袁也，武文麗，付宗馳，黃春波，楚光明*

(1 石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆 石河子 832003;2 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地理與信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430074)

第十四師昆玉市地處喀喇昆侖山北麓、塔克拉瑪干沙漠南緣的新疆和田地區(qū)，于2016年由國務(wù)院批復(fù)設(shè)立建市，并以此為中心統(tǒng)籌發(fā)展周邊團(tuán)場城鎮(zhèn)實(shí)現(xiàn)區(qū)域長治久安和跨越式發(fā)展[1]。與第一師阿拉爾市、第三師圖木舒克市、第十師北屯市等現(xiàn)代化兵團(tuán)新城一起正逐漸成為各類優(yōu)質(zhì)資源的匯聚地，這些兵團(tuán)城市常零星坐落于沙漠邊緣，易受到區(qū)域生態(tài)環(huán)境的威脅。昆玉市由于地表被碎石細(xì)砂覆蓋，植被稀少，地下水位較高，常年少雨干燥、蒸發(fā)強(qiáng)烈、風(fēng)沙頻繁，年浮塵天數(shù)多達(dá)200余天[2]。對于生態(tài)基底薄弱的干旱區(qū)人工綠洲城市——昆玉市而言，如何正確的生態(tài)價(jià)值觀、平衡城市建設(shè)空間與生態(tài)資源空間、保障核心區(qū)域生態(tài)安全、提升生態(tài)系統(tǒng)多樣性與穩(wěn)定性是目前亟待解決的問題。

廣義的生態(tài)安全指人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)保障人類發(fā)展需求與維持對脅迫的恢復(fù)能力不受威脅[3-4]。生態(tài)安全評價(jià)不僅是生態(tài)安全研究的基礎(chǔ)和前提，也是構(gòu)建生態(tài)安全體系的核心部分，具有地域性、綜合性、動態(tài)性的特征[5]。目前，在研究內(nèi)容方面，國外有關(guān)生態(tài)安全評價(jià)的研究體系較為成熟，更注重氣候變化對于大尺度區(qū)域的生態(tài)安全及可持續(xù)發(fā)展的影響[6-8]。國內(nèi)則多集中于區(qū)域生態(tài)安全評價(jià)及其影響因素[9]、生態(tài)安全空間演變與實(shí)證案例研究[10]、生態(tài)安全關(guān)聯(lián)與可持續(xù)發(fā)展策略[11]等；在研究對象上，國內(nèi)外學(xué)者大多選取高度城市化或區(qū)域城鎮(zhèn)群進(jìn)行研究[12]，而對生態(tài)環(huán)境惡劣的干旱區(qū)人工綠洲城市關(guān)注較少[13]；在評價(jià)模型與方法上，基于數(shù)學(xué)型的層次分析法[14]、熵權(quán)物元模型[15]等；基于生態(tài)模型的生態(tài)足跡法[16]等；基于理論框架的PSR模型[17]等廣泛應(yīng)用于生態(tài)安全評價(jià)研究中來反映單一生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)問題。

總體來看，國內(nèi)外生態(tài)安全評價(jià)已有較為成熟的理論基礎(chǔ)與技術(shù)支持，但對于新建城市的研究較少，而關(guān)于干旱區(qū)人工綠洲城市的研究則更為少見。同時(shí)，由于研究對象的差異性，評價(jià)指標(biāo)體系的普適性不高。學(xué)者大多對評價(jià)結(jié)果進(jìn)行整體分析，缺少對研究區(qū)內(nèi)部城市擴(kuò)張與生態(tài)安全的空間分異特征的剖析。

本研究基于生態(tài)安全評價(jià)相關(guān)理論指導(dǎo)，以昆玉市為研究對象，借助ENVI5.3軟件與ArcGIS10.2軟件，依據(jù)PSR模型綜合考慮自然地理基礎(chǔ)、人文風(fēng)貌基礎(chǔ)、社會經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，針對性選取生態(tài)因子對三期遙感影像進(jìn)行綜合評價(jià)，劃分不同生態(tài)安全等級并分析其時(shí)空分異特征，從而準(zhǔn)確的揭示研究區(qū)可能存在的生態(tài)問題，以期為新疆兵團(tuán)特色城鎮(zhèn)化模式的優(yōu)化提供參考。本研究試圖建立一套適用于干旱區(qū)特殊生境下的人工綠洲城市生態(tài)安全評價(jià)體系，準(zhǔn)確揭示昆玉市存在的生態(tài)問題，探索影響昆玉市生態(tài)安全的不穩(wěn)定因素，具有可操作性與指導(dǎo)性的提出昆玉市生態(tài)安全優(yōu)化策略，以保障特殊生境下城市化建設(shè)的快速推進(jìn)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

昆玉市(中心位置為37°12′39.87″N，79°17′28.73″E)分布于山區(qū)和平原兩大地貌單元上，截至2017年，綠洲面積僅占3.7%，且形成被沙漠、沙丘分割成多塊的格局，其氣候特征為暖溫帶大陸性荒漠氣候。昆玉市城市經(jīng)濟(jì)水平較低，人口密度低，供水成本較高，加之植被資源不足，偶爾出現(xiàn)的旱澇災(zāi)害對農(nóng)林業(yè)都造成不利影響，生態(tài)安全水平較低且無法維系基本的生態(tài)平衡。隨著2016年縣級昆玉市的批復(fù)設(shè)立，大量城市基礎(chǔ)設(shè)施工程開始涌現(xiàn)，綠化工程與水利樞紐工程建設(shè)齊頭并進(jìn)，居住環(huán)境開始逐步改善。目前昆玉市正在成為集屯墾戍邊、文化引領(lǐng)、生態(tài)衛(wèi)士多功能于一體的現(xiàn)代化墾區(qū)。

本研究以昆玉市總體規(guī)劃、防洪提劃定研究區(qū)域，總面積為117.19 km2(圖1)。昆玉市生態(tài)基底薄弱，近年來其生態(tài)治理措施雖然取得了初步成效，但頻繁發(fā)生的沙塵暴等惡劣天氣、土壤沙漠化等嚴(yán)酷的自然條件依然制約著生態(tài)用地的選擇與布局，威脅著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，昆玉市生態(tài)安全的實(shí)現(xiàn)仍然是一項(xiàng)艱巨且嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，如何科學(xué)地、合理地、有效地保護(hù)城市生態(tài)空間、打造城市生態(tài)屏障是提高區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)昆玉市城市建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。

圖1 昆玉市土地利用現(xiàn)狀分布

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究使用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為《第十四師昆玉市城市總體規(guī)劃(2016—2030年)》確定的規(guī)劃區(qū)范圍、土地利用總體規(guī)劃圖、道路交通總體規(guī)劃圖；地形數(shù)據(jù)為Aster衛(wèi)星提供的30 m空間分辨率的數(shù)字高程模型，通過空間插值和不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)的轉(zhuǎn)換來生成DEM數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)空間分辨率為5 m；遙感影像采用2014年5月7日(LC81470342014127LGN00)、2016年9月19日(LC81470342016261LGN00)、2018年1月10日(LC81470342018010LGN00)獲取的Landsat 8數(shù)據(jù)。

1.2.2 評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

本研究區(qū)域空間尺度較小，且用地類型較為單一，大面積區(qū)域被裸地覆蓋，空間變異較小，因此選擇PSR模型構(gòu)建本研究的評價(jià)體系(圖2)，根據(jù)影響研究區(qū)域生態(tài)安全的主要因素，綜合考慮其自然資源、環(huán)境現(xiàn)狀和市政設(shè)施情況等，從生態(tài)系統(tǒng)的完整性和風(fēng)險(xiǎn)來源的角度分析生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性。

圖2 昆玉市生態(tài)安全評價(jià)體系

PSR(Pressure-State-Response Framework，“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”框架) 最早于1979年由加拿大統(tǒng)計(jì)學(xué)家Rap Port和Friend提出。1992年，聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)合作和開發(fā)組織(OECD)、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)共同提出環(huán)境概念模型[18]，模型包括壓力(Pressure)、狀態(tài)(State)和響應(yīng)(Response)3個(gè)部分，其中壓力指的是人類活動或自然因素對自然環(huán)境造成的壓力，壓力因素能夠直接的揭示出自然環(huán)境變化的根本；狀態(tài)指的是自然環(huán)境在多種因素綜合作用下所處的狀態(tài)及其趨勢，狀態(tài)因素能夠直觀反映出自然環(huán)境變化所產(chǎn)生的影響；響應(yīng)指的是對生態(tài)發(fā)展起到積極作用的因素，響應(yīng)因素是對抗生態(tài)環(huán)境惡化的有效措施。

1.2.3 評價(jià)指標(biāo)的選取及標(biāo)準(zhǔn)量化

1.2.3.1 壓力指數(shù)

(1)P1荒漠化脅迫。

昆玉市氣候干燥少雨，地表大部分被碎石細(xì)砂覆蓋，風(fēng)蝕危害嚴(yán)重，荒漠化脅迫是兵團(tuán)快速推進(jìn)城市化中面臨的首要問題?；贏rcGIS柵格計(jì)算器得出的歸一化裸土指數(shù)(Normalized Differential Bare Soil Index，NDBaI)能幫助識別地表荒漠化程度。0≤NDBaI≤1，值越小表示荒漠化脅迫越低，反之，則說明荒漠化脅迫越嚴(yán)重，即裸土率越高。

(2)P2溫度風(fēng)險(xiǎn)。

昆玉市干燥少雨且蒸發(fā)強(qiáng)烈，年平均氣溫12.2 ℃，歷史均值高溫33 ℃，最高溫多出現(xiàn)在7月，高達(dá)37 ℃；歷史均值低溫-11 ℃，最低溫多出現(xiàn)在1月，晝夜溫差達(dá)15 ℃。本研究基于大氣校正法進(jìn)行地表溫度反演。

(3)P3地形地貌。

昆玉市高程變化起伏較大，坡度變化較為復(fù)雜，因此，必須最大程度的保留自然山地、林地以充分發(fā)揮蓄水保土的生態(tài)功能，選擇地形起伏平緩、土方平整較少的場地進(jìn)行城市開發(fā)與建設(shè)。本文利用30 m DEM數(shù)據(jù)對昆玉市進(jìn)行高程和坡度分析，進(jìn)而將高程因子和坡度因子組合采用自然間斷法劃分為五個(gè)等級。

1.2.3.2 狀態(tài)指數(shù)

(1)S1植被資源量。

昆玉市周邊自然植被稀落，植被呈垂直分布，優(yōu)勢種多為野生動植物?；贕IS柵格計(jì)算器得出的歸一化植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)能夠檢測植被生長狀態(tài)，0

(2)S2水資源量。

昆玉市地表水資源匱乏，僅有一條自然水系，城區(qū)東部的沉沙調(diào)節(jié)池作為唯一的水庫是昆玉市最重要的一個(gè)水源地?；贏rcGIS柵格計(jì)算器得出的歸一化水指數(shù)(Normalized Difference Water Index，NDWI)能夠有效識別水體信息。0≤NDWI≤1表示有水體覆蓋，且隨覆蓋度增大而增大。

(3)S3潛在水資源分布。

昆玉市部分地區(qū)地下水位較高，多年平均年降水量33.4 mm，年均蒸發(fā)量2 602 mm。通過GIS水文分析過程計(jì)算DEM每點(diǎn)的匯流累積量從而提取可能形成的匯水網(wǎng)絡(luò)，再將矢量化的柵格河網(wǎng)進(jìn)行核密度分析從而識別潛在水資源分布狀態(tài)。

1.2.3.3 響應(yīng)指數(shù)

(1)R1道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

在昆玉市惡劣的生態(tài)環(huán)境條件下，城市道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)反映著人類活動的強(qiáng)度，對促進(jìn)區(qū)域生態(tài)調(diào)控起到了一定程度的作用。利用GIS歐式距離以城市總體規(guī)劃中的道路中心線計(jì)算得到道路緩沖結(jié)果，距離道路越近的區(qū)域通達(dá)度越高，土地開發(fā)程度越高。道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)按距道路的距離≤50 m、50～100 m、100 m～300 m、300 m～500 m、>500 m劃分為五個(gè)等級。

(2)R2水資源供給。

受區(qū)域嚴(yán)酷生態(tài)環(huán)境的影響，昆玉市現(xiàn)有的水資源開無法支撐長久的城鎮(zhèn)化水平的繼續(xù)提高。本文以距水資源的距離反映不同區(qū)域維系生態(tài)系統(tǒng)的能力差異，在距離水系越近的荒漠進(jìn)行城市開發(fā)建設(shè)活動，響應(yīng)機(jī)制越強(qiáng)，城市生態(tài)安全越容易保障。水資源供給按距水資源的距離≤100、100 m～300 m、300 m～500 m、500 m～800 m、>800 m劃分為五個(gè)等級。

(3)R3荒漠化防治。

防風(fēng)固沙林是人類調(diào)控區(qū)域生態(tài)平衡的直接表現(xiàn)，也是干旱區(qū)綠洲城市生態(tài)建設(shè)的重要響應(yīng)變量。昆玉市被戈壁荒漠包圍，全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)閃-NW(西北偏西向，West-Westnouth)，主導(dǎo)風(fēng)向頻率44%，旱災(zāi)、沙塵暴等自然災(zāi)害較為頻繁。本文根據(jù)防風(fēng)固沙林距中心城區(qū)紅線的距離≤100、100～300 m、300 m～500 m、500 m～800 m、>800 m劃分為五個(gè)等級。

1.2.4 指標(biāo)權(quán)重的確定

本研究依據(jù)層次結(jié)構(gòu)對各指標(biāo)在生態(tài)安全評價(jià)中的相對重要性進(jìn)行比較分析，采用AHP中1-9標(biāo)度法對每一層的因素分別進(jìn)行兩兩比較進(jìn)而構(gòu)建判斷矩陣，再計(jì)算判斷矩陣的最大特征值根 λmax及對應(yīng)的特征向量，特征向量歸一化后得到的W值即為指標(biāo)權(quán)重。各指標(biāo)的權(quán)重值如表1所示。

表1 昆玉市生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

1.2.5 生態(tài)安全指數(shù)的計(jì)算

本研究依據(jù)PSR模型綜合考慮昆玉市自然資源、環(huán)境現(xiàn)狀和市政設(shè)施情況等，選取壓力指標(biāo)組、狀態(tài)指標(biāo)組和響應(yīng)指標(biāo)組共9個(gè)生態(tài)因子，通過層次分析法和GIS空間疊加分析法建立綜合評價(jià)模型分析昆玉市生態(tài)安全的時(shí)空分異規(guī)律，明確特定生態(tài)環(huán)境問題可能發(fā)生的范圍與可能程度，對昆玉市生態(tài)安全進(jìn)行綜合評價(jià)，模型具體計(jì)算公式為：

(1)

式(1)中，ESI為生態(tài)安全綜合指數(shù)，Wi為i因子的生態(tài)安全重要性權(quán)重值，F(xiàn)i為i因子的生態(tài)安全性等級值。在進(jìn)行生態(tài)安全分級時(shí)，考慮覆蓋有自然水體、林地等風(fēng)景區(qū)和土地開發(fā)區(qū)域保證最高生態(tài)安全性，不具有所選取的生態(tài)因子的地區(qū)為低安全區(qū)，將生態(tài)安全性等級分為高生態(tài)安全、較高生態(tài)安全、基本生態(tài)安全、低生態(tài)安全、生態(tài)預(yù)警5級，指數(shù)區(qū)間對應(yīng)為0-0.35、0.35-0.55、0.55-0.65、0.65-0.75、0.75-1(表2)。

表2 昆玉市生態(tài)安全綜合指數(shù)分級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 昆玉市生態(tài)安全時(shí)空特征分析

依據(jù)第十四師昆玉市城市總體規(guī)劃(2018—2035年)，結(jié)合其城市空間發(fā)展自然本底，從壓力、狀態(tài)、響應(yīng)三個(gè)層面篩選生態(tài)因子，根據(jù)上述計(jì)算公式，利用ArcGIS10.2軟件進(jìn)行空間量化與標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到2014、2016、2016年研究區(qū)各指數(shù)時(shí)空分布圖(圖3)，并統(tǒng)計(jì)出不同等級分區(qū)面積占比(圖4)。

圖3 昆玉市2014—2018年壓力、狀態(tài)、響應(yīng)等級分布

圖4 昆玉市2014—2018年各指數(shù)等級面積占比變化

2.1.1 空間特征分析

由圖3可以看出，昆玉市壓力等級高值區(qū)以塊狀連續(xù)分布在西南部的荒漠；低值區(qū)域常年為東北部沉沙調(diào)節(jié)池與北部的部分棗樹林區(qū)域。2014—2018年間呈現(xiàn)低壓力區(qū)域基本不變，高壓力區(qū)域隨城市擴(kuò)張而明顯減少的特征。受荒漠化脅迫影響較大，且高溫風(fēng)險(xiǎn)也大多出現(xiàn)在荒漠區(qū)域。干旱、沙塵暴等不良?xì)夂蚪o人工綠洲城市生態(tài)建設(shè)帶來較大的負(fù)面影響。

狀態(tài)等級高值區(qū)域呈橢圓形零星分布在西部洪溝西側(cè)及北部棗樹林西側(cè)；低值區(qū)域連片分布在研究區(qū)東部，此區(qū)域植被資源量、水資源量明顯不足。2014—2018年間高狀態(tài)區(qū)域有向東部轉(zhuǎn)移的趨勢，且總體趨于平衡，完善的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮、生態(tài)平衡的維護(hù)和人居環(huán)境品質(zhì)的提升依賴于此。

響應(yīng)等級高值區(qū)域環(huán)繞東北部的沉沙調(diào)節(jié)池與中部城區(qū)周圍，且隨城市外圍防風(fēng)固沙林的擴(kuò)張而逐年增加，沿西北-東南向延伸，發(fā)生了明顯變化；低值區(qū)域分布在研究區(qū)西南部及東部，此區(qū)域主要為碎石覆蓋的戈壁及其他未利用地，生態(tài)環(huán)境較為惡劣。2014—2018年間Ⅳ級響應(yīng)區(qū)域迅猛減少，表明自昆玉市建市以來，大量的沙地、裸地通過基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程活動開采為建設(shè)用地，綠化種植作物固沙作用明顯，這種人類活動的干擾有利于增加生態(tài)系統(tǒng)豐富度，提高生態(tài)安全等級。

2.1.2 時(shí)序變化分析

2014—2018年間，昆玉市壓力指數(shù)變化較大(圖4a)，Ⅰ級壓力區(qū)域先增后降；Ⅱ級、Ⅲ級壓力區(qū)域所占研究區(qū)面積比例均有提升，增幅分別為1.86%與2.43%；Ⅲ級壓力區(qū)域明顯增長，從16.99%增長至19.42%；Ⅳ級壓力區(qū)域基本不變，Ⅴ級壓力區(qū)域由40.70%連續(xù)下降至33.65%。這可能是由于隨著城市防風(fēng)固沙體系的不斷完備，荒漠化問題得到了不斷的有效改善。

狀態(tài)指數(shù)總體波動較小(圖4b)，Ⅰ級狀態(tài)區(qū)域面積比例略有下降，降幅為2.44%；Ⅱ級狀態(tài)區(qū)域有所增加，增幅為2.17%；Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級狀態(tài)區(qū)域基本不變。植被資源量在很大程度上決定了其變化趨勢，潛在水資源不足且不易隨土壤、植被、氣候條件的變化而改變。

響應(yīng)指數(shù)變化較為復(fù)雜且變動明顯(圖4c)，Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級響應(yīng)區(qū)域占研究區(qū)面積比例均有所增加，最高上升幅度為5.32%；Ⅳ級響應(yīng)區(qū)域從33.25%驟降至19.65%再上升到21.24%；Ⅴ級響應(yīng)區(qū)域則相反，由39.34%上升到50.90%再減少至35.20%。表明興起的各項(xiàng)建設(shè)工程大幅提升了居住環(huán)境質(zhì)量與居民生活幸福感，實(shí)現(xiàn)了人進(jìn)沙退的治沙成就。

2.2 昆玉市生態(tài)安全評價(jià)結(jié)果分析

生態(tài)安全評價(jià)基于PSR模型結(jié)合多個(gè)單因素綜合評價(jià)，反映生態(tài)安全系統(tǒng)中不同因素間的互動機(jī)理。本文在ArcGIS10.2軟件中將現(xiàn)有資源對生態(tài)安全造成的“壓力”組、制約著又促使著生態(tài)安全改變的“狀態(tài)”組，影響人類活動產(chǎn)生一系列的“響應(yīng)”組進(jìn)行加權(quán)疊加，得到2014、2016、2016年昆玉市生態(tài)安全時(shí)空分布圖(圖5)，并計(jì)算不同生態(tài)安全等級占總面積的比例(表3)。

圖5 昆玉市2014—2018年生態(tài)安全等級分布

表3 昆玉市2014—2018年生態(tài)安全等級面積變化

由圖5可以看出，昆玉市生態(tài)安全值高的區(qū)域僅為中部老城區(qū)及東北側(cè)沉沙調(diào)節(jié)池，此區(qū)域包括水源涵養(yǎng)區(qū)等引水渠道及昆玉大道綠化區(qū)域；生態(tài)安全預(yù)警區(qū)域集中位于西南部的荒漠，大部分區(qū)域處于低生態(tài)安全等級。2014—2018年間昆玉市區(qū)域生態(tài)安全度由高到低從中心城區(qū)向外擴(kuò)散，圍繞環(huán)城防護(hù)林向城外區(qū)域遞減，不同區(qū)域生態(tài)安全等級差異較大?？梢园l(fā)現(xiàn)，生態(tài)安全等級高值區(qū)域與昆玉市城鎮(zhèn)化建設(shè)區(qū)域較為吻合，土地開發(fā)的區(qū)域是生態(tài)安全水平提升的區(qū)域，在空間格局上與北部棗樹林相連，彌補(bǔ)了原有生態(tài)空間單一的空白。與此同時(shí)，植被資源覆蓋度、水資源豐富度也影響著生態(tài)安全等級的提升。

2014—2018年間，昆玉市總體生態(tài)安全等級處于上升趨勢，隨年份從低生態(tài)安全等級逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛景踩燃?。其中，高生態(tài)安全區(qū)、較高生態(tài)安全區(qū)、基本生態(tài)安全區(qū)較面積比例均有所上升，較高生態(tài)安全區(qū)域面積增幅最大，增加了4.5%；低生態(tài)安全區(qū)域面積降低了9.31%，是唯一持續(xù)下降的區(qū)域，降低幅度較大且占研究區(qū)面積最大；生態(tài)預(yù)警區(qū)基本不變(表3)?？梢钥闯觯?016年是響應(yīng)指標(biāo)變動的一個(gè)重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)，說明國家的頂層支持和兵地黨委的重視強(qiáng)有力的促進(jìn)了昆玉市荒漠綠洲的建設(shè)進(jìn)程，規(guī)劃目標(biāo)與發(fā)展模式在短期內(nèi)產(chǎn)生了良好的績效。

3 討論

昆玉市作為一個(gè)興建的人工綠洲新城，不論是在發(fā)揮屯墾戍邊的建設(shè)意義方面還是在人民生產(chǎn)生活的現(xiàn)實(shí)需求方面都具有重要的特殊作用。荒漠、農(nóng)田、水域、林地是構(gòu)成昆玉市的主要生態(tài)要素，高生態(tài)資源覆蓋區(qū)域與高生態(tài)安全區(qū)域基本一致，不同年份不同等級生態(tài)安全區(qū)域與城市實(shí)際建設(shè)發(fā)展歷程較為吻合。利用GIS技術(shù)可以快速準(zhǔn)確地進(jìn)行相關(guān)評價(jià)指標(biāo)及空間和屬性信息的獲取，能夠更直觀、更有效的指明昆玉市生態(tài)安全分布格局。PSR模型基于完整因果鏈有利于明確不同生態(tài)因子間的相互關(guān)系，適用于特殊生境下昆玉市生態(tài)安全的分析及評價(jià)，反映了城市生態(tài)安全建設(shè)發(fā)展的實(shí)際和需求。

根據(jù)昆玉市生態(tài)安全評價(jià)結(jié)果，針對高生態(tài)安全區(qū)應(yīng)注意低影響開發(fā)城市建設(shè)用地，同時(shí)促進(jìn)城市綠網(wǎng)體系建設(shè)，嚴(yán)禁沉沙調(diào)節(jié)池附近的干擾活動，并拓寬現(xiàn)有水系留出可供調(diào)、滯、蓄的緩沖區(qū)域進(jìn)而形成生態(tài)水網(wǎng)體系，最大程度發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，建立生態(tài)良性循環(huán)；較高生態(tài)安全區(qū)要最大化保留和加強(qiáng)綠蔭路防風(fēng)基干林的建設(shè)，對城區(qū)東西兩側(cè)防護(hù)林進(jìn)行加寬與斷帶補(bǔ)齊，繼續(xù)推進(jìn)城區(qū)南側(cè)防護(hù)林建設(shè)，完善原有防護(hù)林的撫育更新與病蟲害防治；基本安全區(qū)可作為對高生態(tài)安全區(qū)的補(bǔ)充，這類最容易改變的區(qū)域既可作為生態(tài)資源保護(hù)屏障也可作為最適宜開發(fā)的城市建設(shè)用地，應(yīng)秉持“組團(tuán)開發(fā)、彈性共生”的原則構(gòu)建生態(tài)宜居的屯墾戍邊新城；低生態(tài)安全區(qū)嚴(yán)格控制基本農(nóng)田數(shù)量，加強(qiáng)對現(xiàn)有耕地的保護(hù)，確保其生產(chǎn)功能、生態(tài)調(diào)節(jié)功能、景觀和隔離的綜合功能不受威脅；生態(tài)預(yù)警區(qū)距離人類活動區(qū)域較遠(yuǎn)，景觀類型單一，在短期發(fā)展過程中不適合作為快速城鎮(zhèn)化的建設(shè)用地，但在長期發(fā)展過程中應(yīng)注意提高生態(tài)系統(tǒng)多樣性和穩(wěn)定性，逐步推進(jìn)荒漠生態(tài)恢復(fù)進(jìn)程。

4 結(jié)論

本文通過目視解譯土地利用類型明確與識別昆玉市的現(xiàn)有生態(tài)資源，基于GIS技術(shù)以30 m×30 m柵格從壓力、狀態(tài)、響應(yīng)3個(gè)方面構(gòu)建生態(tài)安全評價(jià)模型，綜合分析近五年城市區(qū)域生態(tài)安全度的時(shí)空分異特征與規(guī)律，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

(1)2014—2018年，昆玉市生態(tài)安全總體處于低生態(tài)安全狀態(tài)，但有逐漸向基本生態(tài)安全轉(zhuǎn)變的趨勢。較高生態(tài)安全區(qū)域面積增加了4.5%，低生態(tài)安全區(qū)域面積降低9.31%，其中，壓力指數(shù)波動不明顯；狀態(tài)指數(shù)有稍微上升；響應(yīng)指數(shù)呈現(xiàn)明顯上升趨勢。說明人類活動加速了生態(tài)安全等級的提升。

(2)2014—2018年，昆玉市不同生態(tài)安全等級區(qū)域空間分布差異較大，且發(fā)生了明顯變化。高值區(qū)域?yàn)橹胁砍菂^(qū)及東北部沉沙調(diào)節(jié)池；生態(tài)安全預(yù)警區(qū)域是最不易改變的部分，集中位于西南部的荒漠；西部的低生態(tài)安全區(qū)域逐漸向基本生態(tài)安全區(qū)域轉(zhuǎn)變，生態(tài)安全度環(huán)繞城市外圍防護(hù)林區(qū)域逐漸增加。

(3)2014—2018年間Ⅴ級壓力面積占比由40.70%下降至33.65%，Ⅳ級響應(yīng)面積占比由33.25%驟降至21.24%，低生態(tài)安全區(qū)面積的減少與Ⅴ級壓力區(qū)域、Ⅳ級響應(yīng)區(qū)域的下降在空間分布上具有一定的關(guān)聯(lián)性。2016年是昆玉市生態(tài)安全等級變化的重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、水資源供給、荒漠化防治為生態(tài)安全度的增長開拓了發(fā)展通道、提供了持續(xù)動力、打造了堅(jiān)強(qiáng)屏障，發(fā)揮了兵團(tuán)的特殊作用，可作為兵團(tuán)屯墾戍邊新城城鎮(zhèn)化發(fā)展模式的示范與推廣。