黃土高原人類活動(dòng)與生物多樣性的演變及關(guān)聯(lián)性

王 建, 趙牡丹, 樊 藝, 李健波, 鄭春燕

(1.西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院, 西安 710127; 2.陜西省遙感與地理信息工程研究中心, 西安 710127; 3.湖北師范大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院, 黃石 湖北 435002)

隨著全球工業(yè)化、城市化進(jìn)程的不斷加快，人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和空間變化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，導(dǎo)致全球生物多樣性喪失問題日益嚴(yán)重[1-2]。迄今為止，國(guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞人類活動(dòng)與生物多樣性展開大量研究，主要集中在人類活動(dòng)與生物多樣性單方面[3]，兩者內(nèi)在關(guān)聯(lián)方面的研究較少。

生物多樣性主要是對(duì)生物物種及其相應(yīng)的生存環(huán)境所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)的統(tǒng)稱[4]，它不僅為人類生存與發(fā)展提供物質(zhì)條件，而且在氣候調(diào)節(jié)、水土保持以及人與自然平衡相處等方面發(fā)揮重要作用[5]。目前，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)生物多樣性評(píng)估工作主要是依據(jù)2012年原環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《區(qū)域生物多樣性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》[6]，以縣域?yàn)榛締卧?，通過野生動(dòng)植物豐富度、生態(tài)系統(tǒng)類型多樣性、物種特有性、受威脅物種豐富度和外來(lái)物種入侵度等指標(biāo)評(píng)估區(qū)域生物多樣性[7]。然而，由于部分縣區(qū)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)缺乏，其結(jié)論在一定程度上與實(shí)際分布狀況存在偏差。遙感數(shù)據(jù)因覆蓋廣、時(shí)序性強(qiáng)、可重復(fù)性等優(yōu)勢(shì)使其在中大尺度生物多樣性評(píng)估方面得到廣泛應(yīng)用[8]，部分學(xué)者基于遙感數(shù)據(jù)提取的生境質(zhì)量、植被凈初級(jí)生產(chǎn)力、歸一化植被指數(shù)、景觀格局等指數(shù)反映區(qū)域生物多樣性[9-10]。由此可見，本文利用遙感和GIS技術(shù)對(duì)區(qū)域生物多樣性評(píng)估具有可行性。

人類活動(dòng)是指人類一切可能形式的活動(dòng)或行為[11]，關(guān)注和刻畫人類活動(dòng)對(duì)于揭示其對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響具有重要意義。目前，針對(duì)人類活動(dòng)的評(píng)價(jià)，部分學(xué)者采用權(quán)重多指標(biāo)疊加分析方法，如人類足跡指數(shù)(Human Footprint Index，HFI)[11]、海洋生態(tài)系統(tǒng)多尺度空間模型(Multiscale Spatial Model)[12]、喀斯特干擾指數(shù)(Karst Disturbance Index，KDI)等[13]；也有其他學(xué)者基于景觀與土地利用分析，如陸地表層人類活動(dòng)強(qiáng)度(Human Activity Intensity of Land Surface，HAILS)[14]、景觀發(fā)展強(qiáng)度指數(shù)(Landscape Development Intensity，LDI)等[15]。由于人類足跡指數(shù)多用于研究自然保護(hù)區(qū)，海洋生態(tài)系統(tǒng)多尺度空間模型、景觀發(fā)展強(qiáng)度指數(shù)以及喀斯特干擾指數(shù)則局限于特定地區(qū)，陸地表層人類活動(dòng)強(qiáng)度主要是從土地利用/覆蓋與人類活動(dòng)關(guān)系角度客觀反映人類活動(dòng)對(duì)陸地表層影響和作用強(qiáng)度[11]，該指標(biāo)自提出后在黃土高原[16-17]、黃河三角洲等[3]區(qū)域得到廣泛運(yùn)用。因此，本文借助HAILS指數(shù)表征研究區(qū)人類活動(dòng)。

黃土高原是我國(guó)“兩屏三帶”生態(tài)安全格局的重要組成部分，由于人類長(zhǎng)時(shí)間不適當(dāng)?shù)幕顒?dòng)導(dǎo)致其水土流失嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)惡化，成為“人—地”關(guān)系矛盾最突出、生物多樣性受威脅最嚴(yán)重的地區(qū)之一[18]。探討自然環(huán)境與人類社會(huì)的相互關(guān)系，對(duì)于緩和黃土高原地區(qū)人地矛盾和促進(jìn)區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。2000—2018年研究區(qū)人類活動(dòng)與生物多樣性狀況如何？其人類活動(dòng)與生物多樣性是否存在相關(guān)性？為探究以上問題，本文以2000—2018年土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用11 km×11 km格網(wǎng)作為人類活動(dòng)基本單元，借助人類活動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)反映研究區(qū)人類活動(dòng)，其次利用生境質(zhì)量、物種多樣性及景觀格局構(gòu)建區(qū)域綜合生物多樣性指數(shù)，最后運(yùn)用相關(guān)性分析和雙變量空間自相關(guān)法探究研究區(qū)人類活動(dòng)與生物多樣性的空間關(guān)系，旨在為保護(hù)黃土高原生物多樣性以及生態(tài)文明建設(shè)提供定量、科學(xué)的分析結(jié)果和參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

黃土高原位于中國(guó)中部偏北地區(qū)，地處黃河流域中上游，西起祁連山，東迄太行山，北到長(zhǎng)城，南抵秦嶺(33°43′—41°16′N，100°54′—114°33′E)，面積約為6.35×105km2。該地區(qū)主要地形包括鄂爾多斯高原、隴中高原、陜甘晉高原、山西高原以及河套平原等，地勢(shì)西北高、東南低，海拔1 500～2 000 m，地貌類型復(fù)雜多樣，土質(zhì)疏松，極易被侵蝕[19]。黃土高原氣候受經(jīng)緯度及地形的影響，具有典型的大陸季風(fēng)氣候特征，年均溫在3.6～4.3℃，多年平均降水量在150～750 mm。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人類活動(dòng)對(duì)該地區(qū)的干預(yù)不斷增強(qiáng)，水土流失、空氣污染以及生物多樣性減少等[20]生態(tài)環(huán)境問題對(duì)黃土高原的生態(tài)安全造成嚴(yán)重影響。目前，政府采取退耕還林還草等措施，有效地改善了黃土高原的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量[19]。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

遙感影像數(shù)據(jù)包括：(1) 30 m分辨率土地利用遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(2000年、2010年、2018年)來(lái)源于中科院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心( http:∥www.resdc. cn)。其中2000年、2010年的數(shù)據(jù)是由Landsat-TM /ETM遙感影像數(shù)據(jù)解譯而成，2018年數(shù)據(jù)使用Landsat 8 OLS遙感數(shù)據(jù)解譯得到，將土地利用數(shù)據(jù)重分類為6類：未利用地、城鄉(xiāng)工礦用地、水域、草地、林地、耕地；(2) 黃土高原90 m DEM是利用Google Earth Engine云平臺(tái)下載SRTM數(shù)據(jù)；(3) NDVI，NPP數(shù)據(jù)源于NASA(美國(guó)國(guó)家航空航天局)網(wǎng)站，采用MODIS13QI和MODIS17A3H產(chǎn)品，其空間分辨率為1 km。借助MRT在月數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上采用MVC方法生成年度NDVI，NPP數(shù)據(jù)。

矢量數(shù)據(jù)包括：(1) 河流、矢量邊界以及居民點(diǎn)數(shù)據(jù)從全國(guó)地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)(https:∥www.webmap.cn/)的1∶25萬(wàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)獲?。?2) 道路交通數(shù)據(jù)由OpenstreetMap網(wǎng)站爬取，并進(jìn)行合并、裁剪等處理。

1.3 研究方法

1.3.1 人類活動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算 人類活動(dòng)強(qiáng)度是指一定地域人類對(duì)陸地表層自然覆被利用、改造和開發(fā)的程度，這種程度可以通過土地利用/覆被類型反映[14,16]。計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

式中:HAILS為人類活動(dòng)強(qiáng)度(%);SCLE為各種不同土地利用類型面積折算為建設(shè)用地的面積;S為單元格網(wǎng)面積;SLi為第i個(gè)土地類型的面積;CLi為第i種土地類型所折算的建設(shè)用地系數(shù)，其中耕地、草地和城鄉(xiāng)工礦用地所折算的建設(shè)用地系數(shù)分別為0.4，0.067，1，其余的土地類型所折算的建設(shè)用地系數(shù)為0。

1.3.2 綜合生物多樣性指數(shù)

(1) 生境質(zhì)量指數(shù)。生境質(zhì)量(Habitat Quality，HQ)是指生態(tài)環(huán)境為生物的持續(xù)生存提供適當(dāng)條件的能力，其優(yōu)劣與生物多樣性的豐度呈正相關(guān)[21]。InVEST模型是一種量化多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的綜合評(píng)價(jià)模型[22]，本文運(yùn)用InVEST模型中的“生境質(zhì)量”模塊對(duì)黃土高原的生境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。計(jì)算公式如下：

(3)

(4)

式中：Qxj為第j種土地類型中第x柵格的生境質(zhì)量，生境質(zhì)量值為0～1，其值越高表示生境質(zhì)量越好；Dxj為生境退化度；Hxj為第j種土地類型中第x柵格的生境適應(yīng)性；k為半飽和常數(shù)；ωr為不同威脅因子的權(quán)重；ry為不同威脅因子強(qiáng)度；βx為生境抗干擾水平；Sjr為不同生境對(duì)不同威脅因子的相對(duì)敏感程度；irxy為柵格y中的威脅因子r對(duì)柵格x的影響；r為生境威脅因子；y為威脅因子r中的柵格；Yr為威脅源柵格總數(shù)。

(2) 歸一化植被指數(shù)和植被初級(jí)凈生產(chǎn)力。歸一化差異植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)可以準(zhǔn)確地表征植被生長(zhǎng)以及覆蓋狀況等信息[23]。部分學(xué)者認(rèn)為NDVI等植被指數(shù)與植物多樣性存在顯著相關(guān)性[24]。植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(Net Primary Production，NPP)反映了植被在自然環(huán)境下的生產(chǎn)能力，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)NPP越高，生物多樣性相對(duì)較高[25]。因此本文選取最大值合成法得到年度NDVI，NPP值。計(jì)算公式如下：

Sj=max(S1,S2,…,S12)

(5)

式中:i為年份,本文取值為2000年、2010年、2018年;Sj為第j年NDVI,NPP最大值;S1,S2,…,S12為1—12月份的NDVI,NPP值。

(3) 景觀格局指數(shù)。近年來(lái)，景觀格局指數(shù)在生態(tài)環(huán)境研究中得到廣泛應(yīng)用，已有研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)部分景觀格局指數(shù)與區(qū)域生物多樣性呈顯著正相關(guān)[10]，因此本文選取SHDI，LSI兩種景觀格局指數(shù)表征區(qū)域生物多樣性。

(4) 綜合生物多樣性指數(shù)構(gòu)建。本文擬從生境質(zhì)量指數(shù)、物種多樣性指數(shù)以及景觀格局指數(shù)等方面，并基于層次分析法，構(gòu)建黃土高原區(qū)域綜合生物多樣性指數(shù)。計(jì)算公式如下：

BIi=0.45HQi+0.15NDVIi+0.2NPPi+

0.1SHDIi+0.1LSIi

(6)

式中:BIi為第i年區(qū)域綜合生物多樣性指數(shù);HQi，NDVIi，NPPi，SHDIi，LSIi分別為區(qū)域第i年的生境質(zhì)量、歸一化植被指數(shù)、植被凈初級(jí)生產(chǎn)力、香濃多樣性指數(shù)和景觀形狀指數(shù);0.45,0.15,0.2,0.1,0.1為利用層次分析法得到的各指標(biāo)權(quán)重。

1.3.3 雙變量空間自相關(guān)

(1) 雙變量全局自相關(guān)。雙變量全局自相關(guān)是指在整體上反映該研究區(qū)內(nèi)的地理要素空間分布特征及集聚狀況。通常用Moran′sI指數(shù)進(jìn)行表示。計(jì)算公式為：

(7)

(2) 雙變量局部自相關(guān)。雙變量局部自相關(guān)表示研究區(qū)域內(nèi)部的相鄰地里要素在空間分布的相關(guān)性與差異性。通常用局部自相關(guān)(LISA)進(jìn)行表示。其公式為：

(8)

(9)

2 結(jié)果與分析

2.1 黃土高原人類活動(dòng)強(qiáng)度時(shí)空特征

從時(shí)間尺度來(lái)看，黃土高原人類活動(dòng)強(qiáng)度總體呈現(xiàn)減弱趨勢(shì)，主要得益于政府的退耕還林、還草政策以及生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略的深入貫徹實(shí)施。其人類活動(dòng)強(qiáng)度以2010年為界，2000—2010年人類活動(dòng)強(qiáng)度變化較大，其均值從21.03%降至17.93%。2010—2018年期間研究區(qū)人類活動(dòng)強(qiáng)度變化較小，其平均值基本保持穩(wěn)定。

根據(jù)人類活動(dòng)強(qiáng)度(表1)劃分等級(jí)可知，2000—2018年人類活動(dòng)強(qiáng)度主要以中和較低等級(jí)為主，其中2010年以前人類活動(dòng)強(qiáng)度為中等為主，2010年以后較低等級(jí)成為主要類型。人類活動(dòng)強(qiáng)度高等級(jí)區(qū)域出現(xiàn)“V”的波動(dòng)變化，2000—2010年人類活動(dòng)干擾強(qiáng)度大幅度降低，2010—2018年，人類活動(dòng)強(qiáng)度呈現(xiàn)增強(qiáng)的變化趨勢(shì)；較低等級(jí)、低等級(jí)區(qū)域面積都呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)；中等級(jí)、較高等級(jí)區(qū)域都略微的減少。

表1 2000-2018年黃土高原人類活動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)

從空間尺度(圖1)上看，黃土高原人類活動(dòng)強(qiáng)度以太原—西安軸線為界，軸線以西的區(qū)域人類活動(dòng)強(qiáng)度偏低，主要以中等為主，以東的區(qū)域人類活動(dòng)強(qiáng)度偏高，主要以較高為主。高人類活動(dòng)強(qiáng)度區(qū)域占比較少，為2%～5%，主要分布在西安、太原以及洛陽(yáng)等地區(qū)，由于這些地區(qū)自然環(huán)境相對(duì)優(yōu)越，人類活動(dòng)相對(duì)頻繁，對(duì)環(huán)境的干擾強(qiáng)度也較高；較高人類活動(dòng)強(qiáng)度地區(qū)占比為9%～11%，主要分布在關(guān)中平原、汾渭盆地以及豫北地區(qū)；中等人類活動(dòng)強(qiáng)度區(qū)域占比在27%～35%，主要分布在黃土丘陵溝壑以及平原谷等地區(qū)；較低和低人類活動(dòng)強(qiáng)度區(qū)域占比最高，一直保持在50%以上，主要分布在青藏高原東部以及內(nèi)蒙古高原的毛烏素沙漠地區(qū)，土地利用類型主要以林、草地為主。

圖1 2000-2018年黃土高原人類活動(dòng)強(qiáng)度空間分布

2.2 黃土高原生物多樣性時(shí)空分布特征

從時(shí)間尺度(表2)上來(lái)看，2000—2018年黃土高原地區(qū)的綜合生物多樣性指數(shù)略有增加，其平均值從0.529增加到0.557。其中高值地區(qū)范圍不斷擴(kuò)大，面積比重由27.91%增加至38.58%；低值地區(qū)面積比重由2000年的11.32%減少至2018年的7.55%，表明黃土高原生物多樣性兩極分化趨勢(shì)顯著，其主要是因退耕還林還草、生態(tài)文明建設(shè)以及黃河流域高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略等的實(shí)施，極大地提高黃土高原的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。整體而言，黃土高原生物多樣性呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，但是低和一般值區(qū)域面積占比仍然在40%以上，表明黃土高原生物多樣性保護(hù)與生態(tài)修復(fù)工作依然較嚴(yán)峻。

表2 2000-2018年黃土高原生物多樣性分級(jí)

從空間尺度(圖2)上看，黃土高原生物多樣性空間分異明顯，呈現(xiàn)出西北高、東部低的分布特征，主要以一般、高等級(jí)為主。其中高值區(qū)域主要集中在黃土高原的中部晉中—陜北—甘東丘陵地區(qū)以及東部太行—呂梁山區(qū)，這些地區(qū)生物種類豐富、植被生長(zhǎng)相對(duì)較好、生境質(zhì)量較高且生態(tài)系統(tǒng)多樣；生物多樣性中值地區(qū)主要以草地為主，主要分布在內(nèi)蒙古高原南部地區(qū)；低和一般值區(qū)域分布范圍廣，面積占比為40%左右，主要集中在關(guān)中平原、陜北高原地區(qū)、豫北地區(qū)、晉北地區(qū)、河套平原以及甘東丘陵地區(qū)，這些地區(qū)的用地類型主要為建設(shè)用地，人類活動(dòng)較頻繁，生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱，景觀破碎度高，生境質(zhì)量差，生物多樣性較低。

圖2 2000-2018年黃土高原生物多樣性分布

2.3 黃土高原人類活動(dòng)強(qiáng)度與生物多樣性關(guān)系

2.3.1 人類活動(dòng)強(qiáng)度與生物多樣性相關(guān)性 根據(jù)2000—2018年黃土高原人類活動(dòng)強(qiáng)度與綜合生物多樣性指數(shù)相關(guān)系數(shù)可知，研究時(shí)期內(nèi)二者始終保持著中度負(fù)相關(guān)，且相關(guān)分析結(jié)果均具有統(tǒng)計(jì)意義(p<0.01)。兩者間的R2呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，說明黃土高原地區(qū)人類活動(dòng)與生物多樣性具有一定的相關(guān)性，且二者間相關(guān)性逐漸增強(qiáng)。

2.3.2 人類活動(dòng)強(qiáng)度與生物多樣性全局自相關(guān) 從分析結(jié)果(圖3)得到2000—2018年黃土高原地區(qū)人類活動(dòng)強(qiáng)度與綜合生物多樣性空間關(guān)系整體較穩(wěn)定，其Moran′sI指數(shù)分別為-0.411，-0.417，-0.416，且在99%置信區(qū)間內(nèi)顯著。2000—2018年，黃土高原地區(qū)的生物多樣性與人類活動(dòng)強(qiáng)度在空間上呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)，表明人類活動(dòng)強(qiáng)度的增加會(huì)導(dǎo)致黃土高原地區(qū)的生物多樣性水平下降。雙變量全局自相關(guān)結(jié)果顯示研究區(qū)人類活動(dòng)與生物多樣性之間有著顯著的空間集聚效應(yīng)，這表明2000—2018年西安市、蘭州市、銀川市、太原市、鄂爾多斯市等城市的快速擴(kuò)張，對(duì)黃土高原地區(qū)的生物多樣性產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。研究時(shí)期內(nèi)黃土高原Moran′sI雖具有相關(guān)關(guān)系，但其絕對(duì)值呈上升趨勢(shì)，這與上述相關(guān)分析結(jié)論相符合。

圖3 2000-2018年黃土高原人類活動(dòng)與綜合生物多樣性全局自相關(guān)結(jié)果

2.3.3 人類活動(dòng)強(qiáng)度與生物多樣性局部自相關(guān) 2000—2018年黃土高原地區(qū)人類活動(dòng)強(qiáng)度與景觀生物多樣性局部自相關(guān)結(jié)果(圖4)表明，研究時(shí)期內(nèi)，低—高類型(低人類活動(dòng)強(qiáng)度和高生物多樣性類型區(qū)域)是黃土高原地區(qū)的主要類型區(qū)域，主要位于渭北臺(tái)塬地區(qū)以及山西省的呂梁山、太行山大部分區(qū)域，這些地區(qū)人類活動(dòng)偏低、植被生長(zhǎng)狀況相對(duì)較好、生境質(zhì)量較高，動(dòng)植物類型多樣；高—低類型區(qū)域(高人類活動(dòng)強(qiáng)度和低景觀生物多樣性區(qū)域)主要分布在西安—太原帶型區(qū)域、豫北地區(qū)、河套平原、蘭州—銀川的城市發(fā)展軸帶區(qū)域，這些區(qū)域自然環(huán)境優(yōu)越，人類活動(dòng)頻繁，對(duì)區(qū)域多樣性影響也相應(yīng)的較大；高—高類型區(qū)域(高人類活動(dòng)強(qiáng)度和高生物多樣性區(qū)域)主要分布在西安—太原帶型軸帶的外圍城郊區(qū)，主要是由于大城市的城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)，城市的建設(shè)活動(dòng)相對(duì)較多，其生態(tài)環(huán)境并未受到太大的影響，生物多樣性質(zhì)量依然較高；低—低類型(低人類活動(dòng)強(qiáng)度和低生物多樣性區(qū)域)分布相對(duì)較少，其主要位于黃土高原北部的鄂爾多斯市的南部地區(qū)以及寧夏平原的邊緣地區(qū)。

圖4 2000-2018年黃土高原人類活動(dòng)與綜合生物多樣性空間LISA圖

3 討論與結(jié)論

3.1 討 論

3.1.1 黃土高原生物多樣性變化和影響因素 黃土高原地區(qū)的綜合生物多樣性時(shí)空分異特征具有一定的規(guī)律，低值區(qū)域分布范圍廣，主要分布在關(guān)中平原、陜北高原地區(qū)、豫北地區(qū)、晉北地區(qū)、河套平原以及甘東丘陵地區(qū)；高值區(qū)域主要集中在黃土高原的中部晉中—陜北—甘東丘陵地區(qū)以及東部太行—呂梁山區(qū)，這與黃土高原植被覆蓋[23]、太行山優(yōu)先保護(hù)區(qū)[26]基本一致，說明綜合生物多樣性指標(biāo)能夠較客觀地表征區(qū)域生物多樣性狀況。但由于評(píng)價(jià)區(qū)域時(shí)空尺度不同，生物多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)也不盡相同，目前尚未形成統(tǒng)一的區(qū)域生物多樣性評(píng)價(jià)方法[5]。如謝宇初等[5]利用生境質(zhì)量、植被凈初級(jí)生產(chǎn)力以及景觀狀態(tài)指數(shù)構(gòu)建區(qū)域生物多樣性指數(shù)；楊渺等[7]僅利用景觀多樣性(SHDI)表征四川省生物多樣性等。

根據(jù)2018年黃土高原生物多樣性與自然因素的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，黃土高原生物多樣性與氣溫、降水以及坡度在95%置信區(qū)間內(nèi)顯著相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)分別為0.281，0.463，0.584。二者之間符合線性相關(guān)，且降水和坡度呈現(xiàn)出逐漸增加趨勢(shì)，說明黃土高原的生物多樣性一定程度上受到氣候和地形的影響。因此，在今后研究中，應(yīng)該會(huì)結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，增加氣候、地形等因素，進(jìn)一步完善區(qū)域生物多樣性評(píng)價(jià)體系。

3.1.2 黃土高原人類活動(dòng)強(qiáng)度的影響因素 本文以格網(wǎng)為研究單元，與前人采用縣域?yàn)閱卧玫近S土高原人類活動(dòng)強(qiáng)度的結(jié)果基本一致[16-17]。但本文可以充分反映行政單元內(nèi)部人類活動(dòng)的空間分異，更好地研究人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響。

研究區(qū)人類活動(dòng)強(qiáng)度時(shí)空分異特征受到自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)及國(guó)家政策等因素的影響[16]。由于國(guó)家政策因素難以用數(shù)據(jù)表示，本研究從地形、交通方面分析其對(duì)黃土高原人類活動(dòng)強(qiáng)度的影響。研究區(qū)人類活動(dòng)強(qiáng)度空間格局與地形格局、交通分布格局具有一定的相關(guān)性。關(guān)中平原、汾渭盆地以及豫北地區(qū)地形平坦、交通便利和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好，建設(shè)用地面積大于其他地區(qū)，人類活動(dòng)強(qiáng)度較高；青藏高原東部丘陵、黃土高原丘陵溝壑等地區(qū)地形起伏較大，生態(tài)環(huán)境脆弱，交通網(wǎng)絡(luò)密度和建設(shè)用地面積較小，人類活動(dòng)強(qiáng)度較低。

3.2 結(jié) 論

(1) 時(shí)間尺度上，2000—2018年，黃土高原人類活動(dòng)強(qiáng)度總體呈現(xiàn)減弱趨勢(shì)。2000—2010年研究區(qū)人類活動(dòng)強(qiáng)度變化較大，人類活動(dòng)強(qiáng)度的平均值從21.03%降至17.93%，2010—2018年期間研究區(qū)人類活動(dòng)強(qiáng)度變化較小，其平均值基本保持不變；空間尺度上，以太原—西安軸線為界，軸線以西的區(qū)域人類活動(dòng)強(qiáng)度偏低，主要以中等為主，以東的區(qū)域人類活動(dòng)強(qiáng)度偏高，主要以較高為主。

(2) 2000—2018年黃土高原地區(qū)的綜合生物多樣性指數(shù)基本保持穩(wěn)定，無(wú)劇烈變化，其平均值從0.529增加到0.557；生物多樣性空間分異明顯，呈現(xiàn)出西北高、東部低的空間分布特征，主要以一般、高等級(jí)為主。

(3) 2000—2018年，黃土高原人類活動(dòng)與生物多樣性在空間上呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)，表明人類活動(dòng)對(duì)黃土高原地區(qū)的生物多樣性產(chǎn)生較大的負(fù)面影響；二者之間有著顯著的空間集聚效應(yīng)，其中低—高類型(低人類活動(dòng)強(qiáng)度和高生物多樣性類型區(qū)域)是黃土高原地區(qū)的主要類型區(qū)域。