哈尼梯田区不同旅游模式村寨土地利用变化对生态系统服务与人类福利的影响

张 娟,陈 凡,角媛梅,刘澄静,赵冬梅,刘志林,徐秋娥,邱应美

云南师范大学旅游与地理科学学院, 昆明 650500

土地利用/覆被的改变(Land Use/Land-Cover Chang, LUCC)通过影响生态系统的结构、过程与功能,进而引起区域生态系统服务价值的变化[1]。同时,生态系统服务的丧失和退化也影响着土地利用结构和效率,严重影响着人类福祉,直接威胁着区域乃至全球的生态安全[2]。研究LUCC对生态系统服务价值(ecosystem service values,ESV)的影响,对识别区域生态环境变化趋势、指导土地利用格局优化调整、促进经济-社会-生态的协调及可持续发展具有重要意义[3-4]。

Daily[1]和Costanza[5]最早开展了对生态系统服务价值的研究,使生态系统服务价值理论数量化、科学化和体系化。Rönnbäck[6]和Bolund和Hunhammar[7]进一步探讨了生态系统服务价值评估理论和方法,分别对农业和城市的生态系统服务价值进行了评价,对完善Costanza提出的评价模型起到了积极的促进作用。在Costanza和 Daily的基础上,国内研究根据中国的实际情况进行了改进,细化了生态系统服务评估指标体系与方法的细化改进[8-10]。已有研究对自然生态系统如森林[11]、湿地[12]、草地[13]、河流[14]以及农田[15]等的研究较多,而对社会生态系统如城市的研究正在兴起[16-18],但乡村中的村寨研究比较少见。

当前,全球化过程中大量乡村面临消失的威胁和挑战[19-20]。而乡村旅游因其能够有力地契合和服务新时代国家发展战略,促进农业提质增效、农民增收致富、农村繁荣稳定,加快统筹城乡融合发展步伐,被认为是实现乡村振兴的重要途径[21]。然而,乡村旅游的开发也会导致土地利用快速变化、生态破坏和环境污染等一系列问题。因此,如何评价乡村旅游开发导致的土地利用变化、生态系统服务变化及其对人类福利的影响是振兴乡村经济,实现乡村可持续发展的关键问题之一[22-23]。

2013年,红河哈尼族梯田被列入世界文化遗产名录,元阳作为遗产所在地旅游业迅速发展。村寨是遗产的组成要素之一,其旅游发展模式对生态系统服务及人类福利具有重要影响。申遗成功后,政府根据每个村寨独特的区位和资源优势,规划形成了不同旅游发展模式的村寨,这将影响村寨的LUCC、生态系统服务及人类福利变化。因此,评估遗产区不同旅游发展模式村寨LUCC变化对生态系统服务价值的影响,可为优化村寨经济结构和提升乡村生态系统服务价值提供决策支持,促进哈尼梯田遗产及村寨的可持续发展。

1 研究区

1.1 村寨自然地理概况

本文研究对象黄草岭村和胜村,位于红河哈尼梯田遗产核心区(图1),同属于新街镇胜村村委会管辖。胜村为乡镇府所在地,位于遗产核心区三大片区的坝达片区,黄草岭村为多依树片区。两个村寨都地处山区,气候为亚热带山地季风气候,四季不分明,雨热同期,年平均气温14℃左右,年降雨量1370mm左右,发育着较成熟的水稻土,土质粘重, 保水保肥的特性较好。两个村寨都是自然村,自然、生态环境相似,耕地和林地面积较大,主要种植水稻和玉米等作物为主,旅游产业规模不断扩大,在当地社会经济发展中逐渐占据重要位置。

图1 红河哈尼梯田遗产区黄草岭村、胜村位置及其2009年和2017年土地利用图

1.2 村寨社会经济特征和旅游发展模式

2017年,黄草岭村面积125.89 hm2,人口994人,2013年开始发展旅游,高级酒店迅速增加,到2017年床位数达到694个。黄草岭村属于旅游环线上发展较为成熟的村寨,位于多依树和黄草岭村两个观景台之间,是游客近距离欣赏哈尼梯田的梯田美景、梯田艺术的最佳位置,游客在酒店就能观看梯田日出景观,旅游发展模式以摄影观光和旅游接待为主。2017年,胜村面积515.94 hm2,人口1952人。旅游开发较早,宾馆接待床位数2009年为124个,2017年为944个。旅游发展模式以旅游接待为主,侧重于交通引导、住宿餐饮和哈尼族特色旅游商品的出售。胜村为周边游客聚散地,服务设施齐全,旅游者滞留时间较长,是最重要的人流集散点。

2 数据来源和研究方法

2.1 数据来源

调研时间为2018年09月22日—10月05日,实地调研总共14d。研究所需数据主要来源于三个方面：①两个村寨2009年和2017年两期土地利用数据均基于高分辨率遥感影像,经实地调查进行修正,根据研究区土地利用特点,将土地利用类型分为耕地、林地、草地、建设用地和其他用地五大类型(图1)。②通过走访两村村委会及对村民调查获取了当年村寨主要作物产量、果品产量、售出价格和肥料价格等数据,用于指标体系的构建和相应类别生态系统服务的核算。③调查两个村寨饭店、农家乐、宾馆的建成时间、收益情况以及宾馆的床位数、入住率以及入住价格,用于估算旅游服务收入。

2.2 土地利用变化测算

土地利用转移矩阵可以揭示土地利用类型之间的转移方向和性质,表达式为[24]：

式中：S为土地类型面积；n为土地利用的类型数；i、j分别为研究初期和末期的土地利用类型序号。

2.3 生态系统服务价值评估

本文结合Costanza、de Groot和CICIESV43的分类方法,同时参考国内学者的研究结果,对照城市生态系统服务价值评估,针对乡村生态系统以农业为主、结构简单、数据的可获得性以及与土地密切联系等特点,计算村寨耕地、林地、草地三种重要的土地利用类型生态系统服务价值,选取社会保障、产品生产、气体调节、气候调节、调洪蓄水、净化环境、废弃物降解、固定土壤、生物多样性保护、保持土壤肥力、营养物质保持、固碳释氧和休闲娱乐等13种生态系统服务功能作为评价指标(表1)。

表1 各项生态系统服务价值计算方法

3 结果与分析

3.1 草岭村和胜村2009年和2017年的土地利用变化

2009年和2017年两个时期黄草岭村和胜村不同土地类型的占比情况如表2所示。从不同土地利用类型的变化特征看：黄草岭村草地和耕地逐渐减少,减少面积相差不多,减幅分别在10%和7.51%；建设用地增加幅度达到40%,林地增加幅度在10%左右。2009年—2017年胜村草地面积减少近一半,耕地和林地面积均呈现小幅增长的趋势；建设用地面积增加23.68%。2009—2017年两个村寨不同土地类型之间的转换关系如表3所示。黄草岭村流出的耕地主要转向林地和草地,二者分别占流出耕地面积的70.76%和17.29%；减少的草地主要变成了林地,占减少草地面积的89.07%；建设用地的增加主要来源于耕地和林地的转化,二者分别占新增建设用地总面积的47.96%和45.36%。胜村流出的草地主要转化为林地和耕地,二者分别占流出草地面积的87.40%和7.79%；建设用地面积的增加主要来自于林地和耕地,二者转移面积占新增建设用地总面积的86.09%。

表2 2009—2017年黄草岭村和胜村不同土地利用类型占比变化和增幅/%

表3 2009—2017年黄草岭和胜村土地利用类型转移矩阵和转化率

3.2 黄草岭村和胜村各土地利用类型的生态系统服务价值分析

根据表1生态系统服务价值计算方法和表2黄草岭村和胜村的土地利用面积计算得到生态系统服务价值(表4)。比较2009年和2017年,两村的生态系统服务价值都呈现上升趋势。胜村生态系统服务总价值为黄草岭村的3.8倍和2.6倍,这一方面与胜村土地总面积较大有关,但胜村单位面积土地生态系统服务价值低于黄草岭村。其中,黄草岭村由2009年的2853.91万元增加到2017年的4374.68万元,增长了1.5倍左右；胜村由2009年的10845.02万元增加到2017年的11219.95万元,增长了1倍左右,表明黄草岭村的生态系统结构不稳定,胜村较稳定。从各土地类型生态系统服务价值的比例构成来看,林地>耕地>草地,其中林地所占的比例约为50%左右,由此可见林地对两个村寨生态系统安全有着至关重要的作用。其次,2017年黄草岭村耕地生态系统服务价值相比2009年增加了3倍多,是由于申遗成功后黄草岭村发展梯田观光旅游。草地的生态系统服务价值占比最小,并呈现减少的趋势,主要由于其大量转化成耕地和林地所致。

表4 2009—2017年黄草岭村和胜村各土地类型系统服务价值变化

3.3 黄草岭村和胜村单项生态系统服务价值分析

由表5可知,13种单项生态系统服务类型的生态系统服务价值在2009—2017年间均有较大变化,除调洪蓄水、固碳释氧和净化环境以及胜村的生物多样性保护和黄草岭村的气候调节的价值减少外,其余8项生态系统服务类型的生态系统服务价值均呈现上升的趋势。主要由于林地的增加对气体调节和生物多样性保护等功能的改善均有积极作用。两个村寨主要的单项生态系统服务为：气体调节、气候调节、生物多样性保护和净化环境等功能,其中,气体调节价值占黄草岭村总价值的40%左右,胜村的60%左右,说明气体调节在两个村寨土地生态系统服务中占有重要的地位。产品生产功能主要来源于耕地,耕地提供村民生存所需要的粮食,近年来,由于两个村寨更换了产量较高的水稻品种和粮食价格的增长,从而使得产品生产功能的价值不断增长。申遗成功后黄草岭村发展梯田观光旅游,休闲娱乐价值增加1249.20万元,而胜村为零。

表5 2009—20017年黄草岭村和胜村单项生态系统服务价值变化

4 讨论

4.1 黄草岭村和胜村旅游发展模式-土地利用变化-生态系统服务-村民福利间的关系

旅游开发模式驱动村寨土地利用和生态系统服务的变化,同时不同旅游发展模式提供的相关服务导致建设用地功能及产生的价值不同,从而影响当地人的旅游收入和福利状况(图2,表6)。

图2 旅游开发模式-土地利用-生态系统服务与人类福利的关系图

表6 2009—2017年黄草岭村和胜村村民福利比较

2009—2017年间,由于黄草岭村临近最著名的多依树观景台且其梯田边房屋有很好的观景效果,到村内旅游观光和住宿的游客比较多,因此用于宾馆餐饮的建设用地增加较快,其中大部分是由村内的其他用地转换而来,少部分由耕地转换为观景台用地。由于土地利用的方式和类型相互转化,相对应的生态系统服务价值增加1.5倍,旅游服务收入增加18.7倍,单位土地面积的村民福利增加23.79万元 hm-2a-1。相比而言,胜村定位为周边游客聚散地,住宿餐饮业较发达,建设用地面积增加较大,大量的草地转化成耕地和林地,生态系统服务价值增加1倍,旅游收入增加4.1倍,单位土地面积的村民福利增加4.90万元 hm-2a-1。可见,因为梯田旅游资源优势可发展农业观光,村寨又可提供住宿餐饮,故黄草岭村的生态系统服务价值、旅游服务收入的增加速度和单位土地面积的村民福利都比胜村高,所以发展复合的旅游模式,增加生态系统服务价值量高的土地利用类型面积,减轻土地利用强度,有效提高村寨生态系统服务价值,是促进环境经济协调发展的重要途径[32-35]。另外,由于黄草岭村旅游资源品位高,平均地价和租赁地价都高于胜村,因此虽然胜村建设用地面积是黄草岭村的3倍多,但其居住承载功能价值远低于黄草岭村。

4.2 关于村寨尺度生态系统服务价值的评估

村寨生态系统服务价值评估需要考虑各土地类型评估模型中相关参数和经验值的确定问题。受旅游影响不同,村寨的土地成本价格不同,本文将各村的居住承载价值计算为该村当年土地成本价格与土地面积的乘积；计算旅游接待收入时通过对所有宾馆、饭店的入户调查获得其入住率、价格、床位数和人均消费价格等,然后用游客量与吃住花费的平均价格乘积评估其价值。通过调查获取两村农户耕地的生物产品类型、产量、价格的各年平均值并将后两者相乘进行评价；对林地的各项功能所需值都是根据两个村寨的实际情况比如获取当年的肥料价格、C和N的含量等,评估符合当地实际情况。需要说明的是,作为精细尺度的村寨生态系统服务评估方法仍需要完善。如本区在旅游发展中交通运输和旅游环线增加面积较多,如何评估其交通服务与承载功能应在今后研究中考虑。

本研究以哈尼梯田遗产核心区旅游发展模式不同的两个村寨为例,对村寨生态系统服务价值评估指标和方法进行了探索,证实了复合旅游发展模式可以提高生态系统服务的市场化水平和影响土地利用组成以及利用强度,从而提高生态系统服务价值及其影响村民的福利,促进村寨经济与环境持续协调发展。研究村寨尺度生态系统服务价值受旅游发展模式和土地利用变化影响的例证和方法参考,对乡村振兴背景下构建基于生态系统服务的村寨可持续发展规划,防止新的生态破坏,实现乡村经济和环境协调发展具有指导和借鉴意义。此外,以后应该强化土地利用格局变化导致的生态系统服务价值变化的研究。

5 结论

根据黄草岭村和胜村2009年和2017年的遥感影像数字化土地利用图,结合Costanza和谢高地等的研究成果,计算两个不同旅游发展模式村寨的生态系统服务价值,主要研究结论如下：

(1)土地利用变化方面,两个村林地面积均有所增加,建设用地的增加主要以林地和耕地的转移为主；黄草岭村草地面积减少10.04%并主要变成林地,建设用地面积增加39.18%；胜村草地面积减少50%左右并主要变成林地和耕地,建设用地面积增加23.68%。(2)两村生态系统服务价值均增加,黄草岭村因发展了梯田观光旅游以及林地面积的增加使其生态系统服务价值增加1520.77万元,而胜村则因耕地和林地面积的增加而使价值增加374.93万元。(3)从各单项生态系统服务价值来看,黄草岭村因发展旅游其休闲娱乐价值增幅最大,为1249%,而胜村却为零,其次,两村由于粮食产量的增加及价格的增长,导致产品生产价值黄草岭增幅为180.83%,胜村增幅为60.50%。(4)黄草岭村和胜村的生态系统服务价值增加速率分别为1.5倍和1倍,旅游服务收入增加速率分别为18.7倍和4.1倍,单位土地面积的村民福利分别增加23.79万元 hm-2a-1和4.90万元 hm-2a-1。说明不同旅游发展模式对村寨单位生态系统服务价值与人类福利的影响是不同的。

总之,两村生态系统服务价值均呈逐年增加趋势,取得了较好的社会效益,以观光+接待的旅游发展模式促进了黄草岭村生态系统服务价值和旅游服务收入的快速增长,说明增加旅游业态的多样性可提升村寨生态系统服务价值及人类福利。此外,未来开发应关注建设用地的承载问题和生态环境的保护问题。