市向城郊蔓延,侵占周圍的旱地、園地等生態(tài)用地造成的。相應(yīng)的,被侵蝕的中等供給能力區(qū)域不斷萎縮,10年間共減少246.9 km2,減幅33.3%?？傮w來(lái)說(shuō),由于供給能力中等的土地大量減少以及供給能力最低的土地大量增加,雖然水文調(diào)節(jié)供給能力高和較高的區(qū)域有所增加,但是嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供給能力仍然呈下降趨勢(shì),這與城市的快速發(fā)展密切相關(guān)。

表6 嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供給能力統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖3 嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供給能力空間分布Fig.3 Spatial distribution of hydrological regulation services supply capacity in Jiaxing City

3.3 水文調(diào)節(jié)服務(wù)需求水平的時(shí)空變化

應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求矩陣分析方法,獲得嘉興市水文調(diào)節(jié)需求水平的空間分布圖(圖4)。以2015年為例,需求水平最高(得分為5)的區(qū)域面積最大(2428.5 km2),以水田和農(nóng)村居民點(diǎn)為主,占全市區(qū)域總面積的57.5%。需求水平高(得分為4)的地區(qū)在嘉興市、桐鄉(xiāng)市、海寧市、嘉善縣和海鹽縣中心城區(qū)及城鎮(zhèn)地區(qū)分布集中,占全市區(qū)域面積的18.4%。需求水平中等(得分為2)的地區(qū)面積較小,呈點(diǎn)狀分布,其中在海鹽縣中心區(qū)與海寧市黃灣鎮(zhèn)南部以旱地、園地為主的地區(qū)分布較為集中。需求水平最低(得分為0)的地區(qū)集中在嘉興市北部王江涇鎮(zhèn)、油車港鎮(zhèn)、嘉善縣東北部的陶莊鎮(zhèn)和天凝鎮(zhèn)的湖泊、濕地處,以及海寧市南部和海鹽縣東部的沿海灘涂及灘地地區(qū)。

從時(shí)間變化情況來(lái)看(表7),2005年-2015年10年間,嘉興市對(duì)水文調(diào)節(jié)服務(wù)的需求顯著提高,表現(xiàn)在對(duì)水文調(diào)節(jié)需求水平最高的區(qū)域及高需求區(qū)域面積的增加。2015年兩類高需求區(qū)域面積共3205.3 km2,占全市區(qū)域面積的75.9%,較2005年增加了347.2 km2,增幅12.1%。與此同時(shí)中等需求水平的區(qū)域面積急劇減少,10年間共減少452 km2,減幅35.1%。這是因?yàn)榧闻d市不斷地圍湖造田、圍蕩養(yǎng)殖,城市開發(fā)建設(shè)蠶食生態(tài)用地,侵占河道水域,直接降低了河網(wǎng)的調(diào)蓄能力。需求水平最低的區(qū)域有所增加,較2005年增加24.6%,但是面積變化最小(增加111.5 km2),對(duì)水文調(diào)節(jié)服務(wù)需求水平的影響作用不明顯。

從空間上看,2005—2015年10年間嘉興市對(duì)水文調(diào)節(jié)服務(wù)的需求水平一直較高,并且高需求水平區(qū)域面積不斷擴(kuò)大。近郊區(qū)服務(wù)水平變化最為明顯,表現(xiàn)在對(duì)水文調(diào)節(jié)服務(wù)需求水平越來(lái)越高。綜合來(lái)看,嘉興市對(duì)水文調(diào)節(jié)服務(wù)的需求水平整體較高,這是因?yàn)榧闻d市仍然處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化快速推進(jìn)時(shí)期,對(duì)水文調(diào)節(jié)、防洪排澇等水生態(tài)安全的需求較大。另外嘉興市水田為主的土地利用特征也決定了對(duì)水文調(diào)節(jié)服務(wù)的較高需求。

圖4 嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)需求水平空間分布Fig.4 Spatial distribution of hydrological regulation services demand level in Jiaxing City

得分Scores需求程度Demand extent2005年2015年面積/km2Area比例/%Ratio面積/km2Area比例/%Ratio變化量/km2Amount變化幅度/%Ranges5最高222155.42428.557.5207.59.34高637.115.9776.818.4139.721.92中等696.617.445210.7-244.6-35.10最低454.111.3565.613.4111.524.6

3.4 水文調(diào)節(jié)服務(wù)供需關(guān)系時(shí)空分異性分析

依據(jù)水文調(diào)節(jié)服務(wù)供給與需求的綜合能力值可以將嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供需關(guān)系分為3種狀態(tài)和4種空間類型(圖5、表8)。3種狀態(tài)指供需平衡、供不應(yīng)求、供過(guò)于求的狀態(tài)。4種空間類型即低供給高需求、高供給高需求、低供給低需求、高供給低需求四類[29](圖6)。

圖5 2005年、2015年嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供需關(guān)系類型空間分布圖Fig.5 Spatial distribution map of supply and demand relationship of hydrological regulation service of Jiaxing City

圖6 供給與需求服務(wù)關(guān)系的四種類型 Fig.6 Four types of relationship between ecosystem service supply and demand

嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供不應(yīng)求的區(qū)域一直占主導(dǎo)地位,并且面積持續(xù)擴(kuò)大,增幅較快。2015年供不應(yīng)求與供過(guò)于求的區(qū)域總面積比例約為5.7∶1,面積增幅比例約為3∶1(表9)。2015年水文調(diào)節(jié)服務(wù)供不應(yīng)求的區(qū)域面積3219.2 km2,以建設(shè)用地和水田為主,占全市面積的76.2%,較2005年增加了19.7%。供過(guò)于求的土地面積565.6 km2,占全市面積的13.4%,增幅11.2%。供需平衡的土地面積最小(438.1 km2),占全市面積的10.4%,但是減幅最高,達(dá)到59%?？臻g分布上來(lái)看,嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供過(guò)于求的區(qū)域分布在河流、湖泊以及水系密集的區(qū)域以及近自然植被覆蓋的生態(tài)環(huán)境較好的區(qū)域。供不應(yīng)求的區(qū)域以低供給高需求建設(shè)用地以及高供給高需求的水田為主,并以城市為核心向城郊擴(kuò)散(圖7)。

總體來(lái)看,嘉興市大部分地區(qū)在水文調(diào)節(jié)服務(wù)上處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。這首先與嘉興市以水田(高供給高需求)為主的土地利用結(jié)構(gòu)相關(guān)。其次,由于城鎮(zhèn)擴(kuò)張,低供給高需求的區(qū)域面積不斷增加,說(shuō)明水文調(diào)節(jié)服務(wù)供需關(guān)系與人類的活動(dòng)和區(qū)域資源的過(guò)度開發(fā)密切相關(guān)。

圖7 嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供需空間分布圖Fig.7 Spatial Distribution map of supply and demand of hydrological regulation service of Jiaxing City

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

4.1.1 研究方法討論

(1)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系矩陣法可以在數(shù)據(jù)難以獲取時(shí)或生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)較為復(fù)雜的情況下,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求及相互關(guān)系進(jìn)行快速判斷并能進(jìn)行時(shí)間維度的動(dòng)態(tài)對(duì)比演變研究。雖然有學(xué)者采用不同陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值表估算也實(shí)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的動(dòng)態(tài)變化[30],但無(wú)法對(duì)需求進(jìn)行度量并進(jìn)行供需關(guān)系研究。本文對(duì)嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)評(píng)估,利用GIS空間分析技術(shù),分析了水文調(diào)節(jié)服務(wù)的空間分異規(guī)律,可為嘉興市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展和管理,維護(hù)、恢復(fù)和改善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供依據(jù)。

表8 嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供需關(guān)系類型

表9 2005年、2015年嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供求狀況表

(2)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系矩陣具有不確定性。該方法忽略了同一生態(tài)系統(tǒng)類型內(nèi)部差異與區(qū)域空間差異容易對(duì)區(qū)域評(píng)估結(jié)果產(chǎn)生偏差,所以具有一定的地域局限性。同時(shí),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系矩陣法在供需評(píng)估中也存在不確定性,主要有自然供給能力判斷的不確定性；偏好不確定性；技術(shù)不確定性等[31]。自然供給能力的不確定性來(lái)源于人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)不足引發(fā)不確定性。偏好不確定性與受訪者的主觀決策及對(duì)待評(píng)估的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的認(rèn)知水平和經(jīng)驗(yàn)水平的差異有關(guān),分值結(jié)果高度依賴于打分者的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。技術(shù)不確定性指應(yīng)用不同的方法來(lái)評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的過(guò)程中產(chǎn)生的不確定性結(jié)果,如遙感影像的精度影響土地利用類型識(shí)別的準(zhǔn)確性等。評(píng)估方法的不確定性無(wú)法避免,但是可以通過(guò)諸如使用德爾菲法對(duì)專家評(píng)估進(jìn)行迭代；將不確定性信息納入評(píng)估過(guò)程和結(jié)果；優(yōu)化數(shù)據(jù)質(zhì)量等降低分析結(jié)果的不確定性。

4.1.2 基于供需關(guān)系的管理對(duì)策

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系矩陣法可幫助識(shí)別供需平衡、供不應(yīng)求、供過(guò)于求三種狀態(tài)及低供給高需求、高供給高需求、低供給低需求、高供給低需求四類區(qū)域,為制定相應(yīng)的發(fā)展引導(dǎo)策略和規(guī)劃建議提供依據(jù)(表10)。

表10 基于水文調(diào)節(jié)服務(wù)提升的嘉興市發(fā)展引導(dǎo)及規(guī)劃建議

在本研究中,以城市建設(shè)用地為主的低供給高需求區(qū)域應(yīng)在快速城鎮(zhèn)化發(fā)展的同時(shí)兼顧生態(tài)環(huán)境效益提升。通過(guò)劃定城鎮(zhèn)開發(fā)邊界,嚴(yán)格控制建設(shè)用地規(guī)模,集約利用土地；控制新增建設(shè)用地不透水面積,合理規(guī)劃場(chǎng)地用地及景觀雨水設(shè)施,推行低影響開發(fā)策略；加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)和修復(fù),通過(guò)提高綠地率、綠化覆蓋率、構(gòu)建區(qū)域綠色網(wǎng)絡(luò)等方法提升水文調(diào)節(jié)服務(wù)。

以水田為主的高供給高需求區(qū)域占主導(dǎo)是嘉興市的土地利用特色,可通過(guò)劃定永久基本農(nóng)田控制線與永久基本農(nóng)田保護(hù)示范區(qū),確定保護(hù)規(guī)模,避免農(nóng)田被建設(shè)占用,實(shí)行永久保護(hù)；復(fù)墾優(yōu)質(zhì)耕地,納入基本農(nóng)田整備區(qū),予以嚴(yán)格保護(hù)。

高供給低需求區(qū)域自然資源較好,是重要的生態(tài)源,但是往往生態(tài)敏感性較強(qiáng),一旦受到破壞很難修復(fù),需要實(shí)施嚴(yán)格的生態(tài)控制。應(yīng)劃定嚴(yán)格的生態(tài)保護(hù)紅線,出臺(tái)生態(tài)控制導(dǎo)則,嚴(yán)守生態(tài)底線,做到性質(zhì)不轉(zhuǎn)換、功能不降低、面積不減少、責(zé)任不改變；同時(shí)還要加強(qiáng)污染治理,維持良好的生態(tài)風(fēng)貌。

屬于低供給低需求區(qū)域的旱地、園地、林地應(yīng)該按照相關(guān)保護(hù)條例進(jìn)行保護(hù)和管控,統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展,強(qiáng)化生態(tài)環(huán)境保護(hù),保持嘉興市“城田相融”的田園特征。以防洪與水環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)導(dǎo)向,結(jié)合水系現(xiàn)狀和城市發(fā)展趨勢(shì)完善現(xiàn)有水系布局,保障水面率,提高區(qū)域水源涵養(yǎng)及水土保持功能。

4.2 結(jié)論

(1)2005—2015年10年間,嘉興市處于快速城市化階段,土地利用變化明顯。總體趨勢(shì)是建設(shè)用地顯著增加,水域、水田面積有所增加,旱地、園地、林地大量減少。

(2)土地利用變化是影響水文調(diào)節(jié)服務(wù)供需關(guān)系的主要因素。2015年嘉興市水文調(diào)節(jié)服務(wù)供不應(yīng)求的區(qū)域占研究區(qū)域的76.2%,較2005年增加了19.7%；供過(guò)于求的區(qū)域占全市土地面積的13.4%,增加111.5 km2；供需平衡的土地面積減少258.5 km2,減幅達(dá)59%。反應(yīng)出嘉興市大部分地區(qū)水文調(diào)節(jié)服務(wù)處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。

(3)建設(shè)用地是典型的低供給高需求區(qū)域,隨著城市用地的不斷擴(kuò)張,導(dǎo)致水文調(diào)節(jié)服務(wù)供需矛盾加劇,供不應(yīng)求區(qū)域由中心城區(qū)向城市邊緣區(qū)擴(kuò)大。

(4)水文調(diào)節(jié)服務(wù)需求區(qū)域的變化與人類活動(dòng)密切相關(guān),供給區(qū)域則受制于自然環(huán)境的數(shù)量與質(zhì)量。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求存在錯(cuò)位,促進(jìn)了由供給區(qū)向需求區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流的產(chǎn)生[32]。如何保護(hù)生態(tài)源,對(duì)受損和破壞的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流進(jìn)行恢復(fù)及重建,需要針對(duì)體情況進(jìn)行政策導(dǎo)引。