葛韻宇 李雄

1 研究背景與研究對(duì)象

首都快速的城市化建設(shè)在促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)也導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化、動(dòng)植物棲息地減少等一系列生態(tài)問(wèn)題。為了科學(xué)管控城市空間擴(kuò)張，在城市邊緣區(qū)建設(shè)“綠化隔離地區(qū)”從而改善城市環(huán)境、控制城市無(wú)序蔓延的相關(guān)規(guī)劃和實(shí)踐由來(lái)已久。早在1958年，《北京城市建設(shè)總體規(guī)劃方案》就提出“分散集團(tuán)式”的城市空間布局模式，設(shè)想在不同規(guī)模的集團(tuán)之間保留綠地，通過(guò)綠地來(lái)控制集團(tuán)之間的融合。1993年修訂版《北京城市總體規(guī)劃（1991年—2010年）》在此基礎(chǔ)上明確了綠化隔離地區(qū)的空間范疇，自2002年起，北京市第二道綠化隔離（簡(jiǎn)稱二道綠隔）地區(qū)建設(shè)正式啟動(dòng)，二道綠隔地區(qū)成為維持首都生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要區(qū)域之一，對(duì)于優(yōu)化北京城市景觀格局，構(gòu)建中心城區(qū)綠色生態(tài)屏障具有重要意義。

在綜合考慮研究的有效性和完整性的基礎(chǔ)上，本研究根據(jù)2003年批復(fù)的《北京市第二道綠化隔離地區(qū)規(guī)劃》以及2017年頒布的《北京城市總體規(guī)劃（2016年—2035年）》中的相關(guān)規(guī)定，將二道綠隔地區(qū)政策實(shí)施單元?jiǎng)澏檠芯繉?duì)象。研究范圍總面積約為2 600 km2，內(nèi)邊緣為一道綠隔政策實(shí)施單元的外邊界，外邊緣為二道綠隔政策實(shí)施單元范疇內(nèi)的全部鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)別行政邊界[1]。當(dāng)前對(duì)于二道綠隔地區(qū)的相關(guān)研究多針對(duì)其區(qū)域發(fā)展歷程、政策實(shí)施狀況以及未來(lái)管理策略進(jìn)行宏觀分析[2-7]，對(duì)于具體的規(guī)劃方法也多從政策層面入手歸納，僅有王思杰[1]、歐小楊等[8]、李方正等[9]從空間層面探究區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)保護(hù)規(guī)劃方法，但對(duì)區(qū)域提供的自然系統(tǒng)服務(wù)功能的時(shí)空演變規(guī)律研究尚處于空白階段。近年來(lái)，大數(shù)據(jù)和地理信息技術(shù)迅速發(fā)展[10]，生態(tài)系統(tǒng)功能和過(guò)程的物質(zhì)量評(píng)估逐漸與空間顯式的景觀格局模擬呈現(xiàn)集成趨勢(shì)，成為有效識(shí)別景觀格局演變驅(qū)動(dòng)力的重要手段，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的管理優(yōu)化也至關(guān)重要[11-12]。

二道綠隔地區(qū)具有豐富的自然生態(tài)資源，其景觀格局的多樣性變化特征對(duì)緩解快速城市化帶來(lái)的城市病、維系首都城市發(fā)展和營(yíng)建理想人居環(huán)境至關(guān)重要。區(qū)域內(nèi)大量的綠色空間可充分發(fā)揮植物固定和轉(zhuǎn)化光能的作用。因此，衡量二道綠隔地區(qū)可提供的植物凈初級(jí)生產(chǎn)力（net primary productivity, NPP）可用以表征陸地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展質(zhì)量，評(píng)估區(qū)域生境質(zhì)量變化，是優(yōu)化野生動(dòng)植物棲息環(huán)境、支持自然生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要手段?；诖耍狙芯拷柚嘣创髷?shù)據(jù)，科學(xué)評(píng)估二道綠隔地區(qū)可提供的主要生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)以及景觀多樣性的時(shí)空變化趨勢(shì)，通過(guò)深入探究二者間的驅(qū)動(dòng)與反饋關(guān)聯(lián)機(jī)制，意圖實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)，并為二道綠隔地區(qū)整體生態(tài)空間的科學(xué)規(guī)劃和建設(shè)實(shí)施提供有力支持。

2 主要數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 研究數(shù)據(jù)

開展生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)與景觀多樣性關(guān)聯(lián)研究需全面探究區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀用地情況和自然環(huán)境影響因素。本研究選取二道綠隔政策開始落實(shí)的2003年為研究起點(diǎn)，綜合所需數(shù)據(jù)的可獲得性和精度，以2018年作為研究時(shí)間終止點(diǎn)，且每5年為一個(gè)研究階段，探究2003—2018年16年間的生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)以及景觀多樣性指示性指數(shù)的時(shí)空演變規(guī)律。本研究應(yīng)用的數(shù)據(jù)包括用于評(píng)估二道綠隔地區(qū)景觀多樣性的30 m精度多光譜衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，以及用于評(píng)估二道綠隔地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)的數(shù)據(jù)，具體分為描述區(qū)域自然特征的數(shù)字高程模型（digital elevation model,DEM）數(shù)據(jù)、歸一化植被指數(shù)（normalized difference vegetation index, NDVI）數(shù)據(jù)、土壤屬性數(shù)據(jù)，以及描述研究期限內(nèi)受自然環(huán)境變化因素影響的氣溫、降水和太陽(yáng)輻射等氣象數(shù)據(jù)（表1）。

表1 研究數(shù)據(jù)來(lái)源及處理平臺(tái)Tab. 1 Research data sources and processing platforms

評(píng)估二道綠隔地區(qū)景觀多樣性所用的多光譜衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，借助遙感影像處理軟件ENVI（The Environment for Visualizing Images）5.3完成遙感影像的預(yù)處理、融合、鑲嵌、裁剪、監(jiān)督分類以及精度校驗(yàn)工作，最終得到耕地、林地、草地、濕地及水域、建設(shè)用地、其他用地6類用地分布，作為研究的基礎(chǔ)。評(píng)估二道綠隔地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)的數(shù)據(jù)除應(yīng)用ENVI 5.3平臺(tái)提取NDVI數(shù)據(jù)外，均采用ArcGIS 10.6平臺(tái)進(jìn)行處理。其中，研究區(qū)域周邊21個(gè)氣象站點(diǎn)的氣溫、降水和太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)均采用插值分析進(jìn)行處理，作為評(píng)估二道綠隔地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2 主要研究方法

本研究以ArcGIS 10.6為主要研究平臺(tái)，基于2003、2008、2013以及2018年4期二道綠隔地區(qū)遙感影像處理結(jié)果計(jì)算香農(nóng)多樣性指 數(shù)（Shannon’s diversity index, SHID），從 而揭示二道綠隔地區(qū)景觀多樣性變化特征。對(duì)于區(qū)域提供的生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)，研究分別應(yīng)用光能利用率（Carnegie-Ames-Stanford Approach, CASA）模型和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和權(quán)衡的綜合評(píng)估（Integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs, InVEST） 模 型 中 的“Habitat Quality”模塊科學(xué)評(píng)估其演變趨勢(shì)。對(duì)于二道綠隔地區(qū)景觀多樣性與生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)間的驅(qū)動(dòng)與反饋關(guān)聯(lián)機(jī)制研究則借助地理加權(quán)回歸（geographically weighted regression, GWR）模型綜合分析。

2.2.1 香農(nóng)多樣性指數(shù)

SHID是基于信息理論的測(cè)度指數(shù)。相關(guān)研究表明，SHID可描述各類用地斑塊分布的均勻程度，從而揭示研究區(qū)域的物種豐富程度。研究以二道綠隔地區(qū)用地類型分布數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合Fragstats 4.3軟件，計(jì)算2003—2008年、2008—2013年、2013—2018年 以 及2003—2018年二道綠隔地區(qū)景觀類型水平的SHID變化，并通過(guò)ArcGIS 10.6的“柵格計(jì)算器”工具實(shí)現(xiàn)SHID變化的空間差異性分析，具體計(jì)算公式如下：

式中，Pi為第i類斑塊類型占景觀中的面積比重；i≥1；SHID取值無(wú)上限。

2.2.2 光能利用率模型

計(jì)算二道綠隔地區(qū)NPP是測(cè)度生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)時(shí)空變化的重要內(nèi)容，也是維持生態(tài)系統(tǒng)功能正常運(yùn)行和物質(zhì)循環(huán)的重要參數(shù)。NPP與植物本身屬性、生態(tài)環(huán)境以及植物自身可吸收的光合有效輻射具有一定的相關(guān)性[13]。本研究參考朱文泉等[14]的研究成果，應(yīng)用ENVI平臺(tái)，搭載修正過(guò)的CASA模型評(píng)估二道綠隔地區(qū)NPP功能的時(shí)空分布變化。CASA模型在區(qū)域尺度研究中已得到廣泛驗(yàn)證。

根據(jù)CASA計(jì)算流程（圖1），光能利用率不止受不同植被類型和太陽(yáng)輻射的影響，還受到氣溫、降雨、土壤屬性等因素影響。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)于最大光能利用率取值的研究[15]，本研究結(jié)合用地類型的不同，設(shè)定二道綠隔地區(qū)各類用地的最大光能利用率取值作為CASA模型的計(jì)算基礎(chǔ)（表2）。

1 CASA估算NPP流程圖Flow chart of CASA model for NPP estimation

表2 不同用地類型最大光能利用率取值[15]Tab. 2 The value of maximum light use efficiency of different land types[15]單位：gC/MJ

2.2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和權(quán)衡的綜合評(píng)估模型

InVEST模型具有多個(gè)模塊和多種算法，可科學(xué)評(píng)估多項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的數(shù)量變化和空間分布特征，具有動(dòng)態(tài)化、空間化和可視化等優(yōu)點(diǎn)[16]。本研究應(yīng)用InVEST 3.7.0模型中的“Habitat Quality”模塊評(píng)估二道綠隔地區(qū)的生境質(zhì)量變化的時(shí)空趨勢(shì)，該模塊根據(jù)生境類型、土地覆被類型范圍以及植被退化程度評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)提供棲息地的質(zhì)量。根據(jù)模型指導(dǎo)手冊(cè)，生境質(zhì)量指數(shù)具體計(jì)算公式如下：

式中，Q(x)i代表第i種土地覆被類型中柵格x的生境質(zhì)量指數(shù)；Hi代表第i種土地覆被類型的生境適應(yīng)性；D(x)i是第i種土地覆被類型中柵格x的受威脅水平；k為半飽和常數(shù)，其值通常與D相等，本研究取D(x)i最大值的半數(shù)；j是另一比例因子，研究取常數(shù)2.5[17]。

2.2.4 地理加權(quán)回歸模型

研究應(yīng)用ArcGIS中的“GWR工具”模塊，探究二道綠隔地區(qū)景觀多樣性與生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)變化之間的關(guān)聯(lián)以及影響系數(shù)的空間差異性。應(yīng)用GWR模型需要因變量和解釋變量具有相同的空間統(tǒng)計(jì)單元，研究選取生態(tài)學(xué)中常用的1 km×1 km的柵格單元進(jìn)行計(jì)算，具體公式如下：

式中，yi為樣點(diǎn)i的因變量；(ui, vi)為觀測(cè)點(diǎn)i的觀測(cè)地理區(qū)位坐標(biāo)；β0(ui, vi)為線性空間截距；xik為第i個(gè)點(diǎn)上第k個(gè)變量的觀測(cè)值；βk(ui, vi)為獨(dú)立變量xik的局部估計(jì)系數(shù)；εi為第i個(gè)樣點(diǎn)的隨機(jī)誤差。

對(duì)于GWR模型的局部估計(jì)系數(shù)的矯正，需要確定權(quán)重，權(quán)重的大小與觀測(cè)點(diǎn)的距離有關(guān)，距離越遠(yuǎn)則對(duì)應(yīng)權(quán)重越小，通常使用單調(diào)遞減的連續(xù)型空間核函數(shù)進(jìn)行校正，本研究選取的高斯函數(shù)作為空間權(quán)重函數(shù)，計(jì)算公式如下：

式中，Wij是觀測(cè)點(diǎn)j對(duì)于位置i的權(quán)重；dij為觀測(cè)點(diǎn)i相對(duì)于j的距離；b為權(quán)衡模型復(fù)雜度和擬合數(shù)據(jù)優(yōu)良性的標(biāo)準(zhǔn)算法，本研究選擇軟件自帶的AIC準(zhǔn)則計(jì)算模型擬合的優(yōu)良性[18-20]。

3 結(jié)果與分析

3.1 二道綠隔地區(qū)景觀多樣性的時(shí)空演變特征分析

根據(jù)2003—2018年二道綠隔地區(qū)SHID的空間變化趨勢(shì)可知，16年間二道綠隔地區(qū)大部分區(qū)域SHID呈大幅減少趨勢(shì)，僅有研究區(qū)域南部以及東北部有零星斑塊的SHID有所增加，可說(shuō)明區(qū)域內(nèi)整體景觀多樣性指數(shù)呈減少態(tài)勢(shì)，不利于生態(tài)系統(tǒng)整體生物多樣性的發(fā)展。

不同研究階段SHID的空間變化特征鮮明：2003—2008年間，二道綠隔地區(qū)大部分區(qū)域SHID呈大幅減少的變化趨勢(shì)，僅在永定河流域局部、通州和順義區(qū)的小部分區(qū)域的SHID呈增加的趨勢(shì)。2008—2013年間，SHID變化幅度與上一階段相比有所減?。籗HID增加區(qū)域主要分布在二道綠隔地區(qū)南部永定河流域周邊，尤在郊野公園較多的區(qū)域，SHID的增加趨勢(shì)較為明顯，如南海子郊野公園周邊，側(cè)面說(shuō)明在此階段，郊野公園環(huán)以及百萬(wàn)畝造林綠化建設(shè)等重大園林綠化工程建設(shè)初見成效，景觀多樣性有所提升。2013—2018年間，大部分區(qū)域的SHID變化不大，SHID減少區(qū)域沿六環(huán)路向二道綠隔地區(qū)外邊緣拓展，且呈一定蔓延趨勢(shì)，說(shuō)明環(huán)路建設(shè)逐漸引導(dǎo)城市向外邊緣拓展，僅有少量郊野公園建設(shè)較為集中的區(qū)域景觀多樣性有小幅增加趨勢(shì)（圖2）。

2二道綠隔地區(qū)SHID空間變化趨勢(shì)The SHID spatial variation trend chart of the second green belt area

3.2 二道綠隔地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)時(shí)空演變特征分析

3.2.1 植物凈初級(jí)生產(chǎn)力時(shí)空變異特征

將CASA模型計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入ArcGIS平臺(tái)，運(yùn)用“柵格計(jì)算器”工具分析不同研究階段NPP功能時(shí)空演變特征可知：對(duì)比研究始末，二道綠隔地區(qū)提供NPP功能有所增加的區(qū)域多集中于西部西山地區(qū)以及南部永定河和小清河流域周邊；減少區(qū)域多分布于研究區(qū)域的北部和南部，且在外邊緣呈現(xiàn)一定的圈層式空間分布特征。

1）2003—2008年間，二道綠隔地區(qū)NPP減少區(qū)域主要集中在區(qū)域北部和南部的內(nèi)邊緣，尤其是首都機(jī)場(chǎng)周邊減少幅度較大；NPP增加區(qū)域主要集中在研究區(qū)域的北部以及西部西山地區(qū)，永定河流域局部NPP增加幅度也相對(duì)較大。2）2008—2013年間，NPP功能變化幅度比上一研究階段更大，NPP功能增加區(qū)域主要分布在二道綠隔地區(qū)西部西山地區(qū)，以及靠近中心城區(qū)的內(nèi)邊緣，郊野公園和東北部高爾夫球場(chǎng)集中分布區(qū)域的NPP增加幅度較大；NPP功能減少區(qū)域主要分布在二道綠隔地區(qū)外邊緣的東北部和南部。3）2013—2018年間，二道綠隔地區(qū)可提供NPP支持功能變化幅度較小，且圈層式的分布特征更為明顯。NPP功能增加區(qū)域多分布在二道綠隔地區(qū)內(nèi)邊緣，其中永定河和溫榆河流域等水系沿岸以及西部淺山區(qū)域增加趨勢(shì)相對(duì)集中；減少區(qū)域則主要分布于研究區(qū)域的外邊緣（圖3）。

3.2.2 生境質(zhì)量時(shí)空變異特征

3 二道綠隔地區(qū)NPP空間變化趨勢(shì)The NPP spatial variation trend chart of the second green belt area

根據(jù)InVEST 3.7.0模型中“Habitat Quality”模塊計(jì)算結(jié)果，二道綠隔地區(qū)在2003—2018年間生境質(zhì)量變化顯著，其中生境質(zhì)量惡化區(qū)域多分布于二道綠隔地區(qū)內(nèi)邊緣，提升區(qū)域則多集中于外邊緣，各研究階段變化特征鮮明。

1）2003—2008年間，二道綠隔地區(qū)生境質(zhì)量惡化區(qū)域面積較大且分布較為分散，在西部淺山區(qū)、永定河流域靠近外邊緣，以及首都機(jī)場(chǎng)周邊呈現(xiàn)一定的組團(tuán)式分布空間特征，與此階段這些區(qū)域的高強(qiáng)度建設(shè)開發(fā)直接相關(guān)。生境質(zhì)量提升區(qū)域主要沿溫榆河流域和永定河流域等水系沿岸，分布更靠近二道綠隔地區(qū)內(nèi)邊緣，具有一定的線性分布特征。2）2008—2013年間，生境質(zhì)量惡化區(qū)域多呈片狀分布，主要集中在二道綠隔地區(qū)西南部房山和豐臺(tái)部分區(qū)域，在東北部首都機(jī)場(chǎng)附近呈組團(tuán)式分布。呈散點(diǎn)狀生境惡化區(qū)域多集中在六環(huán)路周邊，呈現(xiàn)一定的圈層式分布特征。在此階段，二道綠隔地區(qū)生境提升區(qū)域則分布相對(duì)分散，且多集中在研究區(qū)域的外邊緣。3）2013—2018年間，二道綠隔地區(qū)生境質(zhì)量變化幅度有所降低，生境惡化區(qū)域線性分布特征明顯，多沿永定河、溫榆河等主要水系周邊分布，主要由于此期間河道周邊建設(shè)發(fā)展強(qiáng)度較大。生境提升區(qū)域多呈散點(diǎn)狀分布，在南海子公園、東郊濕地公園等重要郊野公園的建設(shè)區(qū)域斑塊較為聚集，與首都一系列園林綠化工程建設(shè)的開展密不可分（圖4）。

4 二道綠隔地區(qū)生境質(zhì)量空間變化趨勢(shì)The habitat quality spatial variation trend of the second green belt area

3.3 生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)與景觀多樣性關(guān)聯(lián)研究

3.3.1 生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)對(duì)二道綠隔地區(qū)景觀多樣性驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析

以SHID為因變量，以生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)為解釋變量，代入GWR模型，可探究不同研究階段二道綠隔地區(qū)提供的生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)對(duì)于SHID變化的驅(qū)動(dòng)作用。根據(jù)模型計(jì)算結(jié)果可知，不同研究階段支持服務(wù)對(duì)SHID的驅(qū)動(dòng)作用呈現(xiàn)一定空間差異性?？傮w來(lái)看，正影響分布區(qū)域和負(fù)影響分布區(qū)域相對(duì)均衡，影響系數(shù)變化相對(duì)較大。

1）2003—2008年間，二道綠隔地區(qū)提供的生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)對(duì)SHID變化的正影響和負(fù)影響區(qū)域分布相對(duì)均衡，研究區(qū)域北部的變化幅度明顯大于南部，正影響作用最大的區(qū)域主要分布在永定河流域昌平段以及順義區(qū)中部，和SHID變化趨勢(shì)基本吻合。負(fù)影響系數(shù)較大區(qū)域呈現(xiàn)環(huán)狀分布特征，和京密引水渠以及溫榆河流域分布區(qū)域大致相近。2）2008—2013年間，生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)對(duì)二道綠隔地區(qū)SHID變化幅度的影響與上一階段相比明顯變小，且多為負(fù)影響分布，僅在研究區(qū)域內(nèi)邊緣的西南部和外邊緣的北部呈正影響分布。3）2013—2018年間，正影響區(qū)域呈現(xiàn)一定的向西南部擴(kuò)散的趨勢(shì)，依然呈現(xiàn)組團(tuán)式的空間分布態(tài)勢(shì)，大部分區(qū)域仍呈現(xiàn)負(fù)影響關(guān)系。總體來(lái)看，對(duì)比研究時(shí)期始末，二道綠隔地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)變化對(duì)研究區(qū)域西部和東南部靠近外邊緣地區(qū)的正影響作用較大，對(duì)研究區(qū)域內(nèi)邊緣尤其是西北部區(qū)域的負(fù)影響作用相對(duì)明顯（圖5）。

5 支持服務(wù)變化對(duì)SHID變化影響系數(shù)空間分布The spatial distribution of the influence coefficient of support service changes on SHID changes

3.3.2 二道綠隔地區(qū)景觀多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)反饋機(jī)制分析

以生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)為因變量，以SHID變化為解釋變量，根據(jù)GWR模型計(jì)算結(jié)果可知二道綠隔地區(qū)SHID變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)反饋?zhàn)饔孟鄬?duì)較弱，但空間異質(zhì)性特征明顯?？傮w來(lái)看，正影響作用分布區(qū)域明顯大于負(fù)影響作用分布區(qū)域，且影響系數(shù)變化幅度相對(duì)較小。

1）2003—2008年間，SHID變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)多呈正影響作用，回歸系數(shù)相差較小，僅在二道綠隔地區(qū)西南部，有局部區(qū)域呈現(xiàn)負(fù)影響作用。2）2008—2013年間，SHID變化對(duì)生態(tài)支系統(tǒng)持服務(wù)的反饋?zhàn)饔贸尸F(xiàn)一定楔形分布特征，與此期間二道綠隔地區(qū)楔形綠地建設(shè)逐步開展，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)變化影響較大有所關(guān)聯(lián)。其中，負(fù)影響作用區(qū)域集中在二道綠隔地區(qū)東北部，正影響作用較強(qiáng)區(qū)域主要分布在研究區(qū)域西北部。3）2013—2018年間，正影響分布區(qū)域和負(fù)影響分布區(qū)域相對(duì)均衡，依舊呈現(xiàn)楔形分布的空間特征。其中，正影響作用分布區(qū)域主要集中在二道綠隔地區(qū)西北部和東部，負(fù)影響作用較為明顯的區(qū)域仍主要集中在研究區(qū)域東北部。對(duì)比研究時(shí)期始末，二道綠隔地區(qū)SHID對(duì)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)的負(fù)影響作用多分布在研究區(qū)域西南部，且靠近內(nèi)邊緣的負(fù)影響作用明顯大于外邊緣。正影響作用較強(qiáng)的區(qū)域主要分布在二道綠隔地區(qū)西部西山地區(qū)及研究區(qū)域的東部（圖6）。

6 SHID對(duì)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)變化影響系數(shù)空間分布The spatial distribution of the influence coefficient of SHID on ecosystem support service changes

4 結(jié)論與討論

大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)拓展了風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)相關(guān)研究的手段和方法，借助多源大數(shù)據(jù)可輔助科學(xué)探究二道綠隔地區(qū)提供的生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)變化特征，分析景觀格局多樣性指數(shù)變化的空間分布態(tài)勢(shì)。本研究以二道綠隔地區(qū)為研究對(duì)象，選擇Fragstats軟件結(jié)合ArcGIS平臺(tái)探究2003—2018年間的景觀多樣性變化。研究表明，不同研究階段的景觀多樣性指數(shù)變化特征鮮明，總體呈減少態(tài)勢(shì)，不利于生物多樣性的發(fā)展。研究基于CASA模型和InVEST模型綜合評(píng)估16年間二道綠隔地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)的時(shí)空變化特征，其中，提供NPP功能受太陽(yáng)輻射、降水、氣溫等自然條件變化影響，NPP增加區(qū)域多集中在西部西山地區(qū)以及南部永定河和小清河等流域周邊，減少區(qū)域呈現(xiàn)一定圈層式分布的空間特征。利用GWR模型，在空間層面探究景觀多樣性與生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)間的驅(qū)動(dòng)和反饋機(jī)制，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果可知，生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)對(duì)景觀多樣性變化的驅(qū)動(dòng)作用較強(qiáng)，且正負(fù)影響區(qū)域分布相對(duì)均衡，景觀多樣性變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)變化的反饋?zhàn)饔孟鄬?duì)較弱，且正影響作用區(qū)域分布明顯大于負(fù)影響作用分布。

本研究的意義主要在于以下3方面：1）通過(guò)二道綠隔地區(qū)景觀多樣性變化研究，可以輔助識(shí)別研究區(qū)域景觀多樣性變化劇烈區(qū)域以及破碎化程度高、連接度較差的關(guān)鍵區(qū)域，以此作為新建郊野公園選址的基礎(chǔ)之一；2）通過(guò)二道綠隔地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)時(shí)空演變研究，可輔助識(shí)別陸地生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量發(fā)展分布趨勢(shì)以及動(dòng)植物生境質(zhì)量變化特征，有助于劃定現(xiàn)狀生態(tài)敏感區(qū)域；3）景觀多樣性與生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)間相互作用的關(guān)聯(lián)機(jī)制研究，對(duì)于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，以及指導(dǎo)具體郊野公園規(guī)劃選址工作，從而提升二道綠隔地區(qū)整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，具有一定的科學(xué)指導(dǎo)意義。

受所需數(shù)據(jù)時(shí)效性限制，本研究也存在一定局限性。由于遙感數(shù)據(jù)精度有限，研究中對(duì)于二道綠隔地區(qū)用地類型劃分較為粗糙，也導(dǎo)致景觀多樣性和生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)的評(píng)估精度受限。后續(xù)若可獲得精度更高的遙感影像數(shù)據(jù)，則可進(jìn)一步劃分用地類型，得到更精確的評(píng)估結(jié)果，生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)與景觀多樣性之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制分析將更為準(zhǔn)確。此外，二道綠隔地區(qū)作為北京郊野公園環(huán)的主要布局區(qū)域，人群活動(dòng)也會(huì)給二道綠隔地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)和景觀多樣性變化帶來(lái)重要影響。本研究的研究時(shí)段開始于2003年，PM2.5等實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)尚不完整，使用人群的趨向性分布數(shù)據(jù)由于時(shí)效性較強(qiáng)，也未能覆蓋研究全階段。后續(xù)研究可結(jié)合實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和大眾點(diǎn)評(píng)、微博簽到等人群使用數(shù)據(jù)，更為精準(zhǔn)地評(píng)估二道綠隔地區(qū)可提供的各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化特征和各類景觀指數(shù)變化間的關(guān)聯(lián)，從而更為有效地指導(dǎo)二道綠隔地區(qū)整體生態(tài)空間優(yōu)化和各類規(guī)劃政策的制定。

圖表來(lái)源(Sources of Figures and Tables)：

文中圖表均由作者繪制，其中表2中數(shù)據(jù)整理自參考文獻(xiàn)[15]，圖1～6底圖來(lái)源于從中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn/）平臺(tái)獲取的遙感影像。