關(guān)鍵詞:土地利用類型;產(chǎn)水深度;產(chǎn)水服務(wù)價(jià)值;PLUS模型;InVEST模型;中部干旱帶中圖分類號(hào):S157 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.3969/j. issn. 1000-0941.2025.06.023引用格式:.中部干旱帶土地利用轉(zhuǎn)化對(duì)產(chǎn)水服務(wù)價(jià)值的影響分析[J].中國(guó)水土保持,2025(6) :82-88.
土地作為人類生產(chǎn)生活的現(xiàn)實(shí)載體,是進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)必需的物質(zhì)條件和自然基礎(chǔ),也是經(jīng)濟(jì)改革發(fā)展、資源環(huán)境管理調(diào)控的關(guān)鍵[1]?,F(xiàn)階段土地利用的突出矛盾是土地利用轉(zhuǎn)化與糧食安全、生態(tài)安全之間的矛盾,特別是干旱生態(tài)脆弱區(qū)以生態(tài)恢復(fù)與治理為主要功能,當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)的完整性受到破壞、生態(tài)環(huán)境逐漸由自然狀態(tài)轉(zhuǎn)化為人為狀態(tài)時(shí),區(qū)域生態(tài)安全就會(huì)受到威脅[2-4]。土地利用類型直接關(guān)系著生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能及生態(tài)安全,因此基于生態(tài)系統(tǒng)和人類福祉的土地利用類型變化、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值等研究受到學(xué)者們的重點(diǎn)關(guān)注[5]。我國(guó)內(nèi)陸干旱及半干旱區(qū)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)博弈突出,生態(tài)壓力與生態(tài)效應(yīng)大,解決其土地資源與生態(tài)服務(wù)價(jià)值可持續(xù)性維系的問(wèn)題,是生態(tài)文明與人地共生的前提,而有效產(chǎn)水量不足是制約內(nèi)陸干旱及半干旱地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的根本原因[。產(chǎn)水服務(wù)作為生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)中的一項(xiàng)重要組成部分,其合理性評(píng)估對(duì)改善區(qū)域水資源管理具有重要作用。
土地利用轉(zhuǎn)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)的演進(jìn)過(guò)程,包括顯性與隱性形態(tài)在時(shí)空范圍內(nèi)的同時(shí)變動(dòng)[7]。產(chǎn)水情況作為土地利用轉(zhuǎn)化隱性形態(tài)產(chǎn)出之一,其依賴于土地顯性形態(tài)的變化。王玉純等[8在對(duì)石羊河流域的研究中指出,土地變動(dòng)會(huì)對(duì)產(chǎn)水服務(wù)能力造成較大影響,如林地蒸散量與耕地相比較大,因而“退耕還林”
會(huì)造成產(chǎn)水服務(wù)的衰退;張維琛等[9在以內(nèi)蒙古塔布河流域?yàn)槔难芯恐羞M(jìn)一步指出,不同地形與氣候?qū)Ξa(chǎn)水服務(wù)產(chǎn)生主要影響,而不同土地利用方式會(huì)影響地區(qū)水土保持和水資源供應(yīng),進(jìn)而對(duì)產(chǎn)水服務(wù)造成影響;丁菊等[0]則以黃河流域?yàn)檠芯繉?duì)象,指出人類活動(dòng)強(qiáng)度的增加會(huì)抑制產(chǎn)水服務(wù)的供給。
作為國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)和多民族聚居區(qū),經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定、生態(tài)建設(shè)多維任務(wù)交織,其土地利用選擇直接決定著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量與生態(tài)保護(hù)效果。特別是中部干旱帶生態(tài)極其脆弱,如何結(jié)合區(qū)域資源稟賦實(shí)現(xiàn)“治脆”與“防脆”相結(jié)合,提升內(nèi)在韌性,是高質(zhì)量發(fā)展與生態(tài)保護(hù)先行示范區(qū)建設(shè)、干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)亟待解決的問(wèn)題。水、土是干旱區(qū)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸資源,為滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)治理的雙重任務(wù)要求,給土地利用的權(quán)衡選擇及政策制定提供有力支撐,本研究以中部干旱帶四縣(區(qū))作為研究單元,分析近20a土地利用類型的變動(dòng),利用In-VEST模型對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值中的產(chǎn)水服務(wù)價(jià)值作評(píng)價(jià),并進(jìn)一步結(jié)合PLUS模型對(duì)未來(lái)的土地利用格局、產(chǎn)水服務(wù)價(jià)值進(jìn)行模擬。
1材料與方法
1. 1 研究區(qū)概況
中部干旱帶( 36°54′~38°23′N , 104°17′~ 107°39′E )處于黃土高原和青藏高原的交會(huì)地帶,海拔 1212~2951m ,包括鹽池縣、同心縣、紅寺堡區(qū)、海原縣、中寧縣山區(qū)、沙坡頭區(qū)山區(qū)、原州區(qū)北部、西吉縣西部等區(qū)域。區(qū)內(nèi)水資源短缺,呈干旱半干旱氣候特征,2000—2020年不同地點(diǎn)年均降水量 200~400 mm ,蒸發(fā)量大于 2000mm ,降水少、蒸發(fā)量大、水土流失嚴(yán)重,生態(tài)脆弱。2020年研究區(qū)人均生產(chǎn)總值為3.37萬(wàn)元(同期全區(qū)人均生產(chǎn)總值為5.5萬(wàn)元),經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá),是生態(tài)與經(jīng)濟(jì)博弈突出的區(qū)域。本研究選擇完全屬于中部干旱帶的行政單元海原縣、同心縣、紅寺堡區(qū)、鹽池縣作為研究區(qū)域,土地面積為22185.54km2 。研究區(qū)概況見(jiàn)圖1。
1.2 研究方法
1.2.1土地利用類型動(dòng)態(tài)度
土地利用類型動(dòng)態(tài)度表達(dá)了一定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用類型的變化,分為單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用類型動(dòng)態(tài)度[11]。公式分別為
式中: Y 為單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度; Xb?Xa 分別為研究期末、初某類土地利用類型的面積,單位 km2;T 為研究時(shí)長(zhǎng),單位 a;C 為綜合土地利用類型動(dòng)態(tài)度; Lk
為研究初期第 k 類土地利用類型的面積,單位 km2 :Lk-g 為研究期內(nèi)第 k 類土地轉(zhuǎn)化為第 g 類土地利用類型面積的絕對(duì)值,單位 km2 。
1. 2.2 PLUS模型
PLUS模型是基于柵格數(shù)據(jù),挖掘土地利用類型擴(kuò)張的驅(qū)動(dòng)因素,最終實(shí)現(xiàn)土地利用類型模擬及預(yù)測(cè)的模型[12-15]??紤]數(shù)據(jù)的可獲得性、相關(guān)性和差異性,借鑒已有研究基礎(chǔ)[16-17],本研究從自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)、交通條件篩選土地利用類型轉(zhuǎn)化的驅(qū)動(dòng)因子,包括高程、坡度、氣溫、降水量、GDP、人口密度、距一級(jí)道路距離、距二級(jí)道路距離、距三級(jí)道路距離、距鐵路距離共10個(gè)因子。模型中需要對(duì)鄰域權(quán)重做出設(shè)定,鄰域權(quán)重會(huì)直接影響不同土地利用類型間的相互轉(zhuǎn)換過(guò)程,其值越大表明該土地利用類型變動(dòng)的概率越大。依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[18-20]以及多次精度試驗(yàn),結(jié)合現(xiàn)有研究及干旱帶實(shí)際情況對(duì)參數(shù)做出調(diào)整,確定耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地鄰域權(quán)重分別為 0.360,0.027,0.180,0.034,0.300,0.067 0
1.2.3 產(chǎn)水量測(cè)算
利用 InVEST 模型中的產(chǎn)水量模塊計(jì)算土地利用產(chǎn)水深度[21-22],公式為
Yxj=Px-ETAxj
ωx=ZAx/Px
Ax=min(Dmax,Droot)Wx
Wx=54.509-0.132msAN-0.003msAN2-0.055msIL-0.006msIL2-0.738mcLA+0. 007mCLA 2- 2.668mC+ 0.501mC 2
式中: Yxj 為 j 類土地利用類型柵格 x 的產(chǎn)水深度,單位mm ETAxj 為 j 類土地利用類型柵格 x 的實(shí)際年蒸散量,單位 mm;Px 為柵格 x 的年降水量,單位 mm;ωx 為表達(dá)氣候與土壤屬性關(guān)系的非物理參數(shù); Rxj 為Budy-ko 干燥指數(shù),定義為潛在蒸散發(fā)與降水量之比; Z 為Zhang系數(shù),代表降水季節(jié)性特點(diǎn)的常數(shù),結(jié)合2020年水資源公報(bào),設(shè)置為 3.4;Ax 為柵格 x 植被有效利用含水量,單位 mm;Dmax 為最大土壤深度,單位mm;Droot 為根系深度,單位 mm;Wx 為柵格 x 植被可利用水含量; mSAN?mSIL?mCLA?mC 分別為砂粒、粉粒、黏粒和有機(jī)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
1.2.4 數(shù)據(jù)來(lái)源及預(yù)處理
本研究中應(yīng)用的DEM數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心,氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心,土壤類型數(shù)據(jù)來(lái)源于LandsatTM遙感影像解譯,土壤根系深度數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)土壤數(shù)據(jù)庫(kù);其余土壤數(shù)據(jù)來(lái)源于世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)(HSWD)。部分缺失數(shù)據(jù)采用鄰域均值進(jìn)行插補(bǔ)獲取。
2 結(jié)果與分析
2.1土地利用類型空間特征
2.1.1 土地利用類型分析
中部四縣(區(qū))2000年、2010年、2020年土地利用數(shù)據(jù)見(jiàn)圖2。由圖2可知,中部干旱帶四縣(區(qū))主要土地利用類型為草地和耕地,而未利用地、林地、建設(shè)用地和水域相對(duì)較少。耕地集中分布于清水河沿線以及南部降水較多的黃土高原地區(qū),林地主要分布在中部大羅山、南部六盤山和米缸山,草地廣泛分布于研究區(qū),建設(shè)用地集中于城鎮(zhèn),未利用地主要分布在中部干旱地區(qū)的山區(qū)。紅寺堡區(qū)耕地、水域面積增加,林地、草地面積減少;同心縣林地、水域面積增加,耕地、草地面積變動(dòng)較小;鹽池縣耕地、林地、水域面積較穩(wěn)定,草地面積減少;海原縣耕地、林地、草地面積較為穩(wěn)定,水域面積減少
使用OriginPro軟件繪制2000—2020年研究區(qū)土地轉(zhuǎn)移矩陣?;鶊D,見(jiàn)圖3。由圖3可知,2000—2020年耕地面積增加,林地面積先減少后增加,草地面積不斷減少;草地轉(zhuǎn)出量最高,且轉(zhuǎn)出量大于轉(zhuǎn)入量,是耕地、建設(shè)用地以及林地面積增加的主要來(lái)源;耕地轉(zhuǎn)出量次之,轉(zhuǎn)入量大于轉(zhuǎn)出量,大多轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地和林地。
2.1.2 土地利用轉(zhuǎn)化強(qiáng)度
表1為2000—2020年研究區(qū)各類土地利用類型變動(dòng)情況。由表1可知,2000—2020年研究區(qū)綜合土地利用轉(zhuǎn)化強(qiáng)度逐漸上升,尤其后期土地利用轉(zhuǎn)化強(qiáng)度較為劇烈,這與建設(shè)用地變化有較高的一致性,主要是受到人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。建設(shè)用地面積變化最強(qiáng)烈,且呈顯著增加趨勢(shì);耕地、未利用地也隨著生態(tài)保護(hù)政策的實(shí)施,面積小幅度增加;草地、林地、水域面積20a來(lái)呈減少趨勢(shì)
2.2土地利用變化的產(chǎn)水服務(wù)價(jià)值變化特征
2.2.1中部干旱帶產(chǎn)水特征分析
土地利用的產(chǎn)水服務(wù)價(jià)值是基于Budyko曲線和年均降水量進(jìn)行評(píng)估的。本研究通過(guò)InVEST模型對(duì)研究區(qū)土地利用類型的單位面積產(chǎn)水深度進(jìn)行測(cè)算(見(jiàn)圖4),結(jié)果表明:
1)整體上,研究區(qū)20a間產(chǎn)水總量、平均產(chǎn)水深度均大幅提升,且前10a增幅大于后 10a ,產(chǎn)水總量由2000年的1.77億 m3 增加到2020年的7.07億m3 ,平均產(chǎn)水深度由2000 年的 9.59mm 增加到2020年的 38.36mm ??臻g上柵格單元產(chǎn)水深度由“西高東低”逐漸向“東高西低\"轉(zhuǎn)變。
2)空間上,2000年高值區(qū)集中于海原縣以及紅寺堡區(qū)、同心縣交界的局部區(qū)域,高值區(qū)較少,整體產(chǎn)水深度以中低值為主;2010年高值區(qū)域明顯擴(kuò)大,呈現(xiàn)由原有高值區(qū)向四周擴(kuò)張的趨勢(shì),東部地區(qū)產(chǎn)水顯著提升;2020年高值區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)張,以紅寺堡區(qū)及鹽池縣為主要擴(kuò)張區(qū)域。蒸散量大于降水量是影響區(qū)域產(chǎn)水量的關(guān)鍵因素,因此要強(qiáng)化高效利用、保護(hù)、管理水資源,農(nóng)業(yè)方面要強(qiáng)化高效率用水,林草業(yè)要加大投入強(qiáng)化林草業(yè)建設(shè)與保護(hù),加強(qiáng)土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)協(xié)同發(fā)展。
2.2.2產(chǎn)水強(qiáng)度變化
20a間研究區(qū)產(chǎn)水量呈增加趨勢(shì),2000—2010年變化較為劇烈,多數(shù)地區(qū)產(chǎn)水量有顯著的提升;2010—2020年產(chǎn)水量變化較為顯著的區(qū)域集中于鹽池縣西部。年均產(chǎn)水深度與產(chǎn)水總量均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),產(chǎn)水深度最大的為2020年海原縣的 48.87mm ,同時(shí)其產(chǎn)水量達(dá)到最高為2.67億 m3 。年均產(chǎn)水深度依次為海原縣( (36.63mm) gt; 同心縣( 25.38mm ) gt; 鹽池縣(24.38mm ) gt; 紅寺堡區(qū)( 14.26mm 。
2.2.3不同土地利用類型的產(chǎn)水能力分析
產(chǎn)水服務(wù)特征與土地利用類型密切相關(guān),各土地利用類型的產(chǎn)水總量與平均產(chǎn)水深度見(jiàn)表2。由表2可知,不同年份各土地利用類型平均產(chǎn)水深度大小關(guān)系均為:建設(shè)用地gt;未利用地 gt; 耕地 gt; 草地 gt; 林地。原因在于城市化增加了不透水面面積,降水入滲少,產(chǎn)水深度有所提升;林地、耕地、草地產(chǎn)水深度較低的原因,一方面在于植物蒸騰作用,另一方面在于對(duì)地表徑流具有攔蓄作用。
2.3土地利用類型轉(zhuǎn)化的驅(qū)動(dòng)因素探測(cè)
基于土地利用類型轉(zhuǎn)化格局與強(qiáng)度,對(duì)土地利用轉(zhuǎn)化驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析,采取用地?cái)U(kuò)張分析策略(LEAS)求得數(shù)據(jù),結(jié)果表明:耕地轉(zhuǎn)化擴(kuò)張主要驅(qū)動(dòng)因子數(shù)值大小關(guān)系為人口密度(0.181) gt; 降水量(0.128) gt; 地區(qū)生產(chǎn)總值(0.125);林地?cái)U(kuò)張主要驅(qū)動(dòng)因子數(shù)值大小關(guān)系為高程 (0.272)gt; 氣溫 (0.194)gt; 人口密度(0.107);草地轉(zhuǎn)化擴(kuò)張主要驅(qū)動(dòng)因子數(shù)值大小關(guān)系為人口密度(0.145) gt; 坡度(0.137) gt; 降水量(0.130);水域轉(zhuǎn)化擴(kuò)張主要驅(qū)動(dòng)因子數(shù)值大小關(guān)系為坡度 (0.392)gt; 高程 (0.216)gt; 氣溫(0.084);建設(shè)用地轉(zhuǎn)化擴(kuò)張主要驅(qū)動(dòng)因子數(shù)值大小關(guān)系為人口密度(0.221) gt; 坡度 (0.148)gt; 距三級(jí)道路距離(0.108);未利用地轉(zhuǎn)化擴(kuò)張主要驅(qū)動(dòng)因子數(shù)值大小關(guān)系為GDP(0.157) gt; 坡度 (0.140)gt; 降水(0.139)。社會(huì)因子中人口的影響占主要地位,自然因子中以降水量、坡度和氣溫為主要因子。耕地、建設(shè)用地、草地三類土地?cái)U(kuò)張的最大驅(qū)動(dòng)因子均為人口密度。
2.4土地利用類型及產(chǎn)水服務(wù)價(jià)值模擬預(yù)測(cè)
2.4.1土地利用類型轉(zhuǎn)化模擬預(yù)測(cè)
結(jié)合元胞自動(dòng)機(jī)與基于閥值遞減機(jī)制的多類型隨機(jī)斑塊種子的CA模型預(yù)測(cè)模擬。利用2000年、2010年土地利用類型數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè),以2020年數(shù)據(jù)進(jìn)行精度檢驗(yàn)。結(jié)果表明Kappa系數(shù)為0.82(大于0.75),總體精度為 88% ,研究區(qū)模擬效果理想,表明PLUS模型可用于研究區(qū)土地利用類型轉(zhuǎn)化預(yù)測(cè)研究。以此對(duì)2030年土地利用進(jìn)行模擬預(yù)測(cè),結(jié)果見(jiàn)圖5。
由圖5可知,未來(lái)中部干旱帶各土地利用類型間面積轉(zhuǎn)化仍較為劇烈,耕地、水域、建設(shè)用地進(jìn)一步擴(kuò)張,建設(shè)用地增長(zhǎng)幅度繼續(xù)提高,林地、草地、未利用地有所減少。轉(zhuǎn)化方向上草地仍為最大的轉(zhuǎn)出方,轉(zhuǎn)出大于轉(zhuǎn)入,土地凈轉(zhuǎn)出最大,是耕地、水域、建設(shè)用地的主要來(lái)源;耕地轉(zhuǎn)出其次,轉(zhuǎn)入大于轉(zhuǎn)出,土地凈轉(zhuǎn)入;水域轉(zhuǎn)出最少,轉(zhuǎn)入面積大于轉(zhuǎn)出面積;建設(shè)用地為最大的轉(zhuǎn)入方,轉(zhuǎn)入面積呈現(xiàn)顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì),土地凈轉(zhuǎn)入最大;林地、未利用地轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出基本持平,變化相對(duì)較小。
2.4.2土地利用的產(chǎn)水服務(wù)價(jià)值模擬預(yù)測(cè)
假定其他條件不變,根據(jù)PLUS模型預(yù)測(cè)得到的研究區(qū)2030年土地利用數(shù)據(jù),模擬預(yù)測(cè)2030年的產(chǎn)水服務(wù),并分析探討其變化規(guī)律。
基于2030年土地利用類型的年產(chǎn)水深度預(yù)測(cè)顯示(見(jiàn)圖6),2030年研究區(qū)土地利用的產(chǎn)水服務(wù)量為7.33億 m3 ,較2020年增大 3.6% ,平均產(chǎn)水深度為39.77mm ??臻g上低值區(qū)明顯縮減,高值區(qū)占比擴(kuò)大。產(chǎn)水深度明顯變化的區(qū)域集中在鹽池縣,以及鹽池縣、紅寺堡區(qū)、同心縣三縣(區(qū))的交界地帶
3 結(jié)論與討論
3.1 結(jié)論
通過(guò)對(duì)2000—2020年中部干旱帶四縣(區(qū))土地利用轉(zhuǎn)化及產(chǎn)水深度變化特征、驅(qū)動(dòng)因素分析,對(duì)未來(lái)10a發(fā)展進(jìn)行模擬,得出以下結(jié)論:
1)20a間年中部干旱帶草地、林地、水域減少,耕地、建設(shè)用地、未利用地增加;土地利用類型轉(zhuǎn)化主要集中于林地、草地變化為耕地,耕地變化為建設(shè)用地,研究期后 10a 內(nèi)轉(zhuǎn)化強(qiáng)度較劇烈。
2)20a間整體產(chǎn)水服務(wù)能力增強(qiáng),前10a增幅高于后 10a ??臻g上產(chǎn)水高值區(qū)域向北擴(kuò)張,低值區(qū)逐漸減少;產(chǎn)水深度與土地利用類型密切相關(guān),大小關(guān)系為建設(shè)用地 gt; 未利用地 gt; 耕地 gt; 草地 gt; 林地
3)模擬預(yù)測(cè)顯示,2030年建設(shè)用地進(jìn)一步擴(kuò)張,主要驅(qū)動(dòng)因子是人口密度,草地為轉(zhuǎn)出方,建設(shè)用地為轉(zhuǎn)入方;基于2030年土地利用類型預(yù)測(cè)的年產(chǎn)水量為7.33億 m3 ,平均產(chǎn)水深度為 39.77mm 。
4)人口密度增加、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張,不透水面面積增加造成產(chǎn)水深度加大。產(chǎn)水量在受到降雨與蒸散直接影響的同時(shí),還受到植被覆蓋類型及程度的影響,植被覆蓋度與區(qū)域生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)密切相關(guān)。中部干旱帶產(chǎn)水深度的增加源于不透水面的擴(kuò)張,是對(duì)降雨等自然資源過(guò)多依賴的表現(xiàn),為進(jìn)一步降低這種依賴性,需要協(xié)同土地利用類型、加強(qiáng)林地草地的恢復(fù)治理、推進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的高質(zhì)量運(yùn)行
3.2 討論
中部干旱帶生態(tài)環(huán)境極其脆弱,承擔(dān)著生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展及易地搬遷移民穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展的多維任務(wù),資源環(huán)境是掣肘。如何合理配置土地資源、提升土地轉(zhuǎn)化的生態(tài)服務(wù)價(jià)值,降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)自然資源的依賴性,實(shí)現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)共贏,是干旱生態(tài)脆弱區(qū)亟待解決的問(wèn)題。高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施,使得耕地的數(shù)量和質(zhì)量得到提高;建設(shè)用地呈轉(zhuǎn)入增長(zhǎng)趨勢(shì),轉(zhuǎn)入大于轉(zhuǎn)出,說(shuō)明土地利用中建設(shè)用地的擴(kuò)張轉(zhuǎn)化面積較多,其原因一方面是公共服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的完善,另一方面是城鎮(zhèn)化建設(shè)對(duì)土地需求的增加。林地面積先減后增,退耕還林、天然林保護(hù)計(jì)劃等效果初現(xiàn)。2000—2020年,中部干旱帶水域產(chǎn)水深度為0,這與劉嬌等[23]對(duì)金沙江干熱河谷地區(qū)的研究結(jié)果相一致,主要原因在于區(qū)域蒸散量遠(yuǎn)高于降水量,相關(guān)產(chǎn)水服務(wù)結(jié)論與楊潔等[24]、徐銘璟等[25]對(duì)黃河流域的研究結(jié)論相同,與和娟等[2對(duì)生態(tài)脆弱區(qū)的汾河源頭及彭立等[27]對(duì)四川盆地的研究結(jié)果相似。
結(jié)合中部干旱帶的實(shí)證提出以下建議:一是增強(qiáng)人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地資源需求適配性,兼顧生態(tài)系統(tǒng)供容及維育能力。經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)與集聚帶來(lái)的生產(chǎn)、生活對(duì)土地新的需求,土地利用類型顯性轉(zhuǎn)化的同時(shí)往往對(duì)生態(tài)系統(tǒng)維持自我更新與發(fā)展的能力帶來(lái)壓力,干旱區(qū)耕地轉(zhuǎn)化的數(shù)量與質(zhì)量應(yīng)以生態(tài)系統(tǒng)的供容、維育能力為前提。二是干旱區(qū)需以高質(zhì)量發(fā)展與生態(tài)保護(hù)為核心,強(qiáng)化土地利用長(zhǎng)期規(guī)劃,權(quán)衡多維功能。高質(zhì)量發(fā)展與生態(tài)保護(hù)是干旱區(qū)的重要任務(wù),生態(tài)治理與保護(hù)是其核心內(nèi)容,需要加強(qiáng)土地利用長(zhǎng)期規(guī)劃、權(quán)衡,發(fā)揮各類土地的多維功能。人口密度是耕地、建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的主要驅(qū)動(dòng)因子,要滿足人口和城市發(fā)展土地需求,就需要加強(qiáng)土地利用規(guī)劃,重視干旱區(qū)的生態(tài)價(jià)值,加強(qiáng)管控提升其生態(tài)服務(wù)水平。三是加強(qiáng)土地整治,提高資源利用率,發(fā)掘土地資源價(jià)值。進(jìn)一步加大土地的生態(tài)改良投入,利用科技創(chuàng)新對(duì)土地資源進(jìn)行改良、整治,提高土地資源的利用率,發(fā)掘土地資源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值、生態(tài)服務(wù)價(jià)值。四是提升生態(tài)恢復(fù)治理水平、加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與管控,實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與協(xié)同。自然資源的豐度取決于良好的生態(tài)系統(tǒng),而自然資源的利用受人類干擾的強(qiáng)度直接影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此,要加強(qiáng)生態(tài)恢復(fù)治理,提升資源質(zhì)量,同時(shí)協(xié)調(diào)人地關(guān)系,加強(qiáng)資源利用與管理的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與管控,完善資源開(kāi)發(fā)利用的響應(yīng)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與協(xié)同性。
本研究基于研究區(qū)土地利用類型,研究其對(duì)產(chǎn)水服務(wù)價(jià)值的影響,為后續(xù)土地利用規(guī)劃提供可能的借鑒。但是,一方面隨社會(huì)生活的快速發(fā)展,相關(guān)要素都處于動(dòng)態(tài)變化當(dāng)中,本研究中未能充分考察相鄰年份對(duì)于研究時(shí)段的影響,結(jié)果可能存在一定的偏差;另一方面受制于模型自身的局限性,可能無(wú)法準(zhǔn)確模擬復(fù)雜的水文過(guò)程或人類活動(dòng)對(duì)產(chǎn)水量的影響。因此,在未來(lái)的研究中可以進(jìn)一步完善,進(jìn)行更為深入的探討。
參考文獻(xiàn):
[1]郭健斌,張英,張志偉,等.基于地理探測(cè)器的藏東南高山峽谷區(qū)土地利用類型變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制:以西藏林芝市為例[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2023,28(4):210-226.
[2]王兆峰,張先甜.中國(guó)人一地一糧復(fù)合系統(tǒng)適配性評(píng)價(jià)及影響[J].地理學(xué)報(bào),2024,79(3):779-799.
[3]劉焱序,傅伯杰,王帥,等.旱區(qū)人地耦合系統(tǒng)水-糧食-生態(tài)關(guān)聯(lián)研究述評(píng)[J].地理研究,2021,40(2):541-555.
[4]楊亮潔,楊海楠,楊永春,等.基于耦合協(xié)調(diào)度模型的河西走廊生態(tài)環(huán)境質(zhì)量時(shí)空格局演化[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境,2020,30(1):102-112.
[5]劉生龍,張曉明.數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施與糧食生產(chǎn):基于深度學(xué)習(xí)的實(shí)證證據(jù)[J].數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究,2024,41(7):155-176
[6]高雅玉,宋玉,趙廷紅,等.馬蓮河下游產(chǎn)水量時(shí)空演變特征[J].干旱區(qū)研究,2024,41(5):776-787.
[7]龍花樓.論土地利用轉(zhuǎn)化與鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)型發(fā)展[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2012,31(2):131-138.
[8]王玉純,趙軍,付杰文.退耕還林還草工程對(duì)干旱區(qū)內(nèi)陸河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響[J].生態(tài)科學(xué),2021,40(6):56-66.
[9]張維琛,王惺琪,王博杰.塔布河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)時(shí)空格局及影響因素分析[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2024,33(7):1142-1152.
[10]丁菊,柳西波,何凱.黃河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡協(xié)同及其與人類活動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)性研究[J].水利水電技術(shù)(中英文),2023,54(7):171-182.
[11]韓會(huì)然,楊成鳳,宋金平.北京市土地利用類型變化特征及驅(qū)動(dòng)機(jī)制[J].經(jīng)濟(jì)地理,2015,35(5):148-154,197.
[12]肖義發(fā).耦合PLUS-InVEST模型的海南熱帶雨林國(guó)家公園碳儲(chǔ)量時(shí)空演變與預(yù)測(cè)[J].水土保持通報(bào),2024,44(5):305-314.
[13]劉珂,蔡海生,張學(xué)玲.協(xié)調(diào)發(fā)展視角下大南昌都市圈城市增長(zhǎng)邊界的劃定[J].地理與地理信息科學(xué),2024,40(2):37-43.
[14]王子堯,孟露,李,等.低碳發(fā)展背景下北京市土地利用類型與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)多情景模擬研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2023,43(9) :3571-3581.
[15]丁岳,王柳柱,桂峰,等.基于InVEST模型和PLUS模型的環(huán)杭州灣生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量[J].環(huán)境科學(xué),2023,44(6):3343-3352.
[16]杜懷玉,俞金鳳,張媛,等.石羊河流域多情景土地利用優(yōu)化及碳儲(chǔ)量評(píng)估[J].環(huán)境科學(xué),2024,45(7):4164-4176.
[17]田梓祎,高凡,何兵,等.1990—2020年塔里木河流域土地利用類型變化及其對(duì)碳儲(chǔ)量的影響[J].環(huán)境科學(xué),2024,45(11) :6514-6526.
[18]解銘威,周慧獲,陳聳,等.市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估及多情景模擬[J].水土保持研究,2025,32(1):294-304.
[19]卿苗,趙軍,馮超,等.1980—2030年石羊河流域生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)存服務(wù)對(duì)土地利用變化的響應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2022,42(23) :9525-9536.
[20]許靜,廖星凱,甘崎旭,等.耦合GMOP與FLUS模型的黃河流域甘肅段生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)測(cè)[J].生態(tài)學(xué)雜志,2024,43(5) :1498-1508.
[21]趙亞茹,周俊菊,雷莉,等.基于InVEST模型的石羊河上游產(chǎn)水量驅(qū)動(dòng)因素識(shí)別[J].生態(tài)學(xué)雜志,2019,38(12):3789-3799.
[22]薛健,李宗省,陳雪嬌,等.2000—2020年河西地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能時(shí)空變化與影響因素分析[J].環(huán)境生態(tài)學(xué),2023,5(7) :1-12.
[23]劉嬌,郎學(xué)東,蘇建榮,等.基于InVEST模型的金沙江流域干熱河谷區(qū)水源涵養(yǎng)功能評(píng)估[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2021,41(20):8099-8111.
[24]楊潔,謝保鵬,張德罡.基于InVEST模型的黃河流域產(chǎn)水量時(shí)空變化及其對(duì)降水和土地利用變化的響應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2020,31(8):2731-2739.
[25]徐銘璟,馮強(qiáng),呂萌.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡及其影響因素:以黃河流域山西段為例[J].干旱區(qū)研究,2024,41(3):467-479.
[26]和娟,師學(xué)義,付揚(yáng)軍.基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的汾河源頭區(qū)域生態(tài)安全格局優(yōu)化[J].自然資源學(xué)報(bào),2020,35(4):814-825.
[27]彭立,鄧偉,黃佩,等.四川盆地多重生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)景觀指數(shù)評(píng)價(jià)與服務(wù)簇識(shí)別[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2021,41(23):9328-9340.
(責(zé)任編輯 楊傲秋)