安以達，閆喜紅，王 青

（1.西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，四川綿陽 621010；2.太原師范學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院，山西晉中 030619）

三省交界區(qū)（地區(qū)），是指由三個省級行政區(qū)交界處所構(gòu)成的區(qū)域，是省際交界區(qū)的一種類型，更具有省際交界區(qū)的典型特征。中國三省交界區(qū)是集革命老區(qū)、少數(shù)民族聚集區(qū)、生物多樣性薈萃區(qū)于一體，區(qū)情迥異，類型特殊[1-2]，是我國邊區(qū)中典型的經(jīng)濟冷區(qū)和認知冷區(qū)。推進該典型區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護，促進生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟和諧發(fā)展，是落實建設(shè)生態(tài)文明國家戰(zhàn)略的關(guān)鍵切入點，并對形成全國合理的區(qū)域發(fā)展格局具有重要意義。

1 三省交界區(qū)的概念

三省交界區(qū)是由省際交界區(qū)演化而來，李青在《必須重視開發(fā)邊界區(qū)》一文中較系統(tǒng)地對邊界區(qū)做了相關(guān)研究，并提出邊界區(qū)的概念[1]，認為邊界區(qū)是指一定范圍內(nèi)某區(qū)域與其毗鄰區(qū)域交界處所構(gòu)成的地理空間，該區(qū)域具有不同的空間層次，可以分為國家邊界區(qū)、省際邊界區(qū)、地際邊界區(qū)、縣級邊界區(qū)等，從類型上講，有行政區(qū)間邊界區(qū)、經(jīng)濟區(qū)間邊界區(qū)等；并指出邊界區(qū)由于率屬于不同行政區(qū)導(dǎo)致區(qū)域分割、地方保護政策、地方壁壘等。郭榮星在《中國省級邊界地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展研究》一書中將省際邊界區(qū)作為研究對象，指出邊界地區(qū)是指在一定范圍內(nèi)某行政區(qū)域（如國家、省際行政區(qū)等）和與之接壤的行政區(qū)域（如國家、省際行政區(qū)等）交界處所構(gòu)成的特定地理空間[2]；安樹偉等提出省際交界區(qū)指中國現(xiàn)行的行政區(qū)劃范圍內(nèi)，省與?。▍^(qū)、市）之間相鄰的地區(qū)[3]；劉玉亭等指出省際毗鄰地區(qū)是指相鄰的省份之間相互毗鄰的區(qū)域[4]；郭榮朝從“邊緣效應(yīng)”入手，界定了省際邊緣區(qū)的內(nèi)涵[5]。

綜上，與三省交界區(qū)相近的概念有省際交界區(qū)、省際邊界區(qū)、省際邊緣區(qū)、省際毗鄰區(qū)等。此類概念都是用以描述不同省級行政區(qū)之間交界處毗鄰地區(qū)的概念，基本內(nèi)涵相似，但側(cè)重點和適用范圍不盡相同，如省際交界區(qū)側(cè)重于交界區(qū)域的差異和相互影響；省際邊界區(qū)注重描述省份邊界線及周邊地區(qū)，著重地理邊界因素對經(jīng)濟發(fā)展的影響；省際邊緣區(qū)更強調(diào)地理位置的附屬性和邊緣效應(yīng)，一般指遠離中心城市的邊緣地區(qū)；省際毗鄰區(qū)指地理上的相鄰以及相互毗鄰的地區(qū)，外延更寬泛一些。從經(jīng)濟地理角度看，省際交界區(qū)更適合表達區(qū)域的整體性和差異性。中國省際交界區(qū)可以劃分為多種類型，按照相鄰省份的數(shù)量可以劃分為兩省交界區(qū)、三省交界區(qū)、四省交界區(qū)等[2]。三省交界區(qū)具有幾何學(xué)上的特殊性，即三省交界形成一點，該點位即三省行政邊界點，以此為中心，按行政級別分別有三省交界村、三省交界鎮(zhèn)、三省交界縣、三省交界市。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

中國行政區(qū)劃底圖來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心，底圖邊界無修改；2000—2020 年間五期土地利用類型數(shù)據(jù)來源于武漢大學(xué)公開發(fā)布的“CLCD 中國年度土地覆蓋數(shù)據(jù)集”（China Land Cover Dataset）[6]；高程數(shù)據(jù)（SRTM 30 m）來源于中科院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心，坡度數(shù)據(jù)基于DEM 數(shù)據(jù)計算。

2.2 三省交界區(qū)空間范圍識別

對于邊界地區(qū)空間范圍的劃分，李青提出以行政區(qū)劃劃定邊界區(qū)的方法[1]，指出可以將緊鄰邊界的較小地域單元，如縣的地域總和稱作邊界區(qū)，也可以將較大的地域單元如地市的總和稱作邊界區(qū)，這樣的邊界區(qū)具有相對穩(wěn)定性和區(qū)內(nèi)相對完整性的特點?！掇o海》對國際邊境貿(mào)易的范圍規(guī)定為距邊境線15 km 內(nèi)，有學(xué)者據(jù)此將省界兩側(cè)各15 km 的區(qū)域范圍定義為省際交界區(qū)。安樹偉采用現(xiàn)有相關(guān)交界區(qū)域發(fā)展規(guī)劃，對省際交界區(qū)域的范圍進行適當(dāng)調(diào)整的辦法[3]。周潮等借助GIS 軟件空間統(tǒng)計分析，定量分析中心城市空間輻射范圍大小，以此表征省際邊緣區(qū)的空間范圍[7]。曾冰基于場強模型，識別腹地空間影響范圍，以期明確交界區(qū)格局[10]。而社會學(xué)領(lǐng)域的研究者把以省界兩側(cè)具有緊密聯(lián)系的民族、文化等特征界定為省際交界區(qū)，如以藏族文化為紐帶的滇藏川交界地區(qū)?？傮w而言，目前省際交界區(qū)空間范圍界定存在很強的主觀性，至今未形成統(tǒng)一的界定標準，這種空間范圍的不確定性、模糊性限制了省際交界區(qū)研究的深化發(fā)展。

中國三省交界區(qū)除具有上述幾何學(xué)上的特殊性外，且具有空間上的不連續(xù)性與跨地帶性，以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。因此，對這一典型區(qū)域開展研究的前提是對其空間覆蓋范圍進行科學(xué)識別和界定?？臻g范圍的大小要有利于表達交界區(qū)的典型特征，范圍過大容易失去邊緣區(qū)的特征；范圍太小，不利于收集資料；范圍模糊，不利于定量分析。有學(xué)者采用地級市范圍來研究三省省際區(qū)，但實際上，地級市范圍往往過大，如晉陜蒙交界的忻州市，其西北部的河曲縣是三省交界縣，而忻州市跨越山西東部山地區(qū)、中部盆地區(qū)、西部黃土丘陵區(qū)，東部又與河北省交界，選取忻州市作為三省交界區(qū)顯然不合理，這種案例比比皆是。對于三省交界區(qū)范圍大小確立，若將研究單元設(shè)定為市級，資料數(shù)據(jù)比較容易獲得，但研究的針對性相對較差，且樣本量較少或?qū)е卵芯肯拗菩蕴岣?；研究單元若確立為鄉(xiāng)鎮(zhèn)級，資料數(shù)據(jù)的獲取難度將相應(yīng)提高；故若將最小研究單元確立為縣級，則能兼顧針對性與數(shù)據(jù)的可獲取性。

在此基礎(chǔ)上，所有三省交界區(qū)縣域均在交界處市級行政單元邊界內(nèi)篩選，并根據(jù)下述基于區(qū)位的選取規(guī)則將其分為如下三類：一級交界區(qū)：即位于三省交界處的縣級單元，每個省份的此縣級單元均與交界處其余兩個省份的縣級單元直接接壤；二級交界區(qū)：即與一級交界區(qū)直接接壤，且至少與三省交界處的某一其他省份直接接壤的縣級單元；對于兩個空間距離較近，或共用兩個及以下一級交界區(qū)的三省交界，在選取其二級交界區(qū)時理論上可以與至多一個三省外其他省份直接接壤，但不能選取其他三省交界的一級交界區(qū)，例如：三省交界區(qū)A 的一級交界區(qū)a 在選取二級交界區(qū)a1 時，a1 不僅與a 及A 區(qū)內(nèi)的其他省份接壤，且與三省交界區(qū)B 的某一省份接壤，若a1 是B 的一級交界區(qū)，則不可選取作為a 的二級交界區(qū)，若否則可選為a 的二級交界區(qū)；三級交界區(qū)：即不符合一級與二級交界區(qū)選取規(guī)則，但與一級交界區(qū)直接接壤，且不與交界處三個省份外其他省份直接接壤的縣級單元。

2.3 三省交界代表性樣區(qū)選取

根據(jù)地理學(xué)第一定律，地理事物及其屬性在空間分布上互為關(guān)聯(lián)且相互作用，地物之間的相關(guān)性與距離呈正比，空間距離越近的地物其屬性的相關(guān)性越大[11]。因此，在開展全國尺度三省交界區(qū)相關(guān)研究時，由于空間連接密度較大的區(qū)域在自然地理、環(huán)境等特征上存在一定程度的同質(zhì)性，若設(shè)立全部三省交界區(qū)為研究區(qū)，則會相應(yīng)增加數(shù)據(jù)或資料的冗余性，從而使研究結(jié)果存在一定程度的偏差。為克服該限制，提出了全國尺度三省交界區(qū)研究的代表性樣區(qū)選取模型，該模型處理的關(guān)鍵問題是選在取最少的點位表征所有三省交界處（點）以覆蓋全部省份，同時使所選取樣本具有代表性。

2.3.1 三省交界處點位矩陣構(gòu)建

首先構(gòu)建各省份與全國三省交界處的對應(yīng)矩陣。我國共34 個省級行政區(qū)，包括23 個省、5 個自治區(qū)、4個直轄市、2個特別行政區(qū)，其中，海南、臺灣、香港、澳門不存在三省交界點。全國共有三省交界點42個，其中，京津冀地區(qū)飛地相互占用，共產(chǎn)生4個交界點，不能作為嚴格意義上的三省交界區(qū)，除此之外，依據(jù)上述原則劃分的我國三省交界處共38 個。當(dāng)各省份位于某交界點時取值為1，同時與該交界點不相關(guān)的省份取值為0。為保證樣本選取的代表性，對具有6 個及6 個以上交界點的多三省交界點省份單獨考量并增加計算項，求得該類省份的所在行以及其行政范圍中所擁有的三省交界點個數(shù)和在矩陣中的位置。

2.3.2 代表性樣區(qū)選取模型構(gòu)建

定義三省交界處總數(shù)為m，索引j表示第j個三省交界點(j=1,…,m)；全部省份的個數(shù)為n，以i為索引表示第i個省份（i=1,…,n）。此外，定義決策變量為yj，當(dāng)三省交界點j被選中時，yj取值為1，否則為0。給出矩陣（aij）nm中第i行表示第i個省份，第j列表示三省交界點j。aij=1 表示第j個三省交界處連接的省份中包含第i個省份，aij=0 表示第j個三省交界處連接的省份中不包含第i個省份?；诖藰?gòu)建中國三省交界區(qū)代表性樣區(qū)選取模型如下：

在以上模型中，矩陣（1）中當(dāng)?shù)趈個三省交界處連接的省份中包含第i個省份時，aij取值為1，當(dāng)?shù)趈個三省交界處連接的省份中不包含第i個省份時則aij取值為0；目標函數(shù)（2）要求所選的三省交界點個數(shù)最少；約束條件（3）確保了每個省份都要被至少一個三省交界點覆蓋；約束（4）表示當(dāng)一個省份范圍內(nèi)擁有三省交界點數(shù)量大于等于6 個時，決策變量yj大于等于2，式中i為行政范圍內(nèi)交界點數(shù)量大于等于6的省份在矩陣中的編號；式（5）為交界點選取約束。該問題模型可根據(jù)不同研究方法或目的進行修正，添加所需要的變量構(gòu)建全國尺度三省交界處代表性樣區(qū)選取模型，從而提高諸如區(qū)域差異等特征研究的針對性和科學(xué)性。

2.4 中國三省交界區(qū)景觀生態(tài)安全評估

生態(tài)安全是整個生態(tài)系統(tǒng)健康水平與完整性的表征，目前，隨著人類活動對環(huán)境的壓力不斷增大,生態(tài)安全受到的威脅愈發(fā)嚴重。土地利用方式的改變作為人類對自然改造利用的表征，會直接對生境斑塊間的交換循環(huán)過程造成影響，使區(qū)域生境斑塊的格局與功能產(chǎn)生必然的改變，進而影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況。因此，基于2000—2020 年間五期土地利用數(shù)據(jù)，在景觀生態(tài)學(xué)視角下對中國三省交界區(qū)生態(tài)安全水平進行定量化表征，并分析其空間分布與變化特征。

2.4.1 景觀生態(tài)安全指標體系

根據(jù)研究區(qū)區(qū)域特征，基于Fragstats 軟件，獲取并計算景觀干擾度（EI）、景觀破碎度（CI）、景觀分離度（FI）及景觀優(yōu)勢度（DI），結(jié)合景觀脆弱性指數(shù)（VI）構(gòu)建景觀生態(tài)安全評估指標體系（表1），相關(guān)權(quán)重參考已有文獻[11-12]設(shè)置。

表1 景觀生態(tài)安全評估指標體系

2.4.2 景觀生態(tài)安全評估模型構(gòu)建

通過上述對景觀格局指數(shù)的計算得到表征自然與人類綜合擾動的指標EI，在此基礎(chǔ)上，得到可一定程度上表征生態(tài)系統(tǒng)受到擾動后的易損程度的指標景觀脆弱性指數(shù)（VI），將二者聯(lián)動并參考已有研究[12]，分別對耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地VI賦值如下：0.190、0.095、0.143、0.238、0.048、0.286。通過干擾度與脆弱性綜合反映某種景觀類型受到干擾后遭受的生態(tài)損失，進而建立表征區(qū)域景觀生態(tài)安全水平的指數(shù)（LESI），計算方法為式5。在ArcGIS軟件中于研究區(qū)范圍建立500 m×500 m 的漁網(wǎng)（Finshnet），以各網(wǎng)格替代縣級行政區(qū)為最小研究單元，以此為基礎(chǔ)進行研究區(qū)LESI空間數(shù)據(jù)的可視化。

式中，LESIi和LESIj分別為斑塊類型i的景觀生態(tài)安全指數(shù)和區(qū)域（漁網(wǎng)網(wǎng)格）j的景觀生態(tài)安全指數(shù)，Ei和Vi分別為斑塊類型i的景觀干擾度指數(shù)和景觀脆弱性指數(shù)，Aij和Aj分別為j區(qū)域斑塊類型i的面積和區(qū)域總面積。

2.5 空間分析模型

空間自相關(guān)性分析用于檢驗?zāi)撤N現(xiàn)象在空間上是否存在集聚特征，描述其在研究區(qū)域內(nèi)分布的空間特征，分為全局自相關(guān)與局部自相關(guān)分析[13]。以研究區(qū)500m×500m 漁網(wǎng)網(wǎng)格為最小研究單元，以LESIj及其研究時期初與時期末的差值為分析變量，基于ArcGIS 軟件，運用全局自相關(guān)莫蘭指數(shù)（Moran'sI）與敏感性高于LISA散點圖分析的冷熱點分析（Getis-OrdGi*），檢驗和識別研究區(qū)各時期LESI是否存在集聚特征及其空間聚集分布模式，Moran'sI及Gi*的計算方法分別為式（6)和(7）[14]、式（8)和(9）[15]。

式中，n為研究區(qū)域的空間單元數(shù)量，Wij為空間權(quán)重矩陣，若漁網(wǎng)網(wǎng)格i和j空間單元間的距離位于給定的臨界距離之內(nèi)，則Wij=1，若否則Wij=0；S2為樣本方差；xi和xj分別為區(qū)域i和與其鄰近的區(qū)域j的觀測值，Moran'sI的范圍為[-1,1]，值為0 時不存在空間自相關(guān)，0＜Moran'sI＜1 時存在正向空間自相關(guān)，-1＜Moran'sI＜0 時存在負向空間自相關(guān)，值越趨于-1 或1表明空間自相關(guān)關(guān)系越強。Gi?是對Z值得分在統(tǒng)計學(xué)意義上顯著性程度的表征，Z 值分值越高，則高值（熱點）的聚類越趨于緊密，相反分值越低則低值（冷點）的聚類越趨于緊密。

2.6 地形位指數(shù)與地形梯度

地形因子作為人口分布的重要驅(qū)動因子[16]，對土地利用強度具有直接的影響，并進而影響著區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況[17]。地形位指數(shù)（TNI）作為對海拔（E）與坡度（S）因子的綜合描述[18]，能夠較為全面地反映某區(qū)域的地形條件，海拔越高、坡度越大，其地形位指數(shù)越高，反之則地形位指數(shù)越低，海拔低但坡度大或海拔高但坡度低的點位，其地形位指數(shù)居中?；贏rcGIS 計算研究區(qū)各區(qū)域（30 m ×30 m）的地形位指數(shù)，并基于研究目的使用自然間斷點法（Jenks）將結(jié)果劃分為不同的地形梯度，進而研究該典型區(qū)中生態(tài)安全水平與地形的關(guān)聯(lián)機制。

式中，TNIi為柵格i的地形位指數(shù)，Ei與Si分別為柵格i的海拔與坡度，E和S分別為研究區(qū)的平均海拔與平均坡度。

3 結(jié)果與討論

3.1 中國三省交界區(qū)空間范圍

基于2.1 中的識別原則與方法，三省交界區(qū)由各交界點位的一、二、三級交界區(qū)共同構(gòu)成（圖1）。三省交界區(qū)涉及400 個縣域（區(qū)），占中國總縣域（區(qū)）的數(shù)量的14.1%，其中包括一級交界的縣（區(qū)）116個，二級交界縣（區(qū)）189 個，三級交界的縣（區(qū)）95個，幅員共286.4 萬km2。去除重復(fù)占用的縣（區(qū)）共17 個，三省交界區(qū)的縣級行政區(qū)共383 個，幅員248.1 萬km2（表2）。

3.2 三省交界代表性樣區(qū)確立

基于各三省交界點的空間位置（圖1），構(gòu)建了其與所在省份相對應(yīng)的矩陣（aij）28×38，并單獨提取具有6 個及6 個以上交界點的省份及其行政范圍中所擁有的三省交界點個數(shù)和在矩陣中的位置，結(jié)果見表3。進而基于式（1-4）所構(gòu)建的選點模型求得所對應(yīng)的三省交界處共14 個，分別為：青藏新、滇桂黔、川滇黔、湘鄂贛、湘鄂渝、閩粵贛、川甘陜、陜甘寧、鄂豫皖、滬蘇浙、豫魯皖、晉冀豫、冀蒙遼和黑吉蒙交界處。

表3 多交界點省份及其三省交界點信息匯總

3.3 景觀生態(tài)安全指數(shù)空間分布及變化特征

圖2 a～e 分別為研究區(qū)2000、2005、2010、2015 和2020 年土地利用類型空間分布狀況，所構(gòu)建的景觀生態(tài)安全評估模型是建立在土地利用的基礎(chǔ)上，所得到的結(jié)果除了可明確闡明區(qū)域景觀生態(tài)安全的空間分布特征外，在對于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的表征方面也兼具一定優(yōu)勢，如對本底景觀狀態(tài)的表征，即闡明研究時期景觀格局是否保持自然狀態(tài)或自然狀態(tài)遭受干擾破壞，在一定程度上表征生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是否完整。研究目的在于真實反映研究區(qū)景觀生態(tài)安全狀況而非進行區(qū)域差異的研究，故無需使用標準化或歸一化方法擴大結(jié)果的差異性，基于此，根據(jù)表1、式（6）的結(jié)果，參考已有文獻[13-19]，并結(jié)合對各空間單元LESI量值的Jenks 分級結(jié)果，將研究區(qū)景觀生態(tài)安全指數(shù)由低至高分為如下5 個等級（圖2）：LESI＜0.78（Ⅰ級，低安全區(qū)）；LESI[0.78,0.82)（Ⅱ級，較低安全區(qū)）；LESI[0.82,0.86)（Ⅲ級，中安全區(qū)）；LESI[0.86,0.91)（Ⅳ級，較高安全區(qū)）；LESI[0.91,0.96]（Ⅴ級，高安全區(qū)）。

圖2 研究區(qū)2000—2020年景觀生態(tài)安全指數(shù)/等級（LESI）空間分布及變化特征

圖3.a-c 表明，研究區(qū)2000—2020 年各時期LESI的空間分布體現(xiàn)出較高的一致性，即呈“南方連片高值”的特征，高安全區(qū)（Ⅴ級）集中連片分布于除滬蘇浙三省交界區(qū)外的秦嶺—淮河以南的地區(qū)，西部青藏新三省交界區(qū)呈中安全區(qū)（Ⅲ級）與較高安全區(qū)（Ⅳ級）連片分布的特征，東北地區(qū)三省交界區(qū)LESI等級均為Ⅲ級及以上，各時期間體現(xiàn)出的空間分布變化并不明顯。圖2.d 表明，2000—2020 年間大部分區(qū)域景觀生態(tài)安全指數(shù)得以提升，升高的區(qū)域比重約81.36%，降低的區(qū)域僅約18.64%。其中，長江以南的地區(qū)呈多數(shù)降低，少數(shù)升高的特征，除黑吉蒙交界區(qū)外，其他地區(qū)則與前者相反，呈多數(shù)升高，少數(shù)降低的特征。與LESI等級空間分布圖疊加可知，呈升高趨勢的區(qū)域大都本底等級較低（Ⅰ級、Ⅱ級），而降低的區(qū)域大都為高值區(qū)（Ⅳ級、Ⅴ級），且呈本底等級之內(nèi)的波動。

圖3 研究區(qū)2000-2020年景觀生態(tài)安全指數(shù)/等級（LESI）空間分布及變化特征

結(jié)合對各交界區(qū)景觀生態(tài)安全等級的面積統(tǒng)計，西部青藏新交界區(qū)LESI水平以Ⅲ級為主導(dǎo)，Ⅳ級次之，且于各時期在Ⅴ級高安全區(qū)的面積均為0，變化方向為Ⅲ級的整體降低與Ⅳ級的整體增加，但由于基數(shù)較大，體現(xiàn)出的變化幅度均相對較低，Ⅲ級與Ⅳ級總面積于2000 年時比重約98.05%，2020 年時增加至98.47%。地處中國人口分界—胡煥庸線上的川甘陜、陜甘寧和黑吉蒙交界區(qū)LESI以Ⅳ級為主導(dǎo)，Ⅴ級和Ⅲ級次之，研究初期比重分別為52.12%、28.45%、19.17%，末期時分別為47.45%、31.17%和20.78%，其中Ⅴ級的增加幅度較Ⅳ級與Ⅲ級的變化幅度更為明顯，分別為10.04%、8.57%、8.88%。其他東部和南方的三省交界區(qū)Ⅴ級LESI占絕對主導(dǎo)優(yōu)勢，各時期均呈Ⅴ級至Ⅰ級比重由高至低的特征，2020 年與2000 年相比Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級的面積均呈小幅略微增加?？傮w而言，研究區(qū)LESI自西向東分別以Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級為主導(dǎo)，且Ⅰ級與Ⅱ級在各時期均占比較低，總比重均低于4%，且研究時期內(nèi)LESI整體水平提升明顯。

3.4 景觀生態(tài)安全空間自相關(guān)分析

空間分析模型結(jié)果表明研究區(qū)2000—2020 年間各時期景觀生態(tài)安全指數(shù)均具有空間聚類特征，以時期初和時期末為例，2000 年Moran’sI=0.6047，Z＞1.96；2020 年Moran’sI=0.5772，Z＞1.96。此外，2000—2020 年景觀生態(tài)安全指數(shù)的變化量同樣體現(xiàn)出空間聚類的特征（Moran’sI=0.6436，Z＞1.96），因此可進行空間冷熱點分析，從而進一步闡明景觀生態(tài)安全指數(shù)的空間分布特征。通過對研究區(qū)漁網(wǎng)各單元進行LESI值及其變化量的冷熱點分析，并根據(jù)結(jié)果Gi*值分別劃分極顯著冷點區(qū)、顯著冷點區(qū)、冷點區(qū)、不顯著區(qū)域、熱點區(qū)、顯著熱點區(qū)和極顯著熱點區(qū)（圖4）。

圖4 研究區(qū)2000-2020年景觀生態(tài)安全指數(shù)（LESI）及其變化量冷熱點空間分布

圖4.a表明，2000—2020年研究區(qū)LESI變化量除在西部青藏新與東北部黑吉蒙交接區(qū)呈明顯熱點與冷點零星不在規(guī)則分布外，其余各交界區(qū)基本呈明顯熱點區(qū)與冷點區(qū)各自集中分布的特征。其中熱點區(qū)在中線區(qū)域川陜隴與東線沿海地區(qū)的蘇浙滬交接區(qū)集中分布更為明顯，所占比重更大。冷點區(qū)的集中分布主要體現(xiàn)在我國南方的滇桂黔、川滇黔、湘鄂渝交界區(qū)。總體而言，LESI變化量的冷點區(qū)面積略高于熱點區(qū)，主要體現(xiàn)在顯著冷點區(qū)和冷點區(qū)之上，差值分別為13 379.09 km2和12 066.42 km2，極顯著冷點區(qū)與極顯著熱點區(qū)所占比重極為相近，分別為4.54%和4.53%。根據(jù)圖4.b-c 并結(jié)合圖2 可知，除滬蘇浙三省交界區(qū)外，研究區(qū)位于秦嶺—淮河以南的交界區(qū)不僅為LESI高值區(qū)，且為極顯著熱點集中分布區(qū)，冷點區(qū)表現(xiàn)為位于青藏新交界區(qū)的零星分布及滬蘇浙交界區(qū)的集中分布。研究初期和時期末LESI值的熱點區(qū)均顯著高于冷點區(qū)，其中冷點區(qū)整體面積減少，極顯著冷點區(qū)由2000 年總面積比重的2.01%下降至2020年時1.68%；極顯著熱點區(qū)2000—2020 年增量約3 168.61 km2，熱點區(qū)整體面積增加約1 709.81 km2。

3.5 景觀生態(tài)安全的地形梯度效應(yīng)

基于式（11）得到了研究區(qū)地形位指數(shù)TNI的空間分布狀況，并使用Jenks 將其細分為如下8 個地形梯度，進而闡明研究區(qū)LESI地形梯度效應(yīng)：Ⅰ級（0～0.434）、Ⅱ級（0.434～0.826）、Ⅲ級（0.826～1.176）、Ⅳ級（1.176 ～1.456）、Ⅴ級（1.456 ～1.750）、Ⅵ級（1.750 ～2.058）、Ⅶ級（2.058～2.408）、Ⅷ級（2.408～3.570）。結(jié)果表明，在研究時期的各階段，景觀生態(tài)安全水平具有明顯的地形梯度效應(yīng)（圖5）。地形梯度Ⅰ至Ⅴ級（TNI＜1.750）的區(qū)域內(nèi)，LESI均值呈逐漸升高的趨勢，當(dāng)梯度繼續(xù)升高至Ⅷ級(1.750～3.570)時，LESI開始呈下降趨勢。其中，各時期呈增加趨勢的梯度范圍內(nèi)，Ⅲ級梯度均為增幅變化的關(guān)鍵節(jié)點，在梯度Ⅰ至Ⅲ級內(nèi)增幅不斷增加，Ⅲ級至Ⅴ級遞減，降幅則表現(xiàn)為隨梯度的升高不斷增加，并于Ⅶ至Ⅷ級時達到最大。與2000 年相比，時期末LESI均值在各梯度內(nèi)均呈小幅度增加，且其離散程度均有所降低，表明其內(nèi)部差異相對更小，LSEI水平的穩(wěn)定性相應(yīng)增加。

圖5 研究區(qū)2000及2020年景觀生態(tài)安全指數(shù)（LESI）地形梯度分異

研究區(qū)LESI與地形梯度的相關(guān)性（Pearson）分析結(jié)果（表4）再次對上述地形梯度效應(yīng)加以論證。表4表明各時期研究區(qū)LESI與地形梯度均呈顯著正相關(guān)（P＜0.01），但相關(guān)系數(shù)水平適中（r＞0.3）。在Ⅰ至Ⅴ級梯度內(nèi)，LESI與地形梯度均呈顯著正相關(guān)（P＜0.01），且相關(guān)系數(shù)水平相對較高(r＞0.5)，即該梯度范圍內(nèi)，地形越復(fù)雜則LESI越大；在Ⅵ至Ⅷ級梯度內(nèi)，LESI與地形梯度關(guān)系均為顯著負相關(guān)（P＜0.01），但相關(guān)性整體相對較弱（r＜0.3），該梯度范圍內(nèi)，地形越復(fù)雜則LESI越小。

總體而言，結(jié)合上述LESI的地形梯度效應(yīng)可得到如下結(jié)論：梯度較低的地區(qū)主要為低海拔與低坡度區(qū)域，是人類社會活動較為集中的區(qū)域，隨著梯度上升，海拔與坡度綜合水平的升高，人類的主要擾動區(qū)域建設(shè)用地與耕地的適宜性變差，擾動程度逐漸降低，LESI相應(yīng)升高，LESI與TNI呈顯著正相關(guān)關(guān)系，并于梯度Ⅱ至梯度Ⅲ區(qū)間達到最大增幅，該趨勢以梯度Ⅴ為分界，高海坡與坡度地區(qū)人類社會活動的適宜性較差，故針對研究區(qū)范圍，梯度Ⅰ級至Ⅴ級或為人類干擾可對LESI水平造成影響的臨界，此后LESI水平隨梯度的升高相應(yīng)降低，呈顯著負相關(guān)關(guān)系，并于最高梯度區(qū)間內(nèi)達到最大降幅。

4 結(jié)論與建議

以全國三省交界區(qū)為研究對象，基于對空間范圍的識別與界定，采用最優(yōu)化理論與方法，確立了我國三省交界區(qū)的代表性樣區(qū)，進而在景觀生態(tài)學(xué)與地理學(xué)視角下對其安全水平及地形梯度效應(yīng)進行了分析，并得到以下結(jié)論：

（1）研究區(qū)景觀生態(tài)安全水平整體較高，整體差異特征體現(xiàn)為南高北低，基本以秦嶺-淮河為分界，東西差異不顯著，低值區(qū)主要分布于海拔極高的青藏新交界區(qū)北部阿爾金及可可西里無人區(qū)、自然環(huán)境條件惡劣的塔里木盆地東部及庫姆塔格沙漠，以及我國東部人類活動密集的平原地區(qū)；

（2）2000—2020 年間多數(shù)區(qū)域安全水平呈上升趨勢，升高區(qū)域呈北多南少的分布特征，這是由于北方本底值較低的區(qū)域在研究時期內(nèi)林草等生態(tài)用地增加較多，生態(tài)文明建設(shè)成效顯著，應(yīng)加強南方三省交界區(qū)生態(tài)用地的持續(xù)保護，加強建設(shè)用地管控；

（3）研究區(qū)地形梯度Ⅰ至Ⅴ級景觀生態(tài)安全水平隨梯度的增加逐漸升高，Ⅴ級后隨梯度的增加逐漸下降，Ⅰ級至Ⅴ級地形梯度或為人類擾動可對安全水平造成影響的臨界，之后安全水平隨地形復(fù)雜程度的增加而降低。