黎 喜, 楊勝天 ,*,羅 婭,李超君,周柏池,婁和震,張宇嘉,張 軍
國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)(貴州)經(jīng)濟(jì)增速與植被恢復(fù)協(xié)調(diào)發(fā)展
黎 喜1, 楊勝天1,2*,羅 婭1,李超君2,周柏池2,婁和震2,張宇嘉2,張 軍2
(1.貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,貴州 貴陽 550025;2.北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院,北京 100875)
以國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)(貴州)作為研究區(qū),以植被覆蓋度(FVC)作為研究對(duì)象,基于2000~2019年的NDVI數(shù)據(jù)分析了貴州省近 20年FVC的時(shí)空演變特征,利用地理探測(cè)器方法識(shí)別并量化了經(jīng)濟(jì)持續(xù)增速下維持植被恢復(fù)的主要驅(qū)動(dòng)力,結(jié)果表明:(1)近20年來貴州省FVC整體呈增加趨勢(shì),FVC分布整體水平較高,主要以中等、中高和高度覆蓋為主,三者面積占比之和約為89.7%,年均增長(zhǎng)率為0.52%,平均FVC為0.53.(2)近20年來貴州省FVC變化趨勢(shì)以輕微改善、基本不變?yōu)橹?兩者面積占比之和為68.94%,改善區(qū)域面積占比為57.93%,西部區(qū)域得到明顯改善和提升,退化區(qū)域主要集中在城鎮(zhèn)周邊,總體動(dòng)態(tài)變化趨于穩(wěn)定且向好改善.(3)FVC空間分布格局演變深受人類活動(dòng)與自然環(huán)境因子的雙重影響,且人類活動(dòng)對(duì)于植被恢復(fù)的驅(qū)動(dòng)作用更強(qiáng),國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)和降水是經(jīng)濟(jì)持續(xù)增速下維持植被恢復(fù)的人類活動(dòng)與自然環(huán)境因子主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)力.(4)積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)、大力推進(jìn)第三產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展以及不斷貫徹落實(shí)退耕還林還草政策等積極的人類活動(dòng)為貴州省實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增速與植被恢復(fù)協(xié)調(diào)發(fā)展的“雙贏”局面做出了巨大貢獻(xiàn).
國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)(貴州);植被覆蓋度(FVC);經(jīng)濟(jì)增速;植被恢復(fù);驅(qū)動(dòng)力;雙贏
植被作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在全球物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起著重要的作用[1].植被覆蓋度(FVC)是植被在地面的垂直投影面積占統(tǒng)計(jì)區(qū)總面積的百分比[2],是評(píng)判地區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況恢復(fù)的重要指標(biāo)[3-4],植被覆蓋度變化對(duì)全球或區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡與生境條件都有著直接或間接的影響[5].研究表明,區(qū)域植被的變化深受人類活動(dòng)與自然環(huán)境的雙重影響[6-8],且不同的人類活動(dòng)方式與自然環(huán)境變化程度可能對(duì)于植被的恢復(fù)都有著直接或間接的影響.
貴州省作為國(guó)家首批生態(tài)文明試驗(yàn)先行示范區(qū)[9],同時(shí)也是世界上典型的喀斯特高原山區(qū),特殊的“二元結(jié)構(gòu)”(地表和地下的不同形態(tài),宏觀和微觀的多孔介質(zhì)(裂隙和洞穴)以及地表、地下各種蝕余、堆積形態(tài)組成)使其土層淺薄、水土流失嚴(yán)重、植被覆蓋度低、自然生態(tài)環(huán)境脆弱等特征較為突出[10-11].較長(zhǎng)時(shí)期以來,貴州經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)滯后,且生態(tài)環(huán)境遭到了較為嚴(yán)重的破壞.但近年來貴州省的經(jīng)濟(jì)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,2019年貴州省GDP增速已排名全國(guó)第一,與此同時(shí),生態(tài)環(huán)境也得到了進(jìn)一步的保護(hù)和改善,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)增速與植被恢復(fù)協(xié)調(diào)發(fā)展的“雙贏”局面.然而,眾多研究表明,地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速提升對(duì)于區(qū)域植被恢復(fù)的影響基本上都是呈現(xiàn)出負(fù)向作用[12-15].
因此,本研究主要探究以下兩方面的問題:①在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)增速下,國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)(貴州)的植被覆蓋度表現(xiàn)出怎樣的時(shí)空演變特征?②哪些因素是維持國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)(貴州)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增速下植被恢復(fù)的主要驅(qū)動(dòng)力?以期為正確認(rèn)識(shí)和了解國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)(貴州)植被演變過程以及生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)與保護(hù)提供理論支撐,同時(shí)也為其它地區(qū)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增速與植被恢復(fù)協(xié)調(diào)發(fā)展的“雙贏”發(fā)展格局提供參考.
貴州省(103°36'~109°35'E、24°37'~29°13'N)地處中國(guó)西南腹地,隸屬云貴高原(圖1).位于長(zhǎng)江、珠江水系上游,是兩江上游地區(qū)的重要生態(tài)屏障[16],常年氣候溫暖濕潤(rùn),年均降水量在1100~1300mm,年均氣溫為14.8℃.地形整體呈現(xiàn)為西高東低,平均海拔1100m,地形起伏較大、氣候條件復(fù)雜多樣、生態(tài)系統(tǒng)多樣化、生物多樣性豐富[17].全省面積共計(jì)176167km2,以山地、丘陵居多,喀斯特面積占到全省國(guó)土總面積的61.9%,是世界上喀斯特地貌發(fā)育最為典型的地區(qū)之一.2019年的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值是2000年的16倍多,經(jīng)濟(jì)增速排名全國(guó)第一.
圖1 研究區(qū)位置示意
選擇的數(shù)據(jù)類型主要包括有遙感數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、人類活動(dòng)數(shù)據(jù)以及巖性數(shù)據(jù),具體數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理見表1.
表1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理
續(xù)表1
1.3.1 植被覆蓋度計(jì)算 像元二分模型假設(shè)每個(gè)像元的光譜信息均是純植被和純土壤兩種組分以面積比例加權(quán)而成的線性組合,其表達(dá)式如式1.
1.3.2 植被覆蓋度線性趨勢(shì)分析 線性回歸分析法是研究植被長(zhǎng)時(shí)序變化的重要方法[18].對(duì)于植被指標(biāo)的時(shí)序數(shù)據(jù),同一像元位置對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一組時(shí)間序列,采用最小二乘法擬合得到相應(yīng)的線性方程[19].獲取年際FVC之后,利用ArcGIS10.2柵格計(jì)算器計(jì)算貴州省2000~2019年的植被變化趨勢(shì),根據(jù)其像元值并參照裴杰等[20]FVC分類將變化趨勢(shì)分為5類:明顯改善(Slope>0.015)、輕微改善(0.005£Slope£0.015)、基本不變(-0.005£Slope<0.005)、輕微退化(-0.015£Slope<-0.005)、嚴(yán)重退化(Slope< -0.015).表達(dá)式如式2;
式中:Slope為植被變化趨勢(shì);FVC為第年的植被覆蓋度像元值;為監(jiān)測(cè)年數(shù),本文=20.
1.3.3 植被恢復(fù)驅(qū)動(dòng)力識(shí)別與定量化分析 (1)因子探測(cè):利用地理探測(cè)器模型識(shí)別與定量分析維持貴州省經(jīng)濟(jì)增速與植被恢復(fù)協(xié)調(diào)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力,若某驅(qū)動(dòng)因子與植被覆蓋度值在空間上具有顯著的一致性,則表明該因子對(duì)植被變化的空間分布格局具有驅(qū)動(dòng)作用.利用地理探測(cè)器值大小表征這種作用的強(qiáng)弱.值介于0到1之間,值越大,則驅(qū)動(dòng)因子對(duì)植被恢復(fù)驅(qū)動(dòng)作用越強(qiáng),反之則越弱.地理探測(cè)器值表示為:
(2)交互作用探測(cè):評(píng)估兩個(gè)因子共同作用時(shí)是否會(huì)增加或減弱對(duì)FVC空間分異格局的解釋力或這些因子對(duì)FVC空間分異格局的影響是否相互獨(dú)立.首先分別計(jì)算兩種影響因素1和2對(duì)的值,并且計(jì)算它們交互時(shí)的值,對(duì)三者之間的值大小進(jìn)行比較,主要分為以下幾種結(jié)果(表2).
表2 交互探測(cè)器判斷依據(jù)
(3)風(fēng)險(xiǎn)探測(cè):用于探測(cè)不同環(huán)境因子對(duì)FVC變化空間分異格局的適宜范圍或類型,用統(tǒng)計(jì)量來檢驗(yàn).
如圖2a所示,總體上來看, 貴州省FVC近20年來隨時(shí)間不斷上升(2=0.759).年平均FVC在0.52~0.64之間變化,最大FVC出現(xiàn)在2015年,最小FVC出現(xiàn)在2006年,多年FVC均值為0.53,年均增長(zhǎng)率為0.52%,平均FVC從2000年的0.53上升到2019年的0.63,整體增幅為15.87%.可以明顯地看出近20年來貴州省植被恢復(fù)在向著不斷趨好的方向演替和發(fā)展(圖2b).
(a)統(tǒng)計(jì)特征、(b)分布特征
對(duì)2000~2019年間FVC進(jìn)行均值計(jì)算,根據(jù)已有FVC分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[21],將研究區(qū)2000~2019年FVC平均值劃分為5個(gè)等級(jí)(0~0.2劃分為低植被覆蓋度,0.2~0.4劃分為中低植被覆蓋度,0.4~0.6劃分為中植被覆蓋度,0.6~0.8劃分為中高植被覆蓋度,0.8~1劃分為高植被覆蓋度)如圖3a所示,貴州省FVC分布整體水平較高,呈現(xiàn)出西高東低趨勢(shì),尤其是東南地區(qū)FVC整體水平較高.全省范圍FVC主要是以中等(27.5%)、中高(37.2%)和高度(25%)覆蓋為主,三者占比高達(dá)到89.7%.低植被覆蓋度地區(qū)(1.2%)和中低植被覆蓋地區(qū)(9.1%)主要分布在西部地區(qū)、西北地區(qū)、中部地區(qū)(主要是貴陽一帶)、北部地區(qū)(主要是遵義一帶)以及西南少部分地區(qū).結(jié)合圖3b和3c可以看出,低植被覆蓋度分布區(qū)域的用地類型主要為建設(shè)用地,占比為38.3%.高植被覆蓋度分布區(qū)域的用地類型主要為林地,占比高達(dá)76.7%.中高和中等覆蓋度區(qū)域用地類型主要是耕地與林地.
a和b分圖中百分?jǐn)?shù)表示對(duì)應(yīng)類型的面積占比
如圖4所示,2000~2019年貴州省FVC退化區(qū)域(輕微退化和嚴(yán)重退化)面積占比12.25%,其中輕微退化占比10.63%,嚴(yán)重退化占比1.62%,主要集中在城鎮(zhèn)周邊區(qū)域;FVC基本不變區(qū)域面積占比為29.82%,空間分布比較聚集(主要集中分布在東部區(qū)域);FVC改善區(qū)域(輕微改善和明顯改善)面積占比為57.93%,其中輕微改善區(qū)域占比39.12%,明顯改善區(qū)域占比18.81%,輕微改善區(qū)域分布較為分散,明顯改善區(qū)域主要分布西北地區(qū)(畢節(jié)威寧草海區(qū)域)、西部地區(qū)(六盤水區(qū)域)、黔西南地區(qū)(晴隆、普安和貞豐區(qū)域)以及安順市(關(guān)嶺區(qū)域).貴州省FVC變化趨勢(shì)以輕微改善、基本不變?yōu)橹?兩者面積占比之和為68.94%,極少部分地區(qū)FVC出現(xiàn)退化現(xiàn)象.從總體空間演變格局來看,貴州省FVC總體動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)穩(wěn)定且趨于向好改善.
圖4 貴州省2000~2019年FVC變化趨勢(shì)
百分?jǐn)?shù)表示對(duì)應(yīng)類型的面積占比
選取10種人類活動(dòng)與自然環(huán)境因子進(jìn)行因子探測(cè)器分析,如表3所示,解釋力從大到小依次為GDP、人口密度、土地利用、降水、坡度、坡向、巖性、DEM、氣溫、地表粗糙度.GDP和人口密度的解釋力值是最大的,可以解釋區(qū)域內(nèi)FVC空間分布格局演變的38.4%和29.4%,對(duì)區(qū)域內(nèi)FVC空間分布格局演變的解釋力最強(qiáng).土地利用的值(0.165)與降水的值(0.161)相接近,分別可以解釋區(qū)域內(nèi)FVC空間分布格局演變的16.5%和16.1%.解釋力相對(duì)較弱的環(huán)境因子為坡度,坡向,巖性以及氣溫,解釋力最弱的環(huán)境因子為地表粗糙度,值為0.008.
表3 環(huán)境因子對(duì)植被覆蓋度空間分布的解釋力q值
注:1人口密度,2GDP,3降水,4氣溫,5DEM,6土地利用,7巖性,8坡向,9地表粗糙度,10坡度.
由圖5可知,10個(gè)環(huán)境影響因子在交互作用下對(duì)區(qū)域內(nèi)FVC空間分布格局演變的解釋力都是呈現(xiàn)雙因子增強(qiáng)結(jié)果,表明多因子間相互作用的解釋力大于單因子作用.其中1∩2(值0.455),2∩3(值0.467),2∩6 (值0.446)對(duì)區(qū)域FVC空間分布格局演變的解釋力較大,由此可以看出, GDP在與其它環(huán)境因子交互作用下對(duì)FVC空間分布格局演變的影響最大.GDP與降水交互作用時(shí)對(duì)區(qū)域內(nèi)FVC空間分布格局演變的解釋力達(dá)到最大.交互探測(cè)結(jié)果表明,貴州省經(jīng)濟(jì)持續(xù)增速下植被恢復(fù)深受人類活動(dòng)與自然環(huán)境因子的雙重影響.
圖5 植被覆蓋度與各環(huán)境影響因子間交互作用探測(cè)
風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)可以反映各因子對(duì)NDVI分布變化的適宜范圍或類型,為生態(tài)保護(hù)與修復(fù)提供科學(xué)依據(jù),通過對(duì)GDP與降水兩個(gè)環(huán)境因子風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)(表4),可以看出,當(dāng)GDP在21.24~943.17億元范圍時(shí),最有利于植被的恢復(fù),且統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)表明,該分區(qū)同其他分區(qū)具有顯著性差異(<0.05).當(dāng)降水在1422.85~1645.36mm范圍內(nèi)時(shí),最有利于植被的恢復(fù),且統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)表明,該分區(qū)同其他分區(qū)也具有顯著性差異(<0.05).
表4 主導(dǎo)因子風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)
時(shí)間上來看,貴州省從2000~2019年來FVC總體表現(xiàn)為穩(wěn)定持續(xù)向好改善.對(duì)于降低年份(尤其是2002~2006年),可能主要受到人類活動(dòng)的影響,尤其是政策變化的驅(qū)動(dòng).貴州省從2000年開始大力實(shí)施退耕還林還草生態(tài)工程[22],并投入了大量的環(huán)保資金確保對(duì)政策的落實(shí).而2002~2006年,可能伴隨著政策驅(qū)動(dòng)力度以及環(huán)保資金投入力度的降低(圖6),植被的恢復(fù)效果受到了較大的影響.但隨后大量環(huán)保資金的繼續(xù)投入,貴州省的植被又得到了逐步穩(wěn)定的恢復(fù),與此同時(shí),伴隨著前幾年退耕還林還草效果的體現(xiàn),植被連續(xù)大幅度降低的情況也沒有再出現(xiàn).空間上來看,西北地區(qū)(威寧草海區(qū)域)、西部地區(qū)(六盤水區(qū)域)、黔西南地區(qū)(晴隆、普安和貞豐區(qū)域)以及安順市(關(guān)嶺區(qū)域)FVC改善明顯,這與這些地區(qū)近些年在生態(tài)環(huán)境治理與保護(hù)、生態(tài)旅游資源開發(fā)以及石漠化改善治理方面取得的顯著成績(jī)有關(guān)[23-27].嚴(yán)重退化和GDP高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中分布在貴陽附近區(qū)域,其原因主要是貴陽作為省會(huì)城市,在實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的過程中,局部區(qū)域的GDP雖然得到了快速提升,但是對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的破壞也是最為嚴(yán)重的地方.
圖6 2000~2019年環(huán)保資金投入增長(zhǎng)變化
由圖7a可以看出,近20年來三大產(chǎn)業(yè)對(duì)GDP的貢獻(xiàn)率大小依次為第三產(chǎn)業(yè)>第二產(chǎn)業(yè)>第一產(chǎn)業(yè).平均貢獻(xiàn)率分別為51%, 36%, 13%.由圖7b可以看出,第三產(chǎn)業(yè)增加值與FVC之間呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系(2=0.71).另外,參考朱玉杰等[28]的方法獲取了貴州省近20年來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)程度(圖7c),可以看出近20年來貴州省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出不斷優(yōu)化升級(jí)的趨勢(shì).因此,貴州省積極的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化轉(zhuǎn)型升級(jí),尤其是對(duì)第三產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展對(duì)于該地區(qū)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增速與植被恢復(fù)協(xié)調(diào)發(fā)展的“雙贏”格局做出了積極貢獻(xiàn).第三產(chǎn)業(yè)的集聚發(fā)展不僅能夠降低城市污染[29]、改善地區(qū)環(huán)境現(xiàn)狀以及促進(jìn)環(huán)境效率的提升[30],而且還能影響不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí),以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展, 對(duì)于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義[31-32].
降水對(duì)區(qū)域內(nèi)FVC空間分布演變格局的影響表現(xiàn)出一定的異質(zhì)性,但整體上表現(xiàn)為正向作用(圖7d).降水與FVC呈正相關(guān)面積占70.6%,負(fù)相關(guān)面積占29.4%.西部地區(qū)正向作用表現(xiàn)最為明顯,這可能與貴州省西高東低的地形分布有關(guān),因?yàn)楦吆0蔚貐^(qū)植被對(duì)氣候因素的響應(yīng)較低海拔地區(qū)要快[33],使得高海拔地區(qū)植被對(duì)于降水的需求更加敏感.貴州省雖然年均降水量較為豐沛,但其獨(dú)特的喀斯特地貌和上下二元空間結(jié)構(gòu)使其地形破碎和溶蝕裂隙特征較為突出,地表水流失與地下水漏失較為嚴(yán)重,導(dǎo)致地表的實(shí)際儲(chǔ)水能力較弱,真正能夠提供給植被吸收利用的有效水分并不充裕[34-35],所以區(qū)域植被恢復(fù)對(duì)于降水的依賴程度相較于其它氣候要素類要強(qiáng).
2000~2019這20年間,貴州省GDP從1029.92億元提升到16769.34億元,增加了高達(dá)16倍之多,與之相伴的是近20年來植被恢復(fù)也提升了15.87%.經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展進(jìn)一步帶動(dòng)了人均收入的顯著增加,這一結(jié)果所帶來的最大好處就是極大程度上改變了人們傳統(tǒng)的習(xí)慣和不良行為(用植被作為生物燃料),從而使人們對(duì)植被的破壞得到極大程度的減小,并且在政府的支持鼓勵(lì)下,人們對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)也會(huì)變得更加強(qiáng)烈[36].因此,貴州省在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增速的同時(shí)植被能夠得到有效恢復(fù),主要還體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面.一,經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)了更多生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策的出臺(tái);二,經(jīng)濟(jì)發(fā)展投入了更多環(huán)保資金用來重建或是改善自然生態(tài)環(huán)境;三,經(jīng)濟(jì)發(fā)展改善了人們的收入來源與生活方式,推動(dòng)了人們環(huán)保意識(shí)的進(jìn)一步樹立;四,經(jīng)濟(jì)發(fā)展促進(jìn)了資源的循環(huán)利用,使得資源利用效率得到了極大提升.
本文研究結(jié)果表明,貴州省自2000年以來植被恢復(fù)整體呈現(xiàn)出不斷向好的趨勢(shì),這一結(jié)果與之前眾多研究學(xué)者相一致[37-39].植被退化區(qū)域主要是由于城鎮(zhèn)擴(kuò)張所致,另外,關(guān)于維持驅(qū)動(dòng)力方面,人類活動(dòng)影響對(duì)于貴州省植被恢復(fù)的貢獻(xiàn)作用要強(qiáng)于自然環(huán)境因子,這與Wei等[40]的研究結(jié)果相一致,與此同時(shí),自然環(huán)境因子中降水對(duì)于植被覆蓋的影響整體表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系.另外,在不足方面,數(shù)據(jù)的空間分辨率、分析方法以及時(shí)期的選擇可能都會(huì)對(duì)研究結(jié)果產(chǎn)生一定的誤差[41],地理探測(cè)器方法連續(xù)因子的離散化無明確標(biāo)準(zhǔn),致使其分類結(jié)果可能會(huì)對(duì)模型運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生一定的影響[42].本文主要采用自然間斷點(diǎn)分級(jí)法來進(jìn)行分類,盡可能避免了人為分類的主觀性,但是,分類方法與數(shù)量對(duì)研究結(jié)果的影響仍需要做進(jìn)一步的探究.另外,對(duì)于人類活動(dòng)與自然環(huán)境影響因子類型的選取依然有待進(jìn)一步增加與細(xì)化,主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)力的內(nèi)在維持驅(qū)動(dòng)機(jī)理也有待進(jìn)一步的深入探討.
4.1 時(shí)間演變特征上,2000~2019年來貴州省FVC整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì),降低年份主要受人類活動(dòng)影響作用,FVC在0.52~0.64之間變化,平均FVC為0.53,年均增長(zhǎng)率為0.52%.
4.2 空間演變特征上,貴州省FVC分布整體水平較高,呈現(xiàn)由西部向東部上升的趨勢(shì),主要以中等、中高和高度覆蓋為主,三者面積占比之和約為89.7%.總體演變格局以輕微改善、基本不變?yōu)橹?兩者面積占比之和為68.94%,近20年來FVC改善區(qū)域面積占比57.93%,西部區(qū)域植被恢復(fù)得到明顯改善和提升,退化區(qū)域面積占比12.25%,主要集中在城鎮(zhèn)化周邊區(qū)域,FVC總體動(dòng)態(tài)變化穩(wěn)定且趨于向好改善.
4.3 驅(qū)動(dòng)力分析表明,貴州省FVC分布格局演變特征深受人類活動(dòng)與自然環(huán)境因子的雙重影響,且人類活動(dòng)對(duì)于貴州省植被恢復(fù)的驅(qū)動(dòng)作用強(qiáng)于自然環(huán)境因子,各因子的解釋力排序依次為: GDP>人口密度>土地利用>降水>坡度>坡向>巖性>DEM>氣溫>地表粗糙度.其中,GDP是維持植被恢復(fù)的人類活動(dòng)主導(dǎo)因子,且當(dāng)GDP在21.24~943.17億元范圍內(nèi)時(shí),植被恢復(fù)最好,降水是維持植被恢復(fù)的自然環(huán)境主導(dǎo)因子,且當(dāng)降水在1422.85~1645.36mm范圍內(nèi)時(shí),植被恢復(fù)最好.
4.4 國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)(貴州)經(jīng)濟(jì)增速與植被恢復(fù)能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展,主要還是得益于積極的人類活動(dòng)以及自身經(jīng)濟(jì)的快速提升與生態(tài)環(huán)境改善二者之間的相互促進(jìn),積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)、大力推進(jìn)第三產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展以及不斷貫徹落實(shí)退耕還林還草政策等積極的人類活動(dòng)為貴州省實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增速與植被恢復(fù)協(xié)調(diào)發(fā)展的“雙贏”局面做出了巨大貢獻(xiàn).
[1] Yin G, Hu Z Y, Chen X, et al. Vegelation dynamics and its response to climate change in Central Asia [J]. Joural of Arid Land, 2016,8(3): 375-388.
[2] 甘春英,王兮之,李保生,等.連江流域近18年來植被覆蓋度變化分析[J]. 地理科學(xué), 2011,31(8):1019-1024.
Gan C Y, Wang X Z, Li B S, et al. Changes of vegetation coverage during recent 18years in Lian jiang River Watershed [J]. Scientia Geographica Sinica, 2011,31(8):1019-1024.
[3] 游 珍,李占斌,袁 瓊,等.干旱區(qū)植被覆蓋度的建設(shè)閾值分析[J]. 水土保持研究, 2005,(3):88-90.
You Z, Li Z B, Yuan Q, et al. Study on the threshold of vegetation coverage in arid area [J]. Research of Soil and Water Conservation, 2005,(3):88-90.
[4] 楊世凡,安裕倫.生態(tài)恢復(fù)背景下喀斯特地區(qū)植被覆蓋的時(shí)空變化——以黔中地區(qū)為例[J]. 地球與環(huán)境, 2014,42(3):404-412.
Yang S F, An Y L. Spatial and temporal variations of vegetation coverage in karst areas under the background of ecological recovery: A case study in the central area of Guizhou Province [J]. Earth and Environment, 2014,42(3):404-412.
[5] 劉垚燚,曾 鵬,張 然,等.基于GEE和BRT的1984~2019年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)植被覆蓋度變化[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2021,32(3):1033-1044.
Liu Y Y, Zeng P, Zhang R, et al. Vegetation coverage change of the demonstration area of ecologically friendly development in the Yangtze River Delta, China based on GEE and BRT during 1984~2019 [J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2021,32(3):1033-1044.
[6] Li J, Peng S, Zhi L. Detecting and attributing vegetation changes on China's Loess Plateau [J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2017,247:260-270.
[7] Liu H, Zhang M, Lin Z, et al. Spatial heterogeneity of the relationship between vegetation dynamics and climate change and their driving forces at multiple time scales in Southwest China [J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2018,256–257:10-21.
[8] 金 凱,王 飛,韓劍橋,等.1982~2015年中國(guó)氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)植被NDVI變化的影響[J]. 地理學(xué)報(bào), 2020,75(5):14.
Jin K, Wang F, Han J Q, et al. Contribution of climatic change and human activities to vegetation NDVI change over China during 1982~ 2015 [J]. Acta Geographica Sinica, 2020,75(5):14.
[9] 韓雙喜.貴州成為首批國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)[J]. 當(dāng)代貴州, 2016, (32):4-5.
Han S X. Guizhou has become one of the first batch of national ecological civilization pilot zone [J]. Guizhou Today, 2016,(32):4-5.
[10] 安吉平,王 濟(jì),蔡雄飛,等.西南喀斯特二元結(jié)構(gòu)下土壤流失研究進(jìn)展[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017,56(9):1605-1610.
An J P, Wang J, Cai X F, et al. Research progress of soil loss under the dual structure of southwest Karst [J]. Hubei Agricultural Sciences, 2017,56(9):1605-1610.
[11] 黎良財(cái),陸燈盛,張曉麗,等.基于時(shí)序遙感的喀斯特山區(qū)植被覆蓋研究[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2017,37(7):11-17.
Li L C, Lu D S, Zhang X L, et al. Study on the dynamics of vegetation coverage in the karst mountainous area based on multi- temporal remote sensing images [J]. Journal of Central South University of Forestry & Technology, 2017,37(7):11-17.
[12] Liu H, Han B, Wang L. Modeling the spatial relationship between urban ecological resources and the economy [J]. Journal of Cleaner Production, 2016.
[13] 趙維清,李經(jīng)緯,褚 琳,等.近10年湖北省植被指數(shù)時(shí)空變化特征及其驅(qū)動(dòng)力[J].生態(tài)學(xué)報(bào), 2019,39(20):7722-7736.
Zhao W Q, Li J W, Chu L, et al. Analysis of spatial and temporal variations in vegetation index and its driving force in Hubei Province in the last 10years [J].Acta Ecologica Sinica, 2019,39(20):7722- 7736.
[14] 趙安周,裴 韜,曹 森,等.京津冀城市擴(kuò)張對(duì)植被和地表城市熱島的影響[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2020,40(4):1825-1833.
Zhao A Z, Pei T, Cao S, et al. Impacts of urbanization on vegetation growth and surface urban heat island intensity in the Beijing- Tianjin-Hebei [J]. China Environmental Science, 2020,40(4):1825- 1833.
[15] 白子怡,薛 亮,薛東前,等.關(guān)中-天水經(jīng)濟(jì)區(qū)人類活動(dòng)對(duì)植被覆蓋變化的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2020,25(2):151-159.
Bai Z Y, Xue L, Xue D Q, et al. Impact of human activities on the vegetation cover change in Guanzhong-Tianshui economic zone [J]. Journal of China Agricultural University, 2020,25(2):151-159.
[16] 樊 涵,楊朝輝,王 丞,等.貴州省自然保護(hù)地時(shí)空演變特征及影響因素[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2021,32(3):1005-1014.
Fan H, Yang C H, Wang C, et al. Temporal-spatial variation and the affecting factors of protected areas in Guizhou, China [J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2021,32(3):1005-1014.
[17] 容 麗,楊 龍.貴州的生物多樣性與喀斯特環(huán)境[J]. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2004,(4):1-6.
Rong L, Yang L. Biodiversity of Guizhou Province and its karst environment [J]. Journal of Guizhou Normal University(Natural Sciences), 2004,(4):1-6.
[18] 王文輝,馬祥慶,鄒顯花,等.2000~2010年福建省植被覆蓋度的時(shí)空演變特征[J]. 水土保持研究, 2017,24(4):234-239,246.
Wang W H, Ma X Q, Zou X H, et al. Spatiotemporal variations of vegetation change in Fujian Province from 2000 to 2010 [J]. Research of Soil and Water Conservation, 2017,24(4):234-239,246.
[19] 祝 聰,彭文甫,張麗芳,等.2006~2016年岷江上游植被覆蓋度時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)力[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2019,39(5):1583-1594.
Zhu C, Peng W F, Zhang L F, et al. Study of temporal and spatial variation and driving force of fractional vegetation cover in upper reaches of Minjiang River from 2006 to 2016 [J]. Acta Ecologica Sinica, 2019,39(5):1583-1594.
[20] 裴 杰,牛 錚,王 力,等.基于Google Earth Engine云平臺(tái)的植被覆蓋度變化長(zhǎng)時(shí)間序列遙感監(jiān)測(cè)[J]. 中國(guó)巖溶, 2018,37(4):608- 616.
Pei J, Niu Z, Wang L, et al. Monitoring to variations of vegetation cover using long-term time series remote sensing data on the Google Earth Engine cloud platform [J]. Carsologica Sinica, 2018,37(4):608- 616.
[21] 符 靜,秦建新,張 猛,等.2001~2013年洞庭湖流域植被覆蓋度時(shí)空變化特征[J]. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào), 2016,18(9):1209-1216.
Fu J, Qin J X, Zhang M, et al. Spatial-temporal variations of vegetation coverage in the Lake Dongting Basin from 2001 to 2013 [J].Journal of Geo-information Science, 2016,18(9):1209-1216.
[22] 李光平,游 涌.貴州省政協(xié)提出退耕還林還草“十五字方略”省委政府領(lǐng)導(dǎo)稱其為“一項(xiàng)重要的指導(dǎo)原則” [N]. 人民政協(xié)報(bào), 2000- 08-18(001).
Li G P, You Y.The CPPCC Guizhou Provincial Committee proposed the "15character general plan" of returning farmland to forests and grasslands, which the leaders of the provincial Party committee and government called "an important guiding principle"[N]. Journal of the Chinese People's Political Consultative Conference, 2000-08-18(001).
[23] 付玉林.畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)生態(tài)治理政策的變遷[J]. 鄉(xiāng)村科技, 2020, (7):119-121.
Fu Y L. Changes of ecological governance policies in Bijie Experimental Area [J]. Rural science and technology, 2020,(7):119- 121.
[24] 顧羊羊,徐夢(mèng)佳,楊 悅,等.喀斯特石漠化區(qū)生態(tài)保護(hù)紅線劃定——以貴州省威寧縣為例[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2021,41(9):3462-3474.
Gu Y Y, Xu M J, Yang Y, et al. Delineation of ecological conservation redline in karst rocky desertification areas: A case study of Weining County, Guizhou Province [J]. Acta Ecologica Sinica, 2021,41(9): 3462-3474.
[25] 李如海.西部地區(qū)資源型城市生態(tài)旅游發(fā)展探索——以貴州省六盤水市為例[J]. 六盤水師范學(xué)院學(xué)報(bào), 2015,27(3):9-13.
Li R H. Research on the eco-tourism development of resources-based cities in the western part——Take Liupanshui City in Guizhou as an example [J]. Journal of Liupanshui Normal University, 2015,27(3):9- 13.
[26] 葉 鑫,顧羊羊,張 琨,等.西南喀斯特地區(qū)石漠化治理現(xiàn)狀分析與對(duì)策研究——以貴州省黔西南州為例[J]. 環(huán)境保護(hù), 2020,48(22): 30-34.
Ye X, Gu Y Y, Zhang K, et al. Current situation analysis and countermeasures of rocky desertification control in southwest Karst Region: A case study of Qianxinan prefecture in Guizhou Province [J]. Environmental Protection, 2020,48(22):30-34.
[27] 姚永慧,索南東主,張俊瑤,等.2010~2015年貴州省關(guān)嶺縣石漠化時(shí)空演變及人類活動(dòng)影響因素[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展, 2019,38(11):1759- 1769.
Yao Y H, Suo N D Z, Zhang Z Y, et al. Spatiotemporal characteristics of karst rocky desertification and the impact of human activities from 2010 to 2015 in Guanling County, Guizhou Province [J]. Progress in Geography, 2019,38(11):1759-1769.
[28] 朱玉杰,倪驍然.金融規(guī)模如何影響產(chǎn)業(yè)升級(jí):促進(jìn)還是抑制?——基于空間面板Durbin模型(SDM)的研究:直接影響與空間溢出[J]. 中國(guó)軟科學(xué), 2014,(4):180-192.
Zhu Y J, Ni X R. How can financial scale affect industrial upgrading: Facilitating or inhibiting? research based on spatial panel Durbin Model: Direct effects and spatial spillover [J]. China Soft Science, 2014,(4):180-192.
[29] 楊 敏.產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)工業(yè)污染排放影響的實(shí)證研究——基于制造業(yè)集聚和服務(wù)業(yè)集聚對(duì)比的研究[J]. 求實(shí), 2018,(2):59-74,111.
Yang M. Empirical research on the influence of industrial agglomeration on industrial pollution emission: Based on the comparison of manufacturing agglomeration and service industry agglomeration [J]. Truth Seeking, 2018,(2):59-74,111.
[30] 周杰文,蔣正云,趙 月.生態(tài)文明視角下旅游產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)環(huán)境污染的影響——以西部地區(qū)為例[J]. 生態(tài)經(jīng)濟(jì), 2019,35(4):132-139.
Zhou J W, Jiang Z Y, Zhao Y. The impact of tourism industry agglomeration on environmental pollution from the perspective of ecological civilization: Taking the western region as an example [J]. Ecological Economy, 2019,35(4):132-139.
[31] 王 婭,楊國(guó)靖,周立華.祁連山北麓牧區(qū)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性診斷——以甘肅肅南裕固族自治縣為例[J]. 冰川凍土, 2021,43(2): 370-380.
Wang Y, Yang G J, Zhou L H. The vulnerability diagnosis of the pastoral area social-ecological system in northern Qilian Mountains:a case study on the Sunan Yugur Autonomous County in Gansu Province [J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2021,43(2):370-380.
[32] 余玉冰.我國(guó)省會(huì)城市第三產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)環(huán)境效率的影響研究[D]. 成都:成都理工大學(xué), 2020.
Yu Y B. Study on the impact of the third industry agglomeration on the environmental efficiency of Chinese provincial capital cities [D]. Chengdu : Chengdu University of Technology, 2020.
[33] 張顧萍,陳國(guó)民,邵懷勇,等.近16年金沙江流域植被覆蓋時(shí)空特征及其對(duì)氣候的響應(yīng)[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 2021,30(7):1638-1648.
Zhang G P, Chen G M, Shao H Y, et al. Spatial-temporal characteristics of vegetation coverage and its response to climate from 2000 to 2015 in Jinsha River Basin, China [J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2021,30(7):1638-1648.
[34] Jiang Z, Liu H W, et al. Bedrock geochemistry influences vegetation growth by regulating the regolith water holding capacity [J]. Nature Communications, 2020.
[35] 彭大為,周秋文,謝雪梅,等.下墊面因素對(duì)喀斯特地區(qū)水分利用效率的影響[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展, 2021,40(12):2086-2100.
Peng D W, Zhou Q W, Xie X M, et al. Effect of underlying surface factors on water use efficiency in the karst area [J]. Progress in Geography, 2021,40(12):2086-2100.
[36] Hu M, Xia B. A significant increase in the normalized difference vegetation index during the rapid economic development in the Pearl River Delta of China [J]. Land Degradation & Development, 2019, 30(4).
[37] Tian Y, Bai X, Wang S, et al. Spatial-temporal changes of vegetation cover in Guizhou Province, Southern China [J]. Chinese Geographical Science, 2017,27(1):25-38.
[38] 許玉鳳,陳發(fā)輝,傅良同.近15年貴州高原植被變化時(shí)空格局分析[J]. 西部林業(yè)科學(xué), 2019,48(1):1-6.
Xu Y F, Chen F H, Fu L T. Analysis on vegetation coverage change and its spatio-temporal pattern in Guizhou Plateau during recent 15years [J]. Journal of West China Forestry Science, 2019,48(1):1-6.
[39] 張蓓蓓,蔡 宏,田鵬舉,等.2000~2017年貴州省植被覆蓋時(shí)空變化特征及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)[J]. 地球與環(huán)境, 2020,48(4):461-470.
Zhang B B, Cai H, Tian B J, et al. Spatiotemporal variation of the vegetation coverage in Guizhou from 2000 to 2017 and its response to the climate change [J]. Earth and Environment, 2020,48(4):461-470.
[40] Wei X C, Zhou Q W, Luo Y, et al. Vegetation dynamics and its response to driving factors in typical karst regions, Guizhou Province, China [J]. Frontiers of Earth Science, 2021,15(1):167-183.
[41] Zhang Y, Zhang C, Wang Z, et al. Vegetation dynamics and its driving forces from climate change and human activities in the Three-River Source Region, China from 1982 to 2012 [J]. Science of the Total Environment, 2016,563-564(1):210-220.
[42] 孟 琪,武志濤,杜自強(qiáng),等.基于地理探測(cè)器的區(qū)域植被覆蓋度的定量影響——以京津風(fēng)沙源區(qū)為例[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2021,41(2): 826-836.
Meng Q, Wu Z T, Du Z Q, et al. Quantitative influence of regional fractional vegetation cover based on geodetector model——Take the Beijing-Tianjin sand source region as an example [J]. China Environmental Science, 2021,41(2):826-836.
Coordinated development of economic growth and vegetation restoration in the national ecological civilization pilot zone (Guizhou).
LI Xi1, YANG Sheng-tian1,2*, LUO Ya1, LI Chao-jun2, ZHOU Bo-chi2, LOU He-zhen2, ZHANG Yu-jia2, ZHANG Jun2
(1.School of Geographic and Environmental Sciences, Guizhou Normal University, Guiyang 550025, China;2.Gollege of Water Sciences, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)., 2022,42(9):4333~4342
The rapid economic development often accompanies the destruction of ecological environment, and the contradictory relationship between both cannot be effectively coordinated for a long time. Achieving the coordinated development of economic growth and vegetation restoration has been a hot research topic worldwide. In this paper, taking (Guizhou) as the study area, the temporal and spatial evolution characteristics of Fractional Vegetation Cover (FVC) in Guizhou (the National Ecological Civilization Pilot Zone) in the past 20 years are analyzed with the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) data from 2000 to 2019, and the geo-detector is used to identify the main forces for sustaining the recovery of vegetation under the continuous economic growth. Results reveal an increasing FVC trend in the past 20 years, demonstrating a medium, medium-high, and high coverage at an annual growth rate of 0.52% and an average FVC of 0.53. Secondly, the changing trend of FVC in Guizhou has been slightly improved and unchanged over the past 20 years, and the improved area accounts for 57.93%. The western region has been significantly upgraded, and the degraded areas are mainly concentrated around towns and cities. The overall dynamic changes have tended to be stable and improved. Thirdly, the evolution of the spatial distribution pattern of FVC is deeply affected by both human activities and natural environment factors, and human activities have a more substantial effect on vegetation restoration. Gross Domestic Product (GDP) and precipitation are the dominant forces driving vegetation restoration under continuous economic growth. Fourthly, actively promoting the optimization and upgrading of the industrial structure, vigorously promoting the rapid development of the tertiary industry, and constantly implementing the Grain for Green Project have made great contributions to the "win-win" situation of the coordinated development of economic growth and vegetation restoration in Guizhou.
National Ecological Civilization Pilot Zone (Guizhou);Factional Vegetation Cover (FVC);economic growth;vegetation restoration;driving force;win-win
X321
A
1000-6923(2022)09-4333-10
2022-02-11
國(guó)家自然科學(xué)基金(U1812401);貴州省科技支撐計(jì)劃(黔科合支撐[2020]4Y016號(hào));貴州省2019年度哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題(19GZZD07);貴州省普通高等學(xué)??萍及渭馊瞬胖С钟?jì)劃項(xiàng)目(黔教合KY[2018]042)
*責(zé)任作者, 教授, yangshengtian@bnu.edu.cn
黎 喜(1993-),男,貴州遵義人,貴州師范大學(xué)碩士研究生,主要從事生態(tài)水文遙感研究.發(fā)表論文2篇.