雷金睿，陳宗鑄，陳毅青，陳小花，李苑菱，吳庭天

海南省林業(yè)科學研究院/海南省紅樹林研究院，海南 海口 571100

濕地作為水陸相互作用形成的獨特生態(tài)系統(tǒng)，具有重要的生態(tài)功能和價值（Bdrinson et al.，2011；Gedan et al.，2011；Harmácková et al.，2015；Jin et al.，2017；Sun et al.，2018），其生態(tài)安全狀況將直接影響與其相連的陸地生態(tài)系統(tǒng)和水域生態(tài)系統(tǒng)的安全（劉艷艷等，2011），與人類生存發(fā)展息息相關（Copeland et al.，2010）。生態(tài)安全是生態(tài)系統(tǒng)健康和完整狀況的表征（謝余初等，2015），反映其結構與功能不受或少受威脅的健康與平衡狀態(tài)，它是實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要基礎（宋豫秦等，2010；Ma et al.，2019）。近幾十年來，由于人類社會經(jīng)濟活動的影響，城市人口增多、城市迅速擴張導致濕地資源在數(shù)量和質(zhì)量上遭到不同程度的破壞或退化，濕地內(nèi)部生境破碎化加劇、景觀多樣性降低（廖柳文等，2016），濕地生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能也發(fā)生了顯著變化（Zorrilla-Miras et al.，2014；Lin et al.，2018），嚴重威脅著區(qū)域濕地景觀生態(tài)安全（陳昆侖等，2019；李悅等，2019；錢逸凡等，2019）。濕地景觀生態(tài)安全評價作為濕地生態(tài)保護和管理利用的重要基礎性工作（吳健生等，2017），也是濕地評價研究的新領域（楊永興，2002），及時掌握各地濕地生態(tài)狀態(tài)和安全素質(zhì)，可為濕地保護政策制定提供數(shù)據(jù)支撐（錢逸凡等，2019）。因此，對快速發(fā)展背景下濕地景觀生態(tài)安全的評價研究顯得十分有必要。

當前，生態(tài)安全已經(jīng)被提升到國家戰(zhàn)略高度（陳星等，2005），對濕地生態(tài)安全評價研究也更為深入和細化，在構建評價指標上已由單一生態(tài)安全因素拓展至多因素的綜合評價（劉艷艷等，2011；吳健生等，2017；錢逸凡等，2019）。國外在濕地生態(tài)安全的研究較早，以美國為首的西方國家在20世紀 90年代相繼開展了濕地健康狀況和生態(tài)風險評價研究（劉艷艷等，2011；Alvarez et al.，2013；朱衛(wèi)紅等，2014），Malekmohammadi et al.（2017）采用驅(qū)動-壓力-狀態(tài)-影響-響應（DPSIR）模型對伊朗 Choghakhor國際重要濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務脆弱性進行了評估，認為農(nóng)業(yè)活動、城市建設和旅游發(fā)展是重要的威脅因素之一。在國內(nèi)，原國家林業(yè)局濕地保護管理中心先后對中國的國際重要濕地和全國重點濕地的生態(tài)健康狀況開展了多指標綜合評價（國家林業(yè)局濕地保護管理中心，2013；國家林業(yè)局，2015a），結果顯示全國各重點濕地生態(tài)狀況仍不容樂觀。在區(qū)域濕地生態(tài)安全評價方面，相關研究基于壓力-狀態(tài)-響應（PSR）模型對北京（Wang et al.，2019）、深圳（吳健生等，2017）、青島（李悅等，2019）、環(huán)長株潭城市群（廖柳文等，2016）以及圖們江流域（朱衛(wèi)紅等，2014）等地濕地生態(tài)安全狀況開展了評估研究；陳昆侖等（2019）利用景觀格局指數(shù)構建湖泊濕地景觀生態(tài)安全評價模型評估了武漢湖泊系統(tǒng)景觀生態(tài)安全格局的演化特征，并對其驅(qū)動因素進行了分析。綜合國內(nèi)外有關研究，學者大都采用PSR、DPSIR等模型進行區(qū)域或重點濕地的生態(tài)安全評價（Ye et al.，2011；龐雅頌等，2014），其中由聯(lián)合國經(jīng)濟合作開發(fā)署（OECD）建立的 PSR模型因具有較強的系統(tǒng)性，適用于大范圍的生態(tài)安全評價，而被大多數(shù)研究采用（朱衛(wèi)紅等，2014；廖柳文等，2016；Ma et al.，2019；Wang et al.，2019；李悅等，2019）。但由于研究者知識背景、研究目的等的不同，以及濕地類型和功能的多樣性，對濕地生態(tài)安全評價的指標、方法等的普適性研究方面仍處于探索階段（Li et al.，2010；劉艷艷等，2011；錢逸凡等，2019）。

海南島是中國僅次于臺灣的第二大島嶼，地理位置獨特，有豐富的濕地類型及資源（鄒發(fā)生等，1999），成為海南發(fā)展的優(yōu)勢資源和生態(tài)標志。自1988年建省辦經(jīng)濟特區(qū)以來，海南社會經(jīng)濟高速發(fā)展，城市迅速擴張，與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾也逐步凸顯，濕地資源退化明顯（國家林業(yè)局，2015b）。2019年中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)了《國家生態(tài)文明試驗區(qū)（海南）實施方案》，提出“改革完善生態(tài)環(huán)境監(jiān)管模式，建立健全生態(tài)安全管控機制，構建完善綠色發(fā)展導向的生態(tài)文明評價考核體系”，這就為海南生態(tài)安全評估提出了更高的要求，統(tǒng)籌保護和利用生態(tài)資源。但在城市擴張和海洋經(jīng)濟的影響下，以過度捕撈、圍墾養(yǎng)殖、城鎮(zhèn)建設和港口開發(fā)為主的多樣化濕地利用方式對濕地造成嚴重威脅（隋燕等，2018），濕地景觀快速化演變，全島濕地景觀生態(tài)安全呈現(xiàn)不確定性。然而，關于該地區(qū)濕地景觀生態(tài)安全格局的時空變化評價研究尚未見報道。在國家戰(zhàn)略背景下，科學評估海南島濕地景觀生態(tài)安全，對濕地資源進行有效保護已刻不容緩。因此，本文利用海南島1990—2018年Landsat遙感影像數(shù)據(jù)提取研究區(qū)濕地空間分布信息，基于PSR模型構建海南島濕地景觀生態(tài)安全評價體系，采用層次分析法（AHP）確定指標權重，對海南島各個市縣的濕地景觀生態(tài)安全進行宏觀定量評價，分析時空分異特征，建立預警機制，以期為海南島濕地保護與修復以及可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供重要參考。

1 研究區(qū)概況

海南島（18.80°—20.10°N，108.37°—111.03°E）位于南海大陸架北端，為相對獨立的地理單元，下轄18個縣市，面積約3.4×104 km2，海岸線長1944.4 km，具有典型的熱帶季風海洋性氣候。地貌類型多樣，地形中高周低，以五指山（1867 m）、鸚哥嶺（1811 m）為隆起核心，從中部向四周依次為山地、丘陵、臺地和平原等逐級遞降（圖1）。根據(jù)全國第二次濕地資源調(diào)查，海南省分布有近海與海岸濕地、河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地、人工濕地5類18型的濕地類型，總面積達32×104 hm2。濕地資源星羅棋布、縱橫交錯，擁有東寨港國際重要濕地，以及東寨港紅樹林等國家級、省級濕地自然保護區(qū)和濕地公園，成為候鳥遷徙的重要驛站和珍稀水鳥的重要越冬區(qū)、棲息地（國家林業(yè)局，2015b）。近年來，以海口、三亞等重點城市為主的濕地保護和修復逐漸得到社會各界重視，相繼新建了美舍河、五源河、三亞河等多個國家濕地公園，2018年?？诒辉u為全球首批國際濕地城市。2018年出臺了《海南省濕地保護條例》，為濕地保護利用提供法制保障，全省濕地資源保護管理呈現(xiàn)出良好局面。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及預處理

以1990、2000、2010年的Landsat 5 TM影像和2018年的Landsat 8 OLI影像為主要數(shù)據(jù)源，分辨率均為30 m，軌道號/行列號為123/46、123/47、124/46、124/47和125/47。為保障數(shù)據(jù)質(zhì)量，下載使用云量在5%以內(nèi)、拍攝時間在雨季（5—7月）的影像，數(shù)據(jù)下載自 https://glovis.usgs.gov/。運用ENVI 5.1軟件對研究區(qū)內(nèi)的遙感影像數(shù)據(jù)進行多波段合成、大氣校正、幾何校正以及圖像鑲嵌、裁切、增強等數(shù)據(jù)處理，總誤差控制在1個像元以內(nèi)，并統(tǒng)一投影到 2000國家大地坐標系（雷金睿等，2019）。

采用監(jiān)督分類與人工目視解譯相結合的方法分別對 4期遙感影像進行濕地解譯（Davranche et al.，2010）。根據(jù)濕地分類系統(tǒng)和研究區(qū)實際情況，將海南島陸域界限范圍內(nèi)濕地劃分為自然濕地、人工濕地兩個類型，其中自然濕地包括河流、潟湖、紅樹林，人工濕地包括庫塘、水產(chǎn)養(yǎng)殖場和鹽田，不包含濱海濕地和水稻田濕地。利用 ArcGIS 10.3在自然濕地和人工濕地范圍內(nèi)各隨機選取 50個樣點，經(jīng)野外驗證和高分辨率遙感影像檢驗，采用誤差矩陣法對濕地分類結果進行精度評價，總體分類精度（Overall Accuracy）達90%以上，結果可靠，滿足本研究的分析要求（劉吉平等，2016；Wang et al.，2019）。

圖1 研究區(qū)位置Fig. 1 Location of the study area

2.2 景觀生態(tài)安全評價模型

景觀生態(tài)安全是從景觀尺度上反映人類活動和自然脅迫對生態(tài)安全的影響（李月臣，2008；時卉等，2013；Ma et al.，2019）。因此本文參考已有研究的基礎上（宋豫秦等，2010；Wang et al.，2019；Ma et al.，2019），基于壓力-狀態(tài)-響應（Pressure-State-Response，PSR）模型從景觀狀態(tài)、景觀壓力和景觀響應3個方面構建海南島濕地景觀生態(tài)安全評價模型。景觀狀態(tài)是指在一定時空尺度內(nèi)，區(qū)域自然因素相對穩(wěn)定情況下所形成的景觀類型和格局；景觀壓力反映人類活動對景觀格局和過程的影響（宋豫秦等，2010）；景觀響應主要考慮政府層面對景觀生態(tài)資源的保護力度。根據(jù)模型指標體系的系統(tǒng)性、實用性以及數(shù)據(jù)獲取可能性等原則，結合研究區(qū)的實際特征，細化濕地景觀生態(tài)安全評價指標體系（表1）。并采用層次分析法（AHP）確定各指標的權重值（謝余初等，2015；錢逸凡等，2019），其權重判斷矩陣 A—B、B1—C、B2—C、B3—C的一致性比率值分別為 0.0088、0.0161、0.0088、0.0000，均小于0.10，通過一致性檢驗，權重分布合理（廖柳文等，2016）。

2.2.1 景觀狀態(tài)

景觀狀態(tài)中的景觀破碎度、景觀多樣性、景觀連接度、分維數(shù) 4個指標因子分別用斑塊密度（PD）、香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）、連接度（CONNECT）和周長面積分維數(shù)（PAFRAC）4個景觀格局指數(shù)進行計算。借助 ArcGIS將濕地景觀分類矢量圖轉(zhuǎn)換為.grid格式，導入Fragstats 4.2平臺計算景觀格局指數(shù)（宮兆寧等，2011）。各景觀指數(shù)模型的計算公式及生態(tài)學意義參見文獻（鄔建國，2007）。自然與人工濕地面積比采用遙感解譯數(shù)據(jù)的自然濕地與人工濕地的面積比值。

2.2.2 景觀壓力

研究區(qū)人口數(shù)量、國內(nèi)生產(chǎn)總值、人均 GDP等人口與社會經(jīng)濟指標來源于《海南統(tǒng)計年鑒》，其中城市化水平為城鎮(zhèn)人口與人口總數(shù)的比值。

2.2.3 景觀響應

利用來自海南省林業(yè)局的自然保護地（濕地公園、森林公園、自然保護區(qū)）矢量數(shù)據(jù)，按自然保護地建立時間分別統(tǒng)計每個市縣內(nèi)國家級、省級和市縣級自然保護地面積，然后利用權重值計算自然保護地總面積占該市縣國土面積的比例。按照生態(tài)價值和保護強度將國家級、省級和市縣級自然保護地的權重分別賦值為0.5、0.3和0.2。

表1 海南島濕地景觀生態(tài)安全評價指標體系及權重Table 1 Evaluation indexes of wetlands landscape ecological security and their weights in Hainan Island

2.2.4 綜合評價

為了消除因指標量綱不同對計算結果的影響，采用極值法對各項指標進行標準化處理，然后采用綜合評價法對海南島濕地景觀生態(tài)安全進行綜合定量評估（Li et al.，2010；李悅等，2019；Ma et al.，2019）。計算公式分別為：

正向指標：

負向指標：

式中，LESI為濕地景觀生態(tài)安全指數(shù)（Landscape ecological security index，LESI），Wi為指標權重值，Si為指標標準化分值，X為原始指標值，Xmax、Xmin為原始指標中的最大值和最小值，n為指標因子數(shù)量。

借鑒已有的生態(tài)安全等級劃分標準（呂建樹等，2012；杜培軍等，2014；廖柳文等，2016；李悅等，2019），結合研究區(qū)實際情況，將研究區(qū)LESI值劃分為5個等級（表2）。

3 結果與分析

3.1 海南島濕地景觀面積動態(tài)變化

從海南島濕地景觀面積動態(tài)變化可以看出（表3），1990—2018年間海南島濕地景觀總面積呈增長趨勢，濕地總面積由1990年的944.36 km2增加到2018年的1337.57 km2，面積凈增加了393.21 km2，年均增長14.04 km2。從濕地分類來看，人工濕地呈明顯增長趨勢，面積由1990年的423.87 km2增加到2018年的873.26 km2，面積凈增加了449.39 km2，年均增長達16.05 km2；與之相反的是，自然濕地則呈減少趨勢，面積由1990年的520.49 km2減少到2018年的464.31 km2，面積凈減少了56.18 km2，年均減少2.01 km2。

表2 景觀生態(tài)安全等級劃分標準Table 2 Classification standard of landscape ecological security

從各個市縣來看，濕地總面積增長最快的為文昌，從1990—2018年增加了113.27 km2，其次為東方、?？凇①僦?，這跟其區(qū)域內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖場、庫塘等人工濕地的迅速增長有關；濕地總面積唯一減少的市縣為臨高，在這期間共減少了4.05 km2。在1990—2018年間，自然濕地面積減少最大的是文昌、東方和三亞，分別為20.73、15.09、9.56 km2；瓊海、樂東、五指山等市縣則略微增加。人工濕地面積增加最大的是文昌和東方，分別為134.00 km2和87.73 km2；增加較少的是臨高、五指山、定安等市縣?？梢钥闯?，人工濕地面積增加的市縣，其自然濕地面積的也相應減少，這可能跟自然濕地向人工濕地或非濕地轉(zhuǎn)變有關，從而造成自然濕地的面積占比不斷降低。

3.2 海南島濕地景觀生態(tài)安全格局

3.2.1 總體特征

根據(jù)海南島濕地景觀生態(tài)安全指數(shù)可以看出（表4），在1990—2018年間海南島濕地景觀生態(tài)安全指數(shù)在總體上呈下降趨勢，期間總共降低了0.0895，安全等級由 1990—2010年的臨界安全演變?yōu)?018年的較危險狀態(tài)，特別是在2010—2018年間LESI變化較大。從PSR模型準則層的具體指標來看，景觀狀態(tài)表現(xiàn)出先下降后升高的趨勢，在2000年為最小值0.4669，表明濕地景觀狀態(tài)在2000年以后有所改善，斑塊破碎化降低、景觀連接度提升。景觀壓力指標持續(xù)降低，這說明在這期間海南島的人口與社會經(jīng)濟狀況對濕地景觀生態(tài)安全的壓力增大；從圖2可知，在1990—2018年間全島常住人口總數(shù)、城鎮(zhèn)人口持續(xù)增長，農(nóng)村人口減少，國內(nèi)生產(chǎn)總值由1990年的95.01億元增長到2018年的 4832.05億元，區(qū)域人口增加和經(jīng)濟增長對濕地景觀生態(tài)安全造成巨大的壓力。景觀響應指標則呈上升趨勢，表明自然保護地的面積占比持續(xù)增加，濕地景觀生態(tài)安全的保障力度也隨之提升，這得益于政府對于生態(tài)保護的重視，自然保護區(qū)、森林公園、濕地公園等各種類型的自然保護地不斷建立，濕地等生態(tài)資源的保護范圍逐步擴大并得到有效保護。

表3 1990—2018年海南島濕地景觀面積動態(tài)變化Table 3 Chang of wetland landscape area of Hainan Island in 1990-2018

表4 海南島濕地景觀生態(tài)安全狀態(tài)Table 4 State of wetland landscape ecological security of Hainan Island

3.2.2 不同市縣濕地景觀生態(tài)安全狀態(tài)格局

圖2 1990—2018年研究區(qū)域人口數(shù)量（Np）與國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）變化Fig. 2 Dynamic of population and GDP in study area in 1990-2018

海南島不同市縣的濕地景觀生態(tài)安全格局演變?nèi)鐖D3和圖4所示。在1990年，陵水、五指山、文昌、萬寧、昌江、?？?、東方等7個市縣的濕地景觀生態(tài)安全等級為較安全或安全狀態(tài)，表明景觀生態(tài)安全狀態(tài)良好；保亭、屯昌、臨高、定安等4個市縣為較危險狀態(tài)，其余市縣為臨界安全狀態(tài)（圖3a），臨界安全以上的市縣數(shù)量占比為77.78%。2000年，有陵水、東方、樂東、昌江、萬寧等5市縣的濕地景觀生態(tài)安全等級為較安全或安全狀態(tài)，較危險狀態(tài)的市縣增加至6個（圖3b），臨界安全以上的市縣數(shù)量占比為 66.67%。2010年，濕地景觀生態(tài)安全等級為較安全或安全狀態(tài)的市縣有陵水、東方、樂東、昌江、萬寧、五指山和白沙7個，較危險狀態(tài)的市縣為6個（圖3c），臨界安全以上的市縣數(shù)量占比同樣為66.67%。在2018年，濕地景觀生態(tài)安全等級為較安全狀態(tài)的市縣僅有白沙和五指山2個，較危險狀態(tài)的市縣則猛增至10個，且其中的三亞、海口、澄邁和瓊海4個市縣的濕地景觀生態(tài)安全等級首次到達危險狀態(tài)（圖 3d）；臨界安全以上的市縣數(shù)量占比僅為44.44%，同樣可以看出，海南島濕地景觀生態(tài)安全狀態(tài)在2010—2018年間下降十分迅速?？傮w上，在 1990—2018年間海南島濕地景觀生態(tài)安全為危險或較危險等級的市縣擴展較為迅速，至 2018年已經(jīng)擴展到海南島北部以及南部所有市縣；濕地景觀生態(tài)安全為臨界安全以上等級的市縣僅為海南島中部市縣，這也與區(qū)域的社會經(jīng)濟發(fā)展水平相吻合。

圖3 1990—2018年海南島濕地景觀生態(tài)安全格局演變Fig. 3 Evolution of wetland landscape ecological security pattern of Hainan Island in 1990-2018

圖4 不同安全等級的市縣數(shù)量（Nc）Fig. 4 Number of cities with different security level

3.2.3 濕地景觀生態(tài)安全指數(shù)變化特征

為進一步分析海南島濕地景觀生態(tài)安全指數(shù)的時空變化特征，將1990年與2018年的市縣濕地景觀生態(tài)安全指數(shù)的差值采用自然斷點分級法（Nature Breaks）分為4個梯隊，制作LESI變化幅度空間分布圖，如圖5所示。在1990—2018年間，僅有保亭、白沙、樂東和瓊中4個市縣的LESI值升高，表明這4個市縣的濕地景觀生態(tài)安全在研究期內(nèi)有所改善，安全等級提升。LESI值降低最大的為?？?、三亞、文昌、澄邁4個市縣，其次為陵水、萬寧、瓊海、儋州4個市縣，降低幅度較小的是臨高、昌江、定安、五指山、屯昌和東方6個市縣。從空間分布來看，海口、三亞、文昌和澄邁4個市縣是海南省“海澄文”和“大三亞”經(jīng)濟圈的核心區(qū)域，社會經(jīng)濟發(fā)達，人口密度高，城市化進程迅速，成為制約濕地景觀生態(tài)安全的重要因素，因此LESI值下降最高，為第一梯隊。第二梯隊的陵水、萬寧、瓊海、儋州4個市縣分別為東部沿海市縣和西部經(jīng)濟重鎮(zhèn)，社會經(jīng)濟水平較第一梯隊次之，但也都是位于沿海地區(qū)，經(jīng)濟水平發(fā)展也相對較好，因此LESI值下降幅度較大。第三梯隊的臨高、昌江、定安、五指山、屯昌和東方6個市縣為西部市縣或中部內(nèi)陸市縣，社會經(jīng)濟水平發(fā)展一般，因此LESI值下降最低。第四梯隊的保亭、白沙、樂東和瓊中4個市縣皆位于海南島中部山區(qū)，是國家重點生態(tài)功能區(qū)和海南島重要江河源頭區(qū)，產(chǎn)業(yè)結構以農(nóng)業(yè)為主，其景觀生態(tài)安全對當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展高度敏感，因此區(qū)域內(nèi)以生態(tài)保護為主，LESI值也會隨之有所提升；而五指山因優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境資源造成比中部山區(qū)其余市縣的社會經(jīng)濟發(fā)展相對較好，從而導致LESI值略微降低。

圖5 1990—2018年海南島濕地景觀生態(tài)安全指數(shù)（LESI）變化空間分布Fig. 5 Spatial distribution of wetland landscape ecological security index of Hainan Island in 1990-2018

4 討論

4.1 濕地景觀生態(tài)安全格局

本研究基于 PSR模型構建海南島濕地景觀生態(tài)安全評價體系，利用遙感和GIS技術，以市縣為單位獲取了濕地景觀生態(tài)安全評價的相關信息，較直觀、清晰地反映了海南島濕地景觀生態(tài)安全狀況及其空間分布特征。然而，由于濕地景觀生態(tài)安全本身的復雜性，以及濕地演變進程的差異性，難以建立統(tǒng)一的評價標準（宋豫秦等，2010；吳健生等，2017），因此本研究根據(jù)實際情況從影響濕地景觀生態(tài)安全的主要方面選取了 9個指標建立評價模型，并分為5個安全等級，其評價結果較客觀地反映了海南島濕地景觀生態(tài)安全變化的特征。在1990—2018年間，海南島濕地景觀總面積呈增長趨勢，其中人工濕地顯著增加、自然濕地減少；從市縣分析來看，沿海市縣濕地增加最多，內(nèi)陸市縣增加較少，這與沿海地區(qū)的地理優(yōu)勢有關，其水產(chǎn)養(yǎng)殖事業(yè)發(fā)展、城市化擴張迅速，給濕地景觀生態(tài)安全帶來負面影響。其次，濕地景觀生態(tài)安全等級在臨界安全以上的市縣數(shù)量占比由1990年77.78%下降至2018年的44.44%；在2018年，海南島北部和南部10個市縣全部為較危險狀態(tài)，較安全狀態(tài)的市縣僅有白沙和五指山2個，這與區(qū)域的社會經(jīng)濟發(fā)展狀況相吻合，呈現(xiàn)出海南中部市縣濕地生態(tài)安全等級較高、周邊市縣較低的空間安全分布格局，反映出社會經(jīng)濟發(fā)展對濕地景觀生態(tài)安全變化的重要推動作用。謝余初等（2015）對白龍江流域景觀生態(tài)安全的研究中也表明，景觀生態(tài)安全較低的區(qū)域多集中在人類活動相對頻繁的地區(qū)，在時空分布上往往具有一定的規(guī)律性和聚集性。

4.2 濕地景觀生態(tài)安全變化驅(qū)動因素

在 1990—2018年間海南島濕地景觀生態(tài)安全指數(shù)在總體上呈下降趨勢，安全等級由臨界安全演變?yōu)檩^危險狀態(tài)。在這期間，景觀狀態(tài)先是降低但后期持續(xù)升高，景觀響應則是始終呈升高的趨勢；僅有景觀壓力指標一直下降。根據(jù)研究期間的統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)顯示，人口總數(shù)增長1.4倍、城鎮(zhèn)人口增長4.5倍、GDP增長50倍，這必然對區(qū)域濕地生態(tài)環(huán)境形成巨大的承載壓力，進而影響濕地景觀生態(tài)安全狀態(tài)。另一方面，區(qū)域人口增加和經(jīng)濟增長也會促進土地利用的迅速轉(zhuǎn)變，城市擴張造成自然濕地向人工濕地或非濕地轉(zhuǎn)變，同時導致濕地景觀破碎化加重、景觀多樣性降低，這在一定程度上削弱了濕地生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能，造成區(qū)域濕地景觀生態(tài)安全退化。由此表明，人口與社會經(jīng)濟等人為活動干擾是影響濕地景觀生態(tài)安全的關鍵驅(qū)動力（廖柳文等，2016；李悅等，2019；陳昆侖等，2019）。也有研究認為，相比人為活動的干擾，自然因素對濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響相對較小（王泉泉等，2019），間接制約著濕地生態(tài)系統(tǒng)的安全（朱衛(wèi)紅等，2014；廖柳文等，2016）。

此外，政策因素也是造成濕地景觀生態(tài)安全變化的主要驅(qū)動因素（時卉等，2013；Pickard et al.，2015；Wang et al.，2019）。自1988年海南建省辦經(jīng)濟特區(qū)，特別是 2009年海南國際旅游島建設上升為國家戰(zhàn)略以來，社會經(jīng)濟迅速發(fā)展，用地需求也不斷擴大，而濕地作為理想的優(yōu)勢資源被大量開發(fā)利用或侵占，造成自然濕地消失、景觀斑塊破碎化程度嚴重，特別是城市孤立濕地顯得更為脆弱（劉吉平等，2018）。研究發(fā)現(xiàn)在 2010年以后濕地景觀生態(tài)安全變化明顯加劇，這也證實了這一點。其次，20世紀80—90年代沿海地區(qū)為加快發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)開始圍海養(yǎng)殖活動，大量侵占沿海灘涂海岸濕地（吳文挺等，2016），造成沿海天然濕地轉(zhuǎn)變?yōu)樗a(chǎn)養(yǎng)殖場，對濱海濕地景觀生態(tài)安全產(chǎn)生了負面影響，更為加劇了濕地景觀破碎化。與其相反的是，國務院于 2000年發(fā)布的《全國生態(tài)環(huán)境保護綱要》和2010年發(fā)布的《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》，將海南島中部山區(qū)確定為國家重點生態(tài)功能區(qū)，通過中央財政生態(tài)轉(zhuǎn)移支付予以保護，功能區(qū)內(nèi)部較外部的生態(tài)狀況明顯提升，保護成效顯著（侯鵬等，2018），生態(tài)系統(tǒng)格局和服務功能發(fā)揮積極作用，區(qū)域濕地生態(tài)安全也隨之提升，因此在該區(qū)域的LESI值表現(xiàn)出上升態(tài)勢。

4.3 濕地保護建議

根據(jù)海南島濕地景觀生態(tài)安全指數(shù)LESI的差值采用自然斷點分級法分為4個等級類型，表現(xiàn)出不同的變化特征，因此，可按照4種不同類型分別提出相應的濕地保護建議。LESI值降幅最大的第一梯隊市縣（?？?、三亞、文昌和澄邁）因處在海南省“海澄文”和“大三亞”經(jīng)濟圈的核心區(qū)域，人口增長和經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境壓力大，應考慮實施濕地生態(tài)修復，特別是城市孤立濕地的保護與修復，適當設立濕地保護區(qū)或濕地公園，維護城市濕地自然生態(tài)系統(tǒng)結構和功能，改善城市局部氣候和人居環(huán)境；同時提高城鎮(zhèn)土地利用效率，避免進一步蠶食濕地景觀（雷金睿等，2019）。第二梯隊的市縣（陵水、萬寧、瓊海和儋州）經(jīng)濟發(fā)展水平次之，但優(yōu)良的地理條件導致該地區(qū)房地產(chǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，對沿海地區(qū)生態(tài)環(huán)境帶來威脅，因此建議進一步提高用地管控，沿海地區(qū)退塘還林（濕），修復并提高自然生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能和抗擊能力，特別是紅樹林濕地系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第三梯隊的市縣（臨高、昌江、定安、五指山、屯昌和東方）應當營造綠色空間或減少建筑強度來緩解人類對濕地生態(tài)系統(tǒng)的壓力；注重產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，加快向生態(tài)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型（李悅等，2019）。第四梯隊的市縣（保亭、白沙、樂東和瓊中）因處于海南島中部山區(qū)，受益于國家重點生態(tài)功能區(qū)的保護，濕地景觀生態(tài)安全有所提升，因此建議繼續(xù)采取最嚴格的生態(tài)保護措施，禁止或限制城市擴張與人為活動干擾（Bai et al.，2016）。

在宏觀管理層面，2017年海南省已通過“多規(guī)合一”空間規(guī)劃劃定全省生態(tài)保護紅線，將各類自然保護地、水源地以及重要生態(tài)功能區(qū)全部納入紅線管控；2018年出臺了《海南省濕地保護條例》，實行分級保護；2019年成立的海南熱帶雨林國家公園也將海南中部地區(qū)熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)納入嚴格保護范圍，面積約占海南島陸域面積的 1/7，并合理規(guī)劃功能分區(qū)，將極大地推動全島森林、濕地等生態(tài)資源的保護與管理工作。因此，建議嚴格實施規(guī)劃分區(qū)分級管控和準入負面清單制度，為今后濕地保護和管理提供強有力的法治保障；維護和強化區(qū)域生態(tài)空間格局的連續(xù)性和完整性，以最大限度的發(fā)揮景觀生態(tài)安全功能。

5 結論

本研究利用遙感和GIS技術，基于PSR模型構建海南島濕地景觀生態(tài)安全評價體系，分析了1990—2018年海南島濕地景觀生態(tài)安全狀況及其空間分布特征。得出的主要結論如下：

（1）1990—2018年間，海南島人工濕地的大幅增加是導致濕地總面積增加的主要原因。面積凈增加了393.21 km2，人工濕地面積由1990年的423.87 km2增加到2018年的873.26 km2；自然濕地面積由1990年的520.49 km2減少到2018年的464.31 km2。

（2）1990—2018年間，海南島濕地景觀生態(tài)安全指數(shù)（LESI）在總體上呈下降趨勢，安全等級由1990年的臨界安全演變?yōu)?018年的較危險狀態(tài)，特別是在2010—2018年間LESI變化較大。區(qū)域人口增加、經(jīng)濟增長等人為活動是造成濕地景觀生態(tài)安全變化的重要因素與驅(qū)動力。

（3）采用自然斷點分級法將 1990—2018年海南島濕地景觀生態(tài)安全指數(shù)的變化幅度分為4個級別，LESI值降幅最大的為?？?、三亞、文昌、澄邁4個市縣，其次為陵水、萬寧、瓊海、儋州4個市縣，降低幅度較小的是臨高、昌江、定安、五指山、屯昌和東方6個市縣；保亭、白沙、樂東和瓊中4個市縣的LESI值則略微升高。