赤水河流域云南段生境質(zhì)量評(píng)估研究

關(guān)鍵詞：赤水河流域；土地利用；生境質(zhì)量；質(zhì)量評(píng)估

中圖分類號(hào)：X171.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）05-0193-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.05.057

Abstract： Ecosystem is thebasis of human well-being andan important factoraffecting regional sustainable development. Therefore，theassssmentofecosystemhabitatqualityiscrucialforcosystemmanagement.Taking the Chishui Riverbasin inYunnan province astheresearcharea，the Integrated Valuationof Ecosystem Servicesand Trade-offs （InVESTmodel wasused to evaluate the habitat qualityof the ecosystemand analyze its spatiotemporal paternand changecharacteristics. The results show that the overallhabitat qualityof the Chishui River basin in Yunnan province is improving，and the ecosystemservice functions ofthe basinare enhanced，providing strongsupportforregional economic development.

Keywords： Chishui River basin; land use; habitat quality; quality assessment

生態(tài)系統(tǒng)為社會(huì)發(fā)展提供了重要的生存條件和多種功能服務(wù)[。氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)生境質(zhì)量的影響持續(xù)加劇，不僅威脅生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，更導(dǎo)致生境質(zhì)量的整體退化。在此背景下，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估研究得到快速發(fā)展，針對(duì)流域[2-3]、森林[4、城市[5等不同生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)評(píng)估方法越來越多。采取科學(xué)方法對(duì)流域的生境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以探索其空間分布規(guī)律，為保障生態(tài)安全和促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

赤水河流域云南段作為長(zhǎng)江上游重要的生態(tài)屏障，具有重要的生態(tài)地位[。評(píng)估赤水河流域云南段的生態(tài)系統(tǒng)生境質(zhì)量，對(duì)保障中下游流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給潛力和流域綜合管理至關(guān)重要。本研究利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和權(quán)衡的綜合評(píng)估（IntegratedValuationofEcosystem Services and Trade-offs，InVEST）模型評(píng)估研究區(qū)的生境質(zhì)量。

1 研究區(qū)概況

赤水河流域云南段的干流長(zhǎng) 97km ，流域面積為1 891.91km² ，海拔為 721～2237m 。赤水河流域云南段四季分明，雨熱同期，全年陽(yáng)光照射較少，初夏和晚秋降雨較多。植被類型主要為常綠闊葉林、針葉林、灌叢及人工竹林。

2數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

遙感影像數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云（https：//www.gscloud.cn/），選取2013年和2023年5—6月空間分辨率為 30m 的landsat8、landsat9遙感影像用于制作土地利用分布數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

2.2.1遙感數(shù)據(jù)監(jiān)督分類

在ENVI5.6中對(duì)遙感影像進(jìn)行輻射定標(biāo)和大氣校正，采用支持向量機(jī)（SupportVectorMachine，SVM）對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督分類，按照《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T21010—2017），將研究區(qū)按一級(jí)分類分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地及未利用地。2013年的遙感影像監(jiān)督分類精度為 97.78% ，2023年為 96.29% 。

2.2.2 InVEST模型生境質(zhì)量評(píng)估

生境質(zhì)量是衡量生態(tài)系統(tǒng)為個(gè)體與種群持續(xù)發(fā)展生存提供適宜條件的能力，是區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境優(yōu)劣的重要指標(biāo)。生境質(zhì)量的高低取決于人類對(duì)土地的利用強(qiáng)度[8。InVEST模型中的生境質(zhì)量模塊通過計(jì)算外界威脅源對(duì)生境的威脅強(qiáng)度，來反映生境質(zhì)量的分布情況，距離威脅源越遠(yuǎn)，威脅越小，影響越小。選取不同時(shí)期的耕地、城鄉(xiāng)工礦、農(nóng)村居民點(diǎn)、公路及鐵路5類受人為活動(dòng)影響較大的類型作為生境質(zhì)量的威脅源。根據(jù)文獻(xiàn)研究成果，建立威脅因子數(shù)據(jù)表。

2.2.3 地理探測(cè)器

地理探測(cè)器是探測(cè)空間分異性以及揭示其背后驅(qū)動(dòng)力的空間分析方法，包含因子探測(cè)、交互作用探測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)區(qū)探測(cè)、生態(tài)探測(cè)4個(gè)探測(cè)器，可以用于探測(cè)單因子影響及因子交互影響[10]。選取土地利用類型、植被覆蓋度、植被凈初級(jí)生產(chǎn)力、年降水量、年平均氣溫、地表溫度、人口密度、路網(wǎng)密度、水系密度、高程、坡度11個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析，運(yùn)用因子探測(cè)器確定單個(gè)驅(qū)動(dòng)因子對(duì)生境質(zhì)量空間分異的解釋程度。

3 結(jié)果和分析

3.1土地利用轉(zhuǎn)移和景觀格局變化

2013年，流域土地利用類型以耕地為主，面積為 1097.94km² ；其次是林地，面積為 711.82km² ；然后是建設(shè)用地，面積為 35.97km² ；最后是水體、草地、未利用地，面積分別為1.67、0.46、 0.61km² 。2023年，林地面積為 1 300.20km² ，分布最廣，其次是耕地和建設(shè)用地。2013一2023年，耕地和林地面積變化較大，耕地面積減少 545.07km² ，林地面積增多 528.38km² 。

3.2赤水河流域云南段生境質(zhì)量

將研究區(qū)生境質(zhì)量劃分為5個(gè)等級(jí)[1]，分別為差（ $＼mathrm { ～ ＼ i ～ { ～ 0 ～ } ～ } ＼sim ＼mathrm { ～ 0 . 2 ～ } ＼$ ）、較差（ 0.2～0.4 ）、中等（ 0.4～0.6 、較好（ 0.6～0.8 ）和好（ 0.8～1.0AA ，如表1所示。與2013年相比，2023年赤水河流域云南段的生境質(zhì)量變好，生境質(zhì)量較差的區(qū)域減少 537.41km² ，轉(zhuǎn)變?yōu)楹谩⒅械群洼^好等級(jí)，生境質(zhì)量為差的區(qū)域增加了15.32km² ，主要為建筑用地。

3.3生境質(zhì)量空間分布的驅(qū)動(dòng)因素

2023年赤水河流域生境質(zhì)量空間分異特征的影響因子探測(cè)結(jié)果如表2所示。土地利用類型、坡度、人口密度和植被凈初級(jí)生產(chǎn)力的 p 值達(dá)到0.001的顯著性水平， q 平均值分別為0.963、0.128、0.135和0.114，土地利用類型對(duì)生境質(zhì)量影響最明顯，解釋程度最高，坡度、人口密度和植被凈初級(jí)生產(chǎn)力次之。

單位：km2

注：*表示 plt;0.05 ， ^** 表示 plt;0.01 ， *** 表示 plt;0.001 。

4討論

赤水河流域云南段土地利用類型在2013一2023年發(fā)生了較大轉(zhuǎn)變，區(qū)域林地和耕地的流轉(zhuǎn)相對(duì)于其他土地利用類型活躍度最大，耕地面積明顯減少，林地面積增加，建設(shè)用地面積增加。2013年，土地利用類型面積從大到小排序?yàn)楦?gt; 林地 gt; 建設(shè)用地 gt; 水域 gt; 草地 gt; 未利用地，2023年排序?yàn)榱值?gt; 耕地 gt; 建設(shè)用地 gt; 水域 gt; 草地 gt; 未利用地。

流域內(nèi)總體的生境質(zhì)量上升，流域內(nèi)有 516.27km² 的區(qū)域生境質(zhì)量由較差轉(zhuǎn)變?yōu)檩^好和好，主要為林地。15.32km² 的區(qū)域生境質(zhì)量變差，主要為城鎮(zhèn)和居民建筑用地。土地利用類型、人口密度、坡度和植被凈初級(jí)生產(chǎn)力對(duì)流域生境質(zhì)量影響顯著，土地利用類型的影響最大，植被凈初級(jí)生產(chǎn)力高、氣候條件好等更適合物種生活的自然環(huán)境的生境質(zhì)量高。坡度低、地形起伏度小的地區(qū)往往被人類開發(fā)利用，生境質(zhì)量低。

5結(jié)論

整體來看，赤水河流域云南段的生境質(zhì)量整體向好。流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變差的區(qū)域?yàn)槌鞘袛U(kuò)張和居民用地集中的區(qū)域，服務(wù)功能增強(qiáng)的區(qū)域主要是土地利用為耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值氐膮^(qū)域。土地利用類型轉(zhuǎn)變是赤水河流域云南段生境質(zhì)量變化的主要驅(qū)動(dòng)因子，坡度、人口密度和植被凈初級(jí)生產(chǎn)力次之，其他交通條件、地形地貌、氣候等自然因素對(duì)生境質(zhì)量存在一定程度的交互影響。

參考文獻(xiàn)

1毛齊正，黃甘霖，郭建國(guó).城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究綜述[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2015（4）：10∠5-1035.

2王蓓，趙軍，胡秀芳.石羊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2018（21）： 7582-7595.

3王蓓，趙軍，胡秀芳.基于InVEST模型的黑河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間格局分析[J].生態(tài)學(xué)雜志，2016（10）：2783-2792.

4蔣九華，齊實(shí)，胡俊，等.基于InVEST模型的北京山區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量評(píng)估分析[J]地球與環(huán)境，2019（3）：326-335.

5方贊山，鐘才榮，王鳳霞，等.耦合InVEST與FLUS模型的海南島生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量時(shí)空演變與預(yù)測(cè)[J].水土保持通報(bào)，2023（5）：320-329

6王萬賓，管堂珍，梁?jiǎn)⒈?，?赤水河流域（云南省境內(nèi)）水環(huán)境承載能力測(cè)算研究[J].人民長(zhǎng)江，2021（3）：28-35.

7程建剛，王學(xué)峰，范立張，等.近50年來云南氣候帶的變化特征[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2009（1）：18-24.

8杜永軍.瑪納斯河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估研究[D].石河子：石河子大學(xué)，2023.

9賈婉琳，吳賽男，陳昂.基于InVEST模型的赤水河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估研究[J]中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2020（4）：313-320.

10辛培源，田甜，張美露，等.基于InVEST模型和地理探測(cè)器的吉林省生境質(zhì)量變化及驅(qū)動(dòng)因素評(píng)估[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2024（10）：2853-2860.

11王雨露，蘭安軍，范澤孟，等.基于InVEST模型的赤水河流域生境質(zhì)量時(shí)空分異特征及驅(qū)動(dòng)因素分析[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2023（1）：17-23.