三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估研究

夏晶晶

（武漢大學(xué) 中國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃研究院，武漢430072）

一、引言

流域以水為紐帶，是由水資源、土地資源、生物資源等自然要素與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等人文要素組成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，既是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、創(chuàng)造物質(zhì)財(cái)富的重要單元，又是加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)，提供優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品和功能的重要載體，兼有重要的資源功能、生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)功能[1～2]。健康的流域生態(tài)系統(tǒng)不僅具有抵抗干擾、恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能的能力，維持流域生態(tài)系統(tǒng)的完整性和功能穩(wěn)定性，而且可以提供滿足人類生存和發(fā)展需求的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[3]。從流域尺度開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估研究，對(duì)于構(gòu)建流域自然-社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展格局，實(shí)現(xiàn)流域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[4～5]。

流域內(nèi)森林、草地、農(nóng)田、城鎮(zhèn)等通過(guò)河流湖庫(kù)水系構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，流域內(nèi)部自然生態(tài)條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征呈現(xiàn)高度的復(fù)雜性和異質(zhì)性[6～7]。水是流域生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵要素，流域生態(tài)系統(tǒng)的核心價(jià)值表現(xiàn)為與水有關(guān)的生態(tài)過(guò)程在支撐流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)健康、保障生態(tài)環(huán)境安全等方面的作用[1][8]。當(dāng)前，流域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究大多采用全球或區(qū)域尺度的研究方法，主要集中在資源供給和生態(tài)調(diào)節(jié)方面，對(duì)流域水環(huán)境作為一種公共資源和公共產(chǎn)品為人類生存和發(fā)展提供的惠益考慮不足，難以全面反映以流域水循環(huán)過(guò)程和水生態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程為紐帶的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)。此外，區(qū)域尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的凈化環(huán)境功能，通常通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)吸收降解的大氣污染物或水環(huán)境污染物的量來(lái)核算，而忽略了環(huán)境資源作為生產(chǎn)要素在支撐流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面提供的服務(wù)。

基于此，本文從生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)定性和人文因素的雙重角度，構(gòu)建了包含“水資源-水環(huán)境-水生態(tài)”三個(gè)方面的流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估指標(biāo)體系，并引入流域水環(huán)境模型充實(shí)和完善流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法。三峽庫(kù)區(qū)是我國(guó)典型受到“自然-人工”二元干擾的流域地帶，自然生態(tài)條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征復(fù)雜，其生態(tài)系統(tǒng)演變過(guò)程較好地反映了經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中二者相互影響的耦合關(guān)系。本文以三峽庫(kù)區(qū)為研究區(qū)域，開(kāi)展流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估的研究，明晰三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布規(guī)律，有助于全面認(rèn)識(shí)流域生態(tài)系統(tǒng)為人類社會(huì)發(fā)展提供的服務(wù)，以期對(duì)流域尺度的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和綜合管理提供相關(guān)借鑒。

二、研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

（一）評(píng)估指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來(lái)源

考慮流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的特征和三峽庫(kù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境優(yōu)勢(shì)，選取水資源供給、流域水環(huán)境容量、水土保持和水源涵養(yǎng)作為三峽庫(kù)區(qū)主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估指標(biāo)。水資源供給評(píng)估數(shù)據(jù)主要包括生產(chǎn)用水、生活用水和生態(tài)環(huán)境用水?dāng)?shù)據(jù)；流域水環(huán)境容量評(píng)估基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括流域水系、數(shù)字高程地圖、土地利用和土壤屬性等地理空間數(shù)據(jù)和氣象、點(diǎn)源等統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；水土保持服務(wù)評(píng)估的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括數(shù)字高程地圖、土地利用、土壤屬性數(shù)據(jù)以及降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；水源涵養(yǎng)服務(wù)評(píng)估的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括降水、蒸散發(fā)的空間數(shù)據(jù)集和生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)據(jù)。具體數(shù)據(jù)類型及來(lái)源如表1所示。流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估所需的空間數(shù)據(jù)較多，考慮到數(shù)據(jù)的實(shí)效性和可獲取性，本文選取2015年為基準(zhǔn)年開(kāi)展三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其價(jià)值評(píng)估研究。值得注意的是，考慮到水情波動(dòng)的影響，本文在評(píng)估流域水環(huán)境容量服務(wù)時(shí)，采用的是P=90%最枯月（2010年2月）水文條件。

表1 流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型及來(lái)源

（二）評(píng)估方法

1.功能量評(píng)估

（1）水資源供給。水資源是流域內(nèi)最重要的生產(chǎn)要素之一，為流域內(nèi)居民和各生產(chǎn)部門提供生活和生產(chǎn)用水，是流域生態(tài)系統(tǒng)提供的最直接的服務(wù)功能。根據(jù)用戶特性，流域水資源供給服務(wù)可分為生產(chǎn)用水、生活用水和生態(tài)環(huán)境用水三類，可通過(guò)流域內(nèi)各用戶的用水量來(lái)評(píng)估。

（2）流域水環(huán)境容量。流域水環(huán)境容量與水體特征、水質(zhì)目標(biāo)及污染物特性有關(guān)?；诹饔蛩h(huán)境功能區(qū)劃和確定的水文設(shè)計(jì)條件，將天然河道概化為計(jì)算河道，根據(jù)重要的水質(zhì)控制斷面位置將流域水系劃分為計(jì)算單元，利用非點(diǎn)源模型估算流域污染負(fù)荷，進(jìn)而計(jì)算流域的各計(jì)算單元的水環(huán)境容量，計(jì)算方法如式（1）所示。

式中：Lx為流域某單元的流域水環(huán)境容量（t）；Qn為斷面流量（m3/s）；Tm為當(dāng)月天數(shù)（d）；C0為斷面水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（mg/L）；Mn污染物負(fù)荷（t）。

（3）水土保持。水土保持是生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成要素（如森林、草地等）發(fā)揮其結(jié)構(gòu)與過(guò)程優(yōu)勢(shì)，減少水蝕所導(dǎo)致的土壤侵蝕的功能。采用修正通用水土流失方程（RUSLE），計(jì)算流域潛在和實(shí)際土壤侵蝕量，以二者的差值作為流域生態(tài)系統(tǒng)水土保持功能的評(píng)估指標(biāo)。計(jì)算方法如式（2）～（4）所示。

式中：Ap為潛在最大土壤侵蝕量（t/hm2·a）；Ar為實(shí)際土壤侵蝕量（t/hm2·a）；Ac為水土保持量（t/hm2·a）；R 為降雨侵蝕力因子（MJ·mm/hm2·h·a）；K 為土壤可蝕性因子（t·hm2·h/hm2·M·mm）；LS 為地形因子；C?P 為植被覆蓋與管理-水土保持措施因子。

（4）水源涵養(yǎng)。水源涵養(yǎng)是生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)其要素和相關(guān)過(guò)程對(duì)降水進(jìn)行截留、滲透、蓄積，并通過(guò)蒸散發(fā)過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)水流、水循環(huán)的調(diào)控功能。采用水量平衡方程，計(jì)算降雨量與蒸散發(fā)量之差來(lái)評(píng)估流域水源涵養(yǎng)功能量，計(jì)算方法如式（5）所示。

式中：TQ 為水源涵養(yǎng)量（m3）；Pi為降雨量（mm）；Ri為地表徑流量（mm）；ETi為蒸散發(fā)量（mm）；Ai為第i 類生態(tài)系統(tǒng)的面積；j 為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)。

2. 價(jià)值量評(píng)估

三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值包括三個(gè)部分：第一部分為提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)而產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值；第二部分為間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值，即利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)而對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、旅游業(yè)、服務(wù)業(yè)等帶來(lái)的效益，通過(guò)GDP來(lái)反映；第三部分為自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于人所具有的“非消費(fèi)性”價(jià)值，反映自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人們?cè)诰?、道德、教育、審美等方面形成的價(jià)值觀的貢獻(xiàn)，通過(guò)社會(huì)發(fā)展水平和受教育程度來(lái)體現(xiàn)。

（1）直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值。包括水資源供給、流域水環(huán)境容量、水土保持、水源涵養(yǎng)等方面。其中，水資源供給采用市場(chǎng)價(jià)值法計(jì)算流域水資源供給服務(wù)價(jià)值，如式（6）所示。

式中：Vwr為水資源供給服務(wù)價(jià)值（元）；WPi表示i 種用途的供水水價(jià)（元/t）；Qi為第i 種用途用水量（t），i 表示水資源用途，分別為生產(chǎn)用水、生活用水和生態(tài)環(huán)境用水。

流域水環(huán)境容量的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值為利用了流域水環(huán)境容量而節(jié)省的污水處理費(fèi)用，采用替代工程法計(jì)算，如（7）所示。

式中：Vwec為流域水環(huán)境容量的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值（元）；Pci表示i 種污染物的單位處理成本（元/t）；Mi為i種污染物的流域水環(huán)境容量（t），i 表示污染物的種類，包括COD、NH3-N、TP和TN。

流域生態(tài)系統(tǒng)水土保持服務(wù)的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值包括保持土壤養(yǎng)分價(jià)值和減少泥沙淤積價(jià)值，運(yùn)用市場(chǎng)價(jià)值法和機(jī)會(huì)成本法進(jìn)行估算。

保持土壤養(yǎng)分價(jià)值估算方法如式（8）所示。

式中：Vac1為保持土壤養(yǎng)分價(jià)值（元/a）；Ac為土壤保持量（t/a）；Ni為土壤氮、磷、鉀的純含量；Pi為化肥（尿素、磷酸氫二銨和氯化鉀）價(jià)格（元/t）。

減少泥沙淤積價(jià)值估算方法如式（9）所示。

式中：Vac2為減少泥沙淤積的價(jià)值（元/a）；Ac為土壤保持量（t/a）；B 為農(nóng)業(yè)年均收益（元/hm2）；d 為土壤厚度（m）；ρ 為土壤容重（t/m3）。

采用替代工程法估算水源涵養(yǎng)服務(wù)的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值，計(jì)算公式如（10）所示。

式中：VTQ為水源涵養(yǎng)服務(wù)價(jià)值（元）；TQ 為水源涵養(yǎng)量（m3）；PR為單位庫(kù)容水庫(kù)建造成本（元/m3）。

（2）間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值。流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值表現(xiàn)為社會(huì)擴(kuò)大再生產(chǎn)以及人民生活水平的提高，由GDP來(lái)反映。GDP由生產(chǎn)要素如人力、資本、土地、資源環(huán)境、原材料、管理、服務(wù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文中三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值通過(guò)估算水資源和流域水環(huán)境容量在生產(chǎn)要素中的占比得到。

（3）社會(huì)文化價(jià)值。流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的社會(huì)文化價(jià)值難以通過(guò)有形的物質(zhì)產(chǎn)品來(lái)估算，因此采用條件價(jià)值法利用社會(huì)發(fā)展水平和受教育程度來(lái)估算，計(jì)算公式如式（11）所示。

式中：Vcul為流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的社會(huì)文化價(jià)值（元）；CR 為城市化率（%）；SA 為居民平均的文化層次（年）；IC 為家庭年收入（元）；b 為估計(jì)的誤差擾動(dòng)項(xiàng)；α1、α2和α3為常數(shù)。

三、評(píng)估結(jié)果分析

（一）生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能

1. 水資源供給

農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)是指農(nóng)村家庭承包的土地通過(guò)合法的形式，保留承包權(quán)，將經(jīng)營(yíng)權(quán)轉(zhuǎn)給其他農(nóng)戶或其他經(jīng)濟(jì)組織的行為。一般以土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)流轉(zhuǎn)、集體建設(shè)用地使用權(quán)流轉(zhuǎn)、宅基地使用權(quán)流轉(zhuǎn)三種形式存在。

以三峽庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)各區(qū)縣的用水情況及用途分類評(píng)估其流域水資源供給服務(wù)。2015年三峽庫(kù)區(qū)總用水量為63.73億m3，其中生產(chǎn)用水50.84億m3，生活用水12.12億m3，生態(tài)環(huán)境用水0.77億m3，分別占總用水量的79.77%、19.02%和1.21%。生產(chǎn)用水中，第一產(chǎn)業(yè)用水18.89億m3，第二產(chǎn)業(yè)用水28.47億m3，第三產(chǎn)業(yè)用水3.48億m3，分別占總用水量的29.64%、44.67%和5.46%。

各區(qū)縣用水量范圍在4105～87544萬(wàn)m3之間，具體如圖1所示。重慶市梁平區(qū)、巫溪縣、巫山縣、渝中區(qū)、大渡口區(qū)、石柱縣和湖北省興山縣、巴東縣總用水量相對(duì)較少，在1億m3以下?？傆盟孔罡叩膮^(qū)域?yàn)橹貞c市永川區(qū)、綦江區(qū)、長(zhǎng)壽區(qū)、萬(wàn)州區(qū)、涪陵區(qū)、江津區(qū)，總用水量均在3億m3以上，且依次遞增，江津區(qū)總用水量最高，為8.75億m3，其次為涪陵區(qū)，總用水量為5.03億m3。三峽庫(kù)區(qū)總用水量較高的區(qū)域主要分布在庫(kù)區(qū)上游重慶市主城區(qū)周邊“一小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈”區(qū)域和庫(kù)區(qū)腹地萬(wàn)州區(qū)。三峽庫(kù)區(qū)各區(qū)縣生產(chǎn)用水占總用水量的主要部分，除渝中區(qū)外，其余區(qū)縣生產(chǎn)用水均超過(guò)總用水量的60%。三峽庫(kù)區(qū)用水集中于主城區(qū)及其外圍“一小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈”和以萬(wàn)州區(qū)為次中心的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人口集聚程度較高的區(qū)域，其中都市核心區(qū)用水以生活用水為主，都市核心區(qū)以外以工業(yè)用水為主，庫(kù)區(qū)腹地及東部發(fā)展水平較低的區(qū)域以農(nóng)業(yè)用水為主。

圖1 三峽庫(kù)區(qū)各區(qū)縣用水組成

2. 流域水環(huán)境容量

采用P=90%最枯月（2010年2月）水文條件代入水環(huán)境容量計(jì)算公式，計(jì)算三峽庫(kù)區(qū)流域水環(huán)境容量。三峽庫(kù)區(qū)COD、NH3-N、TP和TN流域水環(huán)境容量分別為19.86萬(wàn)t/a、9429.36t/a、5514.77t/a、775.43t/a，各區(qū)縣流域水環(huán)境容量如圖2所示（a、b、c、d分別表示COD、NH3-N、TP和TN流域水環(huán)境容量，其中圖像在X軸上方表示水環(huán)境容量剩余，圖像在X軸下方表示水環(huán)境容量已用盡）。總體上，三峽庫(kù)區(qū)仍有剩余水環(huán)境容量，能夠支撐流域的發(fā)展需求，但也有局部區(qū)域水環(huán)境容量為負(fù)值。從水質(zhì)指標(biāo)來(lái)看，三峽庫(kù)區(qū)COD和NH3-N流域水環(huán)境容量基本還有剩余，尚可滿足城市發(fā)展需求，但在部分支流或區(qū)縣TP和TN的流域水環(huán)境容量明顯小于流域污染物排放量，亟需加強(qiáng)污染物削減控制措施。

圖2 三峽庫(kù)區(qū)流域水環(huán)境容量

江津區(qū)、長(zhǎng)壽區(qū)、奉節(jié)縣、巫山縣、巫溪縣和云陽(yáng)縣COD的流域水環(huán)境容量相對(duì)較多，超過(guò)1.5萬(wàn)t/a；巴東縣、秭歸縣、大渡口區(qū)、南岸區(qū)、渝中區(qū)和石柱縣COD的流域水環(huán)境容量相對(duì)較少。江津區(qū)、奉節(jié)縣、巫山縣、巫溪縣和云陽(yáng)縣NH3-N的流域水環(huán)境容量相對(duì)較多，超過(guò)800t/a；巴東縣、秭歸縣、大渡口區(qū)、南岸區(qū)、渝中區(qū)和石柱縣NH3-N的流域水環(huán)境容量相對(duì)較小，低于30t/a。奉節(jié)縣、巫山縣、巫溪縣和云陽(yáng)縣TP的流域水環(huán)境容量相對(duì)較多，超過(guò)100t/a；巴東縣、秭歸縣、長(zhǎng)壽區(qū)、萬(wàn)州區(qū)、永川區(qū)、墊江縣、豐都縣和璧山區(qū)TP流域水環(huán)境容量為負(fù)值。奉節(jié)縣、巫山縣、巫溪縣和云陽(yáng)縣TN的流域水環(huán)境容量相對(duì)較多，超過(guò)500t/a；巴東縣、秭歸縣、萬(wàn)州區(qū)、永川區(qū)、璧山區(qū)TN流域水環(huán)境容量為負(fù)值。

3. 水土保持

三峽庫(kù)區(qū)水土保持服務(wù)量為102.54億t，各區(qū)縣水土保持服務(wù)量如表2所示。水土保持服務(wù)較高的區(qū)域主要分布在東部植被覆蓋度較高和受人類活動(dòng)影響程度較低的區(qū)域，其中庫(kù)區(qū)東北部巫溪縣和開(kāi)州區(qū)水土保持服務(wù)最高，其次為云陽(yáng)縣、奉節(jié)縣、萬(wàn)州區(qū)、巫山縣和豐都縣。三峽庫(kù)區(qū)重慶市主城區(qū)及其周邊地區(qū)水土保持服務(wù)較低。

表2 三峽庫(kù)區(qū)各區(qū)縣水土保持服務(wù)量

4. 水源涵養(yǎng)

2015年三峽庫(kù)區(qū)水源涵養(yǎng)服務(wù)量為431.40億m3，各區(qū)縣水源涵養(yǎng)服務(wù)量如表3所示?？臻g分布上，水源涵養(yǎng)服務(wù)呈現(xiàn)“中間高，兩邊低”的格局，沿庫(kù)區(qū)東北向西南方向，水源涵養(yǎng)服務(wù)量先從最低值逐漸增加，至巫溪縣、奉節(jié)縣、開(kāi)州區(qū)，達(dá)到較高值，然后又逐漸降低。水源涵養(yǎng)服務(wù)量高值區(qū)出現(xiàn)于奉節(jié)縣、巫山縣南部；低值區(qū)主要分布在三峽庫(kù)區(qū)湖北省宜昌市境內(nèi)北部區(qū)域和重慶市主城區(qū)及其周邊區(qū)域。

表3 三峽庫(kù)區(qū)各區(qū)縣水源涵養(yǎng)服務(wù)量

（二）流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

2015年三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值為5097.73億元，其中直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值、間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)文化價(jià)值分別為668.92億元、3217.94億元和1210.87億元，占比分別為13.12%、63.13%和23.75%?？梢?jiàn)，三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益為主，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提高資源利用率和利用效率，減少經(jīng)濟(jì)發(fā)展所消耗的水資源和流域水環(huán)境容量。社會(huì)文化價(jià)值在流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中已經(jīng)占有一定的比例。

各區(qū)縣流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在45.48億元～409.73億元之間，如圖3所示。其中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值高值區(qū)在涪陵區(qū)、九龍坡區(qū)、萬(wàn)州區(qū)、渝北區(qū)、渝中區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在290億元以上，這些地區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低，但產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)文化價(jià)值顯著。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值低值區(qū)在巴東縣、興山縣、秭歸縣、大渡口區(qū)、石柱縣和武隆區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值低于70億元，這些地區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值相對(duì)較高，但由于區(qū)域水土資源組合較差，資源環(huán)境承載能力較弱，生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)文化價(jià)值較低。

2015年三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值中，水資源供給服務(wù)為203.19億元，流域水環(huán)境容量服務(wù)為94.94億元、水土保持服務(wù)為122.23億元，水源涵養(yǎng)服務(wù)為248.55億元。各類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占比由高到低依次為水源涵養(yǎng)＞水資源供給＞水土保持＞流域水環(huán)境容量，分別為37.16%、30.38%、18.27%和14.19%。各區(qū)縣流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值如圖4所示。三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值低值區(qū)集中于主城區(qū)及其周邊區(qū)域，長(zhǎng)江干流西側(cè)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值明顯低于長(zhǎng)江流域東側(cè)。從縣域尺度各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值占比來(lái)看，重慶市九大主城區(qū)及其周邊社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度較高的區(qū)域水資源供給服務(wù)占主導(dǎo)類型，其中渝中區(qū)水資源供給服務(wù)占比高達(dá)95%以上；巴東縣、興山縣、秭歸縣、巫山縣、巫溪縣、石柱縣和奉節(jié)縣水土保持和水源涵養(yǎng)服務(wù)為主導(dǎo)類型；長(zhǎng)壽區(qū)、江北區(qū)、奉節(jié)縣、巫山縣、巫溪縣、武隆區(qū)和云陽(yáng)縣流域水環(huán)境容量?jī)r(jià)值相對(duì)較高。

圖3 三峽庫(kù)區(qū)各區(qū)縣流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

圖4 三峽庫(kù)區(qū)各區(qū)縣流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值

（三）協(xié)同與權(quán)衡關(guān)系分析

采用相關(guān)性分析法對(duì)三峽庫(kù)區(qū)各類流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果如表4所示。當(dāng)兩種服務(wù)的相關(guān)性為顯著正相關(guān)時(shí)（R＞0，p＜0.05），則認(rèn)為服務(wù)間的相互作用關(guān)系為協(xié)同，反之，當(dāng)兩種服務(wù)的相關(guān)性為顯著負(fù)相關(guān)時(shí)（R＜0，p＜0.05），則稱為權(quán)衡；當(dāng)兩種服務(wù)間相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值小于0.1且未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)時(shí)（p＞0.05），則認(rèn)為服務(wù)間不存在相互作用關(guān)系。對(duì)于其中相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值大于或等于0.1但未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的服務(wù)組合，則認(rèn)為服務(wù)間可能存在一定的相互作用關(guān)系。

表4 三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相關(guān)性

三峽庫(kù)區(qū)水資源供給與流域水環(huán)境容量為正相關(guān)關(guān)系（R=0.229），但不顯著；與水土保持的相關(guān)性為負(fù)相關(guān)（R=-0.114），相關(guān)性也不顯著；與水源涵養(yǎng)之間的相關(guān)性為負(fù)相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)低（R=-0.009），且不顯著。流域水環(huán)境容量與水土保持和水源涵養(yǎng)之間保持著強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系（R=0.558**、R=0.568**），且在p=0.01水平上顯著相關(guān)。水土保持和水源涵養(yǎng)之間保持著強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系（R=0.963**），且在p=0.01水平上顯著相關(guān)。由此可見(jiàn)，三峽庫(kù)區(qū)四種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間存在著一定的聯(lián)系，雖然水資源供給與其他三種類型的相關(guān)性較低，但也表明了其與其他三種服務(wù)的相互作用形式。水資源供給與流域水環(huán)境容量之間為較弱的協(xié)同關(guān)系，與水土保持為較弱的權(quán)衡關(guān)系，可認(rèn)為三峽庫(kù)區(qū)水資源供給服務(wù)與水源涵養(yǎng)之間不存在相互作用關(guān)系。流域水環(huán)境容量、水土保持和水源涵養(yǎng)兩兩之間為協(xié)同關(guān)系。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡和協(xié)同關(guān)系在不同的時(shí)空尺度呈現(xiàn)出不同的特征。本文中水資源供給與流域水環(huán)境質(zhì)量為協(xié)同關(guān)系，而與水土保持為較弱的協(xié)同關(guān)系。在不同的氣象條件、環(huán)境條件和社會(huì)條件（如人口分布）的影響下，供給服務(wù)呈現(xiàn)出較大的空間異質(zhì)性。區(qū)位優(yōu)勢(shì)較好如城市化水平較高和沿江區(qū)域更易集聚人口和經(jīng)濟(jì)，對(duì)供給服務(wù)的需求量也明顯高于其他區(qū)域[9～11]。土地利用的變化也會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)協(xié)同和權(quán)衡，城鎮(zhèn)化發(fā)展導(dǎo)致建設(shè)用地增加，林地面積下降，主要由林地提供的水土保持和水源涵養(yǎng)功能也會(huì)一起下降，而水資源的需求和消耗會(huì)增加[12～13]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系在不同的時(shí)空尺度表現(xiàn)出不同的特征，在政策和相關(guān)管理措施的制定過(guò)程中適當(dāng)考慮空間尺度效應(yīng)可以有效削弱供給服務(wù)和調(diào)節(jié)服務(wù)之間的權(quán)衡效應(yīng)，增強(qiáng)調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)之間的協(xié)同效應(yīng)[14]。

四、結(jié)論與討論

（一）結(jié)論

流域是一種特定的自然地理區(qū)域，具有“自然-人工”二元屬性。本文從生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)定性和人文因素的雙重角度，構(gòu)建了包含“水資源-水環(huán)境-水生態(tài)”三個(gè)方面的流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估指標(biāo)體系，引入流域水環(huán)境模型充實(shí)和完善流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估方法，并在三峽庫(kù)區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用研究。本文的主要結(jié)論如下：（1）水資源供給服務(wù)較高的區(qū)域集中在重慶市主城區(qū)及其周邊和以萬(wàn)州區(qū)為次中心的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度較高的區(qū)域。三峽庫(kù)區(qū)水環(huán)境容量有剩余，在一定程度上能夠支撐流域的發(fā)展需求。水土保持服務(wù)較高的區(qū)域主要分布在東部，重慶市主城區(qū)及其周邊以及長(zhǎng)壽區(qū)北部和涪陵區(qū)西部水土保持服務(wù)較低。水源涵養(yǎng)服務(wù)呈現(xiàn)“中間高，兩邊低”的空間分布格局。（2）2015年三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值為5097.73億元，以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益為主。各類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占比由高到低依次為水源涵養(yǎng)＞水資源供給＞水土保持＞流域水環(huán)境容量。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度較高的區(qū)域水資源供給服務(wù)占主導(dǎo)類型，重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)多以水土保持和水源涵養(yǎng)服務(wù)為主導(dǎo)類型。（3）三峽庫(kù)區(qū)四種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)間存在著一定的相關(guān)關(guān)系，水資源供給與流域水環(huán)境容量之間為較弱的協(xié)同關(guān)系，與水土保持和水源涵養(yǎng)為較弱的權(quán)衡關(guān)系。流域水環(huán)境容量、水土保持和水源涵養(yǎng)兩兩之間為協(xié)同關(guān)系。

（二）討論

本文彌補(bǔ)了流域尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估體系的不足，研究成果可為實(shí)現(xiàn)流域生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)提供科學(xué)支撐。但本文在選取流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估指標(biāo)時(shí)，主要考慮到水循環(huán)過(guò)程和水文生態(tài)過(guò)程中的主要服務(wù)類型，而未選取與生物相關(guān)的指標(biāo)。此外，本文旨在構(gòu)建適用于流域尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的量化評(píng)估體系，基于數(shù)據(jù)的可獲得性和實(shí)效性，考慮到水情波動(dòng)的影響，文章在評(píng)估流域水環(huán)境容量服務(wù)時(shí)，采用的是P=90%最枯月（2010年2月）水文條件，在一定程度上揭示了三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及價(jià)值的空間分布規(guī)律，可為三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)環(huán)境綜合管理提供相關(guān)指導(dǎo)，但未對(duì)其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行研究。下一步將從完善評(píng)估指標(biāo)體系和揭示動(dòng)態(tài)變化特征兩個(gè)方面對(duì)三峽庫(kù)區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行深入研究。