山西省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的時(shí)空演化研究

楊翠翠，秦明星，張亞軍，邢舒涵，王亞南，李澤瑞

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，山西 太谷 030801）

生態(tài)環(huán)境是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要依托，隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，其承受的壓力逐級(jí)增加，日益嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題正在向人們發(fā)出警告。我國(guó)作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體、世界第一大工業(yè)國(guó)和世界第一大農(nóng)業(yè)國(guó)，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題更是突出，“走綠色發(fā)展道路，建設(shè)美麗中國(guó)”已成為我國(guó)新時(shí)代發(fā)展的重要理念。山西省作為典型的能源資源型大省，其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的好壞直接影響美麗中國(guó)的建設(shè)。近年來(lái)，習(xí)近平總書(shū)記多次視察山西，強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)，把綠水青山就是金山銀山的理念落到實(shí)處；落實(shí)精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污、依法治污，全方位、全地域、全過(guò)程開(kāi)展生態(tài)環(huán)境保護(hù)，提速建設(shè)美麗山西。為深入貫徹習(xí)近平總書(shū)記精神，山西省政府提出要建設(shè)美麗山西就必須堅(jiān)決貫徹“兩山”理念，挖掘環(huán)境保護(hù)參與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新方式、新手段和新途徑，努力提高生態(tài)文明建設(shè)的成效。因此，如何有效推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，在發(fā)展山西經(jīng)濟(jì)的同時(shí)提升生態(tài)之美，促進(jìn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展，成為現(xiàn)階段山西省發(fā)展的首要任務(wù)。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者基于Costanza和謝高地等的研究經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不同區(qū)域生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)關(guān)系展開(kāi)了研究。張學(xué)斌等以石羊河流域?yàn)檠芯繉?duì)象，通過(guò)測(cè)算生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度指數(shù)，評(píng)價(jià)其生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)沖突區(qū)域較多，經(jīng)濟(jì)生態(tài)發(fā)展存在較大的潛在危機(jī)。趙永峰等運(yùn)用層次分析法并構(gòu)建耦合協(xié)調(diào)度模型，發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古城市化—社會(huì)經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)度不斷提高。鄭煒對(duì)廣東省經(jīng)濟(jì)環(huán)境與水生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)狀況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)二者協(xié)調(diào)程度較低，但有提升的趨勢(shì)。張養(yǎng)安等通過(guò)建立生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的耦合模型，發(fā)現(xiàn)西北干旱地區(qū)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展水平較低，須通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加大生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度等措施促使該地區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。范勝龍等通過(guò)功效函數(shù)模型和協(xié)調(diào)度模型，綜合評(píng)價(jià)了福建省長(zhǎng)汀縣生態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)其協(xié)調(diào)度呈先上升后下降的發(fā)展趨勢(shì)。劉國(guó)峰等構(gòu)建資源利用—生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)系統(tǒng)，通過(guò)耦合協(xié)調(diào)模型和GM（1,1）灰色模型，預(yù)測(cè)未來(lái)3年絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶資源利用—生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度呈上升態(tài)勢(shì)。對(duì)于山西而言，崔晉生發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)山西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展與自然生態(tài)協(xié)調(diào)水平有所改善，但仍存在較多問(wèn)題。姚田田利用旅游經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境綜合效益模型和協(xié)調(diào)發(fā)展模型等，探究太原市2006—2015年旅游經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)狀況，發(fā)現(xiàn)太原市經(jīng)濟(jì)發(fā)展較生態(tài)環(huán)境發(fā)展快，其生態(tài)環(huán)境面臨巨大壓力。劉鳳蘭基于山西省土地利用變化數(shù)據(jù)，探究2000—2008山西省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)變化特征及演變趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)生態(tài)破壞嚴(yán)重，生態(tài)服務(wù)價(jià)值持續(xù)下降。

綜合已有研究發(fā)現(xiàn)，盡管學(xué)者們對(duì)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)關(guān)系的研究越來(lái)越重視，但以縣級(jí)為研究尺度，結(jié)合各縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，探究長(zhǎng)時(shí)間序列下區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展模式的研究還不夠廣泛，尤其對(duì)山西省各縣域多年生態(tài)與經(jīng)濟(jì)狀況展開(kāi)的研究相對(duì)較少。因此，本文以山西省107個(gè)縣域?yàn)檠芯繂卧紫仍谥x高地等提出的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂，制定符合山西省實(shí)際情況的當(dāng)量因子表，并為每類(lèi)土地賦予不同的當(dāng)量值；其次通過(guò)測(cè)算各研究時(shí)期山西省區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（Ecosystem Service Value，ESV）表征山西省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化特征，同時(shí)借助國(guó)民生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)揭示山西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，綜合分析山西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)演變特征；最后引入空間統(tǒng)計(jì)方法中的Getis—Ord G指數(shù)，探究區(qū)域生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系和空間分布模式，揭示山西省生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展間存在的矛盾，為未來(lái)制定山西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策及實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供參考。

1 研究區(qū)域、研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)域概況

山西省是我國(guó)能源資源大省，位于北緯34°34'～40°44'，東經(jīng)110°14'～114°33'之間，北與內(nèi)蒙古相接，西與陜西相鄰，南與河南相望，東靠河北，地跨黃河、海河兩大流域，是華北地區(qū)重要的交通樞紐。山西省是典型的黃土高原山區(qū)地貌，東部以太行山為主，西部以呂梁山為主，中部地勢(shì)較低，以盆地為主，人類(lèi)活動(dòng)較為豐富，具有“兩山夾一川”的地形特點(diǎn)。全省屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，各地年平均氣溫介于4.2～14.2℃之間，降雨量介于358～621 mm。全省共11個(gè)地級(jí)市，2020年常住人口3 491.561 6萬(wàn)人，地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）17 026.68億元。2021年推出的《山西省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確指出，未來(lái)山西省將不斷提高經(jīng)濟(jì)水平，爭(zhēng)取到2035年經(jīng)濟(jì)總量達(dá)到全國(guó)中游水平，同時(shí)將全面形成生態(tài)文明制度體系，嚴(yán)格落實(shí)生態(tài)保護(hù)機(jī)制，努力實(shí)現(xiàn)資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型任務(wù)。

1.2 研究方法

1.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的測(cè)算 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是以貨幣的形式定量估計(jì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，測(cè)算過(guò)程包含確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表、統(tǒng)計(jì)各類(lèi)土地利用類(lèi)型面積和測(cè)算研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值3個(gè)方面。

（1）確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表。謝高地等結(jié)合中國(guó)實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r，制定出符合中國(guó)現(xiàn)狀的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表，反映了全國(guó)背景下生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)價(jià)值，但針對(duì)特定區(qū)域研究時(shí)還需進(jìn)行一定的修正。本文基于單位面積糧食經(jīng)濟(jì)價(jià)值法，結(jié)合山西實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r及研究期間糧食平均價(jià)格，并根據(jù)“一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值等效系數(shù)是單位面積農(nóng)田提供的食物生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的1/7”準(zhǔn)則，計(jì)算出山西省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表（表1）。

表1 山西省單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量 元·hm-2

（2）提取各土地利用類(lèi)型面積。利用ArcGIS軟件，將山西省各研究期土地利用類(lèi)型統(tǒng)一歸并為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地6大類(lèi)。

（3）測(cè)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（ESV），公式如下：

式中，ESV代表生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（元）；LUC指土地利用類(lèi)型i的面積（hm）；VC是土地利用類(lèi)型i對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)（元·hm）；n代表研究區(qū)土地利用類(lèi)型數(shù)量（公式1）。由于山西大多數(shù)地市具有“山多人稀”的特點(diǎn)，因此，本文使用單位面積AESV（Area Ecosystem Service Value）來(lái)反映某一地區(qū)生態(tài)貢獻(xiàn)價(jià)值（公式2）。

式中，AESV、AESV分別表示t1、t2時(shí)刻某研究單元地均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（元·hm）；RESV（Rate of Ecosystem Service Value）代表單元地均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率（%）。

1.2.2 經(jīng)濟(jì)生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià) 為分析山西省生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的空間演化關(guān)系，本文參照已有文獻(xiàn)研究結(jié)果，通過(guò)測(cè)算ESV與GDP的比值得到經(jīng)濟(jì)生態(tài)協(xié)調(diào)度指數(shù)（Economic and Ecological Index，EEI），以此來(lái)衡量研究時(shí)期經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的協(xié)調(diào)關(guān)系（公式4）。為能直觀反映生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展變化過(guò)程中二者的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)程度，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)生態(tài)協(xié)調(diào)度變化指數(shù)（Change of Economic and Ecological Index，CEEI），即研究期內(nèi)ESV變化率與GDP變化率之比（公式5）。

式中，ESVp和ESVp分別表示研究時(shí)段始、末年份的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（億元）；GDPp、GDPp分別表示研究時(shí)段始、末年份的GDP值（億元）。

研究參照魏偉等對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)度的劃分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合已有研究結(jié)果，對(duì)EEI比值進(jìn)行如下劃分：當(dāng)0≤EEI＜0.3或EEI≥1.8時(shí)，表明該區(qū)域經(jīng)濟(jì)生態(tài)協(xié)調(diào)程度極低，屬于高度惡化區(qū)；當(dāng)0.3≤EEI＜0.6或1.5≤EEI＜1.8時(shí)，表明該研究區(qū)呈惡化狀態(tài)，屬于惡化區(qū)；當(dāng)0.6≤EEI＜0.9或1.2≤EEI＜1.5時(shí)，表明此研究區(qū)處于惡化協(xié)調(diào)過(guò)渡階段，屬于惡化協(xié)調(diào)過(guò)渡區(qū)；當(dāng)0.9≤EEI＜1.2時(shí)，表明區(qū)域經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)程度高，屬于協(xié)調(diào)區(qū)。

公式（5）存在4種情況：（1）當(dāng)ESV變化率與GDP變化率均大于0時(shí)，經(jīng)濟(jì)—生態(tài)系統(tǒng)呈協(xié)調(diào)狀態(tài)，表明研究區(qū)域在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)較好保護(hù)自然環(huán)境；（2）當(dāng)ESV變化率小于0，而GDP變化率大于0時(shí)，經(jīng)濟(jì)—生態(tài)系統(tǒng)呈非協(xié)調(diào)狀態(tài)，表明該時(shí)期研究區(qū)在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，忽視了生態(tài)環(huán)境修復(fù)與保護(hù)，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境在高強(qiáng)度人類(lèi)干擾狀況下不斷惡化；（3）當(dāng)ESV變化率大于0，而GDP變化率小于0時(shí)，經(jīng)濟(jì)—生態(tài)系統(tǒng)呈非協(xié)調(diào)狀態(tài)，表明該研究區(qū)自然資源豐富，生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，但區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢，人民生活水平落后；（4）當(dāng)ESV變化率與GDP變化率均小于0時(shí)，經(jīng)濟(jì)—生態(tài)系統(tǒng)呈極度不協(xié)調(diào)狀態(tài)，說(shuō)明研究區(qū)域在前期發(fā)展經(jīng)濟(jì)時(shí)嚴(yán)重干擾生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致其幾乎失去自我調(diào)節(jié)能力而極度惡化，不得不大范圍的展開(kāi)生態(tài)修復(fù)，以提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，同時(shí)，受生態(tài)環(huán)境影響，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展也受到極大制約。

1.2.3 空間統(tǒng)計(jì)分析 空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法可以分析某一研究屬性值在不同時(shí)段的動(dòng)態(tài)演化規(guī)律，其中局部空間關(guān)聯(lián)指數(shù)是空間自相關(guān)分析中的一種方式，通過(guò)測(cè)算某一空間單元屬性值與其周?chē)鷨卧g的空間異質(zhì)性程度，揭示該空間單元取值與其周?chē)鷨卧档年P(guān)聯(lián)程度。常見(jiàn)的局部空間分析指標(biāo)有局部Moran's指數(shù)和局部Geary系數(shù)。本文通過(guò)Getis—Ord Gi*指數(shù)測(cè)定山西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度的冷點(diǎn)和熱點(diǎn)地區(qū)，揭示其空間局部關(guān)系，探究經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度之間可能存在的空間分布關(guān)系，計(jì)算公式如下:

式中，X為地區(qū)單元i的觀測(cè)值;W為空間權(quán)重矩陣，空間相鄰為1，不相鄰為0。若G值顯示為正，表明i地區(qū)周?chē)闹迪鄬?duì)較高，屬于熱點(diǎn)地區(qū)；反之則為冷點(diǎn)地區(qū)。

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

研究采用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于2000—2020年《山西統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》和《山西省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》等。土地利用類(lèi)型數(shù)據(jù)來(lái)源于“中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境與數(shù)據(jù)中心”提供的山西省30 m土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將各研究時(shí)期土地利用數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸并為一級(jí)類(lèi)，包括耕地、林地、草地、水域、未利用地和建設(shè)用地6類(lèi)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)空動(dòng)態(tài)變化

根據(jù)公式（1）和（2）測(cè)算結(jié)果，山西省AESV呈先下降后上升再下降的發(fā)展趨勢(shì)（圖1）。從時(shí)間維度來(lái)看，2000、2005、2010、2015、2020年全省AESV分別是17 094.40，17 084.95，17 108.73，7 081.05，16 862.22萬(wàn)元·hm。主要原因是2000—2005年期間山西省開(kāi)始建立社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制，全面推進(jìn)經(jīng)濟(jì)體制改革和擴(kuò)大開(kāi)放，由于發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)缺乏生態(tài)保護(hù)意識(shí)，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值下降。2006年起山西省政府響應(yīng)國(guó)家號(hào)召開(kāi)始重視生態(tài)保護(hù)，大面積退耕還林、還草使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值得到有效提升。2010年山西省轉(zhuǎn)型發(fā)展開(kāi)啟，森林覆蓋面積增加，但同時(shí)建設(shè)用地需求量也明顯提升，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值再次下降。空間尺度上，研究期間內(nèi)山西省AESV低值持續(xù)分布在朔州、太原東南部、晉中西部、長(zhǎng)治中部、臨汾中南部、運(yùn)城西部等地。該類(lèi)地區(qū)地處大同盆地、太原盆地、長(zhǎng)治盆地、臨汾盆地、運(yùn)城盆地等區(qū)域，是山西省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口的集聚地區(qū)，高密度的人類(lèi)活動(dòng)干擾了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，削弱了該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。山西省AESV高值則主要分布在晉城西部、呂梁、晉中東部、陽(yáng)泉、忻州等地，該類(lèi)地區(qū)地處自然資源豐富的呂梁山、太行山、太岳山等，具有經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、城市化水平低的特點(diǎn)，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾較弱，使得生態(tài)服務(wù)價(jià)值在2000—2020年期間均較高。

圖1 2000—2020年山西省地均生態(tài)服務(wù)價(jià)值空間分布

根據(jù)公式（3）的計(jì)算結(jié)果，RESV的動(dòng)態(tài)變化表明，2000—2005年大同、忻州東部、太原、陽(yáng)泉、晉城與長(zhǎng)治接壤地區(qū)、運(yùn)城等地，RESV顯著降低；而晉中、朔州等地，RESV顯著上升（圖2）。2005—2010年RESV顯著升高的地區(qū)主要分布在大同和朔州兩地；忻州盆地、臨汾盆地所在區(qū)域RESV下降較為明顯。2010—2015年山西省除太原市區(qū)、婁煩縣、澤州縣外，其他地區(qū)RESV均有明顯下降，這與山西在此期間各地致力發(fā)展經(jīng)濟(jì)有明顯關(guān)系，同時(shí)說(shuō)明山西在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)很大壓力，高密度的人類(lèi)干擾大幅影響山西省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。2015—2020年山西省南部部分地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值明顯回升，表明在此期間該類(lèi)地區(qū)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)很好的處理了自然資源開(kāi)發(fā)和保護(hù)的關(guān)系，但其他地區(qū)RESV仍在下降，較2010—2015年期間下降更為顯著。

圖2 2000—2020年山西省地均生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化情況

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值動(dòng)態(tài)變化的原因分析

2000—2020年，山西省生態(tài)服務(wù)價(jià)值（ESV）分別為2 676.45，2 674.97，2 678.70，2 674.36，2 640.10億元，整體呈先下降后上升再下降的發(fā)展趨勢(shì)。2000—2005年全省生態(tài)服務(wù)價(jià)值降低了1.48億元，究其原因，主要是耕地、林地面積減少及其向草地、水域、建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化，其中耕地減少了5.42萬(wàn)hm，損失生態(tài)服務(wù)價(jià)值4.94億元。2005—2010年全省生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加了3.73億元，主要原因是林地及水域面積的提高，5年期間林地、水域分別增加2.41，0.16萬(wàn)hm，共增加價(jià)值8.6億元，這與嚴(yán)格執(zhí)行退耕還林、天然林資源保護(hù)、水資源保護(hù)等重點(diǎn)工程密切相關(guān)。2010—2015年全省生態(tài)服務(wù)價(jià)值降低了4.34億元，主要原因是耕地、林地草地減少，建設(shè)用地增加，其中耕地、林地、草地分別減少2.29，0.37，1.01萬(wàn)hm，共損失價(jià)值4.6億元。2015—2020年全省生態(tài)服務(wù)價(jià)值大幅下降，下降了34.26億元，主要原因是該期間耕地、草地面積大幅下降，分別下降了20.7，16.1萬(wàn)hm，共損失價(jià)值40.6億元，水域面積下降1.4萬(wàn)hm，損失價(jià)值7.3億元，同時(shí)建設(shè)用地面積大幅增加，增加了34.49萬(wàn)hm。綜合分析各類(lèi)土地利用類(lèi)型的變動(dòng)（表2）可知：首先，水域?qū)τ谌SV貢獻(xiàn)度最高，占48%，呈先小幅上升后下降的態(tài)勢(shì)；其次，草地對(duì)全省ESV貢獻(xiàn)率在12%，呈先上升后下降態(tài)勢(shì)，尤其2015—2020年期間大幅下降16.1萬(wàn)hm；另外，耕地對(duì)全省ESV貢獻(xiàn)率占8%，20年期間該類(lèi)用地持續(xù)下降，累計(jì)下降33.14萬(wàn)hm，累計(jì)損失價(jià)值30億元以上。2000—2020年期間，山西省建設(shè)用地持續(xù)增加，共計(jì)增加44.1萬(wàn)hm。在山西省經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型關(guān)鍵時(shí)期，合理配置土地利用類(lèi)型，科學(xué)提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，已成為促進(jìn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。

表2 2000—2020年山西省各類(lèi)土地利用面積變化 萬(wàn)hm2

2.3 生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度分析

公式（4）計(jì)算結(jié)果直觀反映了研究區(qū)域ESV和GDP的協(xié)調(diào)關(guān)系，若ESV和GDP值均較大，則表明該地區(qū)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)水平較高，較好的貫徹了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

對(duì)比5個(gè)時(shí)段的EEI發(fā)現(xiàn)，山西省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈現(xiàn)嚴(yán)重不足的現(xiàn)象，生態(tài)環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的承載力很弱。2000—2020山西省EEI分布有較大變化，且高度惡化區(qū)逐漸集中于運(yùn)城盆地、臨汾盆地、太原盆地、忻州盆地、大同盆地等地勢(shì)較為平緩且自然條件優(yōu)越的地區(qū)（圖3）。2000年大同、忻州、陽(yáng)泉、呂梁、晉中東部、臨汾西部等地處于高度惡化區(qū)，只有少數(shù)地區(qū)處于協(xié)調(diào)區(qū)，根本原因在于2000年山西省經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，生態(tài)服務(wù)價(jià)值則較高，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)較差。2005年高度惡化區(qū)有所減少且協(xié)調(diào)區(qū)增多，表明該時(shí)期山西省經(jīng)濟(jì)逐漸發(fā)展，生態(tài)與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度提高。2010年大同、忻州、呂梁、晉中等地區(qū)多數(shù)高度惡化區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)閻夯瘏^(qū)，主要原因是山西省經(jīng)濟(jì)得到很大發(fā)展，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境干擾強(qiáng)度較低。2015年協(xié)調(diào)區(qū)明顯增多，且高度惡化區(qū)有集中分布趨勢(shì)。2020年EEI空間分布聚集效應(yīng)明顯，主要表現(xiàn)在高度惡化區(qū)集中于地理?xiàng)l件優(yōu)越的盆地區(qū)域。該類(lèi)地區(qū)在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能沒(méi)有得到最大發(fā)揮，二者協(xié)調(diào)度較低。山西省必須加大生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度，合理調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，注重生態(tài)保護(hù)機(jī)制，建立可持續(xù)發(fā)展的土地利用模式。另外，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)需要合理處理與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。

圖3 2000—2020年山西省經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)度空間演變

為更進(jìn)一步表征山西省ESV與GDP協(xié)調(diào)度的空間演變關(guān)系，根據(jù)公式（5）測(cè)算CEEI，并結(jié)合山西省2000—2020年CEEI實(shí)際變化特征，按如下標(biāo)準(zhǔn)將各研究期間CEEI值進(jìn)行劃分：（1）CEEI≥1（高度協(xié)調(diào)區(qū)）表明該研究時(shí)段山西省ESV的增長(zhǎng)速度高于GDP增長(zhǎng)速度，經(jīng)濟(jì)—生態(tài)系統(tǒng)呈高度協(xié)調(diào)狀態(tài)。此狀態(tài)表明研究區(qū)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)持續(xù)和諧發(fā)展，或是已較好的修復(fù)前期經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的破壞，使得二者再次達(dá)到協(xié)調(diào)狀態(tài)。（2）0.6≤CEEI＜1（中度協(xié)調(diào)區(qū)）、0≤CEEI＜0.6（低度協(xié)調(diào)區(qū)）表明研究區(qū)GDP的增長(zhǎng)速度高于ESV增長(zhǎng)速度，此時(shí)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境仍處于協(xié)調(diào)狀態(tài)，但高強(qiáng)度的經(jīng)濟(jì)發(fā)展正給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)壓力，CEEI值越小代表生態(tài)環(huán)境壓力越大。經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)水平越低。（3）CEEI＜0（沖突區(qū)）表明研究區(qū)ESV負(fù)增長(zhǎng)，較大力度的經(jīng)濟(jì)發(fā)展已對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害，生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)已進(jìn)入嚴(yán)峻形勢(shì)，必須及時(shí)采取生態(tài)修復(fù)措施來(lái)改善生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀。

由圖4可知，山西省整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度較差，尤其2010—2015年期間，只有太原、呂梁、晉中、長(zhǎng)治、晉城、運(yùn)城少數(shù)地區(qū)呈低度協(xié)調(diào)，其余地區(qū)均為沖突區(qū)域。2000—2015年，山西省協(xié)調(diào)區(qū)逐漸變少，沖突區(qū)域逐漸增多，表明這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境開(kāi)始受到較大擾動(dòng)，引起GDP和ESV二者變化率進(jìn)一步拉大，主要原因是該時(shí)期山西省致力于發(fā)展經(jīng)濟(jì)，忽略了經(jīng)濟(jì)發(fā)展給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的巨大壓力，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度超越生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值演變速度，造成CEEI持續(xù)下降。2015—2020年CEEI呈現(xiàn)整體轉(zhuǎn)好，局部惡化的現(xiàn)象，低度協(xié)調(diào)區(qū)開(kāi)始增多，黎城縣、孝義市轉(zhuǎn)為中度協(xié)調(diào)、高度協(xié)調(diào)區(qū)，這與國(guó)家在這一時(shí)期大力提高生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度有很大關(guān)系。目前山西整體經(jīng)濟(jì)生態(tài)環(huán)境惡化區(qū)面積遠(yuǎn)大于協(xié)調(diào)區(qū)，且在地域分布上并不均衡，部分區(qū)域出現(xiàn)了兩極分化現(xiàn)象。

圖4 2000—2020年山西省CEEI空間演變

2.4 生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度空間演變分析

空間統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示，山西省經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展空間統(tǒng)計(jì)值形成5類(lèi)，如圖5所示，用“Z得分”指示統(tǒng)計(jì)顯著性，Z值為正的位置表示高值的聚類(lèi)，Z值為負(fù)的位置表示低值的聚類(lèi)。在“Z得分”＞1.4時(shí)形成“熱點(diǎn)”，在“Z得分”＜-1.4時(shí)形成“冷點(diǎn)”，總體呈現(xiàn)“熱點(diǎn)”高度聚集分布模式。2000—2005時(shí)期Gi Z Score空間分布圖可以看出，該時(shí)期山西省經(jīng)濟(jì)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度空間分布態(tài)勢(shì)整體較為均勻，未見(jiàn)低于均值聚集區(qū)，雖有高值聚集區(qū)，但只有少數(shù)區(qū)域分布，且主要分布在運(yùn)城市。2005—2010年期間，高于均值熱點(diǎn)地區(qū)分布在山西北部的大同、朔州區(qū)域；低于均值區(qū)的冷點(diǎn)分布于晉城市，說(shuō)明這些地區(qū)是CEEI波動(dòng)起伏的主要地區(qū)。2010—2015時(shí)期內(nèi)，低于均值的冷點(diǎn)區(qū)較大面積出現(xiàn)，主要分布于忻州東南部、陽(yáng)泉西北部、呂梁東部、長(zhǎng)治東南部、臨汾運(yùn)城少數(shù)地區(qū)，說(shuō)明這些區(qū)域是CEEI波動(dòng)變化的主要區(qū)域。

圖5 2000—2020年山西省CEEI研究單元冷點(diǎn)、熱點(diǎn)地區(qū)分布

從2000—2020整個(gè)時(shí)段來(lái)看，低于均值的冷點(diǎn)地區(qū)主要分布在陽(yáng)泉、晉中西部、呂梁東南部、晉城中部，且聚集效應(yīng)明顯，而大同北部、晉中東南部、長(zhǎng)治東部的熱點(diǎn)聚集效應(yīng)也較為明顯。這表明山西省經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展空間分布狀態(tài)從2000年均勻分布模式發(fā)展變化到2020年高和低2種聚集模式共同分布，進(jìn)一步說(shuō)明山西省經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展模式向高和低兩端發(fā)展，尤其在中東部變化較為明顯。

3 結(jié)論與討論

本文以山西省為研究區(qū)，基于2000、2005、2010、2015、2020年5期土地利用數(shù)據(jù)，建立生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估模型，分析2000—2020年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)程度時(shí)空分異，得出如下結(jié)論：

（1）時(shí)間維度上，2000—2020年，山西省ESV整體下滑，由2 676.45億元落至2 640.10億元。空間尺度上，ESV低值逐漸聚集到運(yùn)城盆地、臨汾盆地、長(zhǎng)治盆地、太原盆地、大同盆地等經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好的人口高集聚地區(qū)。2000—2005年全省生態(tài)服務(wù)價(jià)值下降的主要原因是耕地、林地面積減少及其向草地、水域、建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化。2005—2010年全省生態(tài)服務(wù)價(jià)值小幅上升，主要原因是林地及水域面積的提高緩解了耕地、草地面積下降帶來(lái)的損失。2010—2020年全省生態(tài)服務(wù)價(jià)值大幅下降，該期間耕地、草地面積大幅下降，同時(shí)建設(shè)用地面積增加，2015—2020年林地略有增加。

（2）目前山西整體經(jīng)濟(jì)生態(tài)環(huán)境惡化區(qū)面積大于協(xié)調(diào)區(qū)，且在地域分布上并不均衡。高度惡化區(qū)集中分布于中部地勢(shì)較為平緩且自然條件優(yōu)越的盆地地區(qū)，甚至部分區(qū)域出現(xiàn)了兩極分化現(xiàn)象，這些問(wèn)題值得關(guān)注。

（3）2000—2020年整個(gè)研究期，山西省經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展空間分布聚集效應(yīng)逐漸明顯，空間分布狀態(tài)從2000年均勻分布模式發(fā)展變化到2020年高和低2種聚集模式共同分布,也進(jìn)一步說(shuō)明山西省經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展模式向高和低兩端發(fā)展，這與山西近年來(lái)區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略密切相關(guān)。

本文采用的生態(tài)服務(wù)價(jià)值時(shí)空分異的研究方法相比于傳統(tǒng)靜態(tài)分析更具有科學(xué)性和實(shí)踐性，研究結(jié)果可直觀反映山西省生態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及二者間的協(xié)調(diào)關(guān)系，為定量化評(píng)估山西省經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)關(guān)系做出了有益探索,同時(shí)為全省未來(lái)土地利用配置、政治經(jīng)濟(jì)政策修訂以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、降低生態(tài)環(huán)境干擾程度、加強(qiáng)生態(tài)治理與保護(hù)等提供了理論參考。