不同影響因素對鄱陽湖流域生境質(zhì)量變化特征分析

傅 春，王樂志，鄧俊鵬，羅 勇，付耀宗

（1.南昌大學(xué)管理學(xué)院，南昌330031；2.南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院，南昌330031）

生境質(zhì)量是指生態(tài)系統(tǒng)能夠在特定的時空范圍內(nèi)，將生境因子與人類生存和社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合的適宜性［1］。棲息地的適宜性對于保護(hù)生物多樣性具有重要的意義，而生境質(zhì)量的高低可以決定棲息地的適宜程度，事實(shí)上，生境質(zhì)量的高低反映了該地區(qū)的生物多樣性［2］。生境質(zhì)量與人類社會的發(fā)展息息相關(guān)，生境質(zhì)量的高低反映了人類生存環(huán)境的優(yōu)劣，包括自然資源和整個生態(tài)環(huán)境的各種要素［3］。土地利用類型的變化不僅推動作用社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且對生境區(qū)域之間物質(zhì)流和能量流的循環(huán)過程具有重要的影響，這對于該地區(qū)的生境分布格局和功能具有重要意義。隨著快速工業(yè)化、城市化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，資源配置的流動性不斷增強(qiáng)，這對區(qū)域土地利用的空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重大影響［4，5］。因此，評估和模擬由土地利用類型變化引起的生境質(zhì)量的變化是目前國內(nèi)外生態(tài)學(xué)和地理學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)［6-9］，研究土地利用變化與生境質(zhì)量變化之間的關(guān)系，對促進(jìn)區(qū)域生態(tài)保護(hù)和發(fā)展，制定區(qū)域生態(tài)保護(hù)政策和土地資源的可持續(xù)利用提供依據(jù)［10］。

目前，國內(nèi)外主要基于景觀格局指標(biāo)體系方法和基于模型模擬的土地利用變化生態(tài)效應(yīng)定量研究法來對土地利用變化對生境的影響進(jìn)行研究［11-15］。其中模型在評價生境質(zhì)量現(xiàn)狀和預(yù)測未來生境分布方面優(yōu)勢明顯。國內(nèi)外有很多模型可以對生境質(zhì)量進(jìn)行評價，例如生境適宜性模型HIS［16］、IDRISI［17］軟件中生物多樣性評價模塊和InVEST 等［18］。與其他模型相比，InVEST模型是一種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和權(quán)衡的綜合評估模型，由于具有應(yīng)用成本低、使用數(shù)據(jù)量低、評估精度高、空間分析功能強(qiáng)等特點(diǎn)，是目前被廣泛使用的最成熟評估模型［19-21］。例如Mushet 等基于參數(shù)化的InVST 模型生境質(zhì)量模塊，評估了美國中部平原的兩棲生境質(zhì)量，并分析各種土地利用類型的兩棲生境的特征和變化趨勢［22］；吳楠等基于InVEST 模型的生境質(zhì)量模塊，采用土地利用數(shù)據(jù)，對安徽省省域生境質(zhì)量時空演變特征進(jìn)行分析和研究；劉園等通InVEST 模型、GIS 空間分析方法評估長江中游經(jīng)濟(jì)帶生境質(zhì)量的時空分異特征，并采用回歸分析、地形位指數(shù)研究生境質(zhì)量的地形梯度效應(yīng)［23］；鄭宇等采用InVEST模型中的生境質(zhì)量模塊評估昌黎縣生境質(zhì)量，同時分析土地利用及景觀格局的變化對生境質(zhì)量產(chǎn)生的影響［24］等；

前人雖然運(yùn)用InVEST 模型在其他區(qū)域開展了許多土地利用變化對生境質(zhì)量影響的研究，但對于鄱陽湖流域生境質(zhì)量的研究卻寥寥無幾。鄱陽湖濕地不僅僅是中國重要的濕地，也是世界重要的濕地之一。隨著流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，濕地生境質(zhì)量呈下降趨勢，將嚴(yán)重威脅長江中下游的生態(tài)安全。因此，本文在結(jié)合前人研究以及對相關(guān)專家的咨詢，本文以鄱陽湖流域?yàn)檠芯繀^(qū)，利用InVEST 模型生境質(zhì)量模塊，結(jié)合1980-2018年鄱陽湖流域5 期土地利用變化數(shù)據(jù)，分析了包括土地利用變化、海拔梯度、人口分布和地區(qū)生產(chǎn)總值空間分布等驅(qū)動因素對鄱陽湖流域的生境質(zhì)量和時空變化特征的影響。從而揭示不同驅(qū)動因素對鄱陽湖流域生境質(zhì)量的影響，以期為流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和土地利用規(guī)劃提供一定的參考價值。

1 研究區(qū)概況

鄱陽湖流域位于長江中下游南岸交界處，面積基本與江西省行政轄區(qū)重疊。流域地理位置為113°40′E～118°40′E，24°24′N～30°5′N 之間。鄱陽湖流域是鄱陽湖水系集水范圍的總稱，主要包括贛江、撫河、信江、饒河和修水五條主要河流。流域經(jīng)過山江湖修復(fù)工程后，森林覆蓋率得到較大幅度的提高，截止到2018年，流域森林覆蓋率大約有63%，流域內(nèi)有豐富的水資源，生物多樣性高。但隨著流域內(nèi)快速城鎮(zhèn)化建設(shè)，區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生較大的變化。近年來，由于人類不合理的開發(fā)和利用自然資源，造成流域的生境質(zhì)量在逐漸退化，原有植被和野生動植物種類和數(shù)量也在日益減少，因此流域生境質(zhì)量的退化問題越來越引起人們的關(guān)注。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

選擇1980、1990、2000、2010 和2018年5 個時段，對鄱陽湖流域的生境質(zhì)量進(jìn)行分析。土地利用數(shù)據(jù)、地區(qū)生產(chǎn)總值空間分布數(shù)據(jù)和中國人口空間分布數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：//www.resdc.cn）的中國土地覆被現(xiàn)狀遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、中國人口空間分布公里數(shù)據(jù)集。土地利用類型包括耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地（包括城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、工業(yè)用地和交通用地）和未利用地。將所有數(shù)據(jù)都統(tǒng)一采用通用橫軸墨卡托投影（WGS_1984_UTM_Zone_50N），空間分辨率統(tǒng)一為1 km。

2.2 基于InVEST模型的生境質(zhì)量計算

在InVEST 模型中，生境是指可為生命有機(jī)體提供生存和繁育所需資源和條件的空間。InVEST 模型中的生境質(zhì)量模塊（Habitat Quality Model）將土地利用圖與威脅源建立聯(lián)系，因?yàn)椴煌纳硨Ω鞣N威脅源的響應(yīng)程度有區(qū)別，可以通過計算生境質(zhì)量的高低從側(cè)面反映該區(qū)域的生物多樣性。模型運(yùn)行時需要對威脅源以及生境類型進(jìn)行設(shè)定。建設(shè)用地（包括城市、農(nóng)村居民點(diǎn)、工礦用地以及交通用地）是六類土地利用類型中人類活動最為集中的地類，耕地也是人類生產(chǎn)生活中比較集中的用地。因此本文選擇建設(shè)用地和耕地作為威脅區(qū)域生物多樣性的威脅因子，其余地類作為不同的生境類型。InVEST模型結(jié)合生境的適宜度、外界威脅源的強(qiáng)度以及敏感度來計算生境質(zhì)量。

模型首先來計算生境退化度：

式中：Dxj為生境類型j中的x柵格生境退化度；R為威脅源個數(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；irxy為柵格y的脅迫值ry對柵格x的脅迫水平；βx為威脅源對柵格x的可達(dá)性（受保護(hù)區(qū)的區(qū)域里，該值大于0小于1，保護(hù)越重要，其值越小；其余區(qū)域?yàn)?）；Sjr為生境類型j對威脅源r的敏感度；dxy為柵格x和柵格y的直線距離；drmax為威脅源r的最大脅迫距離。

在此基礎(chǔ)上就可以計算出生境質(zhì)量：

式中：Qxj為生境類型j中柵格x的生境質(zhì)量指數(shù)；Hj為生境類型j的生境適宜度，至于為［0，1］；k為半飽和常數(shù)，k的默認(rèn)值為0.5，但是可以被設(shè)置為任意正數(shù)值。不管k值如何設(shè)定，生境質(zhì)量柵格的原有次序是不變的。k值得選擇僅僅取決于生境質(zhì)量得分值的擴(kuò)散和居中趨勢。

模型中有關(guān)參數(shù)需要根據(jù)前人的研究并結(jié)合鄱陽湖流域具體情況進(jìn)行調(diào)整和更改。設(shè)置區(qū)域內(nèi)每種威脅源對生境完整性的最大影響距離、權(quán)重以及不同生境類型的適宜度和脅迫因子敏感度。一般而言，一種生境類型對外部的威脅的敏感性基于生態(tài)多樣性保護(hù)的一般原則而定。通常，自然環(huán)境受外界威脅因素的敏感性影響最大，其次是半人工環(huán)境對威脅因素最敏感。人工環(huán)境對外部生態(tài)威脅因素的影響不敏感或完全不受影響［25］。在InVEST 模型中，將各種土地利用類型分為天然環(huán)境和人工環(huán)境。其中，建設(shè)用地是人類活動集中在所有土地利用中的典型人工環(huán)境，也是最能反映人類活動對生境和生物多樣性等生態(tài)系統(tǒng)的威脅，因此將建設(shè)用地（城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村居民點(diǎn)和交通用地）設(shè)置為威脅源因子。除此之外，耕地（農(nóng)田和旱地）作為半人工環(huán)境，也會對生境等生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅。所以將耕地也設(shè)置為威脅因子。同時參考《InVEST 模型用戶手冊》并結(jié)合褚琳［26］、鞏杰［27］、肖明、包玉斌、陳妍［28］、杜世勛、劉智方［29］、吳建生等學(xué)者的研究文獻(xiàn)，對各威脅因子的最大影響距離、權(quán)重以及不同生境類型的適宜度和脅迫因子敏感度進(jìn)行賦值（表1、表2）。

表1 研究區(qū)威脅因子及其權(quán)重Tab.1 Weight for threat factors of the study area

表2 研究區(qū)生境適宜度及各景觀對威脅因子的敏感性Tab.2 Habitat suitability of the study area and the sensitivity of each landscape to threat factors

圖1 研究區(qū)概況Fig.1 Overview of the study area

3 土地利用變化對生境質(zhì)量的影響

3.1 土地利用變化分析

依據(jù)鄱陽湖流域1980、1990、2000、2010、2018 五期土地利用圖，可以得到各時期土地利用類型及其占比（圖2），鄱陽湖流域最主要的土地利用類型為林地和耕地，兩者面積分別占流域總面積的87%以上。從不同時段各土地利用類型的面積變化（圖3）來看，鄱陽湖流域各土地利用類型面積比例基本上保持穩(wěn)定，但主要類型都有不同程度的變化。1980-1990年，林地減少了420 km2，草地增加了314 km2，其他用地類型幾乎保持不變。1990-2000年，耕地和草地是較少的，分別減少了184 和261 km2，林地和建設(shè)用地分別增加了285 和162 km2。2000-2010年，耕地、草地和未利用地分別減少了322、354和217 km2，耕地快速增加了635 km2，而林地和水域有小幅度增加，分別增加了134和124 km2。2010-2018年，耕地和林地大幅度減少，分別減少966 和1 497 km2，而草地和水域有小幅度增加，分別增加371 和232 km2，但建設(shè)用地爆發(fā)性的增加了2 085 km2。1980-2018年鄱陽湖流域內(nèi)土地利用類型表現(xiàn)為：耕地、林地和未利用地面積整體上是減少的，分別減少了1 431、1 498 和330 km2，而與之相反的是草地、水域和建設(shè)用地面積整體上是增加的，分別增加了70、285和2 966 km2。其中建設(shè)用地增加趨勢最為劇烈，反映了在過去的38年里，鄱陽湖流域內(nèi)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化等進(jìn)程發(fā)展迅速，使得建設(shè)用地劇烈增加。

圖2 1980-2018年鄱陽湖流域土地利用類型及其面積Fig.2 Land use type and area of Poyang Lake basin from 1980 to 2018

圖3 不同時段鄱陽湖流域土地利用類型變化Fig.3 Changes in land use types in the Poyang Lake basin at different times

3.2 基于土地利用變化的生境質(zhì)量總體評估

運(yùn)行InVEST 中的Habitat Quality 模塊，得到鄱陽湖流域2005-2018年的生境質(zhì)量指數(shù)和生境退化度空間分布。模型中的生境質(zhì)量指數(shù)在柵格圖層上呈現(xiàn)0～1 之間的分布，值越接近1，說明生境質(zhì)量越高，區(qū)域生境相對越完整，并具有相對應(yīng)的功能和結(jié)構(gòu)，越有利于生物多樣性的維持；模型中的生境退化度指數(shù)在柵格圖層上也是0～1 之間連續(xù)變化。值越接近1，說明生境退化度越高，區(qū)域生境質(zhì)量越差，相反，值越低，反應(yīng)生境退化度越低，區(qū)域內(nèi)生境的功能和結(jié)構(gòu)越好。一般來說，隨著土地利用變化的加重，會引起威脅源地的增加和強(qiáng)度的增加，使得附近生境質(zhì)量退化加劇。根據(jù)公式（2）和（4）可以得到鄱陽湖流域的生境質(zhì)量變化情況，在ArcGIS10.6 中按照自然間斷點(diǎn)分級法，將鄱陽湖流域生境質(zhì)量劃分為差（0～0.1）、一般（0.1～0.5）、中等（0.5～0.7）、良（0.7～0.8）、優(yōu)（0.8～1.0）5 個等級分別統(tǒng)計了不同年份各等級生境面積占比及生境指數(shù)平均值（表3、圖4、圖5）。

表3 鄱陽湖流域不同年份各等級生境面積占比及生境質(zhì)量指數(shù)平均值Tab.3 Percentage of habitat area of each grade and average value of habitat quality index in different years in Poyang Lake Basin

圖4 1980-2018年鄱陽湖流域各等級生境質(zhì)量面積百分比Fig.4 Percentage of habitat quality area at all levels in the Poyang Lake basin from 1980 to 2018

圖5 1980-2018年鄱陽湖流域各等級生境質(zhì)量面積占比變化Fig.5 Change in the proportion of habitat quality area at all levels in the Poyang Lake basin from 1980 to 2018

從時間變化來看（圖3 和圖4），1980-1990年，流域生境質(zhì)量有略微下降趨勢，等級為優(yōu)和良的占比在減少，分別減少了0.25%和0.04%，一般、較差和差等級面積比例分別增加了0.19%、0.02%和0.08%，出現(xiàn)優(yōu)良向一般轉(zhuǎn)化。1990-2000年，等級為優(yōu)面積增加了0.16%，面積為一般和較差的分別減少了0.15%和0.11%，說明流域生境質(zhì)量有了較大的改善，結(jié)合該時期土地利用變化分析可知，流域內(nèi)生境適宜性較高的林地面積增加了285 km2，反映出山江湖修復(fù)工程取得較好的成果。2000-2010年，流域內(nèi)優(yōu)和良等級繼續(xù)略微增加，分別增加0.08%和0.07%，一般和較差減少0.21%和0.19%，但生境質(zhì)量較差的比例增加了0.25%，結(jié)合該時期的土地利用變化分析可知，生境適宜性較高的草地面積減少354 km2，而作為最大威脅源的建設(shè)用地面積增加了635 km2，使得整體生境質(zhì)量有略微下降的趨勢。2010-2018年，流域內(nèi)生境等級為優(yōu)的面積占比減少了0.89%，生境為良和一般的面積比例分別增加了0.13%和0.22%，而差等級比例快速增加，增加了1.1%。結(jié)合該時期的土地利用變化可知，2010-2018年間，由于城鎮(zhèn)化速度加快，流域建設(shè)用地激增2 085 km2，而建設(shè)用地的增加主要來源于耕地和林地，結(jié)果是林地和耕地面積分別劇減1 497 和966 km2，造成流域內(nèi)生境質(zhì)量驟降。1980、1990、2000、2010 和2018 五年（表3），鄱陽湖流域平均生境質(zhì)量指數(shù)分別為0.819 7、0.818 3、0.818 7、0.817 2和0.807 7，和各等級面積變化結(jié)果趨勢一致，生境質(zhì)量呈現(xiàn)先緩慢下降然后上升再快速下降的趨勢（圖6），但流域生境仍處在優(yōu)等級水平，但生境質(zhì)量快速下降的趨勢還是敲響了流域生態(tài)保護(hù)的警鐘。

圖6 1980-2018鄱陽湖流域年生境質(zhì)量指數(shù)變化Fig.6 Changes in Habitat Quality index for the Poyang Lake basin from 1980 to 2018

從空間分布來看（表4、圖7），由表4 中可以看出整個鄱陽湖流域各地級市1980-2018年的生境質(zhì)量均在降低。贛州市生境質(zhì)量最高，高于流域平均生境質(zhì)量指數(shù)。而南昌市的生境質(zhì)量最低，遠(yuǎn)低于流域生境質(zhì)量指數(shù)平均值，生境質(zhì)量處于一般水平。在過去40年里，流域各地級市生境質(zhì)量都有不同程度的退化，退化率最高的是南昌市，由1980年的0.596 2變成2018年的0.555 6，降低了6.822 2%。生境退化率最低的是上饒市，生境質(zhì)量指數(shù)降低了0.420 4%。結(jié)合圖8 可知，鄱陽湖流域五期生境質(zhì)量整體上呈現(xiàn)贛南高，而贛中和贛北相對較低，各市城區(qū)比較低，郊區(qū)比較高。流域生境主要以優(yōu)良為主，平均面積大約占62%左右，而較差等級占據(jù)很大比例，大約有27%。結(jié)合土地覆被分析，生境質(zhì)量較高的土地利用類型是林地、水域和草地，面積分別約為62%、4.2%和4.3%，主要分布在贛南區(qū)域、鄱陽湖區(qū)以及各市的郊區(qū)。生境質(zhì)量較差的土地利用類型為人類活動較密集的建設(shè)用地（城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)和工業(yè)用地）和人類生產(chǎn)生活的耕地，兩者面積大約為流域總面積的1/3。主要分布在贛北和贛中區(qū)域以及各市的城鎮(zhèn)用地。

圖7 1980-2018鄱陽湖流域各地市生境質(zhì)量變化Fig.7 Changes in habitat quality in various cities in the Poyang Lake basin，1980-2018

圖8 1980-2018年生境質(zhì)量等級分布及變化Fig.8 Distribution of habitat quality levels and change from 1980-2018

表4 鄱陽湖流域各地市1980-2018年生境質(zhì)量變化統(tǒng)計Tab.4 Statistics of habitat quality changes in various cities in the Poyang Lake Basin from 1980 to 2018

4 不同驅(qū)動因素對生境質(zhì)量的影響

4.1 不同土地利用類型對生境質(zhì)量的變化特征

在ArcGIS 中將生境退化度柵格圖與土地利用圖進(jìn)行疊加計算，得到不同土地利用類型對生境質(zhì)量的差異分布情況（圖9）。在各種土地利用類型中，生境質(zhì)量指數(shù)由大到小依次為林地＞水域＞草地＞耕地＞建設(shè)用地＞未利用地。林地生境質(zhì)量指數(shù)為0.899 8，是流域內(nèi)生境質(zhì)量最好的用地類型，生境質(zhì)量處于優(yōu)等級水平；水域生境指數(shù)為0.798 7，生境質(zhì)量處于良等級水平；草地生境質(zhì)量指數(shù)為0.699 3，生境質(zhì)量處于良等級水平；耕地生境質(zhì)量指數(shù)為0.499 6，處于較差水平；建設(shè)用地生境質(zhì)量指數(shù)較低，生境質(zhì)量處于差等級水平；未利用地生境質(zhì)量是流域內(nèi)生境質(zhì)量最差的用地類型，生境質(zhì)量指數(shù)為0.1，低于建設(shè)用地。從以上結(jié)果可知，流域生境質(zhì)量與流域內(nèi)土地利用類型有著密切聯(lián)系，也可以發(fā)現(xiàn)不同土地利用類型對生境質(zhì)量有著較大的差異。

圖9 鄱陽湖流域不同土地利用類型對生境質(zhì)量的影響Fig.9 Effects of different land use types on Habitat Quality in the Poyang Lake basin

4.2 不同海拔梯度對生境質(zhì)量的變化特征

在ArcGIS 中將鄱陽湖流域DEM 重分類，然后與生境質(zhì)量柵格圖層進(jìn)行疊加，得到鄱陽湖流域各個海拔梯度的生境質(zhì)量指數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，得到不同海拔梯度的平均生境質(zhì)量指數(shù)（圖10）。由結(jié)果可知，生境質(zhì)量指數(shù)隨著海拔高度增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢減小的趨勢，從各海拔等級具體分析可知，小于300 m 的海拔區(qū)域生境質(zhì)量最低，該區(qū)域面積占全區(qū)域總面積的69.09%；其次是海拔介于300～600 m 的區(qū)域，此處生境質(zhì)量指數(shù)較高，生境質(zhì)量處于優(yōu)等級，該區(qū)域面積占全區(qū)域總面積的23.06%；600～900 m海拔區(qū)域面積也占有較大比例，此處生境質(zhì)量指數(shù)最大，該區(qū)域面積占全區(qū)域總面積5.88%；雖然海拔高于900 m的區(qū)域生境質(zhì)量指數(shù)較大，但這些區(qū)域面積比較小。由以上結(jié)果可知，區(qū)域生境質(zhì)量與海拔高低有著密切的聯(lián)系。

圖10 鄱陽湖流域不同海拔梯度對生境質(zhì)量的變化特征Fig.10 The characteristics of the change of habitat quality by different altitude gradients in Poyang Lake basin

4.3 不同坡度對生境質(zhì)量的變化特征

在ArcGIS 中將流域坡度劃分成5 個等級，然后再將生境質(zhì)量柵格數(shù)據(jù)和重分類后的坡度數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加運(yùn)算，得到鄱陽湖流域各不同坡度的平均生境質(zhì)量指數(shù)（圖11）。由圖11 可知，流域平均生境質(zhì)量隨著坡度增大呈現(xiàn)上升的趨勢。坡度在小于4.5°處的區(qū)域生境質(zhì)量指數(shù)最小，生境質(zhì)量處于良等級，而坡度大于18°的區(qū)域生境質(zhì)量指數(shù)最大，生境質(zhì)量處于優(yōu)水平。從各坡度具體分析可知，坡度小于4.5°的區(qū)域生境質(zhì)量最低，該區(qū)域面積占全區(qū)域總面積的80.19%，生境質(zhì)量處于良水平；其次是坡度介于4.5°～9°的區(qū)域，此處生境質(zhì)量指數(shù)較大，生境質(zhì)量處于優(yōu)等級，該區(qū)域面積占全區(qū)域總面積的15.32%；坡度大于18°區(qū)域生境質(zhì)量指數(shù)最大，但該區(qū)域面積占比很小，僅占流域總面積的0.69%。由以上結(jié)果可知，區(qū)域生境質(zhì)量與坡度有著密切的聯(lián)系，生境質(zhì)量隨著坡度的增大呈現(xiàn)升高的變化。

圖11 鄱陽湖流域不同坡度對生境質(zhì)量的變化特征Fig.11 The characteristics of the change of habitat quality by different slopes in the Poyang Lake basin

4.4 人口密度對生境質(zhì)量的影響分析

在ArcGIS 中將鄱陽湖流域人口空間分布數(shù)據(jù)與生境質(zhì)量柵格圖層進(jìn)行疊加，得到鄱陽湖流域各個人口密度等級的生境質(zhì)量指數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，得到不同人口密度的平均生境質(zhì)量指數(shù)（圖12）。由結(jié)果可知，生境質(zhì)量指數(shù)隨著人口密度的增加呈現(xiàn)減小的趨勢，從各人口密度等級具體分析可知，人口密度大于1 000 人/km2的區(qū)域生境質(zhì)量最低，生境質(zhì)量處于較差水平，這些區(qū)域主要是人口比較密集的城市區(qū)域，該區(qū)域面積占全區(qū)域總面積的2.49%；人口密度小于100 人/km2的區(qū)域，此處生境質(zhì)量指數(shù)最高，生境質(zhì)量處于優(yōu)等級，這些區(qū)域主要是林地為主的郊區(qū)，該區(qū)域面積占全區(qū)域總面積的4.07%。由以上結(jié)果可知，隨著人口密度的增加，區(qū)域生境質(zhì)量會越來越差，因此區(qū)域生境質(zhì)量與人口密度有著密切的聯(lián)系。

圖12 不同人口密度的平均生境質(zhì)量指數(shù)Fig.12 Average Habitat Quality index for different population densities

5 結(jié) 語

本文通過查閱文獻(xiàn)以及老師的指導(dǎo)，結(jié)合前人的研究成果，以鄱陽湖流域?yàn)槔酝恋乩米兓癁榛A(chǔ)，分析了流域土地利用時空變化分布規(guī)律，采用InVEST 模型中生境質(zhì)量模塊（Habitat Quality），分析了土地利用變化、不同土地利用類型、不同海拔梯度、人口密度和地區(qū)生產(chǎn)總值等不同驅(qū)動因素對鄱陽湖流域生境質(zhì)量變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明：

（1）1980-2018年鄱陽湖流域最主要的土地利用類型為林地和耕地，兩者面積共占流域總面積的87%以上。從1980-2010年各土地利用類型的面積變化來看，鄱陽湖流域各土地利用類型整體面積比例基本上保持穩(wěn)定。但2010年之后流域土地覆被發(fā)生劇烈變化，林地和耕地面積在驟減，建設(shè)用地面積在激增，可以得知流域在該時期城鎮(zhèn)化速度在加快，在快速城鎮(zhèn)化的過程中犧牲了大面積的耕地和林地。

（2）鄱陽湖流域1980-2018年生境質(zhì)量指數(shù)均大于0.8，生境質(zhì)量等級處于優(yōu)水平。1980-2018年鄱陽湖流域生境質(zhì)量整體上呈現(xiàn)下降的趨勢。1990-2000年期間，流域生境質(zhì)量有了暫時的改善，結(jié)合該時期的土地利用變化分析知，著名的山江湖修復(fù)工程取得良好的成果，使得生境適宜性較高的林地有了大面積增加。2010-2018年期間，生境質(zhì)量明顯下降，究其原因，是生境適宜性較高的林地面積在驟減，對生境威脅較大的建設(shè)用地面積在快速增加。從空間分布來看，鄱陽湖流域生境質(zhì)量整體上呈現(xiàn)贛南高，而贛北相對較低。生境質(zhì)量處于優(yōu)等級的是景德鎮(zhèn)市、萍鄉(xiāng)市、吉安市、贛州市、撫州市和上饒市，其中贛州市生境質(zhì)量指數(shù)最高；九江市、新余市、鷹潭市和宜春市生境質(zhì)量處于良等級；南昌市生境質(zhì)量最低，處于一般水平。

（3）流域生境質(zhì)量與流域內(nèi)土地利用類型有著密切聯(lián)系，可以發(fā)現(xiàn)不同土地利用類型對生境質(zhì)量有著較大的差異。在各種土地利用類型中，生境質(zhì)量指數(shù)由大到小依次為林地＞水域＞草地＞耕地＞建設(shè)用地＞未利用地。所以植被覆蓋和土地利用變化對流域生境質(zhì)量有重要的影響。在城鎮(zhèn)化過程中盡量少犧牲生境適宜性較高的林地。

（4）區(qū)域生境質(zhì)量與海拔高低有著密切的聯(lián)系，生境質(zhì)量指數(shù)隨著海拔高度增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢減小的趨勢。海拔在低于300 m 區(qū)域的生境質(zhì)量數(shù)最小，生境質(zhì)量處于良水平，海拔介于600～900 m的區(qū)域平均生境質(zhì)量指數(shù)最大，生境質(zhì)量處于優(yōu)水平。

（5）區(qū)域生境質(zhì)量與坡度有著密切的聯(lián)系，生境質(zhì)量隨著坡度的增大呈現(xiàn)升高的趨勢。坡度在小于4.5°處的區(qū)域生境質(zhì)量指數(shù)最小，生境質(zhì)量處于良等級，而坡度大于18°的區(qū)域生境質(zhì)量指數(shù)最大，生境質(zhì)量處于優(yōu)水平。

（6）區(qū)域生境質(zhì)量與人口密度有著密切的聯(lián)系，隨著人口密度的增加，區(qū)域生境質(zhì)量會越來越差。人口密度小于100 人/km2的區(qū)域，此處生境質(zhì)量指數(shù)最高，人口密度大于1 000 人/km2的區(qū)域生境質(zhì)量最低。因此從人口密度來看也可以解釋人類活動比較密集的建設(shè)用地生境質(zhì)量處于較差水平。 □