旅游干擾下流域多尺度景觀格局演化特征及驅(qū)動(dòng)因素——以新安江流域?yàn)槔?br/>

張 瀟,張曉瑤,陸 林, *,李冬花

1 安徽師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院,蕪湖 241002 2 華東師范大學(xué)城市與區(qū)域科學(xué)學(xué)院,上海 200062

旅游作為一種人為干擾形式,會(huì)在不同組織尺度上對(duì)種群、群落以及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響[1]。旅游活動(dòng)及旅游開發(fā)建設(shè)主要通過作用于目的地的植物、野生動(dòng)物和土壤等要素進(jìn)而干擾區(qū)域整體生態(tài)環(huán)境。旅游干擾對(duì)不同植物群落和同一群落不同結(jié)構(gòu)特征的影響具有差異性,喬木層受旅游影響較小,灌木層和草本層對(duì)旅游干擾響應(yīng)相對(duì)顯著[2]；就草本層而言,其蓋度受旅游干擾影響較小,但高度和物種多樣性受影響較大[3]。此外,旅游干擾作用還具有距離衰減性和區(qū)域主導(dǎo)性特征,植物受旅游干擾的影響會(huì)隨距離增加而減弱,但在玉龍雪山、五臺(tái)山等旅游業(yè)較為發(fā)達(dá)地區(qū),旅游干擾對(duì)植物的影響已經(jīng)顯著超過海拔、地形和放牧等傳統(tǒng)景觀干擾因素[3-5]。受限于旅游業(yè)特性和數(shù)據(jù)獲取等問題,旅游干擾對(duì)動(dòng)物影響的傳統(tǒng)研究多集中于土壤動(dòng)物[6],伴隨旅游業(yè)態(tài)豐富和技術(shù)手段進(jìn)步,研究對(duì)象開始逐步擴(kuò)展到鳥類[7]、魚類[8]以及大型野生動(dòng)物[9]等多個(gè)門類。旅游干擾對(duì)土壤的作用主要體現(xiàn)在pH值、緊實(shí)度以及水分、有機(jī)質(zhì)、重金屬含量等物化指標(biāo)上,旅游活動(dòng)會(huì)對(duì)區(qū)域土壤生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生顯著負(fù)面影響,是造成旅游目的地土壤退化的重要原因[10-12]。

旅游業(yè)作為一種以自然環(huán)境為載體、以人類活動(dòng)為基礎(chǔ)的“新興發(fā)展要素和新興發(fā)展動(dòng)能”,在助推區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí),也會(huì)對(duì)區(qū)域土地利用/覆被變化和生態(tài)格局演化產(chǎn)生深刻影響[13-14]。但受限于旅游業(yè)的綜合性、融合性特征以及景觀格局人為驅(qū)動(dòng)因子難以空間化問題[15],傳統(tǒng)旅游干擾研究主要集中在旅游活動(dòng)對(duì)目的地單一因子的靜態(tài)影響上,而且研究尺度多囿于公園、景區(qū)甚至是游憩小徑等微觀尺度內(nèi),較少有文章系統(tǒng)探討旅游活動(dòng)對(duì)跨區(qū)域、多尺度案例地生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)干擾格局、演化過程和作用機(jī)制。

新安江流域作為長(zhǎng)三角城市群內(nèi)旅游資源富集程度高、景觀類型多樣的典型城市群鄉(xiāng)土-生態(tài)空間,是旅游干擾景觀格局研究極為難得的天然實(shí)驗(yàn)室[13]。為此,本文以新安江流域?yàn)榘咐?從整體到局部遴選出“全流域-旅游熱點(diǎn)區(qū)-景區(qū)”三種尺度空間典型代表,探討旅游干擾背景下不同尺度景觀格局演化特征及差異,利用格網(wǎng)加權(quán)和地理探測(cè)器等技術(shù)構(gòu)建流域景觀格局演化的驅(qū)動(dòng)力測(cè)度體系,著重分析包括旅游在內(nèi)的不同因子在新安江流域景觀格局演化中的影響強(qiáng)度,以期為理解旅游干擾在新安江流域景觀格局演化中的角色和地位,推進(jìn)旅游業(yè)科學(xué)布局、適度開發(fā),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人地關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)域概況

新安江流域地跨皖浙兩省,屬于中國(guó)中東部地區(qū)和南北氣候過渡帶,地理坐標(biāo)為117°38′—119°21′E,29°11′—30°20′N(圖1)。流域包含10個(gè)區(qū)縣,總面積11190km2,其中浙江省面積4715km2,安徽省面積6475km2。流域多年平均降水量1760mm,年平均氣溫17℃[16]。良好的自然本底環(huán)境以及悠久的歷史文化造就了新安江流域繁多優(yōu)質(zhì)旅游資源,但高強(qiáng)度旅游活動(dòng)和大規(guī)模旅游開發(fā)在推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí),也會(huì)不可避免的給流域生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展帶來一定挑戰(zhàn)。

圖1 新安江流域概況Fig.1 Location of the Xin′an River Basin

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究以1999—2019年的5期Landsat TM/ETM+/OLI系列遙感影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),所有遙感影像經(jīng)過了幾何校正、圖像裁剪、圖像增強(qiáng)等預(yù)處理。采用數(shù)字高程模型(DEM)、夜間燈光數(shù)據(jù)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和旅游相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)用于景觀格局影響因素分析。其中遙感數(shù)據(jù)來源于美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(https://earthexplorer.usgs.gov/),DEM數(shù)據(jù)為地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn)提供的GDEMV2 30m分辨率數(shù)字高程,夜間燈光數(shù)據(jù)主要為美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(www.ngdc.noaa.gov)提供的DMSP/OLS(1999—2013年)與NPP/VIIRS(2013—2019年)數(shù)據(jù),相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料源于地方統(tǒng)計(jì)年鑒和官方網(wǎng)站。此外,本研究還借助Google Earth和天地圖用于高鐵、高速、景區(qū)、城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等干擾源坐標(biāo)定位以及景觀解譯與驗(yàn)證。

1.3 研究方法

1.3.1景觀分類與景觀格局指數(shù)

通過野外采樣和高分辨率遙感影像獲取景觀類型解譯標(biāo)志,依據(jù)新安江流域植被覆蓋特征和研究需要,采用支持向量機(jī)法(Support Vector Machine, SVM)將新安江流域景觀類型劃分為林地、草地、耕地、建設(shè)用地、水體、裸地6大類,利用野外采樣數(shù)據(jù)、天地圖和Google Earth隨機(jī)選取驗(yàn)證樣本進(jìn)行混淆矩陣精度驗(yàn)證,總體分類精度大于85%。

依據(jù)新安江流域?qū)嶋H景觀特征和前人研究成果,在類型水平上選取斑塊密度(Patch Density, PD)、邊緣密度(Edge Density, ED)、最大斑塊指數(shù)(Largest Patch Index, LPI)、平均斑塊大小(Mean Patch Size, MPS)和斑塊凝聚度(Patch Cohesion Index, COHESION) 5種指數(shù),在景觀水平上選取面積加權(quán)平均分維數(shù)(Area-weighted Mean Patch Fractal Dimension, AWMFD)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(Shannon′s Diversity Index, SHDI)、蔓延度(Contagion Index, CONTAG)、集聚度(Aggregation Index, AI)4種指數(shù),這些指數(shù)可以較好的反映新安江流域的景觀個(gè)體單元特征、景觀組分空間構(gòu)型特征和景觀整體的多樣性特征[17-20]。采用Moving Window法空間化斑塊數(shù)量(Number of Patchs,NP)、最大斑塊指數(shù)(Largest Patch Index, LPI)、集聚度(Aggregation Index, AI)、香農(nóng)多樣性(Shannon′s Diversity Index, SHDI)4種景觀指數(shù)用于景觀格局影響因素分析,上述指數(shù)可從景觀破碎性、優(yōu)勢(shì)度、集聚度以及多樣性等方面反映新安江流域整體景觀格局演化狀況。各指數(shù)借助Fragstats 4.2計(jì)算。

1.3.2驅(qū)動(dòng)因子庫(kù)構(gòu)建

綜合國(guó)內(nèi)外研究成果和新安江流域?qū)嶋H情況,本研究在自然因素方面選取了地形地貌、氣候維度下的5種驅(qū)動(dòng)因子,在人文因素方面從人口、總經(jīng)濟(jì)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、居民生活水平、交通、科技、特殊人為干擾和旅游等9個(gè)維度選取了25種驅(qū)動(dòng)因子,從而構(gòu)建出了新安江流域景觀格局演化的驅(qū)動(dòng)因子庫(kù)(表1)。

表1 景觀格局演化的驅(qū)動(dòng)因子庫(kù)

1.3.3地理探測(cè)器

新安江流域面積廣,影響流域景觀格局演化的因子眾多而且異常復(fù)雜,相當(dāng)一部分因子存在重疊、嵌套關(guān)系,極其適合運(yùn)用地理探測(cè)器(Geodetector)來分析影響景觀格局演化的相關(guān)因素。其計(jì)算方法與意義參考相關(guān)文獻(xiàn)[32- 33]。

為了使各驅(qū)動(dòng)因子與新安江流域景觀格局在空間上相匹配,參考相關(guān)研究[23,34]和新安江流域范圍,利用ArcGIS將新安江流域劃分為1363個(gè)邊長(zhǎng)3km×3km的格網(wǎng)并編碼,分別統(tǒng)計(jì)每個(gè)格網(wǎng)中的自變量X與因變量Y數(shù)據(jù),以實(shí)現(xiàn)多元多類型數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)參考張行等人[35]研究方法,按照土地類型面積或人口數(shù)加權(quán)折算賦值到格網(wǎng)中。所有數(shù)據(jù)均用自然斷裂點(diǎn)法分為5級(jí)以實(shí)現(xiàn)自變量X類別化。

2 結(jié)果分析

2.1 旅游干擾背景下的流域多尺度景觀格局演化特征

2.1.1流域整體景觀格局演化特征

如圖2所示,受流域內(nèi)山地丘陵地形廣泛分布的影響,新安江流域景觀類型以林地為主,整體占比超過80%,但林地面積總體上呈現(xiàn)波動(dòng)下降趨勢(shì)；耕地為流域內(nèi)第二大景觀類型,但占比低于8%,水體面積僅次于耕地面積,主要由千島湖和新安江構(gòu)成；建設(shè)用地景觀類型在10個(gè)區(qū)縣市中心均形成了較大的集聚斑塊且逐年擴(kuò)大,草地和裸地受氣候與人類活動(dòng)影響較大,占比波動(dòng)幅度顯著,斑塊分布較為零散。

圖2 1999—2019年新安江流域景觀類型Fig.2 Landscape types in Xin′an River Basin during 1999—2019

從類型水平景觀格局指數(shù)計(jì)算結(jié)果來看(圖3),林地ED、COHESION、LPI和MPS最高,體現(xiàn)出林地作為流域內(nèi)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)景觀分布最為集中、連片,斑塊復(fù)雜程度最高,但LPI和MPS近年呈下降趨勢(shì),說明林地的景觀優(yōu)勢(shì)度和完整性受到一定破壞；草地PD最高,且PD、ED年際變化較大,反映出草地易受外界環(huán)境影響,景觀格局波動(dòng)最大,景觀斑塊最為破碎；由于千島湖的存在,水體COHESION、LPI和MPS僅次于林地；建設(shè)用地的COHESION、LPI和MPS曲線上升趨勢(shì)顯著,表明建設(shè)用地在近20年中迅速擴(kuò)張,且表現(xiàn)為集聚化、連片化的發(fā)展趨勢(shì)。

圖3 流域類型水平指數(shù)演化差異Fig.3 Evolutionary differences of class metrics in Xin′an River Basin

從景觀水平來看(圖4),近20年新安江流域AWMFD變動(dòng)曲線呈顯著下降趨勢(shì),表明流域內(nèi)的自然景觀受到了人類活動(dòng)的一定干擾,而且這種干擾程度逐年加?。籆ONTAG和AI在近10年中呈顯著下降趨勢(shì),鑒于新安江流域主要以林地景觀為主,這種變化反應(yīng)出林地景觀的完整性受到一定破壞；SHDI在近20年中呈現(xiàn)上升趨勢(shì),表明新安江流域的景觀異質(zhì)性提升,景觀組分正趨于均衡發(fā)展,6種景觀類型比例差距縮小。

圖4 流域景觀水平指數(shù)演化差異Fig.4 Evolutionary differences of landscape metrics in Xin′an River Basin

2.1.2旅游熱點(diǎn)區(qū)與一般區(qū)域景觀格局演化特征及差異

景區(qū),尤其是高級(jí)別景區(qū)集聚區(qū)往往是游客量最大,旅游活動(dòng)最為強(qiáng)烈,旅游干擾效應(yīng)最為顯著的區(qū)域[36-37]?；诖?本研究將新安江流域的4A、5A級(jí)景區(qū)富集區(qū)域稱為旅游熱點(diǎn)區(qū),通過對(duì)比高級(jí)別景區(qū)富集區(qū)域與一般區(qū)域的景觀格局演化差異,可以很好凸顯旅游活動(dòng)對(duì)流域景觀格局的干擾強(qiáng)度差異。

以新安江流域26家4A、5A級(jí)景區(qū)為點(diǎn)數(shù)據(jù),將其2018年接待游客人數(shù)作為權(quán)重,進(jìn)行加權(quán)核密度分析,在此基礎(chǔ)上綜合考慮各集聚區(qū)所涵蓋景區(qū)的類型特征及其實(shí)際范圍,劃定出新安江流域的6大旅游熱點(diǎn)區(qū)(圖5)。

圖5 旅游熱點(diǎn)區(qū)范圍界定Fig.5 Scoping of tourism hotspots

旅游熱點(diǎn)區(qū)與一般區(qū)域類型水平指數(shù)演化差異如圖6所示。旅游熱點(diǎn)區(qū)各景觀類型PD、ED整體小于一般區(qū)域且波動(dòng)較小,表明旅游熱點(diǎn)區(qū)斑塊密度更低,景觀格局相對(duì)穩(wěn)定,旅游活動(dòng)未加劇景觀破碎化和復(fù)雜程度,但受千島湖影響,旅游熱點(diǎn)區(qū)的水體復(fù)雜程度要高于區(qū)外；旅游熱點(diǎn)區(qū)內(nèi)的水體、林地、耕地景觀以及一般區(qū)域內(nèi)的林地、耕地景觀COHESION均在98%以上,表明上述景觀呈高度集聚分布；LPI和MPS演化曲線說明一般區(qū)域內(nèi)的林地為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)景觀,旅游熱點(diǎn)區(qū)內(nèi)以水體為優(yōu)勢(shì)景觀,但其林地景觀亦具一定優(yōu)勢(shì)度,旅游熱點(diǎn)區(qū)景觀結(jié)構(gòu)更為均衡；旅游熱點(diǎn)區(qū)與一般區(qū)域林地LPI均呈下降趨勢(shì),MPS呈先增后減趨勢(shì),但一般區(qū)域LPI與MPS下降率顯著高于旅游熱點(diǎn)區(qū),說明一般區(qū)域林地景觀較旅游熱點(diǎn)區(qū)受到的侵占更大；旅游熱點(diǎn)區(qū)MPS整體高于一般區(qū)域,表明旅游熱點(diǎn)區(qū)建設(shè)用地斑塊面積更大,開發(fā)建設(shè)活動(dòng)比一般區(qū)域更集中。

圖6 旅游熱點(diǎn)區(qū)與一般區(qū)域類型水平指數(shù)演化差異Fig.6 Evolutionary differences in class metrics between tourism hotspots and general areas

從景觀水平來看(圖7),由于旅游熱點(diǎn)區(qū)景觀結(jié)構(gòu)較為均衡,這種均衡不僅體現(xiàn)在6種景觀類型之間的均衡上,還體現(xiàn)在自然景觀與人工景觀的均衡上,故旅游熱點(diǎn)區(qū)AWMFD、CONTAG、AI低于一般區(qū)域,而SHDI高于一般區(qū)域；近20年旅游熱點(diǎn)區(qū)與一般區(qū)域AWMFD均呈下降趨勢(shì),但一般區(qū)域下降趨勢(shì)要更顯著,這表明旅游活動(dòng)未加劇旅游熱點(diǎn)區(qū)內(nèi)的人為干擾程度；CONTAG與AI近10年下降趨勢(shì)顯著,但一般區(qū)域下降趨勢(shì)要高于旅游熱點(diǎn)區(qū),反映出旅游熱點(diǎn)區(qū)內(nèi)的密集旅游活動(dòng)未加劇景觀集聚度和蔓延度下降趨勢(shì)；此外,旅游熱點(diǎn)區(qū)與一般區(qū)域SHDI均呈上升趨勢(shì),說明兩個(gè)區(qū)域內(nèi)景觀多樣性提升,林地、水體等優(yōu)勢(shì)景觀受到侵占,而建設(shè)用地等弱勢(shì)景觀占比擴(kuò)大,但一般區(qū)域SHDI上升趨勢(shì)要高于旅游熱點(diǎn)區(qū),表明旅游活動(dòng)亦未加劇破壞區(qū)域內(nèi)的優(yōu)勢(shì)景觀。

圖7 旅游熱點(diǎn)區(qū)與一般區(qū)域景觀水平指數(shù)演化差異Fig.7 Evolutionary differences in landscape metrics between tourism hotspots and general areas

2.1.3代表性景區(qū)景觀格局演化特征及差異

景區(qū)內(nèi)部景觀格局演化狀況直接反應(yīng)了旅游及其相關(guān)活動(dòng)對(duì)區(qū)域景觀格局的影響程度。黃山與千島湖均為具有一定范圍的自然觀光類風(fēng)景區(qū),是新安江流域游客接待數(shù)量與旅游收入最高,旅游活動(dòng)開展最為悠久且廣泛的代表性景區(qū),探討兩者景觀格局演化過程及差異可一定程度上反映旅游活動(dòng)對(duì)不同自然景觀的干擾差異。

黃山與千島湖景區(qū)類型水平景觀格局演化曲線如圖8所示,其中PD整體最高的為黃山草地,其次為黃山裸地,上述兩種景觀面積小,斑塊密度高且年際變化大,景觀最為破碎；千島湖相對(duì)黃山而言,各景觀斑塊密度差異小,表明千島湖景觀結(jié)構(gòu)更均衡,但千島湖林地和水體ED最高,斑塊最為復(fù)雜；黃山林地與千島湖水體、林地景觀COHESION接近100%,在LPI和MPS演化曲線圖中亦是三者最高,這表明黃山林地和千島湖水體、林地景觀均是景區(qū)內(nèi)的優(yōu)勢(shì)景觀,并且分布高度集中,連通性極好,呈大規(guī)模連片分布,尤其是黃山林地景觀。但黃山林地景觀LPI和MPS均呈下降趨勢(shì),說明黃山林地景觀優(yōu)勢(shì)度和完整性受到一定破壞,趨于破碎化發(fā)展；黃山、千島湖景區(qū)建設(shè)用地COHESION、LPI與MPS均呈上升趨勢(shì),且黃山整體高于千島湖,說明黃山、千島湖景區(qū)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度較快,但黃山景區(qū)建設(shè)用地分布更為集中、連片。

圖8 黃山與千島湖類型水平指數(shù)演化差異Fig.8 Evolutionary differences in class metrics between Mount Huang and Qiandao Lake

從景觀水平來看(圖9),黃山AWMFD、SHDI低于千島湖,而CONTAG、AI高于千島湖,表明黃山整體景觀格局受旅游干擾影響更大,景觀類型較為單一,各景觀類型間占比差距懸殊,景觀多樣性較低。4種指數(shù)變化趨勢(shì)表明:黃山景區(qū)內(nèi)景觀所受旅游干擾正逐步降低；黃山、千島湖景區(qū)內(nèi)景觀多樣性上升,景觀結(jié)構(gòu)正趨于均衡演化,區(qū)內(nèi)優(yōu)勢(shì)景觀受到一定破壞,導(dǎo)致景觀格局呈破碎化發(fā)展,黃山景區(qū)尤為顯著。

圖9 黃山與千島湖景觀水平指數(shù)演化差異Fig.9 Evolutionary differences in landscape metrics between Mount Huang and Qiandao Lake

綜上表明,旅游活動(dòng)在作用于新安江流域生態(tài)環(huán)境演化過程時(shí),不同尺度空間的空間耦合過程、要素耦合過程、城市化過程各異,致使旅游干擾對(duì)流域內(nèi)不同尺度空間作用程度各異。新安江流域不同尺度下的人為干擾程度按照全流域、一般區(qū)域、千島湖景區(qū)、旅游熱點(diǎn)區(qū)、黃山景區(qū)的順序逐步提升,旅游要素對(duì)景觀格局的影響主要體現(xiàn)在景區(qū)尺度,而對(duì)全流域作用相對(duì)不顯著,即旅游對(duì)流域景觀格局的干擾作用具有尺度局限效應(yīng)。

2.2 旅游干擾背景下新安江流域景觀格局演化的驅(qū)動(dòng)力分析

2.2.1景觀格局演化的驅(qū)動(dòng)因子分析

將1999—2019年新安江流域空間化后的景觀格局指數(shù)和格網(wǎng)化、類別化后的景觀格局影響因素指標(biāo)導(dǎo)入地理探測(cè)器,測(cè)度近20年新安江流域景觀格局演化的決定性影響因素。如圖10所示,新安江流域景觀格局影響因素指標(biāo)體系對(duì)不同景觀格局指數(shù)影響力差異較大,指標(biāo)之間差異亦較為懸殊。總體來看,NP、SHDI解釋效果較好,對(duì)LPI解釋力較低,各景觀格局指數(shù)均存在顯著性影響力指標(biāo)。距河湖距離(X3)、距城市距離(X27)、距景區(qū)距離(X30)對(duì)4種景觀格局指數(shù)影響顯著,是決定新安江流域整體景觀格局演化的主要驅(qū)動(dòng)力,高程(X1)、坡度(X2)對(duì)NP、LPI、SHDI影響力較強(qiáng),亦是推動(dòng)景觀格局演化的重要因素。

圖10 景觀格局影響因子探測(cè)結(jié)果Fig.10 Results of impact factor of landscape metrics

從NP探測(cè)結(jié)果來看,高程(X1)影響力最大且與其他指標(biāo)差距顯著,此外距河湖距離(X3)、夜間燈光(X10)等因素對(duì)NP也有重要影響,說明海拔、水源等自然因素和人為干擾均是影響NP的主要因素。30項(xiàng)指標(biāo)對(duì)LPI指數(shù)的解釋力相對(duì)較低,這主要是由于新安江流域林地為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)景觀,其景觀面積大,分布范圍廣,各影響因素指標(biāo)與其在空間分布上的耦合程度較低。距河湖距離(X3)是影響AI的最核心指標(biāo),其次是距景區(qū)距離(X30)和距鄉(xiāng)鎮(zhèn)距離(X26)。河湖、景區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)周邊景觀干擾效應(yīng)顯著,附近景觀結(jié)構(gòu)較為均衡,因此會(huì)出現(xiàn)AI低值區(qū),故三者影響力較大。SHDI與NP驅(qū)動(dòng)因素相一致,核心驅(qū)動(dòng)因素為高程(X1)、距河湖距離(X3)、夜間燈光(X10)等。這主要是由于NP與SHDI指數(shù)具有一定相關(guān)性,斑塊數(shù)量多的區(qū)域景觀多樣性也較為豐富,因此導(dǎo)致兩者驅(qū)動(dòng)因素較為一致。

需要特別說明的是,高程(X1)、坡度(X2)和夜間燈光(X10)對(duì)其他三項(xiàng)景觀指數(shù)影響較大,但對(duì)AI指數(shù)影響很小,其可能解釋是由于景觀的集聚程度不受地形和人類經(jīng)濟(jì)活躍程度所限引致。地形起伏大的區(qū)域可能出現(xiàn)林地集聚導(dǎo)致AI值較高,而地形平坦區(qū)域容易出現(xiàn)耕地、水體和建設(shè)用地集聚亦引發(fā)AI值較高；人類經(jīng)濟(jì)活躍地帶多為連片建成區(qū),AI值較高,而經(jīng)濟(jì)活動(dòng)不活躍地帶多為連片林地,AI值亦較高。

在3項(xiàng)旅游因子中,距高級(jí)別景區(qū)距離(X30)對(duì)景觀格局的影響力最大,且在所有驅(qū)動(dòng)因素中亦相對(duì)顯著,其解釋力僅次于距河湖距離(X3)和距城市距離(X27)。這主要是由于景區(qū)周邊景觀較為破碎,景觀完整性和集聚度較低,而景觀異質(zhì)性相對(duì)較高引致,表明新安江流域的景區(qū)開發(fā)建設(shè)對(duì)周邊景觀格局演化產(chǎn)生了一定負(fù)面影響。接待旅游人數(shù)(X28)和旅游直接收入(X29)對(duì)景觀格局的解釋力總體處于30項(xiàng)驅(qū)動(dòng)因子中的較低水平,且解釋力年際差異較小,說明新安江流域游客接待量和旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展未對(duì)全流域景觀格局產(chǎn)生顯著性影響。

2.2.2景觀格局演化的驅(qū)動(dòng)維度分析

分維度來看(圖11),地形地貌(D1)、總體經(jīng)濟(jì)(D4)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)(D6)、特殊人為干擾(D10)是影響新安江流域景觀格局演化的主要驅(qū)動(dòng)維度。其中地形地貌維度影響力最為突出,是影響新安江流域近20年景觀破碎化和多樣性的決定性驅(qū)動(dòng)因素?？傮w經(jīng)濟(jì)維度也是決定景觀破碎化和多樣性的重要維度,其NP、SHDI影響力在近20年內(nèi)提升近1倍,表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)新安江流域景觀格局演化產(chǎn)生了重要影響。與上述影響維度不同,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)維度對(duì)新安江流域景觀優(yōu)勢(shì)度和集聚度具有顯著驅(qū)動(dòng)力,但近20年影響力變動(dòng)不大。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)維度體現(xiàn)的是農(nóng)林牧漁各業(yè)的生產(chǎn)力水平,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力空間分布狀況與生產(chǎn)資料高度吻合,因此農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域往往成片集聚著耕地、林地、草地、河湖等生產(chǎn)資料,又由于生產(chǎn)資料的有限性,在生產(chǎn)力不斷提升狀況下,生產(chǎn)資料未發(fā)生顯著性變化,故農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)維度影響力變動(dòng)不大。特殊人為干擾維度在1999—2009年間對(duì)景觀優(yōu)勢(shì)度和集聚度影響力較高,而在2014—2019年間則對(duì)景觀的破碎化和多樣性影響較大,結(jié)合指標(biāo)探測(cè)結(jié)果可知,1999—2009年的集聚度和優(yōu)勢(shì)度影響力主要由距鄉(xiāng)鎮(zhèn)距離貢獻(xiàn),而2014—2019年的景觀破碎化和多樣性影響力主要由距城市距離貢獻(xiàn)。前期鄉(xiāng)鎮(zhèn)周邊聚集連片耕地和林地,導(dǎo)致鄉(xiāng)鎮(zhèn)因素對(duì)集聚度和優(yōu)勢(shì)度影響力較大,后期由于城市的不斷擴(kuò)展,城市周邊的鄉(xiāng)土空間和生態(tài)空間不斷受到侵占,致使景觀趨于破碎化和多樣化。

圖11 分維度因子解釋力Fig.11 The determinant values of different dominant dimensionsNP: 斑塊數(shù)量Number of Patchs; LPI: 最大斑塊指數(shù)Largest Patch Index; AI: 集聚度Aggregation Index; SHDI:香農(nóng)多樣性Shannon′s Diversity Index

氣候(D2)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)(D5)和交通維度(D8)對(duì)流域景觀格局整體影響力較小。氣候在流域尺度的空間異質(zhì)性相對(duì)較小,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也無法偵測(cè)到地形等因素引致的局地氣候變化,故氣候因素對(duì)流域尺度景觀格局影響不顯著。與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)不同,工業(yè)活動(dòng)多在城市建設(shè)用地內(nèi)發(fā)生,除采掘業(yè)和伐木業(yè)等特殊工業(yè)外,工業(yè)經(jīng)濟(jì)水平對(duì)流域尺度景觀格局的影響程度較小。交通維度雖對(duì)新安江流域景觀格局整體影響較小,但其驅(qū)動(dòng)力呈顯著上升趨勢(shì),尤其是對(duì)景觀破碎化和多樣性的驅(qū)動(dòng)力。這可能是由于交通對(duì)景觀格局的影響具有一定滯后作用,新建交通線路對(duì)整體景觀格局影響不大,但隨著時(shí)間推移和交通條件改善,交通線會(huì)吸引其他要素在其周邊布局,導(dǎo)致景觀格局發(fā)生改變。

如前文所述,由于游客接待量和旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)景觀格局解釋力較低,致使旅游維度(D11)對(duì)全流域景觀格局的影響力遠(yuǎn)小于地形地貌等自然因素,也與經(jīng)濟(jì)活躍程度等人為干擾因素有一定差距,這表明旅游要素在新安江流域整體景觀格局演化過程中未起到主導(dǎo)作用。新安江流域雖具有諸多景區(qū)景點(diǎn),游客接待人數(shù)和旅游經(jīng)濟(jì)收入逐年攀升,但是由于旅游業(yè)是一種相對(duì)綠色產(chǎn)業(yè),景區(qū)的開發(fā)建設(shè)又會(huì)受到嚴(yán)格的管控,游客的游覽路線會(huì)被合理引導(dǎo)疏散。因此,旅游因素對(duì)新安江流域景觀格局的影響局限在景區(qū)內(nèi)和景區(qū)周邊區(qū)域,對(duì)全流域景觀格局影響相對(duì)較小。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

(1)新安江流域以林地為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)景觀,且林地景觀集聚度和復(fù)雜程度最高,但總體呈下降趨勢(shì),草地各景觀指數(shù)波動(dòng)最大,最容易受外界環(huán)境干擾；建設(shè)用地增長(zhǎng)最迅速,其集聚化、連片化發(fā)展趨勢(shì)最顯著；新安江總體景觀格局受人為干擾的程度逐年加劇,優(yōu)勢(shì)景觀不斷受到侵蝕,景觀異質(zhì)性提升,景觀組分趨于均衡發(fā)展。

(2)旅游熱點(diǎn)區(qū)較一般區(qū)域所受人為干擾更強(qiáng),景觀更為破碎和多樣,但從變化趨勢(shì)來看,旅游熱點(diǎn)區(qū)景觀格局的惡化趨勢(shì)要弱于一般區(qū)域,旅游活動(dòng)未加劇流域景觀格局惡化趨勢(shì)；景區(qū)內(nèi)的高強(qiáng)度旅游開發(fā)建設(shè)活動(dòng)會(huì)加劇景區(qū)景觀的破碎程度,降低優(yōu)勢(shì)景觀的優(yōu)勢(shì)度和完整性,提升景區(qū)景觀的多樣性；旅游干擾對(duì)景觀格局的影響具有一定尺度局限效應(yīng)。

(3)從因子層來講,河湖、城市、景區(qū)三大干擾源與周邊環(huán)境關(guān)聯(lián)密切,是影響新安江流域景觀格局演化的核心驅(qū)動(dòng)力,高程、坡度等地形指標(biāo)對(duì)流域的景觀破碎化和多樣性也產(chǎn)生了重要影響；從維度層來講,地形地貌是新安江流域景觀格局演化的核心驅(qū)動(dòng)維度,氣候、工業(yè)發(fā)展水平和交通等維度受限于研究尺度、干擾方式和路徑依賴等問題,對(duì)流域景觀格局整體影響力較小。

(4)地理探測(cè)器結(jié)果表明,距高級(jí)別景區(qū)距離對(duì)新安江流域景觀格局作用顯著,旅游景區(qū)的開發(fā)建設(shè)在加劇景觀破碎化和多樣性方面產(chǎn)生了一定負(fù)面影響,但旅游維度在新安江流域整體景觀格局演化過程中未起到主導(dǎo)作用,旅游干擾對(duì)流域景觀格局的影響主要體現(xiàn)在景區(qū)尺度。

3.2 討論

新安江流域作為一個(gè)擁有重要生態(tài)地位、深厚文化底蘊(yùn)和優(yōu)質(zhì)旅游資源的典型城市群鄉(xiāng)土—生態(tài)空間,其景觀格局演化過程極具復(fù)雜性與差異性。從空間尺度來看,各驅(qū)動(dòng)要素在作用于流域景觀格局演化過程時(shí),不同尺度空間的景觀格局特征與過程既具有一致性又具有獨(dú)特性,表現(xiàn)出不同的演化模式。依據(jù)本文結(jié)論,旅游干擾具有顯著的尺度局限作用,旅游活動(dòng)對(duì)新安江流域景觀格局的影響主要局限于景區(qū)等中小尺度,對(duì)全流域景觀格局干擾相對(duì)不顯著?；诖?未來應(yīng)從尺度和要素兩個(gè)方向進(jìn)一步深化旅游對(duì)區(qū)域景觀格局干擾作用的研究。在尺度方面,應(yīng)重點(diǎn)研究旅游活動(dòng)發(fā)生、發(fā)展較為強(qiáng)烈的微觀尺度景觀演化機(jī)制；在要素方面,則需重點(diǎn)關(guān)注旅游業(yè)的關(guān)聯(lián)和帶動(dòng)效應(yīng),側(cè)重剖析旅游活動(dòng)通過作用于關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)間接引致的景觀演化過程。

從時(shí)間尺度來看,區(qū)域景觀格局演化過程具有一定路徑依賴現(xiàn)象[15],新安江流域也不例外。新安江流域近20年的景觀格局演化軌跡不僅受限于當(dāng)前驅(qū)動(dòng)因子的影響,還與其發(fā)展歷史相關(guān),這就會(huì)導(dǎo)致各驅(qū)動(dòng)因子對(duì)景觀格局的影響存在滯后作用,但并非所有因子都存在滯后性且滯后的時(shí)間尺度亦不統(tǒng)一。現(xiàn)階段探討景觀格局驅(qū)動(dòng)因素滯后性的成果還較少。未來,通過合理設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組來闡釋各驅(qū)動(dòng)因素對(duì)景觀格局的響應(yīng)差異和干擾機(jī)制將是景觀格局研究的重要方向。

地理探測(cè)器作為一種新興統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,在測(cè)度要素空間分異性進(jìn)而揭示其背后驅(qū)動(dòng)因素時(shí)具有諸多優(yōu)勢(shì),但地理探測(cè)器的基本原理決定了其在揭示驅(qū)動(dòng)要素背后驅(qū)動(dòng)機(jī)制時(shí)具有一定局限性。地理探測(cè)器的基本思想認(rèn)為,若某一自變量和因變量在空間分布上具有一致性,則該自變量是因變量的決定性驅(qū)動(dòng)因素,但空間分布上具有耦合性的要素不一定具有直接的因果關(guān)系?；诖苏J(rèn)識(shí),本文認(rèn)為在運(yùn)用地理探測(cè)器測(cè)度驅(qū)動(dòng)要素時(shí)需結(jié)合自變量和因變量空間分布狀況以及研究區(qū)域?qū)嶋H情況,具體問題具體分析,不可依據(jù)計(jì)算結(jié)果盲目斷定內(nèi)在驅(qū)動(dòng)機(jī)制。