羅奕奕,李凌超,程寶棟

(北京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京 100083)

京津冀地區(qū)為中國發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、探索人類社會與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)的示范區(qū),堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳的發(fā)展理念并傾力構(gòu)建綠色區(qū)域經(jīng)濟(jì)體,是實(shí)現(xiàn)京津冀地區(qū)協(xié)同發(fā)展的重要目標(biāo)[1-2]。中國森林資源的第九次清查結(jié)果顯示,京津冀地區(qū)森林蓄積量、森林覆蓋率以及單位面積蓄積量指標(biāo)均低于全國平均水平,區(qū)域森林生態(tài)狀況并不樂觀,經(jīng)濟(jì)與生態(tài)尚未很好地實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。此外,雖然基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是中國經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的重要因素,構(gòu)建區(qū)域交通基礎(chǔ)設(shè)施一體化又是京津冀協(xié)同發(fā)展的先行領(lǐng)域,但在構(gòu)建區(qū)域性交通網(wǎng)絡(luò)一體化的過程中不可避免地會對森林生態(tài)資源的完整性造成一定的破壞,使得最初集中連片的森林被切割成為較小的獨(dú)立斑塊,連續(xù)均質(zhì)的森林整體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜而不連續(xù)的鑲嵌體[3-4]。而京津冀協(xié)同發(fā)展中對天然林的保護(hù)和防護(hù)林的建設(shè),以及水資源的保護(hù)和治理又是其內(nèi)在要求,因此,緩解經(jīng)濟(jì)增長、交通一體化建設(shè)以及生態(tài)保護(hù)間的矛盾是推進(jìn)京津冀地區(qū)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。

關(guān)于經(jīng)濟(jì)增長與森林生態(tài)資源保護(hù)的研究主題已經(jīng)引起學(xué)界的重視,學(xué)者大多以森林轉(zhuǎn)型理論為基礎(chǔ),驗(yàn)證經(jīng)濟(jì)增長對森林面積的影響,并普遍認(rèn)為人類對自然資源的需求是導(dǎo)致森林資源被破壞的直接原因[5]。一方面,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期,人們對于森林資源的利用更多是借此獲取更多的林產(chǎn)品,毀林開荒以擴(kuò)大農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模[6];另一方面,隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展,人們對于森林資源的需求類型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ω玫淖匀痪坝^和健康生活環(huán)境的需求,表現(xiàn)為森林旅游和森林康養(yǎng)的興起[7]。同時(shí),農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的提高和農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)的開展,有效地緩解了毀林開荒的壓力,從而實(shí)現(xiàn)了森林面積的增長[8-9]。然而,單純的森林面積增長無法體現(xiàn)森林資源質(zhì)量的整體性改善,其內(nèi)在的破碎化程度對于森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性更為重要。因此,探討經(jīng)濟(jì)增長對于森林破碎化的影響顯得尤為重要。關(guān)于森林破碎化的研究主要包括3個(gè)方面:一是對研究區(qū)域中森林景觀破碎化現(xiàn)狀的靜態(tài)進(jìn)行描述以及探討其動態(tài)演變過程,學(xué)者們大多以多期的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對地表植被變化進(jìn)行分析[10-11];而在研究區(qū)域的選擇上,也更集中于對河流兩岸尤其是兩河流域,以及自然保護(hù)區(qū)的森林破碎化演變進(jìn)行分析[12-13]。二是對森林破碎化在自然生態(tài)中所產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析討論,學(xué)者們普遍認(rèn)為森林破碎化會破壞動物的棲息地,增加植被的傳粉敗育率[14],從而降低區(qū)域物種多樣性[15];同時(shí),森林資源的減少會降低林地的蓄水量從而導(dǎo)致地表徑流增大,而地表植被的減少又將導(dǎo)致水土流失加劇[16]。三是對森林破碎化的驅(qū)動力進(jìn)行分析。雖然部分學(xué)者在研究中指出了人類活動是森林破碎化的主要動因[17],包括城鎮(zhèn)的擴(kuò)張建設(shè)、森林采伐、工礦活動等影響因素[18-19],但鮮見對此做進(jìn)一步的驗(yàn)證,及深入探討經(jīng)濟(jì)增長影響森林破碎化的作用機(jī)理。也有學(xué)者關(guān)注交通基礎(chǔ)設(shè)施對森林破碎化的影響,將研究區(qū)域中不同時(shí)期的森林分布圖與交通網(wǎng)絡(luò)變化圖相結(jié)合做描述性分析[20-21];而對于交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與森林資源變化的因果性探討則相對較少。本研究探討京津冀地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化產(chǎn)生的影響,并進(jìn)一步分析經(jīng)濟(jì)增長影響森林破碎化的機(jī)制,以期更加全面地認(rèn)識經(jīng)濟(jì)發(fā)展對森林生態(tài)狀況的影響,并通過對經(jīng)濟(jì)增長與森林破碎化的關(guān)系研究更深入地分析森林破碎化影響機(jī)理,豐富森林破碎化的相關(guān)研究,以期為京津冀地區(qū)更好地實(shí)現(xiàn)協(xié)同可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1.1 理論基礎(chǔ)

森林破碎化并非單純的森林生態(tài)問題,而是人類社會發(fā)展過程中與自然生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的沖突和矛盾的具體表現(xiàn)[22]。森林轉(zhuǎn)型理論是研究社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對森林破碎化所產(chǎn)生影響的主要理論基礎(chǔ),通過不同的社會經(jīng)濟(jì)因素研究影響森林生態(tài)的功能恢復(fù),對探討森林破碎化的影響路徑具有重要的借鑒作用[23]。土地利用變化理論是通過多學(xué)科、多角度對既定區(qū)域內(nèi)的土地利用變化過程進(jìn)行研究和探討,充分詮釋了人地關(guān)系問題,亦是本研究道路建設(shè)與森林破碎化因果關(guān)系的重要依據(jù)[24]。此外,生長軸理論則是闡述經(jīng)濟(jì)與交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)關(guān)系的重要理論,該理論指出經(jīng)濟(jì)增長過程中不斷提高對人力、物力等各方面資源的需求,為加快產(chǎn)業(yè)、人口的集聚,需不斷投資建設(shè)更加完備的交通網(wǎng)絡(luò)[25]。本研究將基于上述3個(gè)重要理論探討經(jīng)濟(jì)增長以及交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對森林破碎化的影響機(jī)理,為建立相關(guān)的研究假說以及實(shí)證模型提供理論基礎(chǔ)。

1.2 研究假說的提出

經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化所產(chǎn)生的影響是復(fù)雜的。一方面,根據(jù)新馬爾薩斯的人口壓力假說,經(jīng)濟(jì)增長帶來的人口不斷增加導(dǎo)致更多的自然資源需求[26],森林中采伐薪柴成為人們獲取生活能源的主要渠道[27]。與此同時(shí)農(nóng)民在為增加農(nóng)業(yè)收入而擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的過程中,強(qiáng)化了農(nóng)林交錯(cuò)帶中農(nóng)地對林地的擠占作用,不斷地開墾山垅田從而壓縮了森林生態(tài)空間,加劇了森林破碎化程度[28]。另一方面,隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,城鎮(zhèn)化和消費(fèi)水平的提高進(jìn)一步成為影響森林破碎化的主要驅(qū)動力[29]。城鎮(zhèn)用地在不斷擴(kuò)張邊界的過程中將直接導(dǎo)致原有的森林斑塊面積減小,從而加劇森林破碎化程度[30]。此外,經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中雖然石油、天然氣以及電能有效地替代了薪柴成為人們最主要的能源消費(fèi)類型,并一定程度上緩解了森林資源采伐的壓力,但建筑用材、工業(yè)用材以及木質(zhì)家具等木質(zhì)林產(chǎn)品的需求水平卻在不斷提高。因此,提出假說H1:經(jīng)濟(jì)增長會提高森林破碎化水平。經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展具有顯著的正向作用[31]。首先,基本的經(jīng)濟(jì)條件是發(fā)展各項(xiàng)國民基礎(chǔ)設(shè)施的前提,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的逐步提高,政府公共投資在交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中所起到的作用也愈加明顯[32]。其次,從經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展與交通基礎(chǔ)設(shè)施間的供需角度來看,企事業(yè)的發(fā)展也對公共交通提出了更高的要求,增加了對交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求,因而其經(jīng)濟(jì)發(fā)展也進(jìn)一步地促進(jìn)了交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)[33]。最后,經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步不斷提高了居民的生活質(zhì)量水平,其私家車持有率的提高在加快城鄉(xiāng)人口流動頻率的同時(shí)也提高了對城鄉(xiāng)道路建設(shè)要求[34]。因此,提出假說H2:經(jīng)濟(jì)增長對交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有正向影響。交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的開山架橋是對集中連片的森林最為直接的切割,導(dǎo)致了森林面積的縮減和破碎化程度加大,對生物多樣性和生態(tài)服務(wù)功能造成了負(fù)面影響[35]。有研究表明越靠近道路的林地其森林破碎化程度越高,主要表現(xiàn)為靠近道路區(qū)人們對林區(qū)的可達(dá)性增強(qiáng),進(jìn)一步干擾了原有的森林生態(tài)系統(tǒng)平衡,從而提高了森林破碎化風(fēng)險(xiǎn)[36]。同時(shí),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的提高對公共交通基礎(chǔ)設(shè)施的質(zhì)量要求亦逐漸提高,路基重建、路面拓寬以及緩沖帶的建設(shè)都對森林的破碎化造成了更嚴(yán)重的影響。因而提出研究假說H3:交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)會加劇森林破碎化進(jìn)程。綜上所述,經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中造成森林破碎化的驅(qū)動力主要在于人為因素,其中交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)對森林破碎化的影響最為直接[37]。經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中對于公共交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求是不斷增長的,有直接的證據(jù)表明各級道路乃至線型的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都將對森林破碎化造成影響[38]。交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是經(jīng)濟(jì)增長影響森林破碎化的一條重要路徑,因此提出研究假說H4:經(jīng)濟(jì)增長可通過提高道路密度加劇森林破碎化程度。假說H1—H4闡釋了經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化程度的影響及其影響機(jī)制,如圖1所示。

圖1 經(jīng)濟(jì)增長水平、交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與森林破碎化程度的關(guān)系Fig. 1 Relationship between economic development, transportation infrastructure construction and forest fragmentation

2.1 模型的確定

通過上述關(guān)于森林破碎化形成動因的研究假說所得出的分析框架,交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化的影響中存在中介效應(yīng)。本研究通過借鑒經(jīng)典文獻(xiàn)構(gòu)建中介效應(yīng)回歸方程[39],其中,交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為中介變量,森林破碎化程度作為被解釋變量,經(jīng)濟(jì)增長水平作為解釋變量。中介效應(yīng)的檢驗(yàn)方法主要包括逐步回歸檢驗(yàn)、Sobel檢驗(yàn)以及Bootstrap檢驗(yàn),選擇逐步回歸檢驗(yàn)方法驗(yàn)證交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化影響中存在的中介效應(yīng),使用Sobel檢驗(yàn)以及Bootstrap檢驗(yàn)開展穩(wěn)健性檢驗(yàn)。具體的回歸模型如下所示:

Pi,t=a0+a1Gi,t+a2C1+ε1;

(1)

Wi,t=b0+b1Gi,t+b2C2+ε2;

(2)

(3)

2.2 變量的選擇

本研究欲探討經(jīng)濟(jì)增長是否通過交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)而加劇了森林破碎化程度。首先,需要對森林破碎化程度進(jìn)行衡量。現(xiàn)有研究中對森林破碎化程度的衡量多采用景觀格局指數(shù)作為代理變量。選取森林斑塊分散度指數(shù)(patch area mean,PAM,式中以PAM表示)作為森林破碎化程度的衡量指標(biāo)[40],具體的計(jì)算公式如式(4)所示。

(4)

式中:PAM為森林斑塊分散度指數(shù),Ai表示i縣單位面積中的斑塊密度,個(gè)/hm2,Amin表示單位面積中斑塊數(shù)量的最小值,個(gè)/hm2;Amax表示單位面積內(nèi)斑塊數(shù)量的最大值,個(gè)/hm2,分散度指數(shù)值取值范圍為(0,100)。當(dāng)斑塊分散度指數(shù)越高,則單位面積內(nèi)斑塊數(shù)量越多,林地的平均斑塊面積越小,即意味著森林破碎化程度越高。

通過衛(wèi)星遙感影像獲取不同時(shí)期的森林景觀空間分布格局及其變化的重要數(shù)據(jù),提取其中森林斑塊的幾何形狀信息,并依托地理信息系統(tǒng)(GIS)和景觀結(jié)構(gòu)分析軟件Fragstats實(shí)現(xiàn)對森林破碎化程度的測量。更具體的測度方法可參考李凌超等[41]對京津冀森林破碎化影響因素的研究。

其次,為探討交通基礎(chǔ)設(shè)施在經(jīng)濟(jì)增長中對森林破碎化影響的中介效應(yīng),參考已有研究中對于衡量交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況的方法[42],同時(shí)考慮到京津冀地區(qū)各縣市的轄區(qū)面積存在較大差異,單純以公路里程數(shù)作為衡量指標(biāo)時(shí)無法客觀表征研究結(jié)果,采取道路網(wǎng)絡(luò)密度(W)作為交通基礎(chǔ)設(shè)施的衡量指標(biāo)。具體的計(jì)算公式如下:

W=(∑Li)/Sk。

(5)

式中:∑Li表示樣本縣的公路總里程,km;包含了國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道以及縣域內(nèi)的專用公路等;Sk表示京津冀各樣本縣的轄區(qū)面積,km2。

最后,對于經(jīng)濟(jì)增長水平的衡量和相關(guān)控制變量的選取同樣參考已有研究,選擇人均GDP的對數(shù)值(G)和鄉(xiāng)村人均年末存款余額對數(shù)值(K)來衡量京津冀各樣本縣的經(jīng)濟(jì)增長水平[43]。影響森林破碎化的因素還包括其他的相關(guān)因素:一是人口數(shù)量的差異,一個(gè)地區(qū)的人口數(shù)量的多少將直接影響對各類森林生態(tài)資源的需求水平[44],但單純的人口數(shù)量比較在實(shí)際研究中則缺乏一定的可比性,因而選取樣本縣的人口密度(O)以反映人口數(shù)量對森林破碎化所產(chǎn)生的影響[45];二是耕地與林地的交替,毀林開荒是壓縮林地面積轉(zhuǎn)換成山垅田的重要因素,而退耕還林工程的實(shí)施對于森林資源的保護(hù)和恢復(fù)具有一定促進(jìn)作用,因此選擇三北防護(hù)林工程的實(shí)施比例(S)作為林地與農(nóng)地面積變化的代理變量[46],同時(shí),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的提高使得退耕還林工程的實(shí)施不會影響原有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),因此,選擇鄉(xiāng)村人均農(nóng)用機(jī)械總動力(N)以反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提升[47];三是鄉(xiāng)村生活能源的使用轉(zhuǎn)型,煤與電等能源的使用充分緩解了林地為近山居民供給薪柴的壓力,從而減少了近山居民對森林資源的破壞,因此,選擇農(nóng)村人均用電量的對數(shù)值(D)以表征鄉(xiāng)村生活能源的使用情況對森林破碎化所產(chǎn)生的影響[48]。

2.3 數(shù)據(jù)來源

京津冀地區(qū)森林資源清查數(shù)據(jù)顯示,該地區(qū)森林資源主要分布于西部和北部。因此,考慮到數(shù)據(jù)的可得性和代表性,共選取包括3個(gè)縣級市/區(qū)和2個(gè)區(qū)的38個(gè)縣(市/區(qū))(井陘縣、靈壽縣、贊皇縣、平山縣、青龍滿族自治縣、遷西縣、涉縣、磁縣、武安市、邢臺縣、臨城縣、內(nèi)丘縣、沙河市、阜平縣、唐縣、淶源縣、易縣、曲陽縣、宣化區(qū)、張北縣、沽源縣、尚義縣、蔚縣、陽原縣、懷安縣、萬全區(qū)、懷來縣、涿鹿縣、赤城縣、崇禮區(qū)、承德縣、興隆縣、平泉區(qū)、灤平縣、隆化縣、豐寧滿族自治縣、寬城滿族自治縣、圍場滿族蒙古族自治縣)作為研究樣本。此外,受限于數(shù)據(jù)的可得性,基于Landsat5和Landsat8計(jì)5期的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)(2000、2005、2010、2015和2018年),用以測量京津冀樣地區(qū)樣本縣的森林破碎化程度,共計(jì)190個(gè)樣本數(shù)據(jù)。衛(wèi)星遙感影像的空間分辨率為30 m×30 m,各像元的空間位置與各地的真實(shí)位置的匹配具有較高的準(zhǔn)確度,其誤差范圍在10 m以內(nèi)。此外,原始影像數(shù)據(jù)選取各年份中云層遮擋量較低的6—8月的遙感影像。所有樣本縣對應(yīng)的年份數(shù)據(jù)均取自《河北省農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》《北京統(tǒng)計(jì)年鑒》《天津統(tǒng)計(jì)年鑒》以及《中國縣域統(tǒng)計(jì)年鑒》等。此外,對于可能受價(jià)格波動影響的變量均根據(jù)CPI指標(biāo)做平減處理和調(diào)整。

3.1 描述性統(tǒng)計(jì)

對本研究所使用的各變量描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。根據(jù)描述性統(tǒng)計(jì),在研究期內(nèi),京津冀地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有明顯提高。同時(shí),森林破碎化指數(shù)(PAM)由3.434升至10.240,即森林的平均斑塊面積明顯減少,其森林破碎化程度明顯加劇。在研究時(shí)期內(nèi),樣本縣公路密度也由2000年的0.329 km/km2提升至2018年的0.847 km/km2。此外,從能源利用轉(zhuǎn)型的角度來看,農(nóng)村的人均用電量有明顯的提升。人口密度經(jīng)歷了先升后降的趨勢,2000—2015年略有提升,而2015—2018年則呈下降趨勢。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來看,2000—2018年,樣本縣的人均GDP的對數(shù)值呈上升趨勢,年末人均存款余額逐年增高,從2000年的8.098增長至2018年的10.525。而退耕還林工程則于2005年全部完成,工程實(shí)施比例達(dá)到100%。從農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率的代理變量來看,人均農(nóng)用機(jī)械總動力從2000—2018年有明顯降低的趨勢。

表1 主要變量的描述性統(tǒng)計(jì)

3.2 實(shí)證結(jié)果

1)多重共線性檢驗(yàn)。考慮到本研究使用的解釋變量及控制變量數(shù)量較多,變量間可能存在多重共線性,因此采用方差膨脹因子(VIF)進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)VIF值最大為3.50,最小值為1.07,均值為2.30,均小于方差膨脹因子檢驗(yàn)的VIF閾值10,表明變量之間不存在嚴(yán)重的多重共線性問題,可以進(jìn)行回歸。

2)異方差檢驗(yàn)。模型中存在異方差會使得回歸結(jié)果的解釋效率降低,因此,對回歸模型做懷特(White)檢驗(yàn),根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果顯示P值為0.003,即拒絕同方差的原假設(shè),數(shù)據(jù)的回歸結(jié)果存在異方差,為此,在后續(xù)的計(jì)量回歸中加入穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)誤,以解決模型因?yàn)楫惙讲疃鴮?dǎo)致的變量解釋效力下降的問題。

通過Hausman檢驗(yàn),在5%的顯著性水平上拒絕原假設(shè),因此選擇固定效應(yīng)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析。進(jìn)一步考慮到時(shí)間趨勢和個(gè)體差異可能對森林破碎化程度產(chǎn)生的影響,分別使用基準(zhǔn)回歸和雙向固定效應(yīng)對式(1)—(3)進(jìn)行估計(jì),估計(jì)結(jié)果如表2所示。

回歸結(jié)果顯示,不論是否進(jìn)行雙向固定效應(yīng)回歸分析,系數(shù)a1、b1、c1和c2均在5%的顯著性水平上顯著,即交通基礎(chǔ)設(shè)施在經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化的影響中存在中介效應(yīng)。在控制個(gè)體效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)后,經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化的影響程度高于基準(zhǔn)回歸的結(jié)果。在基準(zhǔn)回歸中,控制其他相關(guān)因素的影響后,經(jīng)濟(jì)增長水平每提高1%,將促使森林破碎化程度提高3.496%。在雙向固定效應(yīng)回歸中,經(jīng)濟(jì)增長水平每提高1%,將促使森林破碎化程度提高4.024%。回歸結(jié)果驗(yàn)證了研究假說H1,即經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化具有顯著的正向影響。由回歸結(jié)果中可以看出,經(jīng)濟(jì)增長水平每提高1%,則基準(zhǔn)回歸和雙向固定效應(yīng)公路密度分別提高0.179%和0.125%,即經(jīng)濟(jì)增長能夠有效地提高交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平,驗(yàn)證了研究假說H2。回歸結(jié)果顯示,公路密度會顯著提高森林破碎化的水平,在基準(zhǔn)回歸和雙向固定效應(yīng)檢驗(yàn)中,每提高1個(gè)單位的公路密度將分別導(dǎo)致原有森林增加4.536和4.120個(gè)森林斑塊,從而驗(yàn)證了假說H3。綜合整個(gè)實(shí)證回歸結(jié)果,經(jīng)濟(jì)增長能夠通過提高交通基礎(chǔ)設(shè)施水平,從而加劇森林破碎化程度,驗(yàn)證了假說H4。

此外,通過對回歸結(jié)果中控制變量的回歸系數(shù)和顯著性差異進(jìn)行分析可以看出:三北防護(hù)林工程的實(shí)施對緩解京津冀地區(qū)的森林破碎化程度具有顯著的影響。而新舊農(nóng)村生活能源的使用轉(zhuǎn)型中,雖然農(nóng)村人均用電量對于緩解京津冀地區(qū)的森林破碎化程度具有正向影響,但未通過顯著性檢驗(yàn)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平上,農(nóng)用機(jī)械總動力對京津冀地區(qū)的森林破碎化影響為負(fù),即隨著農(nóng)用機(jī)械化程度的提高能夠在一定程度上緩解森林破碎化程度,但這一作用并不顯著,可能的原因是退耕還林過程實(shí)施后使得森林面積得以提高,且天然林保護(hù)工程等森林資源保護(hù)的相關(guān)政策實(shí)施導(dǎo)致農(nóng)用機(jī)械所帶來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提升對森林破碎化產(chǎn)生的影響被稀釋。

3.3 穩(wěn)健性檢驗(yàn)

表3 Sobel檢驗(yàn)和Bootstrap檢驗(yàn)結(jié)果

2) Bootstrap檢驗(yàn)。本研究中,以38個(gè)森林資源相對豐富的縣市區(qū)作為研究樣本,能夠較好地代表京津冀地區(qū)的總體情況,因而滿足Bootstrap檢驗(yàn)的前提條件,即樣本能夠較好地代表總體。Bootstrap檢驗(yàn)將容量較大的樣本作為總體并從中進(jìn)行有放回的抽樣檢驗(yàn),從而得到更為準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)誤[51]。通過對京津冀38個(gè)樣本縣的研究樣本做500次有放回的抽樣檢驗(yàn),檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示。P值為0.039,在5%的顯著性上拒絕H0:ab=0的原假設(shè),即存在中介效應(yīng)。

3)替換關(guān)鍵變量。人均年末存款余額能夠反映地區(qū)金融服務(wù)水平,也從側(cè)面體現(xiàn)出當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展程度,因此,選擇人均年末存款余額作為經(jīng)濟(jì)增長水平的代理變量,取對數(shù)以降低異方差問題[52],并通過逐步回歸方法對其中介效應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果如表4所示,表4中(1)為檢驗(yàn)人均年末存在余額的對數(shù)值對森林破碎化的影響;(2)為檢驗(yàn)經(jīng)濟(jì)增長對公路密度的影響;(3)為加入中介變量(公路密度)后的回歸結(jié)果。在替換關(guān)鍵變量后發(fā)現(xiàn),經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化程度的加深具有顯著的正向影響,同時(shí)經(jīng)濟(jì)的增長也將促進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),同時(shí)根據(jù)回歸模型(3)的結(jié)果顯示,經(jīng)濟(jì)增長與交通基礎(chǔ)設(shè)施均對森林破碎化存在顯著的影響,同時(shí)也驗(yàn)證了交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化的影響中存在顯著的中介效應(yīng)。

表4 替換關(guān)鍵變量逐步回歸檢驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。本研究以中介效應(yīng)模型檢驗(yàn)了京津冀地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化產(chǎn)生的影響,并分析了交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的中介作用,豐富和拓展了對森林破碎化驅(qū)動力的相關(guān)研究。

一方面,從森林資源的景觀破碎化角度探討了社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)保護(hù)之間的關(guān)系,豐富了森林破碎化的驅(qū)動力研究。雖然,就京津冀地區(qū)的協(xié)同發(fā)展這一研究主題,學(xué)者們著重探討了京津冀地區(qū)生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀及其保護(hù)的重要性,既包括京津冀地區(qū)各類植被的分布情況和變遷趨勢,也描述了森林覆蓋率等與生態(tài)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與社會經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系,這一類研究成果更側(cè)重于對生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù),并未定量分析社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與自然生態(tài)之間的關(guān)系[53],未能解答長時(shí)期的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與森林資源空間變化之間的關(guān)系[54]。而本研究通過對京津冀地區(qū)各樣本縣2000—2018年經(jīng)濟(jì)增長與森林破碎化程度之間的關(guān)系進(jìn)行研究,并考慮了衡量森林生態(tài)的時(shí)空變化,所得到的結(jié)論將更具可靠性。

另一方面,是對京津冀地區(qū)森林破碎化動因探討研究的拓展和深入。雖然已有研究探討了影響京津冀地區(qū)森林破碎化的各類因素,但并未對具體的影響路徑進(jìn)行分析[41]。且既有研究成果中僅指出經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠有效緩解森林生態(tài)壓力[55],而通過中介效應(yīng)模型實(shí)證檢驗(yàn)了交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是經(jīng)濟(jì)增長引發(fā)森林破碎化的具體傳導(dǎo)路徑,明確了京津冀地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施這一中介效應(yīng)在總效應(yīng)中所占的比例。證實(shí)了京津冀地區(qū)在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速增長過程中,應(yīng)該注重其對森林破碎化和森林生態(tài)系統(tǒng)的影響,以更好地實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。因此,經(jīng)濟(jì)增長與森林生態(tài)保護(hù)確實(shí)存在一定的矛盾,也表明了需對經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)同發(fā)展這一研究命題做更加深入的分析和探討。

通過構(gòu)建中介效應(yīng)模型,實(shí)證分析了2000—2018年京津冀地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長、交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及森林破碎化三者間的關(guān)系,并綜合上述討論,得出以下結(jié)論:①經(jīng)濟(jì)增長水平的提高在一定程度上加劇津京冀地區(qū)森林破碎化程度,同一時(shí)期內(nèi),經(jīng)濟(jì)增長水平每提高1%,將帶來超過3%的森林破碎化程度的加深。②經(jīng)濟(jì)增長水平的提高對京津冀地區(qū)的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有顯著的促進(jìn)作用,經(jīng)濟(jì)增長水平每提高1%,將為京津冀地區(qū)提高超過1%的公路密度。③交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對京津冀地區(qū)的森林完整性具有顯著的負(fù)面影響,即每提高1個(gè)單位的公路密度將使得該地區(qū)增加超過4個(gè)森林斑塊。④在經(jīng)濟(jì)增長對森林破碎化產(chǎn)生影響的過程中,交通基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生了顯著的中介作用,中介程度為23.255%。

根據(jù)研究結(jié)論提出以下建議:一方面,經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)應(yīng)更加關(guān)注對生態(tài)環(huán)境保護(hù)反哺作用。森林資源保護(hù)并非單純的不作為和放任生長,合理的擇伐、間伐等管護(hù)手段不僅能夠在一定程度上改善原有的生態(tài)環(huán)境,更是實(shí)現(xiàn)森林資源的剩余價(jià)值貨幣化的有效途徑。因此,將取得的經(jīng)濟(jì)收益轉(zhuǎn)入造林、營林等活動中能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)相互協(xié)調(diào)的良性循環(huán)中。另一方面,合理規(guī)劃交通路線,提高道路沿線的森林資源保護(hù)水平。發(fā)展交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)應(yīng)盡量在原有路基的基礎(chǔ)之上進(jìn)行拓寬和改建,盡量避免過度的交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對森林資源的完整性產(chǎn)生影響,同時(shí),道路規(guī)劃的新舊更替應(yīng)關(guān)注廢棄道路恢復(fù)林地的相關(guān)工程,使得原本分割的森林斑塊恢復(fù)成完整的森林面積。

本研究也存在一定的不足:一方面,本研究數(shù)據(jù)的完備性有待提高,雖然通過中介效應(yīng)檢驗(yàn)了2000—2018年期間京津冀地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長、交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對森林破碎化程度所產(chǎn)生的影響,但由于研究數(shù)據(jù)的局限性使得能夠納入研究范圍的樣本量較少,若以更加完善的研究樣本進(jìn)行研究并以不同要素差異做異質(zhì)性分析,相信能夠得到更加貼近實(shí)際的研究結(jié)論。期望在未來的研究中能夠找到更加完備的森林景觀變遷的相關(guān)數(shù)據(jù),且不局限于京津冀地區(qū),而是能夠拓展至全國范圍,探討全國范圍內(nèi)森林破碎化變遷及其動因,并根據(jù)不同要素進(jìn)行異質(zhì)性探討,相信能夠更加深入地分析經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境之間協(xié)同關(guān)系,并得出更具普遍意義的研究結(jié)論和建議。另一方面,本研究對象還有待進(jìn)一步完善,研究中雖然探討了傳統(tǒng)意義上的森林面積的破碎化及其形成的動因,但忽略了城市建設(shè)過程中所造成的城區(qū)內(nèi)森林景觀結(jié)構(gòu)的變遷。因而,在未來的研究中需要對二者進(jìn)行兼顧,經(jīng)濟(jì)增長對城市與山區(qū)的森林景觀結(jié)構(gòu)變遷所產(chǎn)生的影響可能會有較大的差異,山區(qū)的森林資源保護(hù)雖然更貼近于自然,而城區(qū)內(nèi)的綠色資源卻更加貼近生活。

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