劉陽 張威 章高森 張昺林 姜右錦 張松林

摘要：以生態(tài)服務(wù)功能價值當(dāng)量因子法估算了2008—2017年甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)價值構(gòu)成和不同類型生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)價值，在此基礎(chǔ)上，考慮到農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)的空間動態(tài)性，根據(jù)聚類分層分析不同服務(wù)功能的權(quán)重比賦加優(yōu)先指數(shù)估算了各項生態(tài)服務(wù)功能的動態(tài)價值構(gòu)成，并對其時空變化與時空分布進(jìn)行了探究。結(jié)果表明，2008—2017年，甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能動態(tài)價值逐年增長，不同功能動態(tài)價值貢獻(xiàn)差異較大，食物生產(chǎn)與其他服務(wù)功能動態(tài)價值相關(guān)性最低;在此期間，甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)總價值達(dá)21 873.4億元，而動態(tài)總價值為18 345.8億元，相比于靜態(tài)價值，各項動態(tài)功能價值均降低。對其動態(tài)價值變化趨勢進(jìn)行冷熱點預(yù)測發(fā)現(xiàn)，甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境變化不穩(wěn)定，各服務(wù)功能構(gòu)成不均衡，且彈性較差，恢復(fù)力較弱。甘肅省亟需開展農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能建設(shè)，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，積極建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)，以保持農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡，推動農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展和提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)價值;靜態(tài);動態(tài);生態(tài)平衡;甘肅省

中圖分類號：F062.2?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）07-0099-10

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.07.021

Abstract： The composition of agricultural ecological services static value and different types of ecological service functions static value in Gansu province from 2008 to 2017 was estimated by the ecological service function value equivalent factor method. In consideration of the spatial dynamics character of agricultural ecological services，the dynamic value composition of various ecological services was estimated by the weight ratio assignment of different service functions based on clustering and stratification and priority index. And the temporal-spatial distribution of the dynamic value of agro-ecological services in Gansu province was studied. The results showed that the dynamic value of agricultural ecological service functions in Gansu province increased by years from 2008 to 2017. Different dynamic value contributions varied greatly. Grain conservation and other service functions had less correlation with the dynamic value. Total static value of agricultural ecological services in Gansu province from 2008 to 2017 reached 2 187.34 billion yuan. The total dynamic value was 18 34.58 billion yuan. Compared with static value，the value of each dynamic function reduced. The results of variation trend of dynamic value predicted with hots-colds pots found that changes in the agro-ecological environment in Gansu province were instability. The composition of service functions was unbalanced，as well as the elasticity was poor and restorative force was weak. To sum up，Gansu province is in urgent need of the construction of agricultural ecological service functions vigorously developing agricultural economy，actively constructing ecological agriculture，in order to maintain the balance of agricultural ecology，promote the sustainable development of agricultural ecosystems，and increase the value of agricultural ecosystem services.

Key words：value of agricultural ecosystem services; static state; dynamic state; ecological balance; Gansu province

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)不可或缺的一部分。隨著全球城市化進(jìn)程的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)已從半自然生態(tài)系統(tǒng)逐漸演變?yōu)橐蕴峁┺r(nóng)產(chǎn)品為主的集約化生產(chǎn)系統(tǒng)[1]。這是由于對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)自然生產(chǎn)力與經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力之間平衡關(guān)系的認(rèn)識不夠深入[2]，人類在追求農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的過程中破壞了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的完整性[3]。農(nóng)業(yè)資源分配和利用不均可能導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量流動不暢、物質(zhì)循環(huán)受阻和信息傳遞滯后，最終導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)癱瘓，使原有的社會性、高產(chǎn)性和波動性變差[4]。因此，深入研究農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能及其價值可以為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)服務(wù)功能完備、均衡性保持提供科學(xué)依據(jù)。

20世紀(jì)90年代以來，隨著生態(tài)系統(tǒng)各項服務(wù)功能評價方法和評估策略的不斷完善[5-7]，國內(nèi)外學(xué)者通過對農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)價值的評估和預(yù)測有效保護(hù)了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)[8-10];且大多數(shù)學(xué)者側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的土地利用類型和區(qū)域性影響研究[11]，尤其是草地和森林生態(tài)服務(wù)價值[12]。然而，由于農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)價值評估的數(shù)據(jù)欠缺，不具有完整性、連續(xù)性和可變性[13]，導(dǎo)致國內(nèi)外農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)研究多局限于單一年份的靜態(tài)式價值變化的研究[14]，對不同區(qū)域的隨時間、生物和環(huán)境因子等動態(tài)因子影響下的動態(tài)價值變化的研究還極為少見[15]，甘肅省等西北干旱、半干旱地區(qū)亦然。聚類分層分析方法在經(jīng)濟(jì)學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)和生態(tài)學(xué)等各方面的分析應(yīng)用較為成熟[16]。在生物學(xué)方面，通過對動植物及其基因進(jìn)行聚類分析，探究其種群結(jié)構(gòu)間的關(guān)系[17];在地理學(xué)方面，主要對不同地理因子進(jìn)行聚類分析，探究不同地域地理因子間相互影響的相似性等[18]。本研究對農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行聚類分層分析，旨在聚類10年內(nèi)各項服務(wù)功能靜態(tài)價值的相似性，從而對其靜態(tài)價值貢獻(xiàn)率進(jìn)行分層，找出主要服務(wù)價值和負(fù)反饋服務(wù)價值。

甘肅省是“絲綢之路”中國西北地區(qū)的交通樞紐，農(nóng)業(yè)以傳統(tǒng)的二元種植結(jié)構(gòu)為主。由于過度追求農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，忽視農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的完備性和均衡性，影響了甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。本研究在較為成熟的靜態(tài)價值研究基礎(chǔ)上，對各項服務(wù)價值進(jìn)行優(yōu)先指數(shù)的構(gòu)建[19]，由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能所產(chǎn)生的價值隨著外部價值形態(tài)和內(nèi)部價值結(jié)構(gòu)的變化而變化[20]，故在構(gòu)建優(yōu)先指數(shù)的基礎(chǔ)上對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的各項服務(wù)功能進(jìn)行聚類分層加權(quán)。結(jié)合農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)價值變化，應(yīng)用地統(tǒng)計學(xué)進(jìn)行空間預(yù)測以及冷熱點空間變化特征的探究，發(fā)現(xiàn)甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)在各項服務(wù)功能上表現(xiàn)出動態(tài)服務(wù)價值的差異性，可以更加深入和靶向性地針對某一生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行調(diào)整和保護(hù)，從而更加準(zhǔn)確地保持和保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時提高了農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)的完整性和價值創(chuàng)造力。因此，對甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)價值的時空變化規(guī)律進(jìn)行研究可以為甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能評估和生態(tài)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1?研究區(qū)域與方法

1.1?研究區(qū)域概況

甘肅省位于中國西北地區(qū)，擁有除海洋以外的所有地貌;總面積約42.59萬km2（截至2018年底），包括12個地級市、2個自治州;人口達(dá)到209.95萬（截至2019年5月）處于北緯32°31′?—42°57′、東經(jīng)92°13′?—108°46′?;年平均氣溫為2～10 ℃，年平均降水量為250～420 mm;是世界“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”的重要組成部分，也是“絲綢之路”中國西北地區(qū)的交通樞紐。

1.2?研究方法

1.2.1?數(shù)據(jù)來源?2008—2017年，甘肅省不同農(nóng)業(yè)土地利用類型面積數(shù)據(jù)來自相應(yīng)年份的《中國統(tǒng)計年鑒》。甘肅省3種主要農(nóng)作物小麥、玉米和馬鈴薯及其播種面積數(shù)據(jù)來自2008—2017年的《甘肅省統(tǒng)計年鑒》《中國統(tǒng)計年鑒》和《甘肅農(nóng)村年鑒》。根據(jù)甘肅省各市（縣）物價局監(jiān)測數(shù)據(jù)、《中國物價年鑒》和居民分類消費價格指數(shù)，計算小麥和玉米平均價格。根據(jù)《中國物價年鑒》和居民分類消費價格指數(shù)計算馬鈴薯平均價格。

1.2.2?研究方法?參照Costanza等[5]的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)估算價值模型，謝高地等[21]將中國的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分為9類，并在對中國200多位生態(tài)學(xué)者問卷調(diào)查的基礎(chǔ)上制訂了中國的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子表（表1）。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子1是指達(dá)到全國平均產(chǎn)量的農(nóng)田每公頃每年自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價值，主要表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)相對貢獻(xiàn)大小的潛力;其他當(dāng)量因子值是指生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的該生態(tài)服務(wù)相對于農(nóng)田食物生產(chǎn)服務(wù)的貢獻(xiàn)大小。

1.2.3?分析方法

1）單位面積農(nóng)田經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)服務(wù)價值的計算。由謝高地等[21]對生態(tài)服務(wù)功能價值當(dāng)量因子的定義可推知，1個生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價值量等于當(dāng)年全國平均糧食單產(chǎn)價值的1/7。由統(tǒng)計年鑒可知，甘肅省農(nóng)田主要種植的糧食作物為馬鈴薯、玉米和小麥，故采用三者計算單位農(nóng)田糧食作物生產(chǎn)服務(wù)的價值。參照談存峰等[22]的研究結(jié)果，選用的計算公式為：

式（1）中，GESV為單位面積農(nóng)田經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)服務(wù)功能的價值（元/hm2）;Si為第i種糧食作物的面積（hm2）;Pi為第i種糧食作物的均價（元/t）;Ai為第i種糧食作物的單產(chǎn)（t/hm2）;M為n種糧食作物的總面積（hm2）。

2008—2017年甘肅省單位面積農(nóng)田主要糧食作物生產(chǎn)服務(wù)功能價值分別為947.09、940.07、?1 015.00、1 128.62、1 313.86、1 342.28、1 377.00、?1 428.40、1 467.34、1 502.92元/hm2。除2009年略有下降外，甘肅省單位面積農(nóng)田主要糧食作物生產(chǎn)服務(wù)功能價值隨著時間延續(xù)逐年增加，兩者之間呈極顯著線性正相關(guān)（R2為0.966 8，P<0.01）。

2）單位面積農(nóng)田經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)服務(wù)功能價值的修訂。中國學(xué)者認(rèn)為中國生態(tài)服務(wù)價值的計算應(yīng)該在Costanza等[5]學(xué)者提出的生態(tài)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價值的計算原理和方法基礎(chǔ)上進(jìn)行修正。這是因為中國生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)界認(rèn)為Costanza等的研究方法能夠很好地體現(xiàn)歐美發(fā)達(dá)國家的生態(tài)服務(wù)功能價值，對于中國這樣的發(fā)展中國家，該方法使得生態(tài)服務(wù)功能價值被高估，而農(nóng)業(yè)耕地的生態(tài)服務(wù)價值被低估。所以，謝高地等[21]學(xué)者在Costanz等方法的基礎(chǔ)上根據(jù)對中國幾百位生態(tài)學(xué)者的調(diào)查報告對不同生態(tài)服務(wù)功能單價進(jìn)行了一定的修正。本研究根據(jù)研究范圍對修正模型進(jìn)行矯正后的公式為：

式（2）中，GESVi為單位面積農(nóng)田經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)服務(wù)功能的修訂價值（元/hm2）;Tb為不同農(nóng)業(yè)土地類型生態(tài)系統(tǒng)總生物量;B為甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)單位面積生物量。

3）農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)價值（AESV0）計算。

2008—2017年甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的單價詳見表2。

4）農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能優(yōu)先指數(shù)的構(gòu)建。同一生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能在不同類型的生態(tài)系統(tǒng)中所占的權(quán)重不同，即同樣的生態(tài)服務(wù)功能在不同類型生態(tài)系統(tǒng)中所發(fā)揮的價值不同;同時，隨著研究區(qū)域的時空變化，其生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能價值隨之變化。因此，王云等[19]提出用生態(tài)服務(wù)價值的多年變化率與其均值的比值作為優(yōu)先指數(shù)進(jìn)行價值計算。為了更具體地看出農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能價值動態(tài)變化與其不同價值構(gòu)成的趨向性，本研究在Govender等[16]研究的基礎(chǔ)上，采用分層聚類的方法，通過對每項農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的靜態(tài)價值年平均變化率來表示對該項服務(wù)需要保護(hù)的迫切程度，再利用分層聚類的方法對服務(wù)價值損失越多的生態(tài)系統(tǒng)類型增加更高的聚類權(quán)重比，即優(yōu)先級別越高。公式為：

式（4）中，[αi]為第i種生態(tài)服務(wù)功能價值的優(yōu)先指數(shù);[vGESVi]為第i種生態(tài)服務(wù)價值的10年平均變化率;[vaGESV]為不同生態(tài)服務(wù)價值的10年平均變化率的平均值;[Ci]為第i種生態(tài)服務(wù)價值的10年聚類分析的占比權(quán)重。

5）農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能動態(tài)價值計算。在充分考慮不同類型生態(tài)服務(wù)功能的動態(tài)價值對甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與恢復(fù)導(dǎo)向性差異的基礎(chǔ)上，參照王云等[19]、談存峰等[22]的研究結(jié)果，確定其生態(tài)服務(wù)功能價值（AESV）計算模型，為：

式（5）中，A為農(nóng)業(yè)用地面積（hm2）;Ei為第i種生態(tài)服務(wù)功能價值的當(dāng)量因子;GESVi為修訂后單位面積農(nóng)田經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)服務(wù)功能價值;αi為第i種生態(tài)服務(wù)功能價值的優(yōu)先指數(shù)。

采用SPSS 24.0統(tǒng)計軟件處理、分析試驗數(shù)據(jù)，采用ArcGIS 10.5和Origin Pro 9.0繪圖。

2?結(jié)果與分析

2.1?2008—2017年甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)價值的時空分布

10年來，甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)總價值達(dá)到21 873.4億元。2008—2017年，甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)總價值逐年增加，分別為1 636.6億、1 640.8億、1 776.4億、1 961.3億、2 255.5億、2 310.7億、2 352.7億、2 439.0億、2 645.9億、2 854.3億（圖1）。從圖1可以看出，2009—2012年甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)總價值增長較快，2012年同比增長率為近10年內(nèi)的最大值（15%）。

2008—2017年，甘肅省大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)總價值呈平穩(wěn)增長的趨勢，少部分地區(qū)呈緩慢增長甚至下降趨勢，且不同城市間呈碎片化和不規(guī)律的空間分布格局（圖2）。對于同一區(qū)域來說，10年來靜態(tài)總價值一直在增加，由于局限于行政區(qū)劃農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值構(gòu)成不同，所以不同區(qū)域間的靜態(tài)價值差異性一直存在且比較明顯。2011—2012年，甘肅省東部和北部（酒泉）地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)總價值明顯增加，其余年份的靜態(tài)總價值空間分布較不明顯。

通過靜態(tài)總價值（圖2）分析發(fā)現(xiàn)，甘肅省西北部、中部和南部農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)總價值增長迅速，中部溫帶大陸性氣候的城市經(jīng)濟(jì)區(qū)至西南部（甘南藏族自治州）大陸性氣候中間的農(nóng)牧過渡地區(qū)[23]呈先增長后減小的趨勢，同比靜態(tài)總價值變幅為

-4.1%～10.5%，說明城市經(jīng)濟(jì)區(qū)與農(nóng)牧過渡區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)總價值的差距較大，經(jīng)濟(jì)-農(nóng)牧過渡區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的變化不穩(wěn)定。雖然中部經(jīng)濟(jì)帶區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)總價值逐年增長，但總體水平低于西南部農(nóng)牧區(qū)與經(jīng)濟(jì)-農(nóng)牧過渡區(qū)。

由于甘肅省特殊的東南-西北走向的狹長地形，2008—2017年，甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)總價值的時空分布總體表現(xiàn)為西北高、東南低，這可能是因為不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成不同導(dǎo)致服務(wù)功能的價值貢獻(xiàn)不同。甘肅省西部毗鄰祁連山山脈，豐富的自然資源條件[24-26]為其農(nóng)業(yè)服務(wù)功能發(fā)揮作用提供了基礎(chǔ);東部緊鄰阿拉善荒漠，其靜態(tài)總價值雖整體低于西部，但是呈穩(wěn)定增長的趨勢，說明不同區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)總價值的占比和貢獻(xiàn)率可變。

2.2?不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)與動態(tài)價值分析

2.2.1?不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)價值分析?生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是否正常發(fā)揮事關(guān)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡、安全與可持續(xù)發(fā)展。2008—2017年，甘肅省不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的靜態(tài)價值均具有增長趨勢，但各自對甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)10年總價值的均值貢獻(xiàn)占比不同，依次為土壤形成與保護(hù)（18.85%）>水源涵養(yǎng)（16.25%）>廢物處理（14.47%）>生物多樣性與保護(hù)（14.19%）>氣體調(diào)節(jié)（13.08%）>氣候調(diào)節(jié)（11.97%）>原材料生產(chǎn)（7.92%）>食物生產(chǎn)（4.80%）>娛樂文化（2.89%），這與談存峰等[22]對2008年甘肅省蘭州市農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)價值的研究結(jié)果類似。

從圖3可以看出，甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)土壤形成與保護(hù)功能靜態(tài)價值的同比增長率與農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)總價值的同比增長率相似，2012年達(dá)到峰值，2012—2014年急劇下降。水源涵養(yǎng)功能與廢物處理的靜態(tài)價值同比增長率變化相類似，整體呈平緩增長趨勢。2008—2017年，氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)和原材料生產(chǎn)的同比增長率變化相似。氣體調(diào)節(jié)和氣候調(diào)節(jié)對生命支持系統(tǒng)分別具有輔助和支撐作用，對生物種群的生存與發(fā)展有較大影響[27]。

近10年來生物多樣性與保護(hù)對甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)年均靜態(tài)總價值的貢獻(xiàn)為310.41億元，與謝高地等[21]對青藏高原每年陸地生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性與保護(hù)對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的貢獻(xiàn)（1 494.5億元）相比少79.23%，說明甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性少、食物鏈簡單、生物對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的靜態(tài)價值貢獻(xiàn)較低，因此，應(yīng)保持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物平衡[28]，以促進(jìn)甘肅省農(nóng)業(yè)生物多樣性的發(fā)展。娛樂文化功能的靜態(tài)價值占比最低，同比增長率波動較大，整體呈下降趨勢（圖3）。

從圖4可以看出，不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能近10年靜態(tài)價值的變化趨勢僅與原材料生產(chǎn)呈顯著相關(guān)（P<0.05），說明在靜態(tài)價值轉(zhuǎn)換的模型計算中只有原材料生產(chǎn)的變化對農(nóng)業(yè)生態(tài)功能具有顯著反映，而其他服務(wù)功能對農(nóng)業(yè)生態(tài)功能的貢獻(xiàn)不明顯。這也可能是導(dǎo)致近10年靜態(tài)價值變化平穩(wěn)的最主要原因。但是對近10年不同農(nóng)業(yè)服務(wù)功能靜態(tài)價值進(jìn)行熱圖分析（圖4a）發(fā)現(xiàn)，不同服務(wù)功能靜態(tài)價值時間變化層次明顯，并且同一服務(wù)功能靜態(tài)價值年際變化也十分明顯。對于不同的生態(tài)服務(wù)功能需要動態(tài)分析的方法，要充分考慮到農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)各項服務(wù)功能時空分布上的變化特征[20]。然而，對靜態(tài)價值進(jìn)行聚類分析（圖4b）發(fā)現(xiàn)，不同服務(wù)功能之間變化呈現(xiàn)出其靜態(tài)價值隨時間變化不明顯。這更進(jìn)一步說明農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)價值不僅需要考慮靜態(tài)變化，更要考慮到其他生態(tài)環(huán)境因子的影響。

2.2.2?不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的動態(tài)價值評估?采用聚類分層分析法將近10年來不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)價值進(jìn)行矩陣二維化，可以明顯看出，雖然同一年份不同服務(wù)功能之間變化不明顯，但從時間變化可以看出2008—2011、2012—2014、2015—2017這3個不同時間段靜態(tài)價值熱圖表達(dá)明顯不同，聚類系數(shù)同比變化較大，為28.6%～73.7%（圖4b）。對不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能而言，娛樂文化和原材料生產(chǎn)、食物生產(chǎn)以及其他6項服務(wù)功能在這3個年份變化階段聚類分層明顯不同，對農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能價值反映各占權(quán)重的25%。氣候調(diào)節(jié)、氣體調(diào)節(jié)和生物多樣性與保護(hù)歸為一類，這與生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性與氣候調(diào)節(jié)和氣體調(diào)節(jié)有直接關(guān)系[27]。由圖4b的服務(wù)功能聚類系數(shù)，依據(jù)式4計算得出不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能優(yōu)先指數(shù)（表3）[19]。

由優(yōu)先指數(shù)計算結(jié)果（表3）可知，土壤形成與保護(hù)和食物生產(chǎn)優(yōu)先指數(shù)較高，娛樂文化與水源涵養(yǎng)優(yōu)先指數(shù)較低，其余變化范圍較小，說明對于農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能價值貢獻(xiàn)而言，土壤形成與保護(hù)和食物生產(chǎn)功能價值對其貢獻(xiàn)較高。

由不同服務(wù)功能的優(yōu)先指數(shù)，利用式（5）估算出甘肅省2008—2017年農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)總價值為18 345.8億元，低于靜態(tài)總價值。通過估算發(fā)現(xiàn)，不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的動態(tài)價值與靜態(tài)價值相比，不同年份、不同服務(wù)功能價值變化規(guī)律不同。分析發(fā)現(xiàn)，食物生產(chǎn)相較于其他服務(wù)功能對農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能價值有直接影響。甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)價值對水源涵養(yǎng)功能有較強(qiáng)的依賴性，可能與近年來甘肅省對本省水資源現(xiàn)狀的認(rèn)識比較到位，采取了積極的抗旱節(jié)水措施，對水資源進(jìn)行了有效地利用與保護(hù)有關(guān)[27]。

不同生態(tài)服務(wù)功能動態(tài)價值相關(guān)性分析表明，食物生產(chǎn)與其他服務(wù)功能的動態(tài)價值相關(guān)性較低（圖5a），結(jié)合其動態(tài)價值聚類分析（圖5b），說明其對甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的影響較大，且具有單一性。這可能與甘肅省近年來主要糧食作物產(chǎn)量不穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)價值浮動較大[29]有關(guān)，所以要積極均衡各類型糧食作物的種植，糧食作物要多樣化，作物種植技術(shù)要科學(xué)化，產(chǎn)量要保持穩(wěn)定化。氣候調(diào)節(jié)與氣體調(diào)節(jié)的相關(guān)性系數(shù)較高，為0.996 8（圖5a），表明這兩種服務(wù)功能對區(qū)域性氣候變化以及空氣質(zhì)量有一定的影響，導(dǎo)致的直接結(jié)果是影響到農(nóng)業(yè)作物的生長和產(chǎn)量，間接地對大氣質(zhì)量有一定的影響，有可能對農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能產(chǎn)生負(fù)作用[2]，也可能對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定破壞。通過對不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)和動態(tài)價值進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，雖然不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能價值逐年上升，但是不同服務(wù)價值對總價值產(chǎn)生的貢獻(xiàn)價值不同，甚至有些服務(wù)價值在一定年份產(chǎn)生負(fù)影響，說明甘肅省各類型生態(tài)服務(wù)價值時空分布不穩(wěn)定。通過聚類分析不同服務(wù)動態(tài)價值對總價值的貢獻(xiàn)值，可以更好地調(diào)控貢獻(xiàn)值較低的服務(wù)功能，發(fā)掘其潛在的服務(wù)價值，更好地利用在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，維持農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。

2.3?甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的動態(tài)價值時空分布與評估

通過圖5b甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)價值進(jìn)行聚類發(fā)現(xiàn)，2008、2011、2014、2017年4個年份靜態(tài)價值熱圖表達(dá)明顯不同，說明這4個年份不同服務(wù)價值功能變化較大。所以，選擇2008、2011、2014、2017年的生態(tài)服務(wù)動態(tài)價值進(jìn)行克里金插值分布預(yù)測，發(fā)現(xiàn)甘肅省西部和東部農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能變化較大。從圖6可以看出，甘肅省西部酒泉地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)總價值變化與分布不穩(wěn)定，近年來酒泉地區(qū)逐漸呈聚集增長和發(fā)散型降低;甘肅省東部和東南部地區(qū)也呈現(xiàn)出相類似的斑塊狀變化，說明甘肅省近年來農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能時空分布不穩(wěn)定，發(fā)展不均衡。這可能與甘肅省地形狹長、氣候多變、農(nóng)業(yè)用地分布不均勻、年際變化較大有一定的關(guān)系[30]。同時，在促進(jìn)城市化發(fā)展的基礎(chǔ)上也要提高農(nóng)業(yè)用地的利用率，減少建筑用地的占有率[31]，不僅可以增加食物生產(chǎn)，也可以加大不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的補償作用，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的有效利用有很好的預(yù)測和指示作用。

圖7對時間變化顯著的農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)總價值進(jìn)行了差值貢獻(xiàn)率計算，即[β=ΔAESVΔTAESV]，其中，ΔAESV表示年度間農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)總價值增減量，ΔTAESV表示總農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)價值增減量，且β>0表示該區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能正增長，β<0表示該區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能負(fù)增長。從圖7可以看出，甘肅省近年來農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)總價值不斷增長，但是各區(qū)域增長速率不同，2008—2011年農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)價值熱點比2011—2014年多，說明2008—2011年農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)總價值要高;而2014—2017年動態(tài)價值整體熱點增多，大多數(shù)β>0，說明甘肅省近年來農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)總價值整體提高。但是，縱觀2008—2017年冷熱點變化，甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)價值發(fā)展依舊不均衡，整體生態(tài)服務(wù)動態(tài)總價值較低。

由甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)總價值冷熱點變化分析結(jié)合各服務(wù)功能靜態(tài)價值年際變化和動態(tài)價值變化分析可知，導(dǎo)致甘肅省近年來生態(tài)服務(wù)動態(tài)價值變化差距大、不規(guī)律的原因可能有：①酒泉等西北部地區(qū)大部分地區(qū)均為戈壁、沙漠，不同生態(tài)服務(wù)功能動態(tài)價值貢獻(xiàn)率低，人口稀疏，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的價值創(chuàng)造力偏低，利用不合理，導(dǎo)致了酒泉等西北部地區(qū)斑塊化的不均衡發(fā)展模式[32，33]。②蘭州、天水等中部到東部地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)價值逐年增長，發(fā)展均衡，與這些地區(qū)為保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、近年來大量減少建筑用地對農(nóng)業(yè)用地的占用、積極提高土地的利用率有關(guān);東南部甘南地區(qū)整體農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)價值水平較高，但發(fā)展不均衡，可能是該地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重、生態(tài)彈性較差導(dǎo)致各生態(tài)服務(wù)功能發(fā)展差異性較大。③食物生產(chǎn)對甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)價值的影響較大，要增加糧食用地面積，提高各區(qū)域糧食作物種植的均衡性，豐富農(nóng)業(yè)用地的利用率，間接性地對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中氣候調(diào)節(jié)、氣體調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)和生物多樣性與保護(hù)的價值起到增強(qiáng)作用。④娛樂文化的動態(tài)和靜態(tài)價值均較低，像戈壁、沙漠這樣的區(qū)域，農(nóng)作物產(chǎn)量差，耕地面積少，應(yīng)該根據(jù)其獨特的地理風(fēng)貌，發(fā)揮娛樂文化價值，因地制宜大力發(fā)展旅游業(yè)?，F(xiàn)階段規(guī)模化觀光農(nóng)業(yè)的價值大增，如青海門源的百里油菜花田。因此，應(yīng)大力發(fā)展甘肅省的休閑觀光旅游農(nóng)業(yè)[34，35]，增加農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游的含金量[36]。

3?小結(jié)與討論

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為人類的生存與發(fā)展提供了物質(zhì)和能量，是人類賴以生存不可或缺的生態(tài)系統(tǒng)之一。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能如若退化，那么人類的物質(zhì)來源和能量來源都將受到影響，不僅會影響人類的健康和安全，甚至還可能會影響到人類的生存。由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值具有空間性而并非靜態(tài)式[20]，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值亦然，即農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)功能價值的變化會受到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)外部生態(tài)環(huán)境因子和內(nèi)部自身變化的影響。本研究利用當(dāng)量因子法對甘肅省2008—2017年農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)價值進(jìn)行估算，同時考慮到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)變化的動態(tài)性，對其各項服務(wù)功能的靜態(tài)價值通過聚類分層的方法賦加靜態(tài)價值權(quán)重和優(yōu)先指數(shù)，從而對靜態(tài)價值進(jìn)行重構(gòu)，估算其動態(tài)價值。甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)總價值為21 873.4億元，2008—2017年呈逐年增長趨勢，依次為1 636.6億、1 640.8億、1 776.4億、1 961.3億、2 255.5億、2 310.7億、2 352.7億、?2 439.0億、2 645.9億、2 854.3億元。2012年，甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能靜態(tài)總價值的同比增長率最高，為15%。甘肅省2008—2017年農(nóng)業(yè)生態(tài)總價值為18 345.8億元，低于靜態(tài)總價值。

不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)價值構(gòu)成中，食物生產(chǎn)和原材料生產(chǎn)有顯著年際變化，這可能與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)以農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為主，而農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是食物生產(chǎn)和原材料生產(chǎn)的源頭[37，3]。研究發(fā)現(xiàn)甘肅省服務(wù)功能靜態(tài)總價值變化以3年為一個年度發(fā)生顯著變化。不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)靜態(tài)價值通過動態(tài)轉(zhuǎn)換，可以更加明顯地區(qū)分不同服務(wù)功能對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)貢獻(xiàn)的重要性，也反映了不同農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能在空間上的差異性。通過不同服務(wù)功能動態(tài)價值分析發(fā)現(xiàn)：水源涵養(yǎng)、氣候調(diào)節(jié)、氣體調(diào)節(jié)和生物多樣性與保護(hù)的動態(tài)價值對甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)貢獻(xiàn)較高。但是，由于甘肅省自身自然條件的因素制約，水源涵養(yǎng)和生物多樣性與保護(hù)都不是自身的優(yōu)勢服務(wù)功能，這說明甘肅省這2個服務(wù)功能的直接價值利用較好，并且潛在服務(wù)價值巨大。而食物生產(chǎn)的動態(tài)服務(wù)價值雖然變化浮動較大，整體呈上升趨勢，但是其與甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)動態(tài)總價值的相關(guān)性較低，說明甘肅省對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的利用不完善，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)與森林、草地、水體等農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在空間配置上不合理;農(nóng)業(yè)生態(tài)補償措施不完善[38];應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)旅游[36]，使得農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)多功能化，激活耕地的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)價值，提高糧食生產(chǎn)所產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)價值。故對于甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)而言，促進(jìn)甘肅省食物生產(chǎn)和娛樂文化的發(fā)展對維護(hù)甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)平衡十分重要。

對于某一區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的研究，要利用不同服務(wù)功能需要靜態(tài)價值分析與動態(tài)價值分析相結(jié)合的方法，才能全面反映研究區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的變化與發(fā)展趨勢，給農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與利用提供一定的指示和預(yù)測作用。從農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)價值構(gòu)成、時間變化和不同服務(wù)功能類型動態(tài)、靜態(tài)價值分析等方面對甘肅省農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，社會生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡至關(guān)重要。一方面，在大力發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的過程中要重視農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡的作用以及農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能的重要性;另一方面，要推進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)。轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、提效能，大力推行生態(tài)文明建設(shè)，不斷保持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)平衡，持續(xù)提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值。

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