山西煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)及時(shí)空異質(zhì)性

吳樹(shù)榮，潘換換，楊琪雪，杜自強(qiáng)*，武志濤，張紅

（1.山西大學(xué) 黃土高原研究所，山西 太原 030006；2.山西大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，山西 太原 030006）

0 引言

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是支撐人類(lèi)生存發(fā)展和生產(chǎn)活動(dòng)的重要環(huán)境條件和外在物質(zhì)基礎(chǔ)，包括供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)和支持服務(wù)等關(guān)乎人類(lèi)福祉[1-2]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)可以明晰區(qū)域內(nèi)各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要區(qū)域，從總體上揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)服務(wù)數(shù)量值和空間特征，能夠反映區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)狀態(tài)，有助于明確重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)規(guī)劃和保護(hù)的地區(qū)[3]。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)始于20世紀(jì)60年代，日本采用替代成本法評(píng)估森林公益機(jī)能經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4]。20世紀(jì)80年代中國(guó)林學(xué)會(huì)基于森林綜合效益實(shí)施評(píng)估工作[5]，1997年Daily等系統(tǒng)闡述了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相關(guān)定義和價(jià)值測(cè)算的技術(shù)手段[6]。目前國(guó)內(nèi)外研究?jī)?nèi)容主要集中在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值估算及機(jī)理分析、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)主導(dǎo)功能劃分等方面，研究?jī)?nèi)容由類(lèi)型劃分、經(jīng)濟(jì)價(jià)值核算趨向注重綜合評(píng)價(jià)分析[7]，同時(shí)開(kāi)始探索不同因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響機(jī)理。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性通常采用單項(xiàng)指標(biāo)或多項(xiàng)指標(biāo)綜合來(lái)表征，主要是根據(jù)價(jià)值估算和服務(wù)指數(shù)來(lái)評(píng)估其總體服務(wù)能力和分布特征。評(píng)價(jià)區(qū)域多集中在對(duì)小流域[8]、省市生態(tài)用地[9-10]、特定生態(tài)區(qū)和某種生態(tài)系統(tǒng)等對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性予以識(shí)別。前人的這些研究提高了人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重視，但多集中于大中尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)估。另外，評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性時(shí)需要從時(shí)空尺度切入，且揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性的內(nèi)在機(jī)理的研究有待進(jìn)一步展開(kāi)。

由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)煤炭資源利用長(zhǎng)期的依賴(lài)，煤礦區(qū)開(kāi)發(fā)仍與日俱增，相應(yīng)的帶來(lái)建設(shè)用地的持續(xù)增加和生態(tài)用地的持續(xù)大幅縮減。山西省煤礦開(kāi)采自20世紀(jì)初開(kāi)始，社會(huì)發(fā)展受其巨大惠益，但隨之地表地下水系破壞，植被覆蓋度降低，土壤功能退化，原有生態(tài)系統(tǒng)功能受損，給煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和人類(lèi)福祉帶來(lái)嚴(yán)重威脅[11]。21世紀(jì)作為煤礦開(kāi)采中后期，也是調(diào)節(jié)生態(tài)問(wèn)題和經(jīng)濟(jì)發(fā)展矛盾的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，人們開(kāi)始注重環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的并行，并探索資源開(kāi)發(fā)與煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的耦合機(jī)制。本文基于山西省2000年—2018年NDVI數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)和高程數(shù)據(jù)等，對(duì)煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性區(qū)域進(jìn)行識(shí)別和劃分，從時(shí)空尺度揭示其異質(zhì)性和中心遷移，并基于土地利用類(lèi)型[12]和影響因子揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性?xún)?nèi)在機(jī)制，以期為山西省煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和生態(tài)恢復(fù)提供參考。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)獲取

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于山西省煤礦區(qū)（110°30′E —113°80′E、35°50′N(xiāo)—40°20′N(xiāo)），包括河?xùn)|煤田、霍西煤田、寧武煤田、沁水煤田、大同煤田和西山煤田（圖1）。總面積約53 800 km2，地類(lèi)主要為草地、林地和未利用地。東部和西部以山區(qū)、丘陵為主，中部為盆地，地形地貌結(jié)構(gòu)多變。溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫6℃～13℃，年降水量400 mm～600 mm，年均風(fēng)速約2 m/s。礦產(chǎn)資源豐富，探索到地下礦種達(dá)上百種，近一半已探明儲(chǔ)量，煤炭?jī)?chǔ)量全國(guó)第一[11]。

圖1 研究區(qū)位置示意圖Fig.1 Location of the study area

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本文數(shù)據(jù)（表1）處理主要包括：（1）氣象數(shù)據(jù)，包括研究區(qū)2000?2018年月均氣溫、月均降水、月均風(fēng)速、月均潛在蒸散量和月總太陽(yáng)輻射量通過(guò)kriging插值，求得年均數(shù)據(jù)并將結(jié)果歸一化得到多年平均降水因子（Fpre）和多年平均氣溫因子（Ftem）等，并通過(guò)柵格計(jì)算器得到多年平均氣候侵蝕力（Fq）。（2）基于NDVI和氣象數(shù)據(jù)通過(guò)CASA模型估算2000—2018年煤礦區(qū)植被凈初級(jí)生產(chǎn)力（NPP），進(jìn)行統(tǒng)一坐標(biāo)和柵格計(jì)算得到多年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力平均值（NPPmean）。（3）基于 DEM 數(shù)據(jù)提取坡度、地形起伏度、海拔，通過(guò)歸一化得到坡度因子（Fslo）、地表粗糙度因子（D）和海拔因子（Falt）的空間分布圖。（4）對(duì)土壤質(zhì)地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行提取、分類(lèi)，進(jìn)行歸一化處理得到土壤滲流因子值（Fsic）和土壤可蝕性值（K）[13]。通過(guò)ArcGIS將各因子通過(guò)重采樣統(tǒng)一轉(zhuǎn)為分辨率1 km×1 km的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

表1 數(shù)據(jù)描述及來(lái)源Table 1 Data description and source

2 研究方法

2.1 NPP估算

NPP作為指示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要因子，通過(guò) CASA模型[14]由植被光合有效輻射APAR、實(shí)際光能利用率ε計(jì)算，（x，t）表示t月x像元，公式為：

其中，APAR公式由太陽(yáng)輻射總量SOL、植被層對(duì)入射光合有效輻射的吸收比例FPAR和植被利用太陽(yáng)有效輻射占太陽(yáng)總輻射比例0.5的乘積得到，ε由Tε和Wε溫度和水分脅迫因子等計(jì)算得到，公式分別為：

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)

2.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)

（1）水源涵養(yǎng)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)對(duì)降水進(jìn)行時(shí)空再分配，緩和地表徑流，補(bǔ)充地下水，增加有效水的能力。該指數(shù)（WR）[15]計(jì)算公式為：

式中：NPPmean表示多年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力平均值；Fsic為土壤滲流因子；Fpre為多年平均降水因子；Fslo坡度因子。

（2）水土保持服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程中，通過(guò)其自身結(jié)構(gòu)和過(guò)程的相互作用得以避免水土流失，減少地表徑流，增加地面覆蓋，防止土壤侵蝕的能力[16]。該指數(shù)（Spro）計(jì)算公式為：

式中，K為土壤可蝕性因子。

（3）防風(fēng)固沙服務(wù)是指陸地生態(tài)系統(tǒng)能夠減緩風(fēng)速，改變風(fēng)向，固沙固土，防止沙塵暴，保護(hù)良田，避免沙漠化的能力[17]。該指數(shù)（Sws）具體計(jì)算公式為：

式中，F(xiàn)q為多年平均氣候侵蝕力因子；D為地表粗糙度因子。

（4）生物多樣性維護(hù)服務(wù)即生態(tài)系統(tǒng)對(duì)生物多樣性的維護(hù)和固持，穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)，提高生產(chǎn)力的能力[18]。該指數(shù)（Sbio）計(jì)算公式為：

式中，F(xiàn)tem為多年平均氣溫因子；Falt為海拔因子。

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能綜合評(píng)價(jià)

綜合考慮水源涵養(yǎng)、水土保持、防風(fēng)固沙和生物多樣性服務(wù)指標(biāo)，通過(guò)變異系數(shù)法[19]設(shè)置指標(biāo)權(quán)重，利用加權(quán)綜合指數(shù)法得到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性綜合指數(shù)（ESI），其計(jì)算公式為：

式中，Ai表示第i項(xiàng)指標(biāo)的功能值，Wi表示第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重。

表2 研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性指標(biāo)權(quán)重Table 2 Index weight of importance of ecosystem services in the study area

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性識(shí)別和分析方法

（1）采用自然斷點(diǎn)法將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)估結(jié)果按其自然分布規(guī)律劃分為4個(gè)等級(jí)，分別為極重要、高度重要、比較重要和一般重要[15]。

（2）為揭示其時(shí)空變化規(guī)律，通過(guò)ArcGIS中位數(shù)計(jì)算得到不同重要性級(jí)別的地理中心，再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差橢圓創(chuàng)建各重要性級(jí)別區(qū)域的分布方向和離散程度，橢圓的長(zhǎng)軸表示方向，長(zhǎng)軸越短表示越集中。

（3）分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性?xún)?nèi)在機(jī)理，結(jié)合土地利用和生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)各重要性等級(jí)進(jìn)行疊加分析，再識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)重要性指標(biāo)中不同等級(jí)影響因子的均值，并通過(guò)如下公式計(jì)算其相對(duì)偏差[20]：

式中，di為影響因子的偏離程度，xi為i等級(jí)區(qū)域影響因子的均值，xˉ為影響因子在整個(gè)區(qū)域的均值[21]。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性

3.1.1 水源涵養(yǎng)重要性

從空間上來(lái)看，水源涵養(yǎng)重要性基本呈東部高、西部低的空間分布趨勢(shì)（圖2），其中高度重要和極重要區(qū)域面積分別為7 908.6 km2和6 509.8 km2，分別占總面積的14.7%和12.1%（表3），主要分布于西山煤田、沁水煤田和霍西煤田。主要是由于這些煤田多年平均降水量較高、水熱平衡條件較好，對(duì)于維持水質(zhì)，清潔水源供給有重要意義。低值區(qū)面積最大，約為18 076.8 km2，區(qū)域占比達(dá)到33.6%，主要分布在大同煤田、寧武煤田和西山煤田的大部分地區(qū)，這是由于這些區(qū)域植被覆蓋率低、工礦建設(shè)活動(dòng)較為頻繁，不利于涵養(yǎng)水源。

3.1.2 水土保持重要性

從圖2可以看出，水土保持重要性區(qū)域分散分布在煤礦區(qū)的東北部和東南部，面積為4 411.6 km2，占總面積的8.2%（表3），高度及以上重要地區(qū)主要分布在沁水煤田東北部和東南部、霍西煤田大部分區(qū)域以及西山煤田西部，這些地區(qū)土壤不易受雨水侵蝕，水土保持效果較好。水土保持服務(wù)一般重要區(qū)域主要分布在大同煤田、寧武煤田和河?xùn)|煤田北部等地勢(shì)較為低平的區(qū)域，面積約為20 766.8 km2，占比高達(dá)38.6%。

表3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)各重要性區(qū)域面積占比統(tǒng)計(jì)表Table 3 The importance of ecosystem services area accounted for statistics

3.1.3 防風(fēng)固沙重要性

防風(fēng)固沙重要性在空間上呈現(xiàn)一般重要區(qū)域廣泛分布、重要區(qū)域零星散落分布于東北部的特征（圖2），其中極重要區(qū)域面積為645.6km2，僅占礦區(qū)總面積的1.2%（表3）；高度重要區(qū)域面積2 743.8 km2，占總面積的5.1%。高度及以上重要地區(qū)主要分布在沁水煤田東北部，這些地區(qū)土壤可蝕性較小，氣候侵蝕力小，對(duì)防風(fēng)固沙起到一定程度的作用。研究區(qū)防風(fēng)固沙服務(wù)一般重要區(qū)域占研究區(qū)面積的73.0%，防風(fēng)固沙服務(wù)相對(duì)于其他服務(wù)并不突出。

3.1.4 生物多樣性重要性

生物多樣性重要性在空間上呈現(xiàn)東南高西北低的分布特征（圖2），一般重要區(qū)域主要分布于研究區(qū)西北部，高度及以上重要區(qū)域大多分布在研究區(qū)東南部的沁水煤田、中部霍西煤田，高度重要區(qū)域面積達(dá)到11 405.6 km2，占總面積的21.2%；極重要區(qū)域面積為3 981.2 km2，占總面積的7.4%（表3）。這些區(qū)域植被覆蓋率較高，降水豐富，適宜動(dòng)植物生存，生境質(zhì)量好，物種豐富，有助于維持生物多樣性。

3.1.5 生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)重要性

研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)綜合重要性面積比例隨等級(jí)升高呈下降趨勢(shì)，高度及以上重要的區(qū)域面積占比達(dá)到20.1%（表3）。生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)重要性自煤礦區(qū)西北向東南部逐漸遞增（圖3），其中極重要區(qū)主要分布在沁水煤田東北部和南部、霍西煤田中南部區(qū)域，占各自煤田面積比分別為22.7%和24.1%（圖4），高度重要區(qū)主要分布在沁水煤田東部和南部大部分地區(qū)以及霍西煤田中部，占各自煤田面積比分別為25.6%和22.4%，比其他煤田人為擾動(dòng)較小?；粑髅禾锖臀魃矫禾锊糠值貐^(qū)以水土保持服務(wù)為主，研究區(qū)東南部山地丘陵區(qū)以水源涵養(yǎng)和生物多樣性維護(hù)服務(wù)為主（圖2），對(duì)維持整個(gè)煤礦區(qū)及山西省地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)具有重要意義。

圖3 研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.3 Evaluation results of comprehensive ecosystem services in the study area

圖4 六大煤田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性分區(qū)占比Fig.4 The proportions of the six major coalfield ecosystem services

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性時(shí)空變化特征

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性時(shí)空變化在一定程度上可反映區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的可持續(xù)和動(dòng)態(tài)變化過(guò)程[22]。通過(guò)對(duì)比2000年和2018年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性分布得到煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性時(shí)空變化圖（圖5），近年來(lái)對(duì)煤礦區(qū)采取了一系列生態(tài)環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)措施，大部分區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，沁水煤田西北部平原區(qū)、東南部低山區(qū)和霍西煤田南部以及河?xùn)|煤田南部出現(xiàn)降低現(xiàn)象，主要受人類(lèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)活動(dòng)影響，山地丘陵區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性程度基本不變。

圖5 研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性時(shí)空變化Fig.5 Spatiotemporal changes in the importance of ecosystem services in the study area

煤礦區(qū)2000年—2018年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性區(qū)域中心總體由東南部向西部和北部偏移，極重要和高度重要區(qū)域中心始終位于沁水煤田，極重要區(qū)域中心向西遷移12 km，高度重要中心向西南方位偏移21 km；比較重要區(qū)域中心由霍西煤田向霍西煤田以外的西北方位偏移，偏移距離為24 km；一般重要區(qū)域中心由河?xùn)|煤田和西山煤田周邊向東北遷移100 km到寧武煤田。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)各重要性級(jí)別區(qū)域分布方向從2000年—2018年基本呈現(xiàn)東北—西南走向，僅比較重要區(qū)域分布方向由2000年?yáng)|北—西南方向到2018年轉(zhuǎn)變?yōu)闁|南—西北方向。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性分布離散程度來(lái)看，各個(gè)重要性級(jí)別區(qū)域分布集中，限于一個(gè)煤田或跨兩個(gè)煤田，而一般重要區(qū)域分布較為離散，基本各個(gè)煤田均有分布。隨著時(shí)間遷移，各重要性等級(jí)區(qū)域分布逐漸趨于集中狀態(tài)（圖6）。

圖6 各重要性級(jí)別區(qū)域的地理中心及方向分布的時(shí)空變化Fig.6 Distribution of geographical center and direction of each importance level area shows temporal and spatial changes

3.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性區(qū)域形成的內(nèi)在機(jī)理

基于生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)重要性區(qū)域計(jì)算煤礦區(qū)土地利用類(lèi)型面積所占比，可看出研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要區(qū)域草地和林地面積占比較高，且隨著重要性等級(jí)提高草地和林地面積比例持續(xù)上升，而未利用地面積持續(xù)下降。一般重要區(qū)域主要土地利用方式為人類(lèi)活動(dòng)較多的耕地和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地；水域面積在研究區(qū)占比較小，與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性的潛在機(jī)理仍待進(jìn)一步探討（圖7）。

圖7 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不同重要性等級(jí)區(qū)域土地利用面積占比Fig.7 Proportion of land use area in different importance levels of ecosystem service

通過(guò)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)主要影響因子的分析，從圖8可以看出，對(duì)煤礦區(qū)重要區(qū)域的影響因子分別為多年平均降水因子（Fpre）和多年平均氣溫因子（Ftem），而在一般重要區(qū)域較為突出的影響因子除前述因子之外，還有土壤滲流因子（Fsic）。

圖8 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不同重要性等級(jí)空間分布影響因子Fig.8 Influencing factors of spatial distribution of ecosystem services in different importance levels

4 討論

煤礦區(qū)作為山西生態(tài)恢復(fù)的重點(diǎn)推進(jìn)區(qū)域，從其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要區(qū)域水熱條件較好且植被覆蓋度較高，應(yīng)在保護(hù)原有植被的基礎(chǔ)上，繼續(xù)提高植物覆蓋率，同時(shí)調(diào)整區(qū)域內(nèi)用地結(jié)構(gòu)[23]；而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)一般重要區(qū)域自然生態(tài)本底脆弱，應(yīng)引導(dǎo)適度開(kāi)發(fā)和利用資源，提高土地利用效率，協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)布局，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和植被恢復(fù)工作。整體上煤礦區(qū)提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平并不高，水源涵養(yǎng)、水土保持和生物多樣性維護(hù)服務(wù)均以比較重要區(qū)域居多，大部分區(qū)域防風(fēng)固沙服務(wù)一般，林地和草地對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)正向作用明顯。研究表明植被對(duì)于土壤風(fēng)蝕具有抑制作用，且隨植被恢復(fù)區(qū)域防風(fēng)固沙能力近幾年有所提高[24]。2000—2018年煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性區(qū)域增加且逐漸由沁水煤田向北部和西部擴(kuò)散，得益于區(qū)域生態(tài)恢復(fù)與保護(hù)工作的全面落實(shí)[25]。煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要區(qū)域形成的主要影響因子為降水和氣溫，有學(xué)者表明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)于降水和氣溫的年際變化是最為敏感的，且土地利用對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響需要在十年乃至更長(zhǎng)時(shí)間尺度才能顯現(xiàn)[24]，這將是今后的研究重點(diǎn)。

為提高煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性以及與區(qū)域的相符性，在對(duì)重要性區(qū)域的級(jí)別劃定時(shí)，選擇自然斷點(diǎn)法[26]。由于研究選取的是典型生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)域，考慮到區(qū)域尺度及不連貫性且受限于復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)估存在一定影響。其次NPP定量評(píng)估法作為生態(tài)紅線劃定的主要方法[25]，能夠一定程度反映區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間差異，但不能與實(shí)際完全吻合。此外，在研究過(guò)程中，該評(píng)價(jià)體系指標(biāo)選取涵蓋面有限，參數(shù)有待進(jìn)一步校驗(yàn)，且未考慮社會(huì)和政策對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響。本文的研究方法區(qū)別于模型評(píng)估法，具有地域適宜性，不能提供空間量化的結(jié)果，主要通過(guò)甄別研究區(qū)主要生態(tài)功能，在此基礎(chǔ)上得到具有可信度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)估結(jié)果[27]。因此，在今后的研究中，將進(jìn)一步多方面探索研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性區(qū)域大尺度宏觀的時(shí)空變化規(guī)律，結(jié)合模型評(píng)估法和實(shí)地觀測(cè)對(duì)研究結(jié)果予以校驗(yàn)，更科學(xué)地為研究區(qū)生態(tài)保護(hù)紅線劃定和國(guó)土空間規(guī)劃、環(huán)境和管理規(guī)劃實(shí)踐等提供客觀合理的決策依據(jù)[28]，以提高人類(lèi)福祉。

5 結(jié)論

本研究選取山西省煤礦區(qū)為研究對(duì)象，基于GIS工具以柵格單元進(jìn)行空間分析，運(yùn)用NPP定量指標(biāo)法構(gòu)建評(píng)估體系，從時(shí)空尺度揭示研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要性，結(jié)果表明：

（1）煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要區(qū)域占研究區(qū)的20.1%，面積為10 813.8 km2，其中水源涵養(yǎng)、水土保持和生物多樣性功能重要性相對(duì)較高，重要性區(qū)域主要分布在沁水煤田和霍西煤田。

（2）2000年—2018年煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性大部分區(qū)域有所提高。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)一般重要區(qū)域逐漸減少，極重要和高度重要區(qū)域始終主要分布于沁水煤田和霍西煤田，極重要區(qū)域中心向西遷移12 km，高度重要區(qū)域中心向西南方位遷移21 km。

（3）煤礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能極重要和高度重要區(qū)域主要土地利用類(lèi)型包括草地、林地和未利用地，隨著重要性等級(jí)的提升，草地和林地占煤礦區(qū)面積相應(yīng)增加。影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性分布的主要因子為降水和氣溫。