《Ecological Frontiers》：Spatial dismatch of terrestrial habitat quality from ecosystem service supply and demand perspective: A case study of the Three Gorges Reservoir Area, China
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本研究为揭示陆生栖息地质量（THQ）供给与需求的空间不匹配格局，以中国生物多样性热点区域三峡库区为研究对象，通过多时空尺度量化了其供给与需求的动态关系，并深入探讨了其驱动机制。研究发现，THQ的供给高值区分布于东部和南部林区，而需求高值区则集中于西南部城市带，两者存在显著空间错位。研究进一步识别了供需赤字的重点区域，并证实了气候和社会经济因素是THQ的主要驱动因素。这为在生态保护与经济发展之间寻求平衡、制定差异化生态管理策略提供了科学依据，对推进三峡库区生物多样性保护与可持续土地利用具有重要意义。
在全球气候变化和人类活动加剧的背景下，生物多样性的锐减已成为一个严峻的全球性挑战。作为维系生态系统功能与健康的重要基石，陆生栖息地质量（Terrestrial Habitat Quality, THQ）不仅关乎物种的生存繁衍，也深刻影响着生态系统为人类社会提供服务的能力，例如水源涵养、气候调节和休闲游憩等。然而，现实中存在一个尖锐的矛盾：一方面，人类对优质生态空间的“需求”与日俱增；另一方面，由于城市化扩张、基础设施建设等人为干扰，自然生态系统的“供给”能力却在持续衰退。这种供需之间的不匹配，被认为是导致生态退化的核心机制。在生物多样性热点区域，如中国的三峡库区，这一问题尤为突出。库区的形成改变了原有景观，导致栖息地破碎化加剧，而库区沿岸快速的经济发展又带来了巨大的生态压力。为了精准“把脉”区域生态健康状况，并为未来的生态保护“开方”，我们迫切需要回答：三峡库区的THQ究竟“产”在何处，又“需”在哪里？其供给与需求的空间格局是如何分布的？是什么力量在背后驱动着这一切？对这些问题的解答，是协调生态安全与区域可持续发展的关键所在。
近日，发表在《Ecological Frontiers》的一项研究，为我们揭开了三峡库区陆生栖息地质量“供”“需”地图的神秘面纱。该研究综合利用了多源遥感、气象、土壤和社会经济等多时空尺度数据。在方法学上，其核心技术手段包括：1）利用生态系统服务与交易综合评估（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs, InVEST）模型的栖息地质量模块，来量化THQ的供给；2）采用将区域THQ平均水平设为基准值的方法，通过计算差值来间接表征THQ需求；3）构建生态系统服务供需可达性（Ecosystem Service Supply-Demand Reachability, ESDR）指数，以识别供需的匹配（盈余、平衡、赤字）状态；4）结合偏最小二乘结构方程模型（Partial Least Squares Structural Equation Modeling, PLS-SEM）和地理加权回归（Geographically Weighted Regression, GWR）分析，分别从全局和局部两个层面，揭示气候、社会经济、地形和土壤等因子对THQ供给、需求及其匹配关系的驱动机制。
研究结果揭示了以下几个方面的重要发现：
3.1. 陆生栖息地质量供给的时空变化
从1990年到2020年，库区THQ供给平均值从0.53上升至0.62，整体呈现改善趋势。在空间上，THQ供给表现出显著的区域分异：高供给区主要位于东部和南部的林区，如兴山、巴东、巫溪等地；而低供给区则集中在西南部的重庆主城等城镇化区域。在垂直梯度上，THQ供给与海拔、坡度呈显著正相关，海拔高于1000米、坡度大于25°的区域供给质量更高。
3.2. 陆生栖息地质量需求的时空变化
同期，库区THQ需求平均值从0.07增长至0.10。空间上，高需求区高度集中于西南部的城市带（如重庆、渝北）及主要河流沿线。超过四分之三的小流域经历了需求的显著增加。垂直梯度上，THQ需求与海拔、坡度呈负相关，低海拔（<500米）、缓坡（<15°）的区域需求压力最大。
3.3. 1990-2020年ESDR的时空变化
ESDR指数（即THQ供给与需求的差值）在研究期内从0.47升至0.52。其空间分布清晰勾勒出供需失衡的格局：赤字区（ESDR < 0）主要聚集在西南部的核心城市和沿江地带，表明这些区域人类活动对栖息地的需求已远超其自然供给能力；而盈余区（ESDR > 0）则广泛分布在东北部和南部的森林覆盖区。ESDR同样随海拔和坡度增加而升高。
3.4. 陆生栖息地质量供给与需求的关系
3.4.1. 结构方程模型分析
全局驱动机制分析表明，气候因子（Fc）和社会经济因子（Fse）是影响THQ的最主要驱动力。具体而言，气候因子对THQ供给的负面影响最强（路径系数-0.4），而社会经济因子对THQ需求的正向影响最强（路径系数0.47）。地形因子（Ft）和土壤因子（Fs）则对THQ供给有正面影响，对需求有负面影响。
3.4.2. 地理加权回归分析
GWR分析进一步揭示了驱动力的空间异质性。在东北部库区，气候和地形因子对维持栖息地质量起到积极作用；而在高度城镇化的西南部库区（如重庆、江津），社会经济和土壤因子显著削弱了THQ供给，却加剧了其需求，成为导致该区域栖息地赤字的关键推手。
归纳与讨论：为协调“发展”与“保护”提供精准蓝图
该研究的结论系统描绘了三峡库区陆生栖息地质量供给、需求及其匹配关系的复杂图景，并深入剖析了其背后的自然与人文驱动机制。核心结论指出，尽管库区整体THQ供给、需求及匹配度均在提升，但显著的空间异质性与不匹配问题依然严峻。供给“高地”在东部和南部山林，而需求“热点”在西南部城市，这种空间错配导致了以重庆主城及沿江地带为核心的持续性栖息地赤字。研究进一步明确，气候和社会经济因素是主导力量，但地形和土壤条件在塑造局部供需可达性方面扮演着关键角色。
这些发现具有重要的科学意义与实践价值。首先，它突破了传统研究多从自然供给单方面评估栖息地质量的局限，创新性地从“供给-需求”耦合视角切入，为理解人地系统复杂相互作用提供了新框架。其次，研究精准识别了生态“赤字区”与“盈余区”，这为实施差异化的、空间明确的生态保护与修复策略提供了直接的科学依据。例如，在西南部赤字区，城市规划必须严守生态保护红线，推动产业绿色转型，严格限制建设用地的无序扩张；而在东北部盈余区，则应重点巩固生态建设成果，通过建设生态廊道增强景观连通性，提升生态系统韧性。最后，研究所倡导的针对生态保护区、农林复合区和库区岛屿等典型生境的景观规划建议，如构建“乔-灌-草”复层植被系统、建设生态廊道等，为提升区域生物多样性和生态系统服务功能提供了可操作的技术方案。总之，这项研究不仅深化了对三峡库区这一关键生态区人地关系的科学认知，更为在全球范围内协调生物多样性保护与经济社会可持续发展，提供了一个基于实证的、可资借鉴的分析范式。
