張海濤，李加林，3，劉永超，3

（1.寧波大學(xué) 東海研究院，浙江 寧波 315211；2.寧波大學(xué) 地理與空間信息技術(shù)系，浙江 寧波 315211；3.陸海國(guó)土空間利用與治理浙江省協(xié)同創(chuàng)新中心，浙江 寧波 315211）

人類世以來(lái)，人類與地球的相互作用進(jìn)入了新的發(fā)展階段，作用規(guī)模、速度、連通性及其相互作用變得更加重要、不可預(yù)測(cè)和不確定，并極有可能更加動(dòng)蕩[1]。在人類利用、改造自然的過(guò)程中，生態(tài)系統(tǒng)的冗余性、多樣性在過(guò)度開(kāi)發(fā)中逐漸被消耗。生態(tài)系統(tǒng)對(duì)發(fā)展過(guò)程中快、慢變量造成的沖擊與擾動(dòng)更加敏感[2]，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定態(tài)勢(shì)受到威脅，結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化和障礙，甚至出現(xiàn)破壞性波動(dòng)或惡性循環(huán)。雖然不合理的人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生了脅迫，但適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)籌規(guī)劃與生態(tài)治理為生態(tài)環(huán)境退化帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)[3]。自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的相互作用密不可分，面對(duì)日益緊迫的可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)，需將人與自然視為整體[4]。

海岸帶是海陸相互作用的地區(qū)，同時(shí)是人口集聚、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要區(qū)域和戰(zhàn)略中心[5]。全球約40%的人口居住在距離海岸線100 km的范圍內(nèi)[6]。然而海岸帶地區(qū)正面臨著過(guò)度開(kāi)發(fā)導(dǎo)致的人地矛盾日益突出、資源快速萎縮、生態(tài)環(huán)境惡化、自然災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與功能衰退甚至喪失等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[7-9]。要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)有效的保護(hù)與修復(fù)，首要問(wèn)題是了解海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)。傳統(tǒng)的針對(duì)某一生態(tài)過(guò)程的管控在自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)耦合的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)治理中作用有限，關(guān)注系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演變的韌性思維為分析與解決復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題提供了支撐，并有助于提高相關(guān)系統(tǒng)治理的有效性[10]。同時(shí)，海岸帶韌性研究是陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理的核心機(jī)制，是促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要舉措[11]。

Resilience 起源于拉丁文“resiliere”，其最早定義是1824 年的《大英百科全書》指出的應(yīng)變體在由壓縮應(yīng)力引起變形之后恢復(fù)其大小和形狀的能力。也被翻譯為彈性、恢復(fù)力、韌性[12]。1973年，霍林將韌性概念引入生態(tài)學(xué)，用來(lái)表示生態(tài)系統(tǒng)吸收擾動(dòng)并維持原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和反饋的能力[13]。此后韌性又受演化論的影響發(fā)展為演進(jìn)韌性[14]。韌性經(jīng)歷了從工程韌性到生態(tài)韌性再到演進(jìn)韌性的跨越。從工程韌性強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)受擾動(dòng)后恢復(fù)至原始狀態(tài)，到生態(tài)韌性強(qiáng)調(diào)維持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定及穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換，再到演進(jìn)韌性強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后具備學(xué)習(xí)、適應(yīng)與自組織的能力。韌性的內(nèi)涵越來(lái)越豐富，更注重系統(tǒng)與外界擾動(dòng)之間的相互作用機(jī)制與系統(tǒng)自身的創(chuàng)新、進(jìn)化能力[15]。韌性評(píng)估方法也越來(lái)越復(fù)雜，目前主流的生態(tài)系統(tǒng)韌性量化模式有兩種，即基于過(guò)程與基于狀態(tài)的韌性評(píng)估[16]。基于過(guò)程的韌性評(píng)估認(rèn)為韌性是系統(tǒng)從擾動(dòng)或沖擊中恢復(fù)能力的度量，強(qiáng)調(diào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)序密集監(jiān)測(cè)，從變化曲線中捕捉識(shí)別系統(tǒng)變化的突變點(diǎn)與拐點(diǎn)，將其作為系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變的節(jié)點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)恢復(fù)至新穩(wěn)態(tài)的恢復(fù)量級(jí)及恢復(fù)時(shí)間，評(píng)價(jià)系統(tǒng)韌性[17-18]?；谶^(guò)程的韌性評(píng)估對(duì)系統(tǒng)特征的采集頻度要求較高，研究對(duì)象通常以自然生態(tài)系統(tǒng)為主。基于狀態(tài)的韌性評(píng)估將韌性作為系統(tǒng)的普遍性特征，認(rèn)為韌性是維持系統(tǒng)自身發(fā)展的能力，存在于系統(tǒng)發(fā)展的全過(guò)程，且可在系統(tǒng)過(guò)程的任意時(shí)刻評(píng)估，可對(duì)同一系統(tǒng)在不同發(fā)展階段的韌性水平進(jìn)行對(duì)比分析[19-20]?；跔顟B(tài)的韌性評(píng)價(jià)是對(duì)系統(tǒng)的橫向度量，即對(duì)系統(tǒng)不同要素的綜合度量，評(píng)估結(jié)果依賴指標(biāo)體系，此外由于評(píng)估涉及眾多自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素，多源數(shù)據(jù)由于時(shí)空分辨率的差異，如何更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合值得深入研究。

當(dāng)前韌性內(nèi)涵仍在不斷豐富，海岸帶韌性研究取得了一些進(jìn)展，如沿海社區(qū)災(zāi)害韌性指數(shù)（CCHPR）[21]，海岸帶韌性模型（CRM）等[22]。然而，關(guān)于海岸帶韌性的評(píng)估主要以基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的指標(biāo)框架為主，結(jié)合地理信息數(shù)據(jù)的研究較少，難以展現(xiàn)退化、受損的生態(tài)系統(tǒng)。本文基于多源數(shù)據(jù)，從復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)基底狀態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境稟賦的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系、復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿?、人類活?dòng)對(duì)環(huán)境的影響范圍與強(qiáng)度方面，綜合東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)多維脆弱度、穩(wěn)定度、健康度、干擾連通度，構(gòu)建評(píng)價(jià)體系，定量評(píng)估東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性。

1 研究區(qū)概況

東海區(qū)大陸海岸帶位于23°36′N－31°30′N、116°53′E－122°08′E 之間，面積約1.18×105km2，北起蘇滬交界處，南至閩粵交界處，隸屬上海、浙江、福建三省市。區(qū)內(nèi)岸線曲折、海灣發(fā)育，北部沿海以平原為主，淤泥質(zhì)海灘廣布，南部多低山丘陵，以基巖海岸為主。受多源數(shù)據(jù)影響，島嶼數(shù)據(jù)有不同程度缺失，因此東海區(qū)大陸海岸帶向陸一側(cè)為市級(jí)行政邊界，向海一側(cè)以2020 年海岸線為界，包括上海、嘉興、杭州、紹興、寧波、臺(tái)州、溫州、寧德、福州、莆田、泉州、廈門、漳州。東海區(qū)大陸海岸帶主要位于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。區(qū)內(nèi)土地利用類型以林地、耕地、不透水面為主。2001－2020 年不透水面與耕地的變化面積最大，城市擴(kuò)張引起的不透水面面積增加，是東海區(qū)大陸海岸帶土地利用類型變化的主要因素。東海區(qū)沿海13 個(gè)地區(qū)2020 年共有常住人口1.69億，2020年GDP 約占全國(guó)GDP 的12.55%，是中國(guó)沿海地區(qū)人口最密集、經(jīng)濟(jì)規(guī)模最龐大的地區(qū)之一。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

高程數(shù)據(jù)為NASA Digital Elevation Model（NASADEM），來(lái)源于EARTHDATA（https:∕∕www.earthdata.nasa.gov∕）。衛(wèi)星影像來(lái)自Google Earth Engine 平臺(tái)的MOD09A1 V6.1數(shù)據(jù)集。0.55微米的氣溶膠光學(xué)厚度數(shù)據(jù)來(lái)自MCD19A2_GRANULES數(shù)據(jù)集、NPP 數(shù)據(jù)來(lái)自MOD17A3HGF 數(shù)據(jù)集。土地利用數(shù)據(jù)為中國(guó)年度土地利用數(shù)據(jù)集（CLCD）[23]。月均氣溫、月降水量、夜間燈光數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http:∕∕www.geodata.cn∕）、國(guó)家青藏高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心（https:∕∕data.tpdc.ac.cn∕）。人口密度數(shù)據(jù)來(lái)自WorldPOP、GDP數(shù)據(jù)來(lái)自Figshare[24]，2020年GDP空間數(shù)據(jù)缺失，用2019 年數(shù)據(jù)代替。第二產(chǎn)業(yè)占GDP 比重等社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)自各地區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒。不同來(lái)源的數(shù)據(jù)空間分辨率不一致，將其統(tǒng)一至500 m空間分辨率，并將坐標(biāo)系統(tǒng)一。

2.2 研究方法

2.2.1 基于SRP模型的多維脆弱度

生態(tài)脆弱性是指生態(tài)系統(tǒng)在特定時(shí)空尺度上相對(duì)于外界干擾的敏感反應(yīng)和自我恢復(fù)能力，是自然屬性和人類活動(dòng)相互作用的結(jié)果。脆弱性是系統(tǒng)敏感性的表現(xiàn)，是系統(tǒng)吸收變化與干擾能力的基礎(chǔ)，能夠反映系統(tǒng)對(duì)外界擾動(dòng)的抵抗力[25]?；谏鷳B(tài)敏感性-生態(tài)恢復(fù)力-生態(tài)壓力（sensitivity-resilience-pressure，SRP）模型構(gòu)建東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的多維脆弱性評(píng)價(jià)體系，從自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)方面選取14 個(gè)指標(biāo)，通過(guò)層次分析法設(shè)定指標(biāo)權(quán)重。層次分析法的計(jì)算結(jié)果顯示，最大特征根為14.933，根據(jù)RI 表查到對(duì)應(yīng)的RI 值為1.57，因此CR=CI∕RI=0.045 7＜0.1，通過(guò)一次性檢驗(yàn)（表1）。

表1 東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)多維脆弱度評(píng)價(jià)體系

地形位指數(shù)將高程與坡度兩種因素結(jié)合起來(lái)，能夠綜合反映研究區(qū)的地形條件。坡度數(shù)據(jù)提取自DEM數(shù)據(jù)。地形位指數(shù)計(jì)算公式如下[26]：式中：TI為地形位指數(shù)；E、S分別為任意位置的高程與坡度；Eˉ、Sˉ分別為研究區(qū)高程平均值與坡度平均值。TI值越大，高程和坡度值越大；TI值越小，高程和坡度值越??；若高程值高、坡度值低或高程值低、坡度值高則TI值居中。

景觀干擾度指數(shù)表示地物受外部干擾程度大小，是景觀抗干擾能力與自我恢復(fù)能力的體現(xiàn)。景觀分離度（D）、景觀分維度（F）及景觀破碎度（P）常被用于構(gòu)建景觀干擾度指數(shù)，通過(guò)Fragstats 軟件采用移動(dòng)窗口法分別計(jì)算逐年土地利用數(shù)據(jù)的3類景觀指數(shù)[27]，設(shè)定權(quán)重計(jì)算景觀干擾度，公式如下：

式中：E為景觀干擾度指數(shù)；a、b、c分別為3 類指數(shù)權(quán)重，權(quán)重之和為1，參考相關(guān)研究[28]，a，b，c分別為0.5、0.3、0.2。

在Google Earth Engine 平臺(tái)中調(diào)用MOD09A1 V6.1 數(shù)據(jù)集、分別計(jì)算2001－2020 年內(nèi)所有有效像元的歸一化植被指數(shù)（NDVI）、濕度（Wet）、干度（NDBSI）并進(jìn)行年度均值合成，計(jì)算公式如下[29-30]：

式中：red、green、blue、NIR、SWIR1、SWIR2 分別對(duì)應(yīng)MODIS09A1 的第1、4、3、2、6、7 波段，SI、IBI分別為裸土指數(shù)與建筑指數(shù)。

2.2.2 基于生態(tài)足跡與環(huán)境承載力的穩(wěn)定度

生態(tài)足跡將各種資源和能源消費(fèi)項(xiàng)目折算為耕地、草地、林地、建筑用地、化石能源用地和海洋（水域）6 種生態(tài)生產(chǎn)性面積，并將這些具有不同生態(tài)生產(chǎn)力的生產(chǎn)面積轉(zhuǎn)化為具有相同生態(tài)生產(chǎn)力的面積，以對(duì)生態(tài)足跡和生態(tài)承載力進(jìn)行定量測(cè)算，確定人類是否處于生態(tài)系統(tǒng)的可承載范圍之內(nèi)。生態(tài)足跡法從生態(tài)視角核算自然資本，衡量人類對(duì)地球再生能力的直接和間接需求，并將其與地球上現(xiàn)有的生態(tài)生產(chǎn)能力相比較，是一種易于閱讀的生態(tài)可持續(xù)性衡量工具，生態(tài)足跡模型能體現(xiàn)出不可再生資源對(duì)生態(tài)穩(wěn)定發(fā)展的重要性[31]。

傳統(tǒng)二維生態(tài)足跡模型包含生態(tài)足跡及生態(tài)環(huán)境承載力兩方面，生態(tài)足跡表示為滿足某地區(qū)人口生活生產(chǎn)消耗的各種資源或產(chǎn)品及吸納經(jīng)濟(jì)活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的各種廢棄物所需的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積，生態(tài)足跡包括生物資源賬戶及能源消耗賬戶。計(jì)算公式如下：

式中：EF為區(qū)域生態(tài)足跡；N為區(qū)域人口數(shù)量；ef為人均生態(tài)足跡；Ai為第i種產(chǎn)品折算后的人均生態(tài)生產(chǎn)性土地面積；Ci為第i種產(chǎn)品的人均消費(fèi)量；Pi為第i種產(chǎn)品的世界平均生產(chǎn)力。表2 為生態(tài)足跡中的生態(tài)產(chǎn)品及能源消耗指標(biāo)，世界平均生產(chǎn)力數(shù)據(jù)來(lái)源于聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織數(shù)據(jù)庫(kù)（https:∕∕www.fao.org∕faostat∕zh∕#data∕QCL）。

表2 生態(tài)足跡核算指標(biāo)

二維生態(tài)足跡模型中的生態(tài)承載力指在不破壞區(qū)域生態(tài)環(huán)境的前提下，區(qū)域能夠提供人類可持續(xù)開(kāi)發(fā)的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積。根據(jù)不同的土地利用方式，生態(tài)生產(chǎn)性土地一般分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、污染吸納地和化石能源地[32-33]。公式為：

式中：EC為區(qū)域生態(tài)承載力；N為區(qū)域人口數(shù)量；ec為人均生態(tài)承載力；aj為第j類生態(tài)生產(chǎn)性土地利用的人均面積；rj為第j種消費(fèi)品的均衡因子；yj為第j種消費(fèi)品的產(chǎn)量因子。在計(jì)算生態(tài)承載力時(shí)需扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積。

生態(tài)協(xié)調(diào)系數(shù)反映區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，生態(tài)協(xié)調(diào)系數(shù)建立在生態(tài)壓力指數(shù)基礎(chǔ)上，生態(tài)壓力指數(shù)又稱生態(tài)足跡強(qiáng)度指數(shù)，指單位生態(tài)承載面積上的生態(tài)足跡，計(jì)算公式如下：

式中：EFI為生態(tài)壓力指數(shù)；EF為生態(tài)足跡；EC為生態(tài)承載力；D為人均生態(tài)協(xié)調(diào)系數(shù)；ef為人均生態(tài)足跡；ec為人均生態(tài)承載力。由于ef＞0，ec ＞0 故0 ＜D≤1.414，D越接近于1 表示區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性越差，系統(tǒng)穩(wěn)定性越差，D越接近于1.414 表示區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性越好，穩(wěn)定性越高，D等于1.414 時(shí)表示區(qū)域生態(tài)足跡與生態(tài)承載力協(xié)調(diào)，即生態(tài)需求與生態(tài)供給平衡[34]。

2.2.3 綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)系統(tǒng)健康度

生態(tài)系統(tǒng)健康對(duì)生態(tài)系統(tǒng)韌性的提高有重要意義，健康的生態(tài)系統(tǒng)具有較好活力、彈性和組織性?；盍κ窍到y(tǒng)更新、運(yùn)動(dòng)或生產(chǎn)力的表征；組織指系統(tǒng)各組成部分之間交互的數(shù)量和多樣性；彈性則側(cè)重于系統(tǒng)在壓力存在時(shí)保持其結(jié)構(gòu)和行為模式的能力[35]。生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)估模型（EHA）已被廣泛應(yīng)用于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全與可持續(xù)評(píng)價(jià)。Peng 等認(rèn)為當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)表現(xiàn)在更高水平時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)更健康，在EHA 的基礎(chǔ)上結(jié)合了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，構(gòu)建了改進(jìn)的生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)估模型（REHA）[36]。利用改進(jìn)的生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)估模型對(duì)東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的健康程度進(jìn)行測(cè)度，衡量復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)能力與可持續(xù)發(fā)展?jié)摿ΑEHA計(jì)算公式為：

式中：H為生態(tài)系統(tǒng)健康度；PH為生態(tài)系統(tǒng)的物理健康；ESV為生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的碳固持、生境質(zhì)量、水源涵養(yǎng)、土壤保持通過(guò)InVEST模型計(jì)算[37]。

生態(tài)系統(tǒng)物理健康包含生態(tài)系統(tǒng)活力、彈性、組織力三部分，由于各指標(biāo)量綱不同需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，同時(shí)為避免指標(biāo)乘積的放大效應(yīng)，需進(jìn)行開(kāi)3次根號(hào)處理。計(jì)算公式如下：

式中：V、O、R分別為生態(tài)系統(tǒng)活力、組織力和空間實(shí)體的彈性。生態(tài)系統(tǒng)的活力V指生態(tài)系統(tǒng)的新陳代謝或初級(jí)生產(chǎn)力。生態(tài)系統(tǒng)的組織能力O指各組成部分之間交互的數(shù)量和多樣性。景觀異質(zhì)性（LH）、景觀連通性（LC）和景觀形狀（LS）能夠反映景觀的多樣性與人類活動(dòng)的影響。選擇香濃多樣性指數(shù)（SHDI）和香濃均勻度指數(shù)（SHEI）表示景觀異質(zhì)性（LH），景觀分離度指數(shù)（DIVISION）、散布與并列指數(shù)（IJI）與蔓延度指數(shù)（CONTAG）表示景觀連通性（LC），周長(zhǎng)面積分維數(shù)（PAFRAC）表示景觀形狀（LS）?？臻g異質(zhì)性和景觀連通性在生態(tài)景觀格局中重要性均等且占主導(dǎo)地位，因此權(quán)重均設(shè)置為0.4，空間異質(zhì)性中SHDI 和SHEI 權(quán)重相等，均設(shè)置為0.2。在景觀連通性中IJI 和CONTAG 比DIVISION 更重要，能夠反映景觀的聚集或破碎度，因此IJI 和CONTAG 設(shè)置為0.15，DIVISION 設(shè)置為0.1。景觀形狀指數(shù)權(quán)重設(shè)置為0.2。計(jì)算公式如下：

土地利用對(duì)生態(tài)系統(tǒng)彈性有重要影響[38-39]，空間實(shí)體的生態(tài)系統(tǒng)彈性通過(guò)對(duì)所有土地利用類型的加權(quán)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力系數(shù)來(lái)量化[36]。彈性包含生態(tài)系統(tǒng)對(duì)抵抗外部擾動(dòng)、通過(guò)自組織維持系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定的特征及生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞后恢復(fù)到原始狀態(tài)的能力。因此從抵抗和恢復(fù)兩個(gè)角度，參考相關(guān)研究[40]，對(duì)不同類型景觀的抵抗力與恢復(fù)力設(shè)定權(quán)重（表3）。

表3 不同地類抵抗力與恢復(fù)力

2.2.4 基于電路理論的景觀干擾連通度

景觀連通性是復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性的特征之一。電路理論可用于模擬物種在生態(tài)節(jié)點(diǎn)之間遷移擴(kuò)散過(guò)程，物種在節(jié)點(diǎn)之間遷移的概率和路徑與節(jié)點(diǎn)間的累積電流值正相關(guān)。累計(jì)電流值越高，物種經(jīng)過(guò)的概率越大，累計(jì)電流值可用于表示節(jié)點(diǎn)之間物質(zhì)遷移、能量流動(dòng)的強(qiáng)度，每個(gè)像元上的累積電流值受像元屬性與距不同生態(tài)節(jié)點(diǎn)距離影響，是各節(jié)點(diǎn)之間連通性的度量[41]。將建設(shè)用地核心區(qū)域設(shè)置為節(jié)點(diǎn)，脆弱度設(shè)為導(dǎo)電面，基于電路理論對(duì)區(qū)域連通性進(jìn)行評(píng)價(jià)，反映人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度與空間分布。

2.2.5 序排列多邊形法

多維指標(biāo)綜合測(cè)度常用的方法包括：多面體法、多邊形法、向量和法、加權(quán)求和法，以上方法在實(shí)際應(yīng)用中具有等效性[42]，都可用于區(qū)域多維發(fā)展綜合測(cè)度評(píng)價(jià)。序排列多邊形法便于單元之間直觀對(duì)比，利于圖形表達(dá)，該方法以某固定點(diǎn)為原點(diǎn)，各指標(biāo)由原點(diǎn)向外延伸，各線段代表不同的指標(biāo)（分別為連通度、穩(wěn)定度、脆弱度、健康度），線段長(zhǎng)度表示指標(biāo)數(shù)值大小，以序排列依次計(jì)算各線段及原點(diǎn)組成的三角形的面積，各三角形面積之和為綜合指數(shù)值。

式中：Rs 為復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性、CI為復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)連通度、SI為穩(wěn)定度、VI為脆弱度、HI為健康度，其中CI、VI為反向因子，需進(jìn)行反向歸一化。a為韌性各因子之間的夾角，為90°。

3 結(jié)果分析

3.1 東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性年際變化

2001－2020 年?yáng)|海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，2020 年韌性值較2001 年下降0.05。2001 年韌性值最高，2013 年韌性值最低，2001－2013 年韌性呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，2013－2020 年韌性呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。不同地區(qū)多年平均復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性值差異較大，多年平均韌性值由高到低依次為：寧德、福州、溫州、漳州、臺(tái)州、泉州、莆田、紹興、杭州、寧波、廈門、嘉興、上海。寧德多年韌性均值最高，為1.28；上海多年韌性均值最低，為0.61。上海生態(tài)用地面積較小，景觀類型以人工景觀為主，總生態(tài)赤字最大，生態(tài)協(xié)調(diào)系數(shù)最差，因此韌性值最低。

不同地區(qū)韌性值呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)。2001年至2020 年，上海、杭州、溫州、嘉興、臺(tái)州、廈門、莆田、泉州、漳州、寧德的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，其中寧德韌性值下降最多。寧波、紹興、福州的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性值呈上升趨勢(shì)，紹興韌性值增加最多。地理位置相近的區(qū)域韌性年均值變化趨勢(shì)相似。如：上海-嘉興、紹興-寧波、溫州-寧德、莆田-泉州（圖1）。

圖1 各地區(qū)及研究區(qū)韌性年均值變化

3.2 東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性空間演變

從像元尺度來(lái)看，韌性低值區(qū)主要分布在向海一側(cè)，高值區(qū)主要分布在向陸一側(cè)，北部韌性值較低，南部韌性值相對(duì)較高。低韌性區(qū)以點(diǎn)狀形式分布，2020 年相較于2001 年，較低韌性區(qū)域面積呈現(xiàn)擴(kuò)張趨勢(shì)。研究區(qū)北部為淤泥質(zhì)海岸，南部為基巖海岸，北部地區(qū)受圍墾影響，人類活動(dòng)干擾持續(xù)向海推進(jìn)，自然景觀逐漸演替為人工景觀，韌性低值區(qū)向海擴(kuò)張，南部沿海地區(qū)受岸線性質(zhì)限制，人類活動(dòng)向陸側(cè)擴(kuò)散，相較于2001年，2020年低韌性區(qū)由海向陸擴(kuò)張（圖2）。

2001－2020 年，東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性值增加面積大于減少面積，沿海地區(qū)韌性值減小。不同變化趨勢(shì)區(qū)域按顯著性強(qiáng)度逐級(jí)分層分布，城市、居民點(diǎn)等人工干擾強(qiáng)烈的地區(qū)韌性減少，研究區(qū)南部向陸一側(cè)韌性增加，中部地區(qū)韌性降低，主要集中于寧德與溫州。韌性增加區(qū)域面積雖然較大，但增長(zhǎng)的程度不及減少的程度，研究區(qū)內(nèi)年均韌性呈下降趨勢(shì)（圖3）。

像元尺度新興冷熱點(diǎn)分布圖表示2001－2020年?yáng)|海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性熱點(diǎn)面積大于冷點(diǎn)面積，時(shí)空冷熱點(diǎn)分布具有明顯的區(qū)域差異，韌性低值聚集區(qū)即冷點(diǎn)區(qū)域主要分布于北部杭州灣沿岸及南部沿海地區(qū)，北部冷點(diǎn)區(qū)域呈面狀分布，南部冷點(diǎn)區(qū)域呈條帶狀分布，韌性高值聚集區(qū)即熱點(diǎn)區(qū)域集中在研究區(qū)西側(cè)，南部復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性熱點(diǎn)區(qū)域較北部熱點(diǎn)區(qū)域分布較廣。向海一側(cè)城市分布區(qū)以加強(qiáng)的冷點(diǎn)為主，表示20 年間城市分布地區(qū)韌性低值區(qū)越來(lái)越聚集，此外大規(guī)模城市核心區(qū)存在一些逐漸減少的冷點(diǎn)斑塊，表明城市中部分地區(qū)韌性略有提升（圖4）。

圖4 2001－2020年韌性時(shí)空冷熱點(diǎn)空間分布

3.3復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性海陸梯度地帶性

海岸帶地區(qū)受海陸相互作用，生態(tài)環(huán)境隨距海距離表現(xiàn)出不同的特征。根據(jù)距海岸線的距離將研究區(qū)分為0～20 km、20～40 km、40～60 km、60～80 km、80～100 km 和＞100 km 的區(qū)域。20 年間不同地區(qū)韌性多年平均值隨距海距離表現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)。距海0～80 km 的陸地區(qū)域，韌性多年平均值呈增加趨勢(shì)，距海岸線大于80 km 的陸地地區(qū)，韌性多年平均值呈下降趨勢(shì)。不同地區(qū)韌性年均值表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)，距海岸線0～40 km的陸地區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)韌性呈下降趨勢(shì)，據(jù)海越近韌性下降趨勢(shì)越顯著。距海岸線40 km 以上的陸地區(qū)域20 年間韌性波動(dòng)下降，下降趨勢(shì)減緩，2013 年后韌性年均值呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。距海岸線越遠(yuǎn)的陸地區(qū)域韌性年均值上升趨勢(shì)越顯著。研究區(qū)沿海地區(qū)地勢(shì)平坦，城市密集且規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，人類活動(dòng)影響頻繁，在持續(xù)的高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)中，生態(tài)系統(tǒng)韌性較低，且呈下降趨勢(shì)。距海較遠(yuǎn)的陸地區(qū)域海拔較高，山林廣布，山區(qū)不適宜人類活動(dòng)開(kāi)發(fā)，同時(shí)受生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策影響，多年平均韌性水平較高。研究區(qū)距海岸線大于80 km的陸地區(qū)域主要分布在杭州，山谷地區(qū)城市規(guī)模仍在擴(kuò)張，因此韌性多年平均值較距海岸線60～80 km的陸地區(qū)域低，但林區(qū)廣布，近年來(lái)政府注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)，因此韌性年均值仍呈上升趨勢(shì)（圖5）。

圖5 距海岸線不同距離韌性年均值變化

3.4 不同土地利用類型的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性

東海區(qū)大陸海岸帶土地利用類型以林地和耕地為主，各地類面積差異懸殊。2020 年林地占研究區(qū)面積62.58%，主要分布于研究區(qū)西側(cè)山區(qū)。耕地占比23.90%，主要分布于環(huán)杭州灣與南部沿海地區(qū)。不透水面占比9.90%，集中分布于沿海地區(qū)，研究區(qū)北部不透水面面積大于南部。2001－2020 年，研究區(qū)受圍墾影響，海水面積萎縮，陸地面積增加。除不透水面外，其余地類面積減少，其中耕地減少面積最大。20 年間土地利用變化類型主要為耕地轉(zhuǎn)不透水面、林地轉(zhuǎn)耕地、耕地轉(zhuǎn)林地。城市擴(kuò)張是土地利用變化的主要因素（圖6）。

圖6 2001－2020年?yáng)|海區(qū)大陸海岸帶土地利用變化

不同地類的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性特征不同。土地利用類型的多年復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性均值由大到小依次為：灌木、林地、草地、耕地、水體、未利用地、海水、不透水面。耕地韌性年均值變化最小，穩(wěn)定性最高，草地的韌性年均值年際變化最大，穩(wěn)定性最差。林地的韌性較高、年均值年際變化較小，較為穩(wěn)定，且面積最大，對(duì)維持區(qū)域復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性發(fā)揮主體作用（圖7）。

圖7 不同土地利用類型韌性年均值

3.5 復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性空間分異影響因素

根據(jù)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)涵及定量分析的可行性，從自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)方面確定9 種復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性影響因子，其中自然要素包括：地形位指數(shù)（TI）、凈初級(jí)生產(chǎn)力（NPP）、年均氣溫（TMP）、年降水量（PRE）；社會(huì)要素包括：人口密度（POP）、氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）；經(jīng)濟(jì)要素包括：GDP、第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重（PS）、土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度指數(shù)（LDI）。地理探測(cè)器可以揭示驅(qū)動(dòng)因素對(duì)因變量空間分異的解釋能力，探測(cè)結(jié)果值越大，因子對(duì)因變量空間分異的解釋力越強(qiáng)。地理探測(cè)器的自變量為離散的類型量，以自然斷點(diǎn)法將各韌性因子分為5 類，分析各因子對(duì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性空間分異的影響程度[43]。

東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性空間分異的單因子解釋力中，20年中9個(gè)因子的顯著性水平均小于0.01，探測(cè)結(jié)果顯著。NPP對(duì)韌性空間分異的貢獻(xiàn)最大，多年平均值大于0.5，且呈波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)，NPP較高的地區(qū)植被生長(zhǎng)茂盛，人類活動(dòng)干預(yù)較少，生態(tài)環(huán)境的自然屬性較強(qiáng)，韌性較高，NPP解釋力呈波動(dòng)上升趨勢(shì)表示韌性空間分布特征越來(lái)越與NPP 分布重疊。GDP、TI、LDI對(duì)韌性空間分異的解釋力較為相似，3個(gè)因子的多年平均值均大于0.4，都呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，其中LDI的上升幅度最大。PRE、AOD、PS的解釋力年際變化幅度較大，呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，POP、TMP 的變化較為穩(wěn)定、POP的多年平均值大于0.2，呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，TMP的解釋力呈波動(dòng)下降趨勢(shì)。復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性因子多年平均解釋力由大到小依次為：NPP、GDP、LDI、TI、PRE、POP、AOD、PS、TMP（圖8）。

圖8 2001－2020年韌性因子解釋力變化

交互探測(cè)用于判斷兩因子之間的交互作用，即兩因子共同作用時(shí)是否會(huì)增加或減弱對(duì)因變量空間分異的解釋力。2001 年P(guān)RE 和NPP 交互解釋力值最高，相互作用最強(qiáng)烈、TMP 和AOD 的交互解釋力值最低，相互作用最弱。2010 年NPP 和GDP 的交互解釋力值最高，增強(qiáng)作用最顯著，TMP 和PS 的交互作用最低，雖為非線性增強(qiáng)型但增強(qiáng)作用最弱。2015 年NPP 與GDP 的交互解釋力最大，PS與AOD的交互解釋力最小。2020年交互作用中NPP 與GDP 的交互解釋力最大，TMP 與AOD的交互解釋力最小。

2001－2020 年?yáng)|海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性多因子的交互解釋力均為增強(qiáng)型，16 種多因子交互作用減弱，TMP 與AOD 的交互解釋力下降最多，POP與LDI的交互解釋力增加最多，NPP與GDP 的交互解釋力最大，TMP 與AOD、TMP 與PS的交互解釋力較?。▓D9）。

圖9 2001－2020年韌性因子交互作用與變化

4 結(jié)論

本研究基于景觀生態(tài)視角，綜合多源數(shù)據(jù)構(gòu)建東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性評(píng)價(jià)體系，從脆弱度、穩(wěn)定度、健康度、連通度等方面對(duì)東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)序的定量測(cè)度與評(píng)估，分析復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性時(shí)空演變特征，探究影響韌性空間分異的因素，為區(qū)域生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展提供參考。主要結(jié)論如下：（1）2001－2020 年，東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，空間差異顯著，海側(cè)韌性較低，陸側(cè)韌性較高。北部韌性低值區(qū)呈片狀分布，面積較大，向海推進(jìn)，南部低值區(qū)呈條帶狀分布，向陸擴(kuò)張。（2）東海區(qū)大陸海岸帶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性空間分布具有顯著的海陸梯度地帶性，復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性隨距海岸線距離增加波動(dòng)增長(zhǎng)，2001－2020 年，距海岸線較近的地區(qū)韌性下降幅度較大，距海岸線較遠(yuǎn)的地區(qū)韌性下降幅度較小。（3）土地利用類型中林地面積最大、復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性值較高、年際變化較小，較為穩(wěn)定，是維持區(qū)域復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性的主體。（4）反映人類活動(dòng)分布范圍的因素對(duì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性的空間分異影響越來(lái)越大。復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)韌性空間分異影響因子中年均氣溫、年降水量、第二產(chǎn)業(yè)占GDP 比重、氣溶膠光學(xué)厚度的解釋力逐年下降，凈初級(jí)生產(chǎn)力、地形位指數(shù)、GDP、土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度、人口密度的解釋力波動(dòng)上升。凈初級(jí)生產(chǎn)力與GDP的交互解釋力最大。