黃河流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量時(shí)空演變及驅(qū)動(dòng)力分析

摘要：開(kāi)展黃河流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量時(shí)空格局演變及驅(qū)動(dòng)因素研究，為黃河流域生態(tài)文明建設(shè)和人地和諧發(fā)展提供科學(xué)決策支持?；?000-2022年的MODIS數(shù)據(jù)，利用遙感生態(tài)指數(shù)（RSEI）評(píng)估黃河流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，采用Sen趨勢(shì)分析法和MK檢驗(yàn)全面刻畫(huà)RSEI的空間演變特征。結(jié)合分位數(shù)回歸模型和殘差分析探究自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)不同分位數(shù)RSEI 變化的影響機(jī)制及相對(duì)貢獻(xiàn)率。結(jié)果表明：2000-2022 年，黃河流域RSEI 年均值為0.465，年均增速為0.55%。黃河流域中游RSEI上升最為顯著。流域RSEI改善的區(qū)域面積占比為74.94%，顯著改善的區(qū)域?yàn)閮?nèi)蒙古中部及晉陜兩省北部地區(qū)。同一因素對(duì)不同分位數(shù)RSEI的影響效應(yīng)存在顯著分異。隨著RSEI分位點(diǎn)的提高，溫度、降水及高程等3 個(gè)變量影響程度均呈下降趨勢(shì)。自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)共同作用導(dǎo)致黃河流域RSEI 變化面積占比為64.00%，由人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致RSEI變化的區(qū)域面積占比為20.62%，由自然環(huán)境導(dǎo)致RSEI變化的區(qū)域面積占比為15.38%。

關(guān)鍵詞：遙感生態(tài)指數(shù); 時(shí)空演化; 驅(qū)動(dòng)因素; 分位數(shù)回歸模型; 黃河流域

中圖分類(lèi)號(hào)：F062.2；X22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-3075（2024）03-0060-10

生態(tài)環(huán)境是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的先決條件（Zhang etal，2022）。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量作為表征生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)要素，在氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)以及固土保肥等基本生態(tài)功能的維持方面具有重要作用（張艷軍等，2023）。其變化會(huì)對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生重大影響（蘇嘉亮等，2023）。當(dāng)前，全球氣候變暖以及人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地表改造能力的增強(qiáng)使得區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量發(fā)生深刻變化，進(jìn)而影響人類(lèi)生態(tài)福祉。實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展成為亟待解決的問(wèn)題。因此，準(zhǔn)確評(píng)估區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、刻畫(huà)其時(shí)空變化特征并揭示驅(qū)動(dòng)機(jī)理對(duì)形成區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)治理方案具有重要意義。

圍繞生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)和評(píng)估，學(xué)者們開(kāi)展了廣泛的研究與探索，主要評(píng)價(jià)方法可分為以下3 類(lèi)。其一，單一遙感指標(biāo)法。歸一化植被指數(shù)（Nie et al，2021）、凈初級(jí)生產(chǎn)力（Pan et al，2021）、地表溫度（Azmi et al，2021）、歸一化差異指數(shù)（Guha et al，2021）以及歸一化水體指數(shù)（Ding et al，2017；Modare?si et al，2022）等是目前單一遙感指標(biāo)最常選用的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)。然而，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)復(fù)雜多樣，僅用單一指標(biāo)評(píng)價(jià)不夠科學(xué)。其二，多元數(shù)據(jù)指標(biāo)法。綜合遙感數(shù)據(jù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，構(gòu)建多元數(shù)據(jù)指標(biāo)體系以評(píng)估生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。但其運(yùn)用受學(xué)者經(jīng)驗(yàn)知識(shí)影響（Yuan，2021），難以客觀反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。其三，基于遙感的生態(tài)指數(shù)（remote sensing eco?logical index，RSEI）。RSEI 是我國(guó)學(xué)者徐涵秋等人首次提出的評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的遙感指數(shù)（Xu，2008；徐涵秋， 2013；Xu，2018）。其綜合了綠度、濕度、干度和熱度四大要素，采用基于協(xié)方差的主成分分析法確定各要素對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響程度。同時(shí)該指數(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)中土壤侵蝕模數(shù)和環(huán)境質(zhì)量指數(shù)難以獲取的不足（徐涵秋， 2013a; 徐涵秋，2013b），被廣泛應(yīng)用于大范圍（褚馨德等， 2022）、長(zhǎng)時(shí)間序列（李蕊等， 2021；李婷婷等，2021；汪東川等，2022）的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量研究（Sun et al，2015；Hu amp; Xu，2018；Xiong et al，2021；Shan et al，2019）。

探究生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制是制定生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策的重要前提。多數(shù)學(xué)者側(cè)重科學(xué)評(píng)估生境質(zhì)量，驅(qū)動(dòng)因素及其影響機(jī)制的定量研究較少。自然氣候變化及人類(lèi)活動(dòng)等多因素均會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響，厘清關(guān)鍵影響因素并定量分析影響程度及方向難度較大。目前采用相關(guān)性分析法、逐步多元線(xiàn)性回歸（Zhang et al，2022；Yuan，2021）、地理探測(cè)器（Nie et al，2021；Li et al，2022）等方法探究驅(qū)動(dòng)因素影響機(jī)制。但這些方法普遍存在一個(gè)缺陷，即無(wú)法區(qū)分不同生態(tài)環(huán)境區(qū)域的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，難以給出針對(duì)性的建議。為此，本文采用分位數(shù)回歸模型研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量驅(qū)動(dòng)因素。該方法能夠定量解釋驅(qū)動(dòng)因素對(duì)不同分位數(shù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化的影響，更細(xì)致考察影響因素的異質(zhì)性，已在地理學(xué)，水文學(xué)等領(lǐng)域運(yùn)用（Yin et al，2018）。