海岸带特大城市生境退化的空间异质性驱动机制研究——基于MGWR-GCCM模型的福州实证

本研究针对快速城市化导致的景观破碎化与生境质量下降问题，采用多尺度地理加权回归(MGWR)和地理收敛交叉映射(GCCM)技术，揭示了福州沿海大都市区景观格局演变与生境质量动态的空间异质性因果关系，发现最大斑块指数(LPI)对生境退化具有显著单向因果效应(ρ=0.38)，为生态修复提供了精准干预靶点。

　　

随着全球城市化进程加速，大都市区的景观破碎化和生境质量下降已成为威胁生物多样性的核心问题。在中国东南沿海的福州大都市区(FMA)，西部海峡经济区和台风控制工程等开发项目导致滨海平原建设用地的快速扩张，而生态红线政策又限制了内陆地区的城市化进程。这种发展模式使得该区域成为研究景观格局与生境质量相互作用的典型样本。然而，现有研究多集中于相关性分析，对两者间的因果机制认识不足，难以指导精准的生态干预。

针对这一科学问题，来自中国的研究团队在《Journal of Environmental Management》发表了一项创新性研究。该研究整合了多尺度地理加权回归(MGWR)和新兴的地理收敛交叉映射(GCCM)方法，首次系统解析了2000-2022年间景观格局指数(LSPI)与生境质量变化的因果关系。技术路线上，研究首先通过景观格局分析量化了空间异质性特征，随后运用MGWR识别驱动因子的空间尺度效应，最后采用GCCM突破传统因果分析方法的局限，有效解决了非线性动态和空间异质性等复杂问题。

研究结果部分，"Characteristics of spatial and temporal changes in landscape pattern and habitat quality in the FMA"显示：2000-2022年间研究区生境质量总体下降5%，退化程度加剧24%，呈现出"沿海高破碎化-内陆质量稳定"的鲜明空间分异格局。在"空间关联分析"部分，MGWR模型揭示大多数景观指数与生境质量现状显著相关，但因果检验发现仅有最大斑块指数(LPI)对生境质量具有明确单向因果效应(ρ=0.38)。

"How do the impacts of LSPI on habitat quality and degradation differ across regions?"章节进一步指出：斑块结合度指数(IJI)和斑块数量(NP)对生境质量变化表现出较弱但显著的单向因果影响(ρ分别为0.3和0.22)，而其他关键指数如蔓延度指数(CONTAG)和香农均匀度指数(SHEI)仅显示相关性。值得注意的是，LPI变异值(LPI_v)是唯一对生境退化具有驱动作用的指数(ρ=0.25)，这为识别退化关键驱动因子提供了直接证据。

在结论部分，研究强调了三点重要发现：首先，沿海与内陆地区的政策差异导致景观-生境关系的显著空间异质性；其次，传统相关性分析可能高估某些景观指数的作用，实际仅LPI、IJI和NP具有因果效应；最后，GCCM方法的应用为解析复杂生态系统因果关系提供了新范式。这些发现不仅为福州大都市区的生态修复提供了精准干预靶点——应重点调控LPI和IJI等因果性指标，更为全球快速城市化地区的景观规划提供了方法论借鉴。研究团队特别指出，未来需要加强长时序的因果追踪，以揭示景观-生境互馈作用的动态演变规律。