北方防沙带典型县域主要生态系统服务变化及权衡协同关系

薛永盛，杨雪梅

（1. 甘肃省民勤县自然资源局规划技术保障中心, 甘肃 武威 733300；2. 兰州文理学院旅游学院, 甘肃 兰州 730000）

生态系统服务是指人类从生态系统中获得的所有惠益[1]，包括供给、调节、文化和支持服务4 种类型[2-3]，具体可以为人类提供防风固沙、食物供给、土壤保持、水源涵养、生物多样性保护等方面的功能[4-6]。由于生态系统服务种类多样，空间分布不均衡，它们之间相互影响制约，存在复杂的关系[7]，主要表现为权衡和协同关系。权衡指不同生态系统服务此消彼长的情况，即因某一服务增强而导致其他服务减弱，而协同是两种或多种生态系统服务同时增加或减少的情形[7-9]。生态系统服务的优化离不开对权衡协同关系的科学认知[10]，开展生态系统服务权衡协同研究，能有效避免由于过度强化某一服务供给而导致其他服务降低的情形，充分利用协同作用有助于提高生态管理效益[11]。北方防沙带是国家“两屏三带”生态安全战略格局中的重点生态功能区，也是我国荒漠化发展最快、生态极为脆弱、受风沙危害最严重的区域[12]。开展对该地区典型县域的生态系统服务及其权衡协同关系研究，对确保北方防沙带生态安全、合理配置自然资源、实现区域发展与生态保护具有重要意义。

生态系统服务的概念解读、价值评估、权衡协同关系等研究已成为国内外相关学科领域研究的热点，并逐渐被应用于区域规划与决策当中[13]。其中，权衡协同关系研究旨在实现不同层次的生态系统服务可持续供给和效益最大化[14]。从研究内容来看，生态系统服务权衡协同关系研究主要集中在理论基础、表现形式、驱动机制、尺度效应等方面。从测度方法来看，近年来生态系统服务功能评估模型，如生态系统服务和权衡的综合评估(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs, InVEST)、生 态 系 统 服 务 人 工 智 能(artificial intelligence for ecosystem services, ARIES)、生态系统服务的社会价值模型(valuing ecosystem services, ES-Value)等发展趋于成熟[14-17]，尤其是基于InVEST 模型的测度在国内外得到较好的实际应用[15-16]；权衡协同关系研究的主要方法有统计学方法、空间分析方法、情景模拟方法和服务流动性分析方法[8,18]，具体包括生态系 统服务变化指 数(ecological services change index,ESCI)、空间自相关、相关系数法、逐项元偏相关分析等[19-24]。从研究视角来看，早期对权衡协同关系的研究更多集中在单个时间点的静态研究，缺乏长时间动态序列研究[25]，同时大多从统计关系角度分析整体权衡协同关系，缺少内部时空差异的时空表达[26-27]，对生态系统服务的总体权衡/协同作用分析的深度和广度也存在很大差距，但不同研究尺度上，在特定区域获得的生态系统服务权衡/协同作用是不同的，现有研究一般集中在较大区域尺度上。本研究以县域为研究视角，通过时间动态变化分析，从统计关系和时空差异变化角度进行研究。

县域是北方防沙带生态安全屏障的主要建设单元，它既是推进国家治理体系和治理能力现代化的重要组成部分，也是推动高质量发展的重要空间载体。民勤县位于北方防沙带中部，区内干燥少雨、植被稀疏、沙漠广布，沙漠和荒漠化面积占县域总面积的90.34%，是北方防沙带县域典型代表。近年来由于在该区域实施了众多的防沙治沙生态建设措施，生态环境趋于好转。本研究以民勤县为研究对象，根据区域功能定位和主要生态问题，选取防风固沙、碳储量、食物供给3 项生态系统服务，基于InVEST 模型和ArcGIS 等手段，评估在2000 年、2010年、2020 年上述生态系统服务变化，然后利用R4.1.1和GeoDa1.20 软件进行相关分析和聚类分析来研究其数值上和空间上的权衡协同关系，以期为民勤县自然资源优化配置和国土空间规划管理提供参考。

1 研究区概况

民勤县隶属甘肃省武威市，位于河西走廊东北部、石羊河流域下游，地处101°49′41″～104°12′10″E、38°03′45″～39°27′37″N，总面积1.58 × 104km2。县域境内最低海拔1 298 m，最高海拔1 936 m，平均海拔1 400 m，由沙漠、低山丘陵和平原3 种主要地貌组成。民勤属温带大陆性干旱气候区，多年平均气温8.8 ℃，年平均降水量为113.2 mm，蒸发量为2 644 mm，干旱发生频率高。民勤属于较典型的极干旱沙漠荒漠草原植被区，土壤、植被等生态系统十分脆弱，植被以荒漠植被群系为主，对气候变化敏感[28]。全县辖大坝镇、蔡旗镇、昌宁镇、大滩镇、东坝镇、东湖镇、红砂岗镇、红沙梁镇、夹河镇、南湖镇、泉山镇、三雷镇、收成镇、双茨科镇、苏武镇、西渠镇、薛百镇、重兴镇18 个乡镇(图1)。

图1 研究区概况图Figure 1 Location of the research area

从20 世纪开始，受气候变化和人类活动等因素的影响，民勤县生态环境开始恶化。2000 年前后，气象灾害加上人类对土地盲目开垦，使绿洲荒漠化趋势加重。但随着2007 年石羊河流域重点治理展开，民勤县实施生态立县战略，大规模开展防沙治沙、国土绿化倍增行动，积极推动产业升级、农业结构调整和水资源调控等治理工作，高度重视节能减排。近年来，民勤生态环境已呈现出“整体遏制、局部好转”的态势。

2 数据与方法

2.1 数据来源

本研究所使用的土地利用数据来自全球地理信息公共产品网站(http://www.globallandcover.com/)。利用该网站公布的2000 年、2010 年、2020 年3 期土地利用数据，将土地利用类型分为耕地、林地、草地、灌木地、湿地、水体、苔原、人造地表、裸地、冰川和永久积雪10 大地类。地理坐标系为WGS_1984，分辨率为30 m；数字高程模型数据来自地理空间数据云(http://www.gscloud.cn/)所提供的30 m 分辨率的ASTER Global Digital Elevation Model 数据；气象数据来自中国气象数据网(http://data.cma.cn/)采集的民勤县周边区域气象站点降雨、温度、日照时长、风速等气象数据；土壤数据包括土壤中砂粒、粘粒、粉粒、有机质含量百分比和碳酸钙含量，采用基于世 界 土 壤 数 据 库(Harmonized World Soil Database,HWSD)的中国土壤数据集(v1.1) (http://westdc.westgis.ac.cn)，分辨率为1 km；经济社会统计数据来自3 个年份的《甘肃省统计年鉴》《武威市统计年鉴》《民勤县统计年鉴》。

2.2 生态系统服务评价方法

2.2.1 防风固沙

防风固沙是风蚀地区主要生态功能，生态系统通过其结构与过程减少风蚀导致的土壤侵蚀作用[29-30]，一般以防风固沙量(潜在风蚀量与实际风蚀量的差值)作为防风固沙功能的评估指标[31-32]。当风经过地表时会受到植被阻挡，使得风力减弱，风蚀量降低[30]，潜在风蚀量指没有植被的裸土条件下的土壤风蚀量，实际风蚀量指现实中地表植被覆盖条件下的土壤风蚀量。采用修正风蚀方程计算防风固沙量，计算公式：

式中：SR为固沙量(kg·m−2)；SL潜为潜在风力侵蚀量(kg·m−2)；SL为实际风力侵蚀量(kg·m−2)。

2.2.2 碳储量

碳储量服务是生态系统中一种重要的调节服务，陆地生态系统通过将碳元素储存在土壤和植被中来调节大气中碳的含量。本研究运用InVEST 模型中的碳模块(carbon)来计算民勤县的碳储量(t·hm−2)，计算公式如下：

式中：Ctot为总碳储量；Cabove为地上生物碳储量；Cbelow为地下生物碳储量；Csoil为土壤有机碳储量；Cdead为死亡有机物碳储量。

2.2.3 食物供给

食物供给作为生态系统服务中最为基础的服务之一，对人类的生存与发展起着至关重要的作用[25]。食物供给以单位面积生产总量来表示，本研究以民勤乡镇行政边界划分区域，利用粮食、油料和蔬菜瓜果3 类主要食物类型总产量测算全县各乡镇的食物供给能力，计算公式：

式中：Gi为i乡(镇)的食物供给能力(t·hm−2)；Gsumi为i乡(镇)的食物供给总量(t)；Si为i乡(镇)的耕地面积(hm2)；Gsi为i乡(镇)的粮食供给量(t)；Goi为i乡(镇)的油料供给 量(t)；Gvi为i乡(镇)的蔬菜瓜果供给量(t)。

2.3 权衡与协同关系评价方法

研究多种生态系统服务之间的权衡与协同关系的方法主要有相关分析和聚类分析等[14-16]。在相关分析方面，本研究基于R4.1.1 软件，将归一化后的各生态系统服务价值量赋值到民勤村级尺度上，导出属性表，使用cor 函数和chart. Correlation 函数[18]对民勤防风固沙、碳储量以及食物供给3 种典型生态系统服务之间的权衡协同关系进行相关性可视化分析，绘制散点图矩阵，当某对生态系统服务之间的相关系数为负且通过0.05 水平的显著性检验，则认为该对服务间存在权衡关系，反之系数为正且通过显著性检验则为协同关系[33]。

聚类分析可以进一步了解生态系统服务权衡协同关系的空间异质性，将各项生态系统服务变化量赋值到民勤村界矢量图上，导入GeoDa1.20 软件，使用Space 模块的双变量自相关和局部双变量自相关进行分析，得到莫兰指数和高低聚类图，高高聚类和低低聚类表示协同关系，高低聚类和低高聚类表示权衡关系。

3 结果与分析

3.1 生态系统服务时空变化

3.1.1 防风固沙

民勤县2000 年、2010 年、2020 年防风固沙总量分别为7.93 × 107、13.15 × 107和16.59 × 107kg (表1)，单位面积防风固沙量分别为4.50、7.46、9.41 kg·m−2，防风固沙总量随时间变化逐渐增加，说明研究区防风固沙能力不断增强。单位面积防风固沙量较高值主要分布在民勤县中部绿洲地区( ＞ 40 kg·m−2)，该区域主要土地利用类型为耕地和灌木林地，植被覆盖度相对较高，地势平坦，土壤粒径较小，土壤潜在风蚀量大于实际风蚀量，单位面积防风固沙量较高；较低值主要分布于民勤县东北部、西南部等荒漠地区(0～10 kg·m−2)，该区域主要土地利用类型为沙漠，植被盖度较低，土壤质地较差，粒径较大，土壤风蚀严重，土壤潜在风蚀量接近于土壤实际风蚀量，单位面积防风固沙量较低。研究期内，民勤县防风固沙能力呈现持续增长，但2010-2020 年增长幅度小于2000-2010 年。2000-2010 年，民勤县防风固沙量增加了5.22 × 107kg，增长幅度为65.83%，中部绿洲、北部和西南部防风固沙量增加，南部、西部及中部部分区域防风固沙量减少；2010-2020 年间，民勤县防风固沙量增加了3.44 × 107kg，增长幅度为26.16%，中部部分绿洲、西部和东南部防风固沙量增加，西南部和中部部分区域防风固沙量减少(图2)。上述防风固沙量减少区域由于城镇化和快速工业化，建设用地快速扩张，植被覆盖度降低，防风固沙能力降低；但从整体来看，民勤县在生态文明理念的倡导下，组织实施各项重点工程，防风固沙成果显著，有效阻止了风沙扩散。

表1 不同时期生态系统服务量Table 1 Ecosystem services in different periods

图2 民勤县防风固沙量变化Figure 2 Change of windbreak and sand fixation service in Minqin County

3.1.2 碳储量

民勤县2000 年、2010 年、2020 年碳储量总量分别为1.43 × 107、1.56 × 107和1.64 × 107t (表1)，单位面积碳储量分别为9.01、9.83、10.39 t·hm−2，碳储量总量和碳密度在研究期内随时间变化逐渐增大，生态系统固碳能力有所增加。在空间分布上，碳密度值较高的区域主要分布在民勤县中部绿洲地区周围以及民勤县东北部( ＞ 50 t·hm−2)，该区域主要土地利用类型为耕地、草地和林地，固碳能力较强；低值区域主要集中在民勤县西北部、北部和南部等绿洲外围沙漠地区( ＜ 40 t·hm−2)，且分布范围较广，该区域主要土地利用类型为沙漠，固碳能力差。2000-2010 年，民勤县碳储量增加了1.30 × 106t，增加区域占比9.07%，主要集中于民勤县北部，该区域草地面积增加，植被覆盖度较高，固碳能力增强，碳储量增加；2010-2020 年，民勤县碳储量增加了8 × 105t，增加区域占比5.13%，主要集中于民勤县东北部及西北部(图3)；随着建设用地扩张和实行生态修复工程，该区域建设用地和草地面积增加，固碳能力增强。与防风固沙服务相似，碳储量增长速率在后10 年的增幅小于前10 年。

图3 民勤县碳储量变化Figure 3 Change of carbon sequestration service in Minqin County

3.1.3 食物供给

民勤县3 年的食物供给服务总量分别为2.61 ×105、7.26 × 105和12.78 × 105t (表1)，单位面积耕地食物的供给量分别为1.69、4.25、3.63 t·hm−2。各乡镇差异也较大，食物供给量较高的地区主要分布在民勤县中部绿洲地区，单位面积耕地食物供给量较多的区域为收成镇、大坝镇、泉山镇、蔡旗镇和重兴镇，供给较少的地区主要在周边沙漠戈壁地带，包括红砂岗镇、红沙梁镇、南湖镇和东湖镇(图4)。2000-2010 年，食物供给总量增加了4.65 × 105t，增幅178.16%；2010-2020 年，总量增加5.52 × 105t，增幅76.03%。单位面积耕地产量在2000-2010年增加较多，但在2010-2020 年几乎没有变化；2000-2010 年，耕地面积略有减少，但民勤在此期间一直大力发展瓜果产业，蔬菜瓜果产量剧增，蔬菜、瓜类和水果产量分别从2000 年的2.40 × 104、6.27 × 104和5.69 × 103t 上 升 到2020 年 的4.71 ×104、3.24 × 105和5.19 × 104t，产量增加了将近10 倍，由此带来单位面积产量激增；2010-2020 年期间，单位面积产量几乎未发生变化，但由于开垦荒地等带来的耕地面积增加促进了总产量的增加，耕地面积从2010 年的5.98 × 104hm2增加到2020 年的1.04 ×105hm2。

图4 民勤县食物供给变化Figure 4 Change of food supply service in Minqin County

3.2 权衡协同关系

3.2.1 生态系统服务权衡协同数值分析

利用R 语言对各年生态系统服务进行相关分析(图5)，可以看出，不同年份的各生态系统服务两两间的相关性，整体上防风固沙与碳储量、碳储量与食物供给为协同关系，防风固沙与食物供给为权衡关系。在村级尺度上，防风固沙和碳储量3 年的相关系数分别为0.36、0.43 和0.38，表现出显著的协同关系(P＜ 0.01)，表明防风固沙与碳储量这两种生态系统服务本身有着较强的联系，防风固沙依靠的植被主要是林地、草地等，而这些植被同样有着碳固持的作用，绿色植被面积的增减变化会同时带来两种生态服务的增减变化，所不同的是草地防风固沙效果最好，碳储量更多依靠林地。防风固沙与食物供给3 年的相关系数分别为-0.03、-0.23 和0.03，其中在2000、2010 年呈现出较为显著的权衡关系(P＜ 0.05)，在2020 年则为不显著的协同关系(P＞ 0.05)，粮食生产用地与其他用地(特别是林草地)存在一定的竞争关系，尤其在空间分布和水源上的竞争，从而导致两种服务之间的权衡作用；但随着石羊河流域生态治理工程的实施，实施退耕还林(草)、工程压沙、封沙育林(草)等工程，民勤县整体生态环境变好，防风固沙成效与食物供给增长趋势一致，两种服务在一定程度上相辅相成，开始有转为协同关系的趋势。碳储量与食物供给3 年的相关系数分别为0.08、0.03 和0.15，均表现为协同关系，其中在2010 年两者的相关性不显著(P＞ 0.05)，耕地具有食物供给与碳固持功能，通过查阅统计年鉴，耕地面积在2000-2020 年间持续增加，尤其在后10 年增加幅度较大，此外随着造林工程的开展，林地面积增加，固碳量提升，两者共同作用下使得碳储量服务与食物供给服务能力共同增加。

图5 民勤生态系统服务散点图矩阵Figure 5 Scatter plot matrix of ecosystem services in Minqin County

主对角线是3 种服务的直方分布图(图5)，直方分布图能反映横轴数据(生态系统服务量)的分布特征，例如防风固沙服务在2000 年大多集中在低值，2010 和2020 年有向中高值演变的趋势，表明各地防风固沙服务普遍增强，民勤当前防风固沙工程卓有成效；碳储量在分布上未能看出明显变化；食物供给在高值和低值均有分布且低值较多，表明不同区域在食物供给上差异较大，这与民勤荒漠戈壁面积远大于绿洲面积相关。主对角线下方是具有拟合线的双变量散点图，里面的每一个点代表一个村级样本，双变量散点图和拟合线反映横轴数据分布集中程度，可以看到各年间散点图形状基本相似，拟合线趋势未发生大的改变，表明各村在整体上各生态系统服务量在3 年的变化趋势相近，未发现明显异常区域。

3.2.2 生态系统服务权衡协同空间分析

为了解民勤县不同生态系统服务在空间上的权衡协同关系，将上述研究得到的2000-2010 年和2010-2020 年各生态系统服务的变化量数值赋到民勤村界上，每个村对应一个均值，再将得到的矢量图层导入到GeoDa1.20 软件，利用Weight 模块确定空间权重矩阵，进行双变量Moran’s I 分析得到莫兰指数数值，再利用双变量局部Moran’s I 分析得到聚类图(图6)，分析结果均通过显著性水平检验。由莫兰指数数值可知，民勤3 种主要生态系统服务间相互关系为在2000-2010 年和2010-2020 年期间，防风固沙与碳储量均表现出空间上的正相关，相关系数分别为0.056 和0.064；防风固沙-食物供给和碳储量-食物供给均为空间上的负相关，前者相关系数分别为−0.183 和−0.180，后者相关系数分别为−0.113 和−0.105，两者在两个时间段上的相关关系一致，在数值上略有区别。

在局部双变量自相关分析得到的聚类图(图6)中，高高集聚和低低集聚表示协同关系，高低集聚和低高集聚表示权衡关系。由图6 还能看出权衡协同关系空间特征，生态系统服务权衡协同关系的空间异质性显著(P＜ 0.05)，民勤共有248 个村庄，图例中括号内数字表示对应集聚特征的图斑数量(共有489 个图斑，一个村可能包含多个图斑)。防风固沙与碳储量在2000-2010 年期间权衡面积占比64.21%，协同面积占比15.19%，其余20.60%不显著(P＞ 0.05)，权衡关系位于西部和北部地区，例如红砂岗镇和东湖镇，协同关系主要存在于民勤东南部；2010-2020 年期间80.65%的地区未表现出显著关系(P＞ 0.05)，16.70%为权衡关系，2.66%为协同关系，协同关系主要位于中部绿洲部分地区，权衡关系主要发生在南湖镇。防风固沙与食物供给在2000-2010 年间的协同关系占比68.38%，权衡关系占比21.27%，权衡关系主要发生在红砂岗镇、东湖镇和民勤中部少量绿洲地区，协同关系主要表现在东南地区；2010-2020 年期间两者权衡协同面积与位置几乎相反，权衡关系占比68.87%，协同关系占比19.21%，原本大片的低低集聚转变为低高集聚。碳储量与食物供给在2000-2010 年期间权衡关系占比66.98%，协同关系面积占比23.45%，协同关系主要位于昌宁镇、中部绿洲和南湖镇，权衡关系位于民勤西北与东北两处大区域，主要包含红砂岗镇和东湖镇；2010-2020 年期间两者权衡协同关系区域也相反，协同面积占比68.21%，权衡面积占比19.86%，原来的高低集聚转变为高高集聚。上述的防风固沙与食物供给、碳储量与食物供给在2000-2010 年和2010-2020 年在空间上的集聚特征发生了较大变化，但莫兰指数数值变化不大。

图6 民勤县3 种典型生态系统服务聚类图Figure 6 Partial map of three typical ecosystem services in Minqin County

从上述分析发现，防风固沙与食物供给、碳储量与食物供给在2000-2010 年和2010-2020 年间在空间上的权衡协同关系发生了较大变化，集聚特征变化明显。在2000-2010 年防风固沙与食物供给低低集聚转变为2010-2020 年的低高集聚主导，碳储量与食物供给由高低集聚转变为高高集聚主导，这与食物供给在2000-2010 年平均产量增幅较大，但又在2010-2020 年间平均产量几乎未发生变化有关。此外，民勤中部绿洲区域村庄密集，单个村庄面积较小，而四周戈壁荒漠区域村庄面积较大，所以在权衡协同面积上和村庄数量上未能匹配，出现了部分权衡面积占比较大，对应的权衡村庄数量却较少的情况。

4 讨论与结论

4.1 讨论

通过对民勤生态系统服务变化的评估可以看到，民勤县近20 年来，防风固沙效果显著，造林绿化质量提升，食物产量增加。权衡协同研究方面，协同可以体现生态系统服务之间本身的联系，民勤防风固沙与碳储量存在显著的协同关系，防风固沙主要依靠林地、草地[34]，与碳储量联系紧密；碳储量与食物供给存在一定的协同作用，食物供给所依靠的耕地在碳储量中也发挥作用。权衡表明生态系统服务之间存在竞争关系，食物供给依靠耕地，耕地与林地草地存在一定的竞争性，尽管两者具有相似的特征，均有防风固沙与碳固持功能，但灌溉农作物会消耗较多的水资源，使得区域内水资源减少，长此以往，会在一定程度上对林地草地造成影响，降低其防风固沙与碳固持能力，因此防风固沙与食物供给呈权衡关系[11]，碳储量与食物供给呈现的协同关系不如防风固沙与碳储量显著。总体来看，民勤县对生态文明建设高度关注，坚持生态优先、绿色发展的道路，在积极构筑生态防护屏障、全力打造全国生态建设示范区等方面成效显著。

对生态系统服务的权衡协同关系进行分析有助于促进资源合理配置和实现区域可持续发展。将本研究得到的生态系统服务变化与权衡协同关系进一步应用到民勤生态修复与国土空间规划上，针对现有问题，未来民勤应合理配置土地资源，解决好耕地与林地关系，在增加耕地面积的同时提升单位产量，不占用其他生态用地，优化自然资源，尤其是水资源配置。当前民勤既有退耕还林工程以抵御风沙、遏制荒漠化，也在大力开垦耕地，发展瓜果产业，两者之间既要考虑生态效益，也要谋求发展，实现协调发展，达到生态保护与粮食生产的双赢。通过对民勤生态系统服务权衡协同关系的分析和经验总结，可以进一步推广到其余北方防沙带地域[32]。

生态系统服务类型多样，本研究仅选取了在民勤区域影响较大的三大类生态系统服务，涵盖范围不够全面，并且各种服务之间相互作用，仅仅分析两两之间的相互关系是不充分的。同时，权衡协同关系分析所用的相关分析虽然能得到生态系统服务之间权衡协同的数值关系[11,32]，双变量自相关的聚类分析也可以表现权衡协同的空间关系，但两者均未能解释权衡协同关系变化的机理与形成过程。因此，未来还需要进一步丰富生态系统服务类型并探索不同类型服务之间权衡协同关系变化机理，以期为区域生态优化与空间治理提供更科学的决策依据。

4.2 结论

本研究以北方防沙带典型县域民勤县为研究区， 利 用ArcGIS10.3、 R4.1.1、 GeoDa1.20 软 件 和InVEST3.90 模型对该区域2000 年、2010 年和2020年的防风固沙、碳储量和粮食供给3 项生态系统服务及其权衡协同关系进行评估、测度，最终得到如下结论：

1) 2000-2020 年3 项生态系统服务总量均持续增加。民勤县2000 年、2010 年、2020 年防风固沙总量分别为7.93 × 107、1.32 × 108和1.66 × 108kg，碳储量 总 量 分 别 为1.43 × 107、1.56 × 107和1.64 × 107t，食物供给服务总量分别为2.61 × 105、7.26 × 105和1.28 × 106t。三者的总量分别增加了8.64 × 107kg、2.17 × 107t 和1.02 × 106t，3 种 生 态 系 统 服 务 在 前10 年内增加的幅度较大，在后10 年内增长幅度均有所放缓。从空间分布上看，3 种生态系统服务量较高的地区均位于民勤中部绿洲地区，周围荒漠戈壁地区服务供给较少。

2)防风固沙与碳储量、碳储量与食物供给呈现协同关系，防风固沙与食物供给呈现权衡关系，其中防风固沙与碳储量服务协同关系较强，3 年的相关系数分别为0.36、0.43 和0.38，防风固沙与食物供给权衡关系较弱，且有转为协同关系的趋势，3 年相关系数分别为-0.03、-0.23 和0.03，碳储量与食物供给的3 年相关关系分别为0.08、0.03 和0.15，其协同关系逐渐增强。

3)生态系统服务间权衡协同关系空间异质性显著，区域差异明显，在2000-2010 年与2010-2020年两个时间段上两两之间空间自相关系数变化不大，但各地集聚特征呈现出较大的空间差异。防风固沙与碳储量集聚特征以低低集聚和低高集聚为主，2000-2010 年权衡关系位于西部和北部地区，例如红砂岗镇和东湖镇，协同关系表现在东南部；防风固沙与食物供给在2000-2010 年的协同关系主要发生在红砂岗镇、东湖镇和民勤中部少量绿洲地区，协同关系主要表现在东南地区，2010-2020年两者权衡协同关系几乎相反，民勤绿洲外围区域由低低集聚转变为低高集聚；碳储量与食物供给从2000-2010 年的高低集聚主导转变为2010-2020年的高高集聚主导，2000-2010 年协同关系主要位于昌宁镇、中部绿洲和南湖镇，权衡关系位于民勤西北与东北两处区域，包含红砂岗镇和东湖镇等。