2.1 三峡库区生态系统服务与农户生计耦合度
通过生态系统服务指数和农户生计资本指数,基于耦合度模型,得到1995—2015年库区各区县农户生计与生态系统服务的耦合度(图1)。耦合度根据多个前研究者成果及研究需要,划分为[0,0.4],(0.4,0.6],(0.6,0.8],(0.8,1],分别表示低度耦合、中度耦合、高度耦合以及极度耦合。
根据结果显示,三峡库区各区县生态系统服务与农户生计主要处于极度耦合(0.8,1]状态,其中耦合度值最高达到99.98%。从时间尺度上来看,三峡库区1995年有1个低度耦合区县,2个中度耦合区县,11个高度耦合区县,12个极度耦合区县; 2005年有1个低度耦合区县,3个中度耦合区县,8个高度耦合区县,14个极度耦合区县; 1995年和2005年库区26个区县中度耦合及以上的区县达到25个,占整个三峡库区96.15%。从变化过程来看,1995—2005年,中度耦合区县比例上涨3.85%,极度耦合比例上涨7.69%,表明自三峡工程建立以来,库区生态系统服务与农户生计相互影响程度增强。到2015年,中度耦合以上区县比例降至92.31%,江北区由高度耦合变成低度耦合,沙坪坝区、九龙坡区、南岸区由高度耦合变成中度耦合,主要是库区重庆主城区内,由于城镇化进程过快,使生态环境受到影响,其服务功能降低。其中渝中区城镇化率都高达100%,城区的各生态服务功能价值较低,而农户生计资本较高,所以属于低度耦合类型,耦合度值低至0。但1995—2015年,极度耦合区县比例上涨11.54%,各区县总体耦合程度呈上向高度和极度耦合方向转化。3个时间段期间,各区县的耦合度如
图1所示,1995—2015年耦合度降低变化明显的区县江北区、南岸区和巴东区,耦合度升高变化明显的是武隆区、丰都县、石柱县、奉节县等区县。
从耦合度的空间分布来看(图2),低度耦合区县主要分布在库尾主城区内,库腹主城区渝中区范围内耕地、林地面积甚少,对生态系统服务的贡献较低,而这些区域农户人口较少,人均GDP和农户收入较高,医疗卫生机构、基础设施较好,生计资本较高,形成低度耦合的结果。1995—2005年,库腹的变化较大,除涪陵区、万州区、忠县保持极度耦合外,开州区和云阳县也从高度耦合转化为极度耦合,而武隆区耦合程度降低。库首、库腹的区县耦合度比较高,没有低度耦合的区域,其中库首的4个湖北省的区县全属于极度耦合,而库腹区县极度耦合区县也呈现增加趋势。2005—2015年,库尾主城区内渝中区、大渡口区、江北区、沙坪坝区、九龙坡区、南岸区属于中度耦合和低度耦合,耦合程度呈下降趋势。库首中巴东县耦合程度也有所下降,为高度耦合。整体上,除库尾重庆主城区内渝中区、江北区、大渡口区等6个区县生态系统服务与农户生计耦合程度是中度耦合及以下外,其余各区县两者耦合关系明显,说明三峡库区总体上生态系统服务与农户生计相互作用、相互影响程度增强。
从各子系统关系来看,农户生计与各类服务功能均属于极度耦合,其中文化服务对农户生计耦合程度最高,文化服务是生态系统为人类带来的娱乐文化活动,同时也能为人带来收益。据计算结果显示,生态系统服务与农户生计中人力资本耦合比其他生计资本高。生态系统服务与金融资本耦合度逐年降低,随着三峡库区经济的发展,农户获得的生产生活收入提高,而对库区的生态环境也带来一定程度影响,使其服务功能并未随金融资本增长而增加。
2.2 三峡库区生态系统服务与农户生计耦合协调度
运用耦合协调度模型,计算得到1995—2015年库区各区县的耦合协调度。耦合度根据前研究者及研究区实际情况结合,划分为[0,0.4],(0.4,0.5],(0.5,0.6],(0.6,1],分别表示衰退失调类、濒临衰退失调类、勉强协调发展类以及协调发展类。三峡库区生态系统服务与农户生计耦合协调度主要是在(0.4,0.5],(0.5,0.6]。
从时间序列来看,三峡库区1995年衰退失调区县为9个、濒临衰退失调类10个、勉强协调发展类和协调发展类分为3,4个,2005年衰退失调区县为7个、濒临衰退失调类12个、勉强协调发展类和协调发展类分为3,4个。1995—2005年期间,主要是衰退失调类向濒临衰退失调类转化。而2015年,衰退失调比例依旧呈下降趋势,从1995年占比34.62%下降至23.08%,濒临衰退失调区县比例20 a内下降了30.77%,而勉强协调发展和协调发展的区县呈上升趋势,20 a内增长了42.31%。1995年、2005年濒临衰退失调类区县频数最高分别为10,12,2015年勉强协调发展类的频数最高为11,各区县从衰退发展逐步濒临衰退发展靠近,濒临衰退发展区县向勉强协调发展和协调发展区县转化,表明农户利用生态系统服务程度提高,生计提升。究其原因是自三峡工程建立以来,库区内水质变好,且推行退耕还林退耕还草政策,生态环境有所改善,农户从生态系统中获取的收益增长,生态农业和生态旅游也使库区农户生计得到改善。
从三峡库区耦合协调空间分布来看,库首区县生态系统服务和农户生计耦合协调度比库中区县高,库中耦合协调度比库尾高。从图3中可以看出,衰退失调类主要集中在库尾重庆主城区县内,主城区内农户生计所需金融资本、社会资本和物质资本丰富,经济发展高于其余区县,而自然资源生态环境承载力过重,生态系统的调节、支持、供给服务价值较低,其中渝中区、大渡口区衰退失调严重,还包括江北区、沙坪坝区、九龙坡区、南岸区。1995年库尾长寿区也属于衰退协调发展类型。1995—2005年期间,库尾的衰退失调区域呈缩小趋势,库腹和库首区域中两者耦合协调发展程度没有发生变化。至2015年,库尾主城区内衰退失调类区县范围持续缩小,库腹区域中各区县均达到勉强协调发展和协调发展层次,而库首的兴山县和秭归县的协调发展程度降低,成为勉强协调发展类型。总体上看,库区生态系统服务与农户生计耦合程度从区域的东北至西南方向逐渐减弱。
从各个子系统关系来看,农户生计与生态系统服务中支持服务耦合协调度最高,支持服务中土壤的形成与保护占据主导地位,且生态系统的废物处理和生物多样保护功能对农户生计也有积极意义。其次是供给服务,生态系统服务中供给服务是农户生计的基础,农户依靠农田、森林、草地、水域等生态系统提供物质产品原材料等。然后是调节服务,生态系统中森林生态系统提供气体、气候调节服务较多,森林面积大小和生物多样性同样影响区域降水量,对水源涵养也起着重要作用,这对农户生计的可持续性发展具有长远影响。最后是文化服务与农户生计耦合协调度相比其他较低,但文化服务与农户生计的耦合相关性也较高,只是农户对文化服务的利用程度不够高,随着社会发展,人们越来越注重生态系统的带来的娱乐文化服务,其耦合协调度也逐渐变高。