我校公共管理學(xué)院（法學(xué)院）阿依吐爾遜·沙木西團(tuán)隊(duì)與南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院博士后金曉斌教授團(tuán)隊(duì)共同完成《旱地景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間格局與驅(qū)動(dòng)機(jī)制：來(lái)自綜合地理探測(cè)器和機(jī)器學(xué)習(xí)模型的見解》，在1區(qū)Top期刊《Ecological Indicators》發(fā)刊。

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)是指特定區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)面臨的潛在威脅，這些威脅來(lái)源于自然環(huán)境變化和人類活動(dòng)。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作為理解和緩解生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)，經(jīng)歷了環(huán)境影響評(píng)估、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，最終發(fā)展為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，主要用于分析氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響及其演變機(jī)制。近年來(lái)，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究范圍不斷拓展，從關(guān)注單一污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，逐步轉(zhuǎn)向區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并引入空間統(tǒng)計(jì)方法，形成多尺度、多層次、過程導(dǎo)向的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架。

塔里木河流域是全球最大的內(nèi)陸河流域，位于中國(guó)西部干旱區(qū)，是典型的沙漠-綠洲交錯(cuò)地帶。該區(qū)域高度敏感于氣候變化和人類活動(dòng)影響，自20世紀(jì)80年代以來(lái)，大規(guī)模農(nóng)業(yè)開墾和水資源調(diào)配導(dǎo)致下游水流銳減，嚴(yán)重影響區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)，尤其是胡楊林的存活。作為“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”核心區(qū)，塔里木河流域不僅是中國(guó)重要的棉花、糧食生產(chǎn)基地，也是能源與礦產(chǎn)資源開發(fā)的關(guān)鍵區(qū)域，同時(shí)還是新疆生態(tài)保護(hù)的重點(diǎn)區(qū)域。因此，探索該流域長(zhǎng)期土地利用變化是否引發(fā)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，以及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空演化特征及驅(qū)動(dòng)因素，對(duì)加速生態(tài)保護(hù)與實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

本研究針對(duì)上述研究空白，開展塔里木河流域過去30年的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析，旨在揭示生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的演變模式及驅(qū)動(dòng)機(jī)制。研究采用基于土地利用變化的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，并結(jié)合地理探測(cè)器和機(jī)器學(xué)習(xí)模型，深入分析生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與社會(huì)-環(huán)境因素之間的交互作用及非線性關(guān)系。研究成果將為全球干旱區(qū)土地利用變化及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)形成機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為干旱區(qū)空間治理決策提供重要參考。

主要研究結(jié)果如下：

（1）塔里木河流域以未利用土地為主。1990-2020年間，塔里木河流域發(fā)生了顯著的土地利用變化，耕地、建設(shè)用地和未利用土地增加，草地、水體和森林面積減少。這種“三增三減”的格局表明，不同土地利用類型呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì)，水體的大幅減少尤為令人擔(dān)憂。

（2）1990—2020年，流域高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)以未利用土地為主，整體呈增加趨勢(shì)，占比達(dá)到40 %左右，主要集中在流域中部和東部；低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)呈減少趨勢(shì)，主要位于流域北部和西部；低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和極高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)格局相對(duì)穩(wěn)定但分散，遍布流域北部、南部和西部地區(qū)。空間上，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分布具有明顯的空間自相關(guān)性，呈現(xiàn)明顯的高—高和低—低聚集現(xiàn)象。

（3）自然因素對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的影響最大，貢獻(xiàn)率約為50 %，其中海拔、坡度、NDVI和與城鎮(zhèn)距離是影響生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的主要因素。影響分析表明，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)影響因素表現(xiàn)出復(fù)雜的非線性響應(yīng)，具有閾值效應(yīng)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)效應(yīng)和階段性模式等特點(diǎn)，需要在不同的參數(shù)區(qū)間和發(fā)展階段采取差異化的管理策略，才能有效緩解景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

決策者應(yīng)根據(jù)具體風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的特點(diǎn)，優(yōu)先考慮差異化戰(zhàn)略，以平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)。在高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，應(yīng)注重生態(tài)修復(fù)、水資源保護(hù)和控制土地退化。對(duì)于低風(fēng)險(xiǎn)和中等風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，戰(zhàn)略應(yīng)旨在增強(qiáng)生態(tài)恢復(fù)力和防止風(fēng)險(xiǎn)升級(jí)。實(shí)施考慮區(qū)域差異和歷史趨勢(shì)的空間定向政策將提高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理的有效性，促進(jìn)塔里木河流域的可持續(xù)發(fā)展。

       這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了在管理生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)同時(shí)解決多個(gè)驅(qū)動(dòng)因素的重要性，同時(shí)認(rèn)識(shí)到潛在的閾值、臨界點(diǎn)或關(guān)鍵轉(zhuǎn)變效應(yīng)。忽視這些考慮可能會(huì)導(dǎo)致“高投入、低回報(bào)”的陷阱。未來(lái)的研究應(yīng)側(cè)重于解決影響因素選擇方面的局限性，并納入社會(huì)、生態(tài)和技術(shù)層面的更廣泛指標(biāo)。更全面的數(shù)據(jù)集和跨學(xué)科方法可以進(jìn)一步完善對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)的理解，特別是通過納入水文過程模型，這在干旱地區(qū)值得強(qiáng)調(diào)。此外，研究可以探索氣候適應(yīng)戰(zhàn)略和可再生能源發(fā)展等新興因素對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的長(zhǎng)期影響。

圖3 1990-2020年塔里木河流域土地利用

圖4 1990-2020年塔里木河流域土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

表2 景觀格局指數(shù)

注：Ci、Ni、Di、Ei、Fi、Ri分別代表破碎度、分離度、優(yōu)勢(shì)度、干擾度、脆弱度、損失度

表3 1990-2020年塔里木河流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的面積個(gè)比例

圖5 塔里木河流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空分布

圖6 1990-2020年塔里木河流域不同層次景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移矩陣

表4 塔里木河流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)各等級(jí)過渡矩陣（1990–2020）/hm2.

圖7 1990-2020年塔里木河流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間自相關(guān)

表5 塔里木河流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)影響因素單因素探測(cè)結(jié)果

注：X1-X2分別代表高程、坡度、NDVI、年均降水、年均氣溫、夜間燈光、GDP密度、人口密度、

距道路距離、距城鎮(zhèn)中心距離

圖8 塔河流域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)因素雙因子交互探測(cè)結(jié)果

圖9 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與驅(qū)動(dòng)因素之間的非線性關(guān)系。圖中的黑線表示部分依賴圖的原始曲線。

紅色虛線顯示了使用廣義加性模型擬合的平滑曲線。

       新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院（法學(xué)院）阿依吐爾遜·沙木西為論文第一作者。該研究得到了自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2021D01A82）、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（XJEDU2023J018）、自治區(qū)高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目支持（2023YRDLELU03）