基于InVEST模型的滇池流域生境質(zhì)量評估

廖珍梅，王 烜

（北京師范大學(xué) 環(huán)境學(xué)院/水環(huán)境模擬國家重點實驗室/水沙科學(xué)教育部重點實驗室，北京 100875）

生境作為生物活動所占有的空間場所，能夠為生物個體的生存、種群的繁衍提供自然資源、基礎(chǔ)條件和棲息環(huán)境等。生境質(zhì)量是生態(tài)系統(tǒng)為生物生命活動的正常展開和種群的持續(xù)性發(fā)展提供資源和載體等支持的能力，是維護生物多樣性，保障區(qū)域生態(tài)安全，提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平和人類生態(tài)福祉的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1-3]。湖泊作為自然生境的重要組分，承擔(dān)著涵養(yǎng)水源、物質(zhì)生產(chǎn)、消納污染物、維護生物多樣性、觀光娛樂等職能，具有極高的經(jīng)濟、社會及生態(tài)價值[4-5]。然而，近年來日益加劇的人類活動，如資源開發(fā)、農(nóng)業(yè)開墾、城市擴張、工程建設(shè)等，使得湖泊流域內(nèi)土地利用變化頻繁，進而導(dǎo)致湖泊面積萎縮、水質(zhì)下降、流域生態(tài)環(huán)境被破壞、生物多樣性受到威脅等一系列不良后果，嚴(yán)重阻礙區(qū)域經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展[5-7]。根據(jù)《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》要求，“十四五”期間要完善水污染防治流域協(xié)同機制，加強重點流域、重點湖泊綜合治理，推進美麗河湖保護與建設(shè)。因此，遵循山水林田湖草沙系統(tǒng)治理思想，研究流域土地利用變化對生境質(zhì)量的影響，可為湖泊流域土地利用管理政策的制定和生境質(zhì)量修復(fù)與提升提供科學(xué)方向。

生境質(zhì)量評價方法常有以下三類[1]：（1）實地調(diào)查法，在流域各處設(shè)置采樣點，定期進行生態(tài)采樣調(diào)查，基于調(diào)查結(jié)果評價區(qū)域生境質(zhì)量[8]。該方法需要耗費大量的人力、物力，且往往只能在較短時間尺度內(nèi)進行采樣調(diào)查，故只適用于小流域短期生境質(zhì)量評估。（2）指標(biāo)評價法，以生態(tài)環(huán)境指標(biāo)或綜合指標(biāo)體系表征流域生境質(zhì)量[9-10]。其中指標(biāo)值的確定常需要依靠實測數(shù)據(jù)或評估者主觀賦值。前者也需要大量的人力物力進行實地調(diào)查；后者雖操作簡單、易于推廣，但缺點在于主觀性太強。（3）模型評價法，結(jié)合空間遙感分析技術(shù)和指標(biāo)評價體系對流域生境質(zhì)量進行評價[2]。該方法不僅能體現(xiàn)專家的主觀知識，又能引入生境質(zhì)量受脅迫的客觀機理，還能表現(xiàn)生境質(zhì)量的時空分異特征，更適用于大尺度、長時間的流域生境質(zhì)量變化評估。常用的模型有InVEST、SolVES和 ARIES等[11]。其中 InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和權(quán)衡的綜合評估模型）因為具有發(fā)展相對成熟、數(shù)據(jù)需求量較小、空間分析表達能力更強、評估精度更高、應(yīng)用成本更低等優(yōu)勢[12]，被廣泛應(yīng)用于流域生境質(zhì)量時空動態(tài)變化評價研究。尚俊等[13]應(yīng)用InVEST模型評估鄱陽湖區(qū)1995—2015年生境質(zhì)量時空演變情況，分析不同類型生境質(zhì)量的變化特征，為鄱陽湖區(qū)生境質(zhì)量保護政策制定提供方向。Sun等[1]應(yīng)用InVEST模型監(jiān)測南四湖流域1980—2015年生境質(zhì)量的動態(tài)變化，分析自然地理條件和社會經(jīng)濟活動對流域生境質(zhì)量變化的驅(qū)動作用，為流域管理提供對策建議。Yohannes等[14]應(yīng)用InVEST模型評估埃塞俄比亞Beressa流域1972—2017年生境質(zhì)量的時空變化，分析流域內(nèi)土地利用類型改變及相關(guān)景觀格局指標(biāo)變化對生境質(zhì)量變化的影響，預(yù)測流域未來30年土地利用類型改變引發(fā)的生境質(zhì)量響應(yīng)變化，為流域地類景觀可持續(xù)管理提供科學(xué)指導(dǎo)。綜上可知，InVEST模型基于生境與威脅因子間的關(guān)系，評估流域生境質(zhì)量動態(tài)變化，分析不同土地利用情況下生境分布和退化情況，能夠揭示流域內(nèi)潛在的生態(tài)問題，為流域管理和生態(tài)系統(tǒng)保護規(guī)劃決策的制定提供科學(xué)依據(jù)。

滇池是云南省最大的淡水湖，承擔(dān)著水源供給、防洪、灌溉、發(fā)電、漁業(yè)養(yǎng)殖、觀光旅游等社會、經(jīng)濟、環(huán)境功能[15-16]。然而，隨著人口的增長、城市的擴張及環(huán)湖工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，滇池流域資源被過度開發(fā)利用，土地利用類型變化頻繁，生境質(zhì)量日趨退化，給當(dāng)?shù)卦斐删薮蟮纳鐣?jīng)濟及生態(tài)環(huán)境損失[17]。為探究滇池流域地類變化對生境質(zhì)量的影響，評估流域生境質(zhì)量現(xiàn)狀，本研究以滇池流域為研究對象，借助土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析2000—2015年流域土地利用類型格局的變化情況，基于InVEST模型生境質(zhì)量模塊評估流域生境質(zhì)量時空動態(tài)變化，并結(jié)合滇池開發(fā)利用歷史分析生境質(zhì)量變化原因，從而為滇池流域未來土地開發(fā)利用規(guī)劃和流域綜合管理提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

全國第六大淡水湖滇池位于云貴高原中部、昆明市西南部，地理位置 102°29′E-103°01′E，24°29′N-25°28′N （圖 1），總面積約 2 920 km2，由外湖（滇池主體）和草海（滇池北部深入昆明城區(qū)部分）組成。流域?qū)賮啛釒Ц咴降丶撅L(fēng)氣候，5—10月雨量充沛，11月至翌年4月晴朗干燥、降水稀少，年降水量1 036.1 mm，年均氣溫約（14.4±2.2）℃[18]。地勢由北向東南呈梯狀逐步降低，中間低，東西高，平均海拔約1 900 m，主要地形以山地為主，丘陵、壩子交錯相間[19]。流域土壤以紅壤、水稻土、紫色土和石灰土為主。其中，水稻土分布在滇池湖濱區(qū)，適合種植農(nóng)作物；紫色土主要分布在流域南部，礦質(zhì)營養(yǎng)豐富，肥力較高，是重要的旱作土壤[20]。因此，滇池流域草海部分（即流域中北部）的土地利用類型以城鎮(zhèn)用地和林地為主，外海部分（即滇池湖濱區(qū)及流域南部）以林地和耕地為主[21]。

從行政區(qū)劃位置看，滇池流域地跨昆明市的五華、盤龍、官渡、西山及呈貢（原呈貢縣）五區(qū)和晉寧、嵩明兩縣，為昆明市主要經(jīng)濟發(fā)展區(qū)。2019年，滇池流域內(nèi)人口為昆明市總?cè)丝诘?4.92%，流域生產(chǎn)總值占全市的78.77%[22]。人口的增長和社會經(jīng)濟的發(fā)展，一方面使得流域內(nèi)生產(chǎn)生活用水需求激增，嚴(yán)重侵占生態(tài)用水需求。另一方面也使得流域內(nèi)污染物排放量及污染排放源不斷增加，導(dǎo)致滇池富營養(yǎng)化狀況不斷惡化，流域生態(tài)環(huán)境保護面臨巨大壓力和挑戰(zhàn)[23]。據(jù)《昆明市工業(yè)產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃綱要（修訂版）》[24]，為加速發(fā)展新興工業(yè)產(chǎn)業(yè)體系，昆明市將于2015—2025年在滇池流域建設(shè)多個工業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)。由此可見，作為昆明市經(jīng)濟活動較為活躍、人口相對聚集的區(qū)域，隨著昆明城市建設(shè)進程的不斷推進，滇池流域?qū)⒉豢杀苊獾赜瓉硇乱惠嗛_發(fā)利用活動，從而給流域生境質(zhì)量帶來新的威脅和挑戰(zhàn)。因此需要把握各時期滇池流域在不同開發(fā)保護政策影響下的生境質(zhì)量變化規(guī)律，為制定面向流域生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的開發(fā)利用規(guī)劃提供基礎(chǔ)。

本研究所用數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心。選取滇池流域2000年、2005年、2010年、2015年1∶10萬土地利用數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)類型為100 m柵格數(shù)據(jù)[25]。該數(shù)據(jù)基于Landsat-TM/ET（2000—2010年）和Landsat-8（2015年）遙感影像，通過人工目視解譯生成。根據(jù)賀克雕等[26]的研究，2000—2015年滇池水位略有波動，整體變化較為平穩(wěn)，故可認(rèn)為研究期內(nèi)滇池水位處同一水平，基本排除水位不同對流域生境質(zhì)量的影響。土地利用數(shù)據(jù)分析提取均基于ArcGIS 10.2軟件完成，生境質(zhì)量評價基于InVEST 3.5.0模型生境質(zhì)量（habitat quality）模塊完成。

2 研究方法

InVEST模型生境質(zhì)量模塊從生境地類與脅迫因子間的作用關(guān)系出發(fā)，根據(jù)生境地類受脅迫因子威脅后的退化度和自身的適宜性，評估不同土地利用情景下區(qū)域的生境退化情況和質(zhì)量空間分布，具體評估過程如下。

1）計算生境退化指數(shù)Dxj：每個生境柵格的退化程度由自身對脅迫因子的敏感性和脅迫因子對生境的威脅度共同決定。生境自身對脅迫因子越敏感，脅迫因子的威脅等級越高，距離生境柵格越近，該生境受脅迫因子的影響程度就越深，退化風(fēng)險也就越高，計算公式如式（1）所示。

式中：Dxj為j類生境柵格x的生境退化度；r為單個脅迫因子；R為脅迫因子總數(shù)；y為脅迫因子r所在的柵格；Yr為脅迫因子r的總柵格數(shù)；Wr為脅迫因子的權(quán)重；ry為研究區(qū)每個柵格內(nèi)的脅迫因子數(shù)；βx為生境柵格的威脅可達水平；Sjr為j類生境對脅迫因子的敏感性；irxy為脅迫因子在柵格y對生境柵格x的威脅度。脅迫因子對生境的威脅度會隨距離而衰減，衰減方式分為線性型和指數(shù)型兩種，計算方法如式（2）、式（3）所示。

式中：irxy為脅迫因子的威脅度；dxy為柵格x與柵格y之間的距離；drmax為脅迫因子r的最大威脅距離。

2）計算生境質(zhì)量指數(shù)Qxj：每個生境柵格的生境質(zhì)量得分在0～1取值，由該柵格的退化度和適宜性決定。退化度越高、適宜性越低的柵格生境質(zhì)量越差，生境質(zhì)量評分則越低。換言之，評分越接近1，則代表生境質(zhì)量越高，計算公式如式（4）所示。

式中：Qxj為j類生境柵格x的生境質(zhì)量；Hj為j類生境的生境適宜性，可通過專家打分法、層次分析法等方法確定；冪指數(shù)z為常數(shù)，通常取2.5；k為半飽和常數(shù)，默認(rèn)值為0.5。

由評價原理可知，模型運行需要5類數(shù)據(jù)：土地利用數(shù)據(jù)、脅迫因子參數(shù)、脅迫因子空間分布數(shù)據(jù)、生境敏感性參數(shù)和半飽和常數(shù)。其中，土地利用數(shù)據(jù)來源于中科院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心，由數(shù)據(jù)可知，滇池流域共有耕地、林地、草地、水域及城鄉(xiāng)居民用地5大類土地利用類型（圖1）?？紤]到城市的擴張使得城鄉(xiāng)居民用地大量侵占天然生境，擠壓動植物生態(tài)位，導(dǎo)致流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能受損；耕地作為人類生產(chǎn)用地，人類活動頻繁、生態(tài)干擾較強，同樣會對天然生境造成威脅。因此，本研究將耕地（包括水田、旱地）和城鄉(xiāng)居民用地（包括城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點、其他建筑用地）視作脅迫因子，其空間分布數(shù)據(jù)通過ArcGIS軟件從土地利用數(shù)據(jù)中提取并輸入模型。脅迫因子參數(shù)和生境敏感性參數(shù)通過參考文獻[27-30]及專家建議，并結(jié)合研究區(qū)實際情況確定，分別如表1和表2所示。半飽和參數(shù)取默認(rèn)值0.5。

圖1 滇池流域地理位置及土地利用情況（2015年）Fig.1 Location and land use of Dianchi basin(2015)

表1 脅迫因子參數(shù)Table 1 The threats data

表2 生境敏感性參數(shù)Table 2 The habitat sensitivity data

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用類型變化分析

為探究不同時期各地類的具體流向，構(gòu)建滇池流域2000—2015年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，結(jié)果如表3所示。2000—2005年，滇池流域開發(fā)利用強度較低，各地類變化轉(zhuǎn)移程度較低，基本保持不變。2005年后，滇池流域重新成為昆明城市發(fā)展重心，城鎮(zhèn)化進程不斷推進，環(huán)湖工農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展，流域開發(fā)利用強度增大，各地類間轉(zhuǎn)移頻繁。2005—2015年，城鄉(xiāng)居民用地占比增長10.37%，為所有地類中擴張幅度最大。2005—2010年，城鄉(xiāng)居民用地主要來自侵占草地（53.62%）和耕地（38.47%），部分來自林地（7.39%）；2010—2015年，城鄉(xiāng)居民用地對草地的侵占減少，減少26.59%，對耕地侵占增加，上升至74.57%。十年間，耕地和草地面積占比減少最多，2005—2010年二者分別減少4.12%和4.33%，2010—2015年分別減少7.42%和3.72%，且二者面積的流失基本均轉(zhuǎn)移至城鄉(xiāng)居民用地。林地和水域的面積十年間相對穩(wěn)定，略有波動。

表3 滇池流域2000—2015年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣Table 3 The land use transfer matrix in Dianchi basin from 2000 to 2015（單位：km2）

3.2 生境質(zhì)量評價結(jié)果

使用InVEST模型生境質(zhì)量模塊對滇池流域2000—2015年的生境質(zhì)量進行評價，得到流域生境質(zhì)量評分和空間分布圖。使用ArcGIS 10.2軟件自然斷點法對生境地圖進行重分類，將生境質(zhì)量劃分為4個區(qū)間：0為生境質(zhì)量差（Ⅳ），0～0.6為較差（Ⅲ），0.6～0.8為較好（Ⅱ），0.8～1為好（Ⅰ）。各等級生境面積及比例統(tǒng)計結(jié)果見表4，空間分布情況見圖2。

表4 滇池流域2000—2015年各等級生境比例及生境質(zhì)量平均值Table 4 The average score of habitat quality and the proportion of each class of habitat quality in Dianchi basin from 2000 to 2015

圖2 滇池流域2000—2015年生境質(zhì)量空間分布Fig.2 The spatial distribution of habitat quality in Dianchi basin from 2000 to 2015

從時間變化看，滇池流域生境質(zhì)量呈現(xiàn)逐年下降趨勢，15年間下降10.72%。2000—2005年變化幅度較小，下降幅度約為0.49%。2005年后生境質(zhì)量開始大幅度下降，2005—2010年，流域生境質(zhì)量平均得分減少5.00%，其中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級生境占比均有不同程度的減少，Ⅳ級生境占比提高2.97%，可見該時段內(nèi)流域生境呈整體退化趨勢。2010—2015年，流域整體生境質(zhì)量下降速度加快，平均得分減少5.56%，其中，Ⅰ級生境占比下降幅度較前五年增加4.26%，Ⅱ、Ⅲ級生境占比有所提高，Ⅳ級生境占比上升幅度較前五年減少1.67%，可見該時期內(nèi)中等質(zhì)量生境有所恢復(fù)，但生境質(zhì)量高值區(qū)生境退化趨勢明顯，需要警惕。

從空間分布看，滇池流域生境質(zhì)量具有較大的空間差異性。生境質(zhì)量較高的區(qū)域除滇池湖體外，主要分布在嵩明縣、官渡區(qū)及晉寧區(qū)部分區(qū)域。結(jié)合土地利用情況可知，這些地區(qū)分布有大面積林地和草地，森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有較強的抗干擾性和穩(wěn)定性，面對人類活動干擾時具有一定的自我恢復(fù)能力，可保持較高生境質(zhì)量。但這些地區(qū)仍有Ⅲ級和Ⅳ級生境的分布，因為這些區(qū)縣內(nèi)零星有耕地分布，人類活動頻繁，易對耕地周邊穩(wěn)定性較差的草地生態(tài)系統(tǒng)造成影響。生境質(zhì)量較差的區(qū)域主要分布在滇池湖區(qū)周邊，均屬昆明市轄區(qū)范圍，因為昆明市區(qū)內(nèi)分布有大面積城鄉(xiāng)居民用地和耕地，人類生產(chǎn)生活活動不僅需要向自然生態(tài)系統(tǒng)索取資源，還會排放大量污染物，破壞生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致生境質(zhì)量急劇下降。此外，需要注意的是，2015年滇池草海部分由Ⅰ級生境退化至Ⅱ級生境，且湖濱區(qū)Ⅱ級生境面積開始擴大，而湖濱區(qū)是滇池與人類活動區(qū)的緩沖地帶，也是越冬水鳥的棲息場所，需要高度重視滇池及湖濱區(qū)生境質(zhì)量的維護和提升，既為滇池主湖區(qū)構(gòu)筑污染防線，同時為鳥類多樣性的保護提供保障。

3.3 生境質(zhì)量變化特征分析

3.3.1 不同地類生境質(zhì)量變化特征

為了解地類結(jié)構(gòu)變化對滇池流域生境質(zhì)量的影響，對各地類不同等級生境的面積占比和平均生境質(zhì)量進行統(tǒng)計，結(jié)果見表5。從不同等級生境的面積占比看，林地和水域的優(yōu)勢生境為Ⅰ級生境，草地的優(yōu)勢生境為Ⅱ級和Ⅲ級生境，且從優(yōu)勢生境的占比看，林地優(yōu)勢生境面積占比最高，水域其次，草地最低。由此可知，林地對于維護流域生境質(zhì)量的貢獻度最高，水域其次，草地則相對較弱。從生境質(zhì)量均分變化看，2000—2015年水域得分下降程度最高，達7.33%，林地其次，草地最低，因此需要高度重視水域生境質(zhì)量的保護和修復(fù)。從年際變化角度看，2000—2005年，林地、草地和水域的生境等級結(jié)構(gòu)和平均質(zhì)量變化不大。2005年后，林地、草地和水域的優(yōu)勢生境呈持續(xù)下降趨勢，且變化幅度隨時間變化而加劇。2010—2015年林地和水域的Ⅰ級生境占比均減少10%以上，草地Ⅱ級生境占比減少6.22%，分別是前五年的5倍和3倍。同時，三種地類生境質(zhì)量均分別下降3.5%～5.5%，是前五年的3倍左右。但這五年間林地生境總面積有所增加，草地和水域生境總面積減少幅度放緩。因此，雖然2010—2015年林地、草地和水域的生境質(zhì)量明顯下降，由于生境總面積的增加，使得流域整體生境質(zhì)量的下降幅度與前五年相比相差不大（僅增加0.56%）。

表5 滇池流域2000—2015年不同地類各等級生境面積及生境平均得分變化Table 5 The average score of habitat quality and the area of each land use type in Dianchi basin from 2000 to 2015

3.3.2 生境質(zhì)量空間變化特征

使用ArcGIS 10.2軟件將生境質(zhì)量地圖進行差值分析，得到2000—2015年滇池流域生境質(zhì)量空間變化圖，結(jié)果如圖3所示，地圖中變化值為正的區(qū)域代表生境質(zhì)量升高，變化值為負(fù)的區(qū)域代表生境質(zhì)量降低。由圖3可知，2000—2005年流域生境質(zhì)量變化范圍較小，主要集中在昆明市轄區(qū)，其中盤龍區(qū)、官渡區(qū)的灌木林區(qū)和滇池草海湖濱區(qū)的生境質(zhì)量有所下降，五華區(qū)和盤龍區(qū)的高覆蓋草地區(qū)生境質(zhì)量有所提升，聯(lián)系各地類質(zhì)量變化情況推測這些區(qū)域生境質(zhì)量雖然在變化，但仍能保持在原生境等級范圍，故流域整體生境質(zhì)量變化不大。2005年后，流域生境質(zhì)量空間變化范圍開始擴大。2005—2010年流域生境整體呈退化趨勢，生境退化區(qū)主要集中在呈貢區(qū)的灌木林區(qū)和中覆蓋草地區(qū)，此外官渡區(qū)、晉寧區(qū)和嵩明縣的部分灌木林和疏林地也發(fā)生生境質(zhì)量下降現(xiàn)象，聯(lián)系土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣分析推測，城鄉(xiāng)居民用地對林地和草地的侵占是造成這些區(qū)域生境質(zhì)量退化的根本原因。2010—2015年生境質(zhì)量變化范圍擴散至全流域，但生境提升區(qū)和生境退化區(qū)呈相互穿插格局，且呈貢區(qū)林區(qū)生境質(zhì)量有所提升，結(jié)合土地利用轉(zhuǎn)移矩陣和流域開發(fā)政策分析可知，“四退三還一護”工程的實施使得城鄉(xiāng)居民用地對草地、林地等天然生境的侵占減少，林地面積開始恢復(fù)，促進林地生境質(zhì)量的提升。而林地在維護流域生境質(zhì)量上具有重要意義，因此，未來需要繼續(xù)推進流域生態(tài)恢復(fù)政策，以遏制全流域生境質(zhì)量的退化趨勢。

圖3 滇池流域2000—2015年生境質(zhì)量變化Fig.3 Variations of habitat quality of Dianchi basin from 2000 to 2015

4 討論

作為昆明市人口集聚、經(jīng)濟活躍的中心區(qū)，滇池流域的生境質(zhì)量深受開發(fā)利用政策和生產(chǎn)生活活動的影響。2000—2005年，受20世紀(jì)粗放型發(fā)展方式的影響，滇池流域環(huán)境污染嚴(yán)重，為遏制流域生態(tài)惡化趨勢，該時間段內(nèi)昆明暫緩滇池流域開發(fā)利用活動，五年間流域土地利用類型變化轉(zhuǎn)移程度較小，故流域整體生境質(zhì)量與各生境地類的生境質(zhì)量基本穩(wěn)定，僅昆明市區(qū)內(nèi)的灌木林地及滇池草海湖濱區(qū)生境略有下降。因為與喬木相比，灌木生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性相對較弱，易受到人類活動的影響而導(dǎo)致自身生境質(zhì)量下降。滇池草海深入昆明城區(qū)，與外界水體的連通性較差，污染物質(zhì)進出不平衡，湖泊內(nèi)源污染常年累積，再受到湖濱區(qū)頻繁的生產(chǎn)生活活動影響，陸域污染負(fù)荷持續(xù)輸入草海，致使草海水質(zhì)惡化，生境質(zhì)量下降[31]。2005年后，昆明重啟滇池流域的開發(fā)建設(shè)活動，大力推進城鎮(zhèn)化進程和環(huán)湖農(nóng)工業(yè)發(fā)展，滇池流域生境質(zhì)量急劇惡化。2005—2010年，林地、草地、水域的優(yōu)勢生境呈現(xiàn)不同程度的退化，其中以呈貢區(qū)的灌木林和中覆蓋草地生境退化尤為集中明顯，結(jié)合土地利用變化情況分析可知，城鎮(zhèn)化進程的推進使得城鄉(xiāng)居民用地大幅度擴張，侵占大量林地和草地，其中，林地中的灌木林生境與草地中的中覆蓋草地生境分布范圍較廣，穩(wěn)定性相對較弱，故生境退化現(xiàn)象更為明顯集中。2010年，為修復(fù)提升滇池流域生態(tài)環(huán)境，昆明市政府啟動“四退三還一護”生態(tài)修復(fù)工程，使得流域內(nèi)地類變化更加頻繁，生境質(zhì)量變化范圍擴大，流域整體及不同生境地類的生境得分下降迅速。但另一方面也使得城鄉(xiāng)居民用地對自然生境的侵占減少，林地面積率先恢復(fù)，呈貢區(qū)林地生境退化趨勢得到遏制并呈現(xiàn)恢復(fù)趨勢。

為促進滇池流域生境質(zhì)量的持續(xù)提升修復(fù)，建議：1）昆明市政府應(yīng)加大“四退三還一護”工程的推進力度，努力恢復(fù)自然生境面積，尤其是對維護流域生境質(zhì)量具有重要意義的林地和水域生境；同時提高草地生境的覆蓋度水平，以提高草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性，提升草地生境的生境質(zhì)量。2）昆明市政府應(yīng)加強滇池周邊面源污染的治理防治，減少湖泊的陸域污染輸入，推進滇池補水工程，提高草海的水文連通性，遏制草海水質(zhì)惡化和生境退化趨勢，維護滇池生境安全。3）昆明市政府應(yīng)盡快轉(zhuǎn)變“環(huán)湖造城，環(huán)湖布局”的發(fā)展理念，減少滇池流域的城鎮(zhèn)化擴張速度和范圍，尤其需要嚴(yán)控城鎮(zhèn)化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展對滇池湖濱區(qū)的侵占破壞，努力維護提升滇池湖濱區(qū)生境質(zhì)量安全，為滇池水安全和鳥類多樣性保護提供基本保障。

5 結(jié)論

本研究使用InVEST模型生境質(zhì)量模塊評估2000—2015年滇池流域生境質(zhì)量時空動態(tài)，再結(jié)合流域土地利用變化情況和開發(fā)歷史分析可知，由于開發(fā)利用強度降低，2000—2005年滇池流域生境質(zhì)量基本穩(wěn)定略有下降；2005年后，城鎮(zhèn)化進程的推進和環(huán)湖工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)致流域生境退化嚴(yán)重，生境質(zhì)量得分大幅度下降，水域、林地、草地的生境質(zhì)量呈現(xiàn)不同程度的退化，其中以水域退化最為嚴(yán)重，且流域整體及各生境的退化幅度呈不斷加劇趨勢。另外，在滇池生態(tài)恢復(fù)工程作用下，2010—2015年城鄉(xiāng)居民用地對自然生境的侵占減少，部分區(qū)縣林地面積有所恢復(fù)，生境質(zhì)量有所提升。因此，為持續(xù)遏制滇池流域生境惡化趨勢，推進全流域生境質(zhì)量的提升，昆明市政府應(yīng)加大“四退三還一護”工程、滇池補水工程等推進力度，控制城鎮(zhèn)化擴張速率和范圍，減少城鄉(xiāng)居民用地和耕地對自然生境的侵占，促進經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)美麗河湖。

本研究仍存在幾點不足：1）本研究的InVEST模型參數(shù)是通過參考相關(guān)文獻和專家建議確定的，缺少實地調(diào)查客觀數(shù)據(jù)的修正；2）受模型方法限制，本研究僅從土地利用變化角度定性分析滇池流域生境質(zhì)量變化原因，而對生境質(zhì)量變化的客觀機理未進行定量化闡釋。因此，未來的研究應(yīng)在本研究的基礎(chǔ)上結(jié)合實地采樣數(shù)據(jù)進行修正，提高模型參數(shù)本地化水平；同時應(yīng)將本研究與生境質(zhì)量變化客觀機理模型相結(jié)合，進一步探究生境質(zhì)量變化驅(qū)動因素，提出更具針對性的管理建議。