宋 爽,許大為,石夢(mèng)溪，胡珊珊

(東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

景觀生態(tài)健康是景觀生態(tài)學(xué)與生態(tài)系統(tǒng)健康學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)交叉新生生態(tài)學(xué)概念，主要研究在人為強(qiáng)烈干擾下被嚴(yán)重影響或退化，乃至?xí)У木坝^生態(tài)系統(tǒng)健康問(wèn)題[1]。Rapport最先將生態(tài)健康定義為“生態(tài)系統(tǒng)所具有的穩(wěn)定性和可持續(xù)性”，但此定義略顯寬泛[2]。因此，Glibert[3]進(jìn)一步將生態(tài)系統(tǒng)健康概括為生態(tài)系統(tǒng)本身的體質(zhì)、外環(huán)境對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響、生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能3個(gè)方面。當(dāng)前，對(duì)生態(tài)健康的研究已經(jīng)較為成熟,但有關(guān)特定區(qū)域的景觀生態(tài)健康研究較缺乏[4]。景觀的空間尺度界于生態(tài)系統(tǒng)與區(qū)域之間，是與人類(lèi)聯(lián)系最為密切的寬廣空間尺度。同時(shí)，景觀尺度下自然調(diào)節(jié)過(guò)程具有較高的穩(wěn)定性，更能反映生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律。因此，從景觀尺度研究生態(tài)健康更具意義[2-4]。

現(xiàn)有景觀生態(tài)健康的研究從時(shí)間演進(jìn)來(lái)看，大致經(jīng)歷了從宏觀論述到微觀調(diào)研、從整體趨勢(shì)架構(gòu)到具體驅(qū)動(dòng)因素分析的轉(zhuǎn)變。以往研究成果主要為宏觀論述、研究進(jìn)展及成果綜述等[5-9]。目前，學(xué)者們將研究重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向特定類(lèi)型的景觀生態(tài)系統(tǒng)[7]。國(guó)外關(guān)于景觀生態(tài)健康的研究主要關(guān)注景觀生態(tài)學(xué)理論規(guī)劃質(zhì)量的提升、生態(tài)健康與景觀間的平衡、景觀美感度與生境質(zhì)量、城市景觀生態(tài)綜合指數(shù)構(gòu)建等方面[3,9-10]。國(guó)內(nèi)研究則主要從穩(wěn)定性和干擾度方面選擇指標(biāo)，采用景觀格局指數(shù)或生態(tài)要素等方法對(duì)生態(tài)敏感或脆弱區(qū)開(kāi)展景觀生態(tài)健康評(píng)價(jià)、空間格局及演變特征等研究，研究尺度以流域或市域?yàn)橹?，研究?duì)象多為濕地、海島與公園等。綜合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有景觀生態(tài)健康相關(guān)研究，要么過(guò)分強(qiáng)調(diào)景觀遠(yuǎn)離生態(tài)綜合脅迫的平衡狀態(tài)，要么忽視景觀結(jié)構(gòu)與格局對(duì)景觀整體狀態(tài)的作用機(jī)理[6-8,11-13]，研究結(jié)果多數(shù)是通過(guò)評(píng)價(jià)系統(tǒng)外在功能發(fā)揮指數(shù)反映其健康發(fā)展趨勢(shì)，均忽視空間異質(zhì)性對(duì)景觀生態(tài)健康狀況的作用機(jī)理[11-12]。

本研究旨在從景觀生態(tài)學(xué)角度將生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)格局、過(guò)程與功能在空間上聯(lián)系起來(lái)構(gòu)建科學(xué)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和可視化，揭示流域景觀生態(tài)健康時(shí)空演變特征，并明確其空間分異性與集聚性。筆者從景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)、景觀生態(tài)過(guò)程和景觀生態(tài)功能方面選取景觀干擾度、景觀連接度和景觀適應(yīng)度等指標(biāo)；采用層次分析法(AHP)與熵權(quán)法(EWM)集成確定指標(biāo)權(quán)重；通過(guò)ArcGIS10.7平臺(tái)從指標(biāo)、等級(jí)分布和等級(jí)轉(zhuǎn)化方面解析撓力河流域2010—2018年生態(tài)健康在景觀尺度的時(shí)空間演變特征；基于探索性空間分析明確研究區(qū)景觀生態(tài)健康的空間分異性與集聚性，為流域景觀生態(tài)資源管護(hù)及可持續(xù)發(fā)展提供針對(duì)性建議和數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

撓力河流域是三江平原最大的流域，面積為22 542.88 km2，占整個(gè)三江平原面積近1/4，是烏蘇里江中國(guó)境內(nèi)的一級(jí)支流，東南部以完達(dá)山為界，東部與烏蘇里江相連，河流全長(zhǎng)596 km。流域行政區(qū)劃包括饒河縣、寶清縣、友誼縣全部,雙鴨山市、富錦市、七臺(tái)河市、集賢縣部分[14]。研究區(qū)南部為山區(qū)，海拔為200～845 m，北部為平原，海拔在100 m以下，地形自西南向東北傾斜(圖1)。屬寒溫帶大陸性濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年平均降水量518 mm左右，降水年內(nèi)分配不均，6—9月降水量占全年降水量的70%以上。流域年平均氣溫在3 ℃左右，年平均相對(duì)濕度為66%，夏季相對(duì)濕度為70%～80%[15]。土地利用類(lèi)型主要為耕地、林地、草地、濕地等，土壤以棕壤土、草甸土和沼澤土為主[16-17]。

原圖審圖號(hào)：GS(2019)3333號(hào)。下同。圖1 研究區(qū)地理位置Fig.1 Geographical location of the study area

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

土地利用類(lèi)型為L(zhǎng)andsat系列遙感影像的解譯結(jié)果，氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/)，DEM來(lái)源為地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn)，土壤類(lèi)型數(shù)據(jù)取自中國(guó)土壤數(shù)據(jù)庫(kù)(http://vdb3.soil.csdb.cn/)，NDVI數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家綜合地球觀測(cè)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)(http://www.chinageoss.org/)，ET數(shù)據(jù)集來(lái)自NASA-USGS(https://lpdaac.usgs.gov/)平臺(tái)。

本研究所用的數(shù)據(jù)包括研究區(qū)2010年9月的Landsat 5 TM影像，以及2018年8月的Landsat 7 ETM+影像。分別對(duì)其4、3、2 波段和5、4、3 波段進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成。利用 ENVI 5.2 對(duì)遙感影像進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正等預(yù)處理，參考《土地利用分類(lèi)》(GB/T 21010—2007)標(biāo)準(zhǔn)[18]，采用人機(jī)交互解譯對(duì)研究區(qū)土地利用類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)。基于Google Earth 歷史高空間分辨率影像，在整景影像中均勻隨機(jī)選取80個(gè)樣點(diǎn)，將解譯結(jié)果與驗(yàn)證點(diǎn)疊加，對(duì)分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，分類(lèi)精度結(jié)果分別為88.75%、86.25%，可滿足本研究的分析要求。將土地利用數(shù)據(jù)引入Fragstats 4.2進(jìn)行相關(guān)景觀指數(shù)計(jì)算[19]，根據(jù)景觀格局指數(shù)粒度效應(yīng)分析，90 m為最佳分析粒度單元。氣溫降雨數(shù)據(jù)均采用ArcGIS10.7進(jìn)行克里金插值，所有研究數(shù)據(jù)歸一化后重采樣為90 m。

1.3 景觀生態(tài)健康評(píng)價(jià)方法

1.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建及權(quán)重的確定

景觀生態(tài)健康是景觀尺度下對(duì)生態(tài)系統(tǒng)自身平衡狀態(tài)、生態(tài)過(guò)程的可持續(xù)性與生態(tài)功能的綜合性評(píng)價(jià)[5-7]。李春暉等[4]認(rèn)為生態(tài)健康的景觀必須兼具合理的結(jié)構(gòu)與格局、高效的生態(tài)過(guò)程和必要的生態(tài)服務(wù)功能。換言之，生態(tài)健康是指生態(tài)系統(tǒng)處于良好狀態(tài)，不僅能保持化學(xué)、物理及生物過(guò)程的完整性，還能維持其對(duì)人類(lèi)社會(huì)提供各種服務(wù)功能。謝春華[2]認(rèn)為景觀生態(tài)健康主要包括景觀結(jié)構(gòu)與格局健康、景觀生態(tài)過(guò)程健康、景觀生態(tài)功能健康3個(gè)方面的內(nèi)涵?；谏鷳B(tài)健康的本意和景觀生態(tài)學(xué)理論，筆者認(rèn)為，景觀生態(tài)健康不僅是指景觀結(jié)構(gòu)不受生態(tài)綜合脅迫，其在生態(tài)過(guò)程與功能方面要處于完好狀態(tài)，應(yīng)包括景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)、景觀生態(tài)過(guò)程和景觀生態(tài)功能健康3個(gè)方面。

在此基礎(chǔ)上，本研究選擇一系列能夠表征景觀主要特征的參數(shù)指標(biāo)，并保證各個(gè)指標(biāo)具有生態(tài)健康意義。同時(shí)指標(biāo)必備條件為：指標(biāo)間具有可比性，即指標(biāo)按照統(tǒng)一的原則和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選；指標(biāo)表達(dá)形式盡量簡(jiǎn)化處理同時(shí)包含最大信息量；指標(biāo)之間具有聯(lián)系性，指標(biāo)內(nèi)涵明確，并能綜合于一個(gè)體系中。綜合上述條件，本研究指標(biāo)體系及計(jì)算方式見(jiàn)表1。

考慮各指標(biāo)對(duì)流域景觀生態(tài)系統(tǒng)健康水平的影響程度存在差異，需要科學(xué)構(gòu)建指標(biāo)權(quán)重體系。目前指標(biāo)權(quán)重構(gòu)建方法較多，考慮到各類(lèi)方法的利弊，采用主客觀集成賦權(quán)更為合理[6]。因此，采用層次分析法(AHP)與熵權(quán)法(EWM)混合模型確定各指標(biāo)權(quán)重(表2)，既能反映客觀數(shù)據(jù)信息，又可滿足主觀經(jīng)驗(yàn)[7]。指標(biāo)權(quán)重(wj)計(jì)算公式如下：

wj=αwjAHP+(1-α)wjEWM；

(1)

(2)

dj=1-ej；

(3)

(4)

(5)

其中：α為第j項(xiàng)指數(shù)的層次分析法權(quán)重系數(shù)；wjAHP為層次分析法第j項(xiàng)指數(shù)的權(quán)重；Xij為第j項(xiàng)指數(shù)第i個(gè)樣本的標(biāo)準(zhǔn)化值。wjEWM為熵權(quán)法第j項(xiàng)指數(shù)的熵權(quán)法權(quán)重；dj為第j項(xiàng)指數(shù)的信息熵；ej為第j項(xiàng)指數(shù)的熵值；fij是第j項(xiàng)指數(shù)第i個(gè)樣本指數(shù)值的比重；n為樣本數(shù)；m為指數(shù)個(gè)數(shù)。

綜合權(quán)重隨著α變化而變化，參考以往生態(tài)健康評(píng)價(jià)權(quán)重體系構(gòu)建情況，本研究取α=0.5。

表1 景觀生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)及計(jì)算方法Table 1 Landscape ecological health evaluation indexes and calculation methods

表2 景觀生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重Table 2 Weight of landscape ecological health evaluation index

1.3.2 指標(biāo)歸一化及健康等級(jí)劃分

由于指標(biāo)體系中各指標(biāo)量綱不同，需對(duì)指標(biāo)量綱進(jìn)行統(tǒng)一，避免直接計(jì)算造成誤差使評(píng)價(jià)結(jié)果不準(zhǔn)確。本研究采用極差標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，將其值界定在[0，1]區(qū)間。指標(biāo)體系中包含正負(fù)向兩種指標(biāo)，為便于研究將負(fù)向指標(biāo)正向化處理，使其方向一致，正負(fù)向指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理公式見(jiàn)文獻(xiàn)[13]。

正向指標(biāo)：

Aij=(Xij-Xj，min)/(Xj，max-Xj，min)。

(6)

負(fù)向指標(biāo)：

Aij=(Xj，max-Xij)/(Xj，max-Xj，min)。

(7)

景觀生態(tài)健康綜合指數(shù)(E)：

(8)

式中：Aj為歸一化處理后的指標(biāo)值；Wj為各指標(biāo)的權(quán)重；xj,min為第j項(xiàng)指數(shù)下樣本的標(biāo)準(zhǔn)化最小值；Xj,max為第j項(xiàng)指數(shù)下樣本的標(biāo)準(zhǔn)化最大值。

參考已有生態(tài)系統(tǒng)健康研究，結(jié)合本研究實(shí)際情況，筆者將景觀生態(tài)健康綜合指數(shù)按照等間距劃分為5個(gè)等級(jí)[8,11-13]，分別為[1～0.8)健康、[0.8，0.6)亞健康、[0.6，0.4)中等、[0.4，0.2)不健康、[0.2，0]病態(tài)，對(duì)應(yīng)等級(jí)為Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ，以統(tǒng)計(jì)各等級(jí)間轉(zhuǎn)化及空間演變特征。

1.4 探索性空間數(shù)據(jù)分析

探索性空間數(shù)據(jù)分析能夠深入研究數(shù)據(jù)在空間上的分布特征，展現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果的空間依賴(lài)性和異質(zhì)性，包括全局空間自相關(guān)和局域空間自相關(guān)。全局空間自相關(guān)用Moran’sI反映某屬性值在整個(gè)研究區(qū)空間上的聚集模式。局部空間自相關(guān)用局部Moran’sI統(tǒng)計(jì)量LISA圖表征研究區(qū)局部區(qū)域與相鄰區(qū)域?qū)傩灾抵g的空間關(guān)聯(lián)性，評(píng)估其空間集聚位置與范圍[9-10,19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 景觀生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)特征分析

從2010、2018年景觀生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)狀況空間分布(圖2)可以看出，景觀干擾度呈西南高于東北，中部高于東部、西部的空間分布,高值區(qū)主要分布在研究區(qū)南、西南方向，低值區(qū)主要位于饒河縣和富錦市，2010年較2018年流域景觀干擾度整體上升。

圖2 2010、2018年景觀生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)空間分布Fig.2 Spatial distribution of landscape ecological health evaluation indicators in 2010，2018

景觀連接度東北部低于南、西南部，2010年景觀連接度高值區(qū)分布在寶清縣西南部、七臺(tái)河市東北部及雙鴨山市大部，低值區(qū)主要分布在寶清縣北部、富錦市大部。2018年景觀連接度較2010年改善區(qū)分布在寶清縣南部、富錦市和饒河縣的東南部、雙鴨山市大部分區(qū)域及集賢縣西南部，而退化區(qū)分布在七臺(tái)河市東北方向。景觀適應(yīng)性整體呈降低趨勢(shì)，高值區(qū)為富錦市西北部、寶清縣南部及饒河縣東南部，而低值區(qū)集中在流域中部及周邊區(qū)域。2010—2018年流域當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)了大量的濕地開(kāi)墾為耕地、水利工程修建和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等現(xiàn)象[27-28]，導(dǎo)致濕地大面積喪失、結(jié)構(gòu)破壞和功能退化，水稻面積和結(jié)構(gòu)比率持續(xù)上升[29]，這可能是使流域景觀干擾度整體上升和適應(yīng)度整體降低的主要原因。

敏感性指數(shù)整體為低水平，高值區(qū)為地勢(shì)較高、植被覆蓋較低、降雨量較豐富的山地丘陵區(qū)[25]，主要分布于研究區(qū)南部及友誼縣和集賢縣境內(nèi)，呈帶狀分布。2018年較 2010年敏感性普遍降低，改善區(qū)集中位于富錦市南部，退化區(qū)集中在寶清縣西部?；謴?fù)力指數(shù)則呈南高北低的趨勢(shì)，2018年與2010年相比富錦市東南部與寶清縣東部退化最為顯著，這些區(qū)域主要受當(dāng)?shù)厮锘饔玫挠绊?，部分低洼易澇旱地逐漸改造為水田，旱地、林地分布趨于離散化，最終導(dǎo)致恢復(fù)力指數(shù)降低[30]。流域兩時(shí)期的適宜性指數(shù)整體偏低，高值區(qū)主要集中在寶清縣。該指數(shù)2018年與2010年相比下降趨勢(shì)較為明顯，這與撓力河流域常年處于氣候水分虧缺狀態(tài)直接相關(guān)，且研究區(qū)西部的虧缺程度顯著大于中南部地區(qū)，氣候水分盈虧量自西向南呈遞減趨勢(shì)[27]。

生態(tài)服務(wù)價(jià)值時(shí)空變化取決于土地利用類(lèi)型的動(dòng)態(tài)變化[26]，流域整體服務(wù)價(jià)值指數(shù)東南部及南部偏高，因這一區(qū)域主要以森林植被為主。中部區(qū)域則主要分布旱田及水田，服務(wù)價(jià)值指數(shù)較低，具體包括富錦市北部、寶清縣東南部和饒河縣南部。

綜合以上指標(biāo)，分析兩期景觀生態(tài)健康空間分布(圖3)，撓力河流域景觀生態(tài)健康指數(shù)2010年和2018年大致都呈東高西低空間分布。2018年較2010年生態(tài)健康指數(shù)均值由0.67下降為0.59，標(biāo)準(zhǔn)差由0.242變?yōu)?.234。Ⅴ級(jí)在東部部分退化為Ⅳ、Ⅲ級(jí)。Ⅳ級(jí)在研究區(qū)中部退化為Ⅲ、Ⅱ級(jí)。Ⅲ級(jí)占比升高，集中分布于研究區(qū)西部、西北部及零星分布在東北部，Ⅱ級(jí)則由研究區(qū)西部向東轉(zhuǎn)移。Ⅰ級(jí)集中分布于研究區(qū)東部的富錦市與饒河縣交界及寶清縣東北，零散分布于研究區(qū)西南部。

圖3 2010年、2018年景觀生態(tài)健康空間分布Fig.3 Spatial distribution of landscape ecological health in 2010，2018

研究區(qū)景觀生態(tài)健康整體處于下降趨勢(shì)，僅在寶清縣北部和集賢縣大部分區(qū)域、友誼縣東北部存在較小程度的改善。其中，景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)指數(shù)兩時(shí)期都是東部高于西部、南部高于北部的格局。2010年和2018年流域景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)健康最大值分別為0.862和0.843，2010年與2018年相比，友誼縣與集賢縣大部及寶清縣中部退化最為明顯。景觀生態(tài)過(guò)程指數(shù)呈現(xiàn)東部和東南部高、南部及西北部較低的分布。2018年景觀生態(tài)過(guò)程健康指數(shù)的最小值、最大值和均值均低于2010年。其中寶清縣大部分區(qū)域和友誼縣全部區(qū)域、饒河縣東北部地區(qū)有所改善，富錦市北部、七臺(tái)河市西南部、寶清縣西部部分地區(qū)則出現(xiàn)退化。

2.2 景觀生態(tài)健康等級(jí)時(shí)空演變特征分析

2.2.1 景觀生態(tài)健康評(píng)價(jià)等級(jí)時(shí)間變化

2010年和2018年撓力河流域景觀生態(tài)健康等級(jí)轉(zhuǎn)化類(lèi)型中，穩(wěn)定型占比40.95%，面積為 9 232.30 km2。退化型占比34.37%，面積7 748.86 km2，比改善型占比多9.69%，面積多2 184.42 km2。由等級(jí)轉(zhuǎn)化矩陣(表3)可知，Ⅴ、Ⅳ和Ⅱ等級(jí)面積下降，Ⅰ、Ⅲ等級(jí)面積升高。Ⅳ級(jí)面積減少最顯著，相應(yīng)面積減少2 347.58 km2，其轉(zhuǎn)化方向主要為Ⅱ、Ⅲ級(jí)。相鄰等級(jí)的轉(zhuǎn)化偏多，占等級(jí)轉(zhuǎn)化總面積的55.36%，較跨級(jí)轉(zhuǎn)化高出10.72%。其中，相鄰等級(jí)改善型總面積為4 498.90 km2，占改善型總面積的80.85%，相鄰等級(jí)退化型總面積為2 871.91 km2，僅為下降型總面積的30.06%?？傮w而言，撓力河流域景觀生態(tài)健康以穩(wěn)定為主，退化面積大于改善面積，且改善幅度小于退化幅度，研究區(qū)整體景觀生態(tài)健康較2010年有所退化。

表3 2010與2018年景觀生態(tài)健康等級(jí)面積轉(zhuǎn)移矩陣Table 3 Landscape ecological health level transfer matrix from 2010 to 2018 km2

圖4 2010—2018年景觀生態(tài)健康等級(jí)變化類(lèi)型空間分布Fig.4 Spatial distribution of landscape ecological health level change types from 2010 to 2018

2.2.2 景觀生態(tài)健康等級(jí)轉(zhuǎn)化類(lèi)型空間變化

2010—2018年撓力河流域景觀生態(tài)健康等級(jí)轉(zhuǎn)化類(lèi)型空間變化(圖 4)顯示，退化型與改善型分布方向相反，穩(wěn)定型均勻分布在整個(gè)流域。

改善型呈西集東疏、東南部零散分布的格局。其中，Ⅱ—Ⅲ占比最大，達(dá)71.82%，集中分布在友誼縣和集賢縣大部分區(qū)域、富錦市西南部、寶清縣西部及七臺(tái)河市東北部。這些地區(qū)大多為沖積扇平原，地勢(shì)低平、水域豐富、土地利用變化相對(duì)緩慢[30]，促使景觀連接度、恢復(fù)力指數(shù)及適宜性指數(shù)都有所改善。Ⅰ—Ⅴ、Ⅱ—Ⅴ、Ⅰ—Ⅳ和Ⅳ—Ⅴ占比較小，4種等級(jí)轉(zhuǎn)換面積共計(jì)120.77 km2，僅占流域總面積的0.54%，集中分布在饒河縣東南部及寶清縣東南部。該區(qū)景觀生態(tài)健康改善主要得益于其水資源充足，地勢(shì)相對(duì)平坦，生態(tài)措施較為合理[31-33]。

退化型主要分布在研究區(qū)東部及西南部，西北部也有零散分布，面積占比34.37%。這與中南部濕地分布廣、土地利用開(kāi)墾強(qiáng)烈、水利工程的大規(guī)模修建、粗放型土地治理及建設(shè)用地?cái)U(kuò)張等干擾活動(dòng)密切相關(guān)[34]。其中，Ⅳ—Ⅱ和Ⅳ—Ⅲ占比最大，集中分布于研究區(qū)寶清縣東北部、富錦市西南部，零散分布于七臺(tái)河市中部和寶清縣西南部，這些地區(qū)以水田和旱田等農(nóng)事活動(dòng)干擾為主[35]，2018年較2010年景觀干擾度和敏感度指數(shù)增強(qiáng)，景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)和景觀生態(tài)過(guò)程退化而使景觀生態(tài)健康下降明顯。Ⅴ—Ⅰ、Ⅳ—Ⅰ、Ⅲ—Ⅰ和Ⅴ—Ⅲ退化占比較小，面積共為2 272.25 km2，主要分布于饒河縣西部和富錦市南部，零星分布在集賢縣西南部、七臺(tái)河市中部等區(qū)域，這些區(qū)域存在大量的墾殖活動(dòng)導(dǎo)致該地區(qū)濕地退化，土地利用變化極其劇烈[31]。

穩(wěn)定型中Ⅲ—Ⅲ、Ⅴ—Ⅴ占比較高，這兩種等級(jí)變化集中分布在流域東部與西南部、北部。這些區(qū)域地形起伏大,耕作困難，恢復(fù)性和適宜性指數(shù)平衡景觀干擾度和敏感性指數(shù)的負(fù)面影響，連接度與生態(tài)服務(wù)價(jià)值在研究期間變化微弱而使其健康等級(jí)不變。Ⅰ—Ⅰ的面積187.34 km2，占比最低，主要分布于研究區(qū)西南的山地及饒河縣的中東部，主要因以上區(qū)域景觀干擾度、敏感性指數(shù)較低，而景觀恢復(fù)力指數(shù)、適宜性指數(shù)和生態(tài)服務(wù)價(jià)值較高，植被覆蓋度高和人為干擾活動(dòng)少[15]，其2010—2018年景觀生態(tài)健康水平維持原等級(jí)。

2.3 景觀生態(tài)健康探索性空間數(shù)據(jù)分析

本研究借助GeoDa1.14軟件，采用Queen contiguity建立空間權(quán)重矩陣，對(duì)撓力河流域兩期的景觀生態(tài)健康等級(jí)分布規(guī)律進(jìn)行全局和局部空間自相關(guān)分析[27](圖5)。

圖5 景觀生態(tài)健康等級(jí)LISA圖Fig.5 LISA diagram of landscape ecological health level

分析結(jié)果顯示：2010年流域全局 Moran’sI指數(shù)為0.454，空間呈顯著正相關(guān)，呈較強(qiáng)的空間集聚性。2010年流域局部LISA圖高—高、低—高和高—低類(lèi)型面積占比較大，低—低類(lèi)型分布零散。其中，高—高類(lèi)型位于研究區(qū)東部，主要分布在饒河縣及富錦市北部區(qū)域。低—高類(lèi)型位于研究區(qū)北部，包括集賢縣大部分區(qū)域、友誼縣東北部、寶清縣北部及富錦市西南部。高—低類(lèi)型主要分布在寶清縣和雙鴨山市。2018年全局Moran’sI指數(shù)為0.380，景觀生態(tài)健康的空間集聚下降。局部LISA圖中較2010年高—高和高—低類(lèi)型數(shù)量分別增加13和5個(gè)，低—高減少24個(gè)。2018年研究區(qū)以高—低聚集為主，集中分布在研究區(qū)西部。

對(duì)2010—2018年撓力河流域景觀健康空間自相關(guān)轉(zhuǎn)移類(lèi)型(圖5C)進(jìn)行分析，提出針對(duì)性景觀生態(tài)規(guī)劃建議。

高—高集聚區(qū)：主要集中于研究區(qū)東部的饒河縣、寶清縣及富錦市北部。因其位于生態(tài)條件好、人為干擾小和區(qū)域景觀生態(tài)健康的山地或平原區(qū)，故需秉承“生態(tài)優(yōu)先、科學(xué)利用”的原則，加強(qiáng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)用地保護(hù)和水土保持治理，有效維護(hù)和提高生態(tài)系統(tǒng)健康水平。

低—低集聚區(qū):位于寶清縣、集賢縣、友誼縣及雙鴨山市。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，研究區(qū)2010—2018年建設(shè)用地增加19.32%，建設(shè)用地的擴(kuò)張與開(kāi)發(fā)等人類(lèi)活動(dòng)干擾強(qiáng)度的加大是以上區(qū)域健康等級(jí)相對(duì)較低的主要原因，故今后應(yīng)嚴(yán)格控制土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和建設(shè)用地?cái)U(kuò)張，減少人類(lèi)破壞性干擾；加強(qiáng)植被恢復(fù)工程、退耕還濕工程及污染凈化工程等的營(yíng)建，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)和修復(fù)，重建生態(tài)保護(hù)屏障；注重綠色空間規(guī)劃和景觀生態(tài)安全格局的建設(shè)。

低—高或高—低集聚區(qū):局域空間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，低—高區(qū)零星分布于研究區(qū)富錦市北部、七臺(tái)河市中部及寶清縣和饒河縣零星分布；高—低區(qū)主要位于七臺(tái)河市境內(nèi)，在寶清縣也有零星分布。該區(qū)應(yīng)積極引導(dǎo)景觀生態(tài)資源的合理配置，優(yōu)化用地布局；建設(shè)綠色廊道、生態(tài)流通道，提升區(qū)域景觀斑塊連通性和恢復(fù)力；加強(qiáng)維護(hù)區(qū)域內(nèi)生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的完整性，最終將全面改善其景觀生態(tài)健康水平。

3 結(jié) 論

1)撓力河流域景觀生態(tài)健康整體以中等Ⅲ為主，2018年較2010年生態(tài)健康綜合指數(shù)均值由0.67下降為0.59，標(biāo)準(zhǔn)差由0.242變?yōu)?.234。流域景觀生態(tài)健康指數(shù)2010、2018年空間分布大致都為東高西低。2010—2018年研究區(qū)整體呈現(xiàn)西部改善、東部和西南部退化的演變格局。

2)2010—2018年撓力河流域景觀生態(tài)健康等級(jí)轉(zhuǎn)化中相鄰等級(jí)的轉(zhuǎn)化偏多，其中，相鄰等級(jí)改善型占改善型總面積的80.85%，相鄰等級(jí)退化型僅為退化型總面積的30.06%。景觀生態(tài)健康轉(zhuǎn)化類(lèi)型以穩(wěn)定型為主，退化型占比較改善型占比多9.69%，面積多2 184.42 km2。改善型在研究區(qū)呈西集東疏，東南部零散分布的格局，Ⅱ—Ⅲ占比最大，Ⅰ—Ⅴ、Ⅱ—Ⅴ、Ⅰ—Ⅳ和Ⅳ—Ⅴ占比較小。退化型主要分布在研究區(qū)東部及西南部，西北部也有零散分布，Ⅳ—Ⅱ和Ⅳ—Ⅲ占比最大，Ⅴ—Ⅰ、Ⅳ—Ⅰ、Ⅲ—Ⅰ和Ⅴ—Ⅲ占比較小。穩(wěn)定型占研究區(qū)40.95%，較為均勻分布在整個(gè)流域。其中，Ⅲ—Ⅲ、Ⅴ—Ⅴ占比較高。

3)撓力河流域景觀生態(tài)健康等級(jí)分布在2010年呈較強(qiáng)的空間集聚性，2018年空間集聚性有所減弱。筆者針對(duì)高—高、低—低、低—高和高—低的空間集聚特征，從生態(tài)用地保護(hù)、水土保持治理、土地開(kāi)發(fā)與建筑用地管制、生態(tài)修復(fù)工程、綠色空間與景觀格局優(yōu)化建設(shè)等方面提出針對(duì)性景觀生態(tài)規(guī)劃建議。