黄河中游地区生态系统服务的时空演变及权衡与协同关系研究

任 娟，赵雪雁，徐省超，马平易，杜昱璇

西北师范大学 地理与环境科学学院，兰州 730070

生态系统服务（ecosystem services）是生态系统直接或间接为人类提供产品、服务以及生活、生产环境，对人类福祉的提升与可持续发展具有重要意义（Costanza et al，2014；谢高地等，2015）。2015年联合国开展的千年生态系统评估中进一步强调生态系统服务评估对于区域发展、生态保护和人类福祉的重要性（刘志涛等，2021），使其逐渐成为国内外学者和国际组织研究的热点话题之一。随着社会经济的快速发展以及自然环境不断变迁，气候、土地利用变化和人类活动等因素不断影响生态系统服务的时空分布，同时，人类对不同生态系统服务的需求和偏好存在显著差异，通常会采取人为干预的方式来改变某项生态系统服务的供给能力，使各种生态系统服务之间的权衡/协同关系不断转变（Zhong et al，2020）。因此，明晰生态系统服务的时空演变及权衡/协同关系，不仅是确保生态系统服务长期供应的前提，更可为促进区域可持续发展提供决策依据。

生态系统服务作为区域生态平衡和社会可持续发展的桥梁（Gong et al，2019），存在多种服务类型且其关系错综复杂，主要表现为此消彼长的权衡和相互增益的协同关系（李双成等，2013；Liu et al，2022）。在全球环境变化和人类活动影响日益加剧的背景下，科学判断生态系统服务间的权衡和协同关系可为保证生态系统服务可持续供给、实现经济发展与生态保护的“共赢”奠定基础（戴尔阜等，2015）。国内外学者围绕生态系统服务间的权衡协同关系开展了大量研究，主要以研究区关键生态系统服务为基准，探究多种生态系统服务与其之间的协同权衡关系，促进整体生态系统功能的提升，如牛丽楠等（2022）对西部地区生态系统服务研究发现，当地生态系统供给与水源涵养、土壤保持为协同关系，与防风固沙主要为权衡关系且集中分布于农牧交错区；祝萍等（2020）指出北方重点生态功能区的牧草供给与防风固沙、水源涵养、土壤保持服务间存在协同关系；而湘江流域生态系统服务在2000 —2015年，由负协同和权衡逐渐变为正向协同，该区域的生态建设在不断优化生态系统服务（Deng et al，2021）；另有学者基于生态系统服务权衡协同关系，利用情景模拟分析等工具为未来规划管理提供可行性建议，如Morán-Ordóñez et al（2020）对地中海森林生态系统服务权衡协同效应进行分析时发现：影响未来生态系统服务的关键因素主要是政策管理而不是气候；Frizzle et al（2022）利用贝叶斯信念网络模型分析木材供给状况下生态系统服务权衡协同的变化，确定木材供给额度和范围，为森林的可持续开发提供合理建议。总体来看，已有研究多基于某一区域关键生态系统服务类型，探究其之间的权衡协同关系，而目前较少关注黄河流域生态系统服务的时空变化及其权衡与协同关系。当前，亟需厘清黄河流域生态系统服务间的权衡和协同关系，为后续管理措施的制定实施提供合理建议。

黄河流域不仅是中华文明的主要发祥地，也是重要的生态屏障和经济地带，承担着重要的生态系统服务功能。然而，受频繁的人类活动和自然灾害影响，黄河流域生态环境脆弱、区域经济发展不协调以及人地矛盾突出等问题仍十分严重（杨开忠和董亚宁，2020）。尤其是处于干旱、半干旱生态脆弱区的黄河中游地区，是中国水土流失的重点治理区域，人口迅速增长和城镇化的快速发展导致该区的生态压力进一步增大（赵雪雁等，2021a；杨泽龙等，2022）。协调黄河中游地区生态系统服务之间的关系，对于保证其经济、社会和生态等功能长期有效的发挥作用、推进社会经济生态转型、实现流域生态保护高质量发展具有重要意义。基于此，本研究以黄河中游地区为研究对象，利用InVEST模型评估2000 — 2020年黄河中游地区的水源涵养、土壤保持、固碳和生境质量服务，并分析其时空演变特征。在此基础上，采用相关分析法分析黄河流域生态系统服务数量上的权衡协同关系，引入逐像元相关分析法测量生态系统服务间权衡协同区域的空间分布及变化趋势，旨在为黄河中游地区生态保护和高质量发展提供决策参考。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究区域概况

黄河中游是指从内蒙古托克托县河口镇到河南桃花峪花园口的区域，涉及内蒙古、宁夏、甘肃、山西、陕西和河南6省（自治区）中的30个地级市228个县区，据《黄河年鉴2021》（https://data.cnki.net/yearbook/Single/N2021120067）统计其总面积约为34.38 ×104km2，占全流域面积的43.25%，主干道河长约1206.4 km，流域区间增加水量占黄河总水量的42.5%，增加沙量占全黄河沙量的92%，是黄河洪水和泥沙的主要来源区，水土流失十分严重（林依雪等，2020）。黄河中游大部分流经黄土高原，主要包括陇中高原、山西高原、陕北高原、鄂尔多斯高原和关中盆地等（图1）。气候以暖温带大陆性季风气候为主，多年平均气温12 — 13℃，年降水量300 — 700 mm（王晓峰等，2020）。

图1 研究区Fig. 1 Study area

1.2 数据来源

本文研究数据主要包括气象数据、土壤属性数据、土地利用数据和数字高程模型（DEM）数据。其中，2000 — 2020年降水量等气象数据来自中国气象科学数据共享服务网（http://data.cma.cn/）；土壤属性数据来自世界土壤数据库（HWSD）的中国土壤数据集（v1.1）（https://data.tpdc.ac.cn/）；土地利用数据来自中国科学院资源环境科学数据中心（http://www.resdc.cn/），根据本文需求将土地利用类型划分为林地、草地、农田、建设用地、水体、未利用地6大类；DEM数据来自地理空间数据云（http://www.gscloud.cn/）。同时将栅格数据统一重采样为100 m，投影坐标系统一采用Albers_cgcs 2000。

1.3 研究方法

1.3.1 生态系统服务评估

作为中国重要的生态屏障区，黄河中游地区在土壤保持、水源涵养、固碳及生物多样性保护等方面具有重要作用（汪芳等，2020）。基于此，本文利用InVEST模型对黄河中游地区的土壤保持、水源涵养、固碳和生境质量服务进行评估。模型参数及相关变量的选择参考已有研究（杨园园等，2012；赵雪雁等，2021b）。

（1）土壤保持服务

作为中国水土流失最严重的区域之一，黄河中游地区的土壤侵蚀现象不仅严重威胁当地生态环境，也关系到未来可持续发展目标的实现。利用InVEST模 型 中 的Sediment Delivery Ratio模块分析黄河中游地区土壤保持能力，计算公式如下：

式中：SEDRETx为研究区栅格单元x的土壤保持量（t）；RKLSx和USLEx分别为潜在土壤侵蚀量（t）和实际土壤侵蚀量（t）；Rx为降雨侵蚀性因子；Kx为土壤可侵蚀性因子；LSx为坡长-坡度因子；Cx为植被覆盖因子；Px为水土保持因子。

（2）水源涵养服务

水源涵养服务作为黄河中游地区生态系统服务的主导功能，对后续生态保护和区域经济的可持续发展至关重要（林伊雪等，2020）。利用InVEST模型中的Water Yield模块计算水源涵养能力，具体公式如下：

式中：Yjx为年产水量（mm）；AETx为年均蒸散量（mm）；Px为年均降水量（mm）；ωx为修正植被年可利用水量与降水量的比值；Rxj为干燥指数；Z为Zhang系数（包玉斌等，2016）；AWCx为土壤有效含水量（mm）；Kxj为植被蒸散系数；ETx为参考作物蒸散。

（3）固碳服务

利用InVEST模型中Carbon模块评估固碳服务，主要通过四种碳库（地上碳储量、地下碳储量、土壤碳储量和死亡有机质碳储量）进行计算（张文华等，2016），具体公式如下：

式 中：Ctotal、Cabove、Cbelow、Csoil、Cdead分 别 为 总 碳储量、地上碳储量、地下碳储量、土壤碳储量、死亡有机质碳储量。

（4）生境质量

生境质量决定了环境为人类和其他生物提供适宜的生活、生产条件能力的大小，是生物多样性保护的关键（Sun et al，2019）。利用InVEST模型中Habitat Quality模块来计算生境质量（邓楚雄等，2021），具体公式如下：

式中：Qxj为研究区内土地利用类型j中栅格单元x的生境质量，其范围在0 — 1，越接近1，表示其生境质量越好，反之亦然；Hj为土地利用类型j的生境适宜度；为研究区内土地利用类型j中栅格单元x生境退化度，k为半饱和参数，通常为生计退化度的一半，z为模型默认参数。

1.3.2 生态系统权衡/协同关系

本文利用逐像元相关分析法，通过两组生态系统服务之间的相关系数正负值判断像元尺度上的权衡/协同关系，将黄河中游地区2000 — 2020年生态系统服务进行双变量相关分析，构建生态系统服务之间的相关性矩阵。具体计算公式如下：

式中：R为相关系数，若R为正值，两个服务之间的关系为协同，反之则为权衡；若R为0，则无相关关系。

2 结果分析

2.1 黄河中游地区生态系统服务的时空变化

2.1.1 土壤保持服务的时空变化

2000 — 2020年，黄河中游地区的土壤保持量总体呈波动上升趋势（图2a），由194.78 t · hm-2上 升到637.99 t · hm-2，增 幅达227.54%。分 阶段来看，2000 — 2005年，黄河中游土壤保持量有所 提 升，由194.78 t · hm-2增 至345.61 t · hm-2，增幅达77.44%；2005 — 2015年土壤保持量持续下降，由345.61 t · hm-2降 至195.44 t · hm-2，降 幅 达43.45%；2015 — 2020年黄河中游土壤保持量显著提升，由195.44 t · hm-2上升至 637.99 t · hm-2，增幅为226.44%。此外，2000 — 2020年，土壤保持服务量的区域差异有所扩大，变异系数呈波动上升趋势，由2.51增至2.54，增幅为1.20%（图3）。

图2 2000 — 2020年黄河中游地区生态系统服务量变化趋势Fig. 2 Trends of ecosystem services in the middle reaches of the Yellow River from 2000 to 2020

从空间分布来看，2000 — 2020年黄河中游土壤保持量总体表现为“南高北低”的分布格局（图4a1 — 4e1）。其中，高值区集中分布在关中盆地南部和山西高原东部县区，随着时间变化向陇中高原东南部和山西高原中部移动；低值区集中分布于鄂尔多斯高原南部和陕北高原北部，且在陕北高原南部也有零星分布，如乌审旗、伊金霍洛旗、榆阳区等县区，随后向关中盆地东部移动。

2.1.2 水源涵养服务的时空变化

2000 — 2020年，黄河中游地区水源涵养服务呈波动上升趋势（图2a），由271.6 m3· hm-2增至483.5 m3· hm-2，增幅为78.02%。分阶段来看，2000 — 2010年，黄河中游地区水源涵养量持续增 加，从271.6 m3· hm-2增 至383.3 m3· hm-2，增 幅为41.13%；而2010 — 2015年水源涵养量显著下降，由383.3 m3· hm-2降 至220.7 m3· hm-2，降 幅 为42.42%；2015 — 2020年黄河中游水源涵养量再次显 著 增 加，由220.7 m3· hm-2增 至483.5 m3· hm-2，增幅为119.08%。此外，2000 — 2020年，黄河中游地区水源涵养变异系数呈波动下降趋势（图3），由1.17降至1.03，降幅达11.97%，表明水源涵养服务的区域差异趋于减小。

图3 2000 — 2020年黄河中游地区生态系统服务变异系数Fig. 3 Coefficient of variation of ecosystem services in the middle reaches of the Yellow River from 2000 to 2020

从空间分布来看，2000 — 2020年黄河中游地区水源涵养量整体呈“南高北低”的分布格局（图4a2 — 4e2）。其中，高值区集中分布于关中盆地南部和陇中高原东南部地区（如太白县、周至县、洛南县以及麦积区等县区）；低值区在黄河中游北部地区（如内蒙南部、陕西和山西的北部等）大范围集聚。总体来看，2000 — 2020年水源涵养服务高值区数量有所增加，并表现为向陇中高原东南部转移趋势，低值区变化不明显。

2.1.3 固碳服务的时空变化

2000 — 2020年，黄河中游地区单位面积固碳服务量呈波动下降趋势（图2b），由47.70 t · hm-2降至46.99 t · hm-2，降幅为1.49%。其中，2000 —2005年，黄河中游地区单位面积固碳服务量有所增 加，由47.70 t · hm-2升 至47.85 t · hm-2，增 幅 为0.31%；2005 — 2020年单位面积固碳服务量持续下 降，由47.85 t · hm-2降 至46.99 t · hm-2，降 幅 达1.80%。2000 — 2020年，单位面积固碳服务量的区域差异呈扩大趋势，变异系数由0.68增至0.81，增幅为19.18%（图3）。

从空间分布来看，2000 — 2020年黄河流域中游地区单位面积固碳服务量的高值区主要分布在关中盆地的南部和山西高原的东部地区（如周至县、栾川县、安泽县及交城县等）；低值区主要分布于鄂尔多斯高原和陕北高原北部地区（如乌审旗、榆阳区、横山区等）（图4a3 — 4e3）。总体来看，黄河中游地区单位面积固碳服务量整体变动不大，某些年份围绕高、低值区存在稍许扩散或收缩，如2015 — 2020年，陕北高原米脂县由低值向较低值转变；2010—2015年，山西高原东部的翼城县和泽州县由高值向较高值转变。

2.1.4 生境质量的时空变化

2000 — 2020年，黄河中游地区生境质量指数呈“倒U型”变化趋势（图2b），由0.4255增至0.4273，增幅达0.42%。其中，在2000 — 2015年，生境质量指数呈增加趋势，由0.4255增至0.4362，增幅为2.51%；而在2015 — 2020年生境质量指数呈明显下降趋势，由0.4362降至0.4273，降幅达2.04%。同时，2000 — 2020年，黄河中游地区生境质量指数的变异系数呈波动上升趋势（图3），由0.56增至0.69，增幅为23.21%，表明该区生境质量的区域差异趋于增大。

从空间分布来看，2000 — 2020年黄河中游生境质量的高值区集中分布于陕北高原南部、山西高原中部及东南部、关中盆地南部地区（如黄龙县、交城县、沁源县等）；低值区主要位于关中盆地中部及东部（如咸阳市、郑州市的部分县区），这类地区地形平坦、人口分布较为集中，频繁的人类活动导致生境质量水平较低（图4a4 — 4e4）。总体来看，2000 — 2015年黄河中游地区生境质量围绕其高值区有扩散趋势，但在2015 — 2020年高值区数量有所下降，低值区变化并不明显。

图4 2000 — 2020年黄河中游生态系统服务空间分布格局Fig. 4 Spatial distribution pattern of ecosystem services in the middle reaches of the Yellow River from 2000 to 2020

2.2 生态系统服务间的权衡/协同关系

黄河中游地区土壤保持、水源涵养、固碳和生境质量4种生态系统服务的相关性结果表明（表1）：固碳 — 生境质量的相关系数均为正值且通过0.01水平的显著性检验，其相关系数变化趋势较为稳定，仅有2010 — 2015年的相关系数为0.763，其余均在0.8以上；固碳 — 水源涵养的相关系数并不显著；固碳 — 土壤保持的相关系数在2005 — 2010年、2010 — 2015年均通过了0.01水平上的显著性检验，其均为负值且逐年递增，说明其两者的权衡程度逐渐减弱；生境质量 — 水源涵养的相关系数仅2015 — 2020年在0.05的水平上显著，且为正值，表示2015 — 2020年两者之间为协同关系；生境质量—土壤保持的相关系数在2005 — 2010年、2010 — 2015年分别通过了0.01、0.05水平的显著性检验，其均为负值且绝对值递减，表明其两者的权衡程度逐渐减弱；水源涵养 — 土壤保持的相关系数在2000 —2005 年、2010 — 2015 年、2015 — 2020 年均通过了0.01水平的显著性检验，其均为正值且逐年递减，表明其两者为协同关系且协同程度逐渐减弱。

表1 不同阶段黄河中游地区生态系统服务间的相关性Tab. 1 Correlation between ecosystem services in the middle reaches of the Yellow River at different stages

逐像元相关分析结果表明：2000 — 2020年黄河中游大部分区域固碳 — 生境质量表现为不相关关系，其中，表现为协同关系的区域面积占比呈波动上升趋势，由2000 — 2005年的4.19%上升至2015 — 2020年的15.32%（图5）。2000 — 2005年协同区集中分布于甘肃东南部和宁夏东南部地区，随着时间推移逐渐向黄河中游地区整体扩散，并无集聚分布（图6）；表现为权衡关系的面积占比同样呈波动上升趋势，由2000 — 2005年的0.96%上升至2015 — 2020年的5.56%，协同区与权衡区无明显划分界限。

2000 — 2020年黄河中游大部分区域固碳—水源涵养表现为不相关关系，表现为协同关系的面积占比呈波动上升趋势，由2000 — 2005年的2.99%上升至2015 — 2020年的12.58%（图5），在2000 — 2005年集中分布于陇东高原东部及宁夏省东南部，在2015—2020年均匀分布于黄河中游地区，无明显集聚区域（图6）；表现为权衡关系的面积占比也呈波动上升趋势，由2000 — 2005年的2.04%上升至2015 — 2020年的8.18%，协同区与权衡区无明显划分界限。

2000 — 2020年黄河中游大部分区域固碳—土壤保持表现为不相关关系，表现为协同关系的面积占比呈波动上升趋势，由2000 — 2005年的2.88%上升至2015 — 2020年的9.77%（图5），在2000 — 2005年集中分布于甘肃省东南部及宁夏省东南部，随着时间推移逐渐扩散到整个黄河中游地区，无明显集聚区域（图6）；表现为权衡关系的面积占比呈波动上升趋势，由2000 — 2005年的1.98%上升至2015 — 2020年的10.01%，协同区与权衡区无明显划分界限。

2000 — 2020年黄河中游大部分地区生境质量 — 水源涵养表现为协同权衡关系。其中，表现为协同关系的面积占比呈波动下降趋势，由2000 — 2005年的 56.70% 降至 2015 — 2020年的26.77%（图5），从空间分布来看，2000 — 2005年协同区域集中分布于甘肃东南部、陕西中部及南部和山西中南部等地区，随着时间推移协同区域逐渐缩小，2015 — 2020年集中分布于内蒙古与宁夏、陕西和山西交界地区、山西与河南交界地区等（图6）；表现为权衡关系的面积占比持续上升，由2000 — 2005年的34.80%上升至2015 — 2020年的65.24%，2000 — 2005年权衡关系区域集中分布于宁夏东部、山西和陕西北部及中部，到2015 — 2020年除内蒙古与宁夏、陕西和山西交界地区、山西与河南交界地区外，其余区域均为权衡区域。

图5 2000 — 2020年黄河中游地区生态系统服务权衡协同关系面积占比Fig. 5 Proportion of ecosystem services tradeoff synergy area in the middle reaches of the Yellow River from 2000 to 2020

2000 — 2020年黄河中游大部分地区生境质量—土壤保持表现为协同权衡关系。其中，表现为协同关系的面积占比不断下降，由2000 — 2005年 的73.30%降 至2015 — 2020年 的16.55%（图5），从空间分布来看，2000 — 2005年协同区域广泛分布于黄河中游地区，集中于山西、陕西中部和甘肃东南部地区，随着时间推移协同区域范围逐渐缩小，到2015 — 2020年仅在内蒙古与陕西交接处、陕西北部零星分布（图6）；表现为权衡关系的面积占比呈波动上升趋势，由2000 — 2005年的18.47%上升至2015 — 2020年的73.51%，2000 — 2005年表现为权衡关系的区域仅零星分布于陕西北部、陕西和甘肃交接等地区，到2015 — 2020年广泛分布于黄河中游地区。

2000 — 2020年黄河中游大部分地区水源涵养—土壤保持表现为协同权衡关系。其中，表现为协同关系的面积占比呈波动上升趋势，由2000 — 2005年的64.46%上升至2015 — 2020年的75.92%（图5），从空间分布来看，2000 — 2005年协同区域广泛分布于甘肃东南部、内蒙古南部、陕西中部及南部和山西中南部等地区，随着时间推移协同区域范围稍有扩大，到2015 — 2020年除内蒙古与陕西、山西交接处以及河南西北部外，其余均为协同区域（图6）；表现为权衡关系的面积占比呈波动下降趋势，由2000 — 2005年的26.88%降至2015 — 2020年的14.33%，2000 — 2005年表现为权衡关系的区域仅分布于宁夏南部、陕西北部和中部、山西北部等部分地区，到2015 — 2020年缩减至仅有内蒙古与陕西、山西交接处以及河南西北部等地有权衡区域。

图6 2000 — 2020年黄河中游地区生态系统服务权衡/协同关系空间分布图Fig. 6 Spatial distribution of ecosystem services tradeoffs / synergies in the middle reaches of the Yellow River from 2000 to 2020

3 讨论

本文综合分析2000 — 2020年黄河中游地区4种生态系统服务时空变化特征及其权衡协同关系。研究发现：黄河中游地区土壤保持和水源涵养均表现为波动上升趋势，且呈“南高北低”的分布特征。土壤保持服务是指生态系统具有储存泥沙和防止土壤侵蚀的能力（Costanza et al，1998），黄河中游流经中国黄土高原地区，是重要的泥沙补给河段，也是水土流失的重灾区。随着社会经济的快速发展及人们环保意识的普遍增强，在退耕还林（草）和水土流失综合治理等政策指导下，黄河中游地区的植被条件及生态环境状况得到持续改善，自然生态条件的持续优化会促进土壤保持能力进一步的提升，殷宝库等（2021）也证明了黄河中游近20 a来水土流失和土壤侵蚀状况得到有效缓解。降雨量作为水源涵养的关键影响因素（王盛等，2022），黄河中游地区降水量具有由南向北递减的趋势，从而导致水源涵养具有“南高北低”的分布格局，且随着植被覆盖度的提升，水源涵养服务总体也呈上升趋势（徐省超等，2021），已有研究同样表明：植被覆盖在缓解气候变暖带来的水分流失问题方面具有重要作用（柳冬青等，2020；杨泽龙等，2022）。

研究发现固碳服务总体呈波动下降趋势，并表现为“东南高、西北低”的空间分布特征；生境质量呈波动上升趋势，且高低值区相间分布，而2015 — 2020年，生境质量出现下降趋势。究其原因，可能是人类活动和气候变化的综合影响形成的极端天气，尤其会对植被茂密区域产生显著影响（Kang and Eltahir，2018），使黄河中游地区的固碳服务有小幅度的下降。而生境质量前期的提升和黄河中游地区前期的退耕还林（草）、水土保持工程的实施密不可分，但随着时间推移，生态恢复工程带来的某些弊端逐渐显现，过量的植被恢复并没有带来生态环境的持续优化，反而会使其之间出现不利竞争，不合理的规划导致大量“低矮树”的出现，且林下植被也大量死亡，林依雪等（2020）的研究同样证实了长时间尺度下，退耕还林（草）工程可能出现生态环境问题。

通过分析生态系统服务间的权衡协同关系发现：黄河中游大部分地区固碳服务与其他生态系统服务表现为不相关关系，而生境质量和水源涵养则表现为权衡区域持续增加。原因可能在于：退耕还林（草）工程会导致植被实际蒸散量增加，不断地消耗浅层地下水资源，出现土壤含水量下降的情况（Jia et al，2017）。研究发现生境质量和土壤保持的权衡区域面积在波动中上升，协同区域则相反。究其原因，可能是由于人类活动和气候变化等不确定因素，使本就处于生态脆弱地区的黄河中游地区出现土壤保持能力的波动，加之人类对土地的不合理利用，近些年来生境质量有所降低，使权衡区域面积不断扩大。研究同样表明：水源涵养和土壤保持的协同区域面积在波动中增加，而权衡区域则相反。该结果与以往学者研究结果一致（Yang et al，2019；Shen et al，2020）。王盛等（2022）指出降水变化与土壤保持之间存在显著正相关关系，同时土壤保持强度会随降水量的增加而有所提升。

4 结论与建议

4.1 结论

厘清生态系统服务时空变化特征及其权衡协同关系，对黄河中游地区生态保护与高质量发展具有重要意义。本文利用InVEST模型、ArcGIS和Matlab等工具，分析了黄河中游地区的土壤保持、水源涵养、固碳和生境质量服务的时空变化特征及其权衡协同关系，得出以下结论：

（1）2000 — 2020年，黄河中游地区土壤保持、水源涵养和生境质量服务均呈波动上升趋势，其中土壤保持服务增幅最大，生境质量服务增幅最小；而固碳服务呈波动下降趋势。

（2）2000 — 2020年，土壤保持与水源涵养服务受自然因素与退耕还林（草）政策的综合影响整体表现为“南高北低”的分布格局，其高值区、低值区均有小范围移动；固碳服务的高值区集中分布于关中盆地南部和山西高原东部，低值区主要分布于鄂尔多斯高原和陕北高原北部，高低值区变化不明显；生境质量服务高低值区相间分布、高值区集中分布于陕北高原南部、山西高原中部等地，受人类活动影响低值区主要位于关中盆地中部及东部，高值区围绕集中区域稍有扩散，低值区变化不明显。

（3）2000 — 2020年，黄河中游地区固碳和生境质量、生境质量和水源涵养以及水源涵养和土壤保持为协同关系；固碳和土壤保持、生境质量和土壤保持为权衡关系；固碳和水源涵养整体上表现为不相关。

（4）从空间分布来看，在黄河中游地区，固碳服务和生境质量、水源涵养、土壤保持服务的权衡、协同区域面积比例随时间不断增加，分布区域大致为甘肃东部向整个黄河中游地区扩散，但表现为不相关关系的面积占比最大；受蒸散量以及人类活动等要素的影响生境质量和水源涵养、土壤保持在大部分区域表现为权衡协同显著相关，且权衡区域所占面积比例持续上升，协同区域相反；水源涵养和土壤保持在大部分区域表现为权衡协同显著相关，且权衡区域所占面积比例在波动中下降，协同区域相反，这与当地植被恢复工程的实施密切相关。

4.2 建议

为确保黄河中游地区生态系统服务的持续供应，实现经济增长与生态保护协调发展，未来随着生态恢复项目进入成熟期，植被恢复所带来的一些问题也逐渐凸显，在后续生态保护管理中，应由增加植被覆盖数量向优化管理已有植被所转变，根据种植区域对植被类型以及范围进行合理规划，提升总体生态系统服务功能，考虑多种生态系统服务的协同发展，控制减少权衡区域的扩散；其次，考虑到黄河中游大部分地区位于黄土高原地区，由于独特的地质构造和集中季节性降雨，导致该地极端灾害发生的频率较高，在合理规划植被过程中，也应结合当地气候条件变化情况，探索多种生态系统服务协同发展路径，减少灾害带来的损失；此外，黄河中游作为经济快速发展的地区之一，人类活动对生态系统服务的影响同样不容小觑，对于生态环境脆弱区应适当减少人类经济活动，提升当地居民水土保持等环保意识，实现黄河中游地区生态保护与高质量发展。