基于空間異質(zhì)性度量的生物多樣性評(píng)估

畢文奇 王敬文 葉江霞

（西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，云南 昆明 650233）

生物多樣性是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)維系整個(gè)人類社會(huì)及發(fā)展具有重要作用，生物多樣性保護(hù)成為生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究的熱點(diǎn)[1]。目前生物多樣性研究主要集中在生物多樣性的調(diào)查、分類和信息系統(tǒng)的建立[2-4]，人類活動(dòng)對(duì)生物多樣性的影響[5-7]，生物多樣性保護(hù)技術(shù)與對(duì)策研究[8-10]，其中生物多樣性評(píng)估是保護(hù)生物多樣性研究的重要基礎(chǔ)[11]。2001年張穎[12]以“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”方法，評(píng)價(jià)了1973—1998年中國森林生物多樣性變化。結(jié)果表明，中國森林物種多樣性和森林生物多樣性總體趨勢(shì)增加，但是第四次資源清查后有所下降。隨后有學(xué)者針對(duì)我國生物多樣性現(xiàn)狀，從物種多樣性、遺傳多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性、景觀多樣性四個(gè)層次或α、β、γ多樣性三個(gè)層次進(jìn)行評(píng)估[13]，或?qū)δ骋坏貐^(qū)生物多樣性經(jīng)濟(jì)價(jià)值及生態(tài)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估[14-15]。我國于2011年頒布生物多樣性評(píng)估的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《區(qū)域生物多樣性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（HJ 623—2011）[16]，并于2020年頒布國家標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（GB/T 38 582—2020）[17]，建立了森林生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性價(jià)值評(píng)估體系?，F(xiàn)在生物多樣性評(píng)估方法主要為指標(biāo)評(píng)估法、模型模擬和情景分析3種[18]，雖然現(xiàn)有評(píng)估方法在一定程度促進(jìn)了生物多樣性保護(hù)，但需要依賴大量的物種調(diào)查資料，評(píng)估指標(biāo)繁雜，且生物多樣性價(jià)值量隨市場(chǎng)波動(dòng)，嚴(yán)重影響保護(hù)生物多樣性工作的成效。因此探索一種簡(jiǎn)潔可行、以相對(duì)量替代生物多樣性絕對(duì)量來指示生物多樣性富集程度的評(píng)估方法對(duì)于生物多樣性保護(hù)研究顯得尤為必要。

根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)理論，空間異質(zhì)性是指生態(tài)學(xué)過程和格局在空間分布上的不均勻性及其復(fù)雜性[19]，空間異質(zhì)性高，意味著有更加多樣的小生境，能允許更多的物種共存，它與生物多樣性息息相關(guān)[20]。而根據(jù)隨機(jī)生態(tài)位理論、資源比率假說、資源量假說、競(jìng)爭(zhēng)-拓殖權(quán)衡、林窗動(dòng)態(tài)假說等等，均認(rèn)為環(huán)境空間異質(zhì)性是影響物種共存和群落構(gòu)建的重要機(jī)制之一，從而直接影響生物多樣性[21]。通常，景觀組成越復(fù)雜的區(qū)域，其生物多樣性越高[22]。地形差異和水熱分配造成的生境結(jié)構(gòu)不同影響了生物多樣性格局[23]。干擾因素中人為活動(dòng)對(duì)生物多樣性會(huì)造成重要影響，人為活動(dòng)也是當(dāng)前生物多樣性喪失的主要原因[5-7]，有學(xué)者以荒野度表征人為干擾程度，并發(fā)現(xiàn)通?；囊岸仍礁叩牡胤剑藶楦蓴_越少，生物多樣性越豐富[24]。指標(biāo)的量化是生物多樣性定量評(píng)估的關(guān)鍵，隨著遙感與GIS技術(shù)的發(fā)展，為不同尺度空間量化分析提供了技術(shù)手段，并逐漸被應(yīng)用于生物多樣性評(píng)估研究中[25-28]。

本研究根據(jù)空間異質(zhì)性與生物多樣性之間的關(guān)系，嘗試探索一種綜合景觀、生境及干擾對(duì)空間異質(zhì)性的描述來度量生物多樣性豐富程度相對(duì)量的評(píng)估方法。以云南省彌勒市為研究區(qū)，結(jié)合森林資源二類調(diào)查資料、遙感數(shù)據(jù)等，借助遙感反演與GIS空間分析，通過對(duì)景觀異質(zhì)性、生境異質(zhì)性及干擾異質(zhì)性的空間度量模擬，從林班尺度，以主成分分析、聚類分析及專家知識(shí)綜合分析方法進(jìn)行空間異質(zhì)性描述及度量，以期指示生物多樣性富集程度，為生物多樣性保護(hù)規(guī)劃、生態(tài)產(chǎn)品評(píng)估及價(jià)值化實(shí)現(xiàn)提供參考。

1 研究區(qū)概況

彌勒市地處云南東南部、紅河哈尼族彝族自治州北部，位于東經(jīng)103°04′～103°49′，北緯23°50′～24°39′，為亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均降雨量在800 mm左右，平均氣溫18～19 ℃，日照通常不低于2 100 h，無霜期約320 d，光照充足、有效積溫期長(zhǎng)，霜雪日短。境內(nèi)東西多山，中部低凹，地勢(shì)北高南低，屬云南自然地理中滇中向滇東南過渡區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)類型多樣，物種富集，森林覆蓋率為48.30%，是全省天然林保護(hù)工程重點(diǎn)市縣之一。區(qū)域交通發(fā)達(dá)，是云南通向廣西、廣東及東南亞鄰國的必經(jīng)之地，隨著近年來的特色小鎮(zhèn)、工業(yè)園區(qū)建設(shè)、高原特色農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，在促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，人為活動(dòng)極為頻繁，給區(qū)域生物多樣性保護(hù)工作帶來了巨大威脅。

2 材料與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

2.1.1 森林資源數(shù)據(jù)

森林資源數(shù)據(jù)來源于地方林草局提供的2016年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)，包括了市域所有林地及非林地的空間分布、自然屬性（地類、起源、群落結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢(shì)樹種、樹高等）及社會(huì)屬性（行政區(qū)、權(quán)屬、保護(hù)等級(jí)、工程類別等）。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為矢量結(jié)構(gòu)，涉及14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的1 196個(gè)林班和48 397小班，該數(shù)據(jù)為研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也是景觀異質(zhì)性評(píng)估的依據(jù)。

2.1.2 遙感數(shù)據(jù)

遙感影像涉及Landsat 8 OLI、MODIS 數(shù)據(jù)，DEM數(shù)據(jù)為SRTM DEM 90 m產(chǎn)品，均來源于地理空間數(shù)據(jù)云http://www.gscloud.cn/，Landsat 8OLI影像獲取時(shí)間為2015年5月28日3時(shí)34分。通過對(duì)影像輻射定標(biāo)、基于DEM的幾何精校正，以及利用ENVI的FLAASH進(jìn)行大氣校正處理[29]，結(jié)合171個(gè)云南省常規(guī)氣象站點(diǎn)及電網(wǎng)微氣象站點(diǎn)逐時(shí)同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，反演得出研究區(qū)相對(duì)濕度及地表溫度[30]，作為生境異質(zhì)性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)。

2.1.3 人居環(huán)境數(shù)據(jù)

人居環(huán)境利用非涉密的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的居民點(diǎn)、道路以及來源于NASA航天飛機(jī)雷達(dá)地形任務(wù)90 m數(shù)字高程模型，借助GIS空間分析功能進(jìn)行人為干擾異質(zhì)性評(píng)估。

2.2 景觀異質(zhì)性指數(shù)

根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)理論，從景觀格局分析的角度來定義景觀異質(zhì)性，諸多學(xué)者開展景觀格局分析的研究，所采用指標(biāo)各不相同[31-35]。結(jié)合前人研究，選取常用的斑塊數(shù)、面積、周長(zhǎng)、豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、分離度指數(shù)和形狀指數(shù)9個(gè)指標(biāo)，具體計(jì)算方法見表1。

另外值得我們注意的是，從改革開放以來，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)大潮轉(zhuǎn)變了年輕一代的思想觀念，他們對(duì)于傳承民俗文化的熱情趨于淡泊，“百家宴”原旨意義上的文化和精神已漸漸淡去。這種現(xiàn)象是好是壞？若是后者該如何解決？這對(duì)其他傳統(tǒng)民俗活動(dòng)是否有借鑒價(jià)值？這些都是我們?cè)谝院蟮难芯恐行枰伎嫉摹?/p>

表 1 景觀異質(zhì)性評(píng)估指標(biāo)Table 1 Evaluation indicators of landscape heterogeneity

林班是森林永久性經(jīng)營管理的土地單元，通常山區(qū)采用自然地理要素來區(qū)劃林班以保持林班的自然景觀特性[36]。研究區(qū)為云南山區(qū)，基于林班單元，進(jìn)行景觀異質(zhì)性分析。借助ArcGIS，以林班提取并統(tǒng)計(jì)至更為細(xì)化的小班作為斑塊信息，以小班內(nèi)“地類”要素作為景觀類型，計(jì)算各景觀異質(zhì)性指標(biāo)。小班地類包括：采伐跡地、純林、耕地、灌木經(jīng)濟(jì)林、混交林、建設(shè)用地、苗圃地、其他非林地、其他灌木林地、其他特別灌木林、其他無立木林地、喬木經(jīng)濟(jì)林、人工造林未成林地、疏林地、水域、宜林荒山荒地、竹林，合計(jì)17類。

由于選取的景觀異質(zhì)性指標(biāo)較多，且各指標(biāo)之間具高度相關(guān)性，采用主成分分析方法[37]，將多個(gè)指標(biāo)的關(guān)鍵信息映射至第一主成分，從而達(dá)到去相關(guān)性、降低指標(biāo)個(gè)數(shù)的目的。借助ENVI遙感軟件的PCA變換提取第一主成分作為景觀異質(zhì)性指標(biāo)度量。

2.3 生境異質(zhì)性指數(shù)

生物多樣性的孕育與地理環(huán)境密切相關(guān)[38-39]，根據(jù)宏觀尺度生物多樣性的影響因素[40-41]，研究選用水熱和地形指標(biāo)作為生境異質(zhì)性指標(biāo)。地形指標(biāo)采用地形起伏度和地形褶皺度2個(gè)次級(jí)指標(biāo)[42-43]，水熱指標(biāo)采用相對(duì)濕度和地表溫度2個(gè)次級(jí)指標(biāo)。由于生境異質(zhì)性各次級(jí)指標(biāo)具有明顯相關(guān)性，借鑒包含研究區(qū)的文獻(xiàn)[23]，采用加法模型和乘法模型對(duì)生境異質(zhì)性進(jìn)行分析，計(jì)算方法見表2。

表 2 生境異質(zhì)性評(píng)估指標(biāo)Table 2 Assessment index of habitat heterogeneity

2.4 干擾異質(zhì)性指數(shù)

人為干擾直接影響生物多樣性，研究采用荒野度指標(biāo)進(jìn)行人為干擾異質(zhì)性的度量。在相同生態(tài)環(huán)境下，通常單位面積人口越少、荒野度越高的地區(qū)，生物多樣性越豐富[24]。利用研究區(qū)居民點(diǎn)及道路基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，以可及性的成本距離模擬出研究區(qū)內(nèi)各類干擾活動(dòng)的影響范圍，借鑒文獻(xiàn)[44-45]中基于NASA航天飛機(jī)雷達(dá)地形任務(wù)90 m數(shù)字高程模型，考慮海拔和坡度地理環(huán)境對(duì)人類空間范圍可及難易程度的柵格計(jì)算（式（1））。再以居民點(diǎn)、道路及其他基礎(chǔ)設(shè)施為數(shù)據(jù)源，借助ArcGIS的成本距離分析模型并渲染處理為0～255亮度值的人為活動(dòng)可及性柵格數(shù)據(jù)（MR），最后通過公式（2）進(jìn)行荒野度模擬。

式中：CST表示成本光柵，SP表示坡度，H表示海拔。

式中：MH表示荒野度；MR表示渲染處理的人為活動(dòng)?xùn)鸥裰怠?/p>

2.5 空間異質(zhì)性指數(shù)

將景觀異質(zhì)性、生境異質(zhì)性計(jì)算結(jié)果進(jìn)行渲染處理，再與人為干擾異質(zhì)性指標(biāo)進(jìn)行向量空間融合，以迭代自組織數(shù)據(jù)分析技術(shù)（ISO）無監(jiān)督聚類分析進(jìn)行分類。從處理軟件給定的任意平均值開始，將每個(gè)像元指定給最接近的平均值（多維屬性空間中的所有平均值）。再基于首次迭代后從屬于每個(gè)聚類像元的屬性距離，重新計(jì)算各個(gè)聚類的新平均值后重復(fù)執(zhí)行此過程。最后當(dāng)所有聚類結(jié)果變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)時(shí)，將穩(wěn)定結(jié)果作為分類結(jié)果，并借助ArcGIS對(duì)分類結(jié)果按林班統(tǒng)計(jì)空間異質(zhì)性，以自然斷點(diǎn)法分為5個(gè)等級(jí)（低、較低、中等、較高和高）進(jìn)行可視化制圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 景觀異質(zhì)性格局

圖 1 景觀異質(zhì)性評(píng)估分布Fig. 1 Distribution of landscape heterogeneity assessment

3.2 生境異質(zhì)性格局

生境異質(zhì)性評(píng)估結(jié)果見圖2。由圖2可知，研究區(qū)的生境較為成片分布，相對(duì)集中，大部分地區(qū)異質(zhì)性梯度由北到南，由西到東逐漸降低，有少部分異質(zhì)性較高地區(qū)呈現(xiàn)零散分布。分析造成這一結(jié)果的主要原因，將地形褶皺度、地形起伏度、相對(duì)濕度和地表溫度結(jié)果按林班進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)得出圖3。通過對(duì)比圖3，圖2北部異質(zhì)性高、較高地區(qū)，是由于該區(qū)域處于最高海拔2 167 m，最低海拔1 979 m，地形起伏度大，地形褶皺度高，相對(duì)濕度高的地區(qū)而形成。而中部異質(zhì)性高、較高地區(qū)和剩余零散高地區(qū)則是由該部分區(qū)域內(nèi)地形褶皺度高，地表溫度高兩個(gè)因素造成的。

圖 2 生境異質(zhì)性評(píng)估分布Fig. 2 Distribution of habitat heterogeneity assessment

3.3 人為干擾格局

以荒野度定義的人為干擾結(jié)果見圖4。由圖4可知，研究區(qū)人為干擾程度在空間呈現(xiàn)極大的異質(zhì)性，但又具一定的聚集性，荒野度高、較高的區(qū)域主要集中于研究區(qū)的西部、東部和東南部；荒野度中和較低地區(qū)則沿著荒野度高、較高地區(qū)向荒野度低地區(qū)梯度擴(kuò)散；大部分的荒野度低地區(qū)則位于中部，主要位于國道、省道附近及人聚居的城鎮(zhèn)附近，因人流量相對(duì)較大、人為活動(dòng)頻繁，具有極強(qiáng)的人為干擾。而位于縣鄉(xiāng)、鄉(xiāng)村道路附近的區(qū)域，人流及人為活動(dòng)相對(duì)較少，其造成的人為干擾作用也較小，從而導(dǎo)致這部分地區(qū)荒野度變大；荒野度高的區(qū)域主要位于僅有鄉(xiāng)村道路、甚至無道路貫穿的地方。

圖 3 生境異質(zhì)性指標(biāo)分布Fig. 3 Distribution of habitat heterogeneity indicators

圖 4 人為干擾異質(zhì)性評(píng)估分布Fig. 4 Distribution of human interference heterogeneity assessment

3.4 空間異質(zhì)性指示的生物多樣性格局

綜合景觀異質(zhì)性、生境異質(zhì)性及人為干擾異質(zhì)性得到研究區(qū)空間異質(zhì)性綜合指數(shù)及格局，見圖5。由圖5可知，空間異質(zhì)性高位于研究區(qū)西部、東部和東南部地區(qū)，且相對(duì)集中，并具有向外輻射由空間異質(zhì)性較高、中、較低、低區(qū)域的梯度分布格局；此外公路沿線附近具有零散的空間異質(zhì)性高地區(qū)，而這部分區(qū)域附近大多直接與空間異質(zhì)性低、較低區(qū)域相連。分析造成這一結(jié)果的主要原因：研究區(qū)東部、東南部和西部地區(qū)空間異質(zhì)性分布高并且集中，與圖4中干擾異質(zhì)性高地區(qū)和圖2中生境異質(zhì)性高地區(qū)相吻合，東部和東南部區(qū)域人為活動(dòng)少，人為干擾未造成太大影響，因此表現(xiàn)的空間異質(zhì)性高，而西部區(qū)域的生境異質(zhì)性高造成該地的空間異質(zhì)性也高。零散分布的空間異質(zhì)性高、較高區(qū)域?yàn)檠芯繀^(qū)內(nèi)各生態(tài)系統(tǒng)之間的交錯(cuò)區(qū)，這些生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，因此表現(xiàn)的相對(duì)空間異質(zhì)性評(píng)估結(jié)果為較高或中，交錯(cuò)區(qū)具有邊緣效應(yīng)，因此擁有附近生態(tài)系統(tǒng)的特性，導(dǎo)致交錯(cuò)區(qū)空間異質(zhì)性上升，從而使部分交錯(cuò)區(qū)空間異質(zhì)性表現(xiàn)為高或較高。而邊緣效應(yīng)具有負(fù)效應(yīng)，會(huì)因競(jìng)爭(zhēng)等關(guān)系導(dǎo)致其空間異質(zhì)性下降，從而使另一部分交錯(cuò)區(qū)空間異質(zhì)性表現(xiàn)為低、較低或中，因此造成了空間異質(zhì)性高地區(qū)零散分布且與低地區(qū)相連的特點(diǎn)，這一特點(diǎn)明顯反映了這部分區(qū)域嚴(yán)重的生境破碎化，與圖1中景觀異質(zhì)性分布格局基本一致。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)研究區(qū)空間異質(zhì)性分布，低區(qū)域?yàn)?31.498 3 km2，占全市總面積的18.69%；較低區(qū)域有973.979 6 km2，占全市總面積的24.88%；中區(qū)域有914.219 4 km2，占全市總面積的23.25%；較高區(qū)域有747.490 0 km2，占全市總面積的19.09%；高區(qū)域有547.483 5 km2，占全市總面積的13.99%，合計(jì)高、較高地區(qū)所占全市面積為33.08%，不足全市面積的1/3，低、較低地區(qū)所占全市面積為43.57%，超過全市的2/5。

圖 5 空間異質(zhì)性評(píng)估分布Fig. 5 Distribution of spatial heterogeneity assessment

在生態(tài)學(xué)理論中，圖2中生境異質(zhì)性分布表明了研究區(qū)生物多樣性的基本格局，相同生境異質(zhì)性等級(jí)的區(qū)域應(yīng)具有類似的生物多樣性，但是在自然和人為干擾的影響下，對(duì)生境異質(zhì)性格局進(jìn)行調(diào)整，從而構(gòu)成了空間異質(zhì)性評(píng)估的生物多樣性格局[21]，這與圖5反映的格局一致。區(qū)域的空間異質(zhì)性評(píng)估結(jié)果直接反映該區(qū)域的生物多樣性格局，將2016年研究區(qū)森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得出森林各自然屬性分布（圖6），包含群落結(jié)構(gòu)分布、天然林/人工林分布、國家公益林分布、自然度分布，通過與空間異質(zhì)性評(píng)估結(jié)果對(duì)比進(jìn)行生物多樣性格局的粗略驗(yàn)證。

圖 6 森林各自然屬性分布Fig. 6 Distribution of forest natural attributes

通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，圖1景觀異質(zhì)性分布中，除評(píng)估結(jié)果高、較高和與之相連的低、較低邊緣效應(yīng)地區(qū)，異質(zhì)性分布中、較低和低的區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)與森林資源分布（圖6）中的對(duì)應(yīng)區(qū)域各森林屬性基本一致，均為較穩(wěn)定的生態(tài)結(jié)構(gòu)。圖2生境異質(zhì)性分布中，西部和北部區(qū)域的生境異質(zhì)性等級(jí)大于東部和南部，而圖6群落結(jié)構(gòu)分布、天然林/人工林分布、自然度分布中西部和北部區(qū)域的森林資源優(yōu)于東部和南部。圖3干擾異質(zhì)性分布中，荒野度高、較高的地區(qū)，也與圖6中森林資源富集的區(qū)域基本吻合，表明人為干擾對(duì)研究區(qū)的生物多樣性具有明顯影響。因此，圖5空間異質(zhì)性評(píng)估結(jié)果對(duì)于生物多樣性富集程度的指示具有一定的參考性。

4 結(jié)論與討論

本研究基于空間異質(zhì)性與生物多樣性的關(guān)系，提出了一種綜合森林資源調(diào)查資料、遙感數(shù)據(jù)等，借助遙感反演與GIS空間分析進(jìn)行景觀、生境及人為干擾指標(biāo)的空間異質(zhì)性的量化與模擬，利用主成份分析及聚類方法評(píng)估了林班尺度上的生物多樣性空間格局，并以滇中向滇東南過渡的彌勒市為例進(jìn)行分析。研究得出如下結(jié)論：1）通過綜合景觀、水熱及地理環(huán)境、人為干擾共同表征的空間異質(zhì)性可間接指示生物多樣性富集程度，該方法具有一定的科學(xué)性、可操作性及參考價(jià)值；2）評(píng)估結(jié)果表明，研究區(qū)生物多樣性呈現(xiàn)明顯的空間異質(zhì)性格局，豐富程度較高、高的區(qū)域主要集中在西部、東部、東南部人為活動(dòng)相對(duì)較少，群落結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、自然度相對(duì)較高的天然林區(qū)，并伴有部分高、較高富集區(qū)的零散分布的格局；3）應(yīng)加強(qiáng)生物多樣性富集區(qū)的生態(tài)保護(hù)與規(guī)劃，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)較高富集區(qū)保護(hù)和維護(hù)。

本研究的主旨是探索一種簡(jiǎn)便、科學(xué)且具可操作性的對(duì)生物多樣性相對(duì)量評(píng)估的方法，目前常用生物多樣性的評(píng)估方法是通過《區(qū)域生物多樣性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（HJ 623—2011）[16]進(jìn)行評(píng)估，該方法通過計(jì)算生物多樣性指數(shù)從而反映生物多樣性[47]。該方法在保護(hù)區(qū)等小范圍的生物多樣性評(píng)估工作中具有實(shí)用性，但是生物多樣性指數(shù)的計(jì)算需要大量的生物資源數(shù)據(jù)，隨著研究區(qū)擴(kuò)大，該方法就需要進(jìn)行大量的實(shí)地調(diào)研和數(shù)據(jù)整理，操作繁瑣復(fù)雜，且大部分地區(qū)還存在收集數(shù)據(jù)困難、數(shù)據(jù)缺失等問題，難以對(duì)大范圍的區(qū)域進(jìn)行生物多樣性評(píng)估。而隨著統(tǒng)生態(tài)位理論和中性理論的整合理論的不斷發(fā)展，越來越多的研究認(rèn)為環(huán)境異質(zhì)性是自然界生物多樣性的重要維持機(jī)制，兩者息息相關(guān)[21]。因此，對(duì)環(huán)境的空間異質(zhì)性進(jìn)行評(píng)估，從而指示生物多樣性的思路是可行的。

綜上所述，研究在前人使用地形和水熱指標(biāo)的方法進(jìn)行生物多樣性評(píng)估的基礎(chǔ)上[23]，結(jié)合其他相關(guān)研究[5-7，22-23]，提出以景觀、生境、干擾三個(gè)空間異質(zhì)性方面的指標(biāo)開展生物多樣性豐富度相對(duì)量的評(píng)估方法，將水熱地形指標(biāo)記為生境異質(zhì)性，同時(shí)增加了景觀異質(zhì)性和干擾異質(zhì)性兩個(gè)指標(biāo)，指標(biāo)考慮更為多樣，評(píng)估內(nèi)容及結(jié)果更趨科學(xué)完善。

通過空間異質(zhì)性評(píng)估反映生物多樣性的方法相比于常用的《區(qū)域生物多樣性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（HJ 623-2011）[16]，評(píng)估操作和數(shù)據(jù)收集更為簡(jiǎn)單，評(píng)估過程中采用各類分析方法，數(shù)據(jù)分析借助了遙感和地理信息技術(shù)，避免了分析過程繁雜等問題，操作上更為簡(jiǎn)便科學(xué)；而且采用了主成份分析、空間模擬及無監(jiān)督ISO聚類方法，有效減少了評(píng)估方法受人為主觀因素的影響；評(píng)估范圍也擴(kuò)大到縣市級(jí)，分析區(qū)域也拓展至更小尺度的林班。在云南的林班區(qū)劃中，林班區(qū)劃中蘊(yùn)含了景觀上相似的空間信息，采用林班為評(píng)估尺度，可以有效減少因地形不同而造成的景觀差異，因此林班作為空間承載單位更能合理體現(xiàn)生物多樣性的承載量。

研究區(qū)內(nèi)生物多樣性豐富程度呈現(xiàn)明顯的空間異質(zhì)性格局，生物多樣性相對(duì)量分布高地區(qū)位于研究區(qū)西部、東部和東南部地區(qū)，且相對(duì)集中，并具有向外輻射由空間異質(zhì)性較高、中、較低、低區(qū)域的梯度分布格局；此外公路沿線附近具有零散的空間異質(zhì)性高地區(qū)，而這部分區(qū)域附近大多直接與空間異質(zhì)性低、較低區(qū)域相連，部分地區(qū)破碎化嚴(yán)重。同時(shí)生物多樣性相對(duì)量分布高、較高地區(qū)不足全市面積的1/3，而低、較低地區(qū)超過全市的2/5，生物多樣性資源分布不均，生物多樣性富集度相對(duì)較低。因此針對(duì)該情況，應(yīng)加強(qiáng)生物多樣性富集區(qū)的生態(tài)保護(hù)與規(guī)劃，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)較高富集區(qū)保護(hù)和維護(hù)。研究中仍有部分未考慮指標(biāo)，如景觀異質(zhì)性中，未考慮鑲嵌度指數(shù)等[48]；生境異質(zhì)性中，未考慮到光照[49]、土壤[50]以及氣候因素[51]；干擾因素中，未考慮自然干擾情況[52]。這些指標(biāo)屬于難以獲取或缺乏相對(duì)簡(jiǎn)便度量的評(píng)估方法，故未納入本次評(píng)估體系中，有待后續(xù)研究。

本研究評(píng)估結(jié)果主要反映總體生物多樣性的相對(duì)量，而不是具體的實(shí)物量，對(duì)于有些生物多樣性保護(hù)的工作仍然需要結(jié)合地面專項(xiàng)調(diào)查工作，通過相對(duì)量以局部推算總體，從而全方位進(jìn)行生物多樣性評(píng)估。后續(xù)可有效轉(zhuǎn)化為對(duì)研究地物種現(xiàn)狀的描述、評(píng)價(jià)生物多樣性指數(shù)和評(píng)價(jià)生物多樣性價(jià)值三個(gè)方面，這樣既完成了對(duì)大范圍地區(qū)生物多樣性的評(píng)估，減少重復(fù)勞動(dòng)，又避免進(jìn)入因?yàn)樘岢鲂路椒▽?dǎo)致評(píng)估結(jié)果與前人研究無法對(duì)比的窘境。今后可以進(jìn)一步開展對(duì)地區(qū)空間異質(zhì)性的探討，從而進(jìn)行生物多樣性保護(hù)和利用工作。此外，該方法也為目前國內(nèi)陸續(xù)開展的生態(tài)服務(wù)價(jià)值補(bǔ)償工作提供一種新的思路，并且可以作為該項(xiàng)工作中生物多樣性價(jià)值評(píng)估的前期基礎(chǔ)。