肖建設(shè),喬 斌,陳國茜,史飛飛,曹曉云,祝存兄

1. 青海省氣象科學(xué)研究所, 西寧 810001 2. 青海省防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室, 西寧 810001

土地利用變化被認(rèn)為是全球環(huán)境變化的核心議題和關(guān)鍵因素之一[1- 2],直接影響著生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量和過程演變,進(jìn)而驅(qū)使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和服務(wù)功能發(fā)生相應(yīng)改變[3- 4],最終通過生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值(ESV,Ecosystem Services Value)來反映和表征[5]。關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算則以Constanza等[6]和謝高地等[7]提出的價值量估算模型應(yīng)用最為廣泛。土地是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的核心和媒介,土地利用類型、方式的作用過程影響著區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的穩(wěn)定供給乃至人類福祉的有序提升[8]。伴隨著社會經(jīng)濟(jì)變化革新的驅(qū)動[9],土地類型和利用方式正在發(fā)生快速轉(zhuǎn)變[10- 12],土地利用變化及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量化評價研究受到熱捧[5, 13],成為全球變化研究的時代命題。

目前,在土地利用變化及相關(guān)研究方面,土地利用變化時空格局[2, 4, 14-15]及其驅(qū)動機(jī)制[16- 18]的研究頗為詳實,已成為土地利用變化研究的顯學(xué)。關(guān)于土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究,學(xué)術(shù)界從不同角度開展了研究工作,部分學(xué)者針對土地利用類型及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值時空演變[19- 22]開展了富有成效的探討；少數(shù)學(xué)者從土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值影響維度[11, 23-24]切入開展了探索性實證研究。值得注意的是,近期發(fā)表的部分研究成果很有啟示意義。其中,雷金睿等[25]、徐煖銀等[26]應(yīng)用空間自相關(guān)理論定量分析了土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的關(guān)聯(lián)模式、聚集規(guī)律、空間溢出效應(yīng)等空間自相關(guān)性,是土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究的一次大膽嘗試；戴文遠(yuǎn)等[27]引入“三生空間”概念分析了福州新區(qū)土地利用功能轉(zhuǎn)型與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值時空演變也很有代表性。梳理文獻(xiàn)不難發(fā)現(xiàn),目前在土地利用變化及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究中,主要聚焦在城市化步伐快速且土地類型變化劇烈的東部發(fā)達(dá)地區(qū),研究對象多為城市生態(tài)系統(tǒng)[28-29]。在西北干旱地區(qū)、青藏高原等典型生態(tài)脆弱區(qū)、國家重點生態(tài)功能區(qū)開展的相關(guān)研究鮮有報道。特別是,有地球第三級之稱的青藏高原作為我國重要的戰(zhàn)略資源儲備基地和生態(tài)安全屏障[30],其核心腹地黃河源區(qū)高寒生態(tài)系統(tǒng)更是“世界的一方凈土”,這里地理位置特殊,氣候條件獨特,密切關(guān)注這一區(qū)域土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值演變特征對于支撐服務(wù)“一路一帶”重大倡議具有啟示作用。

近年來,青海省在“生態(tài)立省”理念的指導(dǎo)下,加大了三江源地區(qū)的生態(tài)保育與恢復(fù)力度,2005年以來大力實施的三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)工程從根本上扭轉(zhuǎn)了三江源地區(qū)生態(tài)退化的僵局。瑪多縣位于三江源地區(qū)的黃河源區(qū),是黃河的發(fā)源地,生態(tài)戰(zhàn)略地位至關(guān)重要。2005年三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)工程實施以來,作為典型生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)的瑪多縣土地利用類型結(jié)構(gòu)發(fā)生了那些變化？其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值演變表現(xiàn)在哪些方面？這一科學(xué)問題還沒有做出精準(zhǔn)回答。因此,本研究以黃河源區(qū)瑪多縣為例,統(tǒng)計了2005—2015年瑪多縣土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣、土地利用變化動態(tài)度,計量了2005—2015年瑪多縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值演變特征,以期在區(qū)域治理過程中為科學(xué)規(guī)劃管理土地資源、有序制定生態(tài)補償政策、精準(zhǔn)實施生態(tài)恢復(fù)與保育工程項目等提供決策依據(jù)和智庫咨詢。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

圖1 瑪多縣地理位置Fig.1 Geographic location of Maduo County

瑪多縣地處青海省果洛藏族自治州西北部,總面積2.45萬km2,是國家級重點生態(tài)功能區(qū)縣。位于34°05′—35°30′ N,96°56′—99°16′ E之間,西南與四川省相鄰,東與瑪沁縣相依,東南與達(dá)日縣相接,西與曲麻萊縣、稱多縣毗鄰,北與都蘭縣接壤?，敹嗫h屬高原大陸性半濕潤氣候,年平均氣溫-2.1—5.3℃,年降水量247.8—484.8 mm。瑪多縣轄瑪查理鎮(zhèn)、花石峽鎮(zhèn)、扎陵湖鄉(xiāng)、黃河鄉(xiāng)等2鎮(zhèn)2鄉(xiāng),距西寧市497 km,人口約1.5萬人,其中藏族人口占85%以上。瑪多,藏語意為“黃河源頭”,地處黃河源頭,湖泊眾多,素有“百湖之縣”之稱。作為傳統(tǒng)的牧業(yè)縣,畜牧業(yè)在瑪多縣占主導(dǎo)地位(圖1)。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究中瑪多縣2005年、2010年、2015年土地利用數(shù)據(jù)以landsat- 5/TM、landsat- 8/OLI遙感影像數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源。根據(jù)研究區(qū)土地資源特征和研究目標(biāo),結(jié)合野外實際考察,參照土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 21010- 2017)[31],把研究區(qū)的土地利用/覆被類型劃分為林地、高覆蓋度草地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地、水域、建設(shè)用地、未利用土地等7種類型(表1)。通過建立解譯標(biāo)志采用人工目視解譯最終生成研究區(qū)土地利用類型。為保證土地利用類型解譯精度,以全國第二次土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)(2009年)為參照,通過地物類型斑塊修改和圖層拼接,最終得到瑪多縣3期土地利用的圖形數(shù)據(jù)庫和相應(yīng)屬性數(shù)據(jù)庫,經(jīng)Kappa系數(shù)檢驗和野外實地考察驗證,精度達(dá)90%以上。研究區(qū)土地利用類型數(shù)據(jù)均采用Albers等面積圓錐投影,雙標(biāo)準(zhǔn)緯線為25°N和47°N,中央經(jīng)線為110°E。

表1 瑪多縣土地利用分類系統(tǒng)

1.3 研究方法

1.3.1土地利用動態(tài)度模型

土地利用動態(tài)度模型是探究土地利用變化的經(jīng)典范式,其表征的是研究區(qū)域內(nèi)特定時間段不同土地利用類型的變化幅度和速度,反饋的是研究區(qū)土地利用變化特征,包括單一土地利用動態(tài)度和綜合土地利用動態(tài)度[4, 32-33]。

單一土地利用動態(tài)度(K)反映研究區(qū)某一土地利用類型在單位時間的面積變化情況,表示某種土地利用類型的年變化率。模型表達(dá)式為：

(1)

式中,i為第i類土地利用類型；Si、Sj分別為研究期末和研究期初某一土地利用類型的面積,單位km2；T為研究時段長度,單位為年。

綜合土地利用動態(tài)度(LC)反映某一研究時段研究區(qū)內(nèi)所有土地資源的整體變化速度,表示研究區(qū)綜合土地利用變化的年變化率。模型表達(dá)式為：

(2)

式中,dSi為研究初期第i土地利用類型面積；△dSi-j表示研究時段第i土地利用類型轉(zhuǎn)為非i土地利用類型面積的絕對值,單位km2；n為土地利用類型的總數(shù)；T為研究時段長度,單位為年。

1.3.2土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣是研究土地利用類型之間轉(zhuǎn)移方向和數(shù)量變化的經(jīng)典方法,揭示的是土地利用類型格局的演化過程。土地利用變化可以通過土地利用轉(zhuǎn)移矩陣表達(dá),表2為土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣的具象表達(dá)形式。其中,Ai表示第i種土地利用類型,行元素之和表示該類土地轉(zhuǎn)移前面積,列元素之和表示該類土地轉(zhuǎn)移后面積,i、j代表轉(zhuǎn)移前后的土地類型,Sij表示由i類用地轉(zhuǎn)為j類用地的土地面積[2, 9, 15, 34]。

表2 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

本研究中,土地利用轉(zhuǎn)移矩陣?yán)肁rcGIS 10.3軟件下Dissolve命令對土地利用矢量圖層進(jìn)行數(shù)據(jù)合并,進(jìn)一步采用Intersect命令對合并后的矢量圖層進(jìn)行疊置分析,采用Excel數(shù)據(jù)透視表建立土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。

1.3.3生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算

本研究選取基于貨幣量的價值量評價法,以謝高地等[7]制定的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量表為基礎(chǔ),參考陳春陽等[35]的研究成果,結(jié)合研究區(qū)實際情況構(gòu)建瑪多縣單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量權(quán)重因子(表3)。具體來說,林地、水域分別選用灌木、水系的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量作為基準(zhǔn)當(dāng)量值[7]；未利用土地以濕地、裸地價值當(dāng)量的平均值作為基準(zhǔn)當(dāng)量；建設(shè)用地則不考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值[23]；高覆蓋度草地則對應(yīng)草原、草甸、灌草叢的平均值作為基準(zhǔn)當(dāng)量,中覆蓋度草地、低覆蓋度草地以高覆蓋度草地作為標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量,按比例權(quán)重適當(dāng)逐漸縮小,且進(jìn)一步修正了低覆蓋度草地的基準(zhǔn)當(dāng)量[35]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算引用Costanza等[6]的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)法,公式表達(dá)為：

ESV=∑(AkVCk)

式中,ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值,單位108元；Ak為第k種土地利用類型面積,單位hm2；VCk為第k種土地利用類型的生態(tài)價值系數(shù)。

單位當(dāng)量的經(jīng)濟(jì)價值量等于當(dāng)年全國平均糧食價格的1/7,本研究選取2015年單位當(dāng)量的經(jīng)濟(jì)價值[27]作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)來衡量不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。

表3 瑪多縣單位面積生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量權(quán)重因子

2 結(jié)果與分析

2.1 瑪多縣土地利用類型變化特征

2.1.1瑪多縣土地利用結(jié)構(gòu)變化

圖2 2005—2015年瑪多縣土地利用類型分類Fig.2 Classification of land use types in Maduo County from 2005 to 2015

瑪多縣總面積約為2.45萬km2,土地利用包括林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用土地等類型。具體來看(圖2和表4),瑪多縣地處青南高原,受自然海拔、氣候因子的影響,草地是主要的土地利用類型,構(gòu)成了高寒植被生態(tài)系統(tǒng)的主體。2005年、2010年和2015年草地面積均在1.90萬 km2上下波動,占瑪多縣面積比例在77.39%—77.65%之間。值得注意的是,不同覆蓋度草地植被的結(jié)構(gòu)比例變化顯著,2005—2015年高覆蓋度草地增加了2259.66 km2,中覆蓋度草地增加了1404.27 km2,低覆蓋度草地減少了3600.01 km2。高覆蓋度草地占瑪多縣面積比例由2005年的24.04%上升至2015年的33.25%,低覆蓋度草地占瑪多縣面積比例由2005年的33.13%下降至2015年的18.46%；水域是研究區(qū)重要的土地利用類型,主要包括鄂陵湖、扎陵湖、冬給措納湖以及黃河水系瑪多段等,2005—2015年水域面積略有降低,占瑪多縣面積比例在8.21%—8.31%之間；瑪多縣林地主要包括灌木林和疏林地,2005年面積為97.30 km2,2010年面積減少至16.42 km2,下降了80.88 km2,2015年進(jìn)一步下降至13.09 km2；未利用土地主要包括沙地、鹽堿地和沼澤地,2005—2015年面積在3402.50—3432.17 km2之間,面積變化幅度不顯著；2005—2015年瑪多縣建設(shè)用地的面積比例在0.04%—0.14%之間,2010年以后建設(shè)用地增加迅速,2010年面積為11.77 km2,2015年增加至33.29 km2,增加了21.52 km2。綜上,2005—2015年瑪多縣土地利用結(jié)構(gòu)變化顯著,高覆蓋度草地、建設(shè)用地面積增加明顯,10年間(2005—2015年)分別增加了38.30%和3.85倍,低覆蓋度草地、林地面積減少顯著,10年間(2005—2015年)分別降低了44.29%和86.55%,水域、未利用土地面積變化幅度不大。

表4 2005—2015年瑪多縣土地利用面積統(tǒng)計

2.1.2瑪多縣土地利用變化動態(tài)度

根據(jù)瑪多縣土地利用遙感解譯數(shù)據(jù)計算土地利用變化動態(tài)度,結(jié)果見表5所示。從單一土地利用動態(tài)度(K)來看,10年間(2005—2015年)林地、低覆蓋度草地減少幅度較大,動態(tài)度分別為-8.65%、-4.43%,是高覆蓋度草地、中覆蓋度草地、建設(shè)用地得以擴(kuò)張的來源。前期(2005—2010年)林地、低覆蓋度草地減少迅速,變化幅度分別為-16.62%、-8.88%,后期(2010—2015年)建設(shè)用地急速擴(kuò)張,年變化率為36.57%, 10年間(2005—2015年)水域變化動態(tài)度為-0.12%,且前期(2005—2010年)水域變化動態(tài)度高出后期(2010—2015年)水域變化動態(tài)度0.11%。整體來看,10年間(2005—2015年)綜合土地利用動態(tài)度(LC)為2.73%,前期(2005—2010年)土地利用變化程度活躍,變化率為5.28%,后期(2010—2015年)土地利用類型變化較為平緩,綜合指數(shù)為2.28%。

2.1.3瑪多縣土地利用類型轉(zhuǎn)移特征

根據(jù)瑪多縣土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣可知(表6),10年間(2005—2015年)土地利用類型變化主要是從林地、低覆蓋度草地向高覆蓋度草地、中覆蓋度草地的轉(zhuǎn)移。前期(2005—2010年)土地利用類型變化大致與十年間整體趨勢一致,后期(2010—2015年)土地利用變化主要表現(xiàn)為不同覆蓋度草地之間的轉(zhuǎn)移。具體來說,前期(2005—2010年)轉(zhuǎn)出面積表現(xiàn)為低覆蓋度草地>中覆蓋度草地大于>高覆蓋度草地>未利用土地>水域>林地>建設(shè)用地。低覆蓋度草地轉(zhuǎn)出面積最大,為5508.49 km2。轉(zhuǎn)入面積較大的有中覆蓋度草地和高覆蓋度草地,分別為4710.36 km2和4125.03 km2。其他土地利用類型間的轉(zhuǎn)化不明顯；后期(2010—2015年)土地利用轉(zhuǎn)移總面積為5587.48 km2,僅是前期的轉(zhuǎn)移總面積的43.16%,土地利用類型轉(zhuǎn)移幅度不顯著。轉(zhuǎn)出面積中高覆蓋度草地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地的轉(zhuǎn)出相對均衡,分別為1890.13 km2、1589.55 km2和1238.35 km2。轉(zhuǎn)入面積表現(xiàn)為高覆蓋度草地>中覆蓋度草地大于>低覆蓋度草地>未利用土地>水域>建設(shè)用地>林地,其中建設(shè)用地轉(zhuǎn)入明顯,為28.42 km2。

表5 2005—2015年瑪多縣土地利用變化動態(tài)度/%

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算

根據(jù)表7可知,2005—2010年瑪多縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值(ESV)呈增長趨勢,ESV從2005年的911.24×108元增長到2010年940.97×108元,增長了3.26%。2010—2015年瑪多縣ESV略有減少,減少了2.10×108元；11種生態(tài)服務(wù)功能的ESV也表現(xiàn)為前期(2005—2010年)呈增長趨勢,后期(2010—2015年)維持不變或略有回落。11種單項生態(tài)服務(wù)功能價值中,水文調(diào)節(jié)價值貢獻(xiàn)率最大,其次是調(diào)節(jié)氣候、生物多樣性、凈化環(huán)境、水資源供給,上述5種單項生態(tài)服務(wù)功能價值構(gòu)成了瑪多縣ESV的主體。此外,食物生產(chǎn)、養(yǎng)分循環(huán)的價值貢獻(xiàn)率較小。其中,2005年、2010年、2015年水文調(diào)節(jié)的ESV分別為503.37×108元、505.65×108元和504.13×108元, ESV貢獻(xiàn)率在53.70%—55.24%之間。氣候調(diào)節(jié)的ESV由2005年的104.14×108元增加到了2015年的110.78×108元。養(yǎng)分循環(huán)的ESV貢獻(xiàn)率在0.22%—0.25%之間。10年間(2005—2015年)瑪多縣ESV演變由前期(2005—2010年)顯著增加到后期(2010—2015年)趨于緩和,說明其土地利用內(nèi)部結(jié)構(gòu)和景觀格局趨向優(yōu)化,提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)趨于穩(wěn)定。

從土地利用類型來看(表1和表8),2005—2015年瑪多縣水域面積比例在8.21%—8.31%之間,但ESV貢獻(xiàn)最大。2005年、2010年、2015年水域ESV分別為452.19×108元、448.21×108元和446.59×108元,占生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值比例分別是49.62%、47.63%和47.57%；未利用土地和高覆蓋度草地也是ESV的主要構(gòu)成部分,ESV貢獻(xiàn)量分別為16.85%—17.26%和13.78%—18.50%。其中2005年未利用土地對ESV貢獻(xiàn)量排序第2,2010年、2015年ESV貢獻(xiàn)量排序第3,高覆蓋度草地的ESV貢獻(xiàn)量則從2005年的排序第3上升到2010年和2015年的排序第2；2005—2015年瑪多縣中覆蓋度草地ESV貢獻(xiàn)量的排序一直保持在第4,ESV則呈現(xiàn)增長趨勢,2005年為87.23×108元,2015年增長到111.92×108元,增加了24.69×108元；低覆蓋度草地ESV呈現(xiàn)減少趨勢,從2005年的86.38×108元減少到2015年的48.12×108元,減少了44.29%。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

土地利用變化是表征生態(tài)環(huán)境演化的指示器。本研究表明草地作為瑪多縣高寒植被系統(tǒng)的典型地帶性植被,是當(dāng)?shù)刂黧w的土地利用類型和重要的生態(tài)資產(chǎn)。2005—2015年瑪多縣土地利用結(jié)構(gòu)變化顯著,10年間高覆蓋度草地、建設(shè)用地面積增加顯著,低覆蓋度草地大幅度減少,表明瑪多縣土地利用結(jié)構(gòu)逐漸優(yōu)化,區(qū)域生態(tài)環(huán)境趨于改善。邵全琴等[36]研究表明2005—2013年三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)一期工程的實施有效改善了三江源地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),與本研究結(jié)果相互印證。需要指出的是,本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)前期(2005—2010年)土地利用變化程度活躍,后期(2010—2015年)土地利用類型變化較為平緩,表現(xiàn)出非勻速變化特征。根據(jù)徐劍波等[37]的研究可知2001—2009年瑪多縣草地退化面積下降較多,退化速度有了較大緩和,與本研究瑪多縣土地利用結(jié)構(gòu)演化趨于優(yōu)化的結(jié)果相得益彰。

表6 不同時期瑪多縣土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣/km2

表7 2005—2015年瑪多縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化

表8 2005—2015年瑪多縣不同土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及變化

通過文獻(xiàn)資料得知[38]1977—2003年瑪多縣不同覆蓋度草地的面積及水域面積基本維持穩(wěn)定。本研究發(fā)現(xiàn)2005年與歷史時期(1977—2003年)相比土地利用結(jié)構(gòu)變化不大,其中水域面積略有回落,說明20世紀(jì)70年代以來瑪多縣草地退化的格局已經(jīng)基本形成,2005年以后土地利用類型中不同覆蓋度草地之間發(fā)生了明顯的轉(zhuǎn)化。2005—2015年瑪多縣建設(shè)用地從8.65 km2增長到33.29 km2,建設(shè)用地持續(xù)增加,但占研究區(qū)面積比例不到1%,土地利用開發(fā)強(qiáng)度不高,其帶來的溢出效應(yīng)對生態(tài)系統(tǒng)造成的負(fù)面效應(yīng)微弱[25],與東部發(fā)達(dá)地區(qū)建設(shè)用地變化劇烈形成強(qiáng)烈反差。10年間(2005—2015年)瑪多縣土地利用類型中林地、低覆蓋度草地向高覆蓋度草地、中覆蓋度草地的轉(zhuǎn)移,說明瑪多縣生態(tài)保護(hù)取得了階段性成果,生態(tài)效益有所提高,與宋昌素等[39]從生態(tài)資產(chǎn)視角分析青海省生態(tài)保護(hù)成效的結(jié)果一致。整體來說,瑪多縣作為傳統(tǒng)牧區(qū)縣,草地生態(tài)系統(tǒng)是主體生態(tài)系統(tǒng),其生態(tài)本底脆弱,生態(tài)環(huán)境承載力壓力較大[40]。同時當(dāng)?shù)啬撩竦纳媮碓粗饕蕾囉诓莸刭Y源,生計能力脆弱,致富能力嚴(yán)重不足[41-42],扶貧攻堅任務(wù)艱巨。牧戶存在過度放牧破壞草地資源的可能,是黃河源區(qū)生態(tài)安全的潛在風(fēng)險源。因此,有序整合生態(tài)保護(hù)與牧民生計的沖突,科學(xué)優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu),才能保障黃河源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)朝著良性方向演化。

從國家生態(tài)功能區(qū)劃格局來看,瑪多縣地處青藏高原生態(tài)屏障核心腹地,維護(hù)國家生態(tài)安全和提供公共生態(tài)產(chǎn)品是其主要生態(tài)服務(wù)功能。因此,通過有效估算其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值可為制定可視化、易操作的生態(tài)補償制度提供依據(jù)。本研究表明2005—2015年瑪多縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈增長趨勢,其中水文調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、生物多樣性是主要的生態(tài)服務(wù)功能,占總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值在70%以上。水域的生態(tài)系統(tǒng)價值最高,約占總服務(wù)價值的50%,進(jìn)一步詮釋了瑪多縣是黃河流域的主要產(chǎn)流區(qū)和水源涵養(yǎng)區(qū)[43],重視水域生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、提升水源涵養(yǎng)能力功在千秋。未利用土地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值貢獻(xiàn)量較大,原因之一是相當(dāng)一部分未利用土地為沼澤地構(gòu)成的濕地生態(tài)系統(tǒng),水域、沼澤等濕地資源生態(tài)功能豐富、生態(tài)價值潛力大是學(xué)界公認(rèn)的事實[44]。高覆蓋度草地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值10年間(2005—2015年)增加了48.1×108元,主要是因為不同覆蓋度草地之間存在轉(zhuǎn)化,即高覆蓋度草地面積增加,低覆蓋度草地面積減小。這折射出瑪多縣草地質(zhì)量穩(wěn)步提高、草地結(jié)構(gòu)趨于優(yōu)化、草地生態(tài)治理初見成效[45]。因此,今后在土地資源利用過程中,嚴(yán)格禁止鄂陵湖、扎陵湖等水域及沼澤化草甸等生態(tài)用地的開發(fā),合理布局和適度利用草地資源等生產(chǎn)生活用地,適時建立和劃定建設(shè)用地生態(tài)紅線,是瑪多縣優(yōu)化土地利用方式的科學(xué)之路。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算具有相當(dāng)大的復(fù)雜性[46-47]。一方面,必須明確評估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值不是給瑪多縣一個絕對準(zhǔn)確的價格標(biāo)簽,重要的是探究土地利用演變過程中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的邊際變化[48]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估結(jié)果和價值邊際變化映射的土地利用格局演化同等重要。另一方面,黃河源區(qū)瑪多縣承擔(dān)著為黃河中下游地區(qū)乃至全國提供生態(tài)產(chǎn)品的艱巨重任,如若其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)退化和喪失將直影響土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置[49]和人類福祉?？上驳氖?2005年以來,瑪多縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈增加趨勢,生態(tài)系統(tǒng)朝著有序方向演化。同時,對于當(dāng)?shù)匾呀鉀Q溫飽問題的牧戶來說,脫貧致富的訴求和追求高品質(zhì)生活的愿望極為強(qiáng)烈,然而當(dāng)?shù)啬撩裆嬛饕蕾囉诟吆莸刭Y源,放牧是牧民利用草地資源的主要方式。牧民有生產(chǎn)、生活等生計之需,當(dāng)?shù)卣猩鷳B(tài)保育草地資源之責(zé)。尋求土地資源生態(tài)服務(wù)價值優(yōu)化提升和牧民致富奔小康愿望之間存在著“剝離現(xiàn)象”,亟待解決。因此,在“頂層設(shè)計”和“基層匹配”土地資源利用本地化模式時,明確“生態(tài)優(yōu)先”發(fā)展定位的主攻方向,找準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與草地、湖泊、河流等生態(tài)資產(chǎn)保護(hù)的契合點,統(tǒng)籌生態(tài)、生活、生產(chǎn)要素,配套建立并發(fā)揮生態(tài)補貼政策的聯(lián)動效能,是謀求瑪多縣可持續(xù)發(fā)展的根本路徑。

此外,本研究針對2005年三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)工程實施以來瑪多縣土地利用演變進(jìn)行了分析,未就土地利用變化的驅(qū)動機(jī)制、氣候變化響應(yīng)等進(jìn)行深入探討,也將是下一步工作的重點。同時,本研究嘗試?yán)迩辶?005年以來瑪多縣土地利用變化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值演化趨勢。鑒于此,適時開展基于格網(wǎng)方法[50]的土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究或許可以更好的揭示二者的內(nèi)在關(guān)聯(lián)機(jī)制。

3.2 結(jié)論

本研究基于瑪多縣在黃河流域乃至全國的生態(tài)地位,探討了2005—2015年瑪多縣土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值演變過程,結(jié)論如下：(1)草地是瑪多縣的主體土地利用類型,10年間瑪多縣土地利用結(jié)構(gòu)變化顯著,高覆蓋度草地、建設(shè)用地面積增加明顯,分別增加了38.30%和3.85倍,低覆蓋度草地、林地分別降低了44.29%和86.55%,水域、未利用土地變化幅度不大。(2)10年間(2005—2015年)林地、低覆蓋度草地的單一土地利用動態(tài)度分別為-8.65%、-4.43%,高覆蓋度草地、中覆蓋度草地的單一土地利用動態(tài)度分別為3.83%、2.83%,土地利用類型變化表現(xiàn)為由林地、低覆蓋度草地向高覆蓋度草地、中覆蓋度草地轉(zhuǎn)移；前期(2005—2010年)林地、低覆蓋度草地減少迅速,后期(2010—2015年)建設(shè)用地急速擴(kuò)張,后期土地利用轉(zhuǎn)移總面積僅是前期轉(zhuǎn)移總面積的43.16%。(3)10年間瑪多縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值(ESV)呈增長趨勢,ESV從2005年的911.24×108元增長到2010年940.97×108元,增長了3.26%,2010—2015年瑪多縣ESV略有減少,減少了2.10×108元；11種單項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值中,水文調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)氣候、生物多樣性、凈化環(huán)境、水資源供給是瑪多縣ESV貢獻(xiàn)量的主要構(gòu)成部分,其中水文調(diào)節(jié)的ESV貢獻(xiàn)量維持在53.70%—55.24%。(4)10年間水域面積比例在8.21%—8.31%之間波動,但是ESV貢獻(xiàn)比例一直保持在50%左右,2005年、2010年、2015年水域ESV分別為452.19×108元、448.21×108元和446.59×108元；未利用土地和高覆蓋度草地ESV貢獻(xiàn)量分別為16.85%—17.26%和13.78%—18.50%,低覆蓋度草地ESV呈現(xiàn)減少趨勢,10年間減少了44.29%。