如克亞·熱合曼，阿里木江·卡斯木,2①，哈力木拉提·阿布來(lái)提，希麗娜依·多來(lái)提，許金花

(1.新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2.新疆師范大學(xué)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心，新疆 烏魯木齊 830054)

全球正在經(jīng)歷前所未有的生境質(zhì)量退化，大多數(shù)國(guó)家都處在城市化階梯的上升階段[1]，人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度增大使得自然棲息地壓力越來(lái)越大，導(dǎo)致生物多樣性退化[2]。人類(lèi)生存環(huán)境依賴(lài)于生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[3]，生境質(zhì)量是生物多樣性的重要反映，是環(huán)境提供適宜條件的能力，生境質(zhì)量關(guān)系著人與自然和諧共生及人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展[4]。然而，土地利用變化可能引起生物多樣性喪失及生境質(zhì)量下降[5]。政府部門(mén)、規(guī)劃者和學(xué)者就保護(hù)棲息地質(zhì)量達(dá)成共識(shí)。例如，歐盟委員會(huì)和美國(guó)制定了保護(hù)生物多樣性、防止生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化的保護(hù)策略和法案；《中國(guó)生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃(2011—2030年)》中提出將24%的領(lǐng)土面積設(shè)為生物多樣性?xún)?yōu)先保護(hù)區(qū)[6]。評(píng)估生境質(zhì)量，模擬和預(yù)測(cè)生境質(zhì)量變化趨勢(shì)及其對(duì)人類(lèi)福祉的影響，成為當(dāng)前生態(tài)學(xué)和地理學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域[7]。因此，開(kāi)展區(qū)域生境質(zhì)量格局研究對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[8]。

近年來(lái)，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者從生境質(zhì)量、生態(tài)服務(wù)功能、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)預(yù)警等角度出發(fā)，圍繞城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，對(duì)土地利用變化及其引起的生態(tài)效應(yīng)做了大量研究[9]，研究尺度主要包括國(guó)家尺度[10]、自然保護(hù)區(qū)[11]、省域尺度[12]、流域尺度[13]、自然區(qū)[14]和市域尺度[15]。生境質(zhì)量通常采用模型進(jìn)行評(píng)估，常見(jiàn)的評(píng)估模型有InVEST模型、HIS模型和SolVES模型[16-18]。其中，InVEST模型被廣泛應(yīng)用，陳雅倩等[19]采用InVEST模型分析了河北省唐縣未利用地開(kāi)發(fā)前后的生境質(zhì)量變化情況，發(fā)現(xiàn)經(jīng)有效開(kāi)發(fā)未利用后，該區(qū)域生境質(zhì)量得到提升；王軍等[8]基于InVEST模型研究閩江流域生境質(zhì)量時(shí)空變化特征，發(fā)現(xiàn)土地利用變化是影響生境質(zhì)量的重要因素；楊潔等[20]采用InVEST模型評(píng)估2000—2018年黃河流域生境質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)影響生境質(zhì)量空間分異最重要的驅(qū)動(dòng)因子為土地利用/覆被。上述研究結(jié)果表明，土地利用方式轉(zhuǎn)變是引起生境質(zhì)量變化的關(guān)鍵要素。InVEST模型根據(jù)土地利用/覆被和不同地類(lèi)對(duì)生物多樣性產(chǎn)生威脅的程度進(jìn)行生境質(zhì)量評(píng)估，利用可視化方式表現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)適宜性，是實(shí)現(xiàn)生境質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化、空間分布制圖和生境質(zhì)量量化的重要工具[21-22]。InVEST模型具有所需數(shù)據(jù)較少且較易獲取、空間可視化能力強(qiáng)和評(píng)估準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。學(xué)者多以InVEST模型和Moran′sI指數(shù)等空間相關(guān)分析法探究快速城鎮(zhèn)化發(fā)展背景下土地利用變化引起的生境質(zhì)量時(shí)空演化規(guī)律[23-24]，局部Moran′sI指數(shù)可以從時(shí)空演變視角分析生境質(zhì)量高低值區(qū)域的相關(guān)關(guān)系，揭示兩者的空間關(guān)聯(lián)特征。然而，生境質(zhì)量影響因素較為復(fù)雜，現(xiàn)實(shí)情況中通常為人類(lèi)活動(dòng)、城市開(kāi)發(fā)和道路建設(shè)等多種因素共同影響生境質(zhì)量。因此，需要綜合考慮研究區(qū)多種因素對(duì)生境質(zhì)量的影響。

在國(guó)家大戰(zhàn)略背景推動(dòng)下，天山北坡城市群經(jīng)濟(jì)、工業(yè)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)勢(shì)必會(huì)使土地利用/覆蓋劇烈變化，進(jìn)而導(dǎo)致生境質(zhì)量變化。為揭示在“一帶一路”建設(shè)驅(qū)動(dòng)下，天山北坡城市群整體生境質(zhì)量演化內(nèi)在規(guī)律，以天山北坡城市群縣級(jí)行政區(qū)劃為基本單元，采用InVEST模型從時(shí)空維度評(píng)估生態(tài)脆弱地區(qū)生境質(zhì)量和退化程度，采用空間自相關(guān)分析方法挖掘區(qū)域生境質(zhì)量時(shí)空分異的空間集聚特征，分析其時(shí)空尺度變化情況，并探查其影響因素，以期為天山北坡城市群生態(tài)系統(tǒng)及環(huán)境保護(hù)提供一定參考。

1 研究區(qū)概況

天山北坡城市群處于準(zhǔn)噶爾盆地南部，位于84°33′～90°32′ N、42°78～45°59′ E，南至天山山區(qū)，北鄰古爾班通古特沙漠(圖1)，城市群總面積為21.54萬(wàn)km2，其面積占新疆總面積的13%。區(qū)域?qū)儆跍貛Т箨懶詺夂騾^(qū)，日較差、年較差大，主要自然植被有草地、灌木和林地等，其中，林地以南部山區(qū)的常綠針葉林為主。研究區(qū)主要土壤類(lèi)型有棕鈣土、風(fēng)沙土、鹽土、灌淤土和灰漠土，以及廣泛分布于中高海拔山區(qū)的冰川和凍土。在人類(lèi)活動(dòng)與自然氣候雙重影響下，區(qū)域綠洲邊緣鹽漠化明顯，冰川退縮嚴(yán)重，區(qū)域脆弱的生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

圖1 天山北坡城市群2020年土地利用分布

2 材料與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

涉及數(shù)據(jù)包括天山北坡城市群2000、2010和2020年共3期土地利用數(shù)據(jù)(來(lái)源于https:∥www.resdc.cn/，分辨率為30 m)、數(shù)字高程模型(來(lái)源于日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)的ALOS數(shù)據(jù)，分辨率為12.5 m)以及高速公路、國(guó)道、省道、縣道和鐵路等矢量數(shù)據(jù)(來(lái)源于全國(guó)地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)，http:∥www.webmap.cn)。所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用WGS_1984坐標(biāo)系。根據(jù)研究目的及研究區(qū)景觀(guān)特征，參照GB/T 21010—2007《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)》采用二級(jí)分類(lèi)系統(tǒng)，建立6個(gè)一級(jí)類(lèi)、25個(gè)二級(jí)類(lèi)的分類(lèi)體系。

2.2 研究方法

2.2.1生境質(zhì)量模型

生境質(zhì)量指數(shù)可以用來(lái)表征研究區(qū)生境質(zhì)量和評(píng)價(jià)生物多樣性水平，反映物種在繁殖過(guò)程中的遺傳變異和潛力[25]。采用InVEST模型中的生境質(zhì)量模塊(habitat quality model)對(duì)研究區(qū)2000—2020年生境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。該模型通過(guò)建立不同土地利用類(lèi)型與威脅源之間的關(guān)系，利用研究區(qū)土地利用類(lèi)型數(shù)據(jù)來(lái)圈定和描述不同生境類(lèi)型對(duì)威脅源的響應(yīng)程度，獲得生境分布特征。該模型認(rèn)為棲息地質(zhì)量越高，相應(yīng)的生物多樣性越高，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定[26]。生境質(zhì)量指數(shù)計(jì)算公式[27]為

(1)

式(1)中，Qxj為土地利用類(lèi)型j中網(wǎng)格x的棲息地質(zhì)量指數(shù)，介于0～1之間；Hj為土地利用類(lèi)型j的生境適合度；Dxj為土地利用類(lèi)型j中網(wǎng)格x的生境退化程度；k為半飽和常數(shù)；z為模型默認(rèn)參數(shù)，即一種歸一化常量，通常取2.5。

生境退化度計(jì)算公式[27]為

(2)

式(2)中，y為脅迫因子r所有柵格；R為所有退化源；Yr為脅迫因子r的一組柵格；wr為歸一化脅迫因子r的權(quán)重，介于0～1之間；ry為柵格y的脅迫因子r值；irxy為柵格x的可達(dá)性水平；βx為柵格x的可接近水平；Sjr為土地利用類(lèi)型j對(duì)脅迫因子r的敏感性。其中，irxy計(jì)算公式為

(3)

(4)

式(3)～(4)中，drmax為生境脅迫因子r的最大影響距離；dxy為柵格x與y之間的線(xiàn)性距離。

天山北坡城市群作為國(guó)家“十三五”開(kāi)始推動(dòng)建設(shè)的19個(gè)城市群之一，是新疆城鎮(zhèn)化水平最高、人口最密集、產(chǎn)業(yè)最集中的地區(qū)[28]。因此，根據(jù)天山北坡城市群實(shí)際情況，以受到人類(lèi)干擾較大的農(nóng)業(yè)用地、公路、鐵路、城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)用地以及其他建設(shè)用地和未利用地作為威脅源，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)和區(qū)域特點(diǎn)[29-31]進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置(表1)。

每種土地類(lèi)型對(duì)威脅因子的敏感性(Sjr)不同，敏感性可以根據(jù)實(shí)際情況與綜合相關(guān)文獻(xiàn)[32-34]進(jìn)行設(shè)置(表2)，其取值范圍為0～1。

表1 威脅源權(quán)重和最大影響距離

表2 土地類(lèi)型對(duì)威脅因子的敏感性

為更好地反映土地利用變化對(duì)天山北坡城市群生境質(zhì)量的影響，制定生境質(zhì)量等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)(表3)，結(jié)合生境質(zhì)量運(yùn)算結(jié)果和研究區(qū)實(shí)際情況，基于A(yíng)rcGIS 10.2軟件空間分析功能，采用幾何間隔法對(duì)生境質(zhì)量值進(jìn)行等級(jí)劃分，將天山北坡城市群生境質(zhì)量劃分為優(yōu)、良、中等、較差和差5個(gè)等級(jí)(表3)。

表3 天山北坡城市群生境質(zhì)量等級(jí)劃分

2.2.2生境質(zhì)量變化模型

生境質(zhì)量變化是生境質(zhì)量在研究末期和初期的變化量，其計(jì)算公式為

△δ=δ1-δ0。

(5)

式(5)中，△δ為在某一時(shí)期內(nèi)研究區(qū)生境質(zhì)量的變化量；δ1為末期生境質(zhì)量指數(shù)；δ0為初期生境質(zhì)量指數(shù)。

2.2.3生境質(zhì)量空間自相關(guān)分析

局部空間自相關(guān)(LISA)指數(shù)可用來(lái)反映某一特定空間單元與鄰近單元之間的聚集特征與分異特征[35]，通過(guò)局部Moran′sI來(lái)計(jì)算，其計(jì)算公式為

(6)

式(6)中，n為空間單元總數(shù)；wij為生境質(zhì)量高值區(qū)域i與生境質(zhì)量低值區(qū)域j的空間權(quán)重矩陣；xi和xj分別為要素i和j的各類(lèi)聚集特征觀(guān)測(cè)值。Moran′sI值在[-1，1]區(qū)間內(nèi)，Moran′sI統(tǒng)計(jì)量的顯著性采用蒙特卡洛模擬方法進(jìn)行檢驗(yàn)，模擬次數(shù)設(shè)置為999，檢驗(yàn)公式為

(7)

(8)

式(7)～(8)中，I為要素的空間相關(guān)性；E(I)為觀(guān)測(cè)變量自相關(guān)性的期望值；var(I)和S(I)分別為方差和標(biāo)準(zhǔn)差；zI為標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)。在給定顯著水平下，z>0時(shí)說(shuō)明要素間存在顯著正相關(guān)，I值接近1，表明空間單元存在高-高或低-低值聚集，空間差異越小，性質(zhì)越相似；z<0時(shí)說(shuō)明要素間存在顯著負(fù)相關(guān)，I值越接近-1，表明空間單元存在高-低或低-高值空間聚集，空間差異越大；z等于0說(shuō)明空間自相關(guān)性不顯著。

3 結(jié)果與分析

3.1 生境質(zhì)量變化

生境質(zhì)量值越接近1，說(shuō)明區(qū)域生態(tài)環(huán)境抵御威脅因子的能力越強(qiáng)，生境質(zhì)量就越好。采用InVEST模型生境適宜性評(píng)估模塊(habitate quality)評(píng)估研究區(qū)生境質(zhì)量時(shí)空變化。圖2表明，天山北坡城市群中部地區(qū)生境質(zhì)量水平總體較高，而南、北部地區(qū)生境質(zhì)量較差。研究區(qū)生境質(zhì)量差等級(jí)區(qū)域面積占比較高，其次為中等等級(jí)，良和優(yōu)等級(jí)占比較小，較差等級(jí)面積占比最小。2000—2020年研究區(qū)生境質(zhì)量?jī)?yōu)和良等級(jí)區(qū)域面積呈減少趨勢(shì)，中等級(jí)區(qū)域面積較為穩(wěn)定，差和較差等級(jí)區(qū)域面積略有增長(zhǎng)。

圖2 2000—2020年天山北坡城市群生境質(zhì)量分布

3.1.1生境質(zhì)量時(shí)間分布

2000、2010和2020年天山北坡城市群平均生境質(zhì)量指數(shù)分別為0.89、0.80和0.91，表明天山北坡城市群生境質(zhì)量整體呈先惡化后好轉(zhuǎn)趨勢(shì)。2010年研究區(qū)生境質(zhì)量明顯低于前后期，這是因?yàn)?000—2010年“西部大開(kāi)發(fā)”戰(zhàn)略啟動(dòng)實(shí)施過(guò)程中，為了發(fā)揮研究區(qū)新型城鎮(zhèn)化主體區(qū)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略核心區(qū)的作用，大力發(fā)展工業(yè)和旅游業(yè)，經(jīng)濟(jì)水平得到顯著提升的同時(shí)，對(duì)環(huán)境造成一定影響。2000—2020年天山北坡城市群生境質(zhì)量分布見(jiàn)表4。如表4所示，20 a間研究區(qū)較差等級(jí)生境質(zhì)量區(qū)域面積明顯增加，由2000年的15 462.84 km2增加到2020年的21 547.42 km2，占比也由7.97%上升到11.11%；中等、良和優(yōu)等級(jí)生境質(zhì)量區(qū)域面積有所減少，良等級(jí)生境質(zhì)量區(qū)域面積由2000年的19 063.37 km2減少到2020年的16 494.32 km2，優(yōu)等級(jí)區(qū)域面積占比由11.72%下降到10.10%。天山北坡城市群大部分地區(qū)生境質(zhì)量保持平穩(wěn)，間接表明天山北坡城市群生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定，不易受外界因素影響。

表4 2000—2020年天山北坡城市群各質(zhì)量等級(jí)生境面積分布

3.1.2生境質(zhì)量空間分布

如圖2所示，天山北坡城市群生境質(zhì)量從天山中部向周邊平原逐漸下降，生境質(zhì)量高值區(qū)域分布在高昌區(qū)北部、烏魯木齊市、昌吉市和克拉瑪依市南部以及西天山自然保護(hù)區(qū)森林和草原地區(qū)，其面積占研究區(qū)總面積的10%以上。該地區(qū)物種資源和生物多樣性豐富，屬于研究區(qū)生境質(zhì)量最好的區(qū)域，年降水量比較豐富，蒸發(fā)量小，受人類(lèi)活動(dòng)影響少，生物多樣性相對(duì)豐富。生境質(zhì)量低值區(qū)域分布在研究區(qū)吐魯番地區(qū)、木壘哈薩克自治縣、瑪納斯縣和呼圖壁縣北部地區(qū)，其面積占總面積的56%以上。該地區(qū)主要分布有人類(lèi)活動(dòng)相對(duì)頻繁的平原耕作地帶、城鄉(xiāng)聚落區(qū)、裸地和低覆蓋草地等區(qū)域。

3.2 生境質(zhì)量等級(jí)轉(zhuǎn)移

由圖3和表5可知，2000—2020年天山北坡城市群大部分區(qū)域生境質(zhì)量基本沒(méi)有變化，研究區(qū)生境質(zhì)量水平變好區(qū)域主要為良等級(jí)轉(zhuǎn)為優(yōu)等級(jí)，其面積為2 090.16 km2，主要分布在天山北坡城市群邊緣地區(qū)，尤以烏蘇市西南部、克拉瑪依市北部、烏魯木齊市西南部、昌吉市南部、木壘縣中南部和奇臺(tái)縣東北部最為集中；生境質(zhì)量變差區(qū)域主要為中等級(jí)轉(zhuǎn)為差等級(jí)，其面積為6 777.30 km2，主要分布在研究區(qū)西部及中部地區(qū)，尤以烏魯木齊市北部、阜康市、吉木薩爾縣中部、奎屯市和托克遜縣北部最為集中。其中，烏魯木齊北部、阜康市和吉木薩爾縣中部生境質(zhì)量變化最為激烈，2000—2010年這些城市在“西部大開(kāi)發(fā)”戰(zhàn)略實(shí)施初期為了大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，新建大量工商業(yè)區(qū)、超量開(kāi)采地下水和過(guò)度放牧等人為因素，導(dǎo)致林草植被自然退化，覆蓋率降低。如阜康市為了發(fā)展旅游業(yè)，以天山天池為依托，建設(shè)一批旅游項(xiàng)目、星級(jí)酒店等住宿餐飲業(yè)，大力發(fā)展房地產(chǎn)業(yè)，到2010年基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)跨越式發(fā)展，與此同時(shí)也產(chǎn)生了大量生產(chǎn)和生活污染物，導(dǎo)致附近生境質(zhì)量變差，對(duì)生態(tài)環(huán)境、生活環(huán)境、生物多樣性和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生較大威脅。

圖3 2000—2020年天山北坡城市群生境質(zhì)量等級(jí)轉(zhuǎn)移格局

表5 2000—2020年天山北坡城市群各質(zhì)量等級(jí)生境變化

3.3 生境質(zhì)量空間相關(guān)性分析

空間局部自相關(guān)分析顯示，3期數(shù)據(jù)均通過(guò)1%顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明在99%置信度下天山北坡城市群生境質(zhì)量存在空間自相關(guān)。2000、2010和2020年Moran′sI值分別為0.863、0.867和0.862，說(shuō)明天山北坡城市群生境質(zhì)量具有高度空間相關(guān)性，生境質(zhì)量在空間上呈現(xiàn)兩極集聚特征(圖4)，即生境質(zhì)量較高的區(qū)域集聚(高-高集聚特征)和生境質(zhì)量較低的區(qū)域集聚(低-低集聚特征)。2000—2020年天山北坡城市群生境質(zhì)量高-高集聚區(qū)域集中在天山山脈所在的中北部地區(qū)，并零星分布于烏蘇市、克拉瑪依市、沙灣縣和奇臺(tái)縣以及瑪納斯縣北部和木壘哈薩克自治縣東北部地區(qū)。生境質(zhì)量低-低集聚區(qū)域集中在研究區(qū)邊緣地區(qū)，主要為吐魯番地區(qū)。這是由于吐魯番盆地地勢(shì)特殊，四周環(huán)山，是中國(guó)大陸海拔最低點(diǎn)，因此該區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱，生物多樣性水平較低。

圖4 2000—2020年天山北坡城市群生境質(zhì)量空間LISA集聚圖

3.4 生境退化度時(shí)空分析

生境退化度指數(shù)高表示威脅因子對(duì)區(qū)域生境質(zhì)量的潛在破壞程度高，由此發(fā)生生境質(zhì)量下降的概率大。2000、2010和2020年天山北坡城市群平均生境退化度指數(shù)分別為0.10、0.12和0.13，2000—2020年生境退化度有小幅度上升，說(shuō)明研究區(qū)生境質(zhì)量下降的概率有所增加。由圖5可知，研究區(qū)生境退化度空間分布總體表現(xiàn)為東高西低、北高南低，尤其是烏魯木齊市、昌吉市和石河子市等地區(qū)生境退化度最高，究其原因主要有以下2個(gè)方面：(1)這些區(qū)域人口密度相對(duì)較大，城鎮(zhèn)居民用地和耕地分布集中，來(lái)自人類(lèi)活動(dòng)的干擾較多，生境質(zhì)量下降概率較大，從側(cè)面反映生態(tài)環(huán)境質(zhì)量容易受到人類(lèi)農(nóng)業(yè)和工業(yè)活動(dòng)的影響，人類(lèi)聚居和工業(yè)活動(dòng)最為集中的地區(qū)對(duì)當(dāng)?shù)貤⒌刭|(zhì)量有一定的影響。(2)隨著城市和農(nóng)村建設(shè)用地?cái)U(kuò)張，這些區(qū)域生境退化度指數(shù)不斷變大，退化區(qū)域在空間上呈現(xiàn)擴(kuò)張趨勢(shì)。

圖5 2000—2020年天山北坡城市群生境退化分布

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

生境質(zhì)量指數(shù)高低由生境適宜度決定，而草地和林地生境適宜性高于未利用地和耕地，因此區(qū)域生境質(zhì)量空間分布評(píng)估結(jié)果與土地利用/覆蓋基本一致。研究區(qū)生境質(zhì)量整體呈現(xiàn)西高東低的空間特征，生境質(zhì)量有所上升，生境適宜度有所提高。2000年之后，隨著人口增加，天山北坡城市群尤其是烏魯木齊等中心城市人類(lèi)活動(dòng)增加，城市化進(jìn)程加快，建設(shè)用地增加對(duì)周邊生境構(gòu)成威脅，引起生境碎片化和景觀(guān)連通性變差，最終導(dǎo)致區(qū)域生境質(zhì)量下降。2000—2020年研究區(qū)生境質(zhì)量Moran′sI值保持在0.86，這是因?yàn)榻陙?lái)針對(duì)林地、草地集中分布的生態(tài)敏感區(qū)和生境適宜度較高區(qū)域，實(shí)施了諸多生態(tài)修復(fù)和恢復(fù)工程。2000—2020年研究區(qū)生境質(zhì)量呈先下降后上升趨勢(shì)，這說(shuō)明研究區(qū)所采取的生態(tài)恢復(fù)措施明顯改善了區(qū)域生境質(zhì)量，建議進(jìn)一步加大研究區(qū)生態(tài)保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)措施力度。

InVEST模型在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的不足，為生境質(zhì)量評(píng)估提供了新途徑。但該模型仍存在一些不足，如InVEST模型根據(jù)威脅因子對(duì)生境質(zhì)量影響的累加來(lái)獲取研究區(qū)生境質(zhì)量，然而在一些情況下多個(gè)威脅因子的集體效應(yīng)可能遠(yuǎn)大于單個(gè)威脅因子的總和，這是InVEST模型需進(jìn)一步得到完善的方面。同時(shí)，該研究計(jì)算生境質(zhì)量時(shí)只考慮了線(xiàn)性威脅源和平面威脅源，未考慮污染物排放等非平穩(wěn)點(diǎn)威脅源的影響。未來(lái)，有必要增加對(duì)點(diǎn)威脅源數(shù)據(jù)的收集，并考慮特定人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生境質(zhì)量的影響，以補(bǔ)充和優(yōu)化模型參數(shù)，獲得更加準(zhǔn)確的分析結(jié)果。

4.2 結(jié)論

分析干旱地區(qū)生境質(zhì)量時(shí)空特征及其空間變化規(guī)律對(duì)干旱地區(qū)耕地保護(hù)、城鎮(zhèn)高效綠色發(fā)展具有重要意義，對(duì)作為城鎮(zhèn)化主體區(qū)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略核心區(qū)的城市群來(lái)說(shuō)，通過(guò)有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)協(xié)調(diào)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。采用生境質(zhì)量模型及空間自相關(guān)指數(shù)剖析天山北坡城市群生境質(zhì)量演化，得出以下結(jié)論：

(1)2000—2020年天山北坡城市群生境質(zhì)量指數(shù)保持在0.80以上，雖然研究區(qū)生境質(zhì)量為差和較差等級(jí)區(qū)域面積占研究區(qū)總面積的比例較高，但整體呈向良好和優(yōu)等級(jí)方向發(fā)展趨勢(shì)，生境質(zhì)量在空間上表現(xiàn)出中部地區(qū)生境質(zhì)量總體較好，而南北部地區(qū)生境質(zhì)量較差的特征。由于“西部大開(kāi)發(fā)”戰(zhàn)略的啟動(dòng)實(shí)施，2000—2010年研究區(qū)為了發(fā)揮其新型城鎮(zhèn)化主體區(qū)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略核心區(qū)的作用，大力發(fā)展工業(yè)和旅游業(yè)，對(duì)環(huán)境造成一定影響，因此，2010年天山北坡城市群生境質(zhì)量指數(shù)較低?？傮w上，研究區(qū)生境質(zhì)量空間分布變化不大，生境質(zhì)量提升的主要原因是生態(tài)工程的實(shí)施改變了區(qū)域土地利用/覆被類(lèi)型，增強(qiáng)了生境適宜性，而下降的主要原因是建設(shè)用地?cái)U(kuò)張。

(2)2000—2020年天山北坡城市群生境退化總體表現(xiàn)為東高西低、北高南低的格局，尤其是烏魯木齊、昌吉和石河子等地區(qū)生境退化度最高，這些城市人口密度相對(duì)較大，城鎮(zhèn)居民用地和耕地集中分布，來(lái)自人類(lèi)活動(dòng)的干擾較多，生境質(zhì)量下降概率較大。因此，建議加強(qiáng)這些區(qū)域生態(tài)修復(fù)工作，控制工業(yè)和建筑業(yè)發(fā)展，積極推進(jìn)森林草原管護(hù)、恢復(fù)和管控體系建設(shè)，推進(jìn)生物多樣性保護(hù)工程建設(shè)，嚴(yán)格執(zhí)行草原禁牧區(qū)政策，實(shí)施濕地動(dòng)植物多樣性保護(hù)與修復(fù)體系建設(shè)。

(3)天山北坡城市群生境質(zhì)量在空間上表現(xiàn)出高度正相關(guān)特征，即生境質(zhì)量在空間上呈兩極集聚特征，且隨著時(shí)間推移，這種趨勢(shì)越來(lái)越明顯，2000—2020年研究區(qū)Moran′sI值保持在0.86。研究區(qū)生境質(zhì)量高值區(qū)域集中在天山山脈所在的中北部地區(qū)，并零星分布于研究區(qū)西部的烏蘇市和克拉瑪依市，中部的沙灣市和瑪納斯縣以及東部的奇臺(tái)縣和木壘哈薩克自治縣；研究區(qū)生境質(zhì)量低值區(qū)域集中在研究區(qū)邊緣地區(qū)，主要在吐魯番地區(qū)。該研究結(jié)果表明土地利用/覆被是生境質(zhì)量空間分異的重要驅(qū)動(dòng)因子。