基于LUCC的秦岭地区生态系统服务价值研究

赵 冰

（陕西地建土地勘测规划设计院有限责任公司，陕西西安 710075）

1 研究区概况

秦岭地势西高东低，岭脊海拔约2000m。秦岭北坡地形陡峭、山麓短急、多峡谷，南坡地势稍缓、山麓缓长，河流多为横切向斜或背斜，河流中上游也多峡谷。秦岭北坡是一条极大的断层，秦岭循断层上升，渭河谷地循断层下降。

2 数据与方法

2.1 数据来源

1980、2010、2015、2018年的土地利用类型数据源自地理空间数据云平台，按照秦岭（陕西省境内）的范围进行裁剪。按照标准将土地利用类型划分为耕地、草地、林地、水域、建设用地和未利用地六大类，文章涉及的其他经济和社会数据均源自陕西省的统计年鉴。

2.2 研究方法

（1）土地利用/覆被变化转移矩阵。

某一阶段土地利用类型的开始与结束间的相互转换过程被称作土地利用转移，土地类型内部间的相互转换通常采用土地利用转移矩阵进行分析。利用转移矩阵可以计算Y年份的土地利用类型i转换为Y+1年份的土地利用类型的比例。

（2）土地利用/覆被（LUCC）单一动态度。

土地利用/综合体的单一态度反映某一时期的土地利用类型转换速率，主要反映土地利用类型变化的剧烈程度，值越大表明土地利用/复合变化越快，剧烈程度计算：

式中：Ua——土地利用类型的原始面积；Ub——地类的末期面积；T——研究年份，单表示单个地类的年变化率。

（3）土地利用/覆被（LUCC）综合动态度。

某一地区土地利用总体动态趋势主要通过土地利用/覆被综合动态度显示。值越大表明土地利用动态变化在一定时期内越剧烈，反之越脆弱。

式中：T——研究年份；∆LUi-j——i类土地利用类型面积的绝对值；LU——研究区i类土地利用类型初始面积。

（4）生态系统价值服务测算方法。

①单位生态系统服务价值当量因子价值计算。

陕西省秦岭地区研究区的主要农产品包括玉米、小麦、油料和菜蔬，以各类农产品在2017年的市场价格为计算标准，以研究区的实际农产品价格为准进行数据修正，可以避免生态系服务价值的过高（过低）估计。

表达式模型：

式中：Ma——单位标准下，生态系统服务价值当量因子的经济价值（元/hm2）；i——某一类农产品；Qi——第i类农产品的单位产量（kg/hm2）；E——农产品总面积；pi——第i类农产品均价（元/kg）；ei——第i种农产品面积（hm2）；n——农产品的类型数量。

计算可知，单位标准下的生态系统服务价值当量因子的经济价值为2994.68元/hm2。

②生态系统服务价值当量因子的确定。

得到当量因子经济价值后，可以定量化其他土地利用类型的生态系统服务价值，包括林地、耕地、水域及牧草地。

③生态系统服务价值（ESV）计算。

式中：ESV——生态系统服务价值（元/年）；VCi——第i种生态系统服务的价值系数[元/（hm2·a）]；Ai——第i类土地利用类型的面积（hm2）。

3 结果与分析

3.1 1980～2018年秦岭地区土地利用类型现状分析

秦岭地区1980～2018年土地利用类型变化如图1所示。

图1 秦岭地区1980～2018年土地利用类型变化

1980～2018年秦岭地区土地利用变化如图2所示。

图2 1980～2018年秦岭地区土地利用变化

由图1可知，秦岭地区1980～2018年的主要土地利用类型为林地，其次为耕地以及草地，秦岭山区主要为自然生态系统。

从时间维度分析，1980～2018年，耕地面积的变化呈现“减少-减少-增加”的趋势，但总体有所下降，林地面积变化趋势与耕地变化相反，呈现“增加-增加-减少”的趋势，面积占比有所上升。1980～2010年，草地的面积小幅度上升，1980～2018年，城镇面积逐渐上升。

由图2可知，从空间维度分析，林地主要位于西北部和中部，耕地主要分布于北部，在其他区域也有零散分布。草地主要分布在东部，城镇用地主要分布于耕地附近具有零散分布，未利用地分布较少。

3.2 1980～2018年秦岭地区土地利用类型变化分析

研究区土地类型转移矩阵如表1所示。

表1 研究区土地类型转移矩阵 单位：km2

1980～2010年，土地利用类型转出面积由大到小依次为草地、林地、耕地、水域、城镇用地和未利用地，转入面积由大到小分别为草地、耕地、林地、城镇用地、未利用地和水域。2010～2015年，土地利用变化与上一期间的变化类似。2015～2018年，土地利用类型转入面积最大的是草地和林地。

4 结语

1980～2018年，秦岭地区的土地利用类型变化较小，主要利用类型为林地，林地、水域以及建筑用地面积均有所增加，草地和耕地面积均有所下降。不同地类变化差异明显，林地、草地和耕地的面积变化较为平缓，建筑用地的变化明显。2010～2015年和2015～2018年，建筑用地面积增加明显。1980～2018年，生态系统服务价值增加205.87×108元，生态系统服务功能增强。林地和草地对研究区的ESV贡献最大，其次是耕地、水域和未利用地，建筑用地对ESV产生负面影响。