基于InVEST模型的山地流域生境質(zhì)量時(shí)空分異研究

劉純軍　周國富　黃啟芬　蔡雄飛

摘要：生境質(zhì)量是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究中的重要組成模塊，分析景觀格局變化引起的生境質(zhì)量變化可為景觀優(yōu)化以及生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。以貴州省境內(nèi)赤水河流域?yàn)槔?，基于InVEST模型探討了流域1990～2015年的生境質(zhì)量時(shí)空特征及其與景觀格局的耦合關(guān)系。結(jié)果顯示：① 1990～2015年，研究區(qū)的土地利用變化特征主要表現(xiàn)為耕地、林地與草地的相互轉(zhuǎn)化以及建設(shè)用地對(duì)三者的擠占，該變化導(dǎo)致流域的破碎度增加，景觀連通性降低;② 研究區(qū)的生境質(zhì)量與生境退化分別從1990年的0.697 96，0.133 96下降到2015年的0.695 62，0.113 15;熱點(diǎn)分析表明，生境質(zhì)量的冷點(diǎn)區(qū)域主要分布于研究區(qū)的上游及城鎮(zhèn)周邊，生境質(zhì)量的熱點(diǎn)區(qū)域主要分布于流域的下游植被分布的區(qū)域;③ 流域的生境質(zhì)量、生境退化與景觀格局指數(shù)表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性，并且兩者與景觀格局指數(shù)的相關(guān)性各異。

關(guān)鍵詞：生境質(zhì)量; InVEST模型; 景觀格局; 赤水河流域; 山地流域

中圖法分類號(hào)： F301.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.10.010

0引 言

景觀格局是形狀大小各異的景觀斑塊在景觀空間上的排列，是景觀異質(zhì)性的具體表現(xiàn)，是眾多自然與人為因素在不同時(shí)空尺度上作用的最終結(jié)果[1-2]，其研究內(nèi)容主要包括景觀格局的演變及其驅(qū)動(dòng)力[3-4]、景觀格局動(dòng)態(tài)變化模擬與預(yù)測[5-7]等，主要涉及景觀格局時(shí)間與空間異質(zhì)性的問題[1]。目前，從景觀格局的視角出發(fā)，選取具有生態(tài)學(xué)意義的景觀指標(biāo)探討區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[8-9]、生態(tài)效應(yīng)[10-11]等問題已成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)議題。

生境質(zhì)量指生態(tài)系統(tǒng)為生物的生存與發(fā)展提供適宜條件的能力[12]，其值的大小與區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力有直接的關(guān)系。伴隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，頻繁的人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)導(dǎo)致區(qū)域的結(jié)構(gòu)與組成要素發(fā)生改變，尤其是景觀格局的變化影響著斑塊之間的物質(zhì)、能量流動(dòng)與信息傳遞等過程，進(jìn)而改變了區(qū)域的生產(chǎn)能力與服務(wù)功能[13]。目前，有關(guān)生境質(zhì)量的研究內(nèi)容已從早期對(duì)野生動(dòng)物生境質(zhì)量的研究[14-15]逐步過渡為土地利用變化[16-18]與景觀格局變化[19-20]對(duì)區(qū)域生境質(zhì)量的影響。其評(píng)價(jià)方法主要有兩類：① 通過實(shí)地調(diào)查獲取研究區(qū)生境質(zhì)量參數(shù)，構(gòu)建指標(biāo)體系的評(píng)價(jià)方法[21-22];② 基于模型的評(píng)價(jià)方法，包括InVEST模型[16]、HSI模型[23]、SolVES模型[24]。其中由斯坦福大學(xué)等機(jī)構(gòu)研發(fā)的InVEST模型因其空間分析能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而備受廣大學(xué)者的青睞，獲得了廣泛的應(yīng)用。如劉智方[17]、張大智[25]、鞏杰[26]、劉園[27]等運(yùn)用InVEST模型分別評(píng)價(jià)了行政區(qū)域、自然區(qū)域、經(jīng)濟(jì)帶等不同區(qū)域的生境質(zhì)量。學(xué)術(shù)界基于InVEST模型評(píng)估結(jié)果，探討喀斯特地區(qū)流域景觀格局變化對(duì)生境質(zhì)量的影響及其時(shí)空特征的研究尚不多見。

赤水河流域是長江流域的重要組成部分，是典型的喀斯特流域，同時(shí)也是烏蒙山集中連片特殊困難地區(qū)。流域內(nèi)由于其特殊的地形地貌特征，加之社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的相互作用，造成了水土流失、石漠化以及植被退化等生態(tài)環(huán)境問題，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境所面臨的壓力逐漸增加[28-29]?；诖?，本文以貴州省境內(nèi)赤水河流域?yàn)槔?，運(yùn)用InVEST模型探究流域1990～2015年的生境質(zhì)量時(shí)空特征，同時(shí)在小流域的尺度下探討流域的生境質(zhì)量與景觀格局的耦合關(guān)系，一方面為探索流域生境質(zhì)量提供新的思路，另一方面為流域土地資源的可持續(xù)利用以及生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)概況

赤水河是國內(nèi)唯一一條沒有被開發(fā)的長江支流，是長江上游的重要生態(tài)屏障，發(fā)源于云南省鎮(zhèn)雄縣，流經(jīng)云南、貴州、四川3省，在貴州境內(nèi)流經(jīng)七星關(guān)區(qū)、大方縣與赤水市等8個(gè)縣（區(qū)、市），其上、中、下游的分界點(diǎn)分別在茅臺(tái)鎮(zhèn)與丙安古鎮(zhèn)。貴州省境內(nèi)赤水河流域（以下簡稱“赤水河流域”）位于貴州省北部（27.23°～28.84°N，105.22°～107.03°E），地勢復(fù)雜，南高北低，海拔在198～2 108 m。流域面積11 363.81 km2，亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫13.1～17.6 ℃，年平均降水量749～1 286 mm。

2數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源

本文選取1990，2000，2010年與2015年4個(gè)時(shí)段的遙感影像作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這些影像均來自于地理空間數(shù)據(jù)云（http：∥www.gscloud.cn）提供的Landsat TM/OLI影像，利用ENVI 5.3對(duì)影像進(jìn)行輻射定標(biāo)、幾何校正的處理后，通過監(jiān)督分類結(jié)合目視解譯獲取研究區(qū)空間分辨率為30 m的土地利用矢量圖，最后運(yùn)用Google Earth并結(jié)合實(shí)地調(diào)查進(jìn)行校正，統(tǒng)一采用Krasovsky_1940_Albers投影坐標(biāo)系，四期數(shù)據(jù)的精度均大于90%。土地利用分類參照國際IGBP的LUCC分類，將研究區(qū)的土地利用分類系統(tǒng)分為耕地、林地、草地、水域、未利用地、建設(shè)用地6個(gè)一級(jí)分類以及16個(gè)二級(jí)分類（見表1）。

筆者在1∶50 000的地形圖上繪制了753條小流域（見圖1），其中最大的小流域面積為32.8 km2，最小的小流域面積為4.21 km2，小流域平均面積為15.09 km2。本文對(duì)小流域進(jìn)行采樣，同時(shí)將赤水河流域劃分為上、中、下游地區(qū)，提取相應(yīng)小流域單元的生境質(zhì)量與景觀指數(shù)，進(jìn)行分區(qū)對(duì)比分析，探討生境質(zhì)量與景觀格局的相關(guān)關(guān)系。

2.2研究方法

2.2.1景觀格局指數(shù)計(jì)算

本文利用Fragstats軟件計(jì)算研究區(qū)與研究區(qū)在小流域單元上的景觀格局指數(shù)。通過對(duì)比分析，結(jié)合研究區(qū)的特點(diǎn)，最終選擇了10個(gè)景觀格局指數(shù)。分別是：斑塊數(shù)量（Number of Patches，NP）、最大斑塊指數(shù)（Largest Patch Index，LPI）、邊緣密度（Edge Density，ED）、平均斑塊面積（Mean of Patch Area，AREA_MN）、平均斑塊分維數(shù)（Mean Patch Fractal Dimension，F(xiàn)RAC_MN）、蔓延度指數(shù)（Contagion Index，CONTAG）、景觀豐度（Patch Richness，PR）、香農(nóng)多樣性指數(shù)（Shannon′s Diversity Index，SHDI）、香農(nóng)均勻度指數(shù)（Shannon′s Evenness Index，SHEI）、破碎度（Fragmentation Index，F(xiàn)N）。其中破碎度需要通過公式（1）[30]計(jì)算得到：

FN=（NP-1）/NC（1）

式中：FN為景觀破碎度，NP為景觀中各類斑塊總數(shù)，NC為景觀總面積。

2.2.2生境質(zhì)量評(píng)估

本文在InVEST 3.8.2中的Habitat Quality模塊的基礎(chǔ)上，利用研究區(qū)土地利用信息、威脅源脅迫距離和權(quán)重、各景觀的生境適宜度以及對(duì)各類威脅源的敏感度計(jì)算研究區(qū)的生境質(zhì)量指數(shù)，評(píng)估研究區(qū)生境質(zhì)量的優(yōu)劣。其原理是假設(shè)研究區(qū)生境質(zhì)量好的地區(qū)，生物多樣性也高，具體計(jì)算公式[31-33]如下：

3結(jié)果與分析

3.1土地利用變化分析

1990～2015年，林地、草地與耕地構(gòu)成了赤水河流域土地利用類型的主體，三者面積之和占比在90%以上。從各階段來看，1990～2000年流域內(nèi)草地與耕地的面積分別增加了82.41，13.15 km2，增幅分別為10.93%，0.4%，林地面積減少了96.35 km2，減少幅度為1.39%;2000～2015年，流域內(nèi)草地、耕地的面積持續(xù)減少，分別減少了98.85～70.73 km2，林地增加了149.15 km2?？傮w來看，25 a來，流域的建設(shè)用地持續(xù)增加，增加了40.58 km2，林地的變化特征表現(xiàn)為先減后增，耕地與草地的變化特征表現(xiàn)為先增后減。

采用轉(zhuǎn)移矩陣來描述赤水河流域1990～2015年土地利用類型的轉(zhuǎn)移情況（見表4）。1990～2015年，耕地、林地與草地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移了41.43 km2，其中耕地轉(zhuǎn)入的面積最多，說明耕地是建設(shè)用地增加的重要來源;耕地向林地轉(zhuǎn)移了188.90 km2，是林地轉(zhuǎn)入最多的土地利用類型，說明流域內(nèi)退耕還林還草工程的實(shí)施發(fā)揮了重要作用?？傮w上看，1990～2015年赤水河流域土地利用的總體特征表現(xiàn)為耕地、林地與草地之間的轉(zhuǎn)化以及建設(shè)用地對(duì)三者的擠占，水域、未利用地與其他地類之間有不同程度的轉(zhuǎn)化。

3.2景觀格局變化分析

由類型水平分析可知：1990～2015年，流域內(nèi)林地與耕地的NP、AREA_MN、LPI值較大，說明兩者是流域的優(yōu)勢景觀。研究期內(nèi)林地與草地的NP增加而AREA_MN減小，表明兩者的破碎程度增加;耕地的NP減小、AREA_MN增大，但耕地的AREA_MN值較林地、草地的更大，表明耕地的破碎程度較林地與草地更高，主要是由于受到喀斯特地區(qū)特殊的地形地貌特點(diǎn)的影響;2015年，建設(shè)用地NP較1990年增加了1.73倍、LPI增加了1倍、ED擴(kuò)大了2倍以及AREA_MN增加了22%，說明建設(shè)用地受人類活動(dòng)影響最大，呈集聚性的擴(kuò)張趨勢;未利用地與水域的NP、AREA_MN均較小，表明兩者數(shù)量較小且呈零星分布。

由景觀水平分析可知（見表5）：1990～2015年，流域的NP與FN分別增加了1.46%與1.28%，AREA_MN下降了1.26%，說明流域整體的破碎化程度有增加的趨勢;研究期內(nèi)的CONTAG下降了0.48%，其平均值為69.7%，說明流域中的景觀形成了良好的連接性，但連接性有下降的趨勢;SHDI與SHEI分別增加了1.42%，說明研究區(qū)的景觀異質(zhì)性在增強(qiáng);FRAC_MN與ED均有不同程度的下降，說明人類活動(dòng)對(duì)流域的自然景觀存在一定的影響。

3.3生境時(shí)空演變分析

運(yùn)用InVEST模型獲取研究區(qū)的生境質(zhì)量變化情況，在ArcGIS中利用自然斷點(diǎn)法將研究區(qū)的生境質(zhì)量等級(jí)劃分為低（0～0.2）、較低（0.2～0.4）、中（0.4～0.6）、高（0.6～0.8）、較高（0.8～1.0）5個(gè)等級(jí)。從空間格局來看（見圖2），高質(zhì)量與較高質(zhì)量等級(jí)的區(qū)域主要位于赤水河下游地區(qū)，質(zhì)量較低等級(jí)的區(qū)域主要分布于流域的上游地區(qū)，質(zhì)量低等級(jí)的區(qū)域零星分布于流域的城鎮(zhèn)周邊，并且受到喀斯特地區(qū)地形地貌特點(diǎn)的影響形成了以城鎮(zhèn)為核心的不規(guī)則形狀向外擴(kuò)散。從時(shí)序特征來看（見表6），赤水河流域生境質(zhì)量指數(shù)從1990年的0.697 96下降到2015年的0.695 62，表明流域的生境質(zhì)量在下降;生境質(zhì)量指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差由0.234 59增加到0.236 20，說明流域空間上柵格單元之間生境質(zhì)量的差異在擴(kuò)大。總體上看，赤水河流域生境質(zhì)量的降低與土地利用類型的變化有關(guān)。一方面，1990～2015年，流域的建設(shè)用地增加40.58 km2，主要源于對(duì)耕地、林地與草地?cái)D占，這會(huì)導(dǎo)致生境受損且周圍的生境受到脅迫，同時(shí)城鎮(zhèn)化與工業(yè)化得到迅速發(fā)展，特別是上游地區(qū)的仁懷市工業(yè)化的發(fā)展，帶動(dòng)了周邊城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得流域的生境質(zhì)量有降低的趨勢;另一方面，流域的斑塊數(shù)量與破碎度增大，平均斑塊面積與蔓延度指數(shù)在降低，表明流域的破碎化程度與分離度在增加，景觀連通性在降低，流域所面臨的生態(tài)壓力在增加。

1990～2015年，赤水河流域生境退化空間分布特征明顯（見圖3）。弱退化與較弱退化的區(qū)域主要分布于赤水河下游地區(qū);較強(qiáng)退化與強(qiáng)退化的區(qū)域主要位于研究區(qū)的中上游以及城鎮(zhèn)周邊。從時(shí)序特征來看（見表6），流域生境退化的平均值從1990年的0.020 76下降到2015年的0.017 48，最大值也從0.133 96下降到0.113 15，說明流域生境退化在蔓延的同時(shí)，其強(qiáng)度在逐漸降低。究其原因，得益于流域近年來開展的生態(tài)文明建設(shè)，實(shí)施了退耕還林還草工程、石漠化綜合治理工程等生態(tài)治理工程，致使流域的生境退化強(qiáng)度呈現(xiàn)下降的趨勢。

3.4生境變化的空間探索及相關(guān)性分析

3.4.1生境質(zhì)量空間熱點(diǎn)分析

本研究采用全局Moran′s I與熱點(diǎn)分析進(jìn)一步探究赤水河流域生境質(zhì)量與生境退化的空間分布特征與規(guī)律。研究表明（見表7），1990～2015年，赤水河流域生境質(zhì)量的全局Moran′s I由0.611 1下降到0.563 9，說明流域的生境質(zhì)量表現(xiàn)出一定的空間集聚性，但空間集聚性有分散的趨勢。另一方面，生境退化程度的全局Moran′s I由0.619 3下降為0.615 8，說明流域的生境退化程度表現(xiàn)出一定的空間集聚性，并且空間集聚性同樣有分散的趨勢。

對(duì)2015年赤水河流域進(jìn)行空間上的熱點(diǎn)分析。研究表明，赤水河流域的生境質(zhì)量與生境退化在空間上具有顯著的冷熱點(diǎn)分布特征（見圖4）。生境質(zhì)量在流域的上游以冷點(diǎn)與次冷點(diǎn)分布為主，在流域的下游以熱點(diǎn)與次熱點(diǎn)分布為主;生境退化在流域的上游區(qū)域以熱點(diǎn)與次熱點(diǎn)分布為主，在流域的下游區(qū)域以冷點(diǎn)與次冷點(diǎn)分布為主，生境質(zhì)量與生境退化在中游地區(qū)的分布不顯著。造成流域冷熱點(diǎn)分布特征差異的主要原因是土地利用的分布，植被分布較為密集的下游是生境質(zhì)量的熱點(diǎn)區(qū)域以及生境退化的冷點(diǎn)區(qū)域，耕地分布較為集中的上游和城鎮(zhèn)周邊則是生境質(zhì)量的冷點(diǎn)區(qū)域以及生境退化的熱點(diǎn)區(qū)域。

3.4.2生境變化與景觀格局的相關(guān)性分析

在流域生境質(zhì)量與生境退化的熱點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，采用分區(qū)法提取流域上游、中游與下游地區(qū)的小流域單元，進(jìn)一步探討生境質(zhì)量、生境退化與景觀格局指數(shù)的相關(guān)性。從各區(qū)域來看（見表8～9），流域上游地區(qū)的生境質(zhì)量、生境退化與景觀格局達(dá)到極顯著水平的指數(shù)中，LPI與二者的相關(guān)性質(zhì)各異;流域下游地區(qū)的生境質(zhì)量、生境退化與景觀格局達(dá)極顯著水平的指數(shù)中，NP、LPI、ED、AREA_MN、CONTAG、SHDI、SHEI、FN與兩者的相關(guān)系數(shù)的指示性相反;流域中游地區(qū)的生境質(zhì)量、生境退化與景觀格局達(dá)到極顯著水平的指數(shù)中，LPI、ED、AREA_MN、FRAC_MN、CONTAG、PR、SHDI、SHEI、FN與兩者的相關(guān)性相反。上述分析表明，同一景觀格局指數(shù)在不同區(qū)域與生境質(zhì)量、生境退化表現(xiàn)出不同強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系，同時(shí)兩者與該景觀格局指數(shù)的相關(guān)關(guān)系受到不同區(qū)域的主導(dǎo)優(yōu)勢景觀類型及其格局的影響而趨于相反。

從整體來看，生境質(zhì)量、生境退化與各景觀格局指數(shù)均達(dá)極顯著水平，同時(shí)生境質(zhì)量與各景觀格局指數(shù)的相關(guān)性與生境退化的情況趨于相反（見圖5）。這主要是由于流域內(nèi)人類不合理的耕種以及“縣縣通高速”等政策的實(shí)施，加之喀斯特地貌的廣泛分布，導(dǎo)致耕地景觀斑塊破碎度與分離度嚴(yán)重，其NP與FN值增大，致使景觀連通性降低，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能減弱，從而影響了生態(tài)系統(tǒng)的氣候調(diào)節(jié)能力與養(yǎng)分保持能力，導(dǎo)致受到脅迫的生境質(zhì)量變差，生境退化強(qiáng)度增強(qiáng)。與此同時(shí)，流域內(nèi)退耕還林還草工程、石漠化治理工程等生態(tài)治理工程的實(shí)施，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)起到了關(guān)鍵性的作用，導(dǎo)致流域林地與草地景觀斑塊的面積增加，其AREA_MN、LPI值越大，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值越大，從而對(duì)生境質(zhì)量的提高起到了積極作用，對(duì)生境退化的擴(kuò)散表現(xiàn)出了抑制作用。此外，生境質(zhì)量、生境退化與其他景觀格局指數(shù)的相關(guān)性也因有類似的原因從而表現(xiàn)出相反的趨勢。上述分析說明，區(qū)域景觀格局受到自然因素、人類活動(dòng)以及政策因素的影響而發(fā)生變化，生境質(zhì)量、生境退化亦隨之發(fā)生改變，兩者與景觀格局具有顯著的相關(guān)關(guān)系并且表現(xiàn)出不同的趨勢。

4討 論

生境質(zhì)量是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究中的重要組成模塊，與人類的生存與發(fā)展息息相關(guān)。近年來，為牢筑長江上游這一重要生態(tài)屏障，貴州省生態(tài)環(huán)境廳在建立省內(nèi)生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的同時(shí)，也積極推進(jìn)赤水河跨省生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的建設(shè)，對(duì)流域生境質(zhì)量的提高發(fā)揮了重要作用，但流域的生境質(zhì)量受城鎮(zhèn)化與工業(yè)化發(fā)展、地形地貌等因素的影響仍呈現(xiàn)下降的趨勢，因此在積極推進(jìn)流域生態(tài)文明建設(shè)時(shí)，應(yīng)充分考慮流域生境質(zhì)量的時(shí)空特征。赤水河流域上游作為生境質(zhì)量的冷點(diǎn)區(qū)域，在合理布局兩岸產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)兩岸植被資源的保護(hù)，合理利用土地資源，做好生境質(zhì)量低且退化熱點(diǎn)區(qū)的生態(tài)優(yōu)化;下游作為生境退化的冷點(diǎn)區(qū)域，在重點(diǎn)保護(hù)森林草地等生態(tài)源地的同時(shí)，應(yīng)積極推進(jìn)流域的退耕還林草工程、石漠化治理工程等生態(tài)治理工程的建設(shè)，將生境質(zhì)量弱退化與較弱退化的區(qū)域連接成片，降低生境退化強(qiáng)度，提高斑塊之間的連通性以及區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，進(jìn)而提高流域的生境質(zhì)量。

本文基于InVEST模型的評(píng)估成果，以小流域?yàn)椴蓸訂卧獦?gòu)建生境質(zhì)量與景觀格局耦合關(guān)系的橋梁，在熱點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上探討了赤水河流域的生境質(zhì)量時(shí)空演變特征、與景觀格局的耦合關(guān)系。相比于其他學(xué)者以網(wǎng)格為采樣單元[22]，本文考慮了異質(zhì)性的問題，以小流域?yàn)椴蓸訂卧獙?duì)流域生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)具有一定的指導(dǎo)意義。但是運(yùn)用InVEST模型評(píng)估區(qū)域生境質(zhì)量過程中參數(shù)的設(shè)置略帶主觀性，并且目前運(yùn)用InVEST模型探究喀斯特地區(qū)生境質(zhì)量的研究尚不多見，可借鑒成果較少，因此參數(shù)設(shè)置的合理性需進(jìn)一步探討。

5結(jié) 論

本文以典型的喀斯特山區(qū)流域——貴州省境內(nèi)赤水河流域?yàn)槔?，運(yùn)用InVEST模型揭示了流域1990～2015年的生境質(zhì)量時(shí)空變化特征，同時(shí)以小流域單元為采樣單元，探討了生境變化與景觀格局的相關(guān)關(guān)系，為今后類似區(qū)域生境質(zhì)量的研究提供參考與借鑒以及對(duì)區(qū)域景觀格局的優(yōu)化有著積極作用。分析表明：

（1） 1990～2015年，流域的土地利用變化特征主要表現(xiàn)為耕地、林地與草地的相互轉(zhuǎn)化以及建設(shè)用地對(duì)三者的擠占，該變化導(dǎo)致流域的破碎度增加與景觀異質(zhì)性增強(qiáng)，景觀連通性降低。

（2） 1990～2015年，流域的生境質(zhì)量與生境退化呈下降趨勢，同時(shí)流域上游的生境質(zhì)量小于下游的生境質(zhì)量，上游的生境退化強(qiáng)度要高于下游的生境退化強(qiáng)度;熱點(diǎn)分析表明，流域的上游是生境質(zhì)量的冷點(diǎn)以及生境退化的熱點(diǎn)區(qū)域，流域的下游是生境質(zhì)量的熱點(diǎn)以及生境退化的冷點(diǎn)區(qū)域。

（3） 流域的景觀格局受自然因素、人類活動(dòng)以及政策因素的影響而發(fā)生改變，生境質(zhì)量與生境退化亦隨之改變，兩者與景觀格局表現(xiàn)出明顯的相關(guān)關(guān)系并且其相關(guān)性質(zhì)各異。

參考文獻(xiàn)：

[1]張秋菊，傅伯杰，陳利頂.關(guān)于景觀格局演變研究的幾個(gè)問題[J].地理科學(xué)，2003（3）：264-270.

[2]張金屯，邱揚(yáng)，鄭鳳英.景觀格局的數(shù)量研究方法[J].山地學(xué)報(bào)，2000，18（4）：346-352.

[3]胡學(xué)東，鄒利林.生態(tài)優(yōu)先導(dǎo)向下長江經(jīng)濟(jì)帶土地利用景觀格局演變及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究：以武漢市為例[J].地域研究與開發(fā)，2020，39（3）：138-143，149.

[4]雷金睿，陳宗鑄，陳毅青，等.1990～2018年海南島濕地景觀格局演變及其驅(qū)動(dòng)力分析[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2020，29（1）：59-70.

[5]蘇凱，王茵然，孫小婷，等.基于GIS與RS的東北森林帶景觀格局演變與模擬預(yù)測[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2019，50（12）：195-204.

[6]蒙金華，張正棟，袁宇志，等.基于CA-Markov模型的流溪河流域景觀格局分析及動(dòng)態(tài)預(yù)測[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，47（4）：122-127.

[7]吳曉旭，鄒學(xué)勇，錢江.基于馬爾科夫模型的烏審旗景觀格局模擬與預(yù)測[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2010，24（2）：158-162.

[8]奚世軍，安裕倫，李陽兵，等.基于景觀格局的喀斯特山區(qū)流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：以貴州省烏江流域?yàn)槔齕J].長江流域資源與環(huán)境，2019，28（3）：712-721.

[9]婁妮，王志杰，何嵩濤.基于景觀格局的阿哈湖國家濕地公園景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].水土保持研究，2020，27（1）：233-239.

[10]于興修，楊桂山，李恒鵬.典型流域土地利用/覆被變化及其景觀生態(tài)效應(yīng)：以浙江省西苕溪流域?yàn)槔齕J].自然資源學(xué)報(bào)，2003，18（1）：13-19.

[11]侯鵬，王橋，王昌佐，等.流域土地利用/土地覆被變化的生態(tài)效應(yīng)[J].地理研究，2011，30（11）：2092-2098.

[12]HALL L S，KRAUSMAN P R，MORRISON M L.The Habitat Concept and a Plea for Standard Terminology[J].Wildlife Society Bulletin，1997，25（1）：173-182.

[13]歐陽志云，鄭華.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)學(xué)機(jī)制研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29（11）：6183-6188.

[14]ENGEL D W，THAYER G W，EVANS D W.Linkages between fishery habitat quality，stressors，and fishery populations[J].Environmental Science & Policy，1999，2（6）：465-475.

[15]何利軍，丁由中，李秀洪，等.南陵縣揚(yáng)子鱷的種群數(shù)量及棲息地質(zhì)量[J].動(dòng)物學(xué)雜志，2002，37（1）：31-35.

[16]包玉斌，劉康，李婷，等.基于InVEST模型的土地利用變化對(duì)生境的影響：以陜西省黃河濕地自然保護(hù)區(qū)為例[J].干旱區(qū)研究，2015，32（3）：622-629.

[17]劉智方，唐立娜，邱全毅，等.基于土地利用變化的福建省生境質(zhì)量時(shí)空變化研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2017，37（13）：4538-4548.

[18]任涵，張靜靜，朱文博，等.太行山淇河流域土地利用變化對(duì)生境的影響[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2018，37（12）：1693-1704.

[19]褚琳，張欣然，王天巍，等.基于CA-Markov和InVEST模型的城市景觀格局與生境質(zhì)量時(shí)空演變及預(yù)測[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2018，29（12）：4106-4118.

[20]黃木易，岳文澤，馮少茹，等.基于InVEST模型的皖西大別山區(qū)生境質(zhì)量時(shí)空演化及景觀格局分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2020，40（9）：2895-2906.

[21]李衛(wèi)明，陳求穩(wěn)，劉德富，等.基于景觀生態(tài)學(xué)指標(biāo)的魚類生境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究[J].長江科學(xué)院院報(bào)，2014，31（6）：7-11.

[22]劉世梁，尹藝潔，楊玨婕，等.漫灣庫區(qū)景觀破碎化對(duì)區(qū)域生境質(zhì)量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2017，37（2）：619-627.

[23]孟慶林，李明玉，任春穎，等.基于HSI模型的吉林省東部地區(qū)生境質(zhì)量動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)[J].國土資源遙感，2019，31（3）：140-147.

[24]高艷，劉康，馬橋，等.基于SolVES模型與游客偏好的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)社會(huì)價(jià)值評(píng)估：以太白山國家森林公園為例[J].生態(tài)學(xué)雜志，2017，36（12）：3564-3573.

[25]張大智，孫小銀，袁興中，等.南四湖流域1980-2015年土地利用變化及其對(duì)流域生境質(zhì)量的影響[J].湖泊科學(xué)，2018，30（2）：349-357.

[26]鞏杰，馬學(xué)成，張玲玲，等.基于InVEST模型的甘肅白龍江流域生境質(zhì)量時(shí)空分異[J].水土保持研究，2018，25（3）：191-196.

[27]劉園，周勇，杜越天.基于InVEST模型的長江中游經(jīng)濟(jì)帶生境質(zhì)量的時(shí)空分異特征及其地形梯度效應(yīng)[J].長江流域資源與環(huán)境，2019，28（10）：2429-2440.

[28]程?hào)|亞，李旭東.西南山地流域林地和草地保護(hù)評(píng)價(jià)研究：以貴州赤水河流域?yàn)槔齕J].水土保持研究，2019，26（4）：328-335.

[29]趙衛(wèi)權(quán)，楊振華，蘇維詞，等.基于景觀格局演變的流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管控：以貴州赤水河流域?yàn)槔齕J].長江流域資源與環(huán)境，2017，26（8）：1218-1227.

[30]鄭新奇，付梅臣.景觀格局空間分析技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[31]姚云長.基于InVEST模型的三江平原生境質(zhì)量評(píng)價(jià)與動(dòng)態(tài)分析[D].北京：中國科學(xué)院大學(xué)，2017.

[32]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，2016，35（10）：2783-2792.

[33]劉春芳，王川.基于土地利用變化的黃土丘陵區(qū)生境質(zhì)量時(shí)空演變特征：以榆中縣為例[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2018，38（20）：7300-7311.

[34]SHARP R，TALLIS H T，RICKETTS T，et al.InVEST 3.2.0 Users Guide.The Natural Capital Project，Stanford University，University of Minnesota，https：∥www.docin.com/p-2129732985.html.

[35]MORAN P A.Notes on continuous stochastic phenomena[J].Biometrika，1950，37（1/2）：17-23.

[36]GETIS A，ORD J K.The analysisof spatial association by use of distance statistics[J].Geographical Analysis，1995，27（4）：286-306.

（編輯：黃文晉）

Abstract：Habitat quality is an important component in the study of ecosystem services.Analyzing spatial and temporal characteristic in habitat quality caused by landscape patterns change can provide a scientific basis for landscape optimization and ecological civilization construction.Taking the Chishui River Basin in Guizhou Province as an example，the spatio-temporal characteristics of habitat quality and the coupling relationship with the landscape pattern based from 1990 to 2015 were discussed based on the InVEST model.The results showed that：① From 1990 to 2015，the characteristics of land use change in the study area were mainly manifested in conversion among cultivated land，forest land and grassland，and the occupation of construction land.These changes led to an increase in the fragmentation of the watershed and a decrease in landscape connectivity.② Habitat quality and habitat degradation in the study area decreased from 0.697 96 and 0.133 96 in 1990 to 0.695 62 and 0.113 15 in 2015.Hot spot analysis showed that the cold spot areas of habitat quality were mainly distributed in the upper reaches of the study area and around towns，and the hot spots of habitat quality were mainly distributed in the lower reaches of the basin where vegetation was distributed.③ The basins habitat quality and habitat degradation showed obvious correlation with and landscape pattern index in different ways.

Key words：habitat quality;InVEST model;landscape pattern;Chishui River Basin;mountainous watershed