顧羊羊,黃賢峰,鄒長新,葉 鑫①,林乃峰②,張衛(wèi)民(.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所,江蘇南京004;.貴州省環(huán)境科學(xué)研究設(shè)計(jì)院,貴州貴陽 55008;.貴州省黔西南州林業(yè)局,貴州興義 56400)
生境質(zhì)量能夠有效反映區(qū)域生物多樣性維持能力的高低。評(píng)估生境質(zhì)量是制定有效的生物多樣性保護(hù)措施的基礎(chǔ)。生境質(zhì)量主要受土地利用/覆被變化影響,比如大型工程建設(shè)[1]、城市規(guī)模擴(kuò)張[2-3]、耕地面積增加[4]等。生境質(zhì)量評(píng)估方法主要有基于景觀格局指數(shù)的指標(biāo)體系法[5]和基于數(shù)學(xué)模型的方法[6-7]。王巍淇等[5]基于土地利用景觀指標(biāo)構(gòu)建生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),分析云南省生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空變化。閆瑞強(qiáng)等[8]采用生境適宜性等指數(shù)評(píng)估雅魯藏布江地區(qū)黑頸鶴生境適宜性。以上方法對(duì)研究區(qū)調(diào)查數(shù)據(jù)要求較高,針對(duì)保護(hù)區(qū)多年生境質(zhì)量評(píng)估較難執(zhí)行。近年來InVEST-Habitat Quality模型由于數(shù)據(jù)容易獲取、無需野外詳細(xì)物種調(diào)查、能夠快速評(píng)估區(qū)域生境質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于生境質(zhì)量評(píng)價(jià)[7,9]。該模型可以將土地利用/覆被類型與脅迫源聯(lián)系起來,通過估算威脅源對(duì)生境的負(fù)作用來計(jì)算生境質(zhì)量。國外學(xué)者通過InVEST模型評(píng)估流域生境質(zhì)量并預(yù)測(cè)不同保護(hù)情景對(duì)生境質(zhì)量的影響[9]。劉智方等[10]運(yùn)用InVEST模型研究福建省土地利用變化對(duì)生境質(zhì)量的影響。自然保護(hù)區(qū)物種資源豐富,可以有效保護(hù)區(qū)域生物多樣性,促進(jìn)物質(zhì)流、能流及信息流的傳遞。我國從1956年開始進(jìn)行自然保護(hù)區(qū)建設(shè),由于野外調(diào)查數(shù)據(jù)和相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息嚴(yán)重缺乏,難以用傳統(tǒng)方法對(duì)生境質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。遙感影像具有時(shí)效性、覆蓋面積廣、真實(shí)性、獲取方便等特點(diǎn)[11-12]。美國國家航空航天局自1972年7月23日起共發(fā)射8顆陸地衛(wèi)星(Landsat系列),已經(jīng)對(duì)地球進(jìn)行46 a遙感監(jiān)測(cè),并成功運(yùn)用于城市規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域[13]。包玉斌等[14]基于InVEST模型計(jì)算黃河濕地自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量變化并分析影響因素。黃賢峰等[12]通過多期遙感影像對(duì)喀斯特自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目前采用遙感影像對(duì)自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量進(jìn)行長期監(jiān)測(cè)的研究較少,同時(shí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)質(zhì)量的變化過程、趨勢(shì)及驅(qū)動(dòng)力尚不清楚,嚴(yán)重影響了自然保護(hù)區(qū)功能劃定、持續(xù)保護(hù)及動(dòng)態(tài)管理。
筆者以貴州省沅江源自然保護(hù)區(qū)為例,基于4期Landsat系列影像數(shù)據(jù),通過人機(jī)交互式解譯獲得土地利用數(shù)據(jù),運(yùn)用Fragstats 4.2和InVEST 3.4.4軟件分析1990—2018年保護(hù)區(qū)土地利用變化與景觀格局特征,探討保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量動(dòng)態(tài)過程,并模擬生態(tài)保護(hù)情景下的生境質(zhì)量變化趨勢(shì),解析生境變化的驅(qū)動(dòng)力,以期為自然保護(hù)區(qū)功能區(qū)劃合理性評(píng)價(jià)提供依據(jù),為自然保護(hù)區(qū)科學(xué)管理提供決策支持。
貴州沅江源省級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于黔南布依族苗族自治州都勻市西北部。2018年都勻市政府?dāng)M將螺絲殼自然保護(hù)區(qū)和斗篷山自然保護(hù)區(qū)整合并建設(shè)沅江源自然保護(hù)區(qū)。該自然保護(hù)區(qū)位于北緯26°13'12″~ 26°24'18″,東經(jīng) 107°19'29″~ 107°26'51″,保護(hù)區(qū)總面積87.96 km2(圖1)。保護(hù)區(qū)平均海拔1 200~1 500 m,土壤以黃壤為主,石灰土次之。研究區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫16.1℃,≥10℃積溫在4 800.2~5 710.8℃范圍內(nèi)。年日照時(shí)數(shù)為1 200 h左右,年降水量為868.6~1 443.9 mm,保護(hù)區(qū)降水充沛,但時(shí)空分布不均。由于水熱條件較好,區(qū)內(nèi)生物多樣性豐富。保護(hù)區(qū)主要森林植被為以殼斗科(Fagaceae)、樟科(Lauraceae)、山茶科(Theaceae)、薔薇科(Rosaceae)、槭樹科(Aceraceae)等為代表的地帶性常綠闊葉林和山地常綠落葉闊葉混交林,以及次生性喀斯特非地帶性常綠落葉闊葉混交林、灌木灌叢林。
選用中高分辨率的Landsat系列遙感影像(來源http://glovis.usgs.gov)研究沅江源自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化。為獲取研究區(qū)1990—2018年間生境質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化,選取1990、2000、2010和2018年4個(gè)不同時(shí)期作為代表年份,每個(gè)時(shí)期選擇2景云量覆蓋率較低影像(表1)。根據(jù)文獻(xiàn)[15],將研究區(qū)土地覆被類型分為林地、草地、濕地、耕地、人工表面和其他用地。利用ENVI 5.1遙感軟件對(duì)4個(gè)時(shí)期的遙感影像進(jìn)行裁剪和重采樣等預(yù)處理。根據(jù)實(shí)地采樣結(jié)合紋理信息[16],采用支持向量機(jī)分類方法對(duì)影像分布進(jìn)行監(jiān)督分類,然后通過人工目視判讀方式對(duì)錯(cuò)分的類型進(jìn)行校正,最終得到研究區(qū)4期土地覆被類型結(jié)果。
圖1 研究區(qū)區(qū)位圖Fig.1 Location of the study area
表1 遙感影像信息Table 1 Remote sensing information
土地利用程度綜合指數(shù)可以有效反映人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域土地利用變化的影響水平[17]。其計(jì)算公式為
式(1)~(2)中,I為研究區(qū)的土地利用程度綜合指數(shù);Ai為第i級(jí)土地利用程度分級(jí)指數(shù),取值詳見文獻(xiàn)[18];Bi為第i級(jí)土地利用程度面積占比;ΔIb-a為土地利用程度綜合變化指數(shù),正值表示該區(qū)域b時(shí)間土地利用程度指數(shù)大于a時(shí)間,否則相反;Ia和Ib分別為時(shí)間a和時(shí)間b對(duì)應(yīng)的第i等級(jí)土地利用程度面積占比。
景觀格局指數(shù)反映了景觀要素在空間格局上形狀、比例和空間配置等特征。根據(jù)需要在類型水平上選取斑塊面積比例(PLAND)、斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、聚集度(CLUMPY),在景觀水平上選取斑塊數(shù)(NP)、斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、蔓延度(CONTAG)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)和香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)。景觀指數(shù)的計(jì)算方式及意義見文獻(xiàn)[19-20]。
選用InVEST模型中Habitat Quality模塊估算研究區(qū)生境質(zhì)量[21]。假設(shè)生境為不同土地利用類型(即林地、草地、濕地、耕地、農(nóng)村居民點(diǎn)、交通用地和裸土/裸巖),同時(shí)將交通用地、耕地和農(nóng)村居民點(diǎn)作為生境威脅源。生境退化度計(jì)算公式[22]為
式(3)~(4)中,Dxj為土地利用類型j中柵格x的生境退化度;r為生境的威脅源;y為威脅源r中的柵格;ωr為不同威脅源的權(quán)重;dxy為柵格x(生境)與柵格y(威脅源)的距離;dr,max為威脅源r的影響范圍;ry為威脅源強(qiáng)度;irxy為威脅源對(duì)生境每個(gè)柵格的影響;βx為生境抗干擾水平;Sjr為每種生境對(duì)不同威脅源的相對(duì)敏感度。假設(shè)威脅源的影響隨距離增加呈現(xiàn)線性衰減趨勢(shì)。
基于生境退化度Dxj值,生境質(zhì)量計(jì)算公式為
式(5)中,Qxj為土地利用類型j中柵格x的生境質(zhì)量;Hj為土地利用類型j的生境適宜度;k為半飽和常數(shù),取Dxj最大值的一半;z為模型默認(rèn)參數(shù)。
生境模型輸入?yún)?shù)根據(jù)《InVEST模型指導(dǎo)手冊(cè)》及文獻(xiàn)[7,21-22]取值,威脅源參數(shù)值見表2,不同生境類型對(duì)威脅因子的敏感性參數(shù)值見表3。
表2 威脅源的屬性表Table 2 Threats attribute table
表3 不同生境類型對(duì)威脅因子的敏感性參數(shù)值Table 3 Sensitivity of habitat types to each threat
土地利用變化類型生境貢獻(xiàn)率指某一種土地利用類型發(fā)生變化從而導(dǎo)致區(qū)域生境質(zhì)量發(fā)生改變的比率[23],其表達(dá)式為
式(6)中,QCLH為土地利用變化類型生境貢獻(xiàn)率;QH,t和QH,t+1分別為變化初期和末期某種土地利用變化類型的生境質(zhì)量指數(shù);L為該變化類型面積,km2;T為保護(hù)區(qū)總面積,km2。
圖2 1990—2018年不同功能分區(qū)各土地利用類型面積變化Fig.2 Changes of land use areas in different functional zones from 1990 to 2018
2018年沅江源自然保護(hù)區(qū)林地、草地和耕地面積分別為60.86、18.97和4.85 km2,3者占整個(gè)保護(hù)區(qū)面積的96.27%。其他用地面積為0.42 km2,占保護(hù)區(qū)面積比例僅為0.48%。人工表面(農(nóng)村居民點(diǎn)和交通用地)和濕地面積分別為2.72和0.14 km2,分別占保護(hù)區(qū)面積的3.09%和0.16%。1990—2018年沅江源自然保護(hù)區(qū)的林地和人工表面面積呈現(xiàn)增加趨勢(shì),草地、其他用地和耕地面積呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。以裸巖、裸土為主的其他用地面積減少量最大,與1990年相比減少92.29%。對(duì)比不同功能分區(qū)的土地利用類型面積變化發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)區(qū)變化較大,核心區(qū)和緩沖區(qū)變化較小。其中,實(shí)驗(yàn)區(qū)林地面積增加6.84 km2,人工表面增加1.46 km2,草地減少4.11 km2,其他用地減少3.61 km2(圖2)。
研究區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移?;鶊D見圖3所示。1990—2000年土地利用轉(zhuǎn)移主要表現(xiàn)為草地轉(zhuǎn)林地、林地轉(zhuǎn)草地、耕地轉(zhuǎn)林地和草地,分別有10.39 km2草地轉(zhuǎn)為林地,7.81 km2林地轉(zhuǎn)為草地,3.74 km2耕地分別轉(zhuǎn)為林地和草地。2000—2010年分別有6.15 km2草地轉(zhuǎn)為林地,4.70 km2林地轉(zhuǎn)為草地,3.72 km2草地轉(zhuǎn)為耕地。2010—2018年土地利用轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在草地轉(zhuǎn)林地、耕地轉(zhuǎn)草地和林地轉(zhuǎn)草地之間,分別轉(zhuǎn)移13.72、5.44和5.30 km2??傮w來看,1990—2018年保護(hù)區(qū)土地轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在草地轉(zhuǎn)林地、林地轉(zhuǎn)草地和耕地轉(zhuǎn)林地之間,分別轉(zhuǎn)移14.79、3.82和2.14 km2。
圖3 1990—2018年保護(hù)區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移?;鶊DFig.3 The Sankey diagram of land use transformation in nature reserve from 1990 to 2018
根據(jù)沅江源自然保護(hù)區(qū)不同功能分區(qū)4期土地利用數(shù)據(jù),將研究區(qū)6種土地利用類型對(duì)應(yīng)的土地利用程度分級(jí)指數(shù)和各級(jí)面積比例帶入計(jì)算公式,得到1990、2000、2010和2018年保護(hù)區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)分別為 201.68、205.89、214.04和211.22(表4)。自然保護(hù)區(qū)1990—2010年土地利用程度綜合指數(shù)變化值為12.36,該時(shí)期土地利用綜合水平增加,人類活動(dòng)對(duì)保護(hù)區(qū)土地利用影響逐漸加大,主要表現(xiàn)為草地面積減少,耕地和人工表面面積增加。2010—2018年土地利用程度綜合指數(shù)變化值為2.82,土地利用程度綜合指數(shù)減小,這一時(shí)段人類活動(dòng)對(duì)土地利用類型的影響主要表現(xiàn)為林地增加和耕地減少。對(duì)比多期不同功能分區(qū)土地利用程度綜合指數(shù),核心區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)最小,其次是緩沖區(qū),實(shí)驗(yàn)區(qū)最大。
3.3.1 景觀類型水平特征分析
1990—2018年沅江源自然保護(hù)區(qū)林地斑塊面積比例呈現(xiàn)增加趨勢(shì),景觀形狀指數(shù)呈現(xiàn)先減少后增加趨勢(shì)(表5)。草地斑塊面積比例降低,斑塊密度先減少后增加。耕地斑塊面積比例先增加后減少,聚集度指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)增加趨勢(shì),保護(hù)區(qū)內(nèi)人類開墾使用耕地的形狀趨于規(guī)則,斑塊聚集度提高,斑塊的連通性增強(qiáng)。人工表面斑塊類型面積呈現(xiàn)增加趨勢(shì),斑塊密度持續(xù)增加,景觀形狀指數(shù)增加。隨著居民生活水平提高,實(shí)驗(yàn)區(qū)道路改擴(kuò)建,保護(hù)區(qū)內(nèi)原有居民房屋維修和生產(chǎn)生活范圍擴(kuò)大,景觀破碎化增加。其他用地斑塊面積持續(xù)降低,裸土/裸巖等其他用地得到有效利用。
表4 1990—2018不同功能分區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)Table 4 The integrated degree of land use change in dif?ferent functional zones from 1990 to 2018
3.3.2 景觀級(jí)別水平特征分析
從景觀級(jí)別水平來看,保護(hù)區(qū)景觀形狀指數(shù)在1990—2000年降低幅度達(dá)12.77%,2000—2018年呈現(xiàn)持續(xù)增加趨勢(shì)(表6)。保護(hù)區(qū)最大斑塊指數(shù)和蔓延度在研究期間內(nèi)呈現(xiàn)上升趨勢(shì),19 a間蔓延度上升33.30%,景觀整體優(yōu)勢(shì)斑塊形成良好的連接,景觀破碎化程度較低。香農(nóng)多樣性指數(shù)表現(xiàn)為波動(dòng)降低趨勢(shì),香農(nóng)多樣性指數(shù)減少表明各景觀類型在景觀分布中均衡化程度較低,景觀異質(zhì)性減弱。香農(nóng)均勻度指數(shù)減少,說明區(qū)域內(nèi)景觀優(yōu)勢(shì)度在增加,景觀優(yōu)勢(shì)類別對(duì)景觀整體的控制作用在增強(qiáng),主要是林地斑塊面積增加對(duì)景觀控制作用增強(qiáng)和草地斑塊面積減少對(duì)景觀控制作用減少所致。
表5 1990—2018年保護(hù)區(qū)景觀類型水平指數(shù)Table 5 Index at landscape class level in different functional zones from 1990 to 2018
表6 1990—2018年保護(hù)區(qū)景觀級(jí)別水平指數(shù)Table 6 Index at landscape level in different functional zones from 1990 to 2018
沅江源自然保護(hù)區(qū)平均生境質(zhì)量指數(shù)從1990年的0.81波動(dòng)增加到2018年的0.88,29 a平均生境質(zhì)量提高8.64%(表7),生境質(zhì)量整體呈現(xiàn)改善趨勢(shì)。其中實(shí)驗(yàn)區(qū)平均生境質(zhì)量指數(shù)提高幅度最大,從1990年的0.76增加到2018年的0.83,變化率為9.21%。其次是核心區(qū),從1990年的0.87增加到2018年的0.93,變化率為6.90%。緩沖區(qū)平均生境質(zhì)量指數(shù)提高較慢,從1990年的0.85增加到2018年的0.89,變化率為4.71%??傮w來看,1990—2018年保護(hù)區(qū)核心區(qū)平均生境質(zhì)量最好,其次是緩沖區(qū),最后是實(shí)驗(yàn)區(qū)。
根據(jù)土地利用類型變化數(shù)據(jù)結(jié)合式(6)計(jì)算各土地利用類型變化對(duì)區(qū)域生境質(zhì)量影響的貢獻(xiàn)度。由表8可知,提高沅江源自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量的土地利用變化類型主要發(fā)生在草地轉(zhuǎn)林地、其他用地轉(zhuǎn)草地和其他用地轉(zhuǎn)林地之間,轉(zhuǎn)化面積分別為14.79、2.23和1.78 km2,而草地向林地轉(zhuǎn)化的貢獻(xiàn)率最高,達(dá)2.88%;此外,耕地轉(zhuǎn)林地、其他用地轉(zhuǎn)耕地和耕地轉(zhuǎn)草地也對(duì)保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量提高有積極作用。降低沅江源自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量的土地利用轉(zhuǎn)型主要發(fā)生在林地轉(zhuǎn)草地和草地轉(zhuǎn)耕地之間,轉(zhuǎn)化面積分別為3.82和2.08 km2;此外,草地轉(zhuǎn)人工表面以及林地轉(zhuǎn)耕地也可降低保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量。
表7 1990—2018年不同功能分區(qū)平均生境質(zhì)量變化Table 7 Changes of average habitat quality in different functional zones from 1990 to 2018
表8 主要土地利用轉(zhuǎn)移類型及貢獻(xiàn)率Table 8 Major land use transformation and contribution rate
保護(hù)區(qū)土地利用變化的主要原因是2002年起貴州省全面實(shí)行退耕還林還草工程,包括荒山造林、封山育林、改變居民生活方式等措施。截至2018年,沅江源保護(hù)區(qū)林地面積增加13.65 km2,其他用地面積減少5.03 km2,耕地面積減少0.2 km2,2018年森林覆蓋率達(dá)69.19%,生境質(zhì)量呈現(xiàn)提高趨勢(shì)。但隨著保護(hù)區(qū)人類活動(dòng)逐漸增加,29 a間人工表面面積共增加1.78 km2,該區(qū)域生境質(zhì)量也同步呈現(xiàn)降低趨勢(shì)??傮w而言,沅江源自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量提高與生境質(zhì)量降低2種趨勢(shì)同時(shí)存在,但生境質(zhì)量提高的趨勢(shì)遠(yuǎn)大于生境質(zhì)量降低的趨勢(shì),保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量明顯提高。
近29 a土地利用類型變化對(duì)生境質(zhì)量影響貢獻(xiàn)度的研究表明,保護(hù)區(qū)采取的退耕還林還草工程、封山育林以及減少柴薪砍伐等措施取得積極成效,但保護(hù)區(qū)內(nèi)道路改擴(kuò)建和耕地面積增加也威脅著保護(hù)區(qū)的生境質(zhì)量。因此,有針對(duì)性地采取退耕還林還草工程以及控制人類活動(dòng)規(guī)??梢蕴岣呱迟|(zhì)量,從而維護(hù)區(qū)域生物多樣性。筆者對(duì)生態(tài)保護(hù)情景進(jìn)行定義,假設(shè)區(qū)域人類活動(dòng)規(guī)模維持現(xiàn)狀,將地形坡度大于25°以上的耕地全部轉(zhuǎn)為林地,坡度小于25°的耕地轉(zhuǎn)為草地。運(yùn)用Habitat Quality工具模擬生態(tài)保護(hù)情景下對(duì)自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量的提升效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)研究區(qū)平均生境質(zhì)量指數(shù)從當(dāng)前情景的0.88提高到保護(hù)情景下的0.90,平均生境質(zhì)量指數(shù)提高2.27%,生境質(zhì)量改善。其中實(shí)驗(yàn)區(qū)平均生境質(zhì)量指數(shù)改善最明顯,從當(dāng)前情景的0.83提高到保護(hù)情景下的0.87,而核心區(qū)和緩沖區(qū)改善幅度較小。
研究選用Landsat系列遙感影像數(shù)據(jù),識(shí)別區(qū)域土地利用/覆被變化和景觀格局,對(duì)自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量變化進(jìn)行長期監(jiān)測(cè),并評(píng)估不同功能分區(qū)生境質(zhì)量變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)1990—2018年保護(hù)區(qū)核心區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)最小,其次是緩沖區(qū),實(shí)驗(yàn)區(qū)最大。生境質(zhì)量為核心區(qū)最高,其次是緩沖區(qū),最后是實(shí)驗(yàn)區(qū),擬建沅江源自然保護(hù)區(qū)功能分區(qū)劃定合理。該研究時(shí)間跨度較長,目前能夠長期穩(wěn)定監(jiān)測(cè)地表覆被變化以及被廣泛運(yùn)用的是Landsat系列遙感影像,高分辨率遙感影像由于時(shí)間跨度較短,無法為長時(shí)間的地面遙感監(jiān)測(cè)提供適用數(shù)據(jù)。李艷忠等[16]和王艷芳等[24]均使用 Landsat系列衛(wèi)星影像作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)來源開展相關(guān)研究,結(jié)果證實(shí)Landsat系列影像能夠滿足自然保護(hù)區(qū)研究需要。在以后研究中需要引入高分辨率的Sentinel-2衛(wèi)星和SPOT-5衛(wèi)星,增加土地利用/覆被的用地類型和提高分類精度。估算生境質(zhì)量所用的InVEST模型參數(shù)設(shè)置主要來源于相關(guān)參考文獻(xiàn),若能在實(shí)地測(cè)算實(shí)驗(yàn)參數(shù)與驗(yàn)證,評(píng)估結(jié)果將更加科學(xué)可靠。
(1)1990—2018年沅江源自然保護(hù)區(qū)林地、人工表面和濕地面積呈現(xiàn)增加趨勢(shì),草地、其他類型和耕地面積呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。保護(hù)區(qū)土地轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在草地轉(zhuǎn)林地、耕地轉(zhuǎn)林地和耕地轉(zhuǎn)草地之間。土地利用程度綜合指數(shù)增加,當(dāng)?shù)鼐用裢恋乩梅秶鷶U(kuò)大。核心區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)最小,其次是緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)。
(2)保護(hù)區(qū)耕地斑塊聚集度提高,人工表面斑塊密度增加,其他用地斑塊面積持續(xù)減少,人類對(duì)土地開發(fā)強(qiáng)度增加。景觀整體優(yōu)勢(shì)斑塊連通性增加,破碎化程度降低,林地斑塊對(duì)景觀控制作用增強(qiáng),景觀異質(zhì)性減弱。
(3)1990—2018年保護(hù)區(qū)平均生境質(zhì)量提高8.64%,呈現(xiàn)波動(dòng)增加趨勢(shì),整體生境質(zhì)量得到改善。29 a間保護(hù)區(qū)核心區(qū)平均生境質(zhì)量最高,其次是緩沖區(qū),最后是實(shí)驗(yàn)區(qū)。
(4)保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量改善的主要原因是退耕還林還草工程實(shí)施引起的草地向林地以及其他用地向草地和林地的轉(zhuǎn)化,生境質(zhì)量退化的主要是保護(hù)區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)的增加導(dǎo)致的林地向草地和草地向耕地的轉(zhuǎn)化,生態(tài)環(huán)境改善趨勢(shì)大于退化趨勢(shì)。在生態(tài)保護(hù)情景下,沅江源自然保護(hù)區(qū)平均生境質(zhì)量指數(shù)從當(dāng)前情景的0.88提高到0.90,生境質(zhì)量明顯改善。