基于InVEST模型的區(qū)域生境質(zhì)量對(duì)土地覆被變化的響應(yīng)

程愛(ài)國(guó) 程鵬 吳楠

摘 要：基于InVEST模型中的生境質(zhì)量模塊，以合肥市1995年、2005年和2018年土地覆被數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在ArcGIS中進(jìn)行轉(zhuǎn)移矩陣分析、疊加分析、柵格計(jì)算、分區(qū)統(tǒng)計(jì)等，在InVEST模型中進(jìn)行生境質(zhì)量模擬。結(jié)果顯示：（1）23年間減少的土地覆被類(lèi)型是耕地和林地，其中耕地減少量較大，共減少806.06km2;林地減少量較少，共減少3.21km2;其他土地覆被類(lèi)型均有所增加。（2）23年間建設(shè)用地增加迅猛，共增加773.66km2，增加量占2018年建設(shè)用地總面積的38%，增幅達(dá)到61.64%。（3）23年間主要的土地轉(zhuǎn)移是耕地向其他土地覆被類(lèi)型轉(zhuǎn)化和其他土地覆被類(lèi)型向建設(shè)用地轉(zhuǎn)化，其中耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)化了934.19km2。（4）得益于“退耕還林、還草、還湖、還水”政策的實(shí)施，合肥市林地草地面積總量基本保持不變，水域面積持續(xù)增加，水域面積增加區(qū)域主要分布在各大水庫(kù)周邊以及巢湖周邊。（5）23年間合肥市生境質(zhì)量持續(xù)小幅下降，主城區(qū)和各縣（市）主城區(qū)生境質(zhì)量下降明顯。

關(guān)鍵詞：InVEST模型;土地覆被;生境質(zhì)量;合肥市

中圖分類(lèi)號(hào) F301.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）18-0060-07

Response of Regional Habitat Quality to Land Cover Change Based on InVEST Model

——A Case Study of Hefei City

CHENG Aiguo1 et al.

（1Qingshan Township Forestry Station，Dongzhi County，Dongzhi 247200，China）

Abstract：Based on the habitat quality module in the InVEST model，and based on the land cover data of Hefei in 1995，2005 and 2018，the transfer matrix analysis，overlay analysis，grid calculation，zoning statistics and other analysis are carried out in ArcGIS，and the habitat quality simulation is carried out in the InVEST Model.Finally，the following conclusions are obtained：（1） The types of land cover decreased in 23 years are arable land and forest land，of which arable land decreased by 806.06km2 in total and forest land decreased by 3.21km2 in total，and other types of land cover increased.（2） construction land increased rapidly in 23 years，with a total increase of 773.66km2，accounting for 38% of the total construction land area in 2018，with a growth rate of 61.64%.（3） 23 years The main land transfer situation is：arable land to other land cover types and other land cover types to construction land，of which the arable land to construction land has been transformed into 934.19km2.（4） thanks to the implementation of the policy of “returning farmland to forest，grass，lake and water”，the total area of forest land and grassland in Hefei basically remains unchanged，the area of water area continues to increase，and the area of water area increases It is mainly distributed around the major reservoirs and Chaohu Lake.（5） during 23 years，the habitat quality of Hefei city continued to decline slightly，and the habitat quality of the main urban areas and counties（cities） of Hefei city declined significantly。

Key words：InVEST model;Land cover;Habitat quality;Hefei

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，自然資源和環(huán)境狀況整體不容樂(lè)觀，城鎮(zhèn)建設(shè)用地、工礦用地急劇擴(kuò)張，生態(tài)環(huán)境面臨巨大壓力，人類(lèi)活動(dòng)主導(dǎo)的城鎮(zhèn)、工礦用地?cái)U(kuò)張對(duì)生境質(zhì)量的脅迫日趨明顯。生境質(zhì)量是指在一定的時(shí)間和空間中生態(tài)系統(tǒng)提供適宜個(gè)體與種群持續(xù)發(fā)展與生存條件的能力[1-2]，通常可用生境質(zhì)量指數(shù)來(lái)定量化表征。近年來(lái)，基于InVEST模型中的生境質(zhì)量模塊（Habitat Quality）來(lái)研究區(qū)域生境質(zhì)量與土地覆被變化之間的關(guān)系成為研究熱點(diǎn)。陳雅倩等[3]運(yùn)用InVEST模型中的Habitat Quality模塊分析2000年、2007年和2016年河北省唐縣未利用地開(kāi)發(fā)前后的生境質(zhì)量變化情況，為制定合理的土地規(guī)劃以及土地開(kāi)發(fā)工作中的生境及生物多樣性保護(hù)等提供科學(xué)依據(jù)。吳楠等[4]基于InVEST模型，探究了基于土地覆被變化的安徽省生境質(zhì)量時(shí)空演變特征，分析了1995—2018年土地覆被變化趨勢(shì)，得出土地覆被類(lèi)型轉(zhuǎn)移規(guī)律，并系統(tǒng)分析了土地覆被類(lèi)型對(duì)區(qū)域生境質(zhì)量造成的影響，并依據(jù)土地覆被和生境質(zhì)量的變化規(guī)律給出了區(qū)域規(guī)劃合理建議。王治良等[5]基于InVEST Habitat Quality模型和GeoDa軟件，分析了1980—2015年嫩江流域生境質(zhì)量的時(shí)空格局，利用地理探測(cè)器定量探討其影響因素，并基于其成果為嫩江流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)提出合理建議。黃康等[6]基于CA-Markov和InVEST模型，研究福建省福州新區(qū)近15年來(lái)的土地利用變化，并對(duì)未來(lái)15年的變化進(jìn)行預(yù)測(cè)以及對(duì)30年的生境質(zhì)量變化進(jìn)行分析，將預(yù)測(cè)結(jié)果與規(guī)劃形成對(duì)比，為土地利用規(guī)劃提供參考。王燕等[7]運(yùn)用GIS技術(shù)和InVEST模型，基于2005—2015年遙感數(shù)據(jù)對(duì)內(nèi)蒙古巴林右旗生境質(zhì)量變化進(jìn)行分析，結(jié)果表明該區(qū)域生境質(zhì)量整體呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明該區(qū)域生境質(zhì)量總體趨于好轉(zhuǎn)，退耕還林還草工程的實(shí)施對(duì)該地區(qū)生態(tài)恢復(fù)起到了積極的促進(jìn)作用。

合肥市地處安徽省腹地，是安徽省省會(huì)，區(qū)域中心城市，對(duì)外交通便捷，境內(nèi)鐵路、公路、航空、水運(yùn)交通發(fā)達(dá)，形成縱橫交錯(cuò)、四通八達(dá)的立體化交通網(wǎng)絡(luò)，是國(guó)家規(guī)劃建設(shè)中的全國(guó)性綜合交通樞紐。近年來(lái)，合肥城市發(fā)展和擴(kuò)張迅速，對(duì)環(huán)境的影響不可忽視，主要體現(xiàn)在：（1）人口增長(zhǎng)較快，生活垃圾、生活污水等因人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的廢物增加較快;（2）土地覆被變化較大，建設(shè)用地需求量激增，城市周邊耕地、林草地和水域等土地覆被類(lèi)型被不斷擠占;（3）工業(yè)發(fā)展迅猛，工業(yè)企業(yè)污水、廢氣排放量增加，給城市周邊生態(tài)環(huán)境造成不利影響。筆者基于InVEST模型的生境質(zhì)量模塊，結(jié)合ArcGIS軟件，疊加各種保護(hù)地矢量數(shù)據(jù)，設(shè)置相應(yīng)生態(tài)參數(shù)，定量分析合肥市1995—2018年土地覆被變化對(duì)生境質(zhì)量所造成的影響，為合肥市今后的城市生態(tài)規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展決策提供參考。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

1.1 研究區(qū)概況 合肥地處我國(guó)華東地區(qū)、江淮之間（116°41′～117°58′E、30°57′～32°32′N(xiāo)），位于安徽省中部，西接六安市，北連淮南市，東北靠滁州市，東南靠馬鞍山市、蕪湖市，西南鄰安慶市、銅陵市，環(huán)抱巢湖（見(jiàn)圖1），全市國(guó)土面積11445.1km2。合肥市境內(nèi)有丘陵崗地、低山殘丘、低洼平原3種地貌，以丘陵崗地為主，江淮分水嶺自西向東橫貫全境。全市海拔多在15～80m，平均海拔20～40m。主城區(qū)地勢(shì)由西北向東南傾斜，崗沖起伏;西南部屬大別山余脈，層巒疊嶂;海拔最高為境西的牛王寨595m。合肥地處中緯度地帶，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，季風(fēng)明顯，四季分明，氣候溫和，雨量適中。年平均氣溫15.7℃，年平均降水量約1000mm，年日照時(shí)數(shù)約2000h，年平均無(wú)霜期228d，平均相對(duì)濕度為77%。

合肥地表水系較為發(fā)達(dá)，以江淮分水嶺為界，嶺北為淮河水系，嶺南為長(zhǎng)江水系，淮河水系主要有東淝河、沛河、池河等，長(zhǎng)江水系主要有南淝河、派河、豐樂(lè)河、杭埠河、滁河、裕溪河、兆河、柘皋河、白石天河、西河等。境內(nèi)巢湖是中國(guó)5大淡水湖之一，東西長(zhǎng)54.5km，南北寬21km，水域面積770km2，號(hào)稱(chēng)“八百里巢湖”，湖底海拔5m，湖水容量隨水位高程的不同而不同，當(dāng)水位高程達(dá)14m時(shí)，湖水容量為63.7億m3。

截至2019年，全市下轄4個(gè)區(qū)、4個(gè)縣，代管1個(gè)縣級(jí)市，戶(hù)籍人口770.44萬(wàn)人，常住人口818.9萬(wàn)人，常住人口城鎮(zhèn)化率76.33%。2019年，合肥市全年生產(chǎn)總值9409.40億元，按可比價(jià)格計(jì)算，比2018年增長(zhǎng)7.6%。其中，第一產(chǎn)業(yè)增加值291.86億元，增長(zhǎng)1.7%;第二產(chǎn)業(yè)增加值3415.32億元，增長(zhǎng)7.7%;第三產(chǎn)業(yè)增加值5702.22億元，增長(zhǎng)7.8%。按常住人口計(jì)算，人均生產(chǎn)總值為115623元（折合16761美元），比2018年增加8407元[8]。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源 采用1995年、2005年和2018年土地覆被數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：//www.resdc.cn）的中國(guó)土地覆被現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)以美國(guó)陸地衛(wèi)星Landsat TM/ETM+遙感影像數(shù)據(jù)作為主信息源，通過(guò)人工目視解譯獲取，空間分辨率為30m，地理坐標(biāo)系為GCS_Krasovsky_1940，投影坐標(biāo)系采用Albers 正軸等面積割圓錐投影。土地覆被類(lèi)型包括耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地（城鄉(xiāng)、工礦、居民用地）和未利用土地6個(gè)1級(jí)類(lèi)型以及25個(gè)2級(jí)類(lèi)型（見(jiàn)表1）;合肥市境內(nèi)未涉及的地類(lèi)包括：水域中的灘涂和永久性冰川雪地以及未利用地中除裸土地和裸巖石質(zhì)地之外的其他未利用地類(lèi)型。合肥市遙感影像數(shù)據(jù)來(lái)源于2019年谷歌影像。

合肥市各類(lèi)禁止開(kāi)發(fā)區(qū)涉及省級(jí)及以上級(jí)別，共包括4大類(lèi)[9]。禁止開(kāi)發(fā)區(qū)邊界的矢量數(shù)據(jù)來(lái)源于各省直管理部門(mén)。濕地公園、森林公園和地質(zhì)公園邊界來(lái)源于林業(yè)部門(mén)，風(fēng)景名勝區(qū)邊界來(lái)源于住建部門(mén)。各矢量數(shù)據(jù)空間參考與土地覆被數(shù)據(jù)保持一致。在ArcGIS中進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)的地理配準(zhǔn)、裁剪、合并、疊加、屬性表賦值、分類(lèi)以及分區(qū)統(tǒng)計(jì)處理;在InVEST中進(jìn)行模型運(yùn)行，所需參數(shù)來(lái)源于國(guó)內(nèi)外已有研究成果和相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜掖蚍?其他數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及計(jì)算等均在Excel中完成。

1.3 研究方法

1.3.1 土地覆被變化 在ArcGIS軟件中，首先將3期土地覆被數(shù)據(jù)分別進(jìn)行各地物類(lèi)型面積統(tǒng)計(jì)，將各地物類(lèi)型進(jìn)行兩兩作差，計(jì)算出各地物類(lèi)型的面積變化情況;其次，將2期土地覆被數(shù)據(jù)進(jìn)行合并疊加計(jì)算，得出2期土地覆被轉(zhuǎn)移矩陣，利用土地覆被轉(zhuǎn)移矩陣計(jì)算出各土地類(lèi)型相互的轉(zhuǎn)化方向和面積。為進(jìn)一步了解土地覆被動(dòng)態(tài)變化的強(qiáng)度，在此基礎(chǔ)上，采用轉(zhuǎn)移概率矩陣模型[10]，計(jì)算公式如下：

[Pij=Sijj=1nSij] （1）

1.3.2 InVEST生境質(zhì)量模型 InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）是美國(guó)自然資本項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)、用于評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值、支持生態(tài)系統(tǒng)管理和決策的一套模型系統(tǒng)，包括陸地、淡水和海洋3類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估模型[11-12]。目前，自然資本項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)的InVEST模型已在20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的空間規(guī)劃、生態(tài)補(bǔ)償、風(fēng)險(xiǎn)管理、適應(yīng)氣候變化等環(huán)境管理決策中得到廣泛應(yīng)用。InVEST生境質(zhì)量模塊的原理是利用不同土地覆被類(lèi)型的脅迫因子敏感度和外界威脅強(qiáng)度，考慮脅迫因子的影響距離、空間權(quán)重及土地受法律保護(hù)程度等因素，將生境質(zhì)量視為一個(gè)連續(xù)變量，在進(jìn)行評(píng)估時(shí)充分考慮了土地覆被方式和土地覆被格局變化對(duì)生境質(zhì)量的影響，即生境質(zhì)量好的區(qū)域，其生物多樣性水平亦高，生境質(zhì)量差的區(qū)域，其生物多樣性水平則低。具體計(jì)算過(guò)程如下：

[? ? ? ? ?Dxj=r=1Ry=1Yr（wr/r=1Rwr）ryirxyβxSjr] （2）

式中，Dxj為生境類(lèi)型j中x柵格的生境退化度;R為威脅源個(gè)數(shù);Wr為威脅源r的權(quán)重;Yr為威脅源的柵格數(shù);ry為柵格y的脅迫值;βx為威脅源對(duì)柵格x的可達(dá)性（受法律保護(hù)的區(qū)域內(nèi)，0<βx<1，保護(hù)越嚴(yán)，值越小;其余區(qū)域?yàn)?）;Sjr為生境類(lèi)型j對(duì)威脅源r的敏感度;irxy為柵格y的脅迫值ry對(duì)柵格x的脅迫水平，分為線性和指數(shù)2種作用：

線性：[irxy=1-（dxydrmax） ] （3）

指數(shù)：[irxy=exp （-2.99dxydrmax）] （4）

式中，dxy為柵格x與柵格y的直線距離;drmax為威脅源r的最大脅迫距離。

在此基礎(chǔ)上計(jì)算生境質(zhì)量：

[ Qxj=Hj[1-（DzxjDzxj+kz）]]? （5）

式中，Qxj為生境類(lèi)型j中x柵格的生境質(zhì)量指數(shù);Hj為生境類(lèi)型j的生境適宜度，值域?yàn)閇0，1];k 為半飽和常數(shù)，取最大生境退化度（由模型運(yùn)算一次得到）的一半，通常設(shè)為0.5;z為歸一化常量，通常設(shè)為2.5[13]。

本研究利用InVEST 3.6.0版本模型中的生境質(zhì)量模型對(duì)合肥市1995—2018年23年間由于土地覆被變化帶來(lái)的生境質(zhì)量影響進(jìn)行研究和分析，參照相關(guān)領(lǐng)域高校和科研院所專(zhuān)家的研究結(jié)果，將4類(lèi)禁止開(kāi)發(fā)區(qū)疊加后取并集，綜合賦可達(dá)性參數(shù)βx值為0.2。進(jìn)一步對(duì)3期土地覆被數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類(lèi)、柵格轉(zhuǎn)矢量、矢量轉(zhuǎn)柵格、柵格計(jì)算、屬性表賦值等操作，提取目標(biāo)值為1，其他都賦值0，提取出耕地、城鎮(zhèn)用地、工礦用地、農(nóng)村居民點(diǎn)作為InVEST模型影響生境質(zhì)量的威脅源并確定各威脅源的最大脅迫距離、權(quán)重和衰減類(lèi)型（見(jiàn)表2）及不同生境類(lèi)型的適宜度及對(duì)脅迫因子敏感度（見(jiàn)表3）。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地覆被的變化

2.1.1 各地物類(lèi)型面積變化 從各地物類(lèi)型面積占比來(lái)看（表4），1995—2018年占比最多的是耕地，其次是建設(shè)用地，第3是水域，然后依次是林地、草地和未利用地;占比變化中，變化最大的是耕地和建設(shè)用地，23年來(lái)耕地占比減少了7.04%，建設(shè)用地占比增加了6.76%，其他地物類(lèi)型中除了林地外均有所增加;從增幅/降幅看，雖然未利用地占比一直很小，但23年來(lái)其增幅達(dá)到了1404.17%，增幅比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他地物類(lèi)型，其次是建設(shè)用地（61.64%），水域增幅為3%，草地增幅較小（0.38%），林地和耕地出現(xiàn)了降幅，以耕地降幅最大，達(dá)到了9.71%;23年間建設(shè)用地面積增加了近1倍，從1995年的1255.06km2增加到2018年的2028.72km2。

2.1.2 各地物類(lèi)型相互轉(zhuǎn)化 由1995—2018年土地覆被類(lèi)型的轉(zhuǎn)移矩陣分析可知（見(jiàn)表5），主要的轉(zhuǎn)化特征為耕地向其他覆被類(lèi)型尤其是建設(shè)用地轉(zhuǎn)出，其他覆被類(lèi)型（包括耕地）向建設(shè)用地轉(zhuǎn)入。23年間，耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)入面積達(dá)到934.19km2，占到2018年耕地面積的12.46%、建設(shè)用地面積的46.05%，23年來(lái)建設(shè)用地將近50%的面積增加來(lái)自于耕地，同時(shí)還有173.83km2的建設(shè)用地轉(zhuǎn)入為耕地;另外，耕地向水域轉(zhuǎn)化了65.35km2，同時(shí)水域向耕地轉(zhuǎn)化了30.35km2;其他幾種地物類(lèi)型之間的互相轉(zhuǎn)化面積大致相抵。

從空間分布看（見(jiàn)圖2），通過(guò)疊加合肥市鄉(xiāng)鎮(zhèn)矢量數(shù)據(jù)，耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)化廣泛分布于合肥市區(qū)周邊和各個(gè)下轄縣的主城區(qū)周邊，以及各個(gè)區(qū)縣的鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)聚集區(qū)周邊。這主要是因?yàn)槌鞘邪l(fā)展所帶來(lái)的城鎮(zhèn)用地需求量增加，必然要侵占其周邊的其他用地類(lèi)型。耕地向水域轉(zhuǎn)化較為突出的區(qū)域是合肥市區(qū)的大房郢水庫(kù)。該水庫(kù)是人工修建而成，建成后，不僅讓合肥市土地覆被類(lèi)型中的水域范圍得到了大面積增加，而且改善了合肥市的生境質(zhì)量，還徹底解決了合肥北部局部地區(qū)水量不足、水壓不夠的問(wèn)題。其他耕地轉(zhuǎn)水域的區(qū)域大多數(shù)也分布在巢湖及水庫(kù)周邊，比如肥東縣的眾興水庫(kù)和袁河西水庫(kù)、長(zhǎng)豐縣的杜集水庫(kù)、廬江縣的七巧水庫(kù)和肥西的大堰灣水庫(kù)。林地和草地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化零星分布于合肥市區(qū)、肥東縣和巢湖市，總體轉(zhuǎn)化量不大。水域向耕地轉(zhuǎn)化主要分布在長(zhǎng)豐縣中西部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，轉(zhuǎn)換量亦不大。耕地轉(zhuǎn)草地主要分布在合肥市蜀山區(qū)和瑤海區(qū)，如蜀山區(qū)大蜀山、安徽大學(xué)馨苑校區(qū)和新站區(qū)的合肥綜合保稅區(qū)周邊。

2.2 生境質(zhì)量的變化 將歷年的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入InVEST模型中運(yùn)行模擬，得到合肥市1995年、2005年、2018年的生境質(zhì)量分布，計(jì)算各時(shí)期生境質(zhì)量平均值。為直觀展示出各時(shí)期的生境質(zhì)量狀況以及比較各時(shí)期生境質(zhì)量的變化情況，在ArcGIS中將3期生境質(zhì)量分布結(jié)果柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類(lèi)處理，疊加合肥市鄉(xiāng)鎮(zhèn)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)，并用自然斷點(diǎn)法將其分類(lèi)為“優(yōu)”（0.8～1）、“良”（0.6～0.8）、“中”（0.4～0.6）、“較差”（0.2～0.4）和“差”（0～0.2）5個(gè)等級(jí)[14]，統(tǒng)計(jì)各時(shí)期各等級(jí)的占比（見(jiàn)表6）。

2.2.1 生境質(zhì)量等級(jí)的占比 由表6可知，3期（1995年、2005年、2018年）除“差”等外，其他等級(jí)都是逐年下降;2018年較1995年“優(yōu)”等級(jí)下降0.13%，“良”等級(jí)下降0.73%，“中”等級(jí)下降1%，“較差”等級(jí)下降1.81%，“差”等級(jí)23年間增長(zhǎng)3.67%。雖然“較差”等級(jí)減少最多，但并未向好的等級(jí)轉(zhuǎn)化，絕大多數(shù)“較差”等級(jí)轉(zhuǎn)化為了“差”等級(jí)，“中”以上等級(jí)亦向“差”等級(jí)轉(zhuǎn)化。這也直接導(dǎo)致了合肥市23年來(lái)生境質(zhì)量小幅持續(xù)下降，降幅為6.15%。

2.2.2 生境質(zhì)量空間分布的變化 由圖3可知，1995年生境質(zhì)量為“差”等級(jí)僅集中在合肥市中心城區(qū)，廬江縣和巢湖市總體達(dá)到“中”等級(jí)，巢湖周邊區(qū)域以及肥西縣的紫蓬山附近、廬江縣南部達(dá)到“良”及以上等級(jí)，其他區(qū)域多數(shù)為“中”等級(jí)以下;2005年“差”等級(jí)小幅度擴(kuò)大，擴(kuò)大區(qū)域主要集中在合肥市主城區(qū)、肥東縣和巢湖市主城區(qū)，其他區(qū)域等級(jí)基本保持不變，總體變化較小;到了2018年，“差”等級(jí)分布范圍急劇擴(kuò)大，最顯著區(qū)域是合肥市主城區(qū)，較1995年擴(kuò)大了近5倍，其他“差”等級(jí)增加的區(qū)域除了肥東縣和巢湖市主城區(qū)外，還有長(zhǎng)豐縣和肥西縣主城區(qū);23年來(lái)僅廬江縣尚未出現(xiàn)“差”等級(jí)區(qū)域。

通過(guò)將2018年和1995年2期生境質(zhì)量分布柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加相減計(jì)算，得到生境質(zhì)量變化情況，取值-1～1，值越接近1，說(shuō)明該區(qū)域生境質(zhì)量越有改善，反之則越變?cè)讲睢Ｍㄟ^(guò)分析生境質(zhì)量變化發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)區(qū)域保持在基本不變的狀態(tài);巢湖整個(gè)水域以及肥西和廬江靠近巢湖的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、廬江縣西南地區(qū)（即廬江縣柯坦鎮(zhèn)和羅河鎮(zhèn)）、長(zhǎng)豐縣東北部（即長(zhǎng)豐縣杜集鎮(zhèn)）生境質(zhì)量有所改善。究其原因主要包括：（1）安徽省委省政府和合肥市委市政府歷來(lái)高度重視巢湖及其周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境治理，每年都投入大量人力物力用于改善巢湖及其周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，治理的積極效果也逐漸顯現(xiàn);（2）廬江縣柯坦鎮(zhèn)和羅河鎮(zhèn)是重要的礦產(chǎn)資源分布區(qū)，20世紀(jì)60—70年代以來(lái)相關(guān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)粗放開(kāi)采礦產(chǎn)資源導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)環(huán)境有所破壞，但隨著近年來(lái)各級(jí)政府對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視、人民群眾思想的轉(zhuǎn)變以及中央環(huán)保督察工作的大力開(kāi)展，相關(guān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境得以改善，區(qū)域生境質(zhì)量得以提高;（3）長(zhǎng)豐縣杜集鎮(zhèn)屬江淮分水嶺綜合治理重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)[15]，1997年安徽省政府就已經(jīng)開(kāi)始了江淮分水嶺易旱地區(qū)的綜合治理，重點(diǎn)治理水利設(shè)施、農(nóng)村人居、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境，積極治理的成果在區(qū)域生境質(zhì)量改善方面得到了體現(xiàn)。而合肥市蜀山區(qū)、包河區(qū)、廬陽(yáng)區(qū)、新站區(qū)的部分區(qū)域以及肥西縣主城區(qū)、長(zhǎng)豐縣主城區(qū)和西南地區(qū)、肥東縣主城區(qū)、巢湖市主城區(qū)生境質(zhì)量均有所下降。究其原因主要是由于建設(shè)用地急劇擴(kuò)張，侵占了耕地以及生境質(zhì)量較高的林地、草地和水域。另外大量的工業(yè)聚集在這些區(qū)域也是導(dǎo)致其生境質(zhì)量下降的原因之一。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論 （1）1995—2018年合肥市土地覆被變化主要是耕地向其他土地覆被類(lèi)型轉(zhuǎn)化和其他土地覆被類(lèi)型向建設(shè)用地轉(zhuǎn)化。耕地和林地面積持續(xù)減少，耕地面積減少量較大，共減少了806.06km2，占1995年耕地面積的10%;林地面積減少量微小，穩(wěn)定性較好;草地面積略微增加，穩(wěn)定性較好;水域面積增加較多，23年間共增加30km2，且絕大多數(shù)增加的面積由耕地轉(zhuǎn)化而來(lái)，這得益于合肥市“退耕還湖、水”政策的實(shí)施;面積增加最多的是建設(shè)用地，共增加了773.66km2，這是由于合肥市作為安徽省省會(huì)，區(qū)域中心城市，在中部崛起和皖江城市帶承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展以來(lái)，以制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等二三產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)格局吸引了大量人口涌入，2009年以來(lái)合肥市常住人口增加了超過(guò)300萬(wàn)，大量耕地和其他用途土地被用于城鎮(zhèn)建設(shè)用地的開(kāi)發(fā)，工業(yè)聚集區(qū)、居民區(qū)以及商業(yè)用地猛增，這也直接導(dǎo)致了合肥市生境質(zhì)量持續(xù)小幅下降;未利用地23年來(lái)占比微小，在2005年之前占比小于0.001%，到2018年也只有0.03%。

（2）合肥市生境質(zhì)量較高的林地和草地面積比較穩(wěn)定，究其原因可能是合肥市林地和草地主要分布在大小蜀山、紫蓬山、岱山和巢湖周邊以及廬江縣南部等區(qū)域，大小蜀山、紫蓬山、岱山和巢湖周邊一直以來(lái)都是合肥市生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域，林地和草地得到了比較好的保護(hù)，而廬江縣南部區(qū)域的林地分布區(qū)距離城市主城區(qū)較遠(yuǎn)，且有“退耕還林、還草”的政策保障。另一個(gè)生境質(zhì)量較高的土地覆被類(lèi)型—水域面積的增加主要得益于合肥市重大民生工程大房郢水庫(kù)工程的實(shí)施，環(huán)巢湖周邊水環(huán)境治理工程的實(shí)施以及“退耕還湖、水”政策的落實(shí)。

（3）1995—2018年合肥市生境質(zhì)量指數(shù)一直處于“中”等級(jí)，且持續(xù)小幅下降，合肥市主城區(qū)以及各區(qū)縣主城區(qū)的生境質(zhì)量下降較為明顯，其中以合肥市主城區(qū)下降趨勢(shì)尤為突出;建設(shè)用地作為影響生境質(zhì)量最為重要的土地覆被類(lèi)型，其面積持續(xù)大幅度的增加是合肥市生境質(zhì)量下降的主要原因，但得益于生境質(zhì)量較高的林地和草地面積的穩(wěn)定以及水域面積的增加，在一定程度上遏制了合肥市生境質(zhì)量的下降趨勢(shì)。

3.2 討論 合肥市生境質(zhì)量總體不高，一方面是受到其自然稟賦的制約，另一方面是作為省會(huì)城市的城鎮(zhèn)建設(shè)擴(kuò)張對(duì)區(qū)域生境質(zhì)量造成的不利影響。今后合肥市應(yīng)當(dāng)結(jié)合國(guó)土空間規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等進(jìn)行合理的建設(shè)用地和生態(tài)用地的配比，提高建設(shè)用地使用效率，逐年提高林地、草地和水域面積占比;在礦產(chǎn)資源較為豐富的巢湖市和廬江縣要加強(qiáng)日常監(jiān)管[16-17]，合理配置礦區(qū)開(kāi)采，做好生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施，嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線，將遙感監(jiān)測(cè)與地面核查相結(jié)合，提高生態(tài)環(huán)境保護(hù)監(jiān)管效率，增加監(jiān)管手段，做好山水林田湖草的日常監(jiān)測(cè)，在兼顧城市發(fā)展的同時(shí)保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，逐步提高區(qū)域生境質(zhì)量。

InVEST模型提供了基于柵格數(shù)據(jù)的分布式生境質(zhì)量快速模擬方法框架，本研究?jī)H聚焦于生境質(zhì)量對(duì)土地覆被變化單一要素的響應(yīng)，且威脅源種類(lèi)較少，對(duì)于各種生境脅迫的內(nèi)在機(jī)制研究也較為滯后，導(dǎo)致合肥市域的生境質(zhì)量定量分析結(jié)論具有一定的局限性。下一步可結(jié)合水土保持、生態(tài)保護(hù)紅線、NPP等因素，對(duì)區(qū)域生境質(zhì)量進(jìn)行更加全面合理的評(píng)價(jià)。

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（責(zé)編：徐世紅）