袁宏偉，蔡 俊，章 磊

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，安徽 合肥 230000）

相較于地質(zhì)運(yùn)動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的塑造，人類活動(dòng)只是漫長(zhǎng)歲月長(zhǎng)河中的一瞬，但人類對(duì)自然的大規(guī)模影響正是發(fā)生在這一瞬［1］。從局地環(huán)境問(wèn)題到全球生態(tài)危機(jī)，人地失衡似乎已到了臨界點(diǎn)。20世紀(jì)50年代被認(rèn)為是生態(tài)文明的起點(diǎn)，人類開(kāi)始平等地對(duì)待同處地球生態(tài)系統(tǒng)中的大自然。吳傳鈞［2］提出了人地關(guān)系地域系統(tǒng)概念，開(kāi)始從理論層面關(guān)注“地理環(huán)境和人類活動(dòng)”的關(guān)系；Turner 等［3］提出了人類與環(huán)境的耦合評(píng)估框架，推動(dòng)了人與自然理論的發(fā)展。Lyons 等［4］將生物多樣性視為自然環(huán)境的特征變量，推動(dòng)學(xué)界從基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)等角度開(kāi)展評(píng)估［5-7］，以表示人類活動(dòng)對(duì)生物多樣性的破壞，但缺乏具體的作用機(jī)制與定量分析。Mengist 等［8］認(rèn)為人類通過(guò)改變景觀破碎度進(jìn)而影響物種與生態(tài)系統(tǒng)間的能量轉(zhuǎn)移；埃塞俄比亞的研究則表明土地利用方式的改變才是經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)瓦解生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵［9］；劉彥隨［10］也強(qiáng)調(diào)土地利用方式客觀上反映了自然生態(tài)環(huán)境的累計(jì)壓力。但上述研究著眼點(diǎn)都在土地景觀的變化，而非人類活動(dòng)本身。目前已有多種研究從生態(tài)角度出發(fā)定量化分析人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度，如生態(tài)足跡指數(shù)［11］、NPP的人類占用［12］、人為干擾度［13］等，在量化人類生態(tài)資源占用量方面提供了可行的方法，但未考慮生態(tài)系統(tǒng)的異質(zhì)性。Sanderson 等［14］提出的人類足跡指數(shù)法，通過(guò)選擇人類典型行為疊加影響力賦值，并根據(jù)不同生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行歸一化處理，為阿根廷［15］、哥倫比亞［16］、神農(nóng)架［17］等地的生態(tài)規(guī)劃提供了依據(jù)。目前關(guān)于人類活動(dòng)與生境質(zhì)量相關(guān)性的研究較少，且存在指標(biāo)共線性、未考慮人類行為的多樣性與復(fù)雜性，尤其是忽略了人類活動(dòng)與生態(tài)環(huán)境的地理相關(guān)性等問(wèn)題。此外，與過(guò)往不同，近期研究表明人類可能會(huì)因環(huán)境的社會(huì)和生態(tài)效益而對(duì)其加以保護(hù)［18-19］。國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能保護(hù)區(qū)（簡(jiǎn)稱生態(tài)區(qū)）作為人與自然和諧共生的示范區(qū)，在協(xié)調(diào)人地矛盾，推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用［20］。近年來(lái)對(duì)生態(tài)區(qū)的研究主要集中在產(chǎn)業(yè)發(fā)展［21］、生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制［22］、生態(tài)環(huán)境評(píng)估［23］等方面，而生態(tài)環(huán)境評(píng)估也僅從生態(tài)本體出發(fā)，忽略了人類活動(dòng)與生態(tài)環(huán)境的空間依賴性。本文在上述研究的基礎(chǔ)上，以國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生境質(zhì)量與人類活動(dòng)為導(dǎo)向，充分考慮物種與生態(tài)系統(tǒng)的共生性，以表征生態(tài)系統(tǒng)為物種生存提供適宜條件能力大小的生境質(zhì)量作為研究對(duì)象，充分考慮人類活動(dòng)外延的廣度與深度，以學(xué)界公認(rèn)的Moran’sI指數(shù)［24-25］分析兩者相關(guān)性，并創(chuàng)新地使用空間杜賓模型量化典型人類活動(dòng)對(duì)生境質(zhì)量的空間效應(yīng)，以科學(xué)的數(shù)理分析為政策制定提供依據(jù)。主要探討以下問(wèn)題：（1）生態(tài)區(qū)生境質(zhì)量與人類活動(dòng)時(shí)空變化如何？（2）生態(tài)區(qū)人類活動(dòng)對(duì)生境質(zhì)量影響如何？（3）典型人類活動(dòng)對(duì)生境質(zhì)量影響的程度與空間效應(yīng)如何？

1 研究區(qū)概況

自2011 年生態(tài)區(qū)設(shè)立以來(lái)，在保護(hù)區(qū)域環(huán)境、構(gòu)建國(guó)家生態(tài)安全格局方面發(fā)揮了重要作用，“十四五”規(guī)劃提出繼續(xù)以生態(tài)區(qū)為重點(diǎn)，加快推進(jìn)生態(tài)屏障建設(shè)。生態(tài)區(qū)以提供生態(tài)產(chǎn)品為主要功能，在水土保持、水源涵養(yǎng)、生物多樣性維護(hù)、防風(fēng)固沙等方面扮演了重要角色。但隨著城市擴(kuò)張與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，人類以各種方式涉足生態(tài)區(qū)，在尊重生態(tài)脆弱性、保障生態(tài)適應(yīng)性、不干預(yù)生態(tài)恢復(fù)性的生態(tài)理性下適度發(fā)展了旅游業(yè)、林果業(yè)，而在生態(tài)區(qū)外圍采取工業(yè)生產(chǎn)、房地產(chǎn)建設(shè)等經(jīng)濟(jì)理性行為則嚴(yán)重干預(yù)了生態(tài)功能的發(fā)揮。為此，本文以除海洋生態(tài)區(qū)外的46個(gè)生態(tài)區(qū)為研究對(duì)象，對(duì)生態(tài)區(qū)生境質(zhì)量與人類活動(dòng)進(jìn)行評(píng)估。為避免因邊界外地理數(shù)據(jù)缺失導(dǎo)致出現(xiàn)異常值，本文以生態(tài)區(qū)涉及的982個(gè)縣區(qū)為研究區(qū)，并在研究中向外設(shè)立15 km的緩沖區(qū)，具體位置如圖1所示。

圖1 研究區(qū)概況Fig.1 Overview of the study area

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

本文涉及的數(shù)據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)為1995、2000、2005、2010、2015 年和2020 年。土地利用數(shù)據(jù)、人口密度數(shù)據(jù)和GDP 密度數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn/）（因缺乏2020年人口與GDP密度數(shù)據(jù)，以2019年數(shù)據(jù)替代）；道路交通數(shù)據(jù)來(lái)源于Open Street Map（http://www.openstreetmap.org/）；生態(tài)區(qū)邊界數(shù)據(jù)由1:1000000 全國(guó)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)縣域數(shù)據(jù)和生態(tài)區(qū)名錄（2016年更新）生成?？紤]到研究區(qū)范圍及數(shù)據(jù)可獲取性，對(duì)以上數(shù)據(jù)統(tǒng)一定義為Albers 等積圓錐投影，統(tǒng)一空間分辨率為1 km，并對(duì)土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類。

2.2 研究方法

2.2.1 InVEST模型InVEST 模型中的生境質(zhì)量模塊可以反映區(qū)域環(huán)境對(duì)物種生存的支持能力，生境質(zhì)量指數(shù)越接近1，區(qū)域生境質(zhì)量越好。公式如下：

式中：Qxj為土地利用類型j中柵格單元x的生境質(zhì)量；Hj為j的生境適宜性；Z為模型默認(rèn)常數(shù)；k為半飽和常數(shù)，默認(rèn)為0.5，需進(jìn)行修正；Dxj為j中柵格單元x的生境質(zhì)量脅迫水平，公式如下：

式中：r為威脅因子；R為r的個(gè)數(shù)；y為r的柵格單元；Yr為y的個(gè)數(shù)；ωr為r的影響程度；βx為柵格單元x的可達(dá)性水平；Sjr為土地利用類型j對(duì)r的敏感程度；irxy為y對(duì)柵格單元x的影響方式，公式如下：

式中：dxy為柵格單元x與y之間的直線距離；drmax為r的最大威脅距離。

本文結(jié)合已有研究［26-28］及InVEST 3.2.0 用戶指南設(shè)計(jì)了威脅源影響程度表和生境源生境適宜性及其對(duì)威脅源的敏感性表（表1、表2）。

表1 威脅源影響權(quán)重及距離Tab.1 Influence weight and distance of threat factors

表2 各土地利用類型生境適宜度及威脅敏感度Tab.2 Habitat suitability and threat sensitivity of land use types

2.2.2 人類足跡指數(shù)（Human footprint index，HFI）在前人的研究基礎(chǔ)上［14,17,29］，結(jié)合研究區(qū)自然社會(huì)特征與數(shù)據(jù)可得性，選取人口密度、GDP 密度和交通數(shù)據(jù)（鐵路、高速、國(guó)道、省道、縣道）共3類8種數(shù)據(jù)作為表征人類活動(dòng)的指標(biāo)，最終通過(guò)平權(quán)疊加得出人類足跡指數(shù)，取值范圍為［0,30］，數(shù)值越大表明人類活動(dòng)強(qiáng)度越高。公式如下：

式中：HFIi為人類足跡指數(shù)；POPi為人口密度指數(shù)；GDPi為GDP 密度指數(shù)；ROADi為交通通達(dá)度指數(shù)。計(jì)算原理如下：

（1）人口密度是人類活動(dòng)強(qiáng)度最直觀的反映，對(duì)人口密度取對(duì)數(shù)值后并賦值在［0,10］之間，有利于消除誤差影響并對(duì)人口密度進(jìn)行分級(jí)統(tǒng)計(jì)。

式中：POPd為人口密度柵格單元值；POPdmax為人口密度柵格單元最大值。

（2）GDP 密度指數(shù)采用分位數(shù)法進(jìn)行分類賦值。分位數(shù)法相較于普遍應(yīng)用的自然斷點(diǎn)法在研究不同歷史時(shí)期同一區(qū)域的連續(xù)數(shù)據(jù)時(shí)能夠全面反映數(shù)據(jù)的極值特征和分布狀況。對(duì)總體X和給定的α（0＜α＜1），若存在Xα，使P{ }X＞Xα=α，則稱Xα為X分布的上側(cè)臨界值。其中，X為GDP 密度分布區(qū)間，α為概率值。

（3）本文選擇對(duì)人類活動(dòng)范圍影響較大的道路分布數(shù)據(jù)作為交通通達(dá)度指標(biāo)，建立15 km 的緩沖區(qū)，緩沖區(qū)內(nèi)按反距離法賦分。

ROADi=TLs+GSs+GDs+SDs+XDs（7）

式中：TL、GS、GD、SD、XD 分別為鐵路、高速、國(guó)道、省道、縣道；s為得分。

2.2.3 雙變量局部Moran’sI局部空間自相關(guān)相較于全局空間自相關(guān)可通過(guò)LISA 圖對(duì)空間集聚特征做可視化分析。Anselin等［30］提出的雙變量局部自相關(guān)可以衡量多個(gè)變量的空間依賴性。公式如下：

2.2.4 空間杜賓模型在空間系統(tǒng)中，解釋變量除直接影響本地區(qū)被解釋變量外，還可通過(guò)空間溢出效應(yīng)（間接效應(yīng)）影響鄰近地區(qū)被解釋變量，繼而通過(guò)反饋效應(yīng)作用于本地區(qū)被解釋變量。公式如下：

式中：y為生境質(zhì)量；x為解釋變量；W為變量的空間權(quán)重矩陣；δ和ε為隨機(jī)誤差；β為空間自回歸系數(shù)，表示相鄰地區(qū)生境質(zhì)量對(duì)本地區(qū)生境質(zhì)量的影響；λ為空間誤差項(xiàng)系數(shù)，表示相鄰地區(qū)生境質(zhì)量的擾動(dòng)誤差對(duì)本地區(qū)生境質(zhì)量的溢出效應(yīng)。

3 結(jié)果與分析

3.1 生境質(zhì)量時(shí)空演變分析

結(jié)合研究區(qū)現(xiàn)狀與前人［31-32］研究，以改良自然斷點(diǎn)法劃分生境質(zhì)量等級(jí)，以標(biāo)準(zhǔn)差橢圓反映各生境質(zhì)量集聚區(qū)分布方向，結(jié)果如圖2、表3所示。

表3 1995—2020年研究區(qū)及生態(tài)區(qū)生境質(zhì)量總量變化Tab.3 Changes of total habitat quality in national key ecological function zones and the study area during 1995—2020

圖2 1995—2020年研究區(qū)生境質(zhì)量評(píng)級(jí)及方向分布Fig.2 Habitat quality rating and direction distribution map of the study area during 1995—2020

3.1.1 研究區(qū)生境質(zhì)量時(shí)空格局分析從空間上看，研究區(qū)生境質(zhì)量整體上呈“西部由南向北遞減、東部交錯(cuò)分布”的格局，這與我國(guó)自然與人文地理空間分異特征是一致的。1995—2020 年生境質(zhì)量空間變遷度較低。以2020年為例，高值區(qū)主要分布在東北部興安嶺地區(qū)、長(zhǎng)白山地區(qū)和南部丘陵地區(qū)，占研究區(qū)總面積的38.5%。以上區(qū)域以山地地形為主，受東南季風(fēng)影響，降水充沛，豐富的森林資源為高生境提供了絕佳的載體。中值區(qū)空間分離度較高，主要分布在中西部地區(qū)，華北地區(qū)東南部、華東地區(qū)西南部以及東北地區(qū)中部。以上區(qū)域以內(nèi)陸平原地形為主，一方面大型森林、河流湖泊等高階生態(tài)資源較少，另一方面城鎮(zhèn)化水平較低，高生境威脅度的人類脅迫因子較少，在人類活動(dòng)與生境資源的制衡下，生境質(zhì)量以中值細(xì)碎化分布為主，面積占比為22.6%。低值區(qū)主要集中在西北干旱半干旱地區(qū)，環(huán)境脆弱且敏感，生態(tài)退化嚴(yán)重，面積占比為38.9%。

從時(shí)間上看，25 a 間研究區(qū)生境質(zhì)量總量呈緩慢下降趨勢(shì)。其中1995—2000 年降幅相對(duì)明顯。與90年代粗放發(fā)展，加之改革開(kāi)放后經(jīng)濟(jì)理性對(duì)生態(tài)保護(hù)的忽視有關(guān)，這一時(shí)間段生境質(zhì)量降幅在0.80%～0.86%之間。2000—2010 年降幅較小，與往年基本持衡?！吨袊?guó)21世紀(jì)初可持續(xù)發(fā)展行動(dòng)綱要》提出要加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)，并通過(guò)建設(shè)“三北”及長(zhǎng)江中下游防護(hù)林、建立自然保護(hù)區(qū)及生態(tài)保護(hù)區(qū)等措施，遏制了經(jīng)濟(jì)理性帶來(lái)的生態(tài)退化，生境質(zhì)量降幅僅在0～0.02%之間。2010—2015 年降幅再次增大，約為0.17%，預(yù)計(jì)與2008 年四萬(wàn)億經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃提振經(jīng)濟(jì)，城鎮(zhèn)化與基礎(chǔ)建設(shè)快速發(fā)展擠壓生態(tài)空間有關(guān)。2015—2020年研究區(qū)降幅達(dá)2.5%，為歷年最高值，生態(tài)區(qū)內(nèi)生境質(zhì)量降幅較2005—2015年有所增加，預(yù)計(jì)與近年來(lái)主城區(qū)擴(kuò)張、縣域新城開(kāi)發(fā)等建設(shè)用地?cái)U(kuò)張有關(guān)。表4 橢圓參數(shù)變化表明：受經(jīng)濟(jì)理性思想影響，東南部生境質(zhì)量略有下降，生境質(zhì)量高值區(qū)向西北偏移，中、低值區(qū)則向東南移動(dòng)，中部地區(qū)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的交錯(cuò)地帶。高、低值區(qū)扁率的擴(kuò)張與收縮也證明了生態(tài)區(qū)生境質(zhì)量退化的事實(shí)。

表4 1995—2020年各生境質(zhì)量評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)差橢圓參數(shù)變化Tab.4 Variation of standard deviation ellipse parameters of habitat quality rating during 1995—2020

3.1.2 生態(tài)區(qū)生境質(zhì)量時(shí)空格局分析為進(jìn)一步分析各生態(tài)區(qū)生境質(zhì)量變化特征，消除面積差異對(duì)生態(tài)區(qū)生境質(zhì)量的影響，本文以地均生境質(zhì)量的均值表征各生態(tài)區(qū)生境質(zhì)量平均水平，結(jié)果如圖3所示：高值生態(tài)區(qū)以水源涵養(yǎng)、物種資源生態(tài)功能為主，占生態(tài)區(qū)總面積的26.9%。除大興安嶺和長(zhǎng)白山區(qū)外，其余生態(tài)區(qū)均分布在南方地區(qū)，如海南島中部山區(qū)、南嶺山地、滇西北生態(tài)區(qū)等，以上區(qū)域森林、河流等高階生境資源豐富，且以山地地形為主，較強(qiáng)的地域封閉性與較低的人類干擾度共同支撐了生態(tài)環(huán)境的發(fā)展。較高值生態(tài)區(qū)以水源涵養(yǎng)和水土保持功能為主，占生態(tài)區(qū)總面積的18.7%。除雅魯藏布江源頭區(qū)、京津水源涵養(yǎng)區(qū)、太行山區(qū)外，其余生態(tài)區(qū)仍分布在南方地區(qū)。以上生態(tài)區(qū)受制于地形、坡度等自然因素，自身環(huán)境脆弱；加之距離城鎮(zhèn)相對(duì)較近，人類活動(dòng)輻射作用下，生境質(zhì)量相對(duì)略低。中值生態(tài)區(qū)以水源涵養(yǎng)、防風(fēng)固沙和洪水調(diào)蓄功能為主，占生態(tài)區(qū)總面積的40.9%。除洞庭湖區(qū)、鄱陽(yáng)湖區(qū)和淮河源區(qū)位置相對(duì)偏南以外，其余生態(tài)區(qū)主要分布在東北及西北地區(qū)。較低值生態(tài)區(qū)以防風(fēng)固沙、洪水調(diào)蓄和物種資源功能為主，占生態(tài)區(qū)總面積的13.5%。除西北地區(qū)的塔里木河流域、阿爾金荒漠與黑河流域所受人類干擾較少外，其余較低值生態(tài)區(qū)均分布在人類開(kāi)發(fā)強(qiáng)度大的東部區(qū)域，如沿淮河生態(tài)區(qū)、黃河三角洲生態(tài)區(qū)、南水北調(diào)東段生態(tài)區(qū)等。無(wú)低值生態(tài)區(qū)。

圖3 25 a間生態(tài)區(qū)生境質(zhì)量平均水平Fig.3 Average level of habitat quality in national key ecological function zones in 25 years

3.2 人類活動(dòng)時(shí)空演變特征分析

3.2.1 研究區(qū)人類活動(dòng)時(shí)空格局分析如圖4所示，從空間上看，“胡煥庸線”兩側(cè)人類足跡指數(shù)（Human footprint index，HFI）數(shù)值差異明顯。東側(cè)為大量的HFI中高值分布區(qū)，西側(cè)除北疆、甘肅HFI數(shù)值較高外，其余區(qū)域HFI 以低值為主，東西部差距明顯。我國(guó)人類活動(dòng)空間分布有著復(fù)雜的歷史經(jīng)緯，自兩晉時(shí)期人口南遷到如今的區(qū)域中心城市集聚，中國(guó)人口歷經(jīng)七次大規(guī)模遷移形成了如今東多西少的格局；受改革開(kāi)放和人口紅利的影響，GDP 與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也呈東西向遞減的分布格局。受制于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，我國(guó)在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)仍將保持東西部區(qū)域發(fā)展失衡的局面。

圖4 1995—2020年研究區(qū)人類活動(dòng)足跡評(píng)級(jí)及方向分布Fig.4 Human footprint rating and direction distribution map of the study area during 1995—2020

從時(shí)間上看，25 a 間HFI 數(shù)值增幅不斷擴(kuò)大。其中1995—2010 年增速較緩且東西部差異相對(duì)較?。?010—2020年由于四萬(wàn)億經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃以及承接發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，以東南沿海地區(qū)為首的東南部生產(chǎn)力快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)總量不斷增加。在人口集聚和城市擴(kuò)張的背景下，HFI增幅進(jìn)一步擴(kuò)大，東西部區(qū)域差異愈加明顯。

表5標(biāo)準(zhǔn)差橢圓參數(shù)變化表明，25 a間HFI高值區(qū)質(zhì)心點(diǎn)向西南移動(dòng)185.94 km，分布方向與扁率變化不大。較高值區(qū)質(zhì)心點(diǎn)向西偏北方向移動(dòng)864.84 km，橢圓長(zhǎng)短軸分別縮短239.28 km、535.24 km，在東西向上呈擴(kuò)張態(tài)勢(shì)。中值區(qū)移動(dòng)方向與較高值區(qū)一致，但質(zhì)心點(diǎn)移動(dòng)距離較遠(yuǎn)，為1035.98 km，且有由東部斜向分布轉(zhuǎn)為北部斜向分布的趨勢(shì)，傾角更小、空間格局更為分散。較低值區(qū)向東偏北移動(dòng)353.38 km，橢圓方向與扁率變化不大，表明較低值區(qū)分布相對(duì)穩(wěn)定。低值區(qū)質(zhì)心點(diǎn)向西南移動(dòng)191.56 km，但1995—2000 年方向變化劇烈，由東—西橫向分布轉(zhuǎn)變?yōu)闁|北—西南斜向分布，且扁率減小0.09，表明低值區(qū)在東西向有收縮集聚的態(tài)勢(shì)。

表5 1995—2020年各人類活動(dòng)足跡評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)差橢圓參數(shù)變化Tab.5 Variation of standard deviation ellipse parameters of human footprint rating during 1995—2020

3.2.2 生態(tài)區(qū)人類活動(dòng)時(shí)空格局分析如圖5所示，HFI 高值區(qū)以東部洪水調(diào)蓄功能區(qū)為主，占總面積的3.7%。黃河、長(zhǎng)江、淮河下游豐富的水土資源及航運(yùn)優(yōu)勢(shì)使之成為生態(tài)區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)最劇烈的區(qū)域，而發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)必定會(huì)制約生態(tài)保護(hù)區(qū)的規(guī)模。較高值區(qū)以東南部水源涵養(yǎng)與水土保持功能區(qū)為主，占總面積的22.3%。以上區(qū)域背靠東南經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，依托良好的生態(tài)資源稟賦，旅游業(yè)、林果業(yè)發(fā)展迅猛。中值區(qū)主要分布在東北地區(qū)和黃土高原地區(qū)，多以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)為主，占總面積的23.4%。低值與較低值區(qū)主要分布在西部及陰山北部地區(qū)，多為干旱半干旱地區(qū)，脆弱的生態(tài)環(huán)境迫使人類向外遷移，占總面積的50.6%。

圖5 25 a間生態(tài)區(qū)人類活動(dòng)足跡平均水平Fig.5 Average human footprint of national key ecological function zones in 25 years

3.3 人類活動(dòng)與生境質(zhì)量雙變量局部自相關(guān)分析

為進(jìn)一步探究生態(tài)區(qū)人類活動(dòng)與生境質(zhì)量相關(guān)性，本文采用在空間相關(guān)性研究上成果顯著的Moran’sI指數(shù)與LISA聚類圖對(duì)相關(guān)性進(jìn)行定量化、可視化的分析。結(jié)果如表6所示：在P＜0.001的顯著度下，Moran’sI指數(shù)均為正，人類活動(dòng)與生境質(zhì)量總體上呈正相關(guān)。但不同自然-社會(huì)背景下的生態(tài)區(qū)人類活動(dòng)與生境質(zhì)量相關(guān)性仍有差異，Moran’sI散點(diǎn)圖4個(gè)象限均有分布，具體聚類分布如圖6所示。

表6 1995—2020年人類活動(dòng)與生境質(zhì)量雙變量局部自相關(guān)參數(shù)Tab.6 Bivariate local autocorrelation parameters of human activities and habitat quality during 1995—2020

高-高集聚區(qū)主要分布在長(zhǎng)白山、太行山、秦嶺—武陵山、岷山—邛崍山、大別山、新安江、滇西北地區(qū)、廣西中部喀斯特地區(qū)、南嶺、西雙版納原始森林區(qū)、桂西南地區(qū)以及海南島中部山區(qū)。以上區(qū)域自然資源稟賦高，有大量的森林、河流、濕地等自然景觀，生境適宜度高；優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境在吸引大量游客的同時(shí)，也催生了豐富的人文景觀。長(zhǎng)期的高-高聚集體現(xiàn)了旅游區(qū)內(nèi)人與自然和諧共生的可持續(xù)性，是“兩山”理論的生動(dòng)實(shí)踐。

低-低集聚區(qū)主要分布在黑河流域、阿爾泰山、伊犁—天山、阿爾金荒漠草原、塔里木河流域，以上地區(qū)由于生態(tài)環(huán)境脆弱加之人類過(guò)度放牧、開(kāi)墾、樵采等透支行為，導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)退化嚴(yán)重；惡劣的生態(tài)環(huán)境也迫使人類遷徙到更適宜居住的地方。值得注意的是低-低集聚區(qū)并不涉及生態(tài)保護(hù)區(qū)，僅為生態(tài)縣的部分區(qū)域，這表明生態(tài)保護(hù)區(qū)外亦應(yīng)施行生態(tài)保護(hù)措施，謹(jǐn)防生態(tài)退化向內(nèi)加重、向外擴(kuò)散。

低-高集聚區(qū)主要分布在雅魯藏布江源頭、藏東南、橫斷山脈、黃河源以及大興安嶺山區(qū)。以上區(qū)域由于海拔、坡度、水文等自然環(huán)境惡劣，為特定動(dòng)植物棲息地，人類較少在此定居。因此表現(xiàn)為人類活動(dòng)低、生境質(zhì)量高的空間分布特征。

高-低集聚區(qū)主要分布在松花江、嫩江、黑龍江、烏蘇里江、淮河、京杭大運(yùn)河以及黃河下游地區(qū)。自古以來(lái)河流周邊往往孕育著大量人類文明，平原地區(qū)更是容易形成固定聚落，大量的人口聚集驅(qū)使人類向外開(kāi)發(fā)土地以滿足生產(chǎn)生活的需要，森林、草地等高生態(tài)屬性的生境減少，僅有河流及沿岸濕地、灘涂等為水生生物及微生物提供生存資源與環(huán)境，因此上述地區(qū)人類活動(dòng)與生境質(zhì)量呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

3.4 典型人類活動(dòng)與生境質(zhì)量空間效應(yīng)分解測(cè)度

前文莫蘭指數(shù)表明人類活動(dòng)與生境質(zhì)量在生態(tài)區(qū)內(nèi)有顯著的空間相關(guān)性，基于不同的自然與社會(huì)環(huán)境有著不同程度的正負(fù)向關(guān)系。為進(jìn)一步研究典型人類活動(dòng)對(duì)生境質(zhì)量的影響程度，結(jié)合研究精度與數(shù)據(jù)可獲取性，在充分保證相關(guān)性的前提下，仍以組成HFI 的人口、GDP、交通分布數(shù)據(jù)作為解釋變量，構(gòu)建空間杜賓模型探究其與生境質(zhì)量的關(guān)系①限于篇幅，文章省略了選擇空間杜賓模型的理論分析與拉格朗日乘數(shù)檢驗(yàn)，感興趣者可向筆者索要。。依據(jù)雙變量局部自相關(guān)結(jié)果將生態(tài)區(qū)數(shù)據(jù)分為高-高、高-低、低-高3種類型（無(wú)低-低類型），相關(guān)效應(yīng)測(cè)度結(jié)果如表7所示。

表7 不同集聚區(qū)人類活動(dòng)與生境質(zhì)量空間效應(yīng)分解測(cè)度Tab.7 Spatial decomposition of human activities and habitat quality in different agglomeration areas

高-高集聚區(qū)內(nèi)人口分布的直接效應(yīng)、間接效應(yīng)和總效應(yīng)系數(shù)均為顯著的正值，這表明在自然資源稟賦較好的生態(tài)旅游區(qū)內(nèi)人口分布對(duì)生境質(zhì)量有正向的促進(jìn)作用，且具有顯著的空間溢出效應(yīng)；而交通則與人口分布空間效應(yīng)完全相反，效應(yīng)系數(shù)全為負(fù)且通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)，表明旅游區(qū)內(nèi)交通道路的建設(shè)會(huì)對(duì)生境造成隔斷，影響生物生存環(huán)境與能量的交換；GDP分布的間接效應(yīng)與總效應(yīng)為顯著的正向影響，但直接效應(yīng)為不顯著的負(fù)向影響，表明旅游區(qū)內(nèi)GDP 的變化可能不會(huì)對(duì)當(dāng)前區(qū)域造成影響，但鄰近區(qū)域GDP每增加1個(gè)單位，當(dāng)前地區(qū)生境質(zhì)量會(huì)上升0.0830 個(gè)單位。生態(tài)旅游區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)依托的正是當(dāng)?shù)貎?yōu)美的自然風(fēng)光，隨著“兩山”理論的不斷實(shí)踐，越來(lái)越多的自然風(fēng)景區(qū)將開(kāi)展生態(tài)文明建設(shè)，在保住綠水青山的同時(shí)，也留下了金山銀山。

高-低集聚區(qū)內(nèi)人口分布直接效應(yīng)與間接效應(yīng)雖為正，但P值較大，Elhorst［33］與LeSage等［34］研究表明不能僅依靠空間回歸系數(shù)P值顯著與否判斷空間效應(yīng)，受其他未納入指標(biāo)體系的變量與誤差項(xiàng)的影響，人類活動(dòng)對(duì)生境質(zhì)量仍有一定的正向影響。高-低集聚區(qū)內(nèi)以華東、華北洪水調(diào)蓄功能區(qū)為主，枯水與豐水期人口分布和生境都有一定的變化，有共進(jìn)退的趨勢(shì)，因此呈現(xiàn)一定的正向空間效應(yīng)；GDP直接效應(yīng)與間接效應(yīng)絕對(duì)值的大小表明當(dāng)前地區(qū)生境質(zhì)量對(duì)鄰近地區(qū)GDP的變化更為敏感，程度也更深，正負(fù)號(hào)的差異從側(cè)面反映出華東、華北的GDP增長(zhǎng)方式較為粗放，有一定程度以破壞生態(tài)環(huán)境換取經(jīng)濟(jì)利益的現(xiàn)象，如挖山采礦、冶金化工、毀林開(kāi)荒等；交通道路的空間效應(yīng)仍是顯著的負(fù)向影響。

低-高集聚區(qū)以高海拔、高植被覆蓋度的山地為主，人類活動(dòng)對(duì)生境質(zhì)量的影響有一定的外部性，由于高山地區(qū)環(huán)境惡劣，人類通常會(huì)定居在環(huán)境較好的區(qū)域，但脆弱又敏感的生態(tài)難以支撐人類不間斷的生存需求，人類向外尋求更適宜的生存環(huán)境在空間尺度上表現(xiàn)為人類占用并驅(qū)趕良好生態(tài)的格局，因此文明的發(fā)展會(huì)使人類遠(yuǎn)離生態(tài)脆弱區(qū)。在生態(tài)與經(jīng)濟(jì)理性的雙重驅(qū)使下，山區(qū)大面積的栽種經(jīng)濟(jì)速生樹(shù)種除增加林區(qū)收入外，更重要的是改善了生態(tài)環(huán)境，保護(hù)了物種棲息地，如大興安嶺速生林建設(shè)；交通道路對(duì)高山林區(qū)的空間影響仍是負(fù)向，但高山林區(qū)硬化路面較少，對(duì)林區(qū)生境質(zhì)量影響程度深但廣度小。

4 討論

總體來(lái)看，在自然環(huán)境與人文地理的雙重影響下，研究區(qū)生境質(zhì)量有明顯的空間異質(zhì)性。其中，生境質(zhì)量由南向北遞減與緯度分異是一致的；由東向西遞減則與季風(fēng)氣候下海陸位置差異有關(guān)；西北部條帶狀高值區(qū)則受北冰洋與大西洋氣流影響，局地小氣候下，迎風(fēng)坡上灌木、高山草甸等承載了良好的生態(tài)資源。而在高人為干擾度的東部地區(qū)，自然密閉性較好的高山、湖泊區(qū)域生境較高，強(qiáng)開(kāi)敞性的平原地區(qū)生境較低，生境質(zhì)量中高值區(qū)在東部呈交錯(cuò)分布的格局。研究區(qū)人類活動(dòng)方面，“胡煥庸線”兩側(cè)HFI數(shù)值差異明顯且分離趨勢(shì)不斷擴(kuò)大，東側(cè)HFI 呈“數(shù)值高且集中分布”的態(tài)勢(shì)，人類活動(dòng)強(qiáng)度與廣度均不斷加深。25 a 間，除西南部雅魯藏布江源頭區(qū)與藏東南山地區(qū)HFI 數(shù)值下降外，其余44個(gè)生態(tài)區(qū)HFI均有不同程度的增長(zhǎng)，而其中36個(gè)生態(tài)區(qū)生境質(zhì)量亦有不同程度的下降，科學(xué)統(tǒng)籌人類生產(chǎn)生活與生態(tài)保護(hù)的交互行為顯得尤為迫切。研究區(qū)人類活動(dòng)與生境質(zhì)量總體上呈正相關(guān)關(guān)系，這與傳統(tǒng)的人類行為破壞生態(tài)環(huán)境［35］觀點(diǎn)不同，但這驗(yàn)證了前文出于社會(huì)和生態(tài)效益的需要，在嚴(yán)格的生態(tài)保護(hù)政策下，適當(dāng)?shù)娜祟惢顒?dòng)與生境質(zhì)量可以形成良性互動(dòng)的觀點(diǎn)［18］。局部為負(fù)向影響的高-低集聚生態(tài)區(qū)內(nèi)應(yīng)注重生態(tài)退化閾值研究，嚴(yán)防走以破壞環(huán)境換取經(jīng)濟(jì)利益的逆生態(tài)潮流之路；低-高集聚區(qū)內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)敏感性監(jiān)測(cè)，保護(hù)優(yōu)先，實(shí)施生產(chǎn)生活準(zhǔn)入清單制度。各地資源稟賦不同，生態(tài)文明建設(shè)應(yīng)“一地一策”“一區(qū)一策”，但應(yīng)在同一生態(tài)系統(tǒng)或命運(yùn)共同體下，不可各自為戰(zhàn)。流域內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)上、中、下游協(xié)作，探索生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制；森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)要建立林長(zhǎng)制體系，加快碳源碳匯核算并推進(jìn)碳交易市場(chǎng)建設(shè)；城市群周邊生態(tài)區(qū)域要堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先、適度開(kāi)發(fā)的原則，加大政策傾斜，為城市建設(shè)保留綠色底片。同時(shí)應(yīng)加大宣傳，推動(dòng)生態(tài)文明思想深入人心，營(yíng)造共保、共建、共享的綠色社會(huì)氛圍。

此外，本文因長(zhǎng)時(shí)間序列空間數(shù)據(jù)的缺乏，以均等年份點(diǎn)反映變化趨勢(shì)，放大了誤差項(xiàng)的影響，并且由于研究區(qū)過(guò)大，空間權(quán)重選擇以鄰接矩陣為主，忽略了地理、行政、經(jīng)濟(jì)距離的影響。針對(duì)以上問(wèn)題，未來(lái)選擇合適的人類活動(dòng)面板數(shù)據(jù)，借由時(shí)空權(quán)重矩陣，對(duì)不同生態(tài)功能主導(dǎo)的生境進(jìn)行具體化分析，或許可以更為直觀的反映人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度，為地區(qū)人與自然和諧發(fā)展提供更可靠的參考。

5 結(jié)論

（1）25 a 間研究區(qū)生境質(zhì)量總量略有下降，生態(tài)區(qū)降幅低于研究區(qū)，生態(tài)區(qū)建設(shè)在保護(hù)生境質(zhì)量上起了重大作用；生境質(zhì)量高值區(qū)主要分布在西南與東北部，低值區(qū)主要分布在西北部，且有交互移動(dòng)的趨勢(shì)。

（2）25 a 間人類活動(dòng)強(qiáng)度與廣度均不斷增加，2010—2020年增幅遠(yuǎn)超其他年份，高、低值區(qū)以“胡煥庸線”為界。

（3）5 個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)研究區(qū)人類活動(dòng)與生境質(zhì)量Moran’sI指數(shù)均為正值。各集聚區(qū)內(nèi)生態(tài)區(qū)數(shù)量為：高-高集聚15個(gè)、高-低集聚5個(gè)、低-高集聚5個(gè)。

（4）不同的自然-社會(huì)背景下人類活動(dòng)對(duì)生境質(zhì)量的影響有不同的方向與效應(yīng)，具體表現(xiàn)為：高-高集聚區(qū)內(nèi)人口與GDP分布總效應(yīng)為正，以空間溢出效應(yīng)為主，人口分布影響程度高；高-低集聚區(qū)內(nèi)人口與GDP分布總效應(yīng)仍為正向的空間溢出效應(yīng)，但GDP 貢獻(xiàn)最高；低-高集聚區(qū)人口分布影響效應(yīng)為負(fù)，GDP 仍是以高貢獻(xiàn)的正向空間溢出效應(yīng)為主；無(wú)論何種集聚區(qū)，交通道路都是負(fù)向的空間溢出效應(yīng)。