趙 冰
(陜西地建土地勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司,陜西西安 710075)
秦嶺地勢(shì)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(shì)稍緩、山麓緩長(zhǎng),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。
1980、2010、2015、2018年的土地利用類(lèi)型數(shù)據(jù)源自地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái),按照秦嶺(陜西省境內(nèi))的范圍進(jìn)行裁剪。按照標(biāo)準(zhǔn)將土地利用類(lèi)型劃分為耕地、草地、林地、水域、建設(shè)用地和未利用地六大類(lèi),文章涉及的其他經(jīng)濟(jì)和社會(huì)數(shù)據(jù)均源自陜西省的統(tǒng)計(jì)年鑒。
(1)土地利用/覆被變化轉(zhuǎn)移矩陣。
某一階段土地利用類(lèi)型的開(kāi)始與結(jié)束間的相互轉(zhuǎn)換過(guò)程被稱(chēng)作土地利用轉(zhuǎn)移,土地類(lèi)型內(nèi)部間的相互轉(zhuǎn)換通常采用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣進(jìn)行分析。利用轉(zhuǎn)移矩陣可以計(jì)算Y年份的土地利用類(lèi)型i轉(zhuǎn)換為Y+1年份的土地利用類(lèi)型的比例。
(2)土地利用/覆被(LUCC)單一動(dòng)態(tài)度。
土地利用/綜合體的單一態(tài)度反映某一時(shí)期的土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)換速率,主要反映土地利用類(lèi)型變化的劇烈程度,值越大表明土地利用/復(fù)合變化越快,劇烈程度計(jì)算:
式中:Ua——土地利用類(lèi)型的原始面積;Ub——地類(lèi)的末期面積;T——研究年份,單表示單個(gè)地類(lèi)的年變化率。
(3)土地利用/覆被(LUCC)綜合動(dòng)態(tài)度。
某一地區(qū)土地利用總體動(dòng)態(tài)趨勢(shì)主要通過(guò)土地利用/覆被綜合動(dòng)態(tài)度顯示。值越大表明土地利用動(dòng)態(tài)變化在一定時(shí)期內(nèi)越劇烈,反之越脆弱。
式中:T——研究年份;?LUi-j——i類(lèi)土地利用類(lèi)型面積的絕對(duì)值;LU——研究區(qū)i類(lèi)土地利用類(lèi)型初始面積。
(4)生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值服務(wù)測(cè)算方法。
①單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子價(jià)值計(jì)算。
陜西省秦嶺地區(qū)研究區(qū)的主要農(nóng)產(chǎn)品包括玉米、小麥、油料和菜蔬,以各類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品在2017年的市場(chǎng)價(jià)格為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),以研究區(qū)的實(shí)際農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格為準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)修正,可以避免生態(tài)系服務(wù)價(jià)值的過(guò)高(過(guò)低)估計(jì)。
表達(dá)式模型:
式中:Ma——單位標(biāo)準(zhǔn)下,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(元/hm2);i——某一類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品;Qi——第i類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品的單位產(chǎn)量(kg/hm2);E——農(nóng)產(chǎn)品總面積;pi——第i類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品均價(jià)(元/kg);ei——第i種農(nóng)產(chǎn)品面積(hm2);n——農(nóng)產(chǎn)品的類(lèi)型數(shù)量。
計(jì)算可知,單位標(biāo)準(zhǔn)下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為2994.68元/hm2。
②生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的確定。
得到當(dāng)量因子經(jīng)濟(jì)價(jià)值后,可以定量化其他土地利用類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,包括林地、耕地、水域及牧草地。
③生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(ESV)計(jì)算。
式中:ESV——生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值(元/年);VCi——第i種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值系數(shù)[元/(hm2·a)];Ai——第i類(lèi)土地利用類(lèi)型的面積(hm2)。
秦嶺地區(qū)1980~2018年土地利用類(lèi)型變化如圖1所示。
圖1 秦嶺地區(qū)1980~2018年土地利用類(lèi)型變化
1980~2018年秦嶺地區(qū)土地利用變化如圖2所示。
圖2 1980~2018年秦嶺地區(qū)土地利用變化
由圖1可知,秦嶺地區(qū)1980~2018年的主要土地利用類(lèi)型為林地,其次為耕地以及草地,秦嶺山區(qū)主要為自然生態(tài)系統(tǒng)。
從時(shí)間維度分析,1980~2018年,耕地面積的變化呈現(xiàn)“減少-減少-增加”的趨勢(shì),但總體有所下降,林地面積變化趨勢(shì)與耕地變化相反,呈現(xiàn)“增加-增加-減少”的趨勢(shì),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(zhèn)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(qū)域也有零散分布。草地主要分布在東部,城鎮(zhèn)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。
研究區(qū)土地類(lèi)型轉(zhuǎn)移矩陣如表1所示。
表1 研究區(qū)土地類(lèi)型轉(zhuǎn)移矩陣 單位:km2
1980~2010年,土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)出面積由大到小依次為草地、林地、耕地、水域、城鎮(zhèn)用地和未利用地,轉(zhuǎn)入面積由大到小分別為草地、耕地、林地、城鎮(zhèn)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(lèi)似。2015~2018年,土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)入面積最大的是草地和林地。
1980~2018年,秦嶺地區(qū)的土地利用類(lèi)型變化較小,主要利用類(lèi)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(lèi)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(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值增加205.87×108元,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能增強(qiáng)。林地和草地對(duì)研究區(qū)的ESV貢獻(xiàn)最大,其次是耕地、水域和未利用地,建筑用地對(duì)ESV產(chǎn)生負(fù)面影響。