山区社会-生态系统转型测度——以三峡典型库区为例

夏春华,李阳兵,2,*,黄孟勤,陈 爽,张 冰,曾晨岑

1 重庆师范大学地理与旅游学院,重庆 401331 2 三峡库区地表过程与环境遥感重庆市重点实验室, 重庆 401331

如何协调人类社会与自然环境二者的关系一直都是可持续发展的热点问题,也是全球变化研究的重点[1]。人类社会和自然环境既是一个紧密相连、相互作用的综合系统[2—3],也是两个性质各不相同的子系统,具有各自的结构、功能、存在条件和发展规律,但它们各自的存在和发展又受其它系统结构和功能的制约[4]。许多学者将社会经济和生态子系统视作一个统一的整体,并使用不同的称谓如人-地系统[5]、人类-环境系统[6]、人类-地球系统[7]、生态-经济系统[8]或人口-经济-社会-资源-环境系统[9]等,来分析和研究它们之间的相互作用和紧密联系。本文认为人类是经济活动的主体,一切的经济活动都依靠人类完成,即经济子系统受到社会子系统的驱动作用,因此,本文将社会和经济子系统统称为社会系统,并使用“社会-生态系统[10]”以探究社会经济子系统与生态子系统之间的相互作用关系。

目前,国内外学者多数倾向于将社会与经济子系统合称为社会经济系统,综合研究二者的协调发展[11—12],或研究社会、生态、经济三个子系统的耦合发展[9]；从研究区域看,多以广域(省域、自然生态区域等)为主,如北部湾经济区[12]、喀斯特生态脆弱区[13]、省域[14]等,对流域视角的耦合研究主要集中在黄河流域[15]、金沙江流域[16]等大尺度流域,而对小流域社会-生态系统的耦合研究较少；从研究尺度看,主要是借助统计数据从时间尺度上定量分析多个系统之间的耦合关联度及耦合协调发展[15—17]、耦合效应[18]等,而缺乏空间尺度上的深入分析；从研究方法看,较多研究倾向于采用耦合协调度[15—17]或者灰色关联分析[19]等单一方法探究多个系统的耦合协调发展,缺乏复合方法的叠加分析。

中国国务院2014年7月颁布的《全国对口支援三峡库区合作规划》指出,三峡库区经济社会发展基础较为薄弱与环境承载压力大的基础性矛盾依旧没有改变[20—21]。同时,三峡库区作为中国重点生态功能区的独特地理单元[20],伴随人类的高强度活动和三峡工程建设等因素,土地利用变化显著,尤以森林转型[22—24]、耕地转型[23—24]趋势较为明显。因此,三峡库区社会-生态系统的相互作用,包括社会-生态系统组分此消彼长导致的系统结构和功能变化以及自然和社会经济等因素如何推动社会-生态系统转型等问题,值得深入研究,且对于其综合系统可持续发展具有重要意义。目前对于三峡库区系统耦合方面的研究主要涉及环境-经济-社会复合生态系统耦合协调发展[21]、生态系统服务与农户生计耦合[25]等,仍缺乏对于复合系统耦合转型方面的研究。因此,本文建立基于流域局地尺度研究社会-生态系统耦合转型框架,以库区腹地草堂溪流域为例,采用地形位指数、耦合协调度模型等方法,揭示库区社会-生态系统转型与否,转型路径的多样性及其驱动机制,旨在为三峡库区社会-生态系统可持续发展提供参考建议。

1 研究区概况

草堂溪流域位于三峡库区腹地奉节县东北部(图1),地处109°31′03″—109°45′20″E,31°02′40″—31°10′06″N之间,总体面积约210km2。流域内地形复杂,山高坡陡,主要地貌类型以中低山为主,沟谷平坝分布其间。气候属于中亚热带大陆性季风气候,年均气温15℃,年均降水量1200mm。近些年来随着三峡大坝的建设、农户和政府的需求变化[26—27],土地利用发生了明显转变,社会-生态系统也随之发生变化,具体表现在注重粮食生产的耕地逐渐向经济果林转型[20],山高坡陡不利于耕种的耕地逐渐被撂荒[28],或边际化为林草地,或被重新开垦种植经济果林等,因此选择其作为研究区具有典型性和代表性。

图1 研究区概况图Fig.1 Location map of the study area

2 研究框架、数据来源与研究方法

2.1 研究框架

2.1.1山区社会-生态系统耦合转型框架

作为社会经济和生态系统连接纽带的土地系统,本身是复杂的自然、社会、经济综合体,分别通过土地利用和土地覆被关联社会经济和生态系统,所以土地系统的变化可以反映社会经济和生态系统的具体变化[29—30](图2)。本文分别选取聚落和坡耕地、森林和经果林作为社会和生态子系统组分,依据主要如下:聚落是人类进行生产、生活活动的主要场所,人类活动强度高,且人口又是社会子系统的主要组成部分；从社会属性看,坡耕地在粮食安全方面发挥着巨大作用[31],所以聚落和坡耕地被选为社会子系统组分。森林可以通过碳循环、区域气候水文调节和土壤侵蚀影响当地环境[31],是生态子系统的重要组成部分,经果林种植兼具生态和经济效益,二者在生态安全方面发挥着巨大作用,所以森林和经果林被选为生态子系统组分。

另一方面,除土地系统变化外,社会经济和生态类指标变化也能反映社会经济和生态系统的发展情况,所以本文又从经济、人口、建设、土地生产力、生态资源和生态基础6个方面共选取20个指标作为社会-生态系统指标(表1),原因在于坡耕地和聚落、经果林和森林与大多数指标具有直接或间接的显著相关性[32—33],如山区坡耕地和经果林的变化明显与X23、X41、X42、X51等指标的变化相关,聚落变化会导致X2、X3、X5的明显变化,森林变化则对X4、X5、X6均具有重要影响。在此基础上,将组分与指标间的关系又进一步分为显著正相关和显著负相关(图2)。

社会-生态系统转型作为土地利用转型更高层级的重要内容,也包括空间形态和功能形态在时间上的综合形态转型[34—35],指随着经济社会发展,特定区域内的社会-生态系统形态受到外部干预或外部条件改变时,可能具有多个不同的相对表现形态[36],系统从一种表现形式进入到另一种表现形式。本文在社会-生态系统转型的研究基础上进一步提出社会-生态系统耦合转型,其耦合转型既包括土地系统组分与社会经济、生态类指标的耦合变化,又包括土地系统内部组分数量、结构和功能的耦合变化；土地系统变化能直接或间接地引起社会经济、生态类指标变化,从而可以综合反映社会-生态系统的耦合转型变化。

综上,基于土地利用转型的整体尺度架构[34],本文通过构建土地系统时间-空间-功能三维坐标体系,借此从其数量、结构、功能方面界定社会-生态系统耦合转型(图2)。以社会-生态系统组分利用的时间节点T0、T1、T2、…、Tn为时间轴,社会-生态系统数量、结构和功能均随之逐渐发生变化。其中,时间-空间轴上是社会-生态系统形态表现由数量到“数量+质量”再到“数量+质量+生态”的变化过程；空间-功能轴上是指社会-生态系统结构形态随着数量形态变化而变化；时间-功能轴上则表示量变累积达到质变的过程,即社会-生态系统功能受到其数量和结构的共同作用而随之发生变化。简单来看,随着时间节点的转换,社会-生态系统沿着空间形态和功能形态两个维度发生耦合转型。

表1 社会-生态系统组分与指标选取体系Table 1 Social-ecological system components and index selection system

2.1.2三峡库区社会-生态系统转型过程

三峡库区是一个开放的,内部各要素相互作用、紧密联系的社会-生态系统,具有脆弱性和复杂性等特征[35]。本文认为三峡库区社会-生态系统的演变可分为3个阶段(图3)。

在传统农业时期,耕地作为主要的农业生产用地,为了满足基本的粮食安全和生存需求,农户重数量不重质量,他们往往通过扩大耕地的面积来达到满足生产资料的需求。三峡工程开工以来,大江截流、水库蓄水等淹没大量河谷平坝区的优质耕地,移民从低平坎地向陡坡地搬迁,在生存胁迫的压力下,陡坡开垦现象凸显,林地面积收缩,山区过度开发利用使得生态环境遭到破坏,这一时期的社会经济发展与生态环境处于拮抗失调阶段,社会-生态系统的耦合协调度较低。

步入过渡转型时期,为了满足环境安全的需求,退耕还林政策大规模实施,大量坡耕地被迫退耕,边际化为林草地,坡耕地减少,森林面积扩张,同时随着城镇化和工业化的发展,区域整体经济水平提高,农户务工机会增多,刺激着农业人口城镇化,劣质耕地撂荒现象显著,山区村庄逐渐“空心化”,聚落整体衰退,土地逐步集约化利用,社会经济发展与生态环境经过磨合进入良性互动阶段,社会-生态系统的耦合协调水平提高。

进入乡村振兴时期,土地集约化利用加强,三峡工程全面建成后,配套的基础设施建设进一步占用城镇附近的耕地,耕地继续缩减,城镇扩张速度减缓,耕地撂荒和林果业发展促使山区林地面积扩张,具有生态和经济双重效益的经果林发展至高峰期,逐渐代替耕地成为主要的农业生产用地,实现从传统的农业系统(耕地和森林组合)向新型化生态系统(经果林和森林组合)转变,社会经济与生态环境处于有序的良好协调发展阶段。

图3 库区社会-生态系统耦合转型过程Fig.3 The process of social-ecological system coupling transformation in The Reservoir Area

2.2 数据来源

研究区2000、2010、2020年土地利用数据源于Google Earth(分辨率为0.51m)高分辨影像。1∶5万数字高程模型(分辨率为30m)源自地理空间数据云平台。以确保数据精度,运用ArcGIS10.2软件对遥感影像进行人机交互解译,参照“GDPJ01—2017”地理国情普查内容与指标并结合研究区实际情况,将土地利用类型划分为坡耕地、有林地、灌木林地、草地、经果林、水域、聚落、道路、建设用地(生态产业园和机场)、撂荒地、未利用地共11类,得到三期土地利用类型图(图4)。并于2021年5月在野外考察中进行抽样验证,确保解译精度均在95%以上,之后根据本文研究需要,将有林地和灌木林地合并为森林。文中采用的地形位指数由1∶5万数字高程模型(DEM)生成,涉及到的社会经济类数据源于重庆市《奉节县统计年鉴》和实地农户调查。

图4 研究区土地利用类型图Fig.4 Land use type map of the study area

2.3 研究方法

2.3.1地形位指数模型

受地形因素影响,研究区土地利用存在着显著的空间分异,因此通过ArcGIS地理信息模型建模方法,新建25m×25m单元网格,将高程和坡度组合成地形位指数模型,计算公式[30]为:

T=log10[(E/E0+1)×(S/S0+1)

(1)

式中,T表示空间单元内地形位指数的大小,其中E和E0表示某个单元的高程值和整个研究区的平均高程值,S和S0表示某个单元的坡度值和整个研究区的平均坡度值。结合研究区实际情况,将地形位指数用自然断点法重分为3类,分别代表流域低、中、高地形位。具体分级结果见表2、图5。

2.3.2社会-生态系统耦合协调度模型

(1)社会-生态系统指标体系构建

依据复合系统指标体系构建的科学性、可操作性等原则,借鉴相关研究成果[14,37]及考虑到三峡库区复合系统的特殊性,本文根据表1选取的指标构建社会-生态系统耦合协调发展指标体系(表3)。

表2 地形位分级结果Table 2 Topographic position classification results

图5 研究区地形位分级结果示意Fig.5 The result of grading of topographic position in the study area

表3 社会-生态系统耦合协调发展指标体系Table 3 The coordinated development index system of social-ecological system

(2)数据标准化处理

本文先将指标进行标准化处理,具体步骤如下[14]:

正向指标:

(2)

负向指标:

(3)

非零化处理:

(4)

式中,Xtij为第t年系统i的第j项指标。

(3)熵值法确定权重模型

然后采用熵值法计算各指标的权重。具体步骤如下[14,21]:

首先计算指标的比重:

(5)

再计算指标的熵值(ej)和信息效用值(gj):

(6)

gj=1-ej

(7)

式中,k>0,k=ln(ma)。

最后计算各指标的权重:

wj=gj/∑gj

(8)

(4)加权计算系统综合发展水平

计算社会和生态子系统2000—2020年的综合发展水平,计算公式[21]为:

(9)

(5)耦合协调度模型

耦合度用以表示2或2个以上的系统紧密配合相互影响的作用关系,计算公式[37]为:

(10)

式中,C∈[0,1],X1、X2分别为社会和生态子系统综合发展水平。为进一步探究各子系统之间的配合和协调水平,引入耦合协调度模型D,计算公式[37]为:

(11)

T=αX1+βX2

(12)

式中,D∈[0,1],T为2个系统的综合发展水平,α和β为待定系数,本文认为社会和生态子系统同等重要,故α=β=0.5。本文参考相关文献[21,37]给出耦合协调度评价标准见表4。

表4 社会-生态系统耦合协调类型划分Table 4 Classification of social-ecological system coupling coordination types

D:耦合协调度coupling co scheduling

2.3.3局部空间自相关

空间自相关分析用于测度具有某种属性的空间分布与其临近区域是否存在相关性及相关程度的方法,能直观地表达某种空间现象的关联性与差异性[38]。基于研究区100m×100m、500m×500m和1km×1km单元网格与社会-生态系统叠加分析,经比较发现1km×1km的单元网格能较好地反映其空间集聚的规律性,其余大小的单元网格反映效果与之相比较差,所以将单元网格的大小设置为1km×1km。局部莫兰指数(Moran′s I)计算公式[38]为:

(13)

式中,Xi和Xj分别为单元网格中第i和j单元社会-生态系统组分面积,n为研究区全域格网单元的总数,wij为空间权重的矩阵,X0为社会-生态系统组分面积的平均值,S2为方差。

2.3.4社会-生态系统发展模式类型划分

本文根据研究区土地系统变化特征和社会-生态系统之间的具体表现,共总结出6种模式,分别对应研究区低、中、高地形位社会-生态系统发展模式,具体分类结果见表5。

3 结果分析

3.1 不同地形位社会-生态系统变化

3.1.1基于地形位社会-生态系统动态变化

2000—2020年草堂溪流域不同地形位社会-生态系统的组成结构和功能均存在显著差异(图6)。低地形位坡耕地不断减少,2000—2010年减小幅度达29.96%；经果林则较大幅度增加,尤其是在2000—2010年增加比重较大,达到26.71%；森林在2010—2020年小幅度增加；聚落呈持续增加的趋势。组成结构由坡耕地、森林和经果林组合转向以经果林、森林和聚落为主,功能由生产和生态转向生态经济为主。中地形位坡耕地持续减少,2010—2020年减少较多,减少比重为20.72%；经果林则呈现明显增加的趋势,2010—2020年增加幅度较大,达到16.39%,森林逐渐增加,占中地形位系统组分总面积的70%以上,与经果林成为主要用地类型；聚落缓慢减少,主要向流域低地形位移动。组成结构由坡耕地和森林为优势地类,逐渐发展为以森林、经果林和坡耕地为主,功能由生产和生态转向生态和生态经济为主。高地形位系统组成结构主要以森林为主,占比均达到80%以上,且呈快速增加的趋势；坡耕地持续减少,经果林逐渐增加,2010—2020年增加明显,成为2020年除森林外的第二大用地类型,聚落总体呈现减少的态势,功能由生态和生产转向生态主导。

表5 社会-生态系统发展模式类型划分Table 5 Classification of social-ecological system development model types

图6 研究区社会-生态系统组成结构变化Fig.6 Structural changes in the composition of the social-ecological system in the study area

3.1.2基于地形位社会-生态系统转移变化分析

研究区社会-生态系统空间转移变化差异较大(图7)。2000—2020年单一社会系统内部转化量均较小,2000—2010年耕聚转换型(坡耕地-聚落)与聚耕转换型(聚落-坡耕地)均在中地形位西北部散乱分布。与之相比,单一生态系统内部转化较大,2000—2010年开荒型(森林-经果林)在流域低地形位表现较明显；2010—2020年低地形位西南部以开荒型为主,中高地形位则以森林恢复型(经果林-森林)为主。2000—2020年社会-生态系统之间转移变化显著,空间分布明显,2000—2010年社会-生态系统转移以耕果转换型(坡耕地-经果林)和森林恢复型(坡耕地、聚落-森林)为主,复垦型(经果林-坡耕地)和开荒型(森林-坡耕地、聚落)镶嵌分布,其中耕果转换型主要分布在低地形位,森林恢复型和开荒型主要分布在流域中高地形位；2010—2020年则主要以耕果转换型为主,且在流域中地形位西北部集聚、低地形位稀疏分布,森林恢复型主要散乱分布在中高地形位。

图7 不同地形位单一及复合系统组分转移变化Fig.7 The variation of the single and composite system components of different topographic position

3.2 社会-生态系统时空耦合变化特征

3.2.1社会-生态系统时序耦合分析

2000—2020年草堂溪流域社会-生态系统耦合协调度差异较大(图8),介于0.35—0.86之间,整体耦合协调发展呈现出较好发展态势。2000—2010年社会-生态系统耦合协调度发生了明显的良好转变,协调类型由轻度失调逐渐转向中级协调,这一时期生态环境先受到破环后趋于好转,社会和生态系统经过一定的磨合,逐渐趋于协调。2010—2020年社会-生态系统耦合协调水平处于较高阶段,协调类型由中级协调向良好协调转化,这一时期生态环境发展较为滞后,但是整体社会-生态系统正向高水平协调状态稳固发展。

图8 2000—2020年社会-生态系统耦合协调度变化Fig.8 Changes of social-ecological system coupling coordination from 2000 to 2020

3.2.2社会-生态系统空间耦合分析

通过对比土地利用分布图和社会-生态系统空间联系的局部指标(LISA)集聚图可知,2000—2020年社会-生态系统空间集聚具有一定的趋向性(图9)。坡耕地-经果林呈现流域中、高地形位低,低地形位高的分布格局,由低低、高高集聚转向低低和低高集聚,最后以低低集聚为主,低高集聚为辅,且低低集聚类型面积较大,呈片状分布,空间相关性显著,低高和高低集聚空间面积小,呈零散状分布,集聚效果不明显。

坡耕地-森林呈现较散乱的分布格局,由较大面积的高高和低低集聚转向零散分布的低高集聚为主,最后以低低集聚分布为主,低低集聚类型在流域中地形位东南部和低地形位西南部面积较大,小部分呈现块状分布,空间相关性显著,低高集聚空间面积小,呈零散状分布,集聚效果不明显。

聚落-经果林呈现较单一化的分布格局,由流域低地形位的低高集聚、中地形位东北部和西部的低低集聚转向低高集聚为主,低高集聚空间面积大,从低地形位向中地形位逐渐延神,呈现片状分布,空间相关性显著,而低低集聚类型面积小,从中高地形位逐渐收缩,散布在低高集聚类型间,集聚效果不明显。

聚落-森林由大面积的低高集聚为主、小部分的低低集聚为辅逐渐转向单一化的低高集聚。低高集聚空间面积大,呈片状、包围式分布,低低集聚类型夹杂其中,空间相关性显著,西北部和西南部块状分布的低低集聚类型先增加后减少,最后在流域低地形位西南端呈现小块分布,集聚效果不明显。

3.3 社会-生态系统耦合转型路径分析

2000—2020年研究区社会-生态系统数量-结构-功能均发生了较为显著的变化,且不同地形位转型路径有所差异(图10)。2000年低地形位人类活动剧烈,其影响方式主要表现为坡耕地和森林、经果林之间相互转换、竞争激烈,生态系统较为脆弱,以具有生产和生态功能的坡耕地、森林为主,兼顾生态经济功能的经果林为辅；中高地形位人类干扰活动减小,以森林和坡耕地为主,整体社会-生态系统之间相互作用加强,耦合协调类型为轻度失调。2010年坡耕地面积缩减,经果林面积快速扩张,森林面积增长,高地形位社会-生态系统组分以森林为主,中地形位以森林和坡耕地为主,低地形位则以经果林和森林为主,社会-生态系统相互制衡、协同发展,耦合协调类型为中级协调。2020年坡耕地继续缩减,经果林种植再扩张,森林继续增长,高地形位社会-生态系统组分仍以森林为主,低中地形位均以森林和经果林为主,聚落整体向低中地形位迁移,传统的农耕系统已经实现向新型化的经果林种植系统转化,社会-生态系统处于高度耦合阶段,耦合协调类型为良好协调。总的来看,2000—2020年低地形位社会-生态系统耦合转型主要表现为由社会生态型向生态经济型转变；中地形位表现为由生态社会型向生态主导、生态经济为辅转变；高地形位则由生态调节型愈加趋向于生态主导型,但兼顾生态经济功能的经果林呈逐渐增长的趋势,表明在未来社会-生态系统有向生态经济型转变的可能。

图10 社会-生态系统耦合转型路径演变Fig.10 The evolution of the social-ecological system coupling transformation path

4 讨论

4.1 三峡库区社会-生态系统转型特色

从传统农业时期过渡到乡村振兴时期,三峡库区社会-生态系统发生了显著的转型,具体表现在其数量-结构-功能变化上。社会-生态系统耦合协调水平稳步提高,由轻度失调渐趋良好协调,与黄磊等对三峡库区复合生态系统的耦合协调发展研究及预测结果一致[21]。社会子系统组分面积不断缩减,以坡耕地的减少最明显,生态子系统组分面积持续增长,以经果林的增加较为凸显；社会-生态系统空间结构主要由森林和坡耕地组合逐渐转为森林和经果林组合,经果林逐渐代替坡耕地成为新的农业种植方式；功能由生态和生产功能逐渐向生态和生态经济功能转变,与Liang等对三峡库区农业生态系统演变探究[20]、蒋维等对黄土高原农村社会-生态系统体制转换过程研究[39]结果较为一致。且不同地形位社会-生态系统转型路径有所差异,低地形位社会-生态系统耦合转型主要表现为由社会生态型向生态经济型转变；中地形位表现为由生态社会型向生态主导、生态经济为辅转变；高地形位则由生态调节型愈加趋向于生态主导型。本文研究结果证实库区社会-生态系统转型过程对山区来说具有普适性。

4.2 社会-生态系统转型驱动因素分析

三峡库区社会-生态系统转型受到多方面因素影响[31],主要包括自然、社会经济、三峡工程建设和政策因素四个方面,其中农户和政府的需求变化是驱动社会-生态系统转型的根本因素(图11)。

在传统农业时期,社会经济发展缓慢,农户限于生存需求的胁迫,政府为保证国家粮食安全,耕地种植以生产粮食作物为宗旨,一定程度上导致环境退化和土壤的严重侵蚀,人地矛盾逐渐加剧。这一时期过度土地耕作和毁林开荒导致土壤肥力受损,随后粮食产量下降进一步加剧了对更多种植和砍伐森林的需求。从传统农业时期过渡到乡村振兴时期,中国社会经济持续发展,工业化和城镇化快速推进,山区农村人口向城镇迁移等促进农业向现代化发展,农业结构发生调整,农户生计由传统的农业耕作向非农化活动转变[24]。这一时期农户经营主体也发生变化,耕地由破碎化的小农户经营向规模化的公司+基地+合作社+农户经营转变[27]。根据实地农户访问调查,农户经济来源主要以外出务工收入为主,种养殖业为辅,种植经济果林如脆李,一斤售卖3—10元不等,一年收入大于10万元,而种植粮食作物如稻谷,一斤仅售卖1.5元,除去人力成本和化肥农药的费用,利润所剩无几。也正是如此之高的收益差,在政府要求生态发展、农户需要提高经济的双向需求下,农户致力于缩减粮食种植面积,改为种植经济果林以提高家庭收入。

图11 社会-生态系统转型驱动机制Fig.11 The social-ecological system transformation driver mechanism

4.3 政策建议

2000—2020年研究区社会-生态系统由轻度失调渐趋良好协调,已经实现了较高水平的耦合协调发展。但进一步比较方发现[21,37],以研究区为代表的库腹地区与三峡库区整体社会-生态系统耦合发展水平存在较大差距。为促进三峡库区社会-生态系统尽快实现高水平、高质量的耦合协调发展,本文提出以下建议:

一方面,正确认识社会经济和生态子系统的协同作用关系。三峡库区属于典型的生态环境脆弱区,社会经济的发展进步不能以牺牲生态环境为代价。库区应当以保护生态环境稳定为原则,大力发展生态旅游观光农业,吸引外出劳动力回流,从而促进社会-生态系统的良性循环发展。另一方面,引领全域走绿色发展道路。习近平总书记在推动长江经济带发展座谈会上指出必须坚持生态优先、绿色发展,且相关研究表明[21],研究区社会-生态系统的耦合协调水平高于三峡库区复合系统的耦合协调水平,为了实现更高质量的可持续发展,三峡库区应当把草堂溪流域作为一个成功的案例,坚定不移走绿色转型道路。

5 结论

本文通过构建流域局地尺度研究社会-生态系统耦合转型框架,以草堂溪流域社会-生态系统为研究对象,分析其数量-结构-功能的动态变化、时空耦合变化,揭示复合系统的转型路径以及驱动机制,主要结论如下:

(1)以草堂溪流域为例,研究发现三峡库区社会-生态系统数量-结构-功能均发生了变化,这些变化共同促进了库区社会-生态系统转型。社会系统组分不断减少,以流域低中地形位坡耕地的减少最显著,生态系统组分则持续增加,以流域低中地形位经果林的增加为主,森林的增加主要在流域中高地形位表现明显；空间结构-功能则以森林和坡耕地组合的生态、生产功能向森林和经果林组合的生态、生态经济功能转变。

(2)库区社会-生态系统转型整体存在3种转型路径,不同地形位转型路径不同。低地形位社会-生态系统耦合转型主要表现为由社会生态型向生态经济型转变；中地形位表现为由生态社会型向生态主导、生态经济为辅转变；高地形位则由生态调节型愈加趋向于生态主导型,但兼顾生态经济功能的经果林呈逐渐增长的趋势,表明在未来社会-生态系统有向生态经济型转变的可能。

(3)库区社会-生态系统转型过程主要受农户和政府需求变化驱动。从传统农业时期过渡到乡村振兴时期,农户和政府的需求变化会直接导致农业种植和生计方式变化,农户由生存需求转向发展需求,政府从以粮为纲转向生态建设需求,简单的以粮食种植为主的坡耕地系统已经不能满足农户和政府寻求发展、绿色生态的需求,因此具有生态经济双重效益的经果林种植兴起,并逐渐代替传统的农业种植。

(4)本文基于土地利用转型的整体尺度架构,构建的研究框架较适合刻画以三峡库区为代表的山区社会-生态系统耦合转型路径,具有较高的学术价值,在其它地区也能同样适用。本文基于流域局地尺度,构建研究社会-生态系统耦合转型框架,研究揭示了库区社会-生态系统转型的一般规律,表明以库区为代表的山区社会-生态系统存在较为显著的耦合转型,且具有多样化的转型路径,研究结果对山区具有普适性。

本文也存在一定的不足之处。由于数据收集有限,本文仅定性化阐述了农户和政府需求变化对社会-生态系统转型的驱动作用；且对社会-生态系统耦合协调度的分析缺乏较长的时间尺度,本文仅能反映出2000—2020年耦合协调水平整体逐渐提高。但是本文仍能客观反映山区社会-生态系统转型过程的一般规律。