張曉燕，馬維艷，何偉軍，盛三化

（三峽大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 宜昌 443002）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了外部性，導(dǎo)致土地利用布局發(fā)生時(shí)空演變，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。在生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展背景下，生態(tài)系統(tǒng)與人類(lèi)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展成為區(qū)域發(fā)展亟須研究和考慮的重要問(wèn)題。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念及估算方法自1997 年COSTANZA 等[1]提出后就備受關(guān)注，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指人類(lèi)以生存為目的從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的利益，主要包括供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)，科學(xué)分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時(shí)空演化特征，對(duì)于認(rèn)識(shí)區(qū)域的生態(tài)現(xiàn)狀、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)具有重要意義[2]。

目前，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究集中在區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算[3]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空演變及驅(qū)動(dòng)分析[4]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需格局[5]、國(guó)土空間生態(tài)安全[6]、碳排放與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的關(guān)系[7]、土地利用對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響[8]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展[9]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城鎮(zhèn)化[10]等方面；在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估和影響因素的研究方面，主要采用當(dāng)量因子法[11]，地理探測(cè)器[12]、地理加權(quán)回歸模型[13]、多元回歸模型[14]、結(jié)構(gòu)方程模型[15]等方法；影響因素主要選取景觀格局指數(shù)[16]、歸一化植被指數(shù)、氣溫、降水量、土壤[4]等內(nèi)部生態(tài)環(huán)境變化因素和人均GDP、城市化水平、人口密度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[17]等外部經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素。

長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊處于國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)、長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)脆弱區(qū)、少數(shù)民族聚集區(qū)、集中連片特困地區(qū)、武陵山區(qū)“五區(qū)合一”的特殊空間地理位置[18]，其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)筑牢長(zhǎng)江流域生態(tài)屏障及科學(xué)評(píng)估該區(qū)域在長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)價(jià)值和功能具有重要意義。本文以長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊42 個(gè)區(qū)縣作為研究對(duì)象，基于當(dāng)量因子法對(duì)其2000—2020 年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，并分析時(shí)空演變特征，采用時(shí)空地理加權(quán)回歸模型分析驅(qū)動(dòng)因素的空間異質(zhì)性特征，以期為長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊建設(shè)過(guò)程中制定針對(duì)性的生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策、協(xié)調(diào)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來(lái)源

長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊包含重慶市涪陵區(qū)、長(zhǎng)壽區(qū)、南川區(qū)、萬(wàn)州區(qū)、梁平區(qū)、城口縣、豐都縣、墊江縣、忠縣、開(kāi)州區(qū)、云陽(yáng)縣、奉節(jié)縣、巫山縣、巫溪縣、黔江區(qū)、武隆區(qū)、石柱縣、秀山土家族苗族自治縣、酉陽(yáng)土家族苗族自治縣、彭水苗族土家族自治縣20 個(gè)區(qū)縣；湖北省宜昌市西陵區(qū)、伍家崗區(qū)、點(diǎn)軍區(qū)、猇亭區(qū)、夷陵區(qū)、遠(yuǎn)安縣、興山縣、秭歸縣、長(zhǎng)陽(yáng)土家族自治縣、五峰土家族自治縣、宜都市、當(dāng)陽(yáng)市、枝江市13 個(gè)區(qū)縣，恩施土家族苗族自治州恩施市、利川市、建始縣、巴東縣、宣恩縣、咸豐縣、來(lái)鳳縣、鶴峰縣8 個(gè)區(qū)縣，以及神農(nóng)架林區(qū)，共計(jì)42 個(gè)區(qū)縣（下文起區(qū)縣用簡(jiǎn)稱(chēng)），范圍及高程如圖1 所示。

圖1 長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊的范圍及高程

本研究土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源與數(shù)據(jù)科學(xué)中心，采用2000 年、2005 年、2010 年、2015 年、2020 年1 km 分辨率的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算，計(jì)算所需的農(nóng)作物產(chǎn)量、農(nóng)作物播種面積、農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格來(lái)源于各區(qū)縣相應(yīng)年份的統(tǒng)計(jì)年鑒和《中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格調(diào)查年鑒》，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源于EPS 數(shù)據(jù)庫(kù)及相應(yīng)年份區(qū)縣的統(tǒng)計(jì)年鑒和統(tǒng)計(jì)公報(bào)，景觀格局指數(shù)在土地利用數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上通過(guò)FRAGSTATS工具軟件計(jì)算得出。

2 研究方法

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能效用的價(jià)值表現(xiàn)形式，可以量化自然生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能[19]。本文基于謝高地等[20]提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當(dāng)量因子法計(jì)算2000—2020 年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，對(duì)當(dāng)量因子的價(jià)值進(jìn)行修正，修正后的長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值如表1 所示。

表1 長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

為消除自然因素和價(jià)格波動(dòng)對(duì)糧食播種面積和價(jià)格的影響，取長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊2000—2020 年糧食市場(chǎng)價(jià)值平均值的1/7 作為當(dāng)量因子價(jià)值。各土地利用類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量的選擇按以下原則：水田、旱地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量直接對(duì)應(yīng)謝高地水田、旱地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量取針葉、針闊混交、闊葉及灌木四種生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值當(dāng)量的均值，草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量對(duì)應(yīng)謝高地灌草叢生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值當(dāng)量，水域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量對(duì)應(yīng)濕地和水系兩種生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值當(dāng)量的均值，未利用土地由于包含沼澤地和裸巖石質(zhì)地，因此對(duì)應(yīng)濕地和荒漠兩種生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值當(dāng)量的均值，建設(shè)用地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值不予考慮。

在表1 的基礎(chǔ)上，參考金聲甜等[21]的研究，根據(jù)各土地利用類(lèi)型的面積可計(jì)算長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，公式如下：

式中：ESV為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量，ESVf為第f種生態(tài)服務(wù)功能的價(jià)值量，Ai為第i種土地利用類(lèi)型的面積，VCi為第i種土地利用類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)，VCif為第i種土地利用類(lèi)型的第f種生態(tài)服務(wù)功能的價(jià)值量。

2.2 空間相關(guān)性分析

全局莫蘭指數(shù)檢驗(yàn)整個(gè)研究區(qū)域中鄰近地區(qū)間是相似、相異（空間正相關(guān)、負(fù)相關(guān)），還是相互獨(dú)立的。計(jì)算公式如下[22]：

式中：Wij為空間權(quán)重矩陣，xi和xj分別表示區(qū)縣i、j的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量，為平均值，n為區(qū)縣單元總數(shù)，S2為方差。Moran’sI＞0 時(shí)表示存在空間正相關(guān)，Moran’sI＜0 時(shí)表示存在空間負(fù)相關(guān)，Moran’sI=0 時(shí)表示不存在空間自相關(guān)。

局部莫蘭指數(shù)用來(lái)檢驗(yàn)局部地區(qū)是否存在相似或相異的觀察值聚集在一起，區(qū)域i的局部莫蘭指數(shù)用來(lái)度量區(qū)域i和它相鄰區(qū)域之間的關(guān)聯(lián)程度，計(jì)算公式如下：

式（3）中的符號(hào)含義與全局莫蘭指數(shù)相同。正的Ii表示一個(gè)高值被高值包圍，或者一個(gè)低值被低值包圍，負(fù)的Ii表示一個(gè)低值被高值包圍，或者一個(gè)高值被低值包圍，Ii=0 表示隨機(jī)分布。

2.3 時(shí)空地理加權(quán)回歸模型

地理加權(quán)回歸模型是普通線性回歸模型的擴(kuò)展，將數(shù)據(jù)的地理位置納入到回歸參數(shù)中為樣本構(gòu)建局部回歸方程，更好的測(cè)度回歸參數(shù)的真實(shí)空間特征[23]。而時(shí)空地理加權(quán)回歸模型在考慮空間異質(zhì)性的基礎(chǔ)上，引入了時(shí)間維度，能有效處理時(shí)空非平穩(wěn)性[24]，計(jì)算公式如下[25]：

式中：(ui,vi,ti)為第i個(gè)樣本點(diǎn)的時(shí)空坐標(biāo)，xik為樣本點(diǎn)i在第k個(gè)自變量x的觀測(cè)值，εi為誤差項(xiàng)。

估計(jì)方法如下：

其中，空間權(quán)重矩陣W的元素計(jì)算由空間帶寬、核函數(shù)、距離計(jì)算公式3 個(gè)因素確定，本文基于自適應(yīng)帶寬、高斯核函數(shù)和歐式距離構(gòu)建，并以AICc 準(zhǔn)則來(lái)確定。

3 結(jié)果與分析

3.1 長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊土地利用變化分析

通過(guò)對(duì)2000—2020 年五期土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理，得到長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊2000 年、2005 年、2010 年、2015 年、2020 年5 個(gè)年份的土地利用面積及變化情況（表2）。由表2 可知，長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊中，就各土地利用類(lèi)型占比來(lái)看，占比最高的為森林，到2020 年約占60%，其次是旱地，約占20%，然后是草地，在2000—2015 年約占13%，2015—2020年占比下降至10%，而水田、水域、建設(shè)用地和未利用土地占比較低，分別約占8%、1%、1%和0%，總體來(lái)看，森林面積＞旱地面積＞草地面積＞水田面積＞水域面積＞建設(shè)用地面積＞未利用土地面積。

表2 長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊各土地利用類(lèi)型面積及占比

就用地類(lèi)型面積變化情況來(lái)看，森林面積在2000—2015 年基本持平，在2015—2020 年有所增加；草地面積在2000—2015 年基本持平，在2015—2020 年有所減少；水域、建設(shè)用地面積在2000—2020 年呈持續(xù)上升趨勢(shì)；未利用土地面積在2000—2020 年呈先降后增的趨勢(shì)；水田和旱地面積在2000—2015 年持續(xù)減少，在2015—2020 年呈上升趨勢(shì)。

在各用地類(lèi)型中，2000—2020 年變化最快的是建設(shè)用地，變化率為152.61%；其次是未利用土地，變化率為80%；水域面積在研究期間內(nèi)變化適中；森林面積的變化率較??；與此相比，草地、水田、旱地面積的變化率均為負(fù)，且草地面積減少的最快，水田和旱地面積減少相對(duì)緩慢。

根據(jù)五期土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后生成2000—2020 年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型（圖2）。由圖2 可知，森林主要集中在神農(nóng)架林區(qū)以及恩施州的八個(gè)區(qū)縣，草地在整個(gè)研究區(qū)域均有分布，而開(kāi)州、云陽(yáng)、萬(wàn)州、梁平、忠縣、墊江、長(zhǎng)壽、豐都、枝江、當(dāng)陽(yáng)為水田和旱地密集分布的地區(qū)，森林與水田和旱地交替分布的區(qū)縣有涪陵、南川、武隆、黔江、彭水、酉陽(yáng)、秀山，水域延長(zhǎng)江及其支流分布，建設(shè)用地主要分布在萬(wàn)州、恩施、西陵、當(dāng)陽(yáng)、夷陵。

圖2 2000—2020年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型

3.2 長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空演化特征

3.2.1 各用地類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分析

本研究采用中國(guó)科學(xué)院資源與數(shù)據(jù)科學(xué)中心提供的2000 年、2005 年、2010 年、2015 年、2020 年1 km分辨率的中國(guó)土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用ArcGIS10.5 處理后生成相應(yīng)年份的長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)分類(lèi)圖（圖2），并以此計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。表3 為2000—2020 年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊各類(lèi)土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及貢獻(xiàn)率、變化率。

表3 各類(lèi)土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值及貢獻(xiàn)率、變化率

由表3 可知，2000 年、2005 年、2010 年、2015 年、2020 年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別為1 728.78 億元、1 740.34 億元、1 747.60 億元、1 747.28 億元、1 743.09 億元，呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，累計(jì)增加14.31 億元，增長(zhǎng)率為0.83%。2000—2020 年，水田和旱地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈先降后增的趨勢(shì)，分別累計(jì)減少0.25 和0.49 億元；森林的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值持續(xù)上升，累計(jì)增加60.63 億元；草地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)持續(xù)減少，累計(jì)減少82.56 億元；水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值也持續(xù)上升，累計(jì)增加36.89 億元；未利用土地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈先降后增的趨勢(shì)，累計(jì)增加0.11 億元。

就變化率來(lái)看，水田、旱地的變化率由負(fù)轉(zhuǎn)正，森林的變化率僅在2010—2015 年變?yōu)樨?fù)，而草地的變化率基本均為負(fù)，水域的變化率均為正，且在2015—2020年有所增加，未利用土地的變化率僅在2000—2005 年為負(fù)，在2005—2020 年均為正，且在2015—2020 年達(dá)到2%?？傮w來(lái)看，未利用土地在2000—2020 年變化最快，其次是水域、森林，而水田、旱地緩慢變化，草地負(fù)向變化較大。

就各土地利用類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率來(lái)看，森林＞草地＞水域＞旱地＞水田＞未利用土地，其中森林的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率約占總體的71.14%，在2000—2020 年有所上升，草地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率約占總體的15.39%，但在2015—2020 年有所下降，水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率約為6.57%，呈穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì)，而旱地、水田、未利用土地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率約占總體的4.79%、2.10%、0.01%，基本保持不變。

3.2.2 生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值分析

根據(jù)表1 可計(jì)算出長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值（表4）。由表4 可知，長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)從高到低依次為氣候調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)、土壤保持、生物多樣性、氣體調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、美學(xué)景觀、原料生產(chǎn)、食物生產(chǎn)、維持養(yǎng)分、水資源供給，其中氣候調(diào)節(jié)和水文調(diào)節(jié)的功能價(jià)值之和約占價(jià)值總量的50%。2000—2020 年，食物生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、土壤保持、維持養(yǎng)分的功能價(jià)值呈減少趨勢(shì)，原料生產(chǎn)、凈化環(huán)境、美學(xué)景觀的功能價(jià)值呈先增后減趨勢(shì)，相比之下，水資源供給、水文調(diào)節(jié)的功能價(jià)值在逐年增加，生物多樣性的功能價(jià)值則基本保持不變。

表4 生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值

3.2.3 區(qū)縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分析

利用空間分析柵格運(yùn)算，分別按自然斷點(diǎn)法將各年份ESV 劃分為低、較低、中、較高、高五類(lèi)。由此得到2000—2020 年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空變化情況。由圖3 可知，長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較高的地區(qū)主要為森林覆蓋率較高且伴有水域的中部地區(qū)；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中等的地區(qū)集中在研究區(qū)北部和南部，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較低的區(qū)域則為西部和東部邊緣地區(qū)。

圖3 2000—2020年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

為進(jìn)一步明晰2000—2020 年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊42 區(qū)縣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值狀況，在計(jì)算2000—2020 年42 區(qū)縣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值基礎(chǔ)上，通過(guò)自然斷點(diǎn)法將42 區(qū)縣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分為五類(lèi)，得到2000—2020 年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊42 區(qū)縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分解（圖4）。由圖4 可知，2000 年、2005 年、2010 年、2015 年，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值始終排在前十位的是酉陽(yáng)、利川、恩施、長(zhǎng)陽(yáng)、奉節(jié)、夷陵、巫溪、神農(nóng)架、巴東、彭水，而在2020 年，利川和酉陽(yáng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)更加突出；而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值始終排在最后十位的區(qū)縣為枝江、宜都、來(lái)鳳、梁平、長(zhǎng)壽、墊江、點(diǎn)軍、猇亭、西陵、伍家崗，其中墊江、西陵始終處于較低的排位；其余區(qū)縣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值處于中等排位，在近20 年間變化不大。

圖4 2000—2020年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊42區(qū)縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分解/億元

由表5 可知，在研究區(qū)42 個(gè)區(qū)縣中，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增長(zhǎng)較快的區(qū)縣為云陽(yáng)縣、忠縣、秭歸縣、墊江縣、萬(wàn)州區(qū)，增長(zhǎng)率均高于5%，增長(zhǎng)較為緩慢的區(qū)縣有巫山縣、豐都縣、巫溪縣、奉節(jié)縣等19 個(gè)區(qū)縣，而增長(zhǎng)率為負(fù)增長(zhǎng)的區(qū)縣有神農(nóng)架林區(qū)、興山縣、咸豐縣、五峰土家族自治縣等18 個(gè)區(qū)縣，其中枝江市、伍家崗區(qū)、西陵區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值下降較大。

表5 2000—2020年研究區(qū)42區(qū)縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增長(zhǎng)率

4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分異驅(qū)動(dòng)力分析

4.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間分異特征

為探究長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在空間上是否存在相關(guān)性，運(yùn)用ArcGIS10.5 分別對(duì)2000年、2005 年、2010 年、2015 年、2020 年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行全局空間自相關(guān)測(cè)算，采用共享邊界或點(diǎn)作為空間關(guān)系的概念化。由表6 可知，Moran’s I 指數(shù)均為正值，在2000—2020 年呈先減后增的趨勢(shì)，且P值均顯著，表明長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的正向空間相關(guān)性逐漸增強(qiáng)。

表6 2000—2020年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值全局自相關(guān)分析

進(jìn)一步進(jìn)行局部空間自相關(guān)測(cè)算，并通過(guò)ArcGIS繪制LISA 集聚圖（圖5）。由圖5 可知，2000—2020 年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間差異較大，高值區(qū)主要為巫溪、云陽(yáng)、奉節(jié)、巫山、秭歸、建始、恩施、利川、咸豐、彭水；低值區(qū)主要為墊江、點(diǎn)軍、伍家崗、猇亭；高—低集聚區(qū)為夷陵，低—高聚集區(qū)為黔江、秀山，其余區(qū)縣均不顯著；就各區(qū)縣變化來(lái)看，興山在2015 年后成為高值區(qū)域，2020 年又不再顯著，西陵在2010 年后成為低值區(qū)域，2015 年后又不再顯著?？傮w來(lái)看，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值高—高聚集集中在研究區(qū)中部，低—低聚集零星分散在東部和西部，且近20 年來(lái)未發(fā)生較大變化。

圖5 2000—2020年長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值LISA集聚圖

4.2 空間分異驅(qū)動(dòng)力分析

4.2.1 驅(qū)動(dòng)因素選取

影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的因素眾多，自然因素中生態(tài)格局是區(qū)域生態(tài)過(guò)程變化的展現(xiàn)，景觀格局變化影響生態(tài)過(guò)程中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生影響[26]，本文參考羅盛鋒等[27]的研究，選擇景觀格局指數(shù)中的斑塊密度、斑塊聚合度、蔓延度指數(shù)、香農(nóng)多樣性指數(shù)4 個(gè)指標(biāo)作為自然因素的衡量指標(biāo)，其中斑塊密度描述生態(tài)系統(tǒng)的破碎化程度；斑塊聚合度描述斑塊之間的連通性；蔓延度指數(shù)描述斑塊間的團(tuán)聚程度，蔓延度指數(shù)越大，表明斑塊類(lèi)型之間形成了良好的連接；香農(nóng)多樣性指數(shù)描述景觀類(lèi)型的多樣性程度，用于揭示景觀的復(fù)雜程度；經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素中選擇人均地區(qū)生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)占GDP 比重、人均社會(huì)固定資產(chǎn)投資和人均社會(huì)消費(fèi)品零售總額4 個(gè)指標(biāo)作為衡量指標(biāo)（表7）。

表7 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響因素指標(biāo)表

4.2.2 回歸結(jié)果

在進(jìn)行回歸前，首先對(duì)驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行多重共線性檢驗(yàn)，剔除方差膨脹因子大于10 的驅(qū)動(dòng)因素，最終確定斑塊密度、斑塊聚合度、蔓延度指數(shù)、人均地區(qū)生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)占GDP 比重、人均社會(huì)固定資產(chǎn)投資6 個(gè)驅(qū)動(dòng)因素作為解釋變量，并對(duì)被解釋變量ESV、解釋變量人均社會(huì)固定資產(chǎn)投資作對(duì)數(shù)處理，OLS 回歸結(jié)果見(jiàn)表8。由擬合結(jié)果可知，經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素中人均地區(qū)生產(chǎn)總值負(fù)向影響較為顯著，第三產(chǎn)業(yè)占GDP 比重在2010—2020 年負(fù)向影響顯著，人均社會(huì)固定資產(chǎn)投資的影響在2000 年負(fù)向顯著，在2005—2020 年為正向影響。

表8 最小二乘法回歸結(jié)果

基于空間自相關(guān)關(guān)系的存在及OLS 回歸結(jié)果的擬合片面，引入時(shí)空地理加權(quán)回歸模型（GTWR）進(jìn)行回歸。表9 為時(shí)空地理加權(quán)回歸結(jié)果的參數(shù)，從模型的擬合優(yōu)度來(lái)看，修正后的R2為0.890 4，說(shuō)明該模型較好的測(cè)度了各驅(qū)動(dòng)因素對(duì)因變量生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響。

表9 時(shí)空地理加權(quán)回歸結(jié)果的參數(shù)

為展現(xiàn)各驅(qū)動(dòng)因素的空間異質(zhì)性，運(yùn)用ArcGIS 自然斷點(diǎn)法將2020 年各驅(qū)動(dòng)因子系數(shù)可視化（圖6），以展現(xiàn)驅(qū)動(dòng)因素影響力的空間分異。由圖6a 可知，蔓延度指數(shù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響具有空間異質(zhì)性，在長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊東部及南部酉陽(yáng)、秀山影響為正，而在西部梁平、墊江、忠縣、豐都、長(zhǎng)壽、涪陵、南川負(fù)向影響較大，這些地區(qū)景觀破碎程度較大，影響其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。

圖6 長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值驅(qū)動(dòng)因素的空間異質(zhì)性

由圖6b 可知，斑塊密度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響與蔓延度指數(shù)相反，長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊中部地區(qū)的利川、咸豐、宣恩、來(lái)鳳為負(fù)向影響較大的區(qū)縣，這些區(qū)域景觀的破碎使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受到一定程度的破壞，而北部和西部的區(qū)縣為正向影響。

由圖6c 可知，斑塊聚合度驅(qū)動(dòng)因素層次分明，北部地區(qū)的城口、巫溪、開(kāi)州、云陽(yáng)、奉節(jié)、巫山、南部酉陽(yáng)、秀山為負(fù)向影響，而東中西部區(qū)縣則基本為正向影響，景觀類(lèi)型斑塊間良好的連通性使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加。

由圖6d 可知，人均地區(qū)生產(chǎn)總值是6 個(gè)驅(qū)動(dòng)因素中負(fù)向影響程度最大的因素，北部城口、開(kāi)州、云陽(yáng)、萬(wàn)州、南部酉陽(yáng)、秀山尤為明顯，這些區(qū)縣在發(fā)展經(jīng)濟(jì)時(shí)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值產(chǎn)生了較大的負(fù)向影響；在長(zhǎng)壽、涪陵、南川、遠(yuǎn)安、夷陵、點(diǎn)軍、西陵、猇亭為正向影響，但不顯著。

由圖6e 可知，第三產(chǎn)業(yè)占GDP 比重在遠(yuǎn)安、夷陵、西陵、猇亭、點(diǎn)軍、鶴峰、城口、巫溪、巫山、神農(nóng)架、興山、利川、咸豐、宣恩、來(lái)鳳為負(fù)向影響，其余區(qū)縣均為不同程度的正向影響，存在第三產(chǎn)業(yè)占GDP 比重和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值雙低的情況。

由圖6f 可知，人均社會(huì)固定資產(chǎn)投資對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響均為正向，但不顯著，其中墊江、豐都、神農(nóng)架、巫溪、巫山、宣恩、鶴峰、利川、咸豐、來(lái)鳳、當(dāng)陽(yáng)、枝江、宜都相對(duì)明顯，其余區(qū)縣均為微弱的正向影響。

5 結(jié)論與討論

（1）長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈先增后減的趨勢(shì)，整體變化不大。從土地利用類(lèi)型來(lái)看，森林是該區(qū)域最主要的土地利用類(lèi)型，建設(shè)用地與未利用土地變化較快，草地面積減少較多；森林的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)率高達(dá)70%，水域和未利用土地的變化程度最大；調(diào)節(jié)服務(wù)是長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的核心功能，其中氣候調(diào)節(jié)的貢獻(xiàn)率最大。這說(shuō)明在長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)同發(fā)展，積極開(kāi)展生態(tài)治理和流域綜合治理，合理規(guī)劃土地利用，設(shè)定各類(lèi)土地利用“紅線”，積極實(shí)施退耕還草政策，重視對(duì)森林覆蓋率較高的區(qū)縣的生態(tài)環(huán)境保護(hù)，發(fā)揮其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的最大效用，構(gòu)建區(qū)域生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系，探索建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，以降低核心保護(hù)區(qū)的生態(tài)壓力，打造區(qū)域生態(tài)共同體。

（2）長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布差異明顯。高值區(qū)分布在森林覆蓋率較高且伴有水域的中部地區(qū)，低值區(qū)位于研究區(qū)西部和東部邊緣。研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的正向空間相關(guān)性逐漸增強(qiáng)，中部區(qū)域?yàn)楦摺呒蹍^(qū)，主要為巫溪、云陽(yáng)、奉節(jié)、巫山、秭歸、建始、恩施、利川、咸豐、彭水，低-低集聚區(qū)為墊江、點(diǎn)軍、伍家崗、猇亭等。其中位居前十位的是酉陽(yáng)、利川、恩施、長(zhǎng)陽(yáng)、奉節(jié)、夷陵、巫溪、神農(nóng)架、巴東、彭水。對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較高的區(qū)縣，應(yīng)繼續(xù)堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，保持生態(tài)系統(tǒng)的良好循環(huán)和服務(wù)功能，同時(shí)在生態(tài)環(huán)境可承載范圍內(nèi)通過(guò)生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)提升經(jīng)濟(jì)效益；對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較低的區(qū)縣，如枝江、宜都、來(lái)鳳、梁平、長(zhǎng)壽、墊江、點(diǎn)軍、猇亭、西陵、伍家崗等，應(yīng)突出平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，同時(shí)積極進(jìn)行生態(tài)修復(fù)和生態(tài)補(bǔ)償。

（3）長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響因素呈現(xiàn)空間異質(zhì)性特征。蔓延度指數(shù)在東部及南部酉陽(yáng)、秀山影響為正，而在西部梁平、墊江、忠縣、豐都、長(zhǎng)壽、涪陵、南川負(fù)向影響較大；斑塊密度在中部利川、咸豐、宣恩、來(lái)鳳負(fù)向影響較大，景觀的破碎使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受到一定程度的破壞，而在北部和西南的區(qū)縣為正向影響；斑塊聚合度在北部城口、巫溪、開(kāi)州、云陽(yáng)、奉節(jié)、巫山，南部酉陽(yáng)、秀山為負(fù)向影響，在東中西部區(qū)縣為正向影響，景觀類(lèi)型斑塊間良好的連通性使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加；人均GDP 負(fù)向影響程度最大，在北部城口、開(kāi)州、云陽(yáng)、萬(wàn)州、南部酉陽(yáng)、秀山表現(xiàn)得尤為明顯，人均GDP 越高，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值越小；第三產(chǎn)業(yè)占GDP 比重在遠(yuǎn)安、夷陵、西陵、猇亭、點(diǎn)軍、鶴峰、城口、巫溪、巫山、神農(nóng)架、興山、利川、咸豐、宣恩、來(lái)鳳為負(fù)向影響，其余區(qū)縣為正向影響。因此，在長(zhǎng)江三峽生態(tài)經(jīng)濟(jì)走廊建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)國(guó)土空間規(guī)劃，明確各區(qū)縣發(fā)展定位，避免高密度、細(xì)碎化的開(kāi)發(fā)，減少其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的破壞。同時(shí)，在景觀格局中打通斑塊間的連通性，以增加北部和南部區(qū)縣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；協(xié)調(diào)好經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾，降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)帶來(lái)的負(fù)面影響，以新發(fā)展理念帶動(dòng)綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)人口、資源、環(huán)境的相互協(xié)調(diào)。