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摘要：[目的]评估横断山小江流域生境质量，为改善流域生态环境和优化土地利用现状提供理论支持。
[方法]采用InVEST模型，利用道路、农田、城市、乡镇及土地利用等数据，从生物多样性的角度，对横断山区小江流域的生境质量进行了量化评估，并分析其空间分布特征和区域差异。[结果]①受人类活动的影响，小江流域生境质量普遍偏低，流域中部区域退化严重。②土地利用类型和覆被对生境质量有很大的影响作用，还林还草政策可有效的缓解流域生境恶化现象。③小江流域生境质量具有明显的垂直空间异质性，生态环境的保护和社会经济的发展要因地制宜。[结论]该研究可为小江流域的生态保护和可持续发展提供科学依据和规划指南。
关键词生境质量；InVEST模型；小江流域；垂直空间异质性
中图分类号S181文献标识码A文章编号0517-6611（2016）15-105-04
生境质量与人类福祉息息相关，是人类赖以生存和发展的基础[1]。工业革命以来，社会和经济进入了新的发展阶段，人类的生存方式以及对生活所需物质的要求也发生着翻天覆地的变化[2]。人类在对自然资源和生态环境的开发和利用中，只看重其市场经济价值和直接使用价值，而低估甚至忽略了对生境质量的保护，导致生态环境结构和功能发生了巨大的变化[3]。引起一系列生态问题的发生，反过来又影响人类社会和经济的发展，对人类福祉产生重要的影响，成为人类社会可持续发展的主要障碍[4-6]。评估生境质量是生态环境保护和自然资源合理利用的基础，对维持自然系统的平衡和区域的可持续发展具有非常重要的意义。
在这种背景下，生境质量逐渐成为国内相关研究的热点。欧阳志云等综合生物因子、物理因子和人为因子，创建了生境质量结构理论模型，评估了卧龙大熊猫自然保护区的生境质量[7]。林生对昌化江流域的重金属含量和水质情况进行了调查取样，基于水功能反映了流域生境质量情况，提出生态保护措施和管理对策[8]。程晋南等通过计算生态环境状况指数的方法对生境质量进行评估[9]。但上述研究方法所需数据量较大，不易获取。InVEST模型生物多样性模块从生物多样性的角度对生境质量进行量化评估，模型数据量需求较低，具有很强的空间分析能力。
随着城市的发展和人类活动的增强，小江流域的生态安全问题日益突出、不容忽视，是一个典型的生境质量退化区。因此，笔者选择小江流域为研究区，针对小江流域的生境质量问题，引入InVEST模型生物多样性模块，分析其空间分布特征和区域差异性，为改善流域生态环境和优化土地利用现状提供理论支持。
1研究区概况
小江流域位于云南省东北部，东经102°52′～103°22′，北纬25°32′～26°35′，发源于滇东北高原的寻甸县，自南而北流经寻甸县、昆明市东川区和会泽县注入金沙江，主沟长141.93km，流域面积3 044.4 km[10]。小江流域地形高差悬殊，最高海拔4 289 m，最低海拔694 m（图1）。因此，该区域具有丰富的土壤、生物资源和独特的气候特征，主要表现出干湿季节分明和垂直差异显著。
小江流域是一个典型又复杂的生态环境脆弱区。近年来，随着小江流域的发展，人类经济活动不断扩向山区，过度的利用和乱砍滥伐等不合理利用自然资源的行为，造成生境质量变差、森林植被破坏明显，导致流域生态环境问题日益加剧。据统计，流域森林覆盖面积约占总面积的1/5，加之海拔高差悬殊，为山体滑坡、泥石流等自然灾害提供了有利的地形条件。导致河流生态功能受损，造成了严重的水土流失，阻碍小江流域生态经济建设。给当地的城镇、村落、道路、矿场、农田和水利工程等造成严重灾害，威胁人民的生命财产安全[11]。提高生境质量是小江流域生态环境保护的首要目标，也是社会经济发展的基础。
2研究方法
2.1InVEST模型
InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）模型是由自然资本项目支持开发的、免费开源的、可用以量化多种生态系统服务的评估模型[12]。迄今为止，InVEST模型已经发布了21个版本，包括9种海洋生态系统服务和7种淡水及陆地生态系统服务的评估模块。目前在国内外得到广泛的应用，许多学者结合实际工作，利用模型在生态系统服务功能和生境质量的研究中取得大量的进展[13-16]。
生境质量保护的一个主要目标是保护生物多样性。针对小江流域的生态环境特点，笔者基于ArcGIS 10.2软件，利用InVEST模型生物多样性模块，结合土地覆被/土地利用和生物多样性威胁因素的信息生成生境质量图。InVEST模型生物多样性模块所需数据较易获取，从生物多样性的角度评估生境质量，主要包括外界威胁强度和不同土地利用类型对威胁源的敏感性两方面。模型认为生物物种丰富，自然环境条件好，受威胁源影响较低的地区，其生境质量就高。该生境质量的概念实际上是生态系统能够提供物种生存繁衍条件的潜在能力。
模型上每个栅格都赋予一种土地利用类型，对于每一个评估的景观，模型都需要整个景观上威胁因素的密度图（或强度）。例如，城市、道路、农业区和铁路是某土地利用类型生境质量保持的威胁因素，模型就需要数据叠加这些威胁图层。基于以上因素，模型使用这些威胁数据图层来评估不同土地利用类型的生境质量退化程度。威胁源具有一定的属性，并对地块的生境质量产生影响。主要包括：
（1）威胁能力，指各威胁图层对生境影响的范围[17]。威胁源能力越强，它的相对影响得分越高，其对生境的破坏性就比其他威胁类型更强。例如，城市面积在降低周围生境质量方面是农业面积的2倍。
（2）敏感性。每一种生境类型对每一种威胁源的相对敏感性都可能不同。敏感性越强，其土地利用类型单元的抗干扰能力越低，生境板块质量变差[18-19]。例如，假定土地利用类型对威胁越敏感，土地利用类型单元的退化度越大。 （3）地块单元与威胁源之间的距离。通常，随着栅格与威胁源距离的增加，威胁的程度呈指数或线性减小，因此距离威胁最近的那些栅格单元将受到较大的影响。
生境的退化来源于外界的威胁，因此，生境质量是基于威胁源的强度和敏感性来评价的。生境质量指数的计算公式如下：
Qxj=Hj1-DxjzDxjz+kz（1）
其中，Qxj土地利用类型j上栅格x的生境质量指数；Dxj是土地利用类型j上x栅格受到的威胁水平；Hj表示生境适合性；k和z为尺度参数（常数）[14]。
生境质量指数的高低，反映了在威胁源的影响下，生境质量的好坏和土地利用类型的破碎化程度；得分高的地块，说明其生态系统结构稳定，生境质量好；得分低的地块，其抗干扰能力较差，生态环境容易受到破坏。
2.2数据处理
将土地利用类型分为7大类，包括林地、草地、水田、旱地、城镇用地、水体和荒地。同时，根据野外调研和农户访谈，确定城市、乡镇、农田、公路、农村道路和泥石流做为小江流域生境质量的威胁源。同时，参考《InVEST模型用户手册》，得到各威胁源对生境影响的范围（km）、各威胁源的权重（0～1）、各威胁类型的胁迫能力随距离的递减类型（线性递减和指数递减）和不同土地利用类型对威胁类型的敏感性指数。确定威胁源的最大威胁距离为3 km，考虑到与流域相邻的外部区域也会对流域的生境质量产生影响，因此将流域范围外扩3 km。基于收集到的矢量数据，进行栅格转换、重采样等处理，得到各威胁源的威胁图层（图2）。
3结果与分析
3.1小江生境质量的空间分布
基于整理和处理好的数据，得到威胁类型表和土地利用类型对各威胁源的敏感性表，输入各威胁图层和土地利用数据，运行InVEST模型生物多样性模块，输出小江流域生境质量图层。如图3所示：小江流域生境质量普遍较低，平均生境质量指数为0.519。高值区域分布在流域南部和北部区域，植被覆盖丰富，抗干扰能力强，生境质量较好。在流域中部区域，受公路、城镇和农田等威胁因子的干扰较强，生境退化度高，生境质量较差。尤其在河谷地区受泥石流影响严重，其生境质量最差。
3.2不同土地利用类型的生境质量
由表1可知，小江流域林地和草地的生境质量最高，生境指数分别为0.678和0.616；林地和草地的植被覆盖度最高，抗干扰能力强，对生境质量的保护具有非常重要的作用。旱地和城镇用地的生境指数分别为0.200和0.158。由于受人类活动影响严重，植被覆盖度低、生境质量最低。泥石流的爆发对流域的生境质量产生很大的影响，导致水域的生境质量较低，水域的生境质量指数为0.312。荒地和水田的生境质量指数分别为0.350和0.293，荒地的土地覆被度低、水田受人类活动影响是生境质量偏低的主要原因。可见，保水保土工程的建设和退耕还林还草政策的继续推行对流域生境质量的提高起着不可忽视的作用。同时，了解不同土地利用类型的生境质量指数情况，可为土地利用规划提供科学的理论依据。
3.3生境质量的垂直空间异质性
根据植被覆盖情况，将小江流域划分为4个垂直带谱（图4）：海拔1 600 m以下的河谷为干热河谷稀树草丛带，草地、耕地和裸地所占面积比例较大；海拔1 600～2 800 m的山地为山地常绿阔叶林与针叶林带，主要土地利用类型为林、草地和耕地；海拔2 800～3 300m山地为亚高山针叶林带，主要土地利用类型为草地和林地；海拔3 300 m以上山地为高山灌丛草甸带，以草地、耕地和裸地为主。按照小江流域的海拔高度，每200 m划分为一高度等级，统计小江流域各生态系统服务功能在不同高度等级的平均值。
由于InVEST模型计算所得的生境质量指数不是正态分布的。该研究采用ArcGIS 10.2的自然分类法，将生境质量分为3级：高（>0.61）、中（0.48～0.61）、低（<0.48），以清晰表达不同海拔区域生境质量的差异性。如图5所示，在干热河谷带，人类活动频繁，生产生活区域和泥石流大都集中在该带谱，导致生境退化程度高，生境质量差。随着海拔的上升、地势变陡，在亚高山针叶林带，植被覆盖度增强，道路和耕地逐步减少，生境质量变好。到高山灌丛草甸带，地势变缓，植被由林地转为草地，生境质量呈缓慢下降的趋势。小江流域的生境质量具有明显的垂直空间异质性。
4结论与讨论
生境质量评估对人类可持续发展和自然环境的保护具有重要意义。该研究以生态环境质量问题日益突出的小江流域为例，引入InVEST模型生物多样性模块，基于土地利用数据和威胁源数据，从生物多样性的角度，量化了小江流域的生境质量，采用生境质量指数评估了流域的生态环境现状。结果表明：
（1）小江流域的平均生境质量指数为0.519，生境质量普遍较低。
（2）小江流域生境质量受人类活动影响严重。在人类活动频繁的流域中部区域，生境质量退化明显。在流域南部和北部区域，人类活动减少，生境质量逐步变好。要提高流域生境质量，首先要协调人地关系，减少人类对自然资源的不合理利用行为，禁止乱砍滥伐和过度放牧，以保护为主、发展为辅的原则，合理开发资源，走可持续发展的道路。
（3）土地利用类型对生境质量也有重要影响，保水保土工程的实施和退耕还林还草政策的落实是小江流域生态保护和发展的必经之路。
（4）流域生境质量具有明显的垂直空间异质性，应因地制宜地保护生态环境，提高流域生境质量。在河谷地带应加大生境保护力度，坚持保护和发展并行原则，在不破坏生态环境的基础上，提高山区的经济水平。
InVEST独特的运行控制方式为生境质量的研究开拓了视野，但也存在一些缺陷。模型中土地利用类型上所有的威胁都是简单相加的，但有些情况下，多种威胁的总影响远远大于各种影响的算术和[14]。同时，生态环境质量不光包括生物的多样性，水源涵养和土壤保持等生态系统服务功能也 起着非常重要的作用。因此，对InVEST模型水源涵养、土壤保持和碳储存等其他模块的使用有待于进一步深入研究。
参考文献
[1]
DALIY G C.Nature’s services：Societal dependence on natural ecosystems[M].Washington DC：Island Press，1997.
[2] 肖笃宁，陈文波，郭福良.论生态安全的基本概念和研究内容[J].应用生态学报，2002，13（3）：354-358.
[3] 吕一河，傅伯杰，陈利顶.生态建设的理论分析[J].生态学报，2006，26（11）：3891-3897.
[4] MARSH G P.Man and nature[M].New York：Charles Scribner，1965：28-30.
[5] CARSON HOLDREN J，EHRLICH P.Human population and global environment[J].American scientist，1974，62：282-292.
[6] PAGIOLA S.Payments for environmental services in Costa Rica[J].Ecological economics，2008，65（4）：712-724.
[7] 欧阳志云，刘建国，肖寒，等.卧龙自然保护区大熊猫生境评价[J].生态学报，2001，21（11）：1869-1874.
[8] 林生.吕化江水环境质量调查[J].海南师范学院学报，2001，14（4）：98-100.
[9] 程晋南，赵庚星，李红，等.基于RS和GIS的土地生态环境状况评价及其动态变化[J].农业工程学报，2008，24（11）：83-88.
[10] 贾松伟.基于GIS和RS的小江流域景观格局动态变化分析[J].湖北农业科学，2012，51（18）：3980-3983.
[11] 陈循谦.表生地质灾害与山地生态环境关系探讨：以云南小江流域为例[J].中国地质灾害与防治学报，1992（2）：3-9.
[12] POLASKY S，NELSON E，PENNINGTON D，et al.The impact of land-use change on ecosystem services，biodiversity and returns to landowners：A case study in the State of Minnesota[J].Environmental and resource economics，2011，48：219-242.
[13] 李晓文，胡远满，肖笃宁.景观生态学与生物多样性保护[J].生态学报，1999（3）：111-119.
[14] BAGSTAD K J，SEMMENS D J，WAAGE S，et al.A comparative assessment of decision-support tools for ecosystem services quantification and valuation[J].Ecosystem services 2013，5：27-39.
[15] SHARP R，TILLIS H T，RICKETTS T，et al.In VEST 3.2.0 user’s guide[M].Stanford：The Natural Capital Project，2015.
[16] 杨芝歌，周彬，余新晓，等.北京山区生物多样性分析与碳储量评估[J].水土保持通报，2012，32（3）：42-46.
[17] WILCOVE D S，ROTHSTEIN D，DUBOW J，et al.Quantifying threats to imperiled species in the uUnited States[J].Bioscience，1998，48：607-615.
[18] MCKINNEY M L.Urbanization，biodiversity，and conservation[J].Bio Science，2002，52：883-890.
[19] 肖明.GIS在流域生态环境质量评价中的应用[D].海口：海南大学，2011.
[方法]采用InVEST模型，利用道路、农田、城市、乡镇及土地利用等数据，从生物多样性的角度，对横断山区小江流域的生境质量进行了量化评估，并分析其空间分布特征和区域差异。[结果]①受人类活动的影响，小江流域生境质量普遍偏低，流域中部区域退化严重。②土地利用类型和覆被对生境质量有很大的影响作用，还林还草政策可有效的缓解流域生境恶化现象。③小江流域生境质量具有明显的垂直空间异质性，生态环境的保护和社会经济的发展要因地制宜。[结论]该研究可为小江流域的生态保护和可持续发展提供科学依据和规划指南。
关键词生境质量；InVEST模型；小江流域；垂直空间异质性
中图分类号S181文献标识码A文章编号0517-6611（2016）15-105-04
生境质量与人类福祉息息相关，是人类赖以生存和发展的基础[1]。工业革命以来，社会和经济进入了新的发展阶段，人类的生存方式以及对生活所需物质的要求也发生着翻天覆地的变化[2]。人类在对自然资源和生态环境的开发和利用中，只看重其市场经济价值和直接使用价值，而低估甚至忽略了对生境质量的保护，导致生态环境结构和功能发生了巨大的变化[3]。引起一系列生态问题的发生，反过来又影响人类社会和经济的发展，对人类福祉产生重要的影响，成为人类社会可持续发展的主要障碍[4-6]。评估生境质量是生态环境保护和自然资源合理利用的基础，对维持自然系统的平衡和区域的可持续发展具有非常重要的意义。
在这种背景下，生境质量逐渐成为国内相关研究的热点。欧阳志云等综合生物因子、物理因子和人为因子，创建了生境质量结构理论模型，评估了卧龙大熊猫自然保护区的生境质量[7]。林生对昌化江流域的重金属含量和水质情况进行了调查取样，基于水功能反映了流域生境质量情况，提出生态保护措施和管理对策[8]。程晋南等通过计算生态环境状况指数的方法对生境质量进行评估[9]。但上述研究方法所需数据量较大，不易获取。InVEST模型生物多样性模块从生物多样性的角度对生境质量进行量化评估，模型数据量需求较低，具有很强的空间分析能力。
随着城市的发展和人类活动的增强，小江流域的生态安全问题日益突出、不容忽视，是一个典型的生境质量退化区。因此，笔者选择小江流域为研究区，针对小江流域的生境质量问题，引入InVEST模型生物多样性模块，分析其空间分布特征和区域差异性，为改善流域生态环境和优化土地利用现状提供理论支持。
1研究区概况
小江流域位于云南省东北部，东经102°52′～103°22′，北纬25°32′～26°35′，发源于滇东北高原的寻甸县，自南而北流经寻甸县、昆明市东川区和会泽县注入金沙江，主沟长141.93km，流域面积3 044.4 km[10]。小江流域地形高差悬殊，最高海拔4 289 m，最低海拔694 m（图1）。因此，该区域具有丰富的土壤、生物资源和独特的气候特征，主要表现出干湿季节分明和垂直差异显著。
小江流域是一个典型又复杂的生态环境脆弱区。近年来，随着小江流域的发展，人类经济活动不断扩向山区，过度的利用和乱砍滥伐等不合理利用自然资源的行为，造成生境质量变差、森林植被破坏明显，导致流域生态环境问题日益加剧。据统计，流域森林覆盖面积约占总面积的1/5，加之海拔高差悬殊，为山体滑坡、泥石流等自然灾害提供了有利的地形条件。导致河流生态功能受损，造成了严重的水土流失，阻碍小江流域生态经济建设。给当地的城镇、村落、道路、矿场、农田和水利工程等造成严重灾害，威胁人民的生命财产安全[11]。提高生境质量是小江流域生态环境保护的首要目标，也是社会经济发展的基础。
2研究方法
2.1InVEST模型
InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）模型是由自然资本项目支持开发的、免费开源的、可用以量化多种生态系统服务的评估模型[12]。迄今为止，InVEST模型已经发布了21个版本，包括9种海洋生态系统服务和7种淡水及陆地生态系统服务的评估模块。目前在国内外得到广泛的应用，许多学者结合实际工作，利用模型在生态系统服务功能和生境质量的研究中取得大量的进展[13-16]。
生境质量保护的一个主要目标是保护生物多样性。针对小江流域的生态环境特点，笔者基于ArcGIS 10.2软件，利用InVEST模型生物多样性模块，结合土地覆被/土地利用和生物多样性威胁因素的信息生成生境质量图。InVEST模型生物多样性模块所需数据较易获取，从生物多样性的角度评估生境质量，主要包括外界威胁强度和不同土地利用类型对威胁源的敏感性两方面。模型认为生物物种丰富，自然环境条件好，受威胁源影响较低的地区，其生境质量就高。该生境质量的概念实际上是生态系统能够提供物种生存繁衍条件的潜在能力。
模型上每个栅格都赋予一种土地利用类型，对于每一个评估的景观，模型都需要整个景观上威胁因素的密度图（或强度）。例如，城市、道路、农业区和铁路是某土地利用类型生境质量保持的威胁因素，模型就需要数据叠加这些威胁图层。基于以上因素，模型使用这些威胁数据图层来评估不同土地利用类型的生境质量退化程度。威胁源具有一定的属性，并对地块的生境质量产生影响。主要包括：
（1）威胁能力，指各威胁图层对生境影响的范围[17]。威胁源能力越强，它的相对影响得分越高，其对生境的破坏性就比其他威胁类型更强。例如，城市面积在降低周围生境质量方面是农业面积的2倍。
（2）敏感性。每一种生境类型对每一种威胁源的相对敏感性都可能不同。敏感性越强，其土地利用类型单元的抗干扰能力越低，生境板块质量变差[18-19]。例如，假定土地利用类型对威胁越敏感，土地利用类型单元的退化度越大。 （3）地块单元与威胁源之间的距离。通常，随着栅格与威胁源距离的增加，威胁的程度呈指数或线性减小，因此距离威胁最近的那些栅格单元将受到较大的影响。
生境的退化来源于外界的威胁，因此，生境质量是基于威胁源的强度和敏感性来评价的。生境质量指数的计算公式如下：
Qxj=Hj1-DxjzDxjz+kz（1）
其中，Qxj土地利用类型j上栅格x的生境质量指数；Dxj是土地利用类型j上x栅格受到的威胁水平；Hj表示生境适合性；k和z为尺度参数（常数）[14]。
生境质量指数的高低，反映了在威胁源的影响下，生境质量的好坏和土地利用类型的破碎化程度；得分高的地块，说明其生态系统结构稳定，生境质量好；得分低的地块，其抗干扰能力较差，生态环境容易受到破坏。
2.2数据处理
将土地利用类型分为7大类，包括林地、草地、水田、旱地、城镇用地、水体和荒地。同时，根据野外调研和农户访谈，确定城市、乡镇、农田、公路、农村道路和泥石流做为小江流域生境质量的威胁源。同时，参考《InVEST模型用户手册》，得到各威胁源对生境影响的范围（km）、各威胁源的权重（0～1）、各威胁类型的胁迫能力随距离的递减类型（线性递减和指数递减）和不同土地利用类型对威胁类型的敏感性指数。确定威胁源的最大威胁距离为3 km，考虑到与流域相邻的外部区域也会对流域的生境质量产生影响，因此将流域范围外扩3 km。基于收集到的矢量数据，进行栅格转换、重采样等处理，得到各威胁源的威胁图层（图2）。
3结果与分析
3.1小江生境质量的空间分布
基于整理和处理好的数据，得到威胁类型表和土地利用类型对各威胁源的敏感性表，输入各威胁图层和土地利用数据，运行InVEST模型生物多样性模块，输出小江流域生境质量图层。如图3所示：小江流域生境质量普遍较低，平均生境质量指数为0.519。高值区域分布在流域南部和北部区域，植被覆盖丰富，抗干扰能力强，生境质量较好。在流域中部区域，受公路、城镇和农田等威胁因子的干扰较强，生境退化度高，生境质量较差。尤其在河谷地区受泥石流影响严重，其生境质量最差。
3.2不同土地利用类型的生境质量
由表1可知，小江流域林地和草地的生境质量最高，生境指数分别为0.678和0.616；林地和草地的植被覆盖度最高，抗干扰能力强，对生境质量的保护具有非常重要的作用。旱地和城镇用地的生境指数分别为0.200和0.158。由于受人类活动影响严重，植被覆盖度低、生境质量最低。泥石流的爆发对流域的生境质量产生很大的影响，导致水域的生境质量较低，水域的生境质量指数为0.312。荒地和水田的生境质量指数分别为0.350和0.293，荒地的土地覆被度低、水田受人类活动影响是生境质量偏低的主要原因。可见，保水保土工程的建设和退耕还林还草政策的继续推行对流域生境质量的提高起着不可忽视的作用。同时，了解不同土地利用类型的生境质量指数情况，可为土地利用规划提供科学的理论依据。
3.3生境质量的垂直空间异质性
根据植被覆盖情况，将小江流域划分为4个垂直带谱（图4）：海拔1 600 m以下的河谷为干热河谷稀树草丛带，草地、耕地和裸地所占面积比例较大；海拔1 600～2 800 m的山地为山地常绿阔叶林与针叶林带，主要土地利用类型为林、草地和耕地；海拔2 800～3 300m山地为亚高山针叶林带，主要土地利用类型为草地和林地；海拔3 300 m以上山地为高山灌丛草甸带，以草地、耕地和裸地为主。按照小江流域的海拔高度，每200 m划分为一高度等级，统计小江流域各生态系统服务功能在不同高度等级的平均值。
由于InVEST模型计算所得的生境质量指数不是正态分布的。该研究采用ArcGIS 10.2的自然分类法，将生境质量分为3级：高（>0.61）、中（0.48～0.61）、低（<0.48），以清晰表达不同海拔区域生境质量的差异性。如图5所示，在干热河谷带，人类活动频繁，生产生活区域和泥石流大都集中在该带谱，导致生境退化程度高，生境质量差。随着海拔的上升、地势变陡，在亚高山针叶林带，植被覆盖度增强，道路和耕地逐步减少，生境质量变好。到高山灌丛草甸带，地势变缓，植被由林地转为草地，生境质量呈缓慢下降的趋势。小江流域的生境质量具有明显的垂直空间异质性。
4结论与讨论
生境质量评估对人类可持续发展和自然环境的保护具有重要意义。该研究以生态环境质量问题日益突出的小江流域为例，引入InVEST模型生物多样性模块，基于土地利用数据和威胁源数据，从生物多样性的角度，量化了小江流域的生境质量，采用生境质量指数评估了流域的生态环境现状。结果表明：
（1）小江流域的平均生境质量指数为0.519，生境质量普遍较低。
（2）小江流域生境质量受人类活动影响严重。在人类活动频繁的流域中部区域，生境质量退化明显。在流域南部和北部区域，人类活动减少，生境质量逐步变好。要提高流域生境质量，首先要协调人地关系，减少人类对自然资源的不合理利用行为，禁止乱砍滥伐和过度放牧，以保护为主、发展为辅的原则，合理开发资源，走可持续发展的道路。
（3）土地利用类型对生境质量也有重要影响，保水保土工程的实施和退耕还林还草政策的落实是小江流域生态保护和发展的必经之路。
（4）流域生境质量具有明显的垂直空间异质性，应因地制宜地保护生态环境，提高流域生境质量。在河谷地带应加大生境保护力度，坚持保护和发展并行原则，在不破坏生态环境的基础上，提高山区的经济水平。
InVEST独特的运行控制方式为生境质量的研究开拓了视野，但也存在一些缺陷。模型中土地利用类型上所有的威胁都是简单相加的，但有些情况下，多种威胁的总影响远远大于各种影响的算术和[14]。同时，生态环境质量不光包括生物的多样性，水源涵养和土壤保持等生态系统服务功能也 起着非常重要的作用。因此，对InVEST模型水源涵养、土壤保持和碳储存等其他模块的使用有待于进一步深入研究。
参考文献
[1]
DALIY G C.Nature’s services：Societal dependence on natural ecosystems[M].Washington DC：Island Press，1997.
[2] 肖笃宁，陈文波，郭福良.论生态安全的基本概念和研究内容[J].应用生态学报，2002，13（3）：354-358.
[3] 吕一河，傅伯杰，陈利顶.生态建设的理论分析[J].生态学报，2006，26（11）：3891-3897.
[4] MARSH G P.Man and nature[M].New York：Charles Scribner，1965：28-30.
[5] CARSON HOLDREN J，EHRLICH P.Human population and global environment[J].American scientist，1974，62：282-292.
[6] PAGIOLA S.Payments for environmental services in Costa Rica[J].Ecological economics，2008，65（4）：712-724.
[7] 欧阳志云，刘建国，肖寒，等.卧龙自然保护区大熊猫生境评价[J].生态学报，2001，21（11）：1869-1874.
[8] 林生.吕化江水环境质量调查[J].海南师范学院学报，2001，14（4）：98-100.
[9] 程晋南，赵庚星，李红，等.基于RS和GIS的土地生态环境状况评价及其动态变化[J].农业工程学报，2008，24（11）：83-88.
[10] 贾松伟.基于GIS和RS的小江流域景观格局动态变化分析[J].湖北农业科学，2012，51（18）：3980-3983.
[11] 陈循谦.表生地质灾害与山地生态环境关系探讨：以云南小江流域为例[J].中国地质灾害与防治学报，1992（2）：3-9.
[12] POLASKY S，NELSON E，PENNINGTON D，et al.The impact of land-use change on ecosystem services，biodiversity and returns to landowners：A case study in the State of Minnesota[J].Environmental and resource economics，2011，48：219-242.
[13] 李晓文，胡远满，肖笃宁.景观生态学与生物多样性保护[J].生态学报，1999（3）：111-119.
[14] BAGSTAD K J，SEMMENS D J，WAAGE S，et al.A comparative assessment of decision-support tools for ecosystem services quantification and valuation[J].Ecosystem services 2013，5：27-39.
[15] SHARP R，TILLIS H T，RICKETTS T，et al.In VEST 3.2.0 user’s guide[M].Stanford：The Natural Capital Project，2015.
[16] 杨芝歌，周彬，余新晓，等.北京山区生物多样性分析与碳储量评估[J].水土保持通报，2012，32（3）：42-46.
[17] WILCOVE D S，ROTHSTEIN D，DUBOW J，et al.Quantifying threats to imperiled species in the uUnited States[J].Bioscience，1998，48：607-615.
[18] MCKINNEY M L.Urbanization，biodiversity，and conservation[J].Bio Science，2002，52：883-890.
[19] 肖明.GIS在流域生态环境质量评价中的应用[D].海口：海南大学，2011.