王兆林, 張露洋, 鐘溦懿, 陳 萌, 楊承繡, 黃丹妮

(重慶工商大學(xué) 公共管理學(xué)院, 重慶 400067)

發(fā)展中國家城鎮(zhèn)規(guī)模無序擴(kuò)張，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程不斷加快等人類擾動(dòng)的加劇，直接或間接地影響著區(qū)域生態(tài)空間穩(wěn)定性和自我修復(fù)能力，各國生態(tài)空間脆弱性問題日益突出[1-2]。自1972年“聯(lián)合國人類環(huán)境會(huì)議”首次探討生態(tài)環(huán)境問題至今，生態(tài)脆弱性問題始終是全球密切關(guān)注的熱點(diǎn)，各國先后提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、生態(tài)文明建設(shè)、全球氣候變化框架條約等策略以保護(hù)生態(tài)空間安全與穩(wěn)定。21世紀(jì)以來，生態(tài)系統(tǒng)脆弱性問題逐漸受到國內(nèi)外專家學(xué)者的關(guān)注。隨著研究進(jìn)程的不斷推進(jìn)，有關(guān)生態(tài)脆弱性的研究方法和方向逐漸多元化。模糊綜合評(píng)價(jià)法[3]、主成分分析法[4]、層次分析法[5]、景觀生態(tài)學(xué)法等[6]逐漸應(yīng)用到生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評(píng)價(jià)中。此外，隨著干擾生態(tài)系統(tǒng)的因素逐漸增多，評(píng)價(jià)框架愈發(fā)趨于系統(tǒng)化與規(guī)范化，VSD(暴露度—敏感性—適應(yīng)力)模型[7]、SEP(敏感性—彈性—壓力)概念模型[8]、SRP(敏感性—恢復(fù)力—壓力)模型[9]、PSR(壓力—狀態(tài)—響應(yīng))模型等[10]已成為生態(tài)評(píng)價(jià)中常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建模型。此外，生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的研究范圍更加廣泛，現(xiàn)已涉及喀斯特地貌區(qū)[7]、濕地景觀[11]、海洋生態(tài)[12]、農(nóng)牧交錯(cuò)帶[8]、礦業(yè)城市[5]、干旱地區(qū)等[13]典型脆弱區(qū)。

生態(tài)空間是具有自然屬性、以提供生態(tài)服務(wù)或生態(tài)產(chǎn)品為主體功能的國土空間，進(jìn)一步是區(qū)域除建設(shè)用地以外的一切自然或人工的植物群落、山水林田湖草等及具有綠色潛能的空間等系列生態(tài)用地，是各類生態(tài)系統(tǒng)存在的載體[14]。當(dāng)前理論界對(duì)于生態(tài)空間的研究也僅限于空間識(shí)別[15]、三生空間的協(xié)同效應(yīng)等[16]方面，對(duì)生態(tài)空間脆弱性的研究還不多見。同時(shí)有關(guān)生態(tài)空間脆弱性的研究對(duì)于“庫區(qū)”這一重要自然與人類綜合單元，尚未系統(tǒng)涉及。三峽庫區(qū)是我國長江上游重要的生態(tài)屏障區(qū)，也是典型的生態(tài)脆弱區(qū)。三峽庫區(qū)因其特殊的地形特征，加之移民工程的推進(jìn)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得人類活動(dòng)對(duì)自然資源的破壞逐漸凸顯，生態(tài)脆弱性問題越發(fā)嚴(yán)重。因此，研究三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性問題具有理論與實(shí)踐意義。在目前有關(guān)三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的研究中，多數(shù)研究區(qū)域僅限于重慶段或湖北段的一個(gè)地帶，對(duì)三峽庫區(qū)整體的研究較少，不利于在宏觀上對(duì)比庫區(qū)各區(qū)(縣)的生態(tài)空間脆弱性[17]。在研究內(nèi)容上，學(xué)者關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的研究[17-18]，對(duì)生態(tài)空間脆弱性的關(guān)注不夠，同時(shí)相關(guān)研究多集中于有關(guān)庫區(qū)消落帶等生態(tài)問題的研究[18]，對(duì)三峽庫區(qū)整體生態(tài)空間時(shí)空分異規(guī)律缺乏全面認(rèn)識(shí)；選取的指標(biāo)大多以自然指標(biāo)為主，忽略了人類活動(dòng)因素，并且在時(shí)間維度上缺乏連續(xù)性[19]。在研究方法上，主要利用傳統(tǒng)的PSR研究生態(tài)脆弱性[10,20]，而對(duì)于更為精確的VSD模型，應(yīng)用不夠。

基于此，本文嘗試基于VSD模型分別從暴露度、敏感性和適應(yīng)力3個(gè)方面，構(gòu)建生態(tài)空間脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用TOPSIS模型對(duì)三峽庫區(qū)2005年、2010年、2015年和2018年的生態(tài)空間脆弱性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。旨在探討三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性的時(shí)間演變規(guī)律和空間分異特征，揭示庫區(qū)人類社會(huì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)空間的影響，為長江上游“共抓大保護(hù)，不搞大開發(fā)”的國土空間規(guī)劃的編制提供參考。

1 研究區(qū)、方法與數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)概況

三峽庫區(qū)地處長江上游下段(北緯28°56′—31°44′N、東經(jīng)106°16′—111°28′E)，橫穿鄂中山區(qū)峽谷、川東嶺谷地帶、大巴山及川鄂高原交界處。涉及重慶市22個(gè)區(qū)(縣)以及湖北省4個(gè)區(qū)(縣)。庫區(qū)地形崎嶇，地貌復(fù)雜，山地和丘陵占庫區(qū)總面積的95%，多為典型的喀斯特地貌區(qū)。因峽谷和盆地特殊地形的影響，庫區(qū)呈現(xiàn)夏季高溫多雨，冬季溫和濕潤的亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候類型，但水熱條件時(shí)空分布不均。庫區(qū)年均氣溫為17～19℃，年降水量為1 000～1 800 mm。由于特殊的地形地貌作為生長基礎(chǔ)，庫區(qū)的植被種類豐富，以亞熱帶常綠闊葉林作為主要植被，亞熱帶常綠針葉林、灌叢、亞熱帶竹林等也在庫區(qū)內(nèi)廣泛分布。2018年三峽庫區(qū)常住人口2 103.02萬人，人口密度為52 436.41人/km2，人均耕地面積1.92 hm2/人，森林覆蓋率38%。區(qū)域土地利用以林地、耕地和草地為主，庫區(qū)仍存在水土流失、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、水污染等系列問題。

1.2 研究方法

1.2.1 VSD模型及指標(biāo) Polsky等[21]提出的VSD(暴露度—敏感性—適應(yīng)力)模型清晰地表達(dá)了人類活動(dòng)與生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系，經(jīng)常被用于生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)等相關(guān)研究中[7,22]?；谠撃Ｐ?，本研究將生態(tài)空間分解為3個(gè)維度，分別為生態(tài)空間的暴露度、敏感性和適應(yīng)力。

暴露度是反映生態(tài)系統(tǒng)受外界干擾或影響程度以及人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)荷的指標(biāo)[23]。當(dāng)人類活動(dòng)的劇烈擾動(dòng)能夠?qū)^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生直接或間接的負(fù)向影響時(shí)，在一定程度上就改變了生態(tài)系統(tǒng)的自然穩(wěn)定性與生態(tài)空間的連續(xù)性，不利于區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。即在同一生態(tài)空間下，各地區(qū)因不同強(qiáng)度的人類活動(dòng)使生態(tài)系統(tǒng)受到不同強(qiáng)度的破壞。暴露度越高，對(duì)生態(tài)空間的干擾作用及影響程度越強(qiáng)，則生態(tài)空間脆弱性越高；反之，暴露度越低，生態(tài)空間脆弱性越低?；诒┞抖鹊膬?nèi)涵，結(jié)合數(shù)據(jù)可得性，本研究選擇工業(yè)廢水排放量、城鎮(zhèn)生活污水排放量、城鎮(zhèn)生活垃圾排放量、化肥施用強(qiáng)度、農(nóng)藥施用強(qiáng)度、人口密度、人均GDP、人均耕地面積、建設(shè)用地面積占比和土地墾殖率等10個(gè)指標(biāo)，衡量庫區(qū)生態(tài)空間暴露度。

敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)受到自然和外部環(huán)境正向或負(fù)向的影響，對(duì)自然環(huán)境和人為擾動(dòng)等的敏感程度[24]。當(dāng)人類活動(dòng)干擾導(dǎo)致自然環(huán)境遭受破壞時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)問題隨之產(chǎn)生。也表示承載生態(tài)系統(tǒng)空間的感知力，即在相同程度的外界脅迫和干擾下，生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾影響的難易程度。敏感性越低，說明區(qū)域遭受破壞的可能性和程度就越小，則生態(tài)空間脆弱性越低；反之，敏感性越高，生態(tài)空間脆弱性越高?；诿舾行詢?nèi)涵，結(jié)合數(shù)據(jù)可得性，本研究選擇NDVI、土壤侵蝕強(qiáng)度、森林覆蓋率、坡度、地形起伏度、最高季節(jié)溫度和年降水量7個(gè)指標(biāo)，衡量庫區(qū)生態(tài)空間敏感性。

適應(yīng)力是指生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾后，能夠處理、適應(yīng)脅迫，以及恢復(fù)至系統(tǒng)平衡狀態(tài)的自我協(xié)調(diào)能力[25]。主要表現(xiàn)為人類面對(duì)一系列生態(tài)問題采取的應(yīng)對(duì)措施和策略，以及生態(tài)空間對(duì)于外界脅迫的反饋、協(xié)調(diào)和韌性。即在生態(tài)系統(tǒng)偏離穩(wěn)定狀態(tài)后，各個(gè)地區(qū)適應(yīng)外界干擾和自我恢復(fù)的能力。適應(yīng)力越強(qiáng)，說明系統(tǒng)在被破壞后恢復(fù)的可能性越大，則生態(tài)空間脆弱性越低；反之，適應(yīng)力越弱，生態(tài)空間脆弱性越高。基于適應(yīng)力內(nèi)涵，結(jié)合數(shù)據(jù)可得性，本研究選擇城鎮(zhèn)化率、第三產(chǎn)業(yè)比重和生態(tài)修復(fù)用地面積比重3個(gè)指標(biāo)，衡量庫區(qū)生態(tài)空間適應(yīng)力。

依據(jù)VSD模型，本研究結(jié)合自然資源部出臺(tái)的《資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)指南(試行)》(以下簡稱《技術(shù)指南》)中“雙評(píng)價(jià)”的要求，結(jié)合庫區(qū)實(shí)際，構(gòu)建庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

1.2.2 TOPSIS模型 TOPSIS模型(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)是一種常用的在有限的方案中進(jìn)行多目標(biāo)決策分析的技術(shù)，是一種逼近理想解的排序方法[26]。其原理為將評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理以消除量綱的影響，并計(jì)算指標(biāo)的最優(yōu)解和最劣解，最后根據(jù)指標(biāo)與最優(yōu)、最劣解的近似程度判斷指標(biāo)的優(yōu)劣。

(1) 對(duì)n個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的m個(gè)指標(biāo)構(gòu)建原始矩陣，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并對(duì)原始矩陣進(jìn)行歸一化處理，獲得矩陣X和Z：

(1)

(2) 由各項(xiàng)指標(biāo)的最優(yōu)解和最劣解確定最優(yōu)解向量和最劣解向量：

最優(yōu)解向量：

(2)

最劣解向量：

(3)

表1 三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性指標(biāo)體系及權(quán)重

(3) 定義各評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)解和最劣解的距離：

與最優(yōu)解的距離：

(4)

與最劣解的距離：

(5)

(4) 計(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)值的相近度。

(6)

最后按相近度進(jìn)行大小排序，Ci越大表示第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象越優(yōu)。當(dāng)Ci=1時(shí)，說明該評(píng)價(jià)對(duì)象各項(xiàng)指標(biāo)均處于最優(yōu)狀態(tài)；反之，當(dāng)Ci=0時(shí)，說明評(píng)價(jià)對(duì)象各項(xiàng)指標(biāo)均處于最劣狀態(tài)。

在TOPSIS評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，參照國內(nèi)外已有的對(duì)生態(tài)脆弱性研究評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[4-7,9-10,17,20,27]和自然資源部出臺(tái)的《技術(shù)指南》中有關(guān)生態(tài)空間評(píng)價(jià)的要求，依據(jù)三峽庫區(qū)現(xiàn)狀，將三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性劃分為微度脆弱、輕度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和極度脆弱5個(gè)等級(jí)(表2)。

表2 三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.3 數(shù)據(jù)來源及處理

表1指標(biāo)體系中，C1-C10，C18-C20以區(qū)縣級(jí)為單位，指標(biāo)來源于2006—2019年《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國環(huán)境公報(bào)》《長江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測公報(bào)》《重慶統(tǒng)計(jì)年鑒》《宜昌市統(tǒng)計(jì)年鑒》《恩施州統(tǒng)計(jì)年鑒》和各地區(qū)環(huán)境公報(bào)統(tǒng)計(jì)年鑒。C11(NDVI)來自中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心的2005年、2010年、2015年和2018年中國年度植被指數(shù)(NDVI)空間分布數(shù)據(jù)集。C12(土壤侵蝕強(qiáng)度)來源于地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)西南山地分中心，運(yùn)用ArcGIS 10.2中的裁剪工具，得到三峽庫區(qū)各區(qū)(縣)1∶10萬土地侵蝕等級(jí)數(shù)據(jù)。C13(森林覆蓋率)來自于重慶市規(guī)劃和自然資源局中的重慶市土地利用現(xiàn)狀分類面積統(tǒng)計(jì)表和重慶市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020年)。C14(坡度)和C15(地形起伏度)的DEM數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)，空間分辨率為30 m，C14(坡度)運(yùn)用ArcGIS 10.2中的slope工具處理得到各區(qū)(縣)坡度數(shù)據(jù)集。C15(地形起伏度)依據(jù)《資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)指南(征求意見稿)4月版本》中“30 m×30 m柵格采用15×15鄰域”的建議，運(yùn)用ArcGIS 10.2的焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)工具處理得到各區(qū)(縣)地形起伏度。C16(最高溫季節(jié)溫度)-C17(年降水量)由重慶市和湖北省及周邊地區(qū)各氣象站點(diǎn)監(jiān)測的數(shù)據(jù)運(yùn)用反距離加權(quán)插值法(IDW)進(jìn)行空間插值。

2 結(jié)果與分析

2.1 三峽庫區(qū)生態(tài)空間各維度時(shí)空演變特征

2.1.1 暴露度 從空間維度看，三峽庫區(qū)生態(tài)空間暴露度，各時(shí)段總體上以重慶的主城區(qū)和渝東北的萬州區(qū)為雙核心向四周逐漸減弱，空間分布呈現(xiàn)“局部突出，四周分散”的特征(圖1)。這是由于庫區(qū)西部的巴南區(qū)、江北區(qū)、九龍坡區(qū)等區(qū)縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高、人口密度大、城市用地需求多，使得建設(shè)用地?cái)U(kuò)張加劇，耕地面積較少。為了確保農(nóng)業(yè)平穩(wěn)生產(chǎn)，這些地區(qū)糧食產(chǎn)量多依賴于化肥和農(nóng)藥[28]，農(nóng)藥和化肥的施用強(qiáng)度以及建設(shè)用地面積占比均高于其他地區(qū)。此外，重慶主城區(qū)人口密度和人均GDP高于全庫區(qū)平均水平，區(qū)域人類開發(fā)活動(dòng)的強(qiáng)度較大，對(duì)生態(tài)空間造成不利影響。同時(shí)，由于城鎮(zhèn)人口密度大，城鎮(zhèn)生活垃圾和生活污水排放量也較高，環(huán)境破壞現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此，重慶主城區(qū)及其周邊生態(tài)空間暴露度較強(qiáng)，平均達(dá)到0.355。位于渝東北的萬州區(qū)、開州區(qū)、忠縣等地區(qū)多為喀斯特地貌，地形高差大，耕地種植不便，需依靠化肥和農(nóng)藥的施用。且萬州區(qū)屬于渝東北核心城市，人口密度較大，建設(shè)用地較廣，城鎮(zhèn)生活垃圾和生活污水排放量較高，致使生態(tài)空間暴露度均較強(qiáng)，達(dá)到0.416。位于重慶東部的巫溪縣、巫山縣以及湖北的巴東縣、興山縣等區(qū)縣耕作方式較為傳統(tǒng)，化肥和農(nóng)藥施用量較低；工業(yè)較不發(fā)達(dá)，工業(yè)廢水排放量低于三峽庫區(qū)平均水平；且建設(shè)用地面積占比較小，人口密度較低，城鎮(zhèn)生活垃圾和生活污水排放量較低，致使生態(tài)空間暴露度均較弱，僅為0.173。

圖1 三峽庫區(qū)生態(tài)空間暴露度分布

從時(shí)間維度來看，2005—2018年三峽庫區(qū)生態(tài)空間暴露度總體上呈逐年增強(qiáng)的演變特征(圖2)。近年來，雖然重慶和湖北積極加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)與治理，倡導(dǎo)化肥農(nóng)藥施用量零增長。但由于三峽庫區(qū)地形起伏大，土壤易受侵蝕，耕地細(xì)碎化嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件差，糧食產(chǎn)量的增長依舊需要依靠農(nóng)藥和化肥的使用。此外，自重慶直轄和長江經(jīng)濟(jì)帶被確定為國家重大區(qū)域開發(fā)戰(zhàn)略以來，重慶段內(nèi)各區(qū)(縣)受到直轄后國家政策和資源的傾斜，三峽庫區(qū)各區(qū)(縣)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平呈上升的趨勢，吸引大量外地人口遷入，人口密度和人均GDP增加，工業(yè)化進(jìn)程加快，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展致使生態(tài)環(huán)境問題愈加嚴(yán)峻。且由于人口的增加，導(dǎo)致建設(shè)用地面積占比增加，林地和耕地等生態(tài)用地隨之減少，以此加劇生態(tài)空間的脆弱性。

2.1.2 敏感性 從空間維度看，三峽庫區(qū)生態(tài)空間敏感性總體上呈現(xiàn)“東北高西南低”的趨勢(圖3)，渝東北地區(qū)的巫溪縣、石柱土家族自治縣、云陽縣、巫山縣、奉節(jié)縣等位于庫區(qū)北部的區(qū)縣敏感性強(qiáng)度最為顯著，分別為0.691，0.515，0.506，0.502，0.477。這是由于渝東北地區(qū)的巫溪縣、巫山縣、開州區(qū)等區(qū)縣和湖北省的巴東縣、秭歸縣、興山縣是典型的喀斯特地貌，區(qū)域坡度高、地形起伏度大。已有研究表明，隨著山地城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人口不斷從鄉(xiāng)村向城鎮(zhèn)遷入，造成多山地區(qū)出現(xiàn)住房緊張、用地不足等問題，城市建設(shè)用地不僅占用耕地、林地等生態(tài)用地和地勢平坦的地區(qū)，還會(huì)逐步占用坡度較大的自然山體，對(duì)未來生態(tài)空間脆弱性有一定影響[25]。雖然區(qū)域植被指數(shù)和森林覆蓋率相對(duì)較高，但由于這些地區(qū)均為三峽庫區(qū)移民工程最為集中的區(qū)域，大量的工程活動(dòng)和陡坡地區(qū)農(nóng)業(yè)耕作促使其土壤侵蝕強(qiáng)度更為劇烈[29]，致使庫區(qū)北部生態(tài)敏感性較強(qiáng)。而位于渝西南部沙坪壩區(qū)、江津區(qū)、北碚區(qū)等區(qū)縣地勢平坦，土壤條件較好，加上重工業(yè)絕大部分已遷出區(qū)內(nèi)，工業(yè)廢氣排放量較少，致使區(qū)域生態(tài)敏感性較低，分別為0.306，0.301，0.296。此外，三峽庫區(qū)內(nèi)年降水量相對(duì)充沛且空間差異較小，對(duì)生態(tài)空間內(nèi)植物和糧食作物等的生長具有促進(jìn)作用。因此，雖然重慶主城及周邊地區(qū)植被指數(shù)和森林覆蓋率較低，但在多個(gè)指標(biāo)的綜合影響下，使其生態(tài)空間敏感性較低。

圖2 2005-2018年三峽庫區(qū)生態(tài)空間VSD總體變化趨勢

從時(shí)間維度來看，2005—2018年三峽庫區(qū)生態(tài)空間敏感性總體上呈波動(dòng)上升的演變特征。在國家建設(shè)三峽庫區(qū)生態(tài)屏障區(qū)戰(zhàn)略背景下，各級(jí)政府逐漸重視長江流域的生態(tài)發(fā)展，全面控制城市污染，加強(qiáng)對(duì)水土流失及土壤侵蝕較嚴(yán)重區(qū)域的治理。同時(shí)，庫區(qū)堅(jiān)持“綠水青山就是金山銀山”的理念，全面開展“退耕還林”工程，穩(wěn)步推進(jìn)植樹造林工作，森林覆蓋率由2005年的39.73%增加至2018年的48.63%。此外，按照“共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)”方針，庫區(qū)注重發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)，堅(jiān)決執(zhí)行“長江禁漁”政策，積極改善長江流域物種的生存環(huán)境，加大企業(yè)的轉(zhuǎn)型和污染治理力度等舉措，均對(duì)區(qū)域生態(tài)空間敏感性的降低產(chǎn)生積極的影響。

圖3 三峽庫區(qū)生態(tài)空間敏感性分布

2.1.3 適應(yīng)力 從空間維度看，三峽庫區(qū)生態(tài)空間適應(yīng)力總體以重慶主城區(qū)、湖北4個(gè)區(qū)縣為雙核心向四周減弱，呈現(xiàn)出“兩端高，中間低”的空間分布格局(圖4)。這與重慶市直轄以來快速的城市化發(fā)展密切相關(guān)，城鎮(zhèn)化率的提升迫使重慶主城區(qū)大量開發(fā)土地，生態(tài)修復(fù)用地的規(guī)劃面積不足，意味著生態(tài)空間受到外界人為干擾的程度增加，恢復(fù)至平衡程度的能力減弱，致使重慶主城區(qū)生態(tài)空間適應(yīng)能力較弱，僅為0.634。湖北省的夷陵區(qū)、興山縣、巴東縣、秭歸縣由于三峽庫區(qū)移民等原因，人類活動(dòng)劇烈，加上人工造林等生態(tài)修復(fù)用地較少，致使其生態(tài)空間的適應(yīng)力較弱，分別為0.613，0.556，0.540，0.511。另一方面，位于庫區(qū)中東部的重慶云陽縣、忠縣、奉節(jié)縣等區(qū)縣地勢起伏較大等因素導(dǎo)致區(qū)域產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)化進(jìn)程緩慢，整個(gè)生態(tài)空間較為連續(xù)，生態(tài)空間的人為干預(yù)較少，因而其生態(tài)空間的自我恢復(fù)能力較強(qiáng)，分別為0.291，0.326，0.356。

圖4 三峽庫區(qū)生態(tài)空間適應(yīng)力分布

從時(shí)間維度上看，2005—2018年三峽庫區(qū)生態(tài)空間適應(yīng)力主要呈現(xiàn)先減后增的趨勢，生態(tài)空間在人類活動(dòng)干預(yù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展下的自我協(xié)調(diào)恢復(fù)能力加強(qiáng)；而庫區(qū)西南部的重慶主城區(qū)適應(yīng)能力較弱，沒有明顯地增加。庫區(qū)進(jìn)入城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展新階段后，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)加快，一產(chǎn)比重穩(wěn)步下降，三產(chǎn)穩(wěn)步上升，2010年庫區(qū)第三產(chǎn)業(yè)比重均值已達(dá)41.09%，進(jìn)入環(huán)境庫茲尼茨曲線的拐點(diǎn)，環(huán)境治理投入力度逐年增大。同時(shí)居民保護(hù)環(huán)境、注重生態(tài)建設(shè)的意識(shí)逐漸加強(qiáng)，“退耕還林”、“退耕還草”等政策大力推進(jìn)，尤其近年來一些跨區(qū)域的庫區(qū)岸線重大生態(tài)修復(fù)工程的推進(jìn)，有力的提升了庫區(qū)生態(tài)空間的適應(yīng)力。

2.2 三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性時(shí)空演變特征

從空間維度看，三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性總體上以重慶主城區(qū)和渝東北的萬州區(qū)為雙核心向四周減弱，呈現(xiàn)出“西高東低”的空間分布特征(圖5)。生態(tài)空間極度脆弱區(qū)大多數(shù)主要分布在庫區(qū)西南地區(qū)的重慶市主城區(qū)域及重慶萬州。這些區(qū)域是城鎮(zhèn)化重點(diǎn)區(qū)域，人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)擾動(dòng)強(qiáng)烈，人多地少，人口容量超過土地負(fù)荷，建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)森林覆蓋率偏低。此外，工業(yè)化進(jìn)程遠(yuǎn)超其他區(qū)域，工業(yè)廢水和生活垃圾排放量的80%來源于重慶主城區(qū)、萬州區(qū)、長壽區(qū)等。因此，這些地區(qū)生態(tài)脆弱程度較為嚴(yán)重。另一方面，位于渝東北、渝東南以及湖北巴東縣、秭歸縣等區(qū)縣雖然地形崎嶇、坡度較大、土壤侵蝕較強(qiáng)，但受自然條件的限制，使得這些地區(qū)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程緩慢，人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)空間的擾動(dòng)有限，因而這些山區(qū)森林覆蓋率較高，自然環(huán)境狀況優(yōu)良，一定程度上增加了生態(tài)空間韌性與自我修復(fù)能力，降低了生態(tài)空間脆弱性。

圖5 三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性分布

從時(shí)間維度來看，2005—2018年三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性總體呈現(xiàn)倒“倒U”變化趨勢(圖6—7)。2005年三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱程度整體較低，此階段為庫區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，經(jīng)濟(jì)還未全面高速增長，人類活動(dòng)干擾強(qiáng)度較低，植被覆蓋率較高，自然環(huán)境較好，同期大部分區(qū)(縣)生態(tài)空間較為優(yōu)良。2010年后，隨著庫區(qū)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程加快，庫區(qū)人口快速增長，忽視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，使得生態(tài)環(huán)境遭受人類活動(dòng)的干擾較大，加劇庫區(qū)生態(tài)空間脆弱程度。也有研究表明三峽庫區(qū)水位存在周期性變化，在庫岸形成垂直落差為30 m的水庫消落帶，在一定程度上破壞庫區(qū)岸邊植被和土壤結(jié)構(gòu)，加劇了土壤侵蝕強(qiáng)度，水庫蓄水增長，淹沒了庫區(qū)岸邊部分用地，加上三峽庫區(qū)移民的人口，致使建設(shè)用地需求增大，進(jìn)一步加劇庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性[30]。2015年后，隨著國家建設(shè)庫區(qū)生態(tài)屏障戰(zhàn)略的實(shí)施，“退耕還林”等重大生態(tài)修復(fù)工程的推進(jìn)，長江上游流域生態(tài)治理力度加大，使環(huán)境污染在一定程度上得到緩解，庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性逐漸降低。

圖6 三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性時(shí)間分布變化

3 結(jié) 論

(1) 三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性涵蓋生態(tài)空間的暴露度、敏感性及適應(yīng)力三方面。暴露度越高，對(duì)生態(tài)空間的干擾作用及影響程度就越強(qiáng)，則生態(tài)空間脆弱性越高；敏感性越高，所受到破壞的可能性和程度就越大，則生態(tài)空間脆弱性越高；適應(yīng)力越強(qiáng)，系統(tǒng)在被破壞后恢復(fù)的可能性就越大，則生態(tài)空間脆弱程度性越低。

圖7 三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性時(shí)間變化

(2) 三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性具有顯著的空間分布特征和時(shí)間演變規(guī)律。生態(tài)空間暴露度總體呈現(xiàn)以重慶的主城區(qū)(平均0.355)和渝東北的萬州區(qū)(0.416)為雙核心向四周逐漸減弱的分布特征；時(shí)間上由2005年的0.235 6，增強(qiáng)到2018年的0.269 1，呈逐年增強(qiáng)的演變規(guī)律。三峽庫區(qū)生態(tài)空間敏感性總體上呈現(xiàn)“東北高西南低”的趨勢，巫溪縣、石柱土家族自治縣、云陽縣、巫山縣、奉節(jié)縣等位于庫區(qū)北部的區(qū)縣敏感性強(qiáng)度最為顯著，分別為0.691，0.515，0.506，0.502，0.477。渝西南部沙坪壩區(qū)、江津區(qū)、北碚區(qū)等區(qū)縣生態(tài)空間敏感度較低分別為0.306，0.301，0.296。時(shí)間上，庫區(qū)空間敏感性總體由2005年的0.360 7，增強(qiáng)到2018年的0.437 4，呈現(xiàn)逐年增強(qiáng)的演變規(guī)律。生態(tài)空間適應(yīng)力總體以重慶主城區(qū)(0.634)、湖北夷陵區(qū)(0.613)、興山縣(0.556)、巴東縣(0.540)、秭歸縣(0.511)為雙核心向四周減弱，呈現(xiàn)出“兩端高，中間低”的空間分布格局；時(shí)間上總體呈現(xiàn)先減后增的趨勢，由2005年的0.518 4，減少至2010年0.457 4，然后增加到2018年的0.571。

(3) 三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性呈現(xiàn)以重慶主城區(qū)和渝東北的萬州區(qū)為雙核心向四周減弱的分布特征。生態(tài)空間極度脆弱區(qū)主要分布在庫區(qū)西南地區(qū)的重慶市主城區(qū)域(平均0.735)及重慶萬州區(qū)(平均0.814)。時(shí)間上，庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性總體呈現(xiàn)“倒U”的演變規(guī)律；2005年為0.336 2年、2015年達(dá)到頂點(diǎn)為0.378 9年、2018年下降到0.344 2。

(4) 三峽庫區(qū)生態(tài)空間脆弱性時(shí)空變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程；與人類活動(dòng)強(qiáng)烈程度和自然條件聯(lián)系緊密；與土壤侵蝕強(qiáng)度、坡度、廢水排放量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素息息相關(guān)，同時(shí)庫區(qū)生態(tài)空間具有較強(qiáng)的自我修復(fù)能力。