張艷春,毛旭鋒,*,魏曉燕,張志法,唐文家,周華坤,馬建海,尹心安,佟玲玲

1 青海師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,高原科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展研究院,西寧 810008 2 青海省自然地理與環(huán)境過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青藏高原地表過程與生態(tài)保育教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西寧 810008 3 青海師范大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,西寧 810008 4 湟水國家濕地公園管理服務(wù)中心,西寧 810008 5 青海省生態(tài)環(huán)境廳,生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心,西寧 810008 6.中國科學(xué)院西北高原生物研究所,青海省寒區(qū)恢復(fù)生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西寧 810008 7 青海省林業(yè)與草原局,西寧 810008 8 北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100875

濕地是水陸相互作用形成的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng),是一切與水相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要提供者,在營養(yǎng)循環(huán)、氣候變化、物種多樣性、旅游文化等方面均發(fā)揮著重要作用[1—2]。在全球氣候變化和快速城市化的雙重影響下[3],濕地資源面臨著前所未有的壓力,不合理的使用和破壞導(dǎo)致濕地的數(shù)量和質(zhì)量下降[4—5],迫切需要各國政府采取相應(yīng)措施保護(hù)和修復(fù)濕地資源。濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價研究通過明確濕地生態(tài)系統(tǒng)與人類福祉之間的聯(lián)系,為濕地的規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展提供了一個科學(xué)可靠的框架。

1997年,Costanza對全球17種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)價值評估引起了巨大的關(guān)注,此后有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究日漸豐富,有關(guān)其定義、分類、評估、規(guī)劃和管理等研究不斷增加,集中在森林[6—7]、草地[8]、流域[9]和濕地[10—11]等生態(tài)系統(tǒng)類型。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估很重要,但是僅僅提供了價值上的評估結(jié)果,對生態(tài)系統(tǒng)的格局和過程并不清楚；關(guān)于空間格局的研究多以土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),在模型運(yùn)算基礎(chǔ)上分析得到研究區(qū)的服務(wù)分布及變化情況；而對小區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間分布情況研究較少,主要是因?yàn)樾^(qū)域土地利用數(shù)據(jù)要求精度高,且當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的運(yùn)算模型多適用于大、中型區(qū)域。而且國內(nèi)對城市濕地這類半自然半人工的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究較少[12—13],在評估基礎(chǔ)上對空間格局展開的相關(guān)研究更是匱乏；此外,明確生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的作用邊界一直是復(fù)雜難以解決的問題,同一區(qū)域內(nèi)不同濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的空間溢出和疊加,相關(guān)研究也亟待開展。

斷裂點(diǎn)模型主要應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)地理研究中,主要關(guān)于城市腹地范圍、經(jīng)濟(jì)區(qū)劃分確定和城鎮(zhèn)吸引范圍等[14—15]；2017年喬旭寧等[16]將斷裂點(diǎn)模型和場強(qiáng)模型用于研究確定兩區(qū)域之間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的相互作用關(guān)系,并確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的作用邊界,為斷裂點(diǎn)的應(yīng)用研究擴(kuò)展了全新的方向。

本文以位于西寧市的湟水國家濕地公園為例,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評價的基礎(chǔ)上,應(yīng)用斷裂點(diǎn)理論方法,開展?jié)竦貎r值和空間分布格局的研究,解決生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的作用邊界和空間溢出疊加確認(rèn)問題,對支持高原城市濕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

湟水國家濕地公園地處青海省西寧市城區(qū)段,其分布范圍為36°33′41″—36°44′42″N,101°37′06″—101°54′50″E(圖1)。屬高原半干旱氣候,氣壓低,日照長,太陽輻射強(qiáng),晝夜溫差大；年平均氣溫為7.6℃,降水的季節(jié)分配和年度分配不均勻,年平均降水量為380 mm[17]；公園內(nèi)濕地可劃分為2類2型,為河流濕地和人工濕地2類,永久性河流和洪泛平原濕地2個濕地型。

圖1 湟水國家濕地公園地理位置示意圖Fig.1 The location of Huangshui National Wetland Park1. 海湖北岸濕地西側(cè)；2. 海湖北岸西片泉水和東片泉水；3. 海湖北岸濕地中部；4. 海湖北岸出水口；5. 海湖南岸公園科普館前；6. 海湖南岸瀑布景觀；7. 海湖南岸濕地；8. 海湖南岸出水口；9. 北川公園1號湖；10. 北川公園2號湖；11. 北川公園3號湖；12. 北川公園5號湖；13. 北川公園6號湖；14. 火燒溝出水口；15. 火燒溝中段；16. 火燒溝上游；17. 寧湖進(jìn)水口1；18. 寧湖進(jìn)水口2；19. 寧湖木棧道；20. 寧湖出水口；21. 湟水主河道. 海湖進(jìn)水口前；22. 湟水主河道. 海湖出水口后；23. 湟水主河道. 火燒溝出水口后；24. 北川河. 外河泄洪河道；25. 北川河. 匯入湟水河前；26. 湟水主河道. 北川河匯入后；27. 南川河. 匯入湟水河前；28. 湟水主河道. 南川河匯入后；29. 湟水主河道. 寧湖進(jìn)水口前；30湟水主河道. 寧湖出水口后

湟水國家濕地公園依湟水河及其一級支流北川河而建,貫穿西寧城市中心,總面積508.7hm2。以西寧市人民公園T字形水系的河道為中心,北至北川河康家橋,南至北川河與湟水河交匯處,西至湟水河解放渠進(jìn)水閘,東至湟水河小峽口閘亭。其中包括海湖濕地公園、火燒溝公園、北川濕地公園、寧湖濕地公園和湟水河主干道公園五個主要公園。本研究以湟水國家濕地公園的五個主要公園為研究區(qū),具體監(jiān)測點(diǎn)分布如圖1所示。

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要采集于2020年,包括野外調(diào)查與實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)、社會調(diào)查,以及歷史數(shù)據(jù)。在湟水國家濕地公園共布設(shè)30個樣點(diǎn),根據(jù)濕地公園與湟水河的進(jìn)出水?dāng)嗝嫖恢?在各公園進(jìn)水口之前和出水口之后的湟水河主干道、北川河河道總共設(shè)置了10個樣點(diǎn)；5個公園的人工濕地內(nèi),沿進(jìn)水口、出水口方向均勻布設(shè)樣點(diǎn),總計(jì)20個(圖1)。

每月進(jìn)行一次野外監(jiān)測,包括：樣點(diǎn)的基本概況、水文參數(shù)的監(jiān)測、各樣點(diǎn)收集三個平行水樣(1L)；植物調(diào)查,在每個樣點(diǎn)附近布設(shè)3個50cm×50cm樣方,采用網(wǎng)格法和目測法確定植物蓋度,蓋度、植物豐富度、生物量都以3個樣方的平均為準(zhǔn)；鳥類樣方調(diào)查記錄以各樣方的50m為半徑的范圍內(nèi)見到和聽到的鳥類種類和數(shù)量,每個樣方停留不低于10min,指標(biāo)包括：物種數(shù)、個體數(shù)。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行水質(zhì)的TOC、TN、TP含量測定；其中TOC采用TOC分析儀法,TN和TP分別采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法和鉬酸銨分光光度法。于2020年5月—7月的8點(diǎn)—20點(diǎn)前往各公園進(jìn)行調(diào)查問卷發(fā)放,共發(fā)放1300份問卷,剔除無效問卷和不完整問卷40份,有效回收率為96.92%；訪問對象選擇公園內(nèi)的游客,進(jìn)行面對面訪談；訪問結(jié)果選擇分層抽樣方法以使樣本更具有代表性,并剔除支付意愿超出收入5%及以上的數(shù)據(jù)。土地利用面積情況參考《青海西寧湟水國家濕地公園總體規(guī)劃(2013—2020年)》。部分評估數(shù)據(jù)參考《中國生物多樣性國情研究報(bào)告》[18]、《青海水文手冊》[19],和中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T1721—2008)[20]中各產(chǎn)品的推薦使用價格,以及TN、TP和TOC的生活污水處理成本[21],由于以上各評估對象的市場價格出現(xiàn)年份不同,通過2020年物價指數(shù)修正,參考以下公式[22]：

(1)

式中,P2020為評估對象修正后2020年價格(元)；Pi為評估對象原價格(元)；L2020為2020年物價指數(shù)；Li為評估對象所在時間的物價指數(shù)。

2 研究方法

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價方法

(1)湟水國家濕地公園評估指標(biāo)體系

根據(jù)湟水國家濕地公園各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型特點(diǎn),剔除不重要的指標(biāo),選取最適合的評估指標(biāo)和估算方法,結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)與不同的土地利用類型,進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量估算。支持服務(wù)是供給、調(diào)節(jié)和文化服務(wù)的基礎(chǔ)與源泉,為整個濕地生態(tài)系統(tǒng)提供物質(zhì)循環(huán)和能量流動,在計(jì)算過程中容易與其他三大服務(wù)出現(xiàn)重復(fù)計(jì)算[23],本研究僅對濕地為鳥類提供棲息地的服務(wù)進(jìn)行估算,與其他服務(wù)類型無明顯交集。此外,文化服務(wù)中的休閑娛樂價值指游客為了自己或他人能夠在濕地公園休閑放松、鍛煉健身而支付的費(fèi)用；存在價值指沒有任何功利目的,只為了讓濕地資源永續(xù)存在,游客自愿支付費(fèi)用；遺產(chǎn)價值是游客為了將濕地資源作為遺產(chǎn)留給子孫后代,而自愿支付的費(fèi)用。最終以千年生態(tài)系統(tǒng)評估(MA)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類為基礎(chǔ),結(jié)合湟水國家公園的生態(tài)系統(tǒng)特征,將各項(xiàng)服務(wù)分為2個層級,第一級分類分為13個服務(wù)項(xiàng)目,第二級具體評估指標(biāo)對第一級進(jìn)行細(xì)化區(qū)分,保證各層次指標(biāo)間相互獨(dú)立；最終篩選出研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具體評價指標(biāo)共15項(xiàng)。具體評價體系見表1。

(2)城市濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估方法

根據(jù)湟水國家濕地公園的生態(tài)特點(diǎn),依據(jù)《濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估規(guī)范》[24]理論基礎(chǔ),以市場價值法為基礎(chǔ),篩選最優(yōu)方法對各項(xiàng)服務(wù)進(jìn)行價值評估,選擇最適合、最易操作的計(jì)算方法,結(jié)合野外調(diào)查數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù),使研究結(jié)果更貼近實(shí)際情況。具體采用市場價值法、碳稅法、工業(yè)制氧價格法、費(fèi)用支出法、影子工程法、成果參數(shù)法和條件價值評估法(CVM)等功能價值法對各項(xiàng)服務(wù)進(jìn)行價值評估,綜合各類方法準(zhǔn)確評估城市濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。具體計(jì)算過程見表2。

2.2 斷裂點(diǎn)理論及方法

斷裂點(diǎn)理論包括斷裂點(diǎn)公式,用于確定起點(diǎn)城市到斷裂點(diǎn)的距離；場強(qiáng)公式,即起點(diǎn)城市在斷裂點(diǎn)的輻射范圍；輻射半徑由斷裂點(diǎn)處場強(qiáng)大小決定起點(diǎn)城市的輻射范圍。通過斷裂點(diǎn)模型定量計(jì)算不同公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的作用邊界[15—16]。具體過程如下：

(1)斷裂點(diǎn)公式[30]：

(2)

式中,Di為公園i到斷裂點(diǎn)的距離；Dij為公園j中心點(diǎn)與公園i中心點(diǎn)間的距離；Vi、Vj分別為公園i和公園j生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量。

表1 湟水國家公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估體系

表2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估方法

(2)場強(qiáng)公式[30]：

(3)

式中,Fik為公園i在斷裂點(diǎn)k處的輻射能力大小(轉(zhuǎn)移能力里的強(qiáng)度)；Vi為公園i的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量；Dik為公園i中心點(diǎn)到斷裂點(diǎn)k的距離。

(3)輻射半徑公式[30]：

(4)

式中,Dr為公園r生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作用半徑；Vi為公園i的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量；F為邊界場強(qiáng),可以根據(jù)各公園的綜合關(guān)系確定F取值。

公式(2)中兩個公園的中心點(diǎn)間的距離,采用交通距離；結(jié)合各個公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值量,計(jì)算得到5個濕地公園彼此之間的斷裂點(diǎn)到起點(diǎn)公園的距離,找到兩公園的斷裂點(diǎn)位置；利用公式(3)計(jì)算公園在斷裂點(diǎn)處生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的輻射強(qiáng)度F,即公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在轉(zhuǎn)移過程中的強(qiáng)度。

各個公園的輻射半徑,即為該公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的輻射影響范圍,利用公式(4)對輻射半徑的計(jì)算主要在場強(qiáng)的選擇上。同一起點(diǎn)公園到其他不同公園,在平衡點(diǎn)處發(fā)揮的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)輻射強(qiáng)度不同,選擇能發(fā)揮最大輻射強(qiáng)度的場強(qiáng),進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)強(qiáng)輻射半徑的計(jì)算,在該半徑內(nèi)公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能夠得到高效率發(fā)揮。通過濕地公園與其他四個公園的場強(qiáng)平均值進(jìn)行弱輻射半徑的計(jì)算,采用場強(qiáng)的平均值可以代表該濕地公園對其他公園的平均影響強(qiáng)度。計(jì)算得到各公園的強(qiáng)輻射半徑和弱輻射半徑,利用ArcGIS9.2的緩沖區(qū)分析工具得到各個公園的輻射范圍,強(qiáng)輻射區(qū)作為公園生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮效用的核心區(qū),弱輻射區(qū)為公園的生態(tài)系統(tǒng)過渡區(qū)。

任意兩公園之間的斷裂點(diǎn)位置基本位于兩公園中間位置,采用起點(diǎn)公園到斷裂點(diǎn)距離值,在兩公園總距離的占比情況,占比總會大于或小于50%,以此說明不同公園受起點(diǎn)公園的影響情況,即由于起點(diǎn)公園不同,在任意兩公園中間的斷裂點(diǎn)位置不同,當(dāng)占比大于50%時,說明該方向的公園存在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)溢出,與另一公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)疊加。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值構(gòu)成

結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)、調(diào)查問卷數(shù)據(jù)和物價修正后物品單價等,由表2的評估方法計(jì)算得到湟水國家濕地公園的各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量(圖2)。湟水國家濕地公園生態(tài)系統(tǒng)提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值為6.18億元,核心服務(wù)為增濕服務(wù)、休閑娛樂和遺產(chǎn)價值。5大公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量對比中,湟水主河道的價值最高,約占總體價值的37.92%,達(dá)到了23441.37萬元/a。其次為北川濕地和海湖濕地,分別為14008.26萬元和8964.78萬元；火燒溝公園和寧湖濕地差別較小,分別為7802.04萬元和7600.74萬元。

圖2 湟水國家公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分布圖Fig.2 The distribution of ecosystem service value of Huangshui National Wetland ParkA1, 植物產(chǎn)品；A2, 生態(tài)環(huán)境用水；B11, 固碳；B12,釋氧；B21, 溫度調(diào)節(jié)；B22,增濕；B3,凈化空氣；B4,地表水調(diào)蓄；B5, 污染物降解；B6, 河流輸沙；C1, 文教科研；C2, 休閑娛樂；C3,存在價值；C4,遺產(chǎn)價值；D1,生物多樣性保護(hù)

本研究中評估的15項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型價值量由高到低依次為：增濕>休閑娛樂>遺產(chǎn)價值>存在價值>地表水調(diào)蓄>河流輸沙量>文教科研>溫度調(diào)節(jié)>生物多樣性保護(hù)>生態(tài)環(huán)境用水>凈化空氣價值>釋氧>固碳>污染物降解>植物產(chǎn)品價值。調(diào)節(jié)服務(wù)中的增濕服務(wù)、文化服務(wù)中休閑娛樂、存在價值和遺產(chǎn)價值是湟水國家濕地公園的核心功能,價值量達(dá)56437.47萬元,對總價值的貢獻(xiàn)率91.30%。而年價值量低于100萬元的服務(wù)類型包括凈化空氣價值、釋氧、固碳、植物產(chǎn)品價值和污染物降解,占總價值的百分比分別為0.144%、0.081%,0.037%,0.017%和0.036%；其中污染物降解的價值量最低,但當(dāng)水質(zhì)污染超過自凈能力時,不僅會使水質(zhì)繼續(xù)惡化,還會因水體富營養(yǎng)化影響休閑娛樂功能的發(fā)揮,因此,加強(qiáng)對水質(zhì)的管理和凈化尤為重要。

3.2 濕地公園的空間分布格局

由斷裂點(diǎn)理論計(jì)算得到5個濕地公園彼此之間的斷裂點(diǎn)到起點(diǎn)公園的距離和起點(diǎn)公園在斷裂點(diǎn)處發(fā)揮的場強(qiáng),結(jié)果見表3。根據(jù)表3計(jì)算結(jié)果選擇各公園的最大場強(qiáng)和場強(qiáng)平均值計(jì)算輻射半徑；海湖濕地的強(qiáng)輻射半徑采用海湖濕地-火燒溝公園的場強(qiáng),火燒溝公園、北川濕地、寧湖濕地和湟水主河道的強(qiáng)輻射半徑分別采用火燒溝公園-湟水主河道、北川濕地-湟水主河道、寧湖濕地-湟水主河道,以及湟水主河道-火燒溝公園的場強(qiáng),以上兩公園的場強(qiáng)均大于其他公園組合。弱輻射半徑通過濕地公園與其他四個公園的場強(qiáng)均值進(jìn)行計(jì)算,海湖濕地、火燒溝公園、湟水主河道、北川濕地和寧湖濕地的平均場強(qiáng)分別為1054.97、2089.95、497.52、2030.80和118.42。根據(jù)以上選擇和計(jì)算得到的場強(qiáng)值,進(jìn)一步計(jì)算各公園強(qiáng)輻射半徑和弱輻射半徑,結(jié)果見表4,在此基礎(chǔ)上緩沖得到各個公園的輻射范圍(圖3)。

增濕、休閑娛樂、遺產(chǎn)價值是湟水國家濕地公園的三大核心服務(wù),根據(jù)斷裂點(diǎn)模型,結(jié)合各公園的核心服務(wù)價值量,分別計(jì)算各個公園核心服務(wù)的輻射半徑,利用ArcGIS緩沖區(qū)分析得到三大服務(wù)各個公園的輻射范圍。將其與公園總價值分布圖疊加,得到增濕、休閑娛樂、遺產(chǎn)價值的空間分布圖,并與總價值分布圖對比,相關(guān)結(jié)果見圖3)。

由圖3明顯看出,寧湖濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值分布范圍最大,其次為北川濕地和湟水主河道,最后是海湖濕地和火燒溝公園,這與各個公園的總價值量情況不同。寧湖濕地的分布區(qū)最大,該濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的貢獻(xiàn)范圍最廣,主要是因?yàn)樵摑竦匚挥诔菛|區(qū),西寧市東部地區(qū)濕地資源匱乏,居民需求大,到公園的可達(dá)距離增大；北川濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)范圍基本覆蓋城北區(qū),作為新修復(fù)完成的濕地,服務(wù)價值增加的潛力巨大,未來北川濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的分布區(qū)有望進(jìn)一步擴(kuò)大。湟水主河道選擇以北川河匯入處的湟水河為中心點(diǎn),服務(wù)范圍以河道兩側(cè)的城北區(qū)、城中區(qū)為主。海湖濕地和火燒溝公園的核心區(qū)和過渡區(qū)分布面積較小,且重合區(qū)域大,海湖濕地和火燒溝公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)面積小的原因可能與兩個公園距離較近,游客競爭力大,且城西區(qū)公園數(shù)量較多,海湖濕地和火燒溝公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的發(fā)揮空間較小。

湟水國家濕地公園的三大核心服務(wù)增濕、休閑娛樂、遺產(chǎn)價值的空間分布圖與總價值分布圖的對比情況,見圖3。寧湖濕地和火燒溝公園的休閑娛樂、遺產(chǎn)價值的空間分布面積大于總價值分布范圍,而增濕服務(wù)的分布面積遠(yuǎn)小于總價值分布面積；海湖濕地的增濕服務(wù)、休閑娛樂的空間分布與總價值分布范圍大體一致,而遺產(chǎn)價值分布面積遠(yuǎn)小于總價值分布面積；北川濕地、湟水主河道的增濕服務(wù)分布面積與總價值分布范圍相差較小。此外,湟水主河道的休閑娛樂、遺產(chǎn)價值的分布區(qū)小于總價值服務(wù)的分布區(qū)；北川濕地的休閑娛樂空間分布面積大于總價值分布范圍,遺產(chǎn)價值分布區(qū)與總服務(wù)的分布區(qū)大致相同。

表3 各個公園的斷裂點(diǎn)及場強(qiáng)

表4 各公園強(qiáng)輻射半徑和弱輻射半徑表

圖3 湟水國家濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值及核心服務(wù)的空間分布圖Fig.3 Spatial distribution of ecosystem services and core services of the Huangshui National Wetland Park

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重疊和溢出

在湟水國家濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值分布圖中看到,海湖濕地、火燒溝公園、湟水主河道和北川濕地分布相對集中,各公園的空間分布重合區(qū)域較多。將圖4各公園的最大分布范圍與西寧市區(qū)的城市功能區(qū)相疊加(圖4),對濕地公園的空間分布重合情況進(jìn)行研究分析。三個公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的共同分布區(qū)重疊后形成1個優(yōu)選區(qū),兩個公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的共同分布區(qū)重疊后形成5個次優(yōu)區(qū)。

圖4 湟水國家濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重疊區(qū)分布圖Fig.4 Ecosystem services overlapping of the Huangshui National Wetland Park

優(yōu)選區(qū)為火燒溝公園、湟水主河道和北川濕地3個公園的服務(wù)分布區(qū)形成一個交叉區(qū)域,面積為139.33hm2；該區(qū)域以住宅區(qū)為主。5個次優(yōu)區(qū)中北川濕地和湟水主河道的交叉區(qū)面積最大,為1145.23hm2,主要分布在城北區(qū),以住宅區(qū)為主；火燒溝公園和湟水主河道的重疊區(qū)較大,為473.29hm2,該區(qū)域擁有豐富的文化資源和住宅基地；海湖濕地和火燒溝公園的重疊區(qū)面積為142.40hm2,該區(qū)域?yàn)楫?dāng)前西寧市的主要商業(yè)分布區(qū),商業(yè)價值高；火燒溝公園和北川濕地的交叉區(qū)面積最小,為44.40hm2；海湖濕地和北川濕地的重疊區(qū)域區(qū)別于其他4個區(qū)域,該區(qū)域遠(yuǎn)離城市中心且受高速影響,居民聚集程度低,總面積74.39hm2。綜上,各大濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分布區(qū)不同,其重疊區(qū)也不同,但各重疊區(qū)域均為重要的西寧市區(qū)住宅、文化和商業(yè)集中分布的區(qū)域,人口聚集程度高,商業(yè)價值大,人類可利用價值得到最大發(fā)揮；而且在原各自濕地服務(wù)空間中,相比其他區(qū)域占絕對優(yōu)勢,對人類福祉貢獻(xiàn)較大。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)也存在溢出的情況。由表3的占比情況可知,湟水國家濕地公園中任意兩公園之間的斷裂點(diǎn)位置基本位于兩公園中間位置；同時受各公園價值量不同影響,占比總會大于或小于50%。如海湖濕地到湟水主河道的斷裂點(diǎn)在距海湖濕地2.63km處,占總距離的38.21%,而從湟水主河道到海湖濕地的斷裂點(diǎn)在距湟水主河道4.26km處,占總距離的61.79%,說明在海湖濕地和湟水主河道的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)揮功能時,海湖濕地受湟水主河道的影響較大。

海湖濕地、火燒溝公園和北川濕地的占比存在大于50%,影響其他公園的情況,也有小于50%,受其他公園影響的時候,類似于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的流動“中轉(zhuǎn)站”；而湟水主河道與其他4個公園的占比均大于50%,則說明湟水主河道的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)均影響其他公園,屬于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的“供給方”,是為其他公園提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)中心,這與實(shí)際情況一致,海湖濕地、火燒溝公園、北川濕地和寧湖濕地均是依托湟水主河道修建,并由湟水主河道將其串聯(lián)。寧湖濕地與以上情況相反,與其他4個公園的占比均小于50%,表明寧湖濕地在5個濕地公園中屬于“需求方”,受其他公園影響；但由于距離較遠(yuǎn),受影響強(qiáng)度較小。

4 結(jié)論

本文篩選構(gòu)建了一套適合湟水國家濕地公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評價體系,基于野外調(diào)查數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù),采用功能價值法等計(jì)算方法計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,并應(yīng)用斷裂點(diǎn)模型對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間分布和流轉(zhuǎn)情況進(jìn)行分析,主要結(jié)論如下：

(1)對2020年湟水國家濕地公園的15項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行評估,得到總價值為6.18億元,四大服務(wù)價值量按照價值高低排序依次為文化服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和供給服務(wù)；各分項(xiàng)價值量對比,由高到低依次為增濕>休閑娛樂>遺產(chǎn)價值>存在價值>地表水調(diào)蓄>河流輸沙量>文教科研>溫度調(diào)節(jié)>生物多樣性保護(hù)>生態(tài)環(huán)境用水>凈化空氣價值>釋氧>固碳>污染物降解>植物產(chǎn)品價值。

(2)5大濕地區(qū)中,湟水主河道的價值最高,其次為人工濕地,依次為北川濕地、海湖濕地、火燒溝公園和寧湖濕地。由于高原城市濕地的特殊性,湟水國家濕地公園的核心服務(wù)類型體現(xiàn)在存在價值、休閑娛樂和小氣候調(diào)節(jié)上。

(3)濕地價值輻射范圍由大到小依次為：寧湖濕地>北川濕地>湟水主河道>海湖濕地>火燒溝公園；對濕地服務(wù)輻射范圍疊加后,形成1個由三個公園的服務(wù)分布區(qū)重疊的優(yōu)選區(qū)和5個兩兩交叉的次選區(qū)。

(4)湟水國家濕地公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)存在空間溢出和疊加現(xiàn)象,湟水主河道的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流向周邊濕地公園溢出,其他四個濕地區(qū)之間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)存在相互溢出、疊加的現(xiàn)象。

值得注意的是,受地形、交通、人口分布等因素的影響,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間并非均衡的。受數(shù)據(jù)等條件限制,本研究對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的輻射空間做了均衡處理,這也是本研究的不足之處,需要在后續(xù)研究中進(jìn)一步改善。