夹金山脉大熊猫栖息地生境质量与人类活动强度耦合协调研究

doi:10.16258/j.cnki.1674-5906.2025.02.003

生态环境学报 ›› 2025, Vol. 34 ›› Issue (2): 197-208.DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2025.02.003

夹金山脉大熊猫栖息地生境质量与人类活动强度耦合协调研究

马月伟¹(), 陈玉美¹^,²^,^*(), 张盛蓝¹, 桂雅丽¹, 陈艳梅¹

1.西南林业大学水土保持学院，云南昆明 650224
2.个旧市第三中学，云南个旧 661099

收稿日期:2024-07-05 出版日期:2025-02-18 发布日期:2025-03-03
通讯作者: *陈玉美。E-mail: 1812018540@qq.com
作者简介:马月伟（1980年生），男，副教授，博士，研究方向为区域发展与遗产保护。E-mail: mayuewei007@126.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(41201587);云南省教育厅项目(2015Y311)

Coupling and Coordination of Habitat Quality and Human Activity Intensity in Jiajin Mountains Giant Panda Sanctuary

MA Yuewei¹(), CHEN Yumei¹^,²^,^*(), ZHANG Shenglan¹, GUI Yali¹, CHEN Yanmei¹

1. College of Soil and Water Conservation,Southwest Forestry University, Kunming 650224, P. R. China
2. Gejiu City Third Middle School, Gejiu 661099, P. R. China

Received:2024-07-05 Online:2025-02-18 Published:2025-03-03

摘要/Abstract

摘要：

人类活动强度日益加剧，致使自然保护区生境质量下降，野生动物栖息地日渐丧失。夹金山脉大熊猫栖息地是生物多样性与稀濒物种富集区，而人地矛盾凸显，生物多样性面临严重威胁。研究生境质量对人类活动强度的响应，探讨它们之间的协调耦合状态，对于了解物种的生存现状与威胁，判断管理成效具有重要意义。基于2001、2009、2016、2021年等4个时期Landsat影像，结合多源遥感数据，利用人类足迹指数测度人类活动强度，借助InVEST模型测度生境质量，利用地理加权回归模型及耦合协调模型，测度夹金山脉大熊猫栖息地生境质量对人类活动强度的响应及二者之间的耦合协调关系。研究表明：1）2001－2021年人类足迹指数呈现两极分化趋势，高人类足迹指数范围扩大，比例由0.11%增加至0.29%，但低人类足迹指数分布范围减缩，由69.43%减少至60.12%，空间上呈现中间高、四周低的分布特征;2）2001－2021年生境质量平均值变化率为0.03%，整体波动较小，较高和高等级生境质量占比超过62%，空间上呈现中间低、四周高、外围低的环状分布特征;3）2001－2021年间人类活动强度对生境质量的正负影响区域相对较为固定，且正相关关系区域（58%）占比高于负相关关系区域（42%）比例，但负面效应愈加显著;4）2001－2021间人类活动强度与生境质量之间表现为“高耦合初级协调”状态，空间上呈现中间低四周高的分布格局。该研究对协调人类活动空间与生态空间的关系，以及对自然保护区生态环境评价和管理具有一定的参考意义。

关键词: 人类足迹指数, 生境质量, InVEST模型, 地理加权回归模型, 耦合协调模型, 大熊猫栖息地

Abstract:

As the intensity of human activities increases daily, it causes a decline in habitat quality in nature reserves and the gradual loss of wildlife habitats. The giant panda habitat in the Jiajin Mountain Range is rich in biodiversity, and contains rare and endangered species. Contradictions between humans and land are prominent, and biodiversity is a serious threat. Studying the response of habitat quality to the intensity of human activities and exploring the coordinated coupling state between them is of great significance for understanding the survival status and threats to species, and for judging the effectiveness of management. This study is based on Landsat images from 2001, 2009, 2016, and 2021 combined with multi-source remote sensing data. It utilizes the Human Footprint Index to measure the intensity of human activities, and the InVEST model to assess habitat quality. Using the Geographically Weighted Regression model and the Coupling Coordination Model, this study measured the response of habitat quality of the Giant Panda Habitat in the Jiajin Mountains to human activity intensity and the coupling coordination relationship between them. The findings indicate the following. 1) From 2001 to 2021, the Human Footprint index exhibited a polarization trend. The range of high Human Footprint index values expanded from 0.11% to 0.29%, whereas the distribution range of low Human Footprint index values decreased from 69.43% to 60.12%. 2) During the same period, the average rate of habitat quality from 2001 to 2021 was 0.03% and the overall habitat quality fluctuated slightly, with higher and high-quality habitats accounting for over 62% of the area. Spatially, this presented a pattern of being low in the middle, high around the edges, and low at the periphery of the ring-like distribution. 3) From 2001 to 2021, regions that were positively and negatively affected by human activity intensity remained relatively fixed. Notably, the proportion of areas showing positive correlations (58%) surpassed that of the areas showing negative correlations (42%). However, the negative effects were more pronounced. 4) Between 2001 and 2021, the relationship between human activity intensity and habitat quality was characterized as “high coupling and primary coordination”, with a spatial pattern of being low in the middle and high around the edges. This study can inform the scientific management and control of human activity ranges, facilitate the coordination of human activity spaces and ecological spaces, and serve as a reference for the ecological environment assessment and management of nature reserves.

Key words: human footprint, habitat quality, InVEST model, geographical weighted regression model, coupling coordination model, the Giant Panda Sanctuary

中图分类号:

Q958
X174

马月伟, 陈玉美, 张盛蓝, 桂雅丽, 陈艳梅. 夹金山脉大熊猫栖息地生境质量与人类活动强度耦合协调研究[J]. 生态环境学报, 2025, 34(2): 197-208.

MA Yuewei, CHEN Yumei, ZHANG Shenglan, GUI Yali, CHEN Yanmei. Coupling and Coordination of Habitat Quality and Human Activity Intensity in Jiajin Mountains Giant Panda Sanctuary[J]. Ecology and Environment, 2025, 34(2): 197-208.

图/表 15

参考文献 39

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成像日期	影像类型	条带号	分辨率/m	波段
2001-06-13	Landst5-TM	130/39	30	1－7
2009-06-03	Landst5-TM	130/39	30	1－7
2016-03-08	Landst8-TM	130/39	30	1－11
2021-02-12	Landst8-TM	130/39	30	1－11

成像日期	影像类型	条带号	分辨率/m	波段
2001-06-13	Landst5-TM	130/39	30	1－7
2009-06-03	Landst5-TM	130/39	30	1－7
2016-03-08	Landst8-TM	130/39	30	1－11
2021-02-12	Landst8-TM	130/39	30	1－11

指标	赋值范围	赋值方法
人口密度	0－10	每平方千米0－10人，进行0－10分赋值且呈线性增加;每平方千米>10人，赋值为10分
土地利用	10，8，4，0	建设用地10分;耕地为8分;河流4分;其他地类0分
夜间灯光	0－10	以2020年灯光数据为基准，将DN=0的赋值为0，DN>0利用分位数法分为10分，依次按1－10进行赋值;其余年份参照2020年十分位数将DN>0进行1－10之间赋值，DN=0赋值为0分
道路	10，8，4	构建0－2.5 km缓冲区，0－0.5 km赋值为10分;0.5－1.5 km赋值为8分;1.5－2.5 km赋值为4分
工矿用地	10，8，4	构建0－4 km缓冲区，0－1 km赋值为10分;1－2.5 km赋值为8分;2.5－4 km赋值为4分

指标	赋值范围	赋值方法
人口密度	0－10	每平方千米0－10人，进行0－10分赋值且呈线性增加;每平方千米>10人，赋值为10分
土地利用	10，8，4，0	建设用地10分;耕地为8分;河流4分;其他地类0分
夜间灯光	0－10	以2020年灯光数据为基准，将DN=0的赋值为0，DN>0利用分位数法分为10分，依次按1－10进行赋值;其余年份参照2020年十分位数将DN>0进行1－10之间赋值，DN=0赋值为0分
道路	10，8，4	构建0－2.5 km缓冲区，0－0.5 km赋值为10分;0.5－1.5 km赋值为8分;1.5－2.5 km赋值为4分
工矿用地	10，8，4	构建0－4 km缓冲区，0－1 km赋值为10分;1－2.5 km赋值为8分;2.5－4 km赋值为4分

威胁因子	最大影响距离/km	权重
耕地	3	0.5
建设用地	5	0.9
农村居民点用地	5	0.8
工矿用地	4	0.9
道路	2.5	0.8
未利用地	2	0.3

夹金山脉大熊猫栖息地生境质量与人类活动强度耦合协调研究

Coupling and Coordination of Habitat Quality and Human Activity Intensity in Jiajin Mountains Giant Panda Sanctuary

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土地利用类型	生境适宜性	对威胁源的敏感度
土地利用类型	生境适宜性	耕地	建设用地	农村居民点用地	工矿用地	道路	未利用地
耕地	0	0	0.5	0.4	0.5	0.2	0.5
有林地	1	0.7	0.85	0.75	0.8	0.8	0.7
灌木林地	0.9	0.6	0.8	0.7	0.75	0.8	0.6
疏林地	0.6	0.7	0.85	0.75	0.75	0.8	0.5
高覆盖草地	0.7	0.5	0.6	0.5	0.5	0.4	0.8
中覆盖草地	0.5	0.45	0.65	0.55	0.6	0.3	0.7
低覆盖草地	0.3	0.4	0.7	0.6	0.6	0.3	0.6
建设用地	0.9	0.7	0.9	0.8	0.8	0.7	0.4
农村居民点用地	0	0	0	0	0	0	0
工矿用地	0	0	0	0	0	0	0
道路	0	0	0	0	0	0	0
未利用地	0	0	0	0	0	0	0

耦合度	耦合度（C）	协调度	协调度（D）
高水平耦合	0.8<C≤1	优质协调	0.90<D≤1.00
高水平耦合	0.8<C≤1	良好协调	0.80<D≤0.90
磨合阶段	0.5<C≤0.8	中级协调	0.70<D≤0.80
		初级协调	0.60<D≤0.70
		勉强协调	0.50<D≤0.60
拮抗阶段	0.3<C≤0.5	濒临失调	0.40<D≤0.50
拮抗阶段	0.3<C≤0.5	轻度失调	0.30<D≤0.40
低水平耦合	0<C≤0.3	中度失调	0.20<D≤0.30
		严重失调	0.10<D≤0.20
		极度失调	0.00<D≤0.10

人类足迹指数分级	取值区间	年份
人类足迹指数分级	取值区间	2001	2009	2016	2021
低人类足迹指数	0－7.6	69.43	70	68.68	60.12
较低人类足迹指数	7.6－14.2	22.12	19.52	19.46	24.41
中等人类足迹指数	14.2－20.8	6.63	8.29	8.22	11.01
较高人类足迹指数	20.8－27.4	1.71	2.15	3.46	4.17
高人类足迹指数	27.4－36	0.11	0.04	0.18	0.29

等级	取值区间	生境质量等级占比/%				2021年较2001年变化/%
等级	取值区间	2001	2009	2016	2021	2021年较2001年变化/%
低	0－0.15	10.72	9.31	9.03	8.56	−2.17
较低	0.15－0.4	5.13	5.06	4.53	3.46	−1.67
中	0.4－0.6	25.10	22.97	23.43	21.45	−3.65
较高	0.6－0.8	13.63	12.93	19.04	16.74	3.11
高	0.8－1	45.41	49.73	43.98	49.78	4.38
生境质量平均值		0.67	0.67	0.67	0.69	0.03

年份	模型	小样本修正的赤池信息准则（AICc）	R²	调整R²
2001	OLS	525294.44	0.07	0.07
	GWR	470275.57	0.66	0.65
2009	OLS	525531.34	0.07	0.07
	GWR	471456.37	0.66	0.66
2016	OLS	518681.25	0.06	0.06
	GWR	469989.56	0.65	0.65
2021	OLS	518254.24	0.06	0.06
	GWR	472290.08	0.69	0.68

耦合协调度	年份
耦合协调度	2001	2009	2016	2021	2001－2009	2009－2016	2016－2021	2001－2021
严重失调（0－0.2）	0.01	1.46	1.53	0.83	1.45	0.07	−0.70	0.82
失调状态（0.21－0.4)	1.78	5.25	5.09	4.35	3.47	−0.16	−0.74	2.58
濒临失调（0.41－0.5）	9.14	7.88	7.92	8.38	−1.26	0.04	0.46	−0.76
勉强协调（0.51－0.6）	20.26	29.84	29.78	30.75	9.57	−0.05	0.96	10.48
初级协调（0.61－0.7）	68.82	55.58	55.68	55.70	−13.24	0.10	0.02	−13.12
耦合协调度（D）均值	0.61	0.58	0.58	0.62	−0.03	0.00	0.04	0.01
耦合度（C）均值	0.96	0.94	0.94	0.95	−0.03	−1.87	0.01	−0.01

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