基于VOR模型的廣西2014與2019年生態(tài)健康時(shí)空變化特征研究

李佳豪,羅 潔，徐 勇，張 楠，竇世卿，靖娟利

(桂林理工大學(xué) 測(cè)繪地理信息學(xué)院，廣西 桂林 541004)

0 引言

生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)作為地區(qū)景觀評(píng)價(jià)的一個(gè)重要方面，是地區(qū)生態(tài)環(huán)境、人類活動(dòng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)度的一種體現(xiàn)，也是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要評(píng)價(jià)方向[1-3]。近年來(lái)，由于人類活動(dòng)的加強(qiáng)和生態(tài)環(huán)境的惡化，使得多地的生態(tài)系統(tǒng)健康受到了巨大沖擊[4-6]。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)連續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)有關(guān)生態(tài)保護(hù)的法律、法規(guī)，國(guó)家也將生態(tài)保護(hù)放置首位[7]。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)，我國(guó)自然保護(hù)區(qū)數(shù)量也在逐年增加，截至2019年，我國(guó)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)增加至474個(gè)。廣西位于我國(guó)華南地區(qū)，改革開(kāi)放以來(lái)，該地區(qū)大力發(fā)展第二產(chǎn)業(yè)，至2017年，廣西重工業(yè)總產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值比例從2000年的52%升至2017年的72%。隨著地區(qū)工業(yè)的飛速發(fā)展及城市化進(jìn)程的加快，生態(tài)系統(tǒng)也受到了一定程度的威脅[8-11]。

目前，國(guó)內(nèi)外有很多關(guān)于生態(tài)健康評(píng)價(jià)的相關(guān)研究。劉明華等[12]利用多源、多時(shí)相遙感影像數(shù)據(jù)，初步建立了秦皇島地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的壓力-狀態(tài)-響應(yīng)概念框架的指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)模型，并對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)的變化進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力分析，為地區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供可靠理論基礎(chǔ)。王文川等[13]采用自適應(yīng)風(fēng)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化算法和回歸支持向量機(jī)耦合算法對(duì)石羊河流域進(jìn)行流域生態(tài)健康評(píng)價(jià)，并將結(jié)果與可變集模型評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，證明了AWDO-SVR算法在生態(tài)健康評(píng)價(jià)方面的可行性。汪小欽等[14]結(jié)合主成分分析和熵權(quán)法獲取了新疆開(kāi)孔河流域2001—2017年生態(tài)健康指數(shù)，對(duì)開(kāi)孔河流域的生態(tài)健康做出評(píng)價(jià)。張淵[15]利用VOR模型對(duì)滇池流域生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行多尺度的健康評(píng)價(jià)，驗(yàn)證了VOR模型在生態(tài)健康評(píng)價(jià)方面的可行性，為滇池流域生態(tài)系統(tǒng)健康保護(hù)提供了理論依據(jù)。

生態(tài)健康評(píng)價(jià)相關(guān)研究較多，但針對(duì)廣西地區(qū)景觀健康評(píng)價(jià)的研究多是單一地區(qū)[16-17]和單一生態(tài)系統(tǒng)[18-19]，缺乏大范圍生態(tài)健康評(píng)價(jià)研究。且研究結(jié)果多為5年前數(shù)據(jù)，缺乏一定的時(shí)效性。針對(duì)以上問(wèn)題，本文結(jié)合歸一化植被指數(shù) (Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、地表溫度(Land Surface Temperature,LST)等多種指數(shù)，利用VOR(Vigour-Organization-Resilience)生態(tài)系統(tǒng)健康模型，反演廣西地區(qū)的景觀狀況，并對(duì)VOR 生態(tài)健康模型反演結(jié)果及評(píng)價(jià)子系統(tǒng)反演結(jié)果進(jìn)行分析及應(yīng)用評(píng)價(jià)，研究結(jié)果可為廣西生態(tài)環(huán)境保護(hù)、綜合治理與生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)的理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 研究區(qū)域概況及數(shù)據(jù)源

1.1 研究區(qū)域概況

廣西壯族自治區(qū)(20°54′N～26°24′N,104°28′E～112°04′E)擁有常住人口4 885萬(wàn)，地處中國(guó)地勢(shì)第二階梯中的云貴高原東南邊緣，屬亞熱帶季風(fēng)氣候和熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫暖，雨水充沛，光照充足。廣西地跨中亞熱帶常綠闊葉林帶、南亞熱帶常綠季雨林帶、北熱帶季節(jié)性林帶，動(dòng)植物資源豐富，且已建有各種動(dòng)、植物自然保護(hù)區(qū)59處(其中國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)11處)。近年來(lái)，在國(guó)家政策的扶持下，廣西經(jīng)濟(jì)得到飛速發(fā)展，第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)都得到一定發(fā)展，但受自然災(zāi)害(如暴雨、洪澇等)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展引起的建設(shè)用地增加等因素影響，地區(qū)生態(tài)環(huán)境正遭受嚴(yán)重破壞。

1.2 數(shù)據(jù)源

本文獲取了2014年及2019年2年內(nèi)覆蓋廣西區(qū)域的MODIS傳感器空間分辨率500 m和1 000 m的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

MODIS數(shù)據(jù)具有36個(gè)波段，光譜范圍廣且重訪周期短，已成為目前全球定量遙感領(lǐng)域首選的數(shù)據(jù)。從獲取的MODIS數(shù)據(jù)中得到NDVI、植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(Net Primary Productivity,NPP)、LST及土地分類數(shù)據(jù)。其中，NDVI產(chǎn)品為MOD11A3數(shù)據(jù)，空間分辨率為1 000 m，月數(shù)據(jù)；NPP產(chǎn)品為MOD17A3HGF數(shù)據(jù)，空間分辨率為500 m，年數(shù)據(jù)；LST產(chǎn)品數(shù)據(jù)為MOD11A2數(shù)據(jù)，空間分辨率為1 000 m，時(shí)間分辨率為8天；土地利用分類數(shù)據(jù)為MCD12Q1數(shù)據(jù)，空間分辨率500 m，年數(shù)據(jù)?；谝陨蠑?shù)據(jù)，經(jīng)處理后將其重新賦予權(quán)重、組合已達(dá)到VOR模型評(píng)價(jià)的效果。

2 研究方法及數(shù)據(jù)預(yù)處理

2.1 VOR模型概述

目前，在生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方面存在多種評(píng)價(jià)指標(biāo)，Rapport等[20]從生態(tài)系統(tǒng)活力、組織力、恢復(fù)力3個(gè)方面建立VOR生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)模型，本文擬采用該模型及8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)廣西區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行健康評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)指標(biāo)具體參數(shù)如表1所示。

表1 VOR評(píng)價(jià)模型及指標(biāo)說(shuō)明Tab.1 VOR evaluation model and indicator description

V (Vigour)代表區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的活力，本文將NDVI、NPP、LST作為活力系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。NDVI可以直觀地反映出植被的長(zhǎng)勢(shì)狀態(tài)，與植物狀態(tài)呈正相關(guān)。NPP為植被所固定的有機(jī)碳中扣除本身呼吸消耗的部分，這一部分用于植被的生長(zhǎng)和生殖，也是植被狀態(tài)的直接體現(xiàn)，與植物狀態(tài)呈正相關(guān)。LST與植物狀態(tài)呈負(fù)相關(guān)[21]。

O(Organization)代表區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的組織力，本文將景觀多樣性、景觀破碎度、平均斑塊面積和人類干擾指數(shù)作為組織力系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。景觀多樣性為區(qū)域內(nèi)景觀類型和景物品類的數(shù)量。在生態(tài)系統(tǒng)中，可以認(rèn)為一個(gè)區(qū)域的景觀類型越多，該地區(qū)的生態(tài)穩(wěn)定性越高，當(dāng)一個(gè)物種受到破壞時(shí)，由于生態(tài)系統(tǒng)中景觀類型較高，某一單一類型的破壞并不足以影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，因此該評(píng)價(jià)指標(biāo)呈正相關(guān)。景觀破碎度為同一景觀類型包含斑塊的離散程度，離散程度越高，生態(tài)系統(tǒng)越容易被破壞，即該參數(shù)與生態(tài)系統(tǒng)組織力呈負(fù)相關(guān)。平均斑塊面積越大，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定，該參數(shù)與生態(tài)系統(tǒng)組織力呈正相關(guān)。人類干擾指數(shù)為人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞程度，該參數(shù)與生態(tài)系統(tǒng)組織力呈負(fù)相關(guān)。

R(Resilience)代表區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力，本文將生態(tài)彈性度作為恢復(fù)力系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。生態(tài)彈性度越高則表示該生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力越強(qiáng)，即生態(tài)彈性度與生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力呈正相關(guān)。

2.2 層次分析法概述

層次分析法是指將一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)決策問(wèn)題作為一個(gè)系統(tǒng)，將目標(biāo)分解為多個(gè)目標(biāo)或準(zhǔn)則，進(jìn)而分解為多指標(biāo)的若干層次，算出層次單排序(權(quán)數(shù))和總排序，以作為指標(biāo)的系統(tǒng)方法。

本文基于層次分析法對(duì)VOR模型中各評(píng)價(jià)子系統(tǒng)及各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)對(duì)前人相關(guān)研究中各指標(biāo)重要性的了解，將同一評(píng)價(jià)子系統(tǒng)下各指標(biāo)之間的相對(duì)重要性關(guān)系定義至邁實(shí)層次分析法軟件中，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值。

2.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理

2.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

VOR模型由多種評(píng)價(jià)指標(biāo)組成，但不同評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)模型的影響力也不盡相同，因此，為了確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于整個(gè)VOR生態(tài)評(píng)價(jià)模型的權(quán)重，本文利用層次分析法[22-23]對(duì)8種評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重值的確定。各個(gè)指標(biāo)相對(duì)于VOR生態(tài)評(píng)價(jià)模型的權(quán)重值如表2所示。

表2 VOR生態(tài)評(píng)價(jià)模型各個(gè)指標(biāo)權(quán)重值Tab.2 The weight value of each indicator of the VOR ecological evaluation model

2.3.2 生態(tài)健康等級(jí)劃分

按照VOR模型反演出的廣西生態(tài)健康狀態(tài)分布，本文將生態(tài)系統(tǒng)的健康等級(jí)分為5個(gè)等級(jí)[24]，其中五級(jí)代表健康狀態(tài)很健康，一級(jí)代表健康狀態(tài)為病態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)健康等級(jí)具體劃分如表3所示。

表3 生態(tài)系統(tǒng)健康等級(jí)劃分Tab.3 Ecosystem health classification

3 結(jié)果分析

3.1 評(píng)價(jià)子系統(tǒng)分析

為了分析廣西地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的變化，首先從生態(tài)系統(tǒng)活力、組織力、恢復(fù)力3個(gè)評(píng)價(jià)子系統(tǒng)角度對(duì)廣西地區(qū)2014年與2019年之間生態(tài)環(huán)境變化進(jìn)行分析。

3.1.1 活力評(píng)價(jià)系統(tǒng)

生態(tài)系統(tǒng)活力代表一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)能量輸入與循環(huán)的過(guò)程，在一定范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入適宜，活力循環(huán)就快，該指標(biāo)可以直接反映生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入與循環(huán)的效率。本文綜合NDVI (0.173 9),NPP (0.175 6),LST (0.175 1)三個(gè)指標(biāo)，獲取了廣西地區(qū)2014年和2019年的活力值，如圖1和圖2所示。廣西地區(qū)2014年與2019年土地利用分類圖為MODIS公開(kāi)產(chǎn)品，如圖3和圖4所示。2014年與2019年生態(tài)活力等級(jí)如圖5所示。

圖1 2014年生態(tài)活力值空間分布Fig.1 The spatial distribution of ecosystem vitality in 2014

圖2 2019年生態(tài)活力值空間分布Fig.2 The spatial distribution of ecosystem vitality in 2019

圖3 2014年土地利用分類圖Fig.3 The land use type in 2014

圖4 2019年土地利用分類圖Fig.4 The land use type in 2019

圖5 2014年與2019年生態(tài)活力等級(jí)Fig.5 Ecological vitality levels in 2014 and 2019

時(shí)間變化方面，相比2014年，2019年廣西三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)活力地區(qū)均有不同程度的減少，其中，四級(jí)區(qū)域最為明顯，減少面積達(dá)3.07 km2。對(duì)比2014年與2019年土地利用分類圖，三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)活力地區(qū)的減少多體現(xiàn)在草地、灌木叢向建設(shè)用地及林地的轉(zhuǎn)換。建設(shè)用地多為不透水硬化面，植被覆蓋率接近于零，而林地的生態(tài)系統(tǒng)多樣性遠(yuǎn)小于草地與灌木叢，因此草地與灌木叢的減少使廣西地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)活力大大減小。

在空間變化方面，2014年廣西生態(tài)系統(tǒng)活力整體時(shí)空分布較為均勻，多數(shù)區(qū)域處于四級(jí)，生態(tài)系統(tǒng)活力穩(wěn)定性較高。2014年廣西地區(qū)北部(百色、河池、桂林及柳州北部一帶)生態(tài)系統(tǒng)活力多為四級(jí)，屬于生態(tài)系統(tǒng)活力較高的區(qū)域；在廣西地區(qū)的中部(崇左西部、柳州南部、來(lái)賓、南寧及貴港市)生態(tài)系統(tǒng)活力多為三級(jí)，屬于中等活力區(qū)域；而位于廣西的北海市生態(tài)系統(tǒng)活力相對(duì)較低且部分區(qū)域達(dá)到二級(jí)。2019年廣西地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)活力呈現(xiàn)明顯的空間異質(zhì)性，部分區(qū)域出現(xiàn)一級(jí)活力現(xiàn)象。2019年廣西地區(qū)北部多數(shù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)活力仍為四級(jí)，但柳州市呈現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)活力三級(jí)現(xiàn)象；廣西中部呈大范圍生態(tài)系統(tǒng)活力三級(jí)分布，崇左市西部與云南省接壤處出現(xiàn)二級(jí)活力區(qū)域，而在崇左市東部及南寧市西部則出現(xiàn)較為明顯的一級(jí)活力區(qū)域；廣西南部的欽州市及北海市均出現(xiàn)明顯的一級(jí)活力區(qū)域。

相較于2014年，2019年廣西生態(tài)系統(tǒng)活力整體呈下降趨勢(shì)。廣西北部以柳州市為主的多處地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)活力從四級(jí)下降至三級(jí)，這與柳州市及其周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所帶來(lái)的建設(shè)用地增加問(wèn)題有著密切聯(lián)系；在中部地區(qū)呈現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)活力較低區(qū)域向外擴(kuò)張現(xiàn)象，這主要與中部地區(qū)城市化進(jìn)程有關(guān)；廣西南部北海市一帶部分地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)活力從三級(jí)轉(zhuǎn)化為一級(jí)，生態(tài)系統(tǒng)活力減少最為嚴(yán)重。作為新興旅游勝地，北海市每年擁有大量游客，人類活動(dòng)的干擾成為該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)活力減少的主要原因。

3.1.2 組織力評(píng)價(jià)系統(tǒng)

生態(tài)系統(tǒng)組織力是指生態(tài)系統(tǒng)物種之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，組織力也就越高，該指標(biāo)可以直接反演生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜程度。本文綜合景觀多樣性、景觀破碎度、平均斑塊面積、人類干擾指數(shù)4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)廣西2014年與2019年生態(tài)系統(tǒng)組織力進(jìn)行反演，結(jié)果如圖6和圖7所示，2014年與2019年生態(tài)組織力等級(jí)分布情況統(tǒng)計(jì)圖如圖8所示。

圖6 2014年生態(tài)組織力空間分布Fig.6 The spatial distribution of organizational strength in 2014

圖7 2019年生態(tài)組織力空間分布Fig.7 The spatial distribution of ecological organizational strength in 2019

圖8 2014年與2019年生態(tài)組織力等級(jí)統(tǒng)計(jì)Fig.8 The statistical results of ecological organizational strength levels in 2014 and 2019

時(shí)間變化方面，2014年廣西地區(qū)組織力等級(jí)分布較為復(fù)雜，四級(jí)、五級(jí)區(qū)域分別占總面積的39.39%和34.81 %。生態(tài)系統(tǒng)組織力在三級(jí)以下的區(qū)域占總面積的9.74%，這些區(qū)域均為不健康或病態(tài)狀態(tài)區(qū)域。近年來(lái)，廣西地區(qū)人口數(shù)量增長(zhǎng)較為迅速，隨之帶來(lái)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快、外來(lái)旅游人口增多等人類活動(dòng)的影響極大地威脅著廣西地區(qū)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。2019年廣西地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)組織力四級(jí)以上區(qū)域面積占比相對(duì)較大，健康及以上健康狀態(tài)區(qū)域面積明顯提高，但仍有10.28%的地區(qū)處于二級(jí)不健康區(qū)域，0.52%的地區(qū)處于一級(jí)病態(tài)區(qū)域。

空間變化方面，2014年廣西地區(qū)組織力等級(jí)呈現(xiàn)南高北低的空間分布，在中部及南部地區(qū)出現(xiàn)4個(gè)等級(jí)交融現(xiàn)象。2019年廣西地區(qū)除中部及南部部分區(qū)域出現(xiàn)二級(jí)區(qū)域外，其他地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)組織力等級(jí)均在三級(jí)以上。相較于2014年，2019年廣西地區(qū)組織力等級(jí)分布較為集中，廣西北部、西部及東部地區(qū)均處于三級(jí)以上，其中生態(tài)組織力五級(jí)區(qū)域占總面積的31.58%。

相較于2014年，2019年五級(jí)及三級(jí)區(qū)域有所下降，但四級(jí)區(qū)域上升18.24%，這些區(qū)域多由灌木叢及草地組成，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。2019年總體呈現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)組織力上升趨勢(shì)，上升地區(qū)主要集中在廣西東部區(qū)域，這與東部區(qū)域林地面積增加有一定關(guān)系。

3.1.3 恢復(fù)力評(píng)價(jià)系統(tǒng)

生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力是指生態(tài)系統(tǒng)在受到外界因素干擾后，重新恢復(fù)其原有平衡的能力。本文利用生態(tài)彈性度指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力，2014年、2019年生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力如圖9和圖10所示。2014年與2019年生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力等級(jí)分布情況統(tǒng)計(jì)圖如圖11所示。

圖9 2014年生態(tài)恢復(fù)力空間分布Fig.9 The spatial distribution of ecological resilience in 2014

圖10 2019年生態(tài)恢復(fù)力空間分布Fig.10 The spatial distribution of ecological resilience in 2019

圖11 2014年與2019年生態(tài)恢復(fù)力等級(jí)統(tǒng)計(jì)Fig.11 The statistical results of ecological resilience levels in 2014 and 2019

時(shí)間變化方面，2014年廣西地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力等級(jí)較為復(fù)雜，一級(jí)～五級(jí)區(qū)域均有出現(xiàn)。相比2014年生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力，2019年等級(jí)相對(duì)較為單一，多以五級(jí)區(qū)域?yàn)橹?，五?jí)區(qū)域占整個(gè)區(qū)域的65.83%。但2019年廣西地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力相差較大，出現(xiàn)一級(jí)與五級(jí)交融現(xiàn)象。

空間變化方面，2014年廣西北部生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力等級(jí)以五級(jí)為主，其中在桂林市及柳州市的北部均出現(xiàn)三級(jí)區(qū)域；在廣西中部及南部則出現(xiàn)多等級(jí)地區(qū)混雜現(xiàn)象，并出現(xiàn)較為明顯的一級(jí)地區(qū)。2019年廣西地區(qū)除中部存在部分一級(jí)地區(qū)外，其他地區(qū)均處于四級(jí)及以上等級(jí)。

相較于2014年，2019年廣西地區(qū)恢復(fù)力等級(jí)有所提升，北部及東部等多處區(qū)域由三級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)槲寮?jí)地區(qū)。但生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的提升僅與地表地物類型有關(guān)，并不能代表生態(tài)系統(tǒng)向好發(fā)展。

3.2 生態(tài)健康指數(shù)分析

基于生態(tài)系統(tǒng)活力、組織力、恢復(fù)力3個(gè)指標(biāo)，結(jié)合層析法解求出的3個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值，得到廣西地區(qū)2014年與2019年生態(tài)系統(tǒng)健康等級(jí)空間分布圖，如圖12和圖13所示。將獲取的廣西地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康等級(jí)進(jìn)行重分類，得到各區(qū)域面積占比如圖14所示。

圖12 2014年生態(tài)系統(tǒng)健康空間分布Fig.12 The spatial distribution of ecosystem health in 2014

圖13 2019年生態(tài)系統(tǒng)健康空間分布Fig.13 The spatial distribution of ecosystem health in 2019

圖14 2014年與2019年生態(tài)系統(tǒng)健康等級(jí)統(tǒng)計(jì)Fig.14 The statistical results of ecosystem health levels in 2014 and 2019

時(shí)間變化方面，2014年廣西地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康五級(jí)區(qū)域總面積為51 600 km2，占總面積的21.88%，四級(jí)區(qū)域占總面積的58.17%，且僅有0.54%的地區(qū)成為一級(jí)區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)狀況相對(duì)較好。2019年廣西地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康四級(jí)及以上區(qū)域占總面積的74.49%，但五級(jí)區(qū)域占比嚴(yán)重下降，僅占總面積的11.91%。

空間變化方面，2014年廣西地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康五級(jí)區(qū)域主要集中在廣西西北部(百色、河池等地)及東部(梧州、賀州等地)，四級(jí)地區(qū)主要分布在廣西中部及南部。2019年廣西地區(qū)西北部生態(tài)系統(tǒng)健康五級(jí)區(qū)域明顯減少，這與廣西西北部地區(qū)近年來(lái)城市化進(jìn)程及人類活動(dòng)的影響存在一定關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年百色地區(qū)常住人口城鎮(zhèn)化率由2015年的34.10%增長(zhǎng)至37.52%，上升3.42%。同時(shí)，該地糧食產(chǎn)量一直呈下降趨勢(shì)，由2015年的116.5×107kg下降至2019年的107.29×107kg，但百色市火力發(fā)電等工業(yè)產(chǎn)量呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，表明百色市生態(tài)環(huán)境一直遭受破壞。賀州市的工業(yè)發(fā)展也成為地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化的主要原因，2015年規(guī)模以上工業(yè)增加值為5.3%，而2019年則增長(zhǎng)至18.5%，工業(yè)的大力發(fā)展成為威脅生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的因素之一。在廣西東北部(桂林等地)，生態(tài)系統(tǒng)健康等級(jí)有所上升，部分地區(qū)從三級(jí)區(qū)域提升至四級(jí)區(qū)域，這與該地2014年以來(lái)頒布的一系列環(huán)境保護(hù)法規(guī)有關(guān)。

相較于2014年，2019年的生態(tài)系統(tǒng)健康等級(jí)下降較為明顯，多處五級(jí)區(qū)域退化至四級(jí)區(qū)域，而一級(jí)區(qū)域卻有所上升。近年來(lái)，廣西地區(qū)城市化進(jìn)程在穩(wěn)步推進(jìn)，建設(shè)用地及耕地面積也在不斷擴(kuò)張，這進(jìn)一步加劇了生態(tài)環(huán)境的破壞。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文基于VOR模型并結(jié)合層析法計(jì)算的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，得到廣西地區(qū)2014年及2019年生態(tài)系統(tǒng)活力、組織力、恢復(fù)力、健康等級(jí)的空間分布情況及各等級(jí)所占面積。本文主要結(jié)論如下：

(1) 生態(tài)系統(tǒng)活力方面，與2014年相比，2019年廣西生態(tài)系統(tǒng)活力呈嚴(yán)重下降趨勢(shì)，四級(jí)區(qū)域減少13.13%，而一級(jí)區(qū)域則增加至7.59%。生態(tài)系統(tǒng)活力降低區(qū)域處于廣西北部、南部部分區(qū)域，這與該地經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在密切關(guān)系。

(2) 生態(tài)系統(tǒng)組織力方面，與2014年相比，2019年總體呈現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)組織力上升趨勢(shì)，生態(tài)系統(tǒng)組織力區(qū)域上升26.44%，主要?dú)w因于廣西地區(qū)林地面積的增加對(duì)組織力形成的促進(jìn)作用。

(3) 生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力方面，相較于2014年，2019年整體生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力有所提升，北部及東部等多處區(qū)域由三級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)槲寮?jí)地區(qū)，這與土地類型的變化有一定關(guān)聯(lián)。

(4) 生態(tài)系統(tǒng)健康方面，整體來(lái)看，廣西地區(qū)6年來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)變化呈現(xiàn)惡化趨勢(shì)，生態(tài)系統(tǒng)健康五級(jí)區(qū)域嚴(yán)重下降，一級(jí)病態(tài)區(qū)域有所增加，并呈現(xiàn)持續(xù)增加趨勢(shì)，這與廣西區(qū)域城市化進(jìn)程等人類活動(dòng)影響有關(guān)。相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督管理、合理規(guī)劃，處理好城市化進(jìn)程及經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)之間的關(guān)系。

針對(duì)廣西地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)缺乏等問(wèn)題，利用VOR模型，綜合活力、組織力、恢復(fù)力指標(biāo)，分析了廣西地區(qū)2014—2019年生態(tài)健康時(shí)空變化特征，對(duì)地區(qū)生態(tài)保護(hù)、治理具有一定的指導(dǎo)意義。