王壯壯,張立偉,*,李旭譜,李英杰,王鵬濤,延軍平

1 陜西師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院, 西安 710119 2 密歇根州立大學(xué)系統(tǒng)綜合與可持續(xù)發(fā)展研究中心, 美國(guó) 東蘭辛 48823 3 西安外國(guó)語(yǔ)大學(xué)旅游學(xué)院·人文地理研究所, 西安 710128

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類(lèi)直接或間接從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的各種惠益,包括有形的物質(zhì)產(chǎn)品和無(wú)形的服務(wù),主要分為供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)和支持服務(wù)四種類(lèi)型[1- 3]。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)生產(chǎn)與使用的角度可以分為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和需求兩個(gè)方面[4]。前者是指生態(tài)系統(tǒng)在特定時(shí)空尺度范圍內(nèi)為人類(lèi)提供生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)的能力；后者是指在特定時(shí)空尺度范圍內(nèi)人類(lèi)使用或消費(fèi)的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)的總和[4- 5]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類(lèi)福祉息息相關(guān),是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)[3]。然而,千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估(MA,Millennium Ecosystem Assessment)綜合指出全球24項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中有15項(xiàng)(約占總數(shù)的60%)正在退化或者正在被不可持續(xù)地利用著,嚴(yán)重影響著人類(lèi)的福祉,威脅全球和區(qū)域的生態(tài)安全[3,6]。而且,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化的推進(jìn),一方面人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求不斷增加[7],比如對(duì)糧食、水源和清潔空氣等的需求[8- 9]；另一方面,多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的可持續(xù)供給也面臨著威脅[3,10],例如,河流干涸造成的水資源短缺以及伴隨的一系列生態(tài)問(wèn)題等。這些人地矛盾逐漸加劇了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn),即在特定時(shí)空尺度內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給不能滿(mǎn)足需求的狀況[10]。因此,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化評(píng)估,有效識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),有利于為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)風(fēng)險(xiǎn)管控提供決策依據(jù),提升區(qū)域內(nèi)居民生活福祉。

近年來(lái),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究已經(jīng)獲得了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注[10- 26]。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的角度看,目前的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究主要包括2種方法：①基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法[19- 24]。該方法提出的背景是人類(lèi)賴(lài)以生存的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)正在退化,供給量正在減少[3],因此往往以供給量減少的程度作為劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的依據(jù)[21- 24]。然而,由于缺少對(duì)人類(lèi)需求的考慮,使得該方法的研究成果很難在實(shí)際管理中應(yīng)用。例如,Xu等[21]采用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)評(píng)估流程對(duì)太湖流域4種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)退化風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估,將風(fēng)險(xiǎn)劃分為嚴(yán)重退化(供給量減少30%或更多)、中度退化(減少15%—30%)、輕微退化(減少5%—15%)和無(wú)風(fēng)險(xiǎn)(減少小于5%或者增加)4個(gè)等級(jí)。Abson等[22]提出了基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給風(fēng)險(xiǎn)與回報(bào)之間關(guān)系的啟發(fā)式概念框架。Partl等[23]基于提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),研究了捷克共和國(guó)在多種自然災(zāi)害影響下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給風(fēng)險(xiǎn)。Dong等[24]提出了基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警框架,將風(fēng)險(xiǎn)劃分為無(wú)風(fēng)險(xiǎn)、輕度、中度 、高度和極高風(fēng)險(xiǎn)5個(gè)等級(jí),評(píng)估了長(zhǎng)江上游甘孜地區(qū)土壤保持和風(fēng)沙防護(hù)2種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給風(fēng)險(xiǎn),其中各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的閾值參考《土壤侵蝕分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》等間隔劃定。②基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求關(guān)系的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法[4,10- 11,25- 26]。該方法提出的背景是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究更加強(qiáng)調(diào)供給與需求的耦合關(guān)系[27- 30]。該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的優(yōu)勢(shì)是綜合考慮了供給與需求兩個(gè)方面,但是由于對(duì)服務(wù)需求者識(shí)別比較困難限制了該方法的應(yīng)用,而且目前大多以概念框架為主,缺乏相關(guān)的案例研究。例如,Burkhard等[4]采用專(zhuān)家打分法對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求進(jìn)行空間制圖,然后通過(guò)供給與需求的差值評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的收支狀況。Chen等[25]采用生態(tài)供需比率評(píng)估了上海市4種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的赤字和盈余狀態(tài)。Li等[26]以產(chǎn)水服務(wù)供需比值構(gòu)建了水資源安全指數(shù),評(píng)估了京津冀地區(qū)產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)狀況。Maron等[10]在參考世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN,International Union for Conservation of Nature)物種和生態(tài)系統(tǒng)紅色名單分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,提出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)威脅評(píng)估概念框架,考慮服務(wù)的供給、需求以及兩者預(yù)期的趨勢(shì)三個(gè)方面,以供需比和供需趨勢(shì)為指標(biāo),將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)威脅劃分為安全、存在風(fēng)險(xiǎn)、供給不足和喪失,從這4個(gè)大等級(jí)中又細(xì)化分出了7個(gè)小的等級(jí)。Mace等[11]以自然資本的狀態(tài)(數(shù)量、質(zhì)量和空間結(jié)構(gòu))為橫坐標(biāo),收益價(jià)值為縱坐標(biāo)建立資本-收益關(guān)系,根據(jù)政策目標(biāo)設(shè)定可接受的收益臨界值,提出了自然資本風(fēng)險(xiǎn)登記方法,將風(fēng)險(xiǎn)劃分為高度、中度和低度3個(gè)等級(jí),并依此建立了生態(tài)系統(tǒng)-生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)二維風(fēng)險(xiǎn)矩陣。

綜合來(lái)看,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究主要以服務(wù)供給量作為衡量指標(biāo),目前還缺少一種將服務(wù)的供需匹配特征、供需動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)以及服務(wù)之間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系綜合考慮的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)框架,并且相關(guān)的案例研究還比較少見(jiàn)。因此,本文通過(guò)系統(tǒng)地梳理基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究發(fā)展脈絡(luò),提出了區(qū)域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)研究框架。并以陜西省產(chǎn)水服務(wù)為例,首先采用水量平衡法和用水定額方法對(duì)陜西省2000、2005、2010年產(chǎn)水服務(wù)供給與需求進(jìn)行空間制圖,其次利用構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,分析了陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空演變特征。最后討論了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的影響因素、研究意義和未來(lái)研究方向。研究結(jié)果以期為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)研究與管理應(yīng)用提供理論支撐。

1 研究框架、數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究框架

通過(guò)以上分析,在參考Maron等[10]提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)威脅概念框架和Chen等[25]、Li等[26]、Boithias等[29]相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上,定量化表達(dá)相關(guān)概念指標(biāo),并加入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間權(quán)衡協(xié)同關(guān)系指標(biāo),以及供需風(fēng)險(xiǎn)未來(lái)情景模擬的相關(guān)內(nèi)容,提出了區(qū)域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架(圖1)。在此框架中,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需比值作為其中一個(gè)指標(biāo),以0和1作為臨界值,表示服務(wù)的供需空間匹配狀況[10,25-26,29- 30]。由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求都隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化,因此將供需比趨勢(shì)作為劃分風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo),以0作為臨界值,用來(lái)表達(dá)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需雙方隨時(shí)間的相對(duì)變化趨勢(shì)[9]。以供給和需求各自變化趨勢(shì)為指標(biāo),0作為臨界值,用來(lái)表達(dá)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和需求隨時(shí)間的絕對(duì)變化趨勢(shì)?？紤]到多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間可能存在權(quán)衡協(xié)同關(guān)系[31- 33],會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生影響,因此將多種服務(wù)之間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系作為劃分服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)。

對(duì)以上四項(xiàng)指標(biāo)取交集后可以將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)劃分為7個(gè)等級(jí)(圖1)。各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)名稱(chēng)參考Maron等[10]提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)威脅概念框架。其中,如果供需比為0,則說(shuō)明此時(shí)生態(tài)系統(tǒng)不再提供相應(yīng)的服務(wù),根據(jù)該種服務(wù)是否可恢復(fù),將風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型劃分為消失(不可恢復(fù))或者休眠(可恢復(fù))[9]。極度瀕危是指生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給不能滿(mǎn)足需求,供需比值和供給均在下降,而需求沒(méi)有下降,且存在其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與該服務(wù)是權(quán)衡關(guān)系。瀕危是指生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給不能滿(mǎn)足需求,供需比在下降,而供給和需求呈現(xiàn)相同的上升或下降趨勢(shì),且該種服務(wù)與其他服務(wù)之間存在協(xié)同關(guān)系或無(wú)關(guān)系。危險(xiǎn)是指生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給不能滿(mǎn)足需求,供需比沒(méi)有下降,供給和需求呈現(xiàn)相同的上升或下降趨勢(shì),且存在其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與該種服務(wù)是協(xié)同關(guān)系或無(wú)關(guān)系。供給不足是指生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給不能滿(mǎn)足需求,供需比和供給均沒(méi)有下降,而需求呈下降趨勢(shì),且該種服務(wù)與其他服務(wù)之間存在協(xié)同關(guān)系。脆弱是指生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能夠滿(mǎn)足需求,但供需比呈下降趨勢(shì),且該種服務(wù)與其他服務(wù)之間存在權(quán)衡關(guān)系。安全是指供給能夠滿(mǎn)足需求,供需比沒(méi)有下降,且該種服務(wù)與其他服務(wù)之間存在協(xié)同關(guān)系或者無(wú)關(guān)系。

圖1 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架Fig.1 A regional-scale framework for supply-demand risk assessment of ecosystem servicesES1：第1種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),1st Ecosystem Service(ES1與ES2命名規(guī)則一致)；S：供給量,Supply；D：需求量, Demand；R：供給量與需求量的比值, Ratio； m與n：時(shí)間；Rtr：供需比之間的差值；Str：供給量之間的差值； Dtr：需求量之間的差值

1.2 研究區(qū)概況

圖2 研究區(qū)概況與氣象站點(diǎn)分布 Fig.2 The profile of the study area and the distribution of meteorological stations

在全球變化背景下,可利用的水資源是滿(mǎn)足人類(lèi)未來(lái)糧食和能源需求的一個(gè)主要限制性因素[8]。產(chǎn)水服務(wù)直接關(guān)系到水資源供給量,是關(guān)鍵的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之一[9]。陜西省地跨黃河和長(zhǎng)江兩大流域,包括陜北、關(guān)中、陜南3大區(qū)域,轄10個(gè)地級(jí)市(圖2)。陜西省從南到北跨越亞熱帶、暖溫帶和中溫帶季風(fēng)氣候區(qū),年降水量的60%—70%集中在7—10月份[34],而且呈現(xiàn)從南到北遞減的趨勢(shì)。全省水資源總量的71.1%集中在陜南地區(qū),關(guān)中地區(qū)占19.4%,陜北僅占9.5%[35]。然而,陜西省人口和產(chǎn)業(yè)60%以上分布在關(guān)中平原地區(qū)。特殊的地理位置和氣候條件,使得水資源分布極不均衡。因此,陜西省水資源供給不足和供需時(shí)空不匹配問(wèn)題成為眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。大多數(shù)研究選取與水資源密切相關(guān)的多種指標(biāo),采用統(tǒng)計(jì)分析方法,建立水資源評(píng)價(jià)指數(shù)[34-36]。綜合來(lái)看,陜西省水資源研究還存在空間可視化表達(dá)不足,供需耦合研究較少的問(wèn)題,從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需角度對(duì)產(chǎn)水服務(wù)進(jìn)行供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究還比較少見(jiàn)。

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文數(shù)據(jù)在屬性上主要包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和自然背景數(shù)據(jù),在用途上主要包括兩個(gè)部分：第一部分用于產(chǎn)水服務(wù)供給制圖,具體包括：氣象觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)、DEM高程數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、NDVI數(shù)據(jù)和土壤類(lèi)型數(shù)據(jù)；第二部分用于產(chǎn)水服務(wù)需求制圖,具體包括：人口空間化數(shù)據(jù)、GDP空間化數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、單位用水?dāng)?shù)據(jù)(表1)。氣象降水采用Auspline工具插值成250 m分辨率的降水柵格數(shù)據(jù)。利用ArcGIS 10.2工具箱中的重采樣(resample)工具,采用最鄰近法(NEAREST)將所有柵格數(shù)據(jù)重采樣為1 km分辨率。

1.4 研究方法1.4.1 產(chǎn)水服務(wù)供給制圖

采用區(qū)域水量平衡法對(duì)產(chǎn)水服務(wù)(Water Yield,簡(jiǎn)稱(chēng)WY)進(jìn)行空間制圖,即通過(guò)區(qū)域水分的輸入量降水和輸出量蒸散量的差值計(jì)算得到[33,37- 38]。計(jì)算公式如下[33,37]：

WY=P-ET

(1)

(2)

式中,WY為產(chǎn)水量(mm)；P為年降水量(mm)；PET為年潛在蒸散量(mm),可采用Hamon公式求得[39]；ET為年實(shí)際蒸散量(mm),其中植被蒸散量由公式(2)求得[40],水體蒸散量由降水與潛在蒸散量的最小值求得[41]。ω為植被可利用水系數(shù),代表植被在蒸騰過(guò)程中利用土壤水分的能力,將覆蓋率大于30%的林地設(shè)定為2.0,覆蓋率小于30%的林地設(shè)為1.0,草地和耕地設(shè)為0.5,人工表面和裸地設(shè)為0.1[33,37,40- 41]。

1.4.2產(chǎn)水服務(wù)需求制圖

采用用水定額方法對(duì)產(chǎn)水服務(wù)需求量進(jìn)行空間制圖,將陜西省用水需求分為居民生活用水、經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水和農(nóng)田灌溉用水3個(gè)部分。其中,人均生活用水量、萬(wàn)元GDP用水量和畝均灌溉用水量通過(guò)查閱陜西省2000、2005和2010年水資源公報(bào)獲取[42]。陜西省人口和GDP空間分布數(shù)據(jù)采用中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心的中國(guó)人口和GDP空間分布公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)集[43- 44],該數(shù)據(jù)集綜合考慮了土地利用類(lèi)型、夜間燈光度、居民點(diǎn)密度等多因素,利用多因子權(quán)重分配法將以行政區(qū)為基本統(tǒng)計(jì)單元的人口和GDP數(shù)據(jù)展布到空間格網(wǎng)上[43- 44]。為了降低誤差,將該數(shù)據(jù)集歸一化,并分別乘以陜西省統(tǒng)計(jì)年鑒上各地級(jí)市對(duì)應(yīng)年份的實(shí)際人口數(shù)和GDP,公式(3)和(4)。根據(jù)陜西省土地利用數(shù)據(jù)集,利用ArcGIS中的屬性提取工具(Extract by attributes),提取陜西省2000、2005和2010年農(nóng)田空間分布數(shù)據(jù)。最后,將居民生活用水、經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水和農(nóng)田灌溉用水加和,可以得到陜西省用水需求數(shù)據(jù),公式(5)。計(jì)算公式如下：

表1 數(shù)據(jù)源匯總

DEM：數(shù)字高程模型, Digital Elevation Model；LULC：土地利用和土地覆蓋,Land Use and Land Cover；NDVI：歸一化植被指數(shù), Normalized Difference Vegetation Index；GDP：國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值,Gross Domestic Product

(3)

(4)

WD(i,j)=pop(i,j)×li+gdp(i,j)×mi+agr(i,j)×ni

(5)

式中,pop(i,j)為按照統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)糾正后的i地級(jí)市j柵格人口數(shù),p(i,j)為原始的i地級(jí)市j柵格人口數(shù),PSi為統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)的i地級(jí)市人口總量。gdp(i,j)為按照統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)糾正后的i地級(jí)市j柵格GDP,g(i,j)為原始的i地級(jí)市j柵格GDP,GSi為統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)的i地級(jí)市GDP量。agr(i,j)為i地級(jí)市j農(nóng)田柵格單元。li為i地級(jí)市人均生活用水量,mi為i地級(jí)市萬(wàn)元GDP用水量,ni為i地級(jí)市畝均農(nóng)田灌溉用水量。

1.4.3產(chǎn)水服務(wù)供需比與供需比趨勢(shì)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的比值可以表達(dá)某一時(shí)空范圍內(nèi)供給與需求的空間匹配狀況[25- 26,29- 30],而供需比趨勢(shì)可以表達(dá)在某一時(shí)空范圍內(nèi)供給與需求的相對(duì)變化情況。在本文中，產(chǎn)水服務(wù)供需比通過(guò)同一柵格單元上產(chǎn)水服務(wù)供給量與需求量的比值計(jì)算得到,公式(6)。計(jì)算結(jié)果主要有2個(gè)關(guān)鍵閾值0和1。如果供需比為0,說(shuō)明該地區(qū)不再提供產(chǎn)水服務(wù)；如果供需比處于0到1之間,說(shuō)明產(chǎn)水服務(wù)供給無(wú)法滿(mǎn)足需求；如果供需比大于等于1,說(shuō)明產(chǎn)水服務(wù)供給能夠滿(mǎn)足需求。產(chǎn)水服務(wù)供需比趨勢(shì)通過(guò)兩個(gè)年份的供需比值相減計(jì)算得到,公式(7)。計(jì)算結(jié)果主要有1個(gè)關(guān)鍵閾值0。如果供需比差值小于0,說(shuō)明供需比呈下降趨勢(shì)；如果供需比差值大于等于0,說(shuō)明供需比不變或呈上升趨勢(shì)。計(jì)算公式如下：

R(j,k)=WY(j,k)/WD(j,k)

(6)

Rtr=Rm-Rn

(7)

式中,R(j,k)指j行k列產(chǎn)水服務(wù)需求量與供給量的比值,WY(j,k)指j行k列產(chǎn)水服務(wù)供給量,WD(j,k)指j行k列產(chǎn)水服務(wù)需求量。Rtr指供需比差值,Rm和Rn分別指m年和n年產(chǎn)水服務(wù)供需比值。

1.4.4產(chǎn)水服務(wù)供給與需求趨勢(shì)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求趨勢(shì)可以表達(dá)供給與需求的絕對(duì)變化情況,可以作為供需比趨勢(shì)的輔助判斷指標(biāo)。在本文中,產(chǎn)水服務(wù)供給趨勢(shì)通過(guò)兩個(gè)年份的產(chǎn)水服務(wù)供給量相減計(jì)算得到,公式(8)；產(chǎn)水服務(wù)需求趨勢(shì)通過(guò)兩個(gè)年份的產(chǎn)水服務(wù)需求量相減計(jì)算得到,公式(9)。計(jì)算結(jié)果主要有1個(gè)關(guān)鍵閾值0。如果差值小于0,說(shuō)明產(chǎn)水服務(wù)供給或需求呈下降趨勢(shì)；如果差值大于或等于0,則說(shuō)明產(chǎn)水服務(wù)供給或需求呈上升趨勢(shì)或不變。計(jì)算公式如下：

Str=WYm-WYn

(8)

Dtr=WDm-WDn

(9)

式中,Str和Dtr分別指產(chǎn)水服務(wù)供給量差值和需求量差值,WYm和WYn分別指m年和n年產(chǎn)水服務(wù)供給量,WDm和WDn分別指m年和n年產(chǎn)水服務(wù)需求量。

1.4.5產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系

本文選擇陜西省產(chǎn)水服務(wù)作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)研究的案例,把前文研究框架中的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)稍作簡(jiǎn)化,不再考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系。結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需比和供需比趨勢(shì)以及供給與需求趨勢(shì)3項(xiàng)指標(biāo),把生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)劃分為7個(gè)等級(jí)。為了空間制圖的方便,將7種風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)采用大寫(xiě)羅馬數(shù)字Ⅰ到Ⅷ來(lái)表示(表2)。

表2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

2 結(jié)果分析

2.1 產(chǎn)水服務(wù)供給與需求時(shí)空演變特征

2.1.1產(chǎn)水服務(wù)供給時(shí)空演變特征

2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供給的空間格局基本穩(wěn)定,總體呈現(xiàn)從南到北降低的變化趨勢(shì),陜南地區(qū)產(chǎn)水服務(wù)供給能力較強(qiáng)(圖3)?？傮w來(lái)看,陜西省產(chǎn)水供給總量呈上升趨勢(shì),2010年相對(duì)于2000年產(chǎn)水總量增加77.65×108m3；產(chǎn)水服務(wù)供給能力總體有所提升,產(chǎn)水量最小值由2000年的0.03×104m3/km2增長(zhǎng)為2010年的0.11×104m3/km2。分區(qū)域來(lái)看,2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供給的區(qū)域差異十分明顯。在3大區(qū)域中,產(chǎn)水供給總量從大到小依次是陜南、關(guān)中和陜北。其中,關(guān)中和陜北地區(qū)的產(chǎn)水總量在研究時(shí)段內(nèi)均有不同程度的增加,陜南地區(qū)產(chǎn)水供給量在2005年有所增長(zhǎng),而在2010年有所下降(圖4)。各區(qū)域的產(chǎn)水量占全省產(chǎn)水總量的比重有所變化,陜南地區(qū)由2000年的65.5%下降為2010年的59.0%；關(guān)中地區(qū)由2000年的20.3%上升為2010年的25.3%；陜北地區(qū)產(chǎn)水量占全省的比重在2000年為14.2%,2005年下降為11.9%,而2010年上升為15.7%。在10個(gè)地級(jí)市中,雖然在不同年份產(chǎn)水量有所波動(dòng),但整體上看2010年相對(duì)于2000年產(chǎn)水量均有不同程度的增加。

圖3 2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供給與需求空間分布Fig.3 Spatial distribution of water yield supply and demand in Shaanxi province from 2000 to 2010

2.1.2產(chǎn)水服務(wù)需求時(shí)空演變特征

2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)需求的空間格局基本穩(wěn)定,關(guān)中平原和漢中盆地是主要的產(chǎn)水服務(wù)需求區(qū)(圖3)?？傮w來(lái)看,陜西省產(chǎn)水服務(wù)需求總量呈上升趨勢(shì),由2000年的76.74×108m3上升到2010年的85.13×108m3。陜西省產(chǎn)水服務(wù)需求的空間差異也十分明顯。在3大區(qū)域中,產(chǎn)水服務(wù)需求量從大到小依次是關(guān)中、陜南和陜北,并且2010年產(chǎn)水服務(wù)需求量相對(duì)于2000年均有所增加(圖4)。但不同區(qū)域的產(chǎn)水量在全省的比重有所變化。其中,關(guān)中地區(qū)產(chǎn)水服務(wù)需求量占全省總量的比重由2000年的62.53%下降為2010年的59.1%；而陜北地區(qū)由2000年的16.6%上升為2010年的17.9%；陜南地區(qū)由2000年的20.9%上升為2010年的23%。在10個(gè)地級(jí)市中,產(chǎn)水服務(wù)需求量較高的地級(jí)市主要為西安、咸陽(yáng)、渭南和漢中。其中,西安、咸陽(yáng)和渭南3個(gè)地級(jí)市的產(chǎn)水服務(wù)需求量超過(guò)全省總量的50%。除了西安和寶雞2010年的產(chǎn)水服務(wù)需求量相對(duì)于2000年有所下降外,其余地級(jí)市的產(chǎn)水服務(wù)需求量在研究期內(nèi)均有不同程度的增加。

圖4 2000—2010年陜西省不同區(qū)域單位面積產(chǎn)水服務(wù)供給量與需求量Fig.4 Water yield supply and demand per unit area in different regions of Shaanxi province from 2000 to 2010

2.2 產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)分析

2.2.1產(chǎn)水服務(wù)供需匹配分析

從產(chǎn)水服務(wù)供需比來(lái)看,2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供給與需求的空間匹配狀況整體有所改善(圖5)。2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供給不足的區(qū)域面積占全省總面積的比值相對(duì)于2000年減少3.93%。分區(qū)域來(lái)看,產(chǎn)水服務(wù)供給不足的區(qū)域主要位于關(guān)中地區(qū)的西安、咸陽(yáng)、渭南、寶雞以及陜北地區(qū)的榆林,2000年產(chǎn)水供給不足的區(qū)域在這些地級(jí)市中的面積占比分別為45.82%、52.58%、51.42%和38.3%,但是該占比在2005年和2010年均有所下降。漢中、安康、商洛、銅川和延安的大部分地區(qū)產(chǎn)水服務(wù)供給基本能夠滿(mǎn)足需求。

從產(chǎn)水服務(wù)供需比趨勢(shì)來(lái)看,2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需比減小的區(qū)域占全省總面積的比重為48.87%。與2000—2005年相比,2005—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需比減小的區(qū)域降低7.6%,達(dá)到44.25%,因此陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需狀況整體有所好轉(zhuǎn)。2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需比減小的地區(qū)主要位于陜南地區(qū)的安康和商洛以及陜北地區(qū)的延安,面積占各市的比重分別為92.83%、78.06%和78.28%,說(shuō)明這三個(gè)地級(jí)市的產(chǎn)水供需狀況有所惡化。產(chǎn)水服務(wù)供需比增大的地區(qū)主要位于關(guān)中地區(qū)以及榆林和漢中的部分地區(qū),說(shuō)明該地區(qū)的供需狀況有所好轉(zhuǎn)(圖5)。分時(shí)段來(lái)看,與2000—2005年相比,西安、安康和商洛在2005—2010年產(chǎn)水服務(wù)供需比減小的區(qū)域有所增加,供需狀況有所惡化；而其余地市的供需比增大的區(qū)域有所增加,供需狀況好轉(zhuǎn)。

綜合來(lái)看,2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供給不足的區(qū)域總體有所減少,供需狀況有所改善。其中,關(guān)中地區(qū)和榆林產(chǎn)水服務(wù)供給不足的區(qū)域面積有所減少,供需狀況好轉(zhuǎn)。而延安和安康等產(chǎn)水服務(wù)供給滿(mǎn)足需求的區(qū)域,供需比下降嚴(yán)重,供需狀況有所惡化。

圖5 2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需比與供需比趨勢(shì)Fig.5 The supply-demand ratio and the trend of the supply-demand ratio of water yield in Shaanxi province from 2000 to 2010

2.2.2產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空演變特征

結(jié)合供需比、供需比趨勢(shì)和供需趨勢(shì)3項(xiàng)指標(biāo),分2000—2005、2005—2010和2000—2010三個(gè)時(shí)間段,對(duì)陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行劃分。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ)區(qū)域面積占全省總面積的13.37%,主要集中在關(guān)中地區(qū)和榆林市(圖6),該地區(qū)存在的主要問(wèn)題是產(chǎn)水服務(wù)供給無(wú)法滿(mǎn)足需求。低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(Ⅵ和Ⅶ)區(qū)域面積占全省總面積的86.63%(圖6),主要集中在陜南地區(qū)、寶雞市和延安市,這些地區(qū)的產(chǎn)水服務(wù)供給基本能夠滿(mǎn)足需求。在高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)中,Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)所占比例較低,約占全省的1.18%,并且主要集中在西安市的小部分區(qū)域,因此陜西省產(chǎn)水供給不足且供需狀況惡化的區(qū)域在全省的比重較??；Ⅳ級(jí)所占比例最高,約占全省的10.56%,主要分布在咸陽(yáng)市、渭南市和榆林市,因此這3個(gè)地級(jí)市雖然產(chǎn)水服務(wù)供給無(wú)法滿(mǎn)足需求,但是供需比增大,供需狀況有所好轉(zhuǎn)；Ⅴ級(jí)約占全省的1.63%,主要集中在西安市東北部地區(qū),該地區(qū)不但供需狀況有所好轉(zhuǎn),而且產(chǎn)水供給量有所增加,需求量有所減少。在低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)中,Ⅵ級(jí)約占全省的47.69%,主要分布在延安市、銅川市、安康市、商洛市和漢中市的部分地區(qū),這些地區(qū)雖然產(chǎn)水服務(wù)供給能夠滿(mǎn)足需求,但是供需比減小,供需狀況有所惡化,產(chǎn)水服務(wù)存在供給不足的風(fēng)險(xiǎn)；Ⅶ級(jí)約占全省的38.94%,主要分布在寶雞市、漢中市大部分地區(qū),以及渭南東南部、西安西南部、延安和榆林的北部的小部分區(qū)域,這些區(qū)域不但產(chǎn)水服務(wù)供給能夠滿(mǎn)足需求,而且供需比增大,產(chǎn)水服務(wù)供需較為安全。

分時(shí)段來(lái)看,高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)由2000—2005年的17.3%減少為2005—2010年的15.67%。在高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)中,Ⅱ級(jí)的區(qū)域面積明顯減少,其面積占全省的比重由2000—2005年的3.77%減少為2005—2010年的0.05%；Ⅲ和Ⅳ級(jí)的面積比重變化不大；而Ⅴ級(jí)的面積比重由2000—2005年的4.73%增長(zhǎng)為2005—2010年的6.75%。因此,與2000—2005年相比,2005—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)水平明顯降低。在低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)中,Ⅵ級(jí)所占面積減少3.77%,而Ⅶ級(jí)所占面積增加5.4%,說(shuō)明與2000—2005年相比,2005—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供給滿(mǎn)足需求的區(qū)域供需狀況也得到明顯改善。

圖6 2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)及各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)占比Fig.6 The supply-demand risk of water yield and the proportion of each risk grade in Shaanxi province from 2000 to 2010

3 討論3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的影響因素分析

陜西省是中國(guó)缺水最嚴(yán)重的省份之一[34- 36]。本文利用構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系,評(píng)估了陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求合理量化制圖是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的關(guān)鍵。本文在產(chǎn)水服務(wù)需求制圖中,綜合考慮了陜西省的居民生活用水、經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水和農(nóng)田灌溉用水,并且根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒的實(shí)際人口和GDP數(shù)量對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正,提高了數(shù)據(jù)的精度。通過(guò)ArcGIS工具中的區(qū)域統(tǒng)計(jì)工具,按照地級(jí)市對(duì)產(chǎn)水服務(wù)需求進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)結(jié)果與陜西省水資源公報(bào)中的各地級(jí)市用水總量基本一致。此外,通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)[26,29,44- 45],發(fā)現(xiàn)空間尺度的差別和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流動(dòng)可能會(huì)對(duì)評(píng)估結(jié)果產(chǎn)生影響,進(jìn)而產(chǎn)生一定程度的不確定性。

首先,選擇較大的空間尺度進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需制圖可能會(huì)弱化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重性。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需比是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的核心指標(biāo)。Boithias等[29]分析了地中海盆地不同空間尺度的產(chǎn)水服務(wù)供需比,研究發(fā)現(xiàn)從整個(gè)區(qū)域水資源供需比來(lái)看,所有的用水需求都得到了滿(mǎn)足,但是局部來(lái)看,區(qū)域內(nèi)一些子流域卻水資源供給嚴(yán)重不足,因此選擇較大的空間尺度進(jìn)行評(píng)估可能會(huì)弱化水資源缺乏的嚴(yán)重性。本文選取1 km空間分辨率評(píng)估陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn),空間尺度較大,可能會(huì)造成產(chǎn)水服務(wù)供給不足的區(qū)域面積縮小。特別是陜北等人口密度較小的地區(qū),也許會(huì)遺漏某些產(chǎn)水服務(wù)供需高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。如何根據(jù)評(píng)估目的和決策需求選擇恰當(dāng)?shù)目臻g尺度,是未來(lái)研究需要強(qiáng)化的地方。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有空間流動(dòng)的特性,在自然和人為作用的驅(qū)動(dòng)下,從供給區(qū)到使用區(qū)發(fā)生時(shí)空轉(zhuǎn)移,形成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流[45]。由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流動(dòng),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給區(qū)與受益區(qū)可能會(huì)發(fā)生空間錯(cuò)位,從而影響供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果[28- 30]。例如,Li等[26]分析了京津冀地區(qū)產(chǎn)水服務(wù)的空間流動(dòng),結(jié)果顯示京津冀北部、西部和西南部的山區(qū)和植被覆蓋率較高的地區(qū)從上游水供給服務(wù)中獲益較大,并有盈余的水資源流向下游,而在北京、天津、石家莊和保定等大城市的中心地帶,水供給服務(wù)不能滿(mǎn)足需求,沒(méi)有多余的水源流向下游。而且,為了緩解關(guān)中地區(qū)的水資源缺乏狀況,陜西省啟動(dòng)了南水北調(diào)工程,主要包括引漢濟(jì)渭工程、引乾濟(jì)石工程和引紅濟(jì)石工程三條線(xiàn)路[46]。這些水利工程的建設(shè)可能會(huì)緩解關(guān)中地區(qū)水資源的緊缺狀況,降低供需風(fēng)險(xiǎn),但也可能會(huì)使得陜南地區(qū)的水資源供需狀況有所惡化。本文在評(píng)估陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)時(shí)沒(méi)有衡量產(chǎn)水服務(wù)的自然流動(dòng)特性和調(diào)水工程措施對(duì)產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)的影響,可能會(huì)對(duì)評(píng)估結(jié)果產(chǎn)生一定程度的影響。

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的意義

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類(lèi)社會(huì)生存和發(fā)展的基礎(chǔ)[3]。怎樣確定人們是否面臨生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給不足的風(fēng)險(xiǎn)？這種風(fēng)險(xiǎn)的程度如何？又存在怎樣的演變趨勢(shì)？回答這些問(wèn)題有利于為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)風(fēng)險(xiǎn)管理和相關(guān)政策制定提供依據(jù)[13- 14,17]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估耦合了供給與需求兩個(gè)方面,從風(fēng)險(xiǎn)的角度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行供需風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分,為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理提供了一個(gè)新的視角[10]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別有利于對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需狀況有一個(gè)整體的把握,重點(diǎn)關(guān)注并將有限的人力和物質(zhì)資源投入到風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高的地區(qū),有利于資源的優(yōu)化配置[10- 11]。與國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究相比,本文提出的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：①在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中,耦合了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法僅僅考慮了服務(wù)的退化風(fēng)險(xiǎn)[21- 24]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是自然界為人類(lèi)提供的各種惠益[1- 3],人類(lèi)作為服務(wù)的受眾應(yīng)當(dāng)作為一個(gè)重要的參考因素。單純考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的退化風(fēng)險(xiǎn),將會(huì)使得風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的目標(biāo)不明確,政策指導(dǎo)性較差[10]。例如,雖然某一地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在退化(供給減少),但是如果供給能夠滿(mǎn)足需求(供需比大于或等于1),那么仍然可以認(rèn)為該種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需風(fēng)險(xiǎn)較小[9]。②在考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的空間匹配性(供需比)的基礎(chǔ)上,融合了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需雙方的相對(duì)變化趨勢(shì)(供需比趨勢(shì))和絕對(duì)變化趨勢(shì)(供給與需求趨勢(shì))。近期,一些學(xué)者已經(jīng)開(kāi)始利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求比值進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究[25- 26,28- 30]。例如,Li等[26]采用調(diào)整后的淡水服務(wù)供給與需求比值定義了淡水安全指數(shù),并對(duì)京津冀地區(qū)的淡水安全進(jìn)行了定量分析。然而,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需雙方都隨時(shí)間在動(dòng)態(tài)變化,這種變化趨勢(shì)將會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需風(fēng)險(xiǎn)水平。比如,某種服務(wù)的供給無(wú)法滿(mǎn)足需求(供需比小于1),如果供需比呈下降趨勢(shì),而且這種下降是由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)退化(供給減少)和服務(wù)需求量增加引起的,這時(shí)應(yīng)該將這種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)賦予較高水平；而如果供需比呈上升趨勢(shì),而且這種上升是由于服務(wù)供給量的增加和需求量的減少引起的,那么應(yīng)該將這種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)賦予相對(duì)低的水平[10]。③將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系融合到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間存在此消彼長(zhǎng)的權(quán)衡關(guān)系和相互增益的協(xié)同關(guān)系[31- 33]。顯然,如果某種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與其他服務(wù)之間存在權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系,可能會(huì)影響該種服務(wù)的供給水平,進(jìn)而提高或降低該種服務(wù)的供需風(fēng)險(xiǎn)水平。

3.3 未來(lái)研究展望

本文通過(guò)綜述前人研究成果構(gòu)建了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)研究框架,并結(jié)合案例分析對(duì)區(qū)域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)研究進(jìn)行了有益的探索。針對(duì)本文案例分析來(lái)說(shuō),案例中由于受到數(shù)據(jù)獲得性的限制,僅對(duì)陜西省2000、2005、2010年3個(gè)年份的產(chǎn)水服務(wù)供給與需求進(jìn)行空間制圖?？臻g尺度的選擇和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流動(dòng)可能會(huì)對(duì)服務(wù)的供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果產(chǎn)生一定程度的不確定性影響。此外,在案例分析中沒(méi)有考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系。因此,以后的研究工作應(yīng)聚焦在以下幾個(gè)方面：①在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求制圖中綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流動(dòng)特性和尺度效應(yīng),并在案例分析中納入多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類(lèi)型間的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系指標(biāo),對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行判斷。②通過(guò)分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需變化的主要影響因素,探索生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)格局演變的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。③綜合集成多種自然和人文驅(qū)動(dòng)情景,對(duì)未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬,進(jìn)而探討環(huán)境變化與管理決策對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)的影響。④在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)上,探索區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)與適應(yīng)策略。

4 結(jié)論

本文通過(guò)系統(tǒng)梳理基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與需求的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究,提出了區(qū)域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架。依據(jù)此框架,以陜西省產(chǎn)水服務(wù)為例,進(jìn)行了案例分析。結(jié)果顯示：

(1)在產(chǎn)水服務(wù)供需時(shí)空格局方面,2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供給與需求總量均有所增加。產(chǎn)水服務(wù)供給能力總體呈現(xiàn)從南到北降低的趨勢(shì),陜南地區(qū)是主要的產(chǎn)水服務(wù)供給區(qū)。產(chǎn)水服務(wù)需求量較大的地區(qū)主要分布在關(guān)中地區(qū)和漢中盆地。

(2)在產(chǎn)水服務(wù)供需匹配方面,2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供給不能滿(mǎn)足需求的區(qū)域相對(duì)于2000年減少3.93%,產(chǎn)水服務(wù)供給與需求的空間匹配狀況整體有所改善。其中,產(chǎn)水服務(wù)供給不足的區(qū)域主要分布在關(guān)中地區(qū)和榆林市,但是供需匹配狀況有所好轉(zhuǎn)；而延安市、安康市和商洛市的供需匹配狀況有所惡化。

(3)在產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)方面,2000—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域占全省的13.37%,主要分布在關(guān)中地區(qū)和榆林市；低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域占全省的86.63%,主要分布在陜南地區(qū)以及延安市和寶雞市。與2000—2005年相比,2005—2010年陜西省產(chǎn)水服務(wù)供需風(fēng)險(xiǎn)水平明顯降低,高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的區(qū)域面積占全省的比重減少1.63%。