生態(tài)系統(tǒng)服務與貧困關聯(lián)視角下生態(tài)扶貧策略的實施路徑

郭 強,謝苗苗,2,*,王回茴,陳 燕

1 中國地質大學(北京)土地科學技術學院,北京 100083 2 自然資源部土地整治重點實驗室,北京 100035

2020年是消除絕對貧困,全面實現(xiàn)小康社會的決勝之年,但并不意味著貧困問題的徹底解決,如何鞏固扶貧成果仍是貧困地區(qū)的首要挑戰(zhàn)[1- 2]。由于貧困地區(qū)與生態(tài)脆弱區(qū)、重點生態(tài)功能區(qū)存在空間上的耦合關系[3- 7],以犧牲環(huán)境為代價的脫貧和鞏固脫貧成果的方式不符合綠色發(fā)展要求。生態(tài)保護修復作為生態(tài)文明建設的重要內容[8-11],也是貧困地區(qū)實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的契機[12]。如何在生態(tài)保護修復的同時實現(xiàn)脫貧致富是貧困地區(qū)面臨的現(xiàn)實問題[13-14],其中科學評估生態(tài)修復要求與扶貧需求是開展生態(tài)修復與生態(tài)扶貧結合的核心內容[15]。

生態(tài)保護修復的重要目的之一是提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務[9,11]。生態(tài)系統(tǒng)服務理論在生態(tài)保護修復中的應用是解決生態(tài)問題的有效措施[16],但是目前其具體應用也主要是幫助識別生態(tài)保護與修復分區(qū)[17- 18],很少關注生態(tài)系統(tǒng)服務在生態(tài)保護修復中對扶貧的作用。在經(jīng)濟條件落后的貧困地區(qū),生態(tài)系統(tǒng)服務是當?shù)鼐用裰匾纳姹Ｕ蟍19- 20]。將生態(tài)系統(tǒng)服務與貧困綜合考慮,既是貧困地區(qū)生態(tài)保護修復的內在需要,也是貧困地區(qū)進行生態(tài)扶貧的必然選擇[21- 22]。

本研究選擇寧武縣和靜樂縣為研究區(qū),兩縣既是山西省汾河中上游山水林田湖草生態(tài)保護修復工程試點區(qū),同時也是原來的國家級貧困縣,具有典型意義。本文提出“生態(tài)系統(tǒng)服務-貧困”關聯(lián)分析模型,在滿足生態(tài)修復需求與扶貧需求的基礎上,實現(xiàn)生態(tài)保護修復與生態(tài)扶貧的結合。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

寧武縣和靜樂縣是山西省汾河中上游山水林田湖草生態(tài)保護修復工程試點區(qū)(忻州)的兩個縣城,坐標介于東經(jīng)111°42′43″—112°36′55″、北緯38°7′57″—39°8′41″之間。地理位置上,寧武縣與朔州市距離約35 km,與忻州市區(qū)相距約70 km,靜樂縣與忻州市區(qū)距離約68 km,與太原市相距約70 km,地理位置比較優(yōu)越。地理空間上總體呈現(xiàn)“兩山一川”格局,以蘆芽山、紫金山、云中山為兩翼,汾河川為中心從北到南貫穿整個研究區(qū)(圖1)。汾河流經(jīng)區(qū)域常年保護力度不足,水質水量情況日漸惡化,且受到地形條件的影響,研究區(qū)易發(fā)生水土流失。蘆芽山地區(qū)是國家級自然保護區(qū),物種豐富,景色宜人,但缺乏有效保護。社會經(jīng)濟方面,靜樂縣、寧武縣1986年被確立為國家級貧困縣；2001年又被確立為國務院扶貧開發(fā)工作重點縣；2011年靜樂縣被劃入?yún)瘟荷郊羞B片特困區(qū)范圍；2017年山西省委、省人民政府將靜樂、寧武縣納入全省10個深度貧困縣之中。根據(jù)研究區(qū)2018年貧困戶調查數(shù)據(jù)顯示,寧武靜樂共有貧困戶32164戶。

圖1 研究區(qū)位置及地形條件Fig.1 Study area location and topographical conditions

本研究使用的數(shù)據(jù)包括自然地理數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)。其中DEM數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站,空間分辨率為30 m。土壤數(shù)據(jù)來源于第二次全國土地調查的1∶100萬土壤數(shù)據(jù),采用的土壤分類系統(tǒng)主要為FAO- 90。氣象站點數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng),通過ArcGIS空間插值得到研究區(qū)年降雨量。社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)包括統(tǒng)計年鑒,村級行政邊界數(shù)據(jù)以及貧困數(shù)據(jù)都是由寧武和靜樂縣政府有關部門提供。具體數(shù)據(jù)及來源如表1所示。

表1 研究所用數(shù)據(jù)來源

2 研究方法

2.1 “生態(tài)系統(tǒng)服務-貧困”關聯(lián)分析模型

生態(tài)保護修復的一個重要目的是提升區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務,為探討生態(tài)保護修復與生態(tài)扶貧策略的結合路徑,本研究提出“生態(tài)系統(tǒng)服務-貧困”關聯(lián)分析模型(圖2)。根據(jù)研究區(qū)特點選取主要具有調節(jié)、支持功能的水源涵養(yǎng)與土壤保持服務,以及主要具有供給功能的食物供給服務作為分析對象。通過三種服務與貧困程度的疊加劃分出不同的區(qū)域,最后結合生態(tài)系統(tǒng)服務類型與主要致貧因素,提出有針對性的融合生態(tài)修復與扶貧目標的實施策略。為體現(xiàn)區(qū)域統(tǒng)籌與生態(tài)扶貧措施的實施,本文選擇鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度作為研究單元。

圖2 “生態(tài)系統(tǒng)服務-扶貧”耦合關聯(lián)分析模型Fig.2 “ Ecology Service-Poverty Alleviation” Coupling Analysis Model

2.2 貧困測度

2.2.1評價指標與權重

本文構建村級尺度的多維貧困指數(shù)(VPI)[26- 27]來準確反映研究區(qū)的貧困狀況,結合寧武縣和靜樂縣的實地調查情況與貧困戶調查數(shù)據(jù),并借鑒相關文獻[3- 6,26- 27]選擇生活水平、勞動力狀況、地理位置3個維度來構建指標體系(表2),采用層次分析法與熵權法確定權重。最后根據(jù)各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中VPI的平均值來確定該鄉(xiāng)鎮(zhèn)的貧困類型。

表2 村級多維貧困度量指標

2.2.2村級多維貧困指數(shù)計算

根據(jù)構建的指標體系及權重,計算村級多維貧困指數(shù)VPI,計算公式如下：

(1)

式中,n代表維度的數(shù)量；Iij代表i維度第j指標標準化后的值；m代表維度i下的指標個數(shù)；Wij代表i維度j指標的權重；Wi代表維度i的權重。10 是用于消除小數(shù)位影響、增大數(shù)據(jù)間差異的常數(shù)。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務

2.3.1水源涵養(yǎng)服務

水源涵養(yǎng)量先根據(jù)InVEST模型中的產(chǎn)水量模塊(water yield)計算產(chǎn)水量,再通過包玉斌等[23]提出的產(chǎn)水量修正方法計算得到,具體計算公式如下：

(2)

式中,retention為水源涵養(yǎng)量,velocity為流速系數(shù),tl和ksat分別表示地形指數(shù)與土壤飽和導水率,Y(x)為柵格x的產(chǎn)水量,AET(x)表示柵格單元x的年實際蒸散量,P(x)表示柵格單元x的年降水量。

2.3.2土壤保持服務

根據(jù)InVEST模型中的泥沙輸移比例模塊(SDR)計算土壤保持量[24,28],計算公式如下：

SEDRETx=Rx×Kx×LSx×(1-Cx×Px)+SEDRx
SEDRx=USLEx×(1-SDRx)
USLEx=Rx×Kx×LSx×Cx×Px

(3)

式中,SEDRETx為土壤保持量,SEDRx為泥沙截留量,USLEx為柵格x的實際土壤侵蝕量,SDRx為柵格x的泥沙輸移比,Rx、Kx、LSx、Cx、Px分別對應柵格x的降雨侵蝕力因子、土壤可蝕性因子、坡度坡長因子、植被覆蓋和作物管理因子、水土保持因子。

2.3.3食物供給服務

根據(jù)趙文禎等[29]與戴路煒[30]等提出的糧食產(chǎn)量與NDVI的關系公式估算研究區(qū)單位面積的糧食產(chǎn)量,具體公式如下：

(4)

式中,Gi表示像元i的食物供給,NDVIi表示i像元的NDVI值,NDVIsum表示研究區(qū)耕地的NDVI總值,Gsum表示研究區(qū)糧食總產(chǎn)量。

3 結果與分析

3.1 貧困現(xiàn)狀

結果表明寧武縣和靜樂縣的貧困狀況依舊不容樂觀,處于高貧困的村域面積占研究區(qū)總面積的41%,中貧困的村域面積比例為47%,處于低貧困的村域面積占到12%。空間分布上高貧困區(qū)集中分布在研究區(qū)西北部的蘆芽山地區(qū),該地區(qū)海拔較高,是國家級的自然保護區(qū)。中貧困區(qū)集中分布于汾河下游,低貧困則分布在汾河上游地區(qū)。從鄉(xiāng)鎮(zhèn)角度來看低貧困地區(qū)主要是以娥城鎮(zhèn)與鳳凰鎮(zhèn)為中心相鄰的幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。其中娥城鎮(zhèn)與鳳凰鎮(zhèn)是靜樂與寧武的縣城所在地,是研究區(qū)經(jīng)濟發(fā)展狀況較好的地方。從貧困現(xiàn)狀的分布可以看出,研究區(qū)貧困程度基本呈現(xiàn)片狀分布。圖4是不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主要致貧因素,從中可以看到造成鄉(xiāng)鎮(zhèn)貧困的因素并不唯一,有12 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的貧困是由地理位置造成的,主要分布在蘆芽山與云中山附近。9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主要致貧因素是缺乏勞動力,5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)貧困是由生活水平不足造成的。結合貧困分布與主要致貧因素可以得出,地形條件、勞動力狀況、生活水平的差異構成了寧武縣和靜樂縣貧困的空間分布格局。

3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務空間分布

研究區(qū)的水源涵養(yǎng)、土壤保持以及食物供給等服務存在空間上的差異(圖5)。其中涔山鄉(xiāng)、東寨鎮(zhèn)、西馬坊鄉(xiāng)和新堡鄉(xiāng)四個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的水源涵養(yǎng)、土壤保持服務都呈現(xiàn)較高水平,這些區(qū)域主要是蘆芽山自然保護區(qū)所在地,具有得天獨厚的生態(tài)優(yōu)勢。余莊鄉(xiāng)、化北屯鄉(xiāng)、赤泥洼鄉(xiāng)的食物供給服務則呈現(xiàn)較高水平。作為寧武縣城和靜樂縣城所在地的鳳凰鎮(zhèn)與娥城鎮(zhèn)由于過重強調發(fā)展,生態(tài)遭到破壞,除食物供給服務外,水源涵養(yǎng)與土壤保持服務都呈現(xiàn)出較低值。汾河下游的溝谷地區(qū)食物供給服務表現(xiàn)出高值,而土壤保持服務則呈現(xiàn)低值。生態(tài)系統(tǒng)服務的分布與地形條件差異有關。

圖3 貧困程度分布圖Fig.3 Distribution of povertyVPI: 村級多維貧困指數(shù) Village-level multidimensional poverty indicators

圖4 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)貧困的主要致貧維度Fig.4 Main poverty-causing dimensions of town′s poverty

圖5 生態(tài)系統(tǒng)服務分布情況Fig.5 Distribution of ecosystem services

3.3 貧困與生態(tài)系統(tǒng)服務的疊加分析

圖6 貧困程度與各生態(tài)系統(tǒng)服務的疊加類型Fig.6 Stacking type of poverty and ecosystem services

從貧困與三種生態(tài)系統(tǒng)服務疊加結果來看,水源涵養(yǎng)、土壤保持服務與貧困的疊加類型呈現(xiàn)集聚分布(圖6)。其中王村鄉(xiāng)、辛村鄉(xiāng)、中莊鄉(xiāng)、雙路鄉(xiāng)、娑婆鄉(xiāng)、豐潤鎮(zhèn)、迭臺寺鄉(xiāng)、東馬坊鄉(xiāng)這8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的水源涵養(yǎng)、土壤保持服務與貧困的疊加類型為中貧困-低服務,說明這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行生態(tài)保護修復的必要。食物供給服務與貧困的疊加類型與其他兩種服務相比數(shù)量最多,食物供給服務與貧困的關系復雜,其中圪廖鄉(xiāng)、新堡鄉(xiāng)、石家莊鄉(xiāng)、堂兒上鄉(xiāng)的疊加類型為高貧困-低服務,食物供給是生態(tài)系統(tǒng)服務中的短板。陽方口鄉(xiāng)、中莊鄉(xiāng)、娑婆鄉(xiāng)、懷道鄉(xiāng)、石家莊鄉(xiāng)這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)的三種生態(tài)系統(tǒng)服務與貧困的疊加類型相同,在進行生態(tài)保護修復的同時需要合理權衡。生態(tài)系統(tǒng)服務與貧困的疊加類型為高貧困-低服務,則該鄉(xiāng)鎮(zhèn)迫切需要通過生態(tài)保護修復來提升生態(tài)系統(tǒng)服務。

4 生態(tài)扶貧策略

為更好改善研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務,要在低服務與中服務地區(qū)實施以修復為主的生態(tài)扶貧措施,在高服務地區(qū)實施以保護為主的扶貧措施。因此根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務與貧困的疊加類型最終將研究區(qū)劃分五個區(qū)域低貧困修復區(qū)、低貧困保護區(qū)、中貧困修復區(qū)、高貧困修復區(qū)和高貧困保護區(qū)(表3)。在低貧困修復區(qū)內陽方口鄉(xiāng)、薛家窊鄉(xiāng)、鳳凰鎮(zhèn)、娥城鎮(zhèn)三種服務都呈現(xiàn)低值,是進行生態(tài)保護修復的關鍵鄉(xiāng)鎮(zhèn),可通過生態(tài)工程實施帶動貧困人口就業(yè)。在低貧困保護區(qū),涔山鄉(xiāng)作為蘆芽山所在地,要以保護為主,提升水源涵養(yǎng)與土壤保持服務。余莊鄉(xiāng)、娘子神鄉(xiāng)、神峪溝鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)可以利用食物供給服務高的優(yōu)勢,大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)與特色種植業(yè)。在高貧困保護區(qū),主要是蘆芽山所在地的東寨鎮(zhèn)、西馬坊鄉(xiāng)、新堡鄉(xiāng),水源涵養(yǎng)與土壤保持服務都表現(xiàn)高值,這些地方要減少人為破壞,可設置公益性崗位幫助貧困人口就業(yè)。研究區(qū)大多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要位于中貧困修復區(qū)與高貧困修復區(qū),間接證明了研究區(qū)進行生態(tài)保護修復的必要性。可結合主要的致貧維度有針對性地進行扶貧,利用好生態(tài)修復的契機,改善生態(tài)生活環(huán)境,對那些因地理位置導致發(fā)展受限的鄉(xiāng)鎮(zhèn),要大力建設便民交通,鼓勵鄉(xiāng)鎮(zhèn)依賴傳統(tǒng)文化風俗發(fā)展鄉(xiāng)村旅游。

表3 生態(tài)扶貧分區(qū)依據(jù)及措施

5 結論與討論

從鄉(xiāng)鎮(zhèn)貧困的分布來看研究區(qū)處于高貧困的面積占到41%,扶貧力度還需繼續(xù)加強。貧困狀況、致貧因素和產(chǎn)業(yè)發(fā)展稟賦空間差異較大,需要從多方面來考慮生態(tài)扶貧措施。以生態(tài)系統(tǒng)服務與貧困的疊加類型為依據(jù),將研究區(qū)劃分成低貧困修復區(qū)、低貧困保護區(qū)、中貧困修復區(qū)、高貧困修復區(qū)與高貧困保護區(qū),根據(jù)劃分的不同區(qū)域內生態(tài)系統(tǒng)服務類型與主要致貧因素的不同,提出在低貧困修復區(qū)、中貧困修復區(qū)和高貧困修復區(qū)要利用好生態(tài)修復的契機,通過生態(tài)修復工程解決好影響鄉(xiāng)鎮(zhèn)貧困的致貧因素。在低貧困保護區(qū)與高貧困保護區(qū),要實施以保護為主的生態(tài)扶貧措施。

本文提出的“生態(tài)系統(tǒng)服務-貧困”關聯(lián)分析模型是建立在“生態(tài)-社會”耦合系統(tǒng)之上,同時滿足了生態(tài)修復需求與扶貧需求,為生態(tài)保護修復過程中如何進行生態(tài)扶貧提供了依據(jù)。但是考慮生態(tài)系統(tǒng)服務種類較少,是本研究需要繼續(xù)完善的地方。此外可以利用貧困程度表征返貧風險考慮將生態(tài)系統(tǒng)服務供需與返貧風險結合,進一步分析生態(tài)系統(tǒng)服務在鞏固脫貧成果推進鄉(xiāng)村振興階段的作用。

致謝：感謝中國地質大學(北京)土地科學技術學院師學義教授和寧武縣、靜樂縣相關部門同志對實地調研工作的支持。