基于LUCC的秦嶺地區生態系統服務價值研究

趙 冰

（陜西地建土地勘測規劃設計院有限責任公司，陜西西安 710075）

1 研究區概況

秦嶺地勢西高東低，嶺脊海拔約2000m。秦嶺北坡地形陡峭、山麓短急、多峽谷，南坡地勢稍緩、山麓緩長，河流多為橫切向斜或背斜，河流中上游也多峽谷。秦嶺北坡是一條極大的斷層，秦嶺循斷層上升，渭河谷地循斷層下降。

2 數據與方法

2.1 數據來源

1980、2010、2015、2018年的土地利用類型數據源自地理空間數據云平臺，按照秦嶺（陜西省境內）的范圍進行裁剪。按照標準將土地利用類型劃分為耕地、草地、林地、水域、建設用地和未利用地六大類，文章涉及的其他經濟和社會數據均源自陜西省的統計年鑒。

2.2 研究方法

（1）土地利用/覆被變化轉移矩陣。

某一階段土地利用類型的開始與結束間的相互轉換過程被稱作土地利用轉移，土地類型內部間的相互轉換通常采用土地利用轉移矩陣進行分析。利用轉移矩陣可以計算Y年份的土地利用類型i轉換為Y+1年份的土地利用類型的比例。

（2）土地利用/覆被（LUCC）單一動態度。

土地利用/綜合體的單一態度反映某一時期的土地利用類型轉換速率，主要反映土地利用類型變化的劇烈程度，值越大表明土地利用/復合變化越快，劇烈程度計算：

式中：Ua——土地利用類型的原始面積；Ub——地類的末期面積；T——研究年份，單表示單個地類的年變化率。

（3）土地利用/覆被（LUCC）綜合動態度。

某一地區土地利用總體動態趨勢主要通過土地利用/覆被綜合動態度顯示。值越大表明土地利用動態變化在一定時期內越劇烈，反之越脆弱。

式中：T——研究年份；?LUi-j——i類土地利用類型面積的絕對值；LU——研究區i類土地利用類型初始面積。

（4）生態系統價值服務測算方法。

①單位生態系統服務價值當量因子價值計算。

陜西省秦嶺地區研究區的主要農產品包括玉米、小麥、油料和菜蔬，以各類農產品在2017年的市場價格為計算標準，以研究區的實際農產品價格為準進行數據修正，可以避免生態系服務價值的過高（過低）估計。

表達式模型：

式中：Ma——單位標準下，生態系統服務價值當量因子的經濟價值（元/hm2）；i——某一類農產品；Qi——第i類農產品的單位產量（kg/hm2）；E——農產品總面積；pi——第i類農產品均價（元/kg）；ei——第i種農產品面積（hm2）；n——農產品的類型數量。

計算可知，單位標準下的生態系統服務價值當量因子的經濟價值為2994.68元/hm2。

②生態系統服務價值當量因子的確定。

得到當量因子經濟價值后，可以定量化其他土地利用類型的生態系統服務價值，包括林地、耕地、水域及牧草地。

③生態系統服務價值（ESV）計算。

式中：ESV——生態系統服務價值（元/年）；VCi——第i種生態系統服務的價值系數[元/（hm2·a）]；Ai——第i類土地利用類型的面積（hm2）。

3 結果與分析

3.1 1980～2018年秦嶺地區土地利用類型現狀分析

秦嶺地區1980～2018年土地利用類型變化如圖1所示。

圖1 秦嶺地區1980～2018年土地利用類型變化

1980～2018年秦嶺地區土地利用變化如圖2所示。

圖2 1980～2018年秦嶺地區土地利用變化

由圖1可知，秦嶺地區1980～2018年的主要土地利用類型為林地，其次為耕地以及草地，秦嶺山區主要為自然生態系統。

從時間維度分析，1980～2018年，耕地面積的變化呈現“減少-減少-增加”的趨勢，但總體有所下降，林地面積變化趨勢與耕地變化相反，呈現“增加-增加-減少”的趨勢，面積占比有所上升。1980～2010年，草地的面積小幅度上升，1980～2018年，城鎮面積逐漸上升。

由圖2可知，從空間維度分析，林地主要位于西北部和中部，耕地主要分布于北部，在其他區域也有零散分布。草地主要分布在東部，城鎮用地主要分布于耕地附近具有零散分布，未利用地分布較少。

3.2 1980～2018年秦嶺地區土地利用類型變化分析

研究區土地類型轉移矩陣如表1所示。

表1 研究區土地類型轉移矩陣 單位：km2

1980～2010年，土地利用類型轉出面積由大到小依次為草地、林地、耕地、水域、城鎮用地和未利用地，轉入面積由大到小分別為草地、耕地、林地、城鎮用地、未利用地和水域。2010～2015年，土地利用變化與上一期間的變化類似。2015～2018年，土地利用類型轉入面積最大的是草地和林地。

4 結語

1980～2018年，秦嶺地區的土地利用類型變化較小，主要利用類型為林地，林地、水域以及建筑用地面積均有所增加，草地和耕地面積均有所下降。不同地類變化差異明顯，林地、草地和耕地的面積變化較為平緩，建筑用地的變化明顯。2010～2015年和2015～2018年，建筑用地面積增加明顯。1980～2018年，生態系統服務價值增加205.87×108元，生態系統服務功能增強。林地和草地對研究區的ESV貢獻最大，其次是耕地、水域和未利用地，建筑用地對ESV產生負面影響。