重點生態功能區農戶對生態系統服務的感知
——以甘南高原為例

王曉琪,趙雪雁,*,王 蓉,劉江華,蘭海霞,薛 冰

1 西北師范大學地理與環境科學學院, 蘭州 730070 2 中國科學院沈陽應用生態研究所, 沈陽 110016

生態系統服務是人類從生態系統中直接或間接獲得的產品和服務,包括供給、調節、文化和支持服務[1],它不僅是影響利益相關者福祉的重要因素,更是區域生態安全及經濟社會可持續發展的關鍵。然而,過去50年間,全球63%的生態系統服務嚴重衰減,且未來50年內仍會急劇下降[2],為此,國際社會啟動了千年生態系統評估、生物多樣性公約[2- 4]等項目,旨在促進生態系統保護及可持續利用。目前,中國生態系統嚴重退化,2013年森林覆蓋率僅為20.36%,80%以上的草原出現不同程度的退化,沙化面積達18%以上,水土流失面積達30%[5],因此,我國出臺了全國生態環境保護綱要、全國生態功能區劃等戰略規劃[6],以保護生態系統服務及居民福祉,確保地區和國家的生態安全。而農戶作為生態系統最主要的經濟活動主體,其對生態系統服務的感知關系著生態行為與社會經濟活動行為,從而影響生態系統服務的供給[7],加上自然因素的作用,近年來,生態系統服務供給能力不斷下降,嚴重阻礙了經濟、社會的可持續發展[8]。鑒于此,本文從不同維度揭示農戶的生態系統服務感知,為推進生態系統保護及制定科學長效的生態政策提供建議。

國外關于生態系統服務感知的研究多集中在研究方法介紹[9- 10]、利益相關者的感知與偏好分析[11- 13]、影響因素探究[10,14- 15]及與人類福祉的關系[16- 17]等方面。其中,Rey等[9]提出了基于利益相關者感知的快速生態系統服務參與式評價方法,Quyen等[11]研究發現利益相關者認為供給服務最重要,支持、調節和文化服務次之,Greenland等[10,14- 16]研究發現水體類型和季節變化、經驗和知識、農業管理、社會文化和主觀幸福感等對生態系統服務感知至關重要。國內研究多從不同社會經濟背景下的生態系統服務與居民福祉探究[18- 23]、公眾的偏好研究[24- 25]等視角展開。其中,王文瑞等[18- 21]從當地居民視角出發,探討了生態系統服務與居民生存、收入等福祉的關系,任婷婷和周忠學[23]的研究表明西安市生態系統服務價值和農戶福祉的提升與農業類型顯著相關,史恒通等[25]發現不同類型消費者對生態系統服務的偏好不同。總體來看,已有研究多關注單一生態系統,缺乏針對不同類型生態系統服務的對比研究,更缺乏基于微觀農戶視角的生態系統服務感知研究。

甘南高原地處青藏高原東緣,屬于甘南黃河重要水源補給區和秦巴生物多樣性保護區等國家重點生態功能區,承擔著涵養水源、保持水土、維持生物多樣性及調節區域氣候等重要的生態系統服務功能。但目前草原退化嚴重,森林、濕地面積銳減,水土流失加劇,生態環境惡化等問題,不僅影響農牧民的生計可持續,更威脅到黃河流域乃至北方地區的生態安全。農戶作為生態系統服務的主要利益相關者,研究其對生態系統服務的感知對該區生態系統服務供給、主體功能發揮至關重要。因此,本文以甘南高原為例,基于問卷調查數據,從生態系統服務重要性、可管理性、脆弱性、損害度等維度出發,分析農戶對草地、森林、濕地、農田生態系統服務的感知,旨在為調控農戶的環境行為和制定切實可行的生態政策提供參考。

1 研究區、數據來源與研究方法

1.1 研究區

甘南高原地處青藏高原東北部,屬國家級重點生態功能區,是維系黃河流域水資源安全、保障區域生態安全的重要區域,也是“兩屏三帶”生態安全戰略新格局的重要組成部分。該區的高寒濕地、草地、森林等生態系統,提供了重要的涵養水源、水源補給、保持水土、維持生物多樣性及調節區域氣候等生態系統服務。目前,該區面臨著嚴重的生態環境問題,沼澤濕地面積由20世紀80年代初的42萬hm2縮小至2013年的17.5萬hm2,草場重度退化面積達64.9萬hm2,中度退化面積高達119.7萬hm2,沙化面積也達5.3萬hm2,植被覆蓋度下降至60%。加之氣候變化影響,草地等生態系統服務功能銳減,不僅嚴重影響區域的可持續發展,更使黃河流域的生態安全遭受極大威脅。

根據自然地理環境、資源稟賦和農業生產特征,甘南高原可分為牧區、半農半牧區和農區(圖1)。其中,牧區農戶生計以畜牧業為主,畜牧業產值占農業總產值的72.39%,畜牧業收入占總收入的63.48%；半農半牧區農戶農牧業兼營,種植業與畜牧業值分別占農業總產值的9.62%、13.89%,收入分別占總收入的21.73%、15.23%；農區農戶生計以種植業為主,種植業產值占農業總產值的41.6%,種植業收入占總收入的57.21%。

圖1 研究區概況圖Fig.1 The survey map of study area

1.2 數據來源

2017年8月,課題組對甘南高原進行預調查,并在有關部門收集資源環境與社會經濟方面的資料。隨后根據預調查結果完善問卷。9月正式調查,調查過程中采用調查問卷、訪談等參與式農村評估(Participatory Rural Appraisal)方法獲取數據,并聘請當地在校大學生做語言翻譯。入戶調查中,在研究區所轄縣市選擇若干鄉進行抽樣調查,每戶用時約40分鐘,共調查707戶,有效樣本689份,有效率達97.45%,其中,牧區217份,半農半牧區206份,農區266份。調查內容有：①農戶基本特征,包括性別、年齡、收入、受教育水平、家庭規模等；②農戶對草地、森林、濕地、農田生態系統服務多樣化的感知；③農戶對草地、森林、濕地、農田生態系統服務重要性、可管理性、脆弱性和損害度的感知。

本次調查中,男性多于女性,所占比例分別為62.83%、37.17%。從年齡來看,牧區、半農半牧區的青年占比大,而農區的中青年占比大。受訪者的務農時間均在10年左右,其中,牧區的務農時間最長。半農半牧區、牧區受訪者的受教育程度相對較低,文盲人口分別占21.84%、20%,而農區受訪者的受教育程度較高,文盲人口僅占7.29%。受訪者的家庭人口規模平均為5.1人/戶,并呈牧區、半農半牧區、農區依次減小。此外,受訪者的人均純收入較高,具體來看,農區相對最高,半農半牧區次之,牧區最低(表1)。

1.3 研究方法

1.3.1生態系統服務多樣化感知

根據千年生態系統評估的分類體系[2],參照Costanza等[26]的生態系統服務分類,并結合高寒地區的相關研究[27- 29],本文將甘南高原的生態系統服務分為供給、調節、文化、支持服務四大類[2],并確定了草地、森林、濕地、農田等主要生態系統的22種生態系統服務(表2)。采用多樣化感知指數[30]測度農戶對生態系統服務多樣化程度的認知,如農戶認為草地生態系統只有提供牧草的服務時,多樣化感知指數為1,有提供牧草和涵養水源的兩種服務時,多樣化感知指數則為2,依次類推,公式如下：

(1)

式中,di為第i類生態系統服務多樣化的感知指數,s為生態系統類型數,Di為i類生態系統服務多樣化的感知指數。

表1 受訪者特征

表2 生態系統服務分類

1.3.2生態系統服務屬性感知

本文從重要性、可管理性、脆弱性、損害度等維度出發分析農戶的生態系統服務感知。其中,重要性指生態系統服務對農戶生產生活的重要程度；可管理性指農戶能夠輕松、直接地改變生態系統服務供應的能力；脆弱性指生態系統服務喪失對農戶初級生產力的負面影響程度；損害度指生態系統服務目前的破壞程度[31]。本文將各維度的感知強度分為5級并賦值(表3),再將不同區域農戶的賦值加總平均后得到該區農戶的感知度指數[30],公式如下：

(2)

式中,pmij表示j區域i農戶的m類生態系統服務的感知度賦值,n表示j區域的農戶數量,Pmj表示j區域農戶對m生態系統服務的感知度指數。

表3 生態系統服務屬性感知

1.3.3生態系統服務感知的影響因素

本文采用多元線性回歸模型來分析影響農戶生態系統服務感知的關鍵因素。多元線性回歸模型[32]是揭示被解釋變量與多個解釋變量之間關系的線性回歸模型,假設因變量農戶的草地、森林、濕地、農田生態系統服務多樣化感知指數y1、y2、y3、y4及重要性、可管理性、脆弱性、損害度感知度指數g1、g2、g3、g4分別受自變量x1,x2,…,xi的影響,公式如下：

Y=β0+β1x1+β2x2+···+βixi

(3)

式中,Y為被解釋變量,x1,x2,…,xi為解釋變量,β0為常數項,β1,β2, …,βi為回歸系數。若回歸系數為正,表示解釋變量每增加一個單位值,發生比會相應增加,反之亦然。

2 結果分析

2.1 農戶對生態系統服務的感知

2.1.1農戶對生態系統服務多樣化的感知

甘南高原農戶對森林生態系統服務多樣化的感知最強,草地、農田次之,濕地最弱,多樣化感知指數分別為5.533、2.753、2.323、2.318(表4)。不同區域農戶的生態系統服務多樣化感知存在差異,牧區農戶對森林生態系統服務多樣化的感知較強,草地次之,濕地、農田較弱,而半農半牧區、農區農戶對森林、草地、農田、濕地的多樣化感知依次減弱,其中,半農半牧區對森林生態系統服務的感知最強,超過98%的農戶感知到了該服務。研究表明半農半牧區農戶對草地、森林、濕地、農田生態系統服務多樣化的感知強于農牧區。

表4 農戶對生態系統服務多樣化的感知指數

分析箱線圖發現(圖2),牧區農戶對草地生態系統服務的多樣化感知指數中位數接近上四分位,高于多樣化感知均值的人數占56.52%,表明多樣化感知呈高值集聚；半農半牧區農戶對森林生態系統服務的多樣化感知指數中位數接近下四分位,低于均值的人數達50%,表明多樣化感知呈低值集聚的不均衡分布；其余多樣化感知較均衡。

圖2 農戶對生態系統服務多樣化的感知指數箱線圖Fig.2 Boxplot of diversification perception index of farmers towards ecosystem services

農戶對不同生態系統服務多樣化的感知存在差異(圖3)。從草地生態系統來看,牧區對供給服務的感知較強,80%以上的農戶認為草地提供了該服務；半農半牧區對調節、支持和文化服務的感知較強。從森林生態系統來看,半農半牧區對4類服務的感知均較強,多樣化感知指數分別為1.907、3.02、1.289、1。從濕地生態系統來看,半農半牧區對供給、調節、文化服務的感知較強,農區對支持服務的感知較強。從農田生態系統來看,農區對供給、調節、支持服務的感知較強,農戶分別占78.13%、70.83%、22.92%；半農半牧區對文化服務的感知較強。研究表明,牧區農戶對草地供給服務、濕地調節服務多樣化的感知較強,農區對農田供給、調節和支持服務多樣化的感知較強,半農半牧區對其余服務多樣化的感知較強。

圖3 農戶對不同生態系統服務多樣化的感知占比Fig.3 The proportion of farmers′ diversified perceptions of different ecosystem services

2.1.2農戶對生態系統服務重要性的感知

農戶對農田、草地、森林、濕地生態系統服務重要性的感知依次降低(圖4)。從草地生態系統來看,牧區對供給服務重要性的感知最強,50%的農戶認為其對生產生活非常重要,半農半牧區對調節、支持、文化服務重要性的感知較強。從森林、農田生態系統來看,供給、調節、支持、文化服務的重要性感知均呈半農半牧區、農區、牧區降低,其中,森林調節服務的感知最強,感知度指數分別為0.617、0.612、0.437。從濕地生態系統來看,半農半牧區對調節服務重要性的感知強于農牧區,感知度指數為0.568；而供給、支持、文化服務重要性感知較低。總體來看,半農半牧區農戶認為農田供給、調節、支持、文化服務最重要。

圖4 農戶對生態系統服務重要性的感知Fig.4 The index of farmers′ perception of ecosystem services importance

2.1.3農戶對生態系統服務可管理性的感知

農戶對農田、草地、森林、濕地生態系統服務可管理性的感知依次降低(圖5)。從草地、森林生態系統來看,半農半牧區、農區、牧區的可管理性感知依次減弱,其中,半農半牧區對草地供給服務的感知略強于牧區,感知度指數分別為0.513、0.512。從濕地生態系統來看,農區對調節服務可管理性的感知較強,但供給、支持、文化服務的較低。從農田生態系統來看,農區對供給服務可管理性的感知較強,近40%的農戶改變該服務的能力較強；半農半牧區對調節、支持、文化服務可管理性的感知較強。總的來看,農區農戶改變農田供給服務的能力最強,半農半牧區改變農田調節服務及草地支持、文化服務的能力最強。

圖5 農戶對生態系統服務可管理性的感知Fig.5 The index of farmers′ perception of ecosystem services manageability

圖6 農戶對生態系統服務脆弱性的感知度指數Fig.6 The index of farmers′ perception of ecosystem services vulnerability

2.1.4農戶對生態系統服務脆弱性的感知

農戶對農田、草地、森林、濕地生態系統服務脆弱性的感知依次降低(圖6)。從草地、森林、濕地生態系統來看,4類服務的脆弱性感知均從半農半牧區、農區到牧區依次降低,其中,半農半牧區對草地4類服務的感知最強,感知度指數分別為0.603、0.56、0.443、0.439。從農田生態系統來看,農區對供給服務的脆弱性感知較強,近40%的農戶認為該服務的脆弱性較大；半農半牧區對調節服務的脆弱性感知較強,感知度指數達0.626；而支持、文化服務的脆弱性感知較低。總體來看,農區農戶認為農田供給服務喪失對生產生活的負面影響最大,半農半牧區認為農田調節及文化服務、草地支持服務喪失的負面影響最大。

2.1.5農戶對生態系統服務損害度的感知

農戶對農田、草地、濕地、森林生態系統服務損害度的感知依次降低(圖7)。從草地、森林生態系統來看,4類服務的損害度感知均從半農半牧區、農區到牧區降低,其中,半農半牧區對草地4類服務的損害度感知最強,感知度指數分別為0.568、0.524、0.442、0.433。從濕地生態系統來看,半農半牧區對調節服務的損害度感知強于農牧區,其余服務的損害度感知較低。從農田生態系統來看,半農半牧區對供給、調節服務的損害度感知較強,分別有33.98%、34.71%的農戶認為其損害程度較大,支持、文化服務的感知較低。總的來看,半農半牧區農戶認為農田供給、調節、文化服務及草地支持服務的損害程度最大。

圖7 農戶對生態系統服務損害度的感知度指數Fig.7 The index of farmers′ perception of ecosystem services damage

2.2 影響農戶生態系統服務感知的因素

農戶對生態系統服務的感知是自然、社會經濟、政策等因素綜合作用的結果。研究表明,不同區域的自然環境與資源稟賦存在差異,而這是決定農戶生態系統服務感知的基礎[10]。受訪者個體特征、家庭特征決定了農戶對生態系統的關注程度,從而導致其對生態系統服務的感知差異與選擇偏好[19- 20,22]。此外,相關的生態環境政策通常也會影響農戶的生態系統服務感知[18]。基于此,本文選取個體特征、家庭特征、自然環境與資源稟賦、環境政策方面的11個因素作為自變量,并引入地區虛擬變量(是否牧區：是=1,否=0；是否農區：是=1,否=0),來探究影響農戶生態系統服務感知的關鍵因素(表5)。

表5 主要影響因素指標及賦值

2.2.1生態系統服務多樣化感知的影響因素

各模型考察了上述變量與農戶的草地、森林、濕地、農田生態系統服務多樣化感知之間的關系,F統計值顯著,擬合優度好(表6)。模型1顯示,年齡、文化程度與農戶的草地多樣化感知顯著負相關,說明這是影響農戶對草地多樣化感知的重要因素。務農時長、環境政策、性別、生計方式、草場面積、農業分區等也與農戶的草地多樣化感知有關,其中,農業分區的回歸系數為正,說明農區對草地的多樣化感知較牧區、半農半牧區強。模型2顯示,文化程度與農戶對森林的多樣化感知正相關,即受教育水平越高的農戶,對森林的多樣化感知越強。農業分區的回歸系數為負,說明農區對森林的多樣化感知相對較弱。模型3顯示,文化程度、務農時長、耕地面積與農戶對濕地的多樣化感知正相關,其中,文化程度的影響最為關鍵,說明文化程度越高,農戶對濕地的多樣化感知越強,而年齡的影響不大。模型4顯示,文化程度高的農戶,對農田的多樣化感知越強；草場面積的影響較小。

表6 生態系統服務多樣化感知的影響因素回歸分析結果

***P< 0.01, ***P< 0.05, *P< 0.1

2.2.2生態系統服務各屬性感知的影響因素

模型考察了農戶對生態系統服務重要性、可管理性、脆弱性、損害度感知與上述變量之間的關系,F統計值顯著,擬合優度好(表7)。模型5顯示,農戶年齡越小，其重要性感知越弱,而文化程度、生計方式、農業分區、草場面積、環境政策等則產生了積極影響,說明文化程度越高、生計方式越多樣化、對環境政策的支持度越高,重要性感知越強。模型6顯示,年齡、農業分區與農戶的可管理性感知顯著相關,其中,農業分區的回歸系數為正,說明相對于其他兩區,農區的可管理性感知更強。文化程度、生計方式、耕地和草場面積、環境政策等影響較小。模型7顯示,年齡與農戶的脆弱性感知顯著負相關,文化程度、生計方式、耕地和草場面積、環境政策、農業分區等則與其正相關。模型8顯示,年齡、文化程度、環境政策與農戶的損害度感知顯著相關,其中,文化程度及對環境政策的支持度越高,農戶的損害度感知越高。生計方式、務農時長及農業分區也有影響。

3 討論

3.1 生態系統服務感知的空間異質性

空間異質性是環境感知的特性之一[30]。本研究也發現,農戶的生態系統服務感知具有空間異質性。具體來看,隨非農化水平的提高,農戶生計活動與草地、耕地資源的距離逐漸增加,因而半農半牧區、農區、牧區農戶對草地生態系統服務多樣化的感知依次降低。此外,同類型農戶對不同生態系統服務的感知強度也表現出較強的空間異質性,農戶對與生計活動相關性較小的文化、支持服務的多樣化感知較低,如草地供給服務是牧區賴以生存的資源,因而該區農戶對這類服務的感知強于調節、支持及文化服務。

表7 生態系統服務屬性的影響因素回歸分析結果

***P< 0.01, ***P< 0.05, *P< 0.1

環境感知具有集團性[30]。本研究中,農戶的生態系統服務感知具有明顯的集團性。其中,牧區、半農半牧區、農區農戶由于生計方式的顯著差異,其對生態系統服務的重要性、可管理性、脆弱性、損害度感知存在明顯差異；牧區、半農半牧區、農區由于自然環境、資源稟賦、區位條件及社會經濟存在較大差異,而使不同區域農戶對生態系統服務重要性、可管理性、脆弱性、損害度感知的差異顯著。

3.2 人口學特征與生態系統服務感知

個體特征是直接影響農戶生態系統服務感知的重要因素。Ko和Son 等[14]發現居民對文化生態系統服務的感知與經驗和認識有關。Zoderer等[33]發現游客對生態系統服務的感知因文化背景、思想意識的不同而存在差異。本研究中,性別、年齡、文化程度、生計方式、務農時長等影響農戶的生態系統服務感知,其中年齡和文化程度是關鍵影響因子,訪談發現這與青年農戶知識面廣,更關注凈化空氣、調節氣候、涵養水源等調節服務有關；受教育程度越高,農戶的生態系統服務多樣化感知越強,這主要是由于受教育水平高的農戶,關于生態環境保護的知識、信息較多,因而對生態系統服務多樣化的認知程度提高。

家庭特征決定了農戶對生態系統服務的需求及關注程度,進而影響農戶感知。胡蕾等[19]發現居民收入與生態系統服務的耦合關系存在空間差異。周李磊等[22]研究發現貧困人口的生計活動導致生態退化,以致生態系統服務減弱。本研究發現,家庭規模、人均收入、牲畜數量均對生態系統服務感知有影響,其中,家庭規模越小,農戶對濕地生態系統服務的多樣化感知越強,而收入較低,農戶對森林生態系統服務的多樣化認知程度較強。

3.3 自然環境、資源稟賦與生態系統服務感知

3.4 環境政策與生態系統服務感知

政策因素直接反映社會對生態系統服務的需求與管理,影響農戶的生態系統服務感知。王文瑞等[18]探討了實施天然林保護和退耕還林政策以來生態系統反服務與居民生存、收入等的關系。Schall等[35]指出環境態度和意識差異影響農業管理實踐和環境變化。本研究發現,環境政策的支持度越高,農戶對草地的多樣化感知也越強,說明在主動干預的生態保護措施實施下，農戶對草地生態系統服務的認知程度有所提高,進而對生態系統的干涉也會減少。隨著對環境政策支持度的提高,農戶的重要性感知也越強,表明隨著受損的生態系統結構和功能逐步恢復時,農戶也越來越認識到生態系統服務對生產生活的重要性。

4 結論與建議

明確農戶的生態系統服務感知有助于為制定有效的生態政策提供借鑒。本文基于問卷調查數據,分析了甘南高原農戶對草地、森林、濕地、農田生態系統服務的感知差異,識別了其主要的影響因素,得出以下結論：

(1)甘南高原農戶對森林、草地、農田、濕地生態系統服務的多樣化感知依次減弱。其中,半農半牧區對草地、森林、濕地、農田的多樣化感知強于牧區、農區。具體來看,牧區對草地供給服務、濕地調節服務的多樣化感知較強,農區對草地供給、調節和支持服務的感知較強,半農半牧區對其余各類的感知較強。

(2)農戶對森林、草地、農田、濕地生態系統服務重要性、可管理性、脆弱性、損害度的感知度依次降低。其中,供給服務的各屬性感知度最強,調節服務次之,支持、文化服務最弱,且農戶的感知存在區域差異。

(3)個體特征、家庭特征是影響農戶生態系統服務多樣化感知的重要因素,自然環境與資源稟賦的影響較小,環境政策僅對草地的多樣化感知有影響。此外,個體特征、家庭特征、環境政策是影響農戶生態系統服務屬性感知的重要因素,而自然環境與資源稟賦僅對重要性感知有影響。

基于上述結果,本研究提出以下建議：①應通過宣傳教育等方式,提高農戶的生態意識,并在重點生態功能區管理實踐活動中,鼓勵農戶積極參與,引導農戶科學認知,合理使用草地、森林等生態系統服務;②應依托不同區域的資源優勢,大力發展設施農業、特色養殖和生態旅游等特色產業,為農戶穩定增收致富提供渠道,減少農戶對生態系統服務的依賴性;③應繼續加大生態環境保護與治理投入,確保黃河重要水源補給生態功能保護區、退牧還草、退耕還林等生態保護建設工程的執行效果,努力改善和保護好重點生態功能區的生態環境,同時,更應有針對性地適當調整補貼和生態補償,平衡生態保護與經濟發展的關系。