黃 穎 稅 偉 溫鐵軍 張林波 張永永

(1.福建農(nóng)林大學(xué) 安溪茶學(xué)院，福州 350002；2.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與科技信息研究所，福州 350003；3.福州大學(xué) 環(huán)境與安全工程學(xué)院，福州 350108；4.山東大學(xué) 黃河生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)研究中心，山東 青島 266237)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是“生態(tài)系統(tǒng)所形成的維持人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境條件及其效用”[1]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)主要包括支持服務(wù)、供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)四大類[2-4]。自工業(yè)化以來，人類對于生態(tài)系統(tǒng)的干擾日益增強。人類的活動引起生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)流、能量流和信息流的傳遞和轉(zhuǎn)化，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)生變化，最終影響生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部。一般而言，生態(tài)系統(tǒng)的不同服務(wù)之間存在權(quán)衡和協(xié)同的關(guān)系。權(quán)衡關(guān)系是2種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間呈現(xiàn)的負(fù)相關(guān)，出現(xiàn)此消彼長的現(xiàn)象；協(xié)同關(guān)系則表示2種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，4類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的之間同時呈現(xiàn)增加或降低的趨勢。在不同的時空條件和不同的人類干擾情況下，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系也會出現(xiàn)時空異質(zhì)性，可以用來診斷生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是否健康，是否有利于及時調(diào)整區(qū)域發(fā)展政策。

目前，關(guān)于評估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系的方法越來越多。最為常用的方法是運用相關(guān)分析，2種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間正相關(guān)則為協(xié)同關(guān)系，負(fù)相關(guān)則為權(quán)衡關(guān)系；另一種方法是運用權(quán)衡協(xié)同度模型，構(gòu)建協(xié)同度指數(shù)衡量2 種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系，研究區(qū)域涵蓋一路一帶地區(qū)[5]、重點生態(tài)脆弱區(qū)[6]、北方農(nóng)牧地區(qū)[7]、黃土高原地區(qū)[7]、河谷盆地區(qū)[9]、水源區(qū)[10-12]、河流流域[13-16]、城市群[17]。在生態(tài)建設(shè)過程中，政府采取了一定的生態(tài)保護措施，土地結(jié)構(gòu)分類不同于此前，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)一定的變化，不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系也會發(fā)生變化。在快速發(fā)展的地區(qū)，一系列生態(tài)保護措施取得明顯成效，對于地區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生變化，從而影響不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系。厘清不同時間段地區(qū)內(nèi)不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相互關(guān)系和時空演變特征，對于生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)的政策制定具有重要指導(dǎo)作用，有利于促進地區(qū)內(nèi)的生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展。

都市圈與人類的發(fā)展更為緊密，因此都市圈的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究是關(guān)注熱點。在城鎮(zhèn)化增長快速的地區(qū)，例如長江經(jīng)濟帶、成渝城市群、閩三角城市群、關(guān)中平原城市群、廣州城市群等，食物供給服務(wù)與水源涵養(yǎng)、水土保持等調(diào)節(jié)服務(wù)之間存在權(quán)衡關(guān)系；在生態(tài)環(huán)境較好并且尚未大面積開發(fā)或者秉承生態(tài)理念進行合理開發(fā)的地區(qū)，例如粵港澳大灣區(qū)，食物供給服務(wù)與水源涵養(yǎng)、水土保持等調(diào)節(jié)服務(wù)之間則為協(xié)同關(guān)系[18-24]。在研究都市圈生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時，已有研究強調(diào)：1)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與經(jīng)濟發(fā)展之間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系。在研究方法上，可以對比分析經(jīng)濟集聚與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)集聚的分布格局，根據(jù)結(jié)果提出管控用地或加強開發(fā)生態(tài)產(chǎn)品的對策建議[25]；2)土地利用碎片化對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響。都市圈因人類活動導(dǎo)致土地利用破碎化程度較其他生態(tài)系統(tǒng)更嚴(yán)重，都市圈的景觀斑塊密度指數(shù)、林地水域的破碎化影響著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的上升或下降[26]，破碎化過程中廢棄物處理、土壤形成、食物生產(chǎn)等各項價值發(fā)生了變化[27]；3)與城鎮(zhèn)化率之間的關(guān)系[28]；4)環(huán)境負(fù)荷率和可持續(xù)發(fā)展指數(shù)[29]。長江經(jīng)濟帶是我國重大國家戰(zhàn)略發(fā)展區(qū)域，安慶都市圈是長江經(jīng)濟帶中的重要一環(huán)，國家戰(zhàn)略發(fā)展的變化對其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時空格局具有一定的影響。根據(jù)城鎮(zhèn)體系規(guī)劃，安慶都市圈包括安慶中心都市區(qū)、桐潛重點發(fā)展區(qū)、西南沿江發(fā)展區(qū)和西北生態(tài)發(fā)展區(qū)4個區(qū)域。安慶都市圈承接長三角產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，城鎮(zhèn)用地規(guī)模不斷擴大，規(guī)劃新增產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間和土地面積，為新產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造條件。近年來，國家對長江經(jīng)濟帶的發(fā)展日益重視，長江經(jīng)濟帶不斷擴容，上海和江蘇等發(fā)達省份實行重工業(yè)轉(zhuǎn)移戰(zhàn)略。隨著國家長江經(jīng)濟帶戰(zhàn)略的實施，安慶都市圈出臺加快工業(yè)發(fā)展的政策，城鎮(zhèn)化進程加快，承接著城鎮(zhèn)化過程中東部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重要任務(wù)。安慶都市圈從邊緣城市成為重點開發(fā)區(qū)，承擔(dān)國家重任，體現(xiàn)國家最新戰(zhàn)略布局。因此，為揭示安慶都市圈生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時空格局變遷的特點，本研究選取安慶都市圈作為研究對象，利用相關(guān)分析和CA-Markov模型，分析2000年以來不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時空演變特征，分析不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡或協(xié)同關(guān)系，并預(yù)測未來的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，以期為安慶都市圈可持續(xù)發(fā)展決策提供參考。

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

安慶都市圈(圖1)位于安徽省西南部的長江中下游北岸平原，地勢較為平坦，從西北到東南大致分為山區(qū)、丘陵區(qū)和圩畈區(qū)，其余為江湖水面。西北部綿亙大別山主峰，為中低山區(qū)；中部是丘陵地帶，呈波狀起伏；東南部與黃山余脈相接，長江流經(jīng)市境200多km，屬于江湖平原。安慶都市圈是皖江的源頭，與江西九江隔江相望，安慶港是全國主要港口之一。安慶都市圈是長三角地區(qū)27個中心城市之一。

圖1 安慶都市圈區(qū)位圖Fig.1 Location map of Anqing metropolitan area

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源主要包括：1)中國多時期土地利用/土地覆被遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)集(CNLUCC)，來源于中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所數(shù)據(jù)注冊與出版系統(tǒng)(http:∥www.resdc.cn/DOI:10.12078/2018070201)；土地類型包括耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地六大類，空間分辨率為30 m；2)DEM數(shù)據(jù)選用ASTER GDEM數(shù)據(jù)產(chǎn)品，分辨率為30 m，來自地理空間數(shù)據(jù)云平臺(http:∥www.gscloud.cn)；3)降水量、積溫、輻射等氣象指標(biāo)，來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http:∥data.cma.cn/)。氣象數(shù)據(jù)采用插值軟件進行樣條插值，空間分辨率為500 m；4)MODIS的NDVI數(shù)據(jù)，空間分辨率為1 km，具體為MOD13A3數(shù)據(jù)(http:∥www.resdc.cn/)；5)中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心的土壤類型與質(zhì)地等相關(guān)數(shù)據(jù)，空間分辨率為500 m(http:∥www.resdc.cn/)；6)社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，來源于《安徽統(tǒng)計年鑒》[30]。

1.3 研究方法

1.3.1水源涵養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

運用綜合蓄水法計算生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。耕地的水源涵養(yǎng)服務(wù)是通過計算土壤容重、厚度和土壤含水量獲得；森林的水源涵養(yǎng)服務(wù)主要通過計算冠層、枯落物層、土壤層的蓄水量得到；草地的水源涵養(yǎng)服務(wù)通過計算草地降水截留量、吸水量以及土壤蓄水量得到。具體公式和取值[31]如下：

Q耕地=ρ×h×p×10 000

(1)

式中：Q耕地為耕地水源涵養(yǎng)量，t/hm2；ρ為土壤容重， t/m3；h為土壤厚度， m；p為土壤含水量，%。

Q林地=Q1+Q2+Q3

(2)

Q1=rain×l×10

(3)

Q2=f×q

(4)

Q3=k×h×10 000

(5)

式中：Q林地為林地的水源涵養(yǎng)量，t/hm2；Q1為林冠截留量，t/hm2；Q2為枯枝落葉層含水量，t/hm2；Q3為土壤儲水量，t/hm2；rain為降水量，mm/hm2；l為林冠截留率，%；f為枯枝落葉層干質(zhì)量， t/hm2；q為飽和吸水量，%；k為土壤非毛管孔隙度，%；h為土壤深度，m。

Q草地=10×rain×l+f×q+10 000×k×h

(6)

式中：Q草地為草地的水源涵養(yǎng)量，t/hm2；rain為降水量，mm/hm2；l為草地降水截留率，%；f為枯草干質(zhì)量，t/hm2；q為飽和吸水量，%；k為土壤非毛管孔隙度，%；h為土壤深度，m。

1.3.2土壤保持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

土壤保持服務(wù)的計算主要有統(tǒng)計數(shù)據(jù)直接計算法和“3S”技術(shù)模型計算法。其中計算科學(xué)簡便、被廣泛使用的計算模型是通用土壤流失方程(Universal Soil-Loss Equation)[31]。計算公式[33-34]為：

A=R×K×L×S×P×(1-C)

(7)

R=3.046×rain-2.639 8

(8)

L=(λ/22.13)m

(9)

(10)

(11)

式中：A為土壤保持量(t)，R為降雨侵蝕力因子，K為土壤可蝕因子，L為坡長因子，S為坡度因子，P為水土保持措施因子，C為植被覆蓋因子。rain為年降雨量，mm。SAN為砂粒含量，%；SIL為粉砂含量，%；SLA為黏粒含量，%；Carbon為有機碳含量，%，NDVI為歸一化植被指數(shù)。取值范圍參考相關(guān)文獻[33-37]。

1.3.3凈初級生產(chǎn)力服務(wù)

凈初級生產(chǎn)力(Net Primary Productivity, NPP)是指綠色植物在單位時間、單位面積內(nèi)所積累的有機物的數(shù)量，是由植物光合作用所產(chǎn)生的有機質(zhì)總量中減去自養(yǎng)呼吸后的剩余部分[38-39]。NPP的估算模型包括光能利用率模型(Light Use Efficiency,LUE)、植被光合作用模型(Vegetation Photosynthesis Model, VPM) 等。其中VPM模型是目前結(jié)構(gòu)較為簡單，模擬精度較好、計算效率較高、應(yīng)用范圍較廣的模型之一。與LUE模型相比，VPM模型在估算時區(qū)分了葉綠素吸收的光合有效輻射部分和非葉綠素吸收部分[40]。具體計算公式為：

NPP=s×GPP

(11)

GPP=εg×FPAR×PAR

(12)

εg=ε0×Tem×Water×Phe

(13)

式中：NPP為植被凈初級生產(chǎn)力，g C/m2；GPP為植被總初級生產(chǎn)力，g C/m2；s為呼吸消耗與GPP的比例系數(shù)；εg為實際光能利用率，g C/MJ；FPAR為葉綠素吸收的光合有效輻射比例；PAR為光合有效輻射，MJ/m2；ε0為最大光能利用率，g C/MJ；Tem、Water、Phe分別為溫度、水分、物候?qū)τ谧畲蠊饽芾寐实恼{(diào)節(jié)系數(shù)[41]。

1.3.4食物供給服務(wù)

人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得各類食物，維持基本生存需要。在生態(tài)系統(tǒng)中，提供食物供給服務(wù)的主要有耕地、林地和水域三種土地利用類型。其中耕地主要提供糧食作物，林地主要提供林木、水果等產(chǎn)品，水域生產(chǎn)淡水魚類。以統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，估算不同土地利用類型的食物總產(chǎn)值。計算公式為：

(14)

式中：V為食物總產(chǎn)值；yj為不同土地類型的單位產(chǎn)值；S為土地類型的面積。

1.3.5權(quán)衡與協(xié)同分析

分析不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系最廣泛的分析方法是皮爾遜(Pearson)相關(guān)系數(shù)分析。首先，運用ArcGIS 10.0中在四種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)柵格圖中每間隔1 km設(shè)置一個空間采樣點，將采樣點數(shù)據(jù)導(dǎo)出；然后運用SPSS 22.0軟件對四種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)采樣點的導(dǎo)出數(shù)據(jù)進行皮爾遜相關(guān)系數(shù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 安慶都市圈生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時空演變

由表1可知，隨著安慶都市圈承接長三角經(jīng)濟帶的工業(yè)轉(zhuǎn)移，城鎮(zhèn)化進程加快，景觀格局也隨之發(fā)生劇烈變化，其中，變化最為明顯的是耕地面積和城鄉(xiāng)居民用地面積。自2000年以來，安慶都市圈耕地面積呈現(xiàn)減少趨勢；建筑用地面積呈現(xiàn)不斷增長趨勢(表1)。耕地面積減少的原因在于城鎮(zhèn)化過程中部分耕地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地以及退耕還林等生態(tài)政策影響。具體表現(xiàn)為安慶都市圈正處于城鎮(zhèn)化進程中，工業(yè)總產(chǎn)值規(guī)模壯大，城鄉(xiāng)、工礦、居民用地面積不斷擴大，從2000年的3.76%擴大到2020年的5.48%；耕地面積不斷縮小，從2000年的44.13%減少到2020年的42.71%。這一時期，安慶都市圈的工業(yè)得到發(fā)展，石化、電廠、紡織業(yè)、金屬、新能源汽車等一系列工業(yè)大項目落地安慶，帶動了經(jīng)濟的發(fā)展。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，開展農(nóng)業(yè)休閑旅游項目，從第一產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展。土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化(圖2)。

圖2 2000—2030年安慶都市圈土地利用的變化趨勢圖Fig.2 Change trend of land use in Anqing metropolitan area during 2000-2030 year

表1 安慶都市圈不同時期土地利用類型占比Table 1 Proportion of land use types in different periods in Anqing metropolitan area %

運用CA-Markov模型進行預(yù)測，通過預(yù)測土地利用數(shù)據(jù)與已有年份的數(shù)據(jù)精度進行對比，計算模型的位置kappa系數(shù)為0.977 3，證明預(yù)測模型構(gòu)建的可靠性較強，可以用于預(yù)測[42]。模型預(yù)測結(jié)果顯示，2030年安慶都市圈城鎮(zhèn)化進程加快，大量的耕地和林地面積將繼續(xù)轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)用地，耕地面積將大幅下降至41.40%，林地面積也將大幅減少至32.00%,預(yù)計城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的面積將上升至9.79%。

如圖3所示，自2000年以來，安慶都市圈生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)生較大變化。運用ArcGIS 10.1軟件，分析安慶都市圈2000年以來土壤保持、水源涵養(yǎng)、NPP服務(wù)和食物供給等4種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，并進行空間制圖表達。土壤保持、水源涵養(yǎng)、NPP服務(wù)和食物供給4種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間分布有較強的規(guī)律性。高值區(qū)分布在西北部，低值區(qū)分布在東南部。2000年以來，安慶都市圈的食物供給服務(wù)呈現(xiàn)明顯的增長趨勢，水源涵養(yǎng)服務(wù)基本保持穩(wěn)定，NPP服務(wù)略有增長，土壤保持服務(wù)在2000—2010年增長較快，2010年以后保持在較為穩(wěn)定的狀態(tài)。

圖3 安慶都市圈生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時空變化Fig.3 Temporal and spatial changes of ecosystem services in Anqing metropolitan area

水源涵養(yǎng)服務(wù)高值區(qū)位于安慶都市圈的東南部，主要集中于望江縣、宿松縣的大部分地區(qū)以及安慶都市圈的主城區(qū)，低值區(qū)位于岳西縣、桐城市、潛山縣和太湖縣等西北部山區(qū)。水源涵養(yǎng)服務(wù)主要受到降水量的影響，安慶都市圈的東南部降水偏多，因此東南部的水源涵養(yǎng)較西北部高。從時間尺度來看，水源涵養(yǎng)服務(wù)的波動較小。

土壤保持服務(wù)呈現(xiàn)明顯的分界線。安慶都市圈西北部是大別山余脈，因此岳西縣以及太湖縣、潛山縣、桐城縣的西北部是土壤保持服務(wù)的高值區(qū)，東南部為土壤保持服務(wù)的低值區(qū)。土壤保持服務(wù)受到地表覆蓋、水土保持、土壤可蝕性、地形和降雨侵蝕力的影響，因此，土壤保持服務(wù)與地理高程密切相關(guān)。2000—2010年土壤保持服務(wù)增長幅度較大，2010年以后保持較為穩(wěn)定的狀態(tài)。這是由于安慶都市圈開展小流域綜合治理和坡耕地治理，對于山洪等自然災(zāi)害進行嚴(yán)密的防控，水土保持措施取得較好的成效，因此，土壤保持服務(wù)呈現(xiàn)先快速增長、后穩(wěn)定發(fā)展的變化趨勢。

NPP服務(wù)主要集中于安慶都市圈東南地區(qū)平原地帶，同樣以大別山余脈為分界線，東南部除了水域以外為NPP服務(wù)的高值區(qū)，西北部為NPP服務(wù)的低值區(qū)。NPP服務(wù)高值區(qū)主要分布在懷寧縣、望江縣、宿松縣、樅陽縣以及桐城市和潛山縣的東南部。從整體來看，安慶都市圈東南平原地區(qū)的溫度、日照、降雨等條件優(yōu)于西北部山區(qū)，更有利于NPP服務(wù)累加。從變化趨勢來看，NPP服務(wù)的波動較小。NPP服務(wù)反映土壤的現(xiàn)實生產(chǎn)能力，與溫度、日照、降雨和熟制等有一定的相關(guān)性，呈現(xiàn)一定的時空分布規(guī)律。

食物供給服務(wù)呈現(xiàn)明顯的逐年遞增的趨勢，2010年的食物供給服務(wù)是2000年食物供給服務(wù)的2.53倍，2020年食物供給服務(wù)是2000年的3.72倍。食物供給服務(wù)的增長得益于糧食面積的穩(wěn)定增長以及糧食單產(chǎn)的不斷提高。政府強調(diào)“糧食安全”政策，切實保障耕地面積的穩(wěn)定，為糧食供給提供支撐保障。除此之外，畜牧產(chǎn)品、林產(chǎn)品和水產(chǎn)品等的產(chǎn)量和產(chǎn)值都穩(wěn)步提升，食物供給服務(wù)得以有效提高。

由于食物供給服務(wù)呈現(xiàn)明顯的增長趨勢，因此選擇霍爾特指數(shù)平滑法對2030年的食物單位產(chǎn)值進行預(yù)測，結(jié)合CA-Markov的土地利用類型的預(yù)測結(jié)果，估算2030年的食物供給服務(wù)。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，2030年食物供給服務(wù)與2020年相比增長了25%左右。水源涵養(yǎng)服務(wù)基本與往年持平。2030年的土壤保持服務(wù)是2000年的1.36倍，2030年的NPP服務(wù)是2000年的1.13倍。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系

如表2所示，2000年來，安慶都市圈的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系較為穩(wěn)定，不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間呈現(xiàn)不同的權(quán)衡/協(xié)同關(guān)系，呈現(xiàn)的規(guī)律如下：

表2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系Table 2 Trade-off and synergy of ecosystem services

1)水源涵養(yǎng)服務(wù)與NPP服務(wù)之間的協(xié)同關(guān)系最強，可充分發(fā)揮兩者之間的協(xié)同作用促進生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給。水源涵養(yǎng)服務(wù)較強的土地利用類型一般為森林。森林能夠充分利用根系防止水土流失，能夠很好地養(yǎng)護水資源，林木冠層和枯枝落葉層能夠發(fā)揮水分截留的功能。因此植被覆蓋率較高的地區(qū)，不僅僅水源涵養(yǎng)服務(wù)強，而且植被凈初級生產(chǎn)力也很強。提高植被覆蓋程度，能夠迅速提高水源涵養(yǎng)和NPP服務(wù)這2 項重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，同時通過這2項服務(wù)之間的協(xié)同作用，增強生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總供給水平。

2)水源涵養(yǎng)、土壤保持這2項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能之間呈現(xiàn)協(xié)同關(guān)系。以林地和草地為例，這2種土地利用類型的水源涵養(yǎng)服務(wù)和土壤保持服務(wù)都很強，同時具有較高的植被凈初級生產(chǎn)力，是典型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要供給來源。

3)食物供給服務(wù)與土壤保持服務(wù)之間呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系。例如，以耕地為代表的土地利用類型，能夠提供較強的食物供給服務(wù)，但是相對而言，因為人類的開墾種植，耕地的固土服務(wù)效果不及森林，土壤的養(yǎng)分隨著作物的種植從土壤轉(zhuǎn)移至作物，因此食物供給服務(wù)與土壤保持服務(wù)之間一般呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系。從安慶都市圈食物供給服務(wù)和土壤保持服務(wù)之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)可以得到驗證。

4)食物供給服務(wù)與NPP服務(wù)之間一般呈現(xiàn)協(xié)同關(guān)系，這是因為植被凈初級生產(chǎn)力較強，意味著能夠更好地發(fā)揮固碳釋氧等功能。以林地這一土地利用類型為例，林地的NPP服務(wù)較強，也能產(chǎn)生一定的食物供給服務(wù)，例如森林采集的野菜、菌類，林下種植的鐵皮石斛、金線蓮、黃精等，林下養(yǎng)殖等。

分區(qū)域來看，第一，水源涵養(yǎng)服務(wù)與其他三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的協(xié)同關(guān)系在東南平原地區(qū)比西北山區(qū)表現(xiàn)得更為明顯。由此可見，在安慶都市圈，由于東南平原沿著長江流域，降雨較為集中，并且該區(qū)域內(nèi)的水源涵養(yǎng)服務(wù)更優(yōu)于西北地區(qū)，表現(xiàn)出的協(xié)同關(guān)系也更明顯。在西北山區(qū)，降雨量明顯少于東南平原地區(qū)，雖然擁有一定林地資源，但水源涵養(yǎng)服務(wù)功能不及東南平原，相應(yīng)地，與其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)協(xié)同關(guān)系也相對較弱。

第二，土壤保持服務(wù)與食物供給之間呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系，這種權(quán)衡關(guān)系在東南平原地區(qū)表現(xiàn)更為顯著。一方面，東南平原地區(qū)城鎮(zhèn)化程度相對較高，對于食物供給的需求更高，平原地區(qū)也有更廣闊的耕地面積，因此在土地利用的時候偏向于土地用于食物供給，土壤保持服務(wù)則相對弱化。

第三，近年來，西北山區(qū)的NPP服務(wù)和食物供給服務(wù)之間從原來的協(xié)同關(guān)系轉(zhuǎn)向為權(quán)衡關(guān)系，意味著森林資源豐富的西北山區(qū)隨著城鎮(zhèn)化開發(fā)進程的加快，已經(jīng)出現(xiàn)占用林地資源用于食物供給的趨勢，生態(tài)資源和生態(tài)環(huán)境受到了不良影響。

3 討 論

在生態(tài)文明建設(shè)的指導(dǎo)方針下，人們對生態(tài)環(huán)境日益重視，逐漸改變了以犧牲環(huán)境為代價的經(jīng)濟發(fā)展模式，探索生態(tài)與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)道路。分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與社會經(jīng)濟發(fā)展之間的空間權(quán)衡與協(xié)調(diào)性，是優(yōu)化區(qū)域布局，降低空間差異性，提升區(qū)域公平可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。近年來，作為承接長江經(jīng)濟帶產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的安慶都市圈的城鎮(zhèn)化速度不斷加快，耕地、林地、草地的面積在不斷縮小，建設(shè)用地不斷擴大，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生巨大變化，成為考量生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與社會經(jīng)濟發(fā)展如何協(xié)同發(fā)展的獨特窗口。本研究選取了4種類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，為更精細尺度的空間布局優(yōu)化方案提供戰(zhàn)略性參考意見。

結(jié)果表明，安慶都市圈生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)呈現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，其原因是安慶都市圈內(nèi)靠近山區(qū)林地以及靠近河流流域的生態(tài)資源具有較高的生態(tài)價值，但是經(jīng)濟開發(fā)程度不足。城鎮(zhèn)化較高的發(fā)展地區(qū)，受人類活動和土地開發(fā)利用的影響，部分類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有所下降。在安慶都市圈承接長三角工業(yè)發(fā)展的背景下，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不協(xié)調(diào)發(fā)展的區(qū)域面積將進一步加大。在人類土地利用不斷變化的背景下，研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受到城鎮(zhèn)化進程的影響。

基于以上結(jié)果，本研究對不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的優(yōu)化發(fā)展提供相應(yīng)的對策建議：一是在都市圈土地利用管理過程中，應(yīng)當(dāng)高度重視人類開發(fā)和利用不同土地類型對于生態(tài)系統(tǒng)帶來的影響，尤其注意對土壤保持服務(wù)和水源涵養(yǎng)服務(wù)產(chǎn)生的影響；二是應(yīng)當(dāng)提高土地的利用效率，強化集約化經(jīng)營，嚴(yán)格控制城鎮(zhèn)區(qū)域?qū)τ谏鷳B(tài)區(qū)域的侵占，減少因建設(shè)用地的低效、無序的擴張引起的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的下降；三是建立合理的流域生態(tài)補償機制，針對林地、草地等生態(tài)區(qū)域出臺相關(guān)有針對性的政策，完善區(qū)域的生態(tài)修復(fù)，加強生態(tài)用地的生態(tài)修復(fù)工作，進一步加強生態(tài)保護區(qū)域的識別，對重點生態(tài)功能要素進行重點保護。四是堅持“山水林田湖草”全域開發(fā)，以整全的生態(tài)視角對生態(tài)要素進行開發(fā)和利用，減少破碎化、分割式的開發(fā)方式。

對于都市圈的城鎮(zhèn)化區(qū)域而言，應(yīng)當(dāng)充分借鑒生態(tài)-經(jīng)濟耦合發(fā)展的區(qū)域模式，分階段劃定城鎮(zhèn)發(fā)展核心區(qū)和副中心區(qū)，對都市圈不同區(qū)域之間進行聯(lián)動協(xié)同發(fā)展，達到區(qū)域優(yōu)勢互補，最大程度激發(fā)不同區(qū)域之間的發(fā)展?jié)摿?，凸顯區(qū)域發(fā)展特色，使得都市圈實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。除此之外，應(yīng)當(dāng)積極探索生態(tài)化的城鎮(zhèn)發(fā)展示范片，在生態(tài)文明背景下堅持綠色發(fā)展和現(xiàn)代化發(fā)展模式，努力發(fā)揮出生態(tài)環(huán)境質(zhì)量優(yōu)勢，為經(jīng)濟發(fā)展增加動能。最后，都市圈的產(chǎn)業(yè)需要實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型和全面升級，從多維度考核社會經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)都市圈在城鎮(zhèn)化過程中實現(xiàn)生態(tài)和經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展。

本研究的不足之處在于，對于未來生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的變化缺乏實際政策和具體舉措的模擬。在不同開發(fā)或者保護情景下，生態(tài)系統(tǒng)會因為人類采取的不同政策而發(fā)生重大改變。因此，在接下來的研究中，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)補充地方政府的政策因素，探究人類社會文化和制度變遷對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響。此外，本研究只選取了重要的幾項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，今后應(yīng)當(dāng)增加文化服務(wù)和支持服務(wù)的研究。

4 結(jié) 論

本研究以安慶都市圈為研究區(qū)域，利用相關(guān)模型測算土壤保持、水源涵養(yǎng)、NPP服務(wù)和食物供給等四種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，并使用相關(guān)分析法探究其時空演變特征，以及不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系，得到以下主要結(jié)論：

1)從時間尺度上看，2000年以來，安慶都市圈的食物供給服務(wù)呈現(xiàn)明顯的增長趨勢，水源涵養(yǎng)服務(wù)基本保持穩(wěn)定，NPP服務(wù)略有增長，土壤保持服務(wù)在2000—2010年增長較快，2010年以后較為保持在較為穩(wěn)定的狀態(tài)。

2)從權(quán)/衡協(xié)同關(guān)系來看，水源涵養(yǎng)服務(wù)與NPP服務(wù)之間的協(xié)同關(guān)系最強，土壤保持服務(wù)與食物供給服務(wù)之間呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系。

3)從未來預(yù)測來看，2030年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡關(guān)系在減弱，協(xié)同關(guān)系在增強。安慶都市圈在未來城市建設(shè)和發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)考慮在生態(tài)文明建設(shè)背景下，在保障食物供給的過程中充分保障其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮，推動區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。