3.1 生态系统服务价值重心的偏移特点
根据2.1,运用ArcGIS 10.5,得到三峡库区3年的土地利用情况。面积从大到小排列依次为林地>耕地>草地>水域>建设用地>未利用地。2005—2010年,林地面积增加了2.1%,耕地面积减少了1.33%,草地面积下降了14.6%。2010—2015年,林地面积和耕地面积分别下降了0.3%,2.14%,草地面积增加了0.12%。水域面积2005—2015年持续增长,2015年达到了120 745.76 hm2。随着城镇化的进程加快,建设用地面积在快速增长,2005—2010增长速度达到了94.6%,2010—2015年,增速放缓,但仍达到48.96%。未利用地面积从2005—2010年减少约161 hm2,到了2015年,又增加约256.73 hm2,近10 a总量上是增长的,这说明土地利用过程中存在着闲置荒废的现象。
同时通过计算,得到5种服务价值2005—2010年、2010—2015年不同年份对应的重心变化方向和变化距离(表3)。
表3 2005-2015年三峡库区生态系统服务价值重心偏移位置及距离
由表3可知,2005—2010年,供给服务价值重心和文化服务价值重心向西南方向偏移,说明2005—2010年三峡库区东北部地区上述两种服务价值相对减少,调节服务价值重心向西北地区偏移,支持服务价值重心向东南地区偏移,说明2005—2010年三峡库区南部地区的调节服务价值减少,而北部地区的支持服务价值减少。库区建设完成,开始截流蓄水,水域面积扩大,对于水源涵养、废物处理、生物多样性保护以及娱乐文化产生的价值量比较大,从而进一步影响了调节服务价值、支持服务价值。受到这两种价值的拉动作用,总生态系统服务价值向东北方向平移。2010—2015年,5种服务价值重心均向东北地区偏移,三峡库区西南部地区各类服务价值相对减少,此时各类服务价值的协调性相比于前5年更强。
2005—2010年,除文化服务价值重心外,其余服务价值重心偏移距离比较小。2010—2015年,情况相反,除文化服务价值重心外,其余服务价值重心偏移距离都比较大。前5年与后5年的偏移距离有一个明显的“跳跃”。这主要是因为库区完全建成前后土地利用类型变化所致。
近10 a来,文化服务价值重心偏移距离总和超过了2 500 m。而主要提供文化服务价值的土地利用类型分别是林地和水域,它们的面积在近10 a的变化都比较大。三峡库区建成之后截流蓄水导致了水域面积持续增长,退耕还林、设置生态保护红线限制了盲目的开发,促进林地面积的增长。
2005—2010年,调节服务价值、供给服务价值以及支持服务价值重心偏移距离比较小。这个阶段,耕地、草地面积都是下降的,大部分投入到建设用地当中,减少了这两种土地对于生态服务价值的促进作用。虽然水域面积的增大对调节服务价值、供给服务价值有着促进作用,但是当作用力相互抵消之后,这3类价值重心的偏移距离也就不大了。这个阶段,三峡库区还未完工,人口分散在各地区,政策不统一,不同地区面临的问题也不一样,对于破坏生态谋求发展也是主要原因。而到了后5 a,三峡库区完工,造成了大批的人口迁移,使得分散的人力资源更加集中,伴随移民需要解决的生产生活问题,产业发展问题等,对于建设用地的利用更加集中。因此这3类服务价值重心的偏移距离有所增大。但是,由于三峡库区东、中、西部地区发展差异大,尤其是中部地区生态环境脆弱,地质灾害频发,从经纬度上来看,虽然偏移距离增加,但是经纬度变化依旧不是很明显。同时,由于这3类服务价值的作用,总生态服务价值重心的偏移距离也比较大。
3.2 经济指标重心的偏移特点
同理,得到各经济变量重心(表4)。运用ArcGIS 10.5绘制出不同年份经济因子的重心位置(图1)。
表4 2005-2015年三峡库区经济重心偏移位置及距离
2005—2010年,地区GDP增长率重心、城镇化率重心、第二产业增加值重心以及人均预算财政支出重心均朝东北方向偏移。偏移距离按照地区GDP增长率重心、城镇化率重心、第二产业增加值重心、人均财政预算支出重心依次递减。2007年,中央提出对重庆的“314”部署,明确把重庆加快建设成为西部地区的重要增长极、长江上游地区的经济中心、城乡统筹发展的直辖市。湖北省2009年实施的“两圈一带”战略以及长期推进的“一主两副”战略,2010年重庆市提出将万州打造成重庆第二大城市,极大地促进了经济的发展。
2010—2015年,城镇化率重心、第二产业增加值重心以及人均财政预算支出重心继续向东北方向偏移,而地区GDP增长率重心向西南方向偏移。除第二产业增加值重心的偏移距离大致保持不变之外,人均财政预算支出重心偏移距离大幅增加,地区GDP增长率重心和城镇化率重心偏移距离大幅减少。国务院于2011年5月通过《三峡后续工作规划》,部署后三峡时期任务,以期全面解决经济、生态等相关问题,2014年7月国务院批复同意三峡工程建设委员会办公室编制的《全国对口支援三峡库区合作规划(2014—2020年)》,指明当前三峡库区面临的发展机遇,强调了国家对口三峡库区的政策支持,加快库区产业结构调整和转移,承接产业转移,培育特色产业,为库区产业发展带来新的机遇,发挥库区人力资源优势、深化与发达地区的劳务合作。东北部地区进一步承接工业产业转移,大部分地区人均一般财政预算支出增加。但是由于经济发展的不平衡性,西南地区生产总值增长率相比于东北地区,仍然是领先的,也就造成了该类重心向西南偏移。
2005—2010年,人均一般预算财政支出重心从丰都县移动到忠县,城镇化率重心由长寿区移动到涪陵区,第二产业增加值重心停留在长寿区,GDP增长率重心从丰都县移动到忠县。2010—2015年,人均一般预算财政支出重心移动到石柱县,城镇化率重心移动到丰都县,第二产业增加值重心移动至涪陵区,而GDP增长率重心向西南方向折返停留在忠县。
不同年份所得到的重心位置大致呈现西南—东北分布。2005—2010年,GDP增长率重心比第二产业增加值重心朝东北方向偏移的距离更明显,说明其他两类产业对于GDP增长率的拉动更强,在一定程度上代表了库腹地区逐渐实现了产业的转型和改造。并且,城镇化率重心与第二产业增加值重心整体迁移方向一致,表明三峡库区在该时期内经济的集聚产生了相应的人口集聚。人均一般预算财政支出重心的偏移程度又明显比第二产业增加值重心更靠东北,说明在这个时期内,财政支出的重点并非在第二产业,投资更加合理化。人均财政支出重心距离GDP增长率重心比较近,财政支出的增加,对于经济增长的贡献比较明显。
同样,2010—2015年,这样的趋势仍在保持。不同之处在于,GDP增长率重心出现折返的情况,这与其他3类重心的变动方向是不一致的。这说明单纯增加财政支出已不能迅速拉动经济增长。自2011年以来,库区第二产业比重在缓慢下降,而第三产业比重则在缓慢上升,库区正在经历产业结构升级,但第二产业仍占据主导地位,因此,伴随着经济发展,生态环境破坏问题逐渐显露,造成的各项损失也逐渐增加,对经济造成了反向拉动作用,说明以牺牲环境为代价的发展是不长久的。
3.3 重心变动的耦合性和一致性分析
3.3.1 重心变动的耦合性
根据公式(3),计算出不同经济因子同生态系统服务价值的耦合性。本文只讨论总生态系统服务价值重心与不同经济指标重心的关系,结果见表5。
表5 2005-2015年生态系统服务价值和经济重心偏移的重叠性及一致性
观察表5,与其他重叠性相比较,总生态系统服务价值在2005年与人均财政预算支出的重叠性最高,其次是地区生产总值增长率,而与城镇化率和第二产业增加值的重叠性相对比较弱。到了2010年,基本情况保持不变,但此时与地区生产总值增长率的重叠性增强,与人均财政预算支出的重叠性减弱,到了2015年,又变成相反情况。总体而言,除了地区生产总值增长率与总生态系统服务价值的重叠性呈现先增强后减弱的趋势之外,其余三者则呈现逐年增加的趋势。
3.3.2 重心变动的一致性
参照公式(4),计算不同经济因子重心同总生态系统服务价值重心的变动一致性(表5)。从结果来看,2005—2015年各类经济指标与总生态系统服务价值重心变动方向几乎一致,呈水平方向。这说明近10 a来,经济发展与生态环境存在紧密联系,经济发展一定程度上改变了生态结构与地区各类生态系统服务价值。
3.3.3 耦合性与一致性分析
(1)由表5可知,总生态系统服务价值同不同经济指标相互影响。2005—2010年,总生态系统服务价值同第二产业增加值的重叠性比较低。2005年人均工业废水发排放量大约为30.6 t,人均工业化需要量大约为4.1 kg,而人均工业氨氮排放量大约为0.3 t,环境污染比较严重,对环境的影响比较显著,也就造成了两者偏移距离比较大,耦合度比较小。
同样的,库区城镇化率耦合性也比较弱,主要是因为城镇人口的增长导致城镇污水排放量增加,这在一定程度上也是破坏环境的重要因素。随着城镇化率的逐步提高,这种耦合偏离的情况一直是存在,并且重叠值始终是比较大的。
经济增长在初期是以牺牲环境为代价的,这也就是为何在初期,GDP增长率重心同总生态系统服务价值重心重叠值比较大,耦合性比较低。此时,地方财政支出的重点在于经济发展,而非生态保护,加上三峡库区自身生态比较脆弱,受到的破坏程度比较高,此时人均财政支出重心同总生态系统服务价值重心出现了较大偏离。
(2)2010—2015年,库首地区开始进行产业升级,推进了工业化进程,但是重点仍旧是传统制造业,同样造成了环境的破坏,使得二者重心偏移距离明显。随着三峡工程收尾,吸引了一部分企业入驻,增加了财政投入,人类活动的增加影响了环境,一方面拉动了经济增长,提高了生活质量,使得土地利用渐趋多元化,基础设施建设更加完善。另一方面,建设用地增长迅速,包括居住地、工业用地增加,对于环境产生的负效应越来越明显。
(3)随着生态文明建设观念深入人心,国家大力倡导绿色协调可持续的发展模式,可以观察到,近10年来,城镇化率、第二产业增加值、人均财政预算支出同总生态系统服务价值的耦合性是增强的,说明一系列的环境保护措施是显著有效的。但是由于三峡库区是一个狭长的地理单元,各区域的资源、产业、区位禀赋各异,不同地区所采取的措施是不尽相同的,对经济和环境造成的影响也是不一样的。库尾地区的经济更为发达,工业基础雄厚,人才集中,因而城镇化发展水平较高。但其发展是以牺牲环境为代价获得的。库首地区多为山地丘陵区且距离中心城市较远,山地面积占比较高、地形复杂、生态较为脆弱,同样也是牺牲环境换取经济快速增长。库腹地区虽环境较好,但是经济发展比较落后,主要受自然条件的限制,工农业基础薄弱。因此,表5中重心偏移距离的变化虽然表明经济和环境耦合性在增强,但是每5 a的变化程度不是很大。