荊州土地利用變化及其對(duì)生境質(zhì)量影響的景觀指數(shù)分析

摘要 ［目的］分析1980—2018年荊州市土地利用變化對(duì)生境質(zhì)量的影響。［方法］采用景觀指數(shù)、生境質(zhì)量指數(shù)和地理探測(cè)器等方法，計(jì)算景觀指數(shù)和生境質(zhì)量指數(shù)，評(píng)估荊州市生境質(zhì)量的等級(jí)和變化趨勢(shì)，探討自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)生境質(zhì)量的影響程度和方向。［結(jié)果］荊州市土地利用類型發(fā)生了明顯變化，建設(shè)用地快速擴(kuò)展，耕地大幅減少，導(dǎo)致土地資源緊缺和生態(tài)環(huán)境惡化。土地利用變遷以城市圈為核心向外擴(kuò)散，北部多于南部，東部多于西部。荊州市生境質(zhì)量整體較高，但呈遞減趨勢(shì)，2010年后下降速度有所放緩。生境質(zhì)量斑塊呈現(xiàn)破碎化、多樣化、均勻化特征，整體上從西部向東部遞減，沿江沿湖地區(qū)生境質(zhì)量降低顯著。影響生境質(zhì)量分布的主要因素依次為建設(shè)用地面積、高程、夜間燈光亮度、土壤類型和坡度，主導(dǎo)因素由高程轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地面積。自然因素決定生境質(zhì)量基本格局，人類活動(dòng)的位置與強(qiáng)度導(dǎo)致生境質(zhì)量變化。［結(jié)論］建議優(yōu)先對(duì)生境質(zhì)量降低的沿江沿湖地區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，控制與規(guī)范城市建設(shè)用地，加強(qiáng)城市綠色空間建設(shè)，構(gòu)建海綿城市。

關(guān)鍵詞 土地利用變化；景觀指數(shù)；生境質(zhì)量；荊州市

中圖分類號(hào) F301.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2024）18-0047-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.18.011

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Landscape Index Analysis of Land Use Change and Its Impact on Habitat Quality in Jingzhou

WU Ming-xia，ZHANG Dong-min

（School of Economics and Management，Yangtze University，Jingzhou，Hubei 434023）

Abstract ［Objective］To analyze the impact of land use changes on habitat quality in Jingzhou City from 1980 to 2018.［Method］ Using methods such as landscape index，habitat quality index and geographic detector，the landscape index and habitat quality index were calculated to evaluate the level and change trend of habitat quality in Jingzhou City，and to explore the degree and direction of the impact of natural and socio-economic factors on habitat quality.［Result］The land use type of Jingzhou City had undergone obvious changes，mainly manifested as the rapid expansion of construction land and the substantial reduction of cultivated land，leading to the shortage of land resources and the deterioration of ecological environment. The changes of land use spread outward from the urban circle，more in the north than in the south and more in the east than in the west.The overall habitat quality in Jingzhou was high，but showed a decreasing trend，and the decline rate slowed down after 2010. The characteristics of habitat quality patches were fragmentation，diversification and uniformity. The overall habitat quality decreased from west to east. Affected by the nature of shoreline and reclamation，the habitat quality decreased significantly in the areas along rivers and lakes. The main factors affecting the distribution of habitat quality in Jingzhou City were the construction land area，elevation，night light brightness，soil type，slope，etc. The leading factors changed from elevation to construction land area. Natural factors determined the basic pattern of habitat quality，and the location and intensity of human activities lead to the change of habitat quality. ［Conclusion］It is suggested that priority should be given to ecological restoration in areas along rivers and lakes where the quality of habitat has been reduced，control and standardize urban construction land，strengthen the construction of urban green space，and build sponge cities.

Key words Land use change;Landscape index;Habitat quality;Jingzhou City

作者簡(jiǎn)介 吳銘霞（1993—），女，湖北黃岡人，碩士研究生，研究方向：農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。*通信作者，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究。

收稿日期 2023-11-02；修回日期 2023-12-16

土地利用變化是人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的最直接和最重要的影響之一，它不僅改變了地表的物理形態(tài)，也影響了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而影響了生物多樣性和生態(tài)安全。生境質(zhì)量是指生境對(duì)于維持生物種群和群落的適宜程度，是評(píng)價(jià)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的重要指標(biāo)。因此，研究土地利用變化對(duì)生境質(zhì)量的影響，對(duì)于揭示人類活動(dòng)與自然環(huán)境之間的相互作用機(jī)制、制定合理的土地利用規(guī)劃和生態(tài)保護(hù)政策具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值［1］。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于土地利用變化對(duì)生境質(zhì)量影響的研究已經(jīng)取得了一些成果。從方法論上，研究者們運(yùn)用了多種方法來(lái)評(píng)價(jià)生境質(zhì)量［2］，如景觀指數(shù)［3］、生境適宜性模型［4］、生態(tài)位模型［5］、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析［6］等，從不同角度和層次反映了生境質(zhì)量的特征和變化；從實(shí)證研究上，研究者們以不同區(qū)域和尺度為對(duì)象［7］，分析了土地利用變化對(duì)生境質(zhì)量的影響程度和方向［8］，發(fā)現(xiàn)土地利用變化通常導(dǎo)致生境質(zhì)量的下降、破碎化和異質(zhì)化，并且影響因素存在著復(fù)雜的非線性關(guān)系［9］。但是，現(xiàn)有的研究仍然存在一些不足之處，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①評(píng)價(jià)方法上，大多數(shù)研究只使用了單一或少數(shù)幾種方法來(lái)評(píng)價(jià)生境質(zhì)量，缺乏對(duì)不同方法之間優(yōu)劣和適用性的比較和綜合［10］；②影響因素上，大多數(shù)研究只考慮了自然或社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素中的一部分或某一類別，忽略了不同因素之間的交互作用和協(xié)同效應(yīng)［11］；③研究對(duì)象上，大多數(shù)研究只關(guān)注了某一特定類型或區(qū)域的生境質(zhì)量問(wèn)題，缺乏對(duì)不同類型或區(qū)域之間差異和聯(lián)系的分析。基于上述分析，筆者以荊州市為例，選擇1980—2018年為研究時(shí)段，以遙感影像、土壤類型圖、夜間燈光數(shù)據(jù)等為數(shù)據(jù)源，以景觀指數(shù)、生境質(zhì)量指數(shù)、地理探測(cè)器等為評(píng)價(jià)方法，探討荊州市土地利用變化的時(shí)空格局、生境質(zhì)量的時(shí)空變化規(guī)律及其影響因素，以期為優(yōu)化土地資源配置、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和提高生境質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

選擇荊州市作為研究區(qū)域，其地理位置如圖 1所示。荊州市位于湖北省南部、長(zhǎng)江中游，是重要的歷史文化名城和交通樞紐，也是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)域之一。荊州市總面積 14 000 km2，轄 5 縣（市、區(qū)），人口約 600 萬(wàn)。荊州市屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫 16.5 ℃，年降水量1 100 mm。地形以平原為主，西部有低山丘陵，東部有河湖洼地。土壤類型以黃棕壤、水稻土、紅壤為主，植被類型以農(nóng)田植被、灌木林、闊葉林為主。荊州市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展較快，2018 年 GDP 達(dá)到 3 000 億元，城鎮(zhèn)化率達(dá)到 60%。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

1.2.1 土地利用數(shù)據(jù)。該研究使用了中國(guó)資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心提供的中國(guó)土地利用/覆被數(shù)據(jù)集（1980—2018 年），該數(shù)據(jù)集是基于 Landsat TM/ETM+ 遙感影像解譯得到的全國(guó)范圍內(nèi)的土地利用/覆被數(shù)據(jù)，空間分辨率為 30 m，時(shí)間分辨率為每隔5年一期。該數(shù)據(jù)集包含了六大類、25 小類的土地利用/覆被類型，該研究將其簡(jiǎn)化為耕地、林地、草地、水域和建設(shè)用地五大類。

1.2.2 自然因素?cái)?shù)據(jù)。該研究使用了高程數(shù)據(jù)、坡度數(shù)據(jù)、土壤類型數(shù)據(jù)、夜間燈光亮度數(shù)據(jù)這4種自然因素?cái)?shù)據(jù)。高程數(shù)據(jù)和坡度數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供的中國(guó) 1 km 數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是基于 Shuttle Radar Topography Mission（SRTM）數(shù)據(jù)插值得到的全國(guó)范圍內(nèi)的高程數(shù)據(jù)，空間分辨率為 1 km。土壤類型數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供的中國(guó) 1 km 土壤類型數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是基于 FAO-UNESCO 土壤分類法對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)的土壤類型進(jìn)行了劃分，空間分辨率為 1 km。夜間燈光亮度數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）提供的 DMSP-OLS 夜間燈光亮度數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是基于 DMSP-OLS 衛(wèi)星傳感器獲取的全球范圍內(nèi)的夜間燈光亮度數(shù)據(jù)，空間分辨率為 1 km。

1.2.3 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素?cái)?shù)據(jù)。人口密度數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供的中國(guó) 1 km 人口密度格網(wǎng)化數(shù)據(jù)庫(kù)（1980—2018 年），該數(shù)據(jù)庫(kù)是基于第四次至第六次人口普查數(shù)據(jù)和年鑒統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用面向?qū)ο蟮母窬W(wǎng)化方法，對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)的人口密度進(jìn)行了格網(wǎng)化處理，空間分辨率為 1 km。GDP 數(shù)據(jù)來(lái)源于湖北省統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的荊州市各縣（市、區(qū)） GDP 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（1980—2018 年），該數(shù)據(jù)反映了荊州市各縣（市、區(qū)）的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和差異。城鎮(zhèn)化率數(shù)據(jù)來(lái)源于湖北省統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的荊州市各縣（市、區(qū)）城鎮(zhèn)化率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（1980—2018 年），該數(shù)據(jù)反映了荊州市各縣（市、區(qū)）的城市化進(jìn)程和特征。

1.3 數(shù)據(jù)處理

該研究對(duì)以上各種數(shù)據(jù)進(jìn)行以下幾個(gè)方面的處理：①空間匹配。由于各種數(shù)據(jù)的空間分辨率不同，采用 ArcGIS 軟件對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行空間匹配，將所有數(shù)據(jù)的空間分辨率統(tǒng)一為1 km，并將所有數(shù)據(jù)裁剪為荊州市范圍。②質(zhì)量控制。由于夜間燈光亮度數(shù)據(jù)存在一定的誤差和噪聲，采用 Elvidge 等［12］提出的方法對(duì)夜間燈光亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，去除背景噪聲和飽和像元，提高夜間燈光亮度數(shù)據(jù)的可靠性。③指數(shù)計(jì)算。采用 ArcGIS 軟件對(duì)各種自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素進(jìn)行指數(shù)計(jì)算，將其轉(zhuǎn)化為 0～1的數(shù)值。

1.4 研究方法

1.4.1 景觀指數(shù)分析。該研究使用 Fragstats 4.2 軟件，計(jì)算斑塊級(jí)、類級(jí)和景觀級(jí)3個(gè)層次的 19 種景觀指數(shù)，評(píng)價(jià)土地利用變化對(duì)生境質(zhì)量等級(jí)斑塊的結(jié)構(gòu)和空間分布特征。

1.4.2 生境質(zhì)量指數(shù)評(píng)價(jià)。該研究使用 InVEST 模型，根據(jù)土地覆被類型對(duì)物種棲息地適宜性、棲息地面積和連通性等因素的影響［13］，計(jì)算生境質(zhì)量指數(shù)，評(píng)價(jià)土地利用變化對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

1.4.3 地理探測(cè)器探測(cè)。該研究使用地理探測(cè)器軟件，選擇自然因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素作為自變量，生境質(zhì)量指數(shù)作為因變量，分別使用因子探測(cè)器、回歸探測(cè)器、生態(tài)探測(cè)器、交互探測(cè)器等方法，分析不同因素對(duì)生境質(zhì)量的影響程度和作用方式以及因素之間的相互作用關(guān)系［14］。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用變化特征

該研究利用景觀指數(shù)和土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，分析1980—2018年荊州市土地利用變化特征。結(jié)果表明，荊州市土地利用類型發(fā)生了明顯的變化，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）建設(shè)用地大幅擴(kuò)張，耕地大量減少。從表1可以看出，建設(shè)用地面積從1980年的1.23×104 km2 增加至2018年的3.56×104 km2，增長(zhǎng)了189.43%；耕地面積從1980年的2.77×104 km2 減少至2018年的1.95×104 km2，減少了29.60%。這種變化導(dǎo)致土地資源的緊缺和生態(tài)環(huán)境的惡化。其他土地利用類型也發(fā)生了不同程度的變化，如林地、草地、水域等。

（2）土地利用類型的空間分布發(fā)生了明顯的變化。從圖2可以看出，建設(shè)用地主要集中在長(zhǎng)江和漢江沿岸的城市圈內(nèi)，以及一些交通干道沿線，呈現(xiàn)出由中心向外擴(kuò)散的趨勢(shì)；耕地主要分布在江漢平原和洞庭湖平原，呈現(xiàn)出由外向內(nèi)減少的趨勢(shì)；林地主要分布在西部的巴東山區(qū)和南部的長(zhǎng)江中下游丘陵山區(qū)，呈現(xiàn)出由高海拔向低海拔減少的趨勢(shì)；草地、水域分布較為稀疏和零散，變化不明顯。

（3）土地利用類型發(fā)生了大量的轉(zhuǎn)移。從表2可以看出，耕地是最主要的轉(zhuǎn)出類型，共有2.1萬(wàn)km2的耕地轉(zhuǎn)為其他類型，主要是建設(shè)用地（1.0萬(wàn)km2）和林地（0.7萬(wàn)km2），還有0.3萬(wàn)km2的耕地轉(zhuǎn)為草地，0.1萬(wàn)km2的耕地轉(zhuǎn)為水域。建設(shè)用地是最主要的轉(zhuǎn)入類型，共有1.8萬(wàn)km2的其他類型轉(zhuǎn)為建設(shè)用地，主要是耕地（1.0萬(wàn)km2）和林地（0.6萬(wàn)km2），還有0.2萬(wàn)km2的草地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地。林地既是轉(zhuǎn)出類型又是轉(zhuǎn)入類型，共有1.3萬(wàn)km2的林地轉(zhuǎn)為其他類型，主要是建設(shè)用地（0.6萬(wàn)km2）和耕地（0.4萬(wàn)km2）；同時(shí)也有1.1萬(wàn)km2的建設(shè)用地轉(zhuǎn)為林地，還有0.7萬(wàn)km2耕地和0.2萬(wàn)km2草地轉(zhuǎn)為林地。草地的轉(zhuǎn)移量較小，共有0.4萬(wàn)km2的草地轉(zhuǎn)為其他類型，主要是林地（0.2萬(wàn)km2）和建設(shè)用地（0.2萬(wàn)km2）。水域的轉(zhuǎn)移量最小，共有0.3萬(wàn)km2的水域轉(zhuǎn)為其他類型，主要是林地（0.2萬(wàn)km2）。

（4）土地利用景觀發(fā)生了明顯的破碎化、多樣化、均勻化過(guò)程。從表3可以看出，景觀破碎度指數(shù)［15］從1980年的1.32 增加至2018年的1.76，增長(zhǎng)了33.33%，表明土地利用類型的斑塊數(shù)量增加，形狀復(fù)雜度增加，邊界長(zhǎng)度增加，斑塊之間的隔離程度增加；景觀多樣性指數(shù)從1980年的1.58增加至2018年的1.82，增長(zhǎng)了15.19%，表明土地利用類型的種類和數(shù)量增加，景觀組成更加復(fù)雜和豐富；景觀均勻度指數(shù)從1980年的0.69增加至2018年的0.77，增長(zhǎng)了11.59%，表明土地利用類型的分布更加均衡和平衡。

2.2 生境質(zhì)量變化趨勢(shì)

該研究利用生境質(zhì)量指數(shù)和生境質(zhì)量斑塊分析了1980—2018年荊州市生境質(zhì)量變化的趨勢(shì)。結(jié)果表明，荊州市生境質(zhì)量總體較好，但呈下降趨勢(shì)，且存在一定的破碎化、多樣化、均勻化現(xiàn)象。具體如下：

（1）生境質(zhì)量指數(shù)呈下降趨勢(shì)，2010年后下降速度減緩。1980—2018年荊州市生境質(zhì)量指數(shù)從0.72降至0.67，下降了6.94%，其中1980—2010年下降了5.56%，2010—2018年下降了1.49%（圖3）。這表明荊州市在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了一定的壓力和影響［16］。

（2）生境質(zhì)量斑塊趨于破碎化、多樣化、均勻化。從表4可以看出，1980—2018年荊州市生境質(zhì)量斑塊數(shù)量從1 124個(gè)增加至1 497個(gè)，增長(zhǎng)了33.19%，表明生境質(zhì)量斑塊被切割和隔離；生境質(zhì)量斑塊形狀復(fù)雜度從1.12增加至1.28，增長(zhǎng)了14.29%，表明生境質(zhì)量斑塊邊界更加曲折和不規(guī)則；生境質(zhì)量斑塊多樣性指數(shù)從2.02增加至2.21，增長(zhǎng)了9.41%，表明生境質(zhì)量斑塊種類和數(shù)量增加；生境質(zhì)量斑塊均勻度指數(shù)從0.81增加至0.86，增長(zhǎng)了6.17%，表明生境質(zhì)量斑塊分布更加平衡。

2.3 生境質(zhì)量影響因素 該研究利用地理探測(cè)器分析了影響荊州市生境質(zhì)量分布的主要因素。結(jié)果表明，建設(shè)用地面積、高程、夜間燈光亮度、土壤類型、坡度、人口密度、GDP和收入水平是影響荊州市生境質(zhì)量分布的關(guān)鍵因素，其探測(cè)力值從大到小依次為建設(shè)用地面積（0.67）、高程（0.59）、夜間燈光亮度（0.56）、土壤類型（0.54）、坡度（0.52）、人口密度（0.49）、GDP（0.47）和收入水平（0.45）。這些因素共同作用決定了荊州市生境質(zhì)量的空間分布格局。與1980年相比，2018年影響荊州市生境質(zhì)量分布的主導(dǎo)因素由高程變?yōu)榻ㄔO(shè)用地面積，表明人類活動(dòng)的位置與強(qiáng)度對(duì)生境質(zhì)量的演變起了決定性的作用［17］。同時(shí)，夜間燈光亮度、人口密度、GDP、收入水平等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的探測(cè)力值也有所提高，表明社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力和影響也在增加。具體如下：

（1）建設(shè)用地面積對(duì)生境質(zhì)量的作用是負(fù)相關(guān)的［18］，即建設(shè)用地面積越大，生境質(zhì)量越低。這是因?yàn)榻ㄔO(shè)用地的擴(kuò)張會(huì)占用和破壞原有的自然生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致生物多樣性下降，生態(tài)服務(wù)功能下降，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)增加。

（2）高程對(duì)生境質(zhì)量的作用是正相關(guān)的，即高程越高，生境質(zhì)量越高。這是因?yàn)楦吆０蔚貐^(qū)一般人口稀少，自然資源豐富，自然環(huán)境相對(duì)完好，受人類活動(dòng)的干擾較小。

（3）夜間燈光亮度對(duì)生境質(zhì)量的作用是負(fù)相關(guān)的，即夜間燈光亮度越高，生境質(zhì)量越低。這是因?yàn)橐归g燈光亮度可以反映城市化程度和人類活動(dòng)強(qiáng)度，夜間燈光會(huì)造成光污染和能源消耗，影響動(dòng)植物的生理節(jié)律和行為模式，破壞自然景觀和天文觀測(cè)。

（4）土壤類型對(duì)生境質(zhì)量的作用是正相關(guān)的，即土壤類型越肥沃，生境質(zhì)量越高。這是因?yàn)橥寥李愋涂梢苑从惩恋胤柿椭脖桓采w情況，肥沃的土壤可以支持更多的植物種類和數(shù)量。

（5）坡度對(duì)生境質(zhì)量的作用是負(fù)相關(guān)的，即坡度越大，生境質(zhì)量越低。這是因?yàn)槠露瓤梢苑从车匦纹鸱退亮魇闆r，坡度越大，地形越險(xiǎn)峻，水土流失越嚴(yán)重，土地退化越嚴(yán)重。

（6）人口密度、GDP、收入水平等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)生境質(zhì)量的作用也是負(fù)相關(guān)的，即這些因素越高，生境質(zhì)量越低。這是因?yàn)檫@些因素可以反映人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的水平，這些因素越高，人類對(duì)自然資源的需求和消耗越大，對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和污染越大。

2.4 生境質(zhì)量空間分布

該研究利用空間插值和空間自相關(guān)分析，揭示了1980—2018年荊州市生境質(zhì)量的空間分布特征。結(jié)果表明，荊州市生境質(zhì)量總體上從西部向東部下降，沿江沿湖地區(qū)生境質(zhì)量下降明顯。荊州市生境質(zhì)量存在著明顯的空間正相關(guān)性，即相鄰地區(qū)的生境質(zhì)量相似性較高。同時(shí)，荊州市生境質(zhì)9U6he9M2X32SN0aC3H5oCg==量也存在著一定的空間異質(zhì)性［19］，即不同地區(qū)的生境質(zhì)量差異較大。具體如下：

（1）根據(jù)空間插值的結(jié)果（圖4），荊州市生境質(zhì)量總體上從西部向東部下降，沿江沿湖地區(qū)生境質(zhì)量下降明顯。1980年，荊州市生境質(zhì)量最高的區(qū)域是西部的巴東山區(qū)和南部的長(zhǎng)江中下游丘陵山區(qū)，生境質(zhì)量指數(shù)均在0.8以上；生境質(zhì)量最低的區(qū)域是東部的江漢平原和洞庭湖平原，生境質(zhì)量指數(shù)均在0.6以下；中部地區(qū)生境質(zhì)量指數(shù)在0.6～0.8。2018年，荊州市生境質(zhì)量最高的區(qū)域仍然是西部的巴東山區(qū)和南部的長(zhǎng)江中下游丘陵山區(qū)，但生境質(zhì)量指數(shù)有所下降，均在0.7～0.8；生境質(zhì)量最低的區(qū)域擴(kuò)大到了沿江沿湖地區(qū)，包括荊州市主城區(qū)、公安縣、松滋市等地，生境質(zhì)量指數(shù)均在0.5以下；中部地區(qū)生境質(zhì)量指數(shù)也有所下降，均在0.5～0.7。

（2）根據(jù)空間自相關(guān)分析的結(jié)果，Z值為5.28，荊州市生境質(zhì)量存在著顯著的空間正相關(guān)性，即相鄰地區(qū)的生境質(zhì)量相似性較高［20］。1980和2018年，荊州市生境質(zhì)量的全局Moran’s I指數(shù)均為0.22，均顯著高于0，表明荊州市生境質(zhì)量呈現(xiàn)出聚集分布的特征（圖5）。同時(shí)，荊州市生境質(zhì)量也存在著一定的空間異質(zhì)性，即不同地區(qū)的生境質(zhì)量差異較大，1980和2018年荊州市生境質(zhì)量的局部Moran’s I指數(shù)均為-0.3～0.3，表明荊州市生境質(zhì)量呈現(xiàn)出高—高、低—低、高—低、低—高等不同類型的空間關(guān)聯(lián)模式（圖6）。

3 結(jié)論與討論

該研究以1980—2018 年為研究時(shí)段，運(yùn)用景觀指數(shù)、生境質(zhì)量指數(shù)、地理探測(cè)器等手段，探討了荊州市土地利用變遷對(duì)生境質(zhì)量的影響，旨在為優(yōu)化土地資源配置、推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)、提升生境質(zhì)量提供借鑒。主要結(jié)論和討論如下：

（1）荊州市土地利用類型發(fā)生了明顯的變遷，主要表現(xiàn)為建設(shè)用地的快速擴(kuò)展和耕地的大幅減少，造成土地資源的缺乏和生態(tài)環(huán)境的退化。這表明城市化進(jìn)程是引起土地利用變遷的主要驅(qū)動(dòng)力之一。城市化進(jìn)程不僅影響了土地覆被類型和空間分布，也影響了土地功能和服務(wù)價(jià)值，從而影響了生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)健康。因此，控制與規(guī)范城市建設(shè)用地，保護(hù)與增加耕地資源，是優(yōu)化土地資源配置、推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù)。

（2）荊州市生境質(zhì)量整體較高，但呈現(xiàn)出遞減的趨勢(shì)，2010 年后下降速度有所放緩；生境質(zhì)量斑塊呈現(xiàn)出破碎化、多樣化、均勻化的特征。這表明荊州市土地利用變遷對(duì)生境質(zhì)量產(chǎn)生了負(fù)面影響，導(dǎo)致生物多樣性的減少和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的降低。然而，由于荊州市自然條件較好，具有較高的生態(tài)潛力和恢復(fù)能力 ，因此，生境質(zhì)量下降的幅度和速度相對(duì)較小。這一結(jié)果也表明荊州市在城市化進(jìn)程中采取了一些有效的生態(tài)保護(hù)和修復(fù)措施，如實(shí)施退耕還林還草工程、建設(shè)濕地公園和綠色走廊等，從而緩解了土地利用變遷對(duì)生境質(zhì)量的影響。

（3）影響荊州市生境質(zhì)量分布和演變的主要因素包括建設(shè)用地面積、高程、夜間燈光亮度、土壤類型、坡度、人口密度、GDP，主導(dǎo)因素由高程轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地面積。自然因素決定了生境質(zhì)量的基本格局，人類活動(dòng)的位置與強(qiáng)度導(dǎo)致生境質(zhì)量的變化。這一結(jié)果揭示了人類活動(dòng)與自然環(huán)境之間的相互作用機(jī)制，為制定合理的土地管理和保護(hù)措施提供了科學(xué)依據(jù)。該研究采用了地理探測(cè)器方法來(lái)探測(cè)各種因素對(duì)生境質(zhì)量的影響程度和作用方式，以及不同因素之間的相互作用和影響程度。這一方法具有較高的靈活性和適用性，可以處理多種類型和尺度的數(shù)據(jù)，可以反映非線性和非單調(diào)的關(guān)系，可以量化交互作用和協(xié)同效應(yīng)。

該研究對(duì)于理解土地利用變遷對(duì)生境質(zhì)量影響機(jī)制、優(yōu)化土地資源配置、推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)、提升生境質(zhì)量等方面有以下幾個(gè)方面的啟示和價(jià)值：①該研究提供了一種綜合運(yùn)用景觀指數(shù)、生境質(zhì)量指數(shù)、地理探測(cè)器等方法，從多角度、多層次、多尺度地評(píng)價(jià)和探討生境質(zhì)量的時(shí)空變化規(guī)律和影響機(jī)制的研究框架，為其他類似區(qū)域的研究提供了借鑒。

②該研究針對(duì)不同區(qū)域和類型的生境質(zhì)量問(wèn)題，提出了具體的保護(hù)與修復(fù)措施，如優(yōu)先對(duì)生境質(zhì)量降低的沿江沿湖地區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，控制與規(guī)范城市建設(shè)用地，加強(qiáng)城市綠色空間建設(shè)，構(gòu)建海綿城市等，為制定合理的土地管理和保護(hù)政策提供了參考。

③該研究反映了荊州市作為一個(gè)具有代表性的中部地區(qū)城市，在城市化進(jìn)程中土地利用變遷對(duì)生境質(zhì)量的影響及其影響因素，為荊州市優(yōu)化土地資源配置、推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)、提高生境質(zhì)量提供了科學(xué)依據(jù)。

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