基于价值评估的环渤海地区生境质量时空演变与驱动力分析.pdf

（自然科学），2 0 2 4，44(1)：6 7-7 8.引文格式：鲁雅兰，徐文斌，黄执美.基于价值评估的环渤海地区生境质量时空演变与驱动力分析 .西南林业大学学报Jan.2024JOURNAL OF SOUTHWEST FORESTRY UNIVERSITY2024年1月Vol.44No.1大南西第44卷报学业第1期学林D0I:10.11929/j.swfu.202211066基于价值评估的环渤海地区生境质量时空演变与驱动力分析鲁雅兰！徐文斌1黄执美！孟伟庆1，2员浩帆！冯剑丰3王义东1,2（1.天津师范大学地理与环境科学学院，天津30 0 38 7；2.天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室，天津30 0 38 7；3.南开大学教育部环境污染过程与基准重点实验室，天津市跨介质复合污染环境治理技术重点实验室，天津30 0 0 7 1）摘要：利用环渤海2 0 0 0 2 0 2 0 年土地利用产品、耦合生态系统服务价值模型、生态系统活力指数和InVEST生境质量模型评估环渤海海岸带地区生境质量的时空演化格局，采用地理探测器模型对生境时空演化进行驱动因子探测和交互作用分析。结果表明：2 0 0 0 2 0 2 0 年环渤海地区整体生境质量等级处于中等且呈持续上升趋势，其中大连市、营口市、葫芦岛市和秦皇岛市生境质量较高；2000、2 0 10、2 0 2 0 年环渤海地区生境质量处于中等等级面积占比依次为5 3%、5 7.4%、5 8.3%，等级由低、较低等级转化为中等等级的面积占比较大；2 0 0 0 2 0 2 0 年环渤海地区生境质量变化主要受气温、高程、降水、路网密度和植被覆盖率等因子的影响，其中降水、气温和高程的影响程度较强，因子交互呈现双因子增强和非线性增强两种复合增强结果。研究结果可为海岸带地区生境修复、土地利用规划提供参考关键词：环渤海；生境质量；时空异质性；驱动力分析；价值评估中图分类号：S718.53文献标志码：A文章编号：2 0 9 5-19 14(2 0 2 4)0 1-0 0 6 7-12Spatial and Temporal Evolution and Drivers of Habitat Quality in theBohai Rim Based on Value AssessmentLu Yalan,Xu Wenbin,Huang Zhimei,Meng Weiqing2,Yuan Haofan,Feng Jianfeng,Wang Yidong1，2(1.College of Geography and Environmental Science,Tianjin Normal University,Tianjin 300387,China;2.Tianjin Key Laboratory of WaterResources and Environment,Tianjin Normal University,Tianjin 300387,China;3.Key Laboratory of Ministry of Education on Pollution Processesand Environmental Criteria,Nankai University/Tianjin Key Laboratory of Environmental Management Technology forCross-Media Composite Pollution,Tianjin 300071,China)Abstract:This paper uses the land use products around the Bohai Sea from 2000 to 2020,coupling ecosys-tem service value model,ecosystem vitality index and InVEST habitat quality model to assess the spatial and tem-poral evolution pattern of habitat quality in the coastal zone of the Bohai Rim with strong anthropogenic activities,and uses the geographic detector model to detect the driving factors and analyze the interaction of habitat tempor-al and spatial changes.The results show that the overall habitat quality grade in the Bohai Rim region is mediumand continues to increase from 2000 to 2020,with higher habitat quality in Dalian,Yingkou,Huludao and Qin-huangdao City.In 2000,2010,and 2020,the proportion of habitat quality in the Bohai Sea region in the mediumgrade area was 53%,57.4%and 58.3%,showing a continuous upward trend,and the habitat quality grade was收稿日期：2 0 2 2-11-2 2；修回日期：2 0 2 3-0 1-17基金项目：国家社会科学基金重点项目（19 AZD005）资助。第1作者：鲁雅兰（19 9 8 一），女，硕土研究生。研究方向：海岸带环境变化与生态修复。Email:。通信作者：孟伟庆（19 7 9 一），男，博士，教授，硕士生导师。研究方向：海岸带环境变化与生态修复、生态规划与评价、碳排放估算与可持续发展。Email:。68西南林业大学学报第44卷transformed from low and lower grade to medium grade in a larger proportion.Habitat quality changes in the Bo-hai Rim from 2000 to 2020 are mainly influenced by factors such as temperature,elevation,precipitation,roadnetwork density and vegetation cover,among which precipitation,temperature and elevation have a stronger de-gree of influence.And both factor interactions showed 2 composite enhancement results,bifactor enhancementand nonlinear enhancement.The results of the study can provide reference for habitat restoration and land useplanning in coastal zone areas.Key words:Bohai Sea Rim;habitat quality;spatio-temporal heterogeneity;driving force analysis;value eval-uation21世纪以来，强烈的人类活动对生态系统的干扰严重影响了生物栖息地的质量，如不透水地面剧烈扩张致使生境破碎化日益严重，生物多样性水平降幅相较以往更大。生境质量是一个生态系统在特定空间范围提供个体适宜生存条件及维持其可持续发展的能力 2-3，在一定程度上表征了生物多样性和生态系统的服务水平。生境质量的高低是衡量生态环境健康状况的重要指标，对区域生态安全和人类健康发展起着关键性的保障作用 4-5 1。探索生境质量的时空演变并挖掘其变化的驱动因素是实现区域生态系统可持续发展的前提，同时作为区域建设规划的一项基础保障性工作，能够为区域生态健康发展和社会管理提供重要的决策支持 6 目前，生境质量评估为探究人类活动干扰与生境质量之间的关系提供了新视角。作为全球生态环境研究的重要领域，生境质量的空间量化及其驱动因子分析成为学术界关注的热点，特定区域物种的生境条件对物种的影响与作用是评价区域生境质量的核心。随着3S技术的不断发展，生境质量的研究沿着2 个方向发展：一是小尺度生境质量研究，主要是对重点保护动物和濒危物种 7-8 进行分析，通过获取较为精准的数据，了解生物群落的生存环境，从而改善其生存状况此类研究对生境质量的评价准确性较高，但耗费成本高，难以进行长期的动态评估和分析 19-1。二是生境质量量化评估方法研究 12-13，主要评估模型有InVEST模型 14-15 、HIS生境适宜性模型 16 和MAXENT17模型。其中，InVEST模型对数据需求较小，具有较强的空间分析能力和可视化程度，在生境质量动态评估和时空变化分析方面具有独特优势，是目前较为成熟且应用较为广泛的生态系统服务评估模型；InVEST模型中的生境质量模块是量化生境质量的重要工具，通过分析土地利用图中不同地类对区域生物多样性的威胁程度来评估生境质量，能够动态分析生境质量空间分布，通过可视化的方式揭示生态系统的适宜性程度。近年来，国内外的研究主要是针对自然保护区 17-18 、流域 19 、行政区 2 0 等尺度展开，而对于受海陆交互作用影响强烈的海岸带地区生境质量研究相对较少。InVEST模型主要考量外部威胁对生境的影响，存在一定的局限性。海岸带是陆地海洋两大系统交互作用强烈且极其脆弱的生态带，作为陆海过渡带，具有极其重要的区位优势、丰富的资源和多样的生态功能 2 1。由于区域条件特殊性，兼顾陆域生态与海洋环境的双重属性，海岸带地区生物多样性高，且对各种自然人为干扰更为敏感 2 2 。环渤海区域是指辽东半岛、山东半岛、京津冀为主的环渤海滨海经济带，是构建我国生态安全格局的重要组成部分。目前，关于环渤海生态环境问题的研究主要从近岸海域生态环境问题和内陆生态环境问题两个方面人手，对渤海湾生态系统和环渤海地区环境整体的自然形态进行研究，但对于环渤海地区生境质量量化评估研究鲜有开展。因此，本研究以人为活动影响强烈的环渤海海岸带地区作为研究区，在综合考虑气候 2 3、地形 2 4-2 5 、社会经济 2 6-2 8 、资源 2 9-30 等影响因素的基础上，通过构建综合生境质量评估模型，并运用地理探测器对环渤海海岸带地区的生境质量进行时空演化研究和驱动力分析，探求影响海岸带生境变化的主要驱动因素，以期为区域生态系统服务、土地利用规划及海岸带地区生境保护和生态修复提供参考依据。1研究区概况与数据来源1.1研究区概况渤海作为我国唯一的内海，其沿岸分布着渔业、港口、石油、海盐等多种优势资源，在我国区域经济建设发展中起着重要的支撑作用。环渤69第1期鲁雅兰等：基于价值评估的环渤海地区生境质量时空演变与驱动力分析海海岸带地处中纬度，其北部、西部和南部分别分布辽东湾、渤海湾和莱州湾等大型海湾。环渤海地区（342 3 432 6 N，1130 4 12 5 46 E）位于我国东部沿海，包括辽宁、山东、河北及京津三省二市的13个城市，面积为13.39 万km，占三省二市总面积的2 8.8 6%。环渤海地区承载着重要的生态、经济和社会功能。环渤海沿岸有140 余条河流注人3大水系（辽河、黄河、海河）和3大海湾（辽东湾、渤海湾、莱州湾），形成了辽河口、黄河口、海河口三角洲湿地。研究区属暖温带大陆性季风气候，包含湿润、半湿润和半干旱3个地带，地形主要以平原和低山丘陵为主，呈现北高南低、西高东低的空间分布格局，生态系统种类多样，生态资源丰富，除河口、海湾生态系统外，还分布有海草床、牡蛎礁、淤泥质海岸、砂质海岸、盐沼、海岛等生态系统1.2数据来源及处理本研究选用的3期土地利用数据（2 0 0 0 年、2010年、2 0 2 0 年）分辨率为1km1km，用地类型包含6 个一级地类和2 5 个二级地类。将获取的土地利用、基础地理数据、自然环境和社会经济等数据在ArcGIS里统一投影坐标系统，并将所有数据转换为栅格数据（.tif）格式。对DEM数据经过拼接裁剪等处理获得，并在DEM的基础上提取了坡度，坡向等信息。资料数据及其来源见表1。表1石研究数据及来源Table 1 List of data and references used in this paper数据数据类型数据来源名称格式中国科学院资源与环境数据中心土地利用数据到二级分类的土地利用数据栅格数据（1km）(https:/ m）(http:/)年平均降水量国家科学数据中心自然环境数据年均气温(http:/ o u t)/U a 10 0%(1)L,=(U,-Ua)/U.100%=(U i n -U o u t)/U.10 0%（2)(3)P式中：L和L分别为各用地类型的面积总变化和净变化，Ps为研究区某时段内各用地类型变化的趋势状态指数；U.和U分别为研究初期和末期某一类用地类型面积；U为某时段内其他用地类型转化为某用地类型的面积之和，Uout为相关时段内某一用地类型转变为其他用地类型的面积之和。2.2生境质量评价根据生境质量内容和含义，以及已有的相关研究 18-2 0 ，综合地类的本底价值差异、活力价值差异和外部威胁对生境影响3个方面构建生境质量综合评估模型。70西南林业大学学报第44卷2.2.1基于本底价值的生境质量评价生态系统服务价值（ESV）是生态系统服务功能的重要量化评估方式，也是优质生境的体现18 。采用价值当量评估方法，结合地区差异性，根据环渤海地区农田生产情况对单位ESV当量因子进行修订，使研究结果更符合实际。为方便计算，采用2 0 10 年的粮食生产情况核算单位ESV的当量因子价值，根据郑晓奇等 31 的研究，计算得到地区的单位ESV当量因子价值为2 9 9 0 元/hm，各系统当量见表2。表2不同地类单位面积服务价值当量Table 2Service value equivalent per unit area for different land types元/hm生态系统服务功能耕地林地草地水域建设用地未利用地食物生产33058971137239300原料供给7322049167568800水资源供给-390310627272479500气体调节26626760589223036060气候调节13912023415583684900净化环境4045862514516600299299水文调节447212338114263058009090土壤保持15558240717827826060维持养分循环46462853820900生物多样性4947492652076276060美学景观2243290287156533030总计1180068852586923756995995992.2.2基于活力价值的生境质量评价同种地类很有可能因气候差异使得其提供的生境能力大小不同 19 。生态系统的植被净初级生产力（NPP）是指植物光合作用产物固定和转化的效率，已有研究证明NPP是评价生态系统初级生产力的有效方法 2 0 ，为此本研究以NPP来表示生境活力价值。2.2.3基于外部威胁的生境质量评价InVEST模型是用于评估生态系统服务功能及其经济价值、支持生态系统管理和决策的模型系统。InVEST模型中生境质量模块通过结合不同土地利用类型对威胁源的敏感程度和外界威胁强度来计算生境退化度，进一步计算生境质量指标，评估研究区生境质量的优劣。生境退化度是指生境受威胁因子影响后的退化程度，其中威胁因子对生境的作用分为线性衰退与指数衰退，计算方法如式（4）（6）。D.,=ZW,xr,xiryxB,xSj(4)RW,dxy（线性衰退）(5)2.99d,exp(指数衰退）(6)drmax式中：D,为生境类型j冲中栅格x所受胁迫水平；R为威胁因子的个数；Y,为所有威胁层在地类图层上的栅格总数；W,为威胁因子的权重；r,为某种威胁因子的个数；ixy为威胁R在栅格x生境对栅格y的影响，威胁源在生境的每个栅格上的影响可以根据生态因子的指数或线性相关性来显示威胁因子与各生境类型的空间关系；,为生境抗干扰的水平栅格单元受到保护的水平（法律准人水平），取,=l；S,为生境类型y对r的敏感性；dy是栅格x与y的直线距离；drmax为威胁源r的最大威胁距离。生境退化度介于0 1之间，值越大退化程度越明显。在此基础上计算生境质量。D(7)D,+Kz式中：Q为生境类型j中x栅格的生境质量指数；71第1期鲁雅兰等：基于价值评估的环渤海地区生境质量时空演变与驱动力分析H,是生态适宜度；Z为模型默认参数，一般设置为2.5 3；K为半饱和常数，其数值为研究区栅格数据分辨率的一半，参考相关研究设置成0.5 32 。相关参数见表3和表4。表3研究区生境适宜度及其对威胁因子的敏感性Table3Habitat suitability and sensitivity to threat factors in the study area威胁因子土地利用类型生境适宜度水田旱地城镇用地农村居民用地其他建设用地裸地交通用地水田0.600.000.300.500.350.200.100.30旱地0.400.300.000.500.350.200.100.30有林地1.000.800.501.000.850.600.300.80灌木林1.000.800.500.600.450.200.200.80疏林地1.000.800.551.000.90.650.300.50其他林地1.000.800.901.000.950.700.300.80高覆盖草地0.800.400.400.600.500.200.200.80低覆盖草地0.750.450.450.600.450.250.250.70河渠0.700.500.500.700.600.300.300.65湖泊坑塘0.900.600.600.900.800.700.300.80滩涂0.900.700.700.900.750.500.300.80滩地0.700.700.700.900.750.500.300.70城镇建设用地0.600.700.600.950.750.500.300.80农村居民点0.600.700.750.950.850.550.500.75其他建设用地0.000.000.000.000.000.000.000.00裸土地0.000.000.000.000.000.000.000.00湿地0.000.000.000.000.000.000.000.00表4研究区威胁因子参数Table 4Threat factor parameters in the study area威胁因子最大影响距离/km权重空间衰减类型水田6.000.50线性旱地6.000.70线性城镇用地9.001.00指数农村居民点5.000.60指数其他建设用4.000.60指数裸土地4.000.30指数交通用地3.000.80线性2.2.4综合生境质量评估结合本底生境质量（Q）、生境活力价值（Q 2）和基于外部威胁的生境质量评价结果（Q 3），通过价值方式表示研究区综合生境质量，使得生境质量评价能同时考虑自然状态和为人类提供的利益，其计算方法如式（8）。Q=QQ2Q3(8)对综合生境质量指数值进行标准化处理并在ArcGIS里进行分类。2.3地理探测器地理探测器是探索地理要素空间分异规律及其背后驱动机制的一种统计学方法，其核心思想基于以下假设：如果某个自变量对某个因变量有重要影响，那么自变量和因变量影响力的空间分布应该具有相似性 3-35 。该方法由于所需数据量小，操作灵活等优点而被广泛应用于不同尺度的自然与社会经济的问题研究 36-37 。在探索区域分异现象过程中，它不仅能探测单因子对区域分异的贡献程度，还能检测多个因子之间的交互影响。由于海岸带地区独特的地理区位，生境质量受各种因素组合影响，为此本研究应用地理探测器中的因子探测器和交互探测器模型对过渡区域生境质量的驱动因素进行识别，由此进一步探索区域生境质量的空间分异规律。其表达式如式（9)。N,8ii=19=1N(9)式中：9 为不同因子对生境质量时空分布的影响程度，m为影响因子的样本数量，N、N分别为次区i和整个研究区的生境质量，而、8 是次区i和整个研究区的生境质量的离散方差。9 的取值区间为 0,1，值越大表明分区因素对研究区生境质量空间分布影响越大，反之越小。交互作用探测能判断出不同影响因子之间的复合作用，也可理解为两因子交互作用后对生境质量的解释力，根据模型原理和因子之间的关系，分类见表5。72西南林业大学学报第44卷表5两个驱动因子对生境质量交互作用的类型Table 5 Types of interaction between 2 covariates tohabitat quality判断依据交互作用类型q(X;n Xj)ming(Xi),q(X,)非线性减弱minq(Xi),q(X,)q(X;n Xj)maxq(Xi),q(Xj)双因子增强q(X;nXj)=q(Xi)+q(Xj)独立q(X;n X,)q(Xi)+q(X,)非线性增强3结果与分析3.1土地利用动态近2 0 年环渤海海岸带的土地利用变化状况见表6。依据中国科学院土地利用分类体系将二级地类进行归并，得到了6 个一级地类，分别是林地、耕地、草地、水体、建设用地和未利用地。根据桑基图（图1）可知，环渤海地区的优势地类为耕地，占据研究区总面积的一半以上，其次为林地和建设用地。从土地转移结果来看，除建设用地和水体外，其他地类基本呈现逐年递减的趋势。2 0 0 0 2 0 10 年，耕地转为建设用地面积较多，其他地类面积变化较小；2 0 10 2 0 2 0 年，各地类转化波动较大，主要体现在耕地和建设用地间的转化。根据表6，2 0 10 2 0 2 0 年，水体和建设用地扩张较为明显，净变化率分别为5 9.6 9%和14.36%，其他地类净变化率均为负数，说明其他地类在近10 年间面积在不断萎缩。水域面积在近10 年中增长较多，是由于分类时将水库、坑塘、滩地和湿地等都归为水体一类，随着经济发展，大量第三类建设用地及未利用地转为了水库坑塘、养殖塘、人工湿地等人工水体，使得该时间段内水体面积大量增加。表6 研究区土地利用变化指数Table 66 Land use change indices in the study area建设未利时间段指数/%耕地林地草地水体用地用地20002010年Lt3.311.108.9917.27 14.05 23.13Ln-0.780.32-7.300.2313.80 17.58Ps23.60-29.10-81.201.3398.22 76.0020102020年Lt51.7776.59119.08172.87 144.71 106.35Ln-3.98-1.1226.5759.6914.3638.07Ps-7.69-1.46-22.3134.539.92-35.6015.38%15.3%15.14%57.55%57.1%54.78%5.05%7.42%6.87%8.2%5.13%5.13%11.93%13.56%15.52%2.59%2.13%1.32%2000年2010年2020年林地耕地草地水域建设用地未利用地图120002020年土地利用转移桑基图Fig.1 Land use transfer Sankey map from 2000 to 202073第1期鲁雅兰等：基于价值评估的环渤海地区生境质量时空演变与驱动力分析3.2生境退化度时空演变生境退化度反映了生境类型受威胁因子的影响程度，本研究将环渤海海岸带生境退化度划分为弱退化、较弱退化、中等退化、较强退化和强退化5 个等级，环渤海海岸带生境退化度分布格局呈现了时空尺度上的异质性特征（图2）。整体来看，近2 0 年来，生境退化明显，2 0 0 0 年生境退化度最高的区域主要分布于山东、河北、天津等近海海域，这些地区在2 0 世纪9 0 年代开始进行了大规模的围填海活动，原先大量的自然湿地生境转化为人工生境，生境退化较为严重。2 0 102020年生境退化区域主要集中于沧州市、滨州市、东营市、烟台市和潍坊市等地区，这些区域大多为平原，土地开发强度大，农业生产、水产养殖等非点源污染比较突出，对生境产生的不利影响较大；而天津、沧州等沿海地区的生境退化度在下降，这些地区采取了一系列生态保护政策，加强围填海管控，出台更为严格的围填海审批制度，加上沿海一系列自然保护区和生态保护红线的设定，大大减少了人为对于沿海生境的干扰，使得生境退化度较小。Na.2000年b.2010年c.2020年弱退化较弱退化中等退化较强退化强退化050kmL图220002020年环渤海海岸带生境退化度时空演变Fig.2Spatial and temporal evolution of habitat degradation in the coastal zone around Bohai Sea from 2000 to 20203.3生境质量时空演变应用HabitatQuality模型计算2 0 0 0 2 0 2 0 年环渤海海岸带地区的生境质量，将生境质量划分为低、较低、中等、较高和高5 个等级（图3），统计各个生境等级面积占比及比例变化（表7）。从整体上看，环渤海海岸带城市生境质量时空分布格局呈现明显的分异特征，其中大连市、营口市、葫芦岛市和秦皇岛市生境质量较高，这很可能与当地资源环境和政府政策相关。大连市地处丘陵地带，境内有林地、草地、盐田、滩涂和海洋等众多类型的生态系统，在源汇景观的耦合性方面具有天然优势 2 9-30 ；营口市山地丘陵面积较大，森林资源和水资源较为丰富，该市将典型海洋地貌和优质砂质海岸作为重点保护对象，大力推进和实施海岸带保护修复工程，取得不错成效，生境质量不断提高；葫芦岛市作为一个融山、水、城、林于一体的城市，为不同的植物生长提供了不同的生态位，作为融入京津冀协同发展战略先导区，该市构筑辽西陆海生态屏障，统筹山水林田湖草系统保护与修复，强化防护林建设，构建西部山区水源涵养林保护区、中部丘陵经济林优先发展区和东部城市水田与沿海防护区，加强区域生态共同治理，生境质量也稳步提升；秦皇岛市地理位置独特、地形地貌复杂多样、气候温和，拥有大面积的植被，市政府重视生态保护、践行绿色发展，实施了生态治理工程，推进了清洁取暖改造及污水处理提标等工作。从时间上看，大连市、唐山市、天津市和烟台市生境质量呈下降的趋势（图4）。天津市和唐山市作为北方老工业城市，在传统产业升级改造过程中势必会产生一系列的环境问题，且当地以平原为主，人口较多，大量的工业三废和生活废水废物在一定程度上也降低了生境质量；大连市生境质量虽然一直很高，但2 1世纪初大连市正处于快速发展时期，产业迅速聚集，城市面积不断扩大，周边可耕地面积在减少，生态恶化导致土壤侵蚀加重，水土流失量不断上升，带来一系列生态环境问题；烟台市近些年来建设用地快速扩张，沿岸地区受海水侵蚀不断加重，海湾湿地功能退化，生态景观稳定性降低，城市绿色空间不断减少，市域生境类型趋于简单化，生物多样性降低，生态环境自我修复能力不断减弱，生境74西南林业大学学报第44卷质量不断下降 31-32 。其他城市生境质量指数呈波动变化，其中以东营市和滨州市为典型。2 0 0 0 一2 0 10 年，东营市生境质量不断下降，石油工业开发导致工矿用地面积大幅上涨，土地利用空间演变格局变化较大，同时采油与炼化两大污染行业是造成东营市生态风险恶化的主要原因；2 0 10 2 0 2 0 年，东营市实施了黄河重大国家战略，坚持以生态的办法治理生态，做好湿地修复保护和水系连通，先后推进实施东三路、东八路等16 项湿地保护修复项目，形成了独具特色的黄河口湿地修复模式，同时重点实施关键物种栖息地保护、原生植物保育和水生生物恢复等工程，生物多样性逐步提高，生态质量也不断提高 38-39 20002010年，滨州市处于社会经济发展的快速阶段，工业规模不断扩大，城市人口密度持续增大，周边的耕地、林地、园地等农地被城市建设用地所取代，加之其处于黄河三角洲腹地、濒临渤海，特殊的地形地貌、土壤和气候条件导致土地流失、盐渍化和沙化现象比较严重，加剧了滨州市人口与土地资源、土地供给与需求、土地经济与土地生态的矛盾，也严重威胁城市生态环境，使得其生境质量不断下降；2 0 10 2 0 2 0 年，随着黄河三角洲高效生态经济区的建立，国家进一步加大了生态环境的建设力度，促进了滨州市整体生态环境的好转，生态环境质量整体呈现上升趋势N人a.2000年b.2010年c.2020年低较低中等较高高050km图320002020年环渤海海岸带生境质量时空演变Fig.3Spatial and temporal evolution of habitat quality in the coastal zone around Bohai Sea from 2000 to 20200.70.060.60.040.50.020.4变化值00.3-0.020.20.10.0400.06天津市锦州市东营市潍坊市秦皇岛市葫芦岛市研究区2000年2010年2020年一变化值图4研究区各市生境质量时间变化Fig.4Temporal changes in habitat quality in the study area municipalitie环渤海海岸带地区的生境质量整体处于中等水平（表7）。2 0 0 0 年、2 0 10 年、2 0 2 0 年，生境质量中等等级地区占据研究区面积的比例分别为53%、5 7.4%和5 8.3%，生境质量高等级地区占研究区面积的比例仅分别为14.3%、12.6%和12.6%。20002020年，生境质量高等级和较高等级地区虽面积占比变化不明显，但总体上有变好的趋势；生境质量中等等级地区的面积占比不断增加，且增幅较为明显，从2 0 0 0 年的5 3%增加到2020年的5 8.3%；生境质量较低等级地区面积占75第1期鲁雅兰等：基于价值评估的环渤海地区生境质量时空演变与驱动力分析比一直较小且呈现递减的趋势，从2 0 0 0 年的2.7%降低到2 0 2 0 年的0.5%；生境质量低等级地区面积约占研究区面积的五分之一左右，面积占比仅次于中等等级，2 0 0 0 2 0 10 年间面积占比增加了0.7%，2 0 10 2 0 2 0 年面积占比减少了0.9%。表7不同年份生境等级面积占比Table 7Percentage of area of habitat classes in different years%等级2000年面积占比2010年面积占比2020年面积占比20002010变化比例20102020变化比例低17.717.016.10.7-0.9较低2.70.80.5-1.9-0.3中等53.057.458.34.40.9较高12.312.212.5-0.10.3高14.312.612.61.703.4生境质量驱动力分析3.4.1生境质量区域异质性归因分析结合国内外有关生境质量的研究，选择相关影响生境质量的驱动因子进行归因分析。通过对探测结果的分析得知（表8），人口、GDP通过10%的显著性检验，其余8 个因子通过了1%的显著性检验，表明生境质量受到社会和自然因素的双重影响。决定力q值排名前5 的因子分别为气温、高程、降水、路网密度和植被覆盖率，其中气候因素中的降水和气温、地形因素中的高程的贡献度q值都超过了0.1，表明生境质量受自然因素影响较大。根据2 0 0 0 2 0 2 0 年环渤海海岸带生境质量时空演变图（图3）也可看出，生境质量高值区主要分布在地势较高的山林地区，这些区域人口分布少，受人类经济活动影响小，生境质量更高；而适宜的气候条件更有利于物种生存，适宜的温度和降水量能够营造舒适的栖息环境，更有利于动植物的栖息。除自然因素外，社会经济因素对生境质量影响同样不可忽视，在排名前5 的因素当中，路网密度作为第4个主导因素对生境质量空间格局产生重要影响，路网密度越大，表明当地土地利用强度越大。路网建设一定程度上对景观产生分割作用，大量的生境斑块由于道路基础设施建设而破碎化，大量的较大的生境斑块被切割成众多细小斑块，这使物种在斑块与斑块之间的迁移活动受阻，影响不同生境之间物种的交流活动，进一步降低区域的物种多样性。表8 2 0 0 0 2 0 2 0 年环渤海海岸带驱动因子地理探测结果Table 8Geographical sounding results of driving factors of coastal zone around Bohai Sea from 2000 to 2020影响因子维度驱动因子值解释力排序地形高程0.1322坡度0.0717气候气温0.140*1降水0.111*3社会经济人口0.019*10GDP0.029*9城镇化率0.0338路网密度0.093*4人类活动强度0.074*6资源植被覆盖率0.079*5注：表示通过10%显著性检验，“表示通过1%显著性检验。由表9 可知，不同驱动因子之间存在两两交互作用，且主要表现为双因子增强和非线性增强两种作用。自然因素中，降水与高程2 个因子交互作用最大，为0.2 41；自然因素与社会经济因素交互作用中，高程与人口2 种因子交互作用最强，呈现双因子增强，交互贡献度为0.19 2。研究76西南林业大学学报第44卷表明，生境质量与海拔高度存在梯级相关关系，生境质量随着海拔高度增加呈现先增加后减小的趋势，在地势较高的区域，人口分布较少，人类活动强度较低，生境质量较高；海拔较低的区域人口分布较为密集，人类活动范围更广，生境受干扰更大，因此海拔较低的区域平均生境质量指数偏低。表9 2 0 0 0 2 0 2 0 年环渤海海岸带不同驱动因子间交互探测结果Table9Interaction detection results among different drivers in the coastal zone around Bohai Sea from 2000 to 2020驱动因子高程坡度气温降水人口GDP城镇化率路网密度人类活动强度植被覆盖率高程0.132坡度0.143*0.071气温0.215*0.183*0.140降水0.241*0.163*0.178*0.111人口0.192+0.099+0.181+0.176+0.019GDP0.158*0.112+0.170*0.160+0.086+0.029城镇化率0.156*0.099*0.152*0.157+0.083+0.103+0.033路网密度0.196*0.149*0.175*0.173*0.131+0.120*0.174+0.093人类活动强度0.172*0.134*0.168*0.195+0.123+0.111+0.130+0.138*0.074植被覆盖率0.190*0.139*0.1970.1720.127+0.115+0.133+0.168*0.150+0.079注：表示双因子增强，+表示因子非线性增强。4结论与讨论生境质量对区域生物多样性和生态系统服务水平有着较为显著的影响，对其精准的评估有利于保护区域生物多样性，构建生态安全格局。生境质量评估多采用复合指标评价的方法，在对指标权重确立时大多采用专家打分的方法，这难免存在一定的主观性，而InVEST模型直接利用土地利用