王兆峰,許 靜

湖南師范大學(xué)旅游學(xué)院,長(zhǎng)沙 410081

黨的十九大報(bào)告針對(duì)改善生態(tài)環(huán)境目標(biāo)明確指出,逐步建立并實(shí)行國(guó)土空間開發(fā)保護(hù)制度,積極改善主體功能區(qū)配套政策,傾力打造國(guó)家公園系列的自然保護(hù)地[1]。自國(guó)家公園體制試點(diǎn)方案推行以來,各試點(diǎn)區(qū)嚴(yán)格遵守國(guó)土空間用途管制,履行生態(tài)修復(fù)保護(hù)之策,切實(shí)踐行退耕還林還草、生態(tài)廊道建設(shè)、礦山生態(tài)修復(fù)等一系列生態(tài)保護(hù)工作,近年來取得顯著成效,林草植被覆蓋率顯著提高,生物多樣性大幅增加,生態(tài)服務(wù)功能日益增強(qiáng),國(guó)家公園的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折[2]。其中三江源國(guó)家公園的草地覆蓋率、產(chǎn)草量指標(biāo)相較于十年前分別提高了11%、30%以上,水源涵養(yǎng)量年均增幅達(dá)6%以上[3]。作為判斷生態(tài)環(huán)境變化的重要指標(biāo)之一,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ESV)已經(jīng)被當(dāng)今科學(xué)普遍接受[4],其意指用經(jīng)濟(jì)法量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和自然資本。土地利用(LUCC)過程是生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的部分,而土地利用演變是土地利用過程中重要一環(huán)。“土地利用演變”一詞最初起源于Graingera[5],土地利用演變是指隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展變化,土地利用類型也會(huì)隨時(shí)間序列的變遷發(fā)生相應(yīng)改變[6—7]。土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值二者間關(guān)系甚密,土地利用的類型、格局、強(qiáng)度可對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能產(chǎn)生直接或間接的影響[8—9],如土地利用演變可對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行部分調(diào)整,使得水循環(huán)、碳氮循環(huán)和土壤更新等生態(tài)過程發(fā)生變化,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)一步發(fā)生變化[10]。因此,研究土地利用演變對(duì)國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響及二者間的相互關(guān)系對(duì)國(guó)家公園的規(guī)劃管理具有重要的指導(dǎo)意義[11—12]。

系統(tǒng)梳理國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),研究?jī)?nèi)容已從LUCC對(duì)ESV的影響[13—14]、不同LUCC情景預(yù)測(cè)下的ESV評(píng)估[15]向二者的交叉敏感性[16]、基于ESV的土地利用格局構(gòu)建[17]、權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系[18—19]等深層次問題拓展；研究方法多采用單位面積價(jià)值當(dāng)量因子[20—21]方法,也有少部分研究涉及單位服務(wù)功能價(jià)格[22]、情景預(yù)測(cè)[21—22]、相關(guān)分析[23]、回歸分析[24]等方法；研究尺度大多為省域[25]、經(jīng)濟(jì)帶[26]、城市群[21]等中宏觀層面；相關(guān)研究均表明土地利用演變不僅深刻地影響著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值綜合水平[27—28],且對(duì)不同類別的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響程度也不同[29—30]。國(guó)家公園的生態(tài)系統(tǒng)具有原真性和完整性,已被納入生態(tài)紅線管控范圍,因此對(duì)國(guó)家公園土地利用演變對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響特征及規(guī)律進(jìn)行剖析,可促進(jìn)國(guó)家公園生態(tài)環(huán)境的保護(hù)及優(yōu)化,推進(jìn)生態(tài)文明體制建設(shè),實(shí)現(xiàn)國(guó)家公園可持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)有研究雖較為成熟,但仍存在些許不足：(1)在數(shù)據(jù)來源上,相關(guān)研究的數(shù)據(jù)較為陳舊,缺乏近年來土地利用動(dòng)態(tài)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響特征研究,難以反映國(guó)家公園現(xiàn)狀,不利于今后的土地利用、生態(tài)環(huán)境等方面管理規(guī)劃。(2)在研究?jī)?nèi)容上,現(xiàn)有研究多關(guān)注不同地類演變的總量對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響,而忽略了不同地類間凈轉(zhuǎn)型的影響,因此缺乏土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響規(guī)律及趨勢(shì)研究。

綜上所述,本文將從以下幾方面進(jìn)行完善：(1)選取2000—2020年土地利用遙感數(shù)據(jù)對(duì)研究區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行研究,真實(shí)有效地反映研究區(qū)域土地利用演變與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間的關(guān)系。(2)采用交叉敏感性系數(shù)研究不同地類間凈轉(zhuǎn)型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響強(qiáng)度,進(jìn)而對(duì)其影響規(guī)律及趨勢(shì)歸納總結(jié),為國(guó)家公園或同類型自然保護(hù)地管理規(guī)劃提供理論依據(jù)。鑒于此,本文以三江源國(guó)家公園為研究對(duì)象,搜集青海省土地利用和相關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),采用謝高地等[31]的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值修正模型對(duì)研究時(shí)段內(nèi)的ESV進(jìn)行測(cè)算,并結(jié)合GIS技術(shù)表征其空間特征,進(jìn)一步使用路昌等[16]新改進(jìn)的交叉敏感性系數(shù)體現(xiàn)三江源國(guó)家公園的LUCC對(duì)ESV的影響趨勢(shì)及變化規(guī)律,以期豐富LUCC對(duì)ESV影響機(jī)理的現(xiàn)有相關(guān)研究理論,為三江源國(guó)家公園土地用途管制及生態(tài)環(huán)境的改善提供決策參考。

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 研究區(qū)概況

三江源國(guó)家公園位居青藏高原腹地,隸屬青海省南部,長(zhǎng)江、黃河和瀾滄江三江均發(fā)源于此,擁有“中華水塔”的美譽(yù),對(duì)青海省的生態(tài)文明建設(shè)具有突出影響。園區(qū)按三江發(fā)源地可分為長(zhǎng)江源、黃河源以及瀾滄江源三個(gè)分園(圖1),面積約占12.31萬km2。按地區(qū)所覆蓋的植被來看,三江源國(guó)家公園屬于青藏高原高寒草甸區(qū)向高寒荒漠區(qū)的過渡區(qū),必要時(shí)可為全國(guó)其他地區(qū)補(bǔ)給淡水資源。三江源國(guó)家公園提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)多樣,主要有水源涵養(yǎng)、氣候調(diào)節(jié)、土壤保持與生物多樣性,長(zhǎng)江源、黃河源園區(qū)提供的主要服務(wù)類別與整體園區(qū)較為一致,而瀾滄江園區(qū)還兼有氣體調(diào)節(jié)的服務(wù)功能,因此三江源國(guó)家公園不僅是國(guó)家生態(tài)安全的重要屏障,亦是中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的高地。但該地區(qū)自然狀況不容樂觀,生態(tài)系統(tǒng)安全性極其薄弱,加上近百年土地利用不合理,使得三江源地區(qū)冰川退縮、水土流失加劇、水源涵養(yǎng)能力有所衰減,對(duì)長(zhǎng)江、黃河、瀾滄江流域有關(guān)地區(qū)的生態(tài)安全造成極大威脅[32]。因此,識(shí)別三江源國(guó)家公園土地利用演變對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響,不僅有利于局地自然生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù),更有利于長(zhǎng)江、黃河、瀾滄江三大流域中、下游地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的可持續(xù)利用。

圖1 研究區(qū)概況Fig.1 Overview of the study area

1.2 研究方法

1.2.1生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)修正與價(jià)值計(jì)算

(1)單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)作物產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值測(cè)算

為避免農(nóng)作物價(jià)格波動(dòng)對(duì)價(jià)值總量產(chǎn)生的影響,參照《青海省國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)—2005》,青海省主要農(nóng)作物包含小麥、玉米、豆類、馬鈴薯及油料,本文以當(dāng)?shù)馗鬓r(nóng)作物2005年的收購(gòu)價(jià)格為基準(zhǔn),計(jì)算出青海省主要農(nóng)作物平均單產(chǎn)價(jià)值,一個(gè)當(dāng)量因子的價(jià)值量是上述農(nóng)作物單產(chǎn)價(jià)值的1/7,其計(jì)算模型如下：

(1)

式中,Va表示青海省單位面積農(nóng)田種植該地某種農(nóng)作物時(shí)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(元/hm2)；i表示青海省農(nóng)作物種類,共計(jì)五類；pi表示某年第i種農(nóng)作物在青海省的收購(gòu)價(jià)(元/t)；qi表示青海省每年第j種農(nóng)作物1單位面積的產(chǎn)量(t/hm2)；ai表示青海省第i種農(nóng)作物的總種植面積(hm2)；A表示青海省五類農(nóng)作物種植總面積(hm2)。

(2)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)修正

結(jié)合三江源國(guó)家公園土地利用地圖,可將其分為林地、草地、水體、建設(shè)用地和未利用地五種地類,但建設(shè)用地對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響具備累積性的特點(diǎn),其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值難以完全量化[33],因此,本文研究涉及林地、草地、水體、荒漠這四類土地利用類型。經(jīng)過上述步驟可確定青海省單位面積農(nóng)田栽種相應(yīng)農(nóng)作物時(shí)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,參照謝高地等提出的“中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表”[31],對(duì)三江源國(guó)家公園的ESV系數(shù)進(jìn)行修正,計(jì)算公式如下：

VEij=CijVai,j=1,2,…n

(2)

式中,VEij表示三江源國(guó)家公園內(nèi)第i種生態(tài)系統(tǒng)包含的第j種生態(tài)服務(wù)功能的ESV系數(shù)(元/hm2)；Cij表示三江源國(guó)家公園內(nèi)第i種生態(tài)系統(tǒng)包含的第j種服務(wù)功能相較于青海省1單位面積農(nóng)田經(jīng)濟(jì)價(jià)值；i表示三江源國(guó)家公園內(nèi)存在的生態(tài)系統(tǒng)類型；j表示三江源國(guó)家公園每種生態(tài)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的服務(wù)功能；Va表示青海省1單位面積農(nóng)田栽種農(nóng)作物時(shí)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(元/hm2),修正結(jié)果如表1所示。

表1 修正后的不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值/(元/hm2)

(3)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

計(jì)算公式[34]：

ESV=∑AkEk

(3)

式中,ESV表示三江源國(guó)家公園的總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(元/a)；Ak表示三江源國(guó)家公園內(nèi)k地類的面積(hm2)；Ek表示1單位面積的k地類對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(元 hm-2a-1)。

1.2.2區(qū)域差異性

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相對(duì)變化率是三江源國(guó)家公園內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化量與土地利用面積變化量之間的比率[35]。

(4)

式中,L表示相對(duì)變化率；LM、LN分別表示部分區(qū)域、整體區(qū)域變化率；Ma、Mb分別表示部分區(qū)域初期與末期ESV；Na、Nb分別表示整體區(qū)域初期與末期ESV。

當(dāng)|L|≥1時(shí),表明部分區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化量比整體區(qū)域多。其中,若L≥1,表明部分區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化趨勢(shì)與整體區(qū)域反向；若L≤-1,表明部分區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化趨勢(shì)與整體區(qū)域同向。

當(dāng)|L|<1時(shí),表明部分區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化量比整體區(qū)域少。若-1

1.2.3交叉敏感性系數(shù)

交叉敏感性系數(shù)表示兩種不同的土地利用類型間的凈轉(zhuǎn)化量(即兩地類間的轉(zhuǎn)換面積之差)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的促進(jìn)或抑制程度。通常土地利用演變過程存在雙向性,因此不同地類之間的凈轉(zhuǎn)型才導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值產(chǎn)生實(shí)際變化。計(jì)算公式[16]如下：

(5)

式中,Pcicskt表示三江源國(guó)家公園內(nèi)第k種土地利用類型變換為第t種土地利用類型時(shí)對(duì)應(yīng)的交叉敏感性系數(shù)；Vck表示三江源國(guó)家公園第k種土地利用類型對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子；Vct表示三江源國(guó)家公園第t種土地利用類型對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子；△Skt表示三江源國(guó)家公園k地類與t地類之間的凈轉(zhuǎn)換量；△PESV表示研究時(shí)段內(nèi)三江源國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化量。若該交叉敏感性系數(shù)大于0,反映了兩地類之間的凈轉(zhuǎn)型與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化量呈正相關(guān),具備促進(jìn)作用；反之,兩者存在負(fù)相關(guān)關(guān)系,具備抑制作用。交叉敏感性系數(shù)的絕對(duì)值越大,代表生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)兩地類間的凈轉(zhuǎn)型越敏感；反之,則越不敏感。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本文所使用的各期土地利用數(shù)據(jù)(2000、2005、2010、2015、2020年)均來自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心(www.resdc.cn),數(shù)據(jù)的制作是經(jīng)過人工目視解譯各期Landsat TM/ETM遙感影像,本研究所下載的遙感影像的空間分辨率為1000 m。5個(gè)時(shí)期所對(duì)應(yīng)的青海省農(nóng)作物種植總占地面積、主要農(nóng)作物的占地面積、產(chǎn)量及均價(jià)等數(shù)據(jù)取自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《青海統(tǒng)計(jì)年鑒》、《青海省國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》,部分缺失數(shù)據(jù)由相鄰省份的平均值代替。

2 結(jié)果分析

2.1 土地利用變化分析

三江源國(guó)家公園的土地利用類型主要包括草地、水體以及荒漠,占土地總面積的99%以上。采用土地利用動(dòng)態(tài)度公式[36]對(duì)三江源國(guó)家公園2000—2020年的土地利用演變情況進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)20年間三江源國(guó)家公園土地利用類型的面積發(fā)生大幅度變化(表2),其中,草地、水體、荒漠的變化幅度較大。水體面積變化呈持續(xù)性增加的特征,20年間變化速率最大的時(shí)段在2015—2020年,升高了13.80%。其次是荒漠,20年間荒漠面積連年下降,變動(dòng)幅度最大的時(shí)段也在2015—2020年間,下降了11.8%。草地的面積在2000—2010年間未發(fā)生顯著變化,面積占比浮動(dòng)在56.87%左右,浮動(dòng)率甚微,但在2010—2015年草地面積下降了6252.81 hm2,2015—2020年出現(xiàn)明顯的增加,增加了7.5%。按地類轉(zhuǎn)移方向來看,研究地土地利用類型間的轉(zhuǎn)移以荒漠、草地、水體三者間的兩兩互換為主。2000—2005年,長(zhǎng)江源園區(qū)內(nèi)大片荒漠面積轉(zhuǎn)變?yōu)樗w,且呈斑塊狀分布；2005—2010年間土地利用類型轉(zhuǎn)移方向與前5年存在一定的對(duì)稱性,但變化幅度并無2000—2005年明顯；2010—2015年地類轉(zhuǎn)移方向和變化幅度與2000—2005年大致相同,2015—2020年地類轉(zhuǎn)移方向與2000—2005年、2010—2015年均相同,但轉(zhuǎn)移幅度遠(yuǎn)超2000—2005年、2005—2010年、2010—2015年三個(gè)階段(圖2),此現(xiàn)象與2017年《三江源國(guó)家公園的總體規(guī)劃》相關(guān)。三江源國(guó)家公園近年來的年降水量呈逐漸增加態(tài)勢(shì),因此水體面積的增加或與此地區(qū)的降水量增加存在一定的關(guān)系。

表2 土地利用變化

圖2 2000—2020年土地利用類型演變Fig.2 Evolution of land use types from 2000 to 2020

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分析

2.2.1生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)間變化分析

研究時(shí)段內(nèi),三江源國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值由2000年的1020.74億元增加到2020年的1126.18億元,20年間增加了105.44億元,增加率為10.33%(表3)。就生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值大小而言,草地>水體>荒漠>林地,其中草地和水體的經(jīng)濟(jì)價(jià)值對(duì)三江源國(guó)家公園的總體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值具有較大影響,結(jié)合表2可知,草地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)整體區(qū)域的貢獻(xiàn)較大的原因在于研究區(qū)域內(nèi)草地的面積占比高達(dá)56%；水體的面積占比雖不高,但在研究時(shí)段內(nèi)水體面積大幅增加且水體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)較大(表1),因此水體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)整體區(qū)域的貢獻(xiàn)也較大。從研究區(qū)域來看,草地和水體兩地類在研究區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值方面扮演著重要的角色。

在研究細(xì)分的四個(gè)時(shí)段內(nèi),2000—2005年間,草地、荒漠的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別降低了0.18、0.05億元,而水體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加量為6.45億元,變化幅度較大；2005—2010年間,草地和水體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈現(xiàn)升高的特征,增加量分別為0.13、1.46億元,荒漠的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值降低了0.02億元,這5年間不同土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化幅度較小；2010—2015年間,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈走高趨勢(shì),變化量高達(dá)16.23億元,其中,草地、水體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別升高了0.52、15.83億元,荒漠的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值則降低了0.12億元；2015—2020年間,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值大幅升高,升高量是前5年的3.43倍,主要是此研究階段草地面積突增導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值大幅變化。從細(xì)分的4個(gè)研究時(shí)段來看,4個(gè)時(shí)段整體區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值大多呈現(xiàn)升高的態(tài)勢(shì),其中,2015—2020年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增幅最大,2005—2010年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化幅度不大。從不同土地利用類型來看,4個(gè)不同時(shí)段草地、水體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均對(duì)整體區(qū)域做出了相應(yīng)的貢獻(xiàn),一方面是因?yàn)?000—2020年間三江源地區(qū)降水量增加,使三江源地區(qū)水體流量日漸豐沛[37]；另一方面與2015—2020年《三江源國(guó)家公園總體規(guī)劃》中——以中低蓋度草地的保護(hù)和修復(fù)為主的條例休戚相關(guān)[38]。

表3 不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及變化/億元

2.2.2生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間變化分析

在研究時(shí)段內(nèi),黃河源、長(zhǎng)江源園區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值一直呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)(圖3),黃河源的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值由2000年的203.46億元上升到2020年的227.76億元,增加了24.3億元,相對(duì)變化率|L|<1且0黃河源園區(qū)>瀾滄江園區(qū)。

圖3 2000—2020年三江源國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值專題地圖Fig.3 Thematic map of ecosystem service value of Sanjiangyuan National Park region from 2000 to 2020

由圖3可知,2000—2020年三江源國(guó)家公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體發(fā)展態(tài)勢(shì)良好,但區(qū)域差異性顯著,總體呈現(xiàn)東南高、西北低的分布特征,這與三江源國(guó)家公園溫濕氣候的空間格局為沿西北—東南方向的正溫濕梯度的特征密不可分。就單個(gè)園區(qū)而言,長(zhǎng)江源園區(qū)單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值差異較大,低值區(qū)成片分布,主要集中于長(zhǎng)江源西北部和北部；高值區(qū)鑲嵌其中,分布狀破碎,但大都位于西北部；中值區(qū)主要遍布于南部。瀾滄江源園區(qū)內(nèi)部地區(qū)差異性較小,大多屬于中值區(qū)。黃河源園區(qū)地區(qū)差異相比于長(zhǎng)江源園區(qū)較小,中值區(qū)成片分布,高值區(qū)與低值區(qū)鑲嵌其中,高值區(qū)分布較集聚,位于黃河源西北部,低值區(qū)所占面積不多,分布廣泛,呈支離破碎狀?？傮w而言,三江源國(guó)家公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體呈現(xiàn)升高趨勢(shì),說明研究期內(nèi)隨著土地利用類型的演變,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日漸合理化,但其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間差異大,具體表現(xiàn)為沿西北—東南一線生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值遞增。

2.2.3土地利用演變對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響

結(jié)合上述分析來看,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化與土地利用演變存在顯著的相關(guān)性。2000—2005年三江源國(guó)家公園部分荒漠面積轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸睾退w,致使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加；2005—2010年水體和草地面積增加量較少,因此其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值雖升高,但相較于前5年和后5年,增加率有所降低；2010—2020年水體、草地面積驟增，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值大幅增加。總體來看,土地利用演變對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的提升及生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理化做出了一定的貢獻(xiàn)。

為進(jìn)一步研究土地利用演變對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響強(qiáng)度,本文采用交叉敏感性系數(shù)來揭示不同地類間的凈轉(zhuǎn)型的影響強(qiáng)度?？傮w來看,研究時(shí)段內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)水體與其它地類之間的凈轉(zhuǎn)型較敏感,其中對(duì)水體與荒漠之間的凈轉(zhuǎn)型最敏感,其絕對(duì)值基本都大于1,2000—2005年間荒漠向水體1%的轉(zhuǎn)換率致使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值提升4.8%；2005—2010年水體向荒漠1%的轉(zhuǎn)換率使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值產(chǎn)生8.36%的虧損；2010—2015年荒漠向水體1%的轉(zhuǎn)換率,致使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值產(chǎn)生0.86%的盈余。表4數(shù)據(jù)表明水體與荒漠之間的凈轉(zhuǎn)型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化具有極強(qiáng)的促進(jìn)或抑制作用,而且水體變荒漠比荒漠變水體所產(chǎn)生的影響更大。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)水體與草地間的凈轉(zhuǎn)型敏感性較弱,絕對(duì)值基本都在1附近,2000—2005年間草地向水體轉(zhuǎn)換1%,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值產(chǎn)生0.9%的盈余；2005—2010年間水體向草地1%的轉(zhuǎn)換率致使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值虧損1.4%；2010—2015年草地向水體轉(zhuǎn)換1%,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值則產(chǎn)生0.15%的盈余。交叉敏感性系數(shù)顯示水體變草地所產(chǎn)生的抑制作用比草地變水體所產(chǎn)生的促進(jìn)作用對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響更大?；哪c草地之間的凈轉(zhuǎn)型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化缺乏彈性?？傮w來看,土地利用轉(zhuǎn)型跨度愈大,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響就愈強(qiáng)。

由于本文所用的交叉敏感性系數(shù)是采用兩地類之間的凈轉(zhuǎn)型衡量生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化,因此交叉敏感性系數(shù)具有對(duì)稱性,即兩地類之間互相轉(zhuǎn)換的交叉敏感性系數(shù)的絕對(duì)值相等,但作用方向相反。由表4可知,2000—2020年水體與荒漠、水體與草地、荒漠與草地間凈轉(zhuǎn)型的交叉敏感性系數(shù)均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。結(jié)合交叉敏感性的對(duì)稱性,與2005—2010年的水體面積縮小相比,水體向草地、荒漠轉(zhuǎn)換的敏感性不斷增加,表明水體驟減對(duì)三江源國(guó)家公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響強(qiáng)度日益增加,生態(tài)矛盾日益尖銳。與2010—2015年的水體面積擴(kuò)大和2015—2020年草地面積大幅增加相比,相應(yīng)敏感性系數(shù)的減少也能說明隨著水體、草地面積增加,生態(tài)環(huán)境得到改善,在一定程度上可以減緩?fù)恋乩醚葑儗?duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響強(qiáng)度,生態(tài)結(jié)構(gòu)日趨合理化,且生態(tài)系統(tǒng)合理化水平越高,土地利用演變對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響就越低。

表4 不同地類凈轉(zhuǎn)型的交叉敏感性系數(shù)

3 結(jié)論與討論

本文采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值修正模型對(duì)三江源國(guó)家公園2000—2020年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行測(cè)算,并分析比較三江源國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值發(fā)展態(tài)勢(shì)及區(qū)域差異性,揭示了不同地類之間的轉(zhuǎn)型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的作用方向及影響強(qiáng)度,主要結(jié)論如下：

(1)總體來看,20年間三江源國(guó)家公園的土地利用演變主要以水體面積的大幅增加和荒漠面積的大幅減少為主,土地利用類型變化呈現(xiàn)“荒漠變水體、草地”的特征,但兩地類之間轉(zhuǎn)換存在“反復(fù)”現(xiàn)象。從空間變化方面來看,土地利用類型變化以長(zhǎng)江源園區(qū)西北部和北部變化較顯著,黃河源園區(qū)的西北部次之。

(2)從研究時(shí)段來看,2000—2020年三江源國(guó)家公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈現(xiàn)不斷升高的態(tài)勢(shì),就各地類代表的經(jīng)濟(jì)價(jià)值大小而言,草地>水體>荒漠>林地,其中草地和水體兩地類所代表的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在整體占比中貢獻(xiàn)較大,結(jié)合20年間土地利用類型的變化以荒漠變水體、草地為主,發(fā)現(xiàn)土地利用類型的演變與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的水平休戚相關(guān)。

(3)從空間來看,20年間三江源國(guó)家公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),但三江源國(guó)家公園內(nèi)部差異性顯著,主要表現(xiàn)為從西北向東南遞增。從價(jià)值變化率來看,三個(gè)園區(qū)與整個(gè)研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化態(tài)勢(shì)同向,但變化幅度低于整個(gè)研究區(qū)域,按生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增幅大小排序：長(zhǎng)江源>黃河源>瀾滄江源。就區(qū)域內(nèi)部差異性而言,長(zhǎng)江源園區(qū)差異性最明顯,黃河源園區(qū)次之,瀾滄江源園區(qū)區(qū)域差異較小。

(4)按交叉敏感性系數(shù)的絕對(duì)值排序：荒漠與水體>草地與水體>荒漠與草地,地類間轉(zhuǎn)型跨度越大,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響就越深。一般情況下,荒漠向水體、草地的轉(zhuǎn)型及草地向水體的轉(zhuǎn)型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的增加起促進(jìn)作用；水體變荒漠、草地及草地變荒漠則抑制生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值水平的提升。研究期內(nèi)敏感性系數(shù)呈現(xiàn)先升高后降低的特征,一方面表明水體、草地景觀在三江源國(guó)家公園的生態(tài)作用日益重要,另一方面表明三江源國(guó)家公園的生態(tài)結(jié)構(gòu)朝著日漸合理化的方向發(fā)展。

三江源國(guó)家公園土壤屬于青南高原山土區(qū)系,土地利用類型較易受侵蝕作用、水土流失影響,轉(zhuǎn)變?yōu)榛哪仡?加劇生態(tài)惡化。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值發(fā)生變化時(shí),土地利用演變對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響程度也會(huì)發(fā)生變化,即生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值升高會(huì)減弱土地利用類型演變對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響；反之,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值降低則會(huì)增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)土地利用變化的敏感性。草地是保持水土、維持三江源國(guó)家公園生態(tài)健康的重要基礎(chǔ)。因此,三江源國(guó)家公園應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)保持力度,嚴(yán)格落實(shí)退牧還草工程,避免草場(chǎng)退化,與此同時(shí)篩選培育出抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性好的草種,進(jìn)一步加強(qiáng)三江源國(guó)家公園的草地覆蓋率,以此提升園區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,改善生態(tài)狀況。此外,從三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值水平來看,長(zhǎng)江源園區(qū)內(nèi)部差異大,荒漠面積較多,需在荒漠地帶種植耐旱、深根系植物,改變園區(qū)內(nèi)土地利用類型,以縮小長(zhǎng)江源園區(qū)內(nèi)部差異。因三江源國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱,氣候變化對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值存在一定的影響,通過土地利用類型演變提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值后,生態(tài)環(huán)境也得到相應(yīng)地改善。在此基礎(chǔ)上,氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響是否會(huì)發(fā)生變化,后續(xù)將加強(qiáng)此方面的研究。