基于棲息地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型的海岸帶灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
——以閩三角為例

陳曄倩, 李楊帆,祁新華,陳文惠,林金煌,4

1 廈門大學(xué)海洋與海岸帶發(fā)展研究院,廈門 361102 2 福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,福州 350007 3 福建省濕潤(rùn)亞熱帶山地生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,福州 350007 4 中國(guó)科學(xué)學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100101

海岸帶是海陸系統(tǒng)的交錯(cuò)地帶,具有復(fù)雜性與多變性,其特殊的生態(tài)環(huán)境成為自然、人文活動(dòng)的活躍區(qū)域,同時(shí)也是典型的生態(tài)脆弱帶和環(huán)境敏感區(qū)[1]。海岸帶濕地是生物多樣性最豐富、生產(chǎn)力最高、最具價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)[2]。近年來,隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快,我國(guó)海岸帶地區(qū)的土地利用正發(fā)生深刻變化,導(dǎo)致海岸帶濕地退化現(xiàn)象嚴(yán)重,海岸帶生態(tài)系統(tǒng)退化、資源減少和景觀破壞,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)加劇,極大地威脅海岸帶的生態(tài)安全[3- 4]。作為重要海岸帶,閩三角(包括廈門、泉州和漳州三個(gè)設(shè)區(qū)市)不僅是灘涂濕地的所在地,更是鳥類的重要棲息地[5]。此外,閩三角海岸帶地屬經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),大量工業(yè)區(qū)的興起和港口、碼頭開發(fā)建設(shè)以及船舶往來對(duì)其生態(tài)環(huán)境構(gòu)成較大的負(fù)面影響。

目前,海岸帶濕地的研究已經(jīng)引起學(xué)者的高度關(guān)注,主要成果集中于海岸帶濕地生境、底棲生物數(shù)量、棲息地密度、物種多樣性[6- 7]、生態(tài)恢復(fù)能力評(píng)價(jià)等內(nèi)容[8],包括九龍江口紅樹林濕地底棲生物的種類組成與分布、數(shù)量組成與分布、生物多樣性指數(shù)[6];漳江口、湄洲灣和閩江口紅樹林濕地互花米草區(qū)軟體動(dòng)物的種類、數(shù)量、棲息地密度;廈門五緣灣濱海濕地的生態(tài)恢復(fù)等[8]。近年來,有學(xué)者開始關(guān)注海岸帶濕地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問題[9- 10],如依據(jù)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)測(cè)算海岸帶區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),并進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間可視化表達(dá)[9]。有學(xué)者對(duì)海洋和海岸帶棲息地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí),并從暴露、影響兩個(gè)維度評(píng)估壓力對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成的風(fēng)險(xiǎn)[10]。此外,也有學(xué)者通過濕地風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和濕地脆弱性指數(shù)來測(cè)度若爾蓋高原沼澤濕地的退化風(fēng)險(xiǎn)[11]。然而,學(xué)術(shù)界對(duì)海岸帶濕地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的程度與產(chǎn)生機(jī)制的揭示仍然相對(duì)不足,且把閩三角區(qū)域作為研究區(qū)的成果鮮見報(bào)道。

事實(shí)上,海岸帶濕地提供了包括防范海岸線受風(fēng)暴的影響、碳儲(chǔ)存和封存等多樣化功能,然而海岸帶濕地近年來幾乎都受到人類活動(dòng)的影響[12]。因此,了解人類活動(dòng)的作用位置和強(qiáng)度對(duì)海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的影響成為海洋海岸帶管理的重要內(nèi)容。而InVEST (Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs)棲息地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型(Habitat Risk Assessment,HRA)則能幫助評(píng)價(jià)人類活動(dòng)給海岸帶生態(tài)系統(tǒng)健康帶來的威脅[13]。鑒于此,本研究對(duì)閩三角海岸帶灘涂濕地進(jìn)行棲息地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),探究人類活動(dòng)對(duì)海岸帶灘涂濕地的影響與風(fēng)險(xiǎn),希望能夠揭示閩三角海岸帶的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問題與產(chǎn)生機(jī)制,為維護(hù)閩三角海岸帶生態(tài)安全提供科學(xué)支撐。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

閩三角包括廈門、泉州和漳州3個(gè)設(shè)區(qū)市(圖1),與我國(guó)臺(tái)灣隔海相望,區(qū)域面積約2.5萬km2(不含金門),2015年常住人口達(dá)1721萬人,地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)12371.22億元[14- 16],占福建的40%,是中國(guó)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。閩三角因其獨(dú)特的地理位置、語(yǔ)言環(huán)境和風(fēng)俗習(xí)慣,吸引了大量臺(tái)商的投資,是大陸臺(tái)商投資最密集的區(qū)域[17]。

圖 1 閩三角區(qū)位圖Fig.1 The location of South Fujian Golden Delta

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究利用2000、2005、2010年的Landsat TM/ETM+遙感影像與2015年的Landsat 8 OLI遙感影像,并結(jié)合行政區(qū)劃圖和地形圖進(jìn)行處理(大氣校正、輻射定標(biāo)、幾何精校正、影像融合、影像鑲嵌、影像切割),再根據(jù)土地利用/覆蓋分類體系和解譯輔助數(shù)據(jù)(地形圖、地貌圖、植被圖、土地利用圖等)在ArcGIS軟件中進(jìn)行土地利用/覆蓋遙感目視解譯,解譯精度大于85%,最終得到2000、2005、2010和2015年的土地利用圖(圖2)。之后,提取2000、2005、2010和2015年土地利用圖中人類活動(dòng)頻繁的類型—耕地、城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)和其他建設(shè)用地作為壓力圖層,提取位于海岸帶上的2000、2005、2010和2015年的灘涂作為棲息地圖層。與海岸帶相關(guān)的數(shù)據(jù)來自國(guó)土、海洋漁業(yè)部門,經(jīng)濟(jì)社會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)則來自各區(qū)域統(tǒng)計(jì)年鑒。

圖2 閩三角土地利用圖Fig.2 The land use of South Fujian Golden Delta

2 棲息地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)框架

2.1 評(píng)價(jià)原理

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)被定義為評(píng)估暴露在一個(gè)或多個(gè)壓力源下負(fù)面生態(tài)影響正在發(fā)生或?qū)⒁l(fā)生的可能性的過程,它可以評(píng)估一個(gè)或多個(gè)壓力源和生態(tài)組成部分[18]。目前,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田、流域、區(qū)域與流域生態(tài)系統(tǒng)中[19-23]。

本研究運(yùn)用美國(guó)斯坦福大學(xué)、大自然保護(hù)協(xié)會(huì)(The Nature Conservation, TNC)與世界自然保護(hù)基金會(huì)(World Wildlife Fund, WWF)聯(lián)合開發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和交易的綜合評(píng)估模型(InVEST),引入其中的棲息地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(HRA)模型對(duì)海岸帶棲息地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[13]。在此模型中,風(fēng)險(xiǎn)被定義為人類活動(dòng)減少近岸棲息地的質(zhì)量從而使其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受損的可能性[13]。

本研究選取兩種維度的信息計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)或?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的影響,分別稱為“暴露”和“影響”。前者代表因人類活動(dòng)而導(dǎo)致的棲息地暴露在壓力中的程度;后者則反映棲息地物種對(duì)與人類活動(dòng)相關(guān)的壓力的反饋[13]。灘涂濕地作為最具有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)類型之一,受人類活動(dòng)影響最為強(qiáng)烈,本研究將其作為研究對(duì)象[24-25]。同時(shí),用沿海地區(qū)土地利用類型—耕地、城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、其他建設(shè)用地表征人類活動(dòng)的壓力,以此分析人類活動(dòng)對(duì)海岸帶灘涂濕地產(chǎn)生的影響和風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 評(píng)價(jià)模型

運(yùn)用兩種計(jì)算方法計(jì)算由壓力引起的棲息地風(fēng)險(xiǎn):一是多元風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算法,此算法中壓力j對(duì)棲息地i的風(fēng)險(xiǎn)是暴露和影響的乘積;二是歐幾里得法,由壓力j造成的棲息地i的風(fēng)險(xiǎn)是由原點(diǎn)到暴露-影響空間位置的歐幾里得距離得出。

Rij=E·C

(1)

(2)

式中,Rij表示由壓力j造成的棲息地i的風(fēng)險(xiǎn),E表示暴露,C表示影響。

在歐幾里得模型中,對(duì)物種造成的風(fēng)險(xiǎn)隨著暴露-影響空間位置與起點(diǎn)距離的增加而增長(zhǎng)。評(píng)價(jià)棲息地的暴露和影響,本研究選取了棲息地和壓力的空間重疊、強(qiáng)度兩個(gè)指標(biāo)(表1)。評(píng)價(jià)暴露在人類活動(dòng)下的影響,本研究選擇棲息地面積變化和生物多樣性作為指標(biāo)?？偙┞禘和總影響C的分值是每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)i的暴露值ei和影響值ci的加權(quán)平均值。

(3)

(4)

式中,di代表指標(biāo)i的數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)分,wi代表指標(biāo)i的重要權(quán)重,N代表評(píng)價(jià)每個(gè)棲息地所用的指標(biāo)數(shù)。由于每個(gè)指標(biāo)的等級(jí)評(píng)價(jià)存在一定的不確定性,通過對(duì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量評(píng)級(jí)可以減少由于等級(jí)評(píng)價(jià)劃分而造成的誤差,指標(biāo)權(quán)重則可用在計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)時(shí)降低次要影響因素對(duì)棲息地的影響。

考慮到人類活動(dòng)的影響具有超出其所在區(qū)域的延展性[9],本研究將人類活動(dòng)及其緩沖區(qū)與棲息地的重疊部分作為人類活動(dòng)和棲息地的空間和時(shí)間重疊部分,以耕地、城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、其他建設(shè)用地為中心建立1.5 km緩沖區(qū)。

為了直觀反映灘涂濕地存在的風(fēng)險(xiǎn)狀況,用高、中、低風(fēng)險(xiǎn)分類表示不同區(qū)域?yàn)┩繚竦氐娘L(fēng)險(xiǎn)。選取灘涂濕地與人類活動(dòng)的空間疊置和強(qiáng)度作為指標(biāo)可以反映人類活動(dòng)對(duì)灘涂濕地影響的位置及其影響強(qiáng)度。選取灘涂濕地的面積變化作為指標(biāo)可以反映灘涂濕地對(duì)人類活動(dòng)影響的反應(yīng),灘涂濕地?fù)p失的面積越多,說明其受人類活動(dòng)的影響越大,其敏感度越強(qiáng)。選取生物多樣性作為指標(biāo)可表現(xiàn)灘涂濕地在人類活動(dòng)影響下的恢復(fù)力。一般來說,生物多樣性越大的灘涂濕地抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力越強(qiáng),但恢復(fù)能力隨著生物多樣性的增多而下降。指標(biāo)的具體劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 海岸帶灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

2.3 指標(biāo)變量說明與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

上述模型中,空間疊置是棲息地的空間位置與人類活動(dòng)區(qū)域的空間位置的重疊,它可評(píng)價(jià)棲息地與壓力重疊的比例以及壓力對(duì)棲息地造成的影響。空間疊置的指標(biāo)評(píng)級(jí)先用相鄰5年的灘涂濕地和人類活動(dòng)區(qū)域計(jì)算出當(dāng)年的空間疊置面積比例,再取所有的空間疊置面積比例作為評(píng)級(jí)對(duì)象;之后把得到的所有比例從小到大排列,運(yùn)用Excel條件格式中的色階分為3段,設(shè)中間值為中位數(shù),分出低、中、高風(fēng)險(xiǎn)。

棲息地所受的暴露和影響不僅與棲息地和人類活動(dòng)的空間疊置有關(guān),還與人類活動(dòng)的強(qiáng)度有關(guān),因此,本文選取強(qiáng)度作為其中一個(gè)指標(biāo)[9]。強(qiáng)度指標(biāo)評(píng)級(jí)先由2000、2005、2010、2015年的空間疊置數(shù)據(jù)計(jì)算出2000到2015年每5年空間疊置變化的百分比,之后步驟同空間疊置的指標(biāo)評(píng)級(jí)。

此模型中,面積變化是棲息地暴露在人類活動(dòng)這一壓力后面積變化的比例。面積變化的指標(biāo)評(píng)級(jí)是先計(jì)算每五年灘涂濕地的面積變化比例,其余步驟同空間疊置的指標(biāo)評(píng)級(jí)。

灘涂濕地的生物多樣性得分由指標(biāo)因子賦值與指標(biāo)權(quán)重的乘積計(jì)算得出,代表生物多樣性的3個(gè)因子——單位面積物種多度、植物覆蓋度、外來物種入侵情況的指標(biāo)權(quán)重分別為0.108,0.108,0.054,之后根據(jù)指標(biāo)因子賦值,分別計(jì)算生物多樣性得分并做均值處理。指標(biāo)因子賦值和權(quán)重參考2015年《中國(guó)濕地資源(福建卷)》[26],選取“福建省各重點(diǎn)調(diào)查濕地生態(tài)狀況得分與評(píng)價(jià)”表中的福建省漳江口紅樹林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)等18個(gè)位于研究區(qū)范圍內(nèi)的濕地作為評(píng)級(jí)對(duì)象,考慮到其中生態(tài)狀況得分是由12個(gè)因子表示的,而生物多樣性得分是由3個(gè)因子表示,因此把評(píng)級(jí)生境狀況的得分臨界值按照4∶1分配給生物多樣性評(píng)級(jí)臨界值,進(jìn)而進(jìn)行生物多樣性評(píng)級(jí)。泉州地區(qū)和廈門地區(qū)的生物多樣性評(píng)級(jí)較低,漳州地區(qū)的生物多樣性評(píng)級(jí)高。

3 結(jié)果分析

3.1 人類活動(dòng)引發(fā)的灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)

3.1.1 人類活動(dòng)引發(fā)的灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)格局

(1) 風(fēng)險(xiǎn)格局存在顯著的區(qū)域差異

用人類活動(dòng)密集的土地利用類型表示人類活動(dòng)的壓力(圖3),分析人類活動(dòng)對(duì)灘涂濕地產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)及其影響。通過模型計(jì)算得到圖4,圖中的風(fēng)險(xiǎn)代表灘涂濕地受到的所有人類活動(dòng)對(duì)其的影響程度及其從影響中恢復(fù)的能力強(qiáng)弱。

圖3 人類活動(dòng)分布圖Fig.3 The distribution of human activities

灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)分布上,漳州地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域呈條帶狀分布,且以低風(fēng)險(xiǎn)為主,僅有少量的中、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,如圖4a、圖4b;廈門地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域呈團(tuán)狀集中分布,并向內(nèi)陸適當(dāng)延伸,如圖4c,主要以低風(fēng)險(xiǎn)為主,且中、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域較漳州地區(qū)多;泉州地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)分布既有零散分布于海岸帶的條帶狀區(qū)域,又有集中分布的塊狀區(qū)域,塊狀風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域明顯較廈門地區(qū)多,且以低風(fēng)險(xiǎn)為主,如圖4d、e、f。

圖4 閩三角海岸帶灘涂濕地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分布圖Fig.4 The ecological risk distribution of coastal tidal flat wetland in South Fujian Golden Delta

(2)不同土地利用類型造成的風(fēng)險(xiǎn)各不相同

根據(jù)HRA模型得到的風(fēng)險(xiǎn)值(圖5),總體而言,農(nóng)村居民點(diǎn)造成的風(fēng)險(xiǎn)最小。從不同區(qū)域分析,不同土地利用類型對(duì)灘涂濕地造成的風(fēng)險(xiǎn)如下:耕地造成的風(fēng)險(xiǎn)在漳州地區(qū)最大(R=1.66),廈門地區(qū)最小(R=1.44);其他建設(shè)用地造成的風(fēng)險(xiǎn)在廈門地區(qū)最大(R=1.56),泉州地區(qū)最小(R=1.46);城鎮(zhèn)用地造成的風(fēng)險(xiǎn)在廈門地區(qū)最大(R=1.5),漳州地區(qū)最小(R=1.43);農(nóng)村居民點(diǎn)造成的風(fēng)險(xiǎn)在3個(gè)地區(qū)都是最小的(R≈1.4)。

圖5 海岸帶灘涂濕地受到的風(fēng)險(xiǎn)Fig.5 The risk in coastal tidal flat wetland

InVEST HRA模型并未考慮不同土地利用類型面積的差異可能造成的風(fēng)險(xiǎn)偏差。鑒于此,運(yùn)用每一種土地利用類型的面積占總土地利用類型面積的百分比修正InVEST HRA模型得到的風(fēng)險(xiǎn)值,如圖6。

圖6 修正面積影響后海岸帶灘涂濕地受到的風(fēng)險(xiǎn)Fig.6 The risk in coastal tidal flat wetland under correction for area

修正面積影響后,耕地對(duì)海岸帶灘涂濕地造成的風(fēng)險(xiǎn)最小,其他建設(shè)用地造成的風(fēng)險(xiǎn)較高。從區(qū)域分析,不同土地利用類對(duì)海岸帶灘涂濕地造成的風(fēng)險(xiǎn)如下:農(nóng)村居民點(diǎn)造成的風(fēng)險(xiǎn)在廈門地區(qū)最大(R=14.09),泉州地區(qū)最小(R=12.43);其他建設(shè)用地造成的風(fēng)險(xiǎn)在泉州地區(qū)最大(R=22.57),廈門地區(qū)最小(R=11.00);耕地造成的風(fēng)險(xiǎn)在廈門地區(qū)最大(R=3.59),漳州地區(qū)最小(R=2.40);城鎮(zhèn)用地造成的風(fēng)險(xiǎn)在漳州地區(qū)最大(R=15.75),廈門地區(qū)最小(R=4.21)。

3.1.2 人類活動(dòng)引發(fā)的灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域差異

閩三角海岸帶灘涂濕地總風(fēng)險(xiǎn)面積約為5965.55 hm2,其中,高風(fēng)險(xiǎn)面積約為1021.81 hm2(17.13%);低風(fēng)險(xiǎn)面積約為4943.75 hm2(82.87%)。

(1)泉州地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)面積最大,漳州地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)面積最小

從不同地區(qū)來看,泉州地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)面積最大(約4389.91 hm2);漳州的風(fēng)險(xiǎn)面積最小(約4630.73 hm2)。由不同風(fēng)險(xiǎn)程度的比例上看,高風(fēng)險(xiǎn)比例最大的是廈門地區(qū)(22.56%),最小的是泉州地區(qū)(15.39%);低風(fēng)險(xiǎn)面積比例最大的是泉州地區(qū)(84.61%),最小的是廈門地區(qū)(77.44%)。

(2)耕地造成的總風(fēng)險(xiǎn)面積最小

圖7 閩三角不同土地利用類型造成的海岸帶灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)面積百分比Fig.7 The percentage of coastal tidal flat wetland′s risk area in South Fujian Golden Delta due to different land use

不同土地利用類型上(圖7),其他建設(shè)用地造成的風(fēng)險(xiǎn)面積比例最大為0.289%,耕地最小為0.071%。不同風(fēng)險(xiǎn)程度上,城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地造成的高風(fēng)險(xiǎn)面積百分比大于中、低風(fēng)險(xiǎn)面積百分比;耕地和農(nóng)村居民點(diǎn)造成的低風(fēng)險(xiǎn)面積百分比大于中、高風(fēng)險(xiǎn)面積百分比。一定程度上說明灘涂濕地在城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地影響下更具有脆弱性。

(3)人類活動(dòng)的影響可能提高灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)程度

比較人類活動(dòng)影響下灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)面積和所有的灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)面積發(fā)現(xiàn),受人類活動(dòng)影響的灘涂濕地面積占11.46%。風(fēng)險(xiǎn)程度上,高風(fēng)險(xiǎn)面積占30.30%,低風(fēng)險(xiǎn)面積占7.87%。受人類活動(dòng)影響后,灘涂濕地的中風(fēng)險(xiǎn)面積增加了44.92 hm2。

3.2 灘涂濕地受到的暴露和影響

(1)灘涂濕地受到的暴露

不同土地利用類型對(duì)灘涂濕地造成的暴露(圖8)情況如下:泉州地區(qū)為耕地>城鎮(zhèn)用地>其他建設(shè)用地>農(nóng)村居民點(diǎn);廈門地區(qū)為其他建設(shè)用=城鎮(zhèn)用地>耕地>農(nóng)村居民點(diǎn);漳州地區(qū)為耕地>其他建設(shè)用地>農(nóng)村居民點(diǎn)>城鎮(zhèn)用地。由于高暴露產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)較高、影響大[13],而3個(gè)地區(qū)中造成較高暴露的土地利用類型為耕地、其他建設(shè)用地。因此,管理者要加強(qiáng)對(duì)著這兩種土地利用類型中人類活動(dòng)的監(jiān)管,減少因人為開墾和開發(fā)建設(shè)占用灘涂濕地導(dǎo)致的灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)。此外,同一種土地利用類型對(duì)不同地區(qū)灘涂濕地造成的暴露也各不相同。農(nóng)村居民點(diǎn)造成的暴露為漳州地區(qū)>泉州地區(qū)>廈門地區(qū);其他建設(shè)用地造成的暴露為廈門地區(qū)>漳州地區(qū)>泉州地區(qū);耕地造成的暴露為泉州地區(qū)>漳州地區(qū)>廈門地區(qū);城鎮(zhèn)用地造成的暴露為廈門地區(qū)>泉州地區(qū)>漳州地區(qū)。

(2)灘涂濕地受到的影響

由圖8可以看出不論是在泉州地區(qū)、廈門地區(qū)還是漳州地區(qū),城鎮(zhèn)用地和農(nóng)村居民點(diǎn)對(duì)海岸帶灘涂濕地造成的影響都是最小的;在泉州地區(qū)和漳州地區(qū),耕地造成的影響大于其他建設(shè)用地,而在廈門地區(qū)二者的影響恰好相反。此外,同一種土地利用類型對(duì)不同地區(qū)灘涂濕地造成的影響也有所差異。農(nóng)村居民點(diǎn)造成的影響在泉州地區(qū)、廈門地區(qū)和漳州地區(qū)基本相當(dāng);其他建設(shè)用地造成的影響為廈門地區(qū)>泉州地區(qū)=漳州地區(qū);耕地造成的影響為泉州地區(qū)>漳州地區(qū)>廈門地區(qū);城鎮(zhèn)用地造成的影響在泉州地區(qū)、廈門地區(qū)和漳州地區(qū)基本相當(dāng)。

圖8 海岸帶灘涂濕地受到的暴露和影響Fig.8 The exposure and consequence in coastal tidal flat wetland

然而,從3.1.2得到的結(jié)論上看,耕地造成的風(fēng)險(xiǎn)是最小的,其暴露和影響也應(yīng)該較小,經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),耕地的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他土地利用類型,然而InVEST HRA模型在計(jì)算時(shí)沒有考慮到壓力的面積大小。因此,本研究通過計(jì)算每一種土地利用類型的面積占總土地利用類型面積的百分比來修正InVEST HRA模型得到的暴露值和影響值,得到結(jié)果(圖9)。

(3)修正面積影響后灘涂濕地受到的暴露

修正面積影響后從暴露上看,不同土地利用類型造成的暴露在泉州地區(qū)為其他建設(shè)用地>農(nóng)村居民點(diǎn)>城鎮(zhèn)用地>耕地,廈門地區(qū)為農(nóng)村居民點(diǎn)>其他建設(shè)用地>城鎮(zhèn)用地>耕地,漳州地區(qū)為城鎮(zhèn)用地>其他建設(shè)用地>農(nóng)村居民點(diǎn)>耕地。修正面積影響后的同一種土地利用類型對(duì)不同地區(qū)灘涂濕地造成的暴露也各不相同。農(nóng)村居民點(diǎn)造成的暴露為廈門地區(qū)>漳州地區(qū)>泉州地區(qū);其他建設(shè)用地造成的暴露為泉州地區(qū)>漳州地區(qū)>廈門地區(qū);耕地造成的暴露為廈門地區(qū)>泉州地區(qū)>漳州地區(qū);城鎮(zhèn)用地造成的暴露為漳州地區(qū)>泉州地區(qū)>廈門地區(qū)。

(4)修正面積影響后灘涂濕地受到的影響

修正面積影響后,不同土地利用類型造成的影響在泉州地區(qū)為其他建設(shè)用地>農(nóng)村居民點(diǎn)>城鎮(zhèn)用地>耕地,廈門地區(qū)為農(nóng)村居民點(diǎn)>其他建設(shè)用地>城鎮(zhèn)用地>耕地,漳州地區(qū)為城鎮(zhèn)用地>其他建設(shè)用地>農(nóng)村居民點(diǎn)>耕地。此外,修正面積影響后,同一種土地利用類型對(duì)不同地區(qū)造成的影響也不同。農(nóng)村居民點(diǎn)造成的影響為廈門地區(qū)>漳州地區(qū)>泉州地區(qū);其他建設(shè)用地造成的影響為泉州地區(qū)>漳州地區(qū)>廈門地區(qū);耕地造成的影響為廈門地區(qū)>泉州地區(qū)>漳州地區(qū);城鎮(zhèn)用地造成的影響為漳州地區(qū)>泉州地區(qū)>廈門地區(qū)。

圖9 修正面積影響后海岸帶灘涂濕地受到的暴露和影響Fig.9 The exposure and consequence in coastal tidal flat wetland under correction for area

4 結(jié)論與討論

4.1 主要結(jié)論

(1)總體風(fēng)險(xiǎn)上,閩三角海岸帶灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)以低風(fēng)險(xiǎn)為主,但也存在條帶狀或點(diǎn)狀的中、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,且其主要分布在向陸一側(cè)的海岸帶。 從灘涂濕地風(fēng)險(xiǎn)分布上看,漳州地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域多呈條帶狀分布于海岸帶沿線;廈門地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域呈團(tuán)狀集中分布,且向內(nèi)陸延伸一定距離;泉州地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)分布既有零散分布于海岸帶的條帶狀區(qū)域,又有集中分布的塊狀區(qū)域,且其塊狀風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域明顯較廈門的多。從風(fēng)險(xiǎn)的強(qiáng)度上看,漳州地區(qū)灘涂濕地的風(fēng)險(xiǎn)以低風(fēng)險(xiǎn)為主,其中包含少量的中、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域;廈門地區(qū)以低風(fēng)險(xiǎn)為主,中、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域較漳州地區(qū)的多;泉州地區(qū)以低風(fēng)險(xiǎn)為主,中、高風(fēng)險(xiǎn)零散分布于其中。

(2)從暴露和影響上看,未修正面積影響下,耕地和其他建設(shè)用地造成的暴露和影響較大;修正面積影響后,其他建設(shè)用地造成的暴露較大,耕地造成的暴露和影響最小。

4.2 討論

(1)人類活動(dòng)對(duì)海岸帶灘涂濕地的影響較大,近三成的海岸帶灘涂濕地高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域是受人類活動(dòng)影響的區(qū)域;海岸帶灘涂濕地的中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域則全是因人類活動(dòng)而產(chǎn)生的(增加44.92 hm2的中風(fēng)險(xiǎn)面積);人類活動(dòng)造成的海岸帶灘涂濕地低風(fēng)險(xiǎn)面積占全部風(fēng)險(xiǎn)面積的比例較小,海岸帶灘涂濕地中的低風(fēng)險(xiǎn)更多地是由于自然因素所致。

(2)未修正面積影響時(shí),耕地造成的暴露、影響和風(fēng)險(xiǎn)值較高,然而,耕地的風(fēng)險(xiǎn)面積占所有土地利用類型面積的比例是最小的。經(jīng)修正面積影響后,單位面積耕地造成的暴露、影響和風(fēng)險(xiǎn)均最小,說明了面積大的土地利用類型大大加劇了其對(duì)灘涂濕地造成的暴露、影響和風(fēng)險(xiǎn)程度。

(3)廈門地區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)造成的暴露、影響和風(fēng)險(xiǎn)較同一地區(qū)其他土地利用類型造成的大,可能是廈門地區(qū)的城鎮(zhèn)化水平高,居民的環(huán)保意識(shí)較強(qiáng),減弱了城鎮(zhèn)用地中的人類活動(dòng)對(duì)灘涂濕地造成的暴露、影響和風(fēng)險(xiǎn)。

(4)管理者應(yīng)特別加強(qiáng)對(duì)中、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)管理和保護(hù),防止灘涂濕地的生境惡化。將海岸帶灘涂濕地上人類活動(dòng)的面積控制在合理的范圍內(nèi),以免大面積的人類活動(dòng)造成海岸帶灘涂濕地的生態(tài)系統(tǒng)功能下降。加強(qiáng)對(duì)海岸帶灘涂濕地周邊居民進(jìn)行灘涂濕地生態(tài)保護(hù)的相關(guān)教育,提高居民的環(huán)保意識(shí),減少因環(huán)保意識(shí)缺失而造成的海岸帶灘涂濕地的生態(tài)破壞。

(5)本研究的先進(jìn)之處在于從時(shí)空上計(jì)算了人類活動(dòng)和海岸帶灘涂濕地的重疊及其變化、海岸帶灘涂濕地面積的變化及海岸帶灘涂濕地生物多樣性,較全面地評(píng)估了生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),本研究方法把風(fēng)險(xiǎn)分為暴露和影響兩個(gè)方面,能發(fā)現(xiàn)并減少因暴露而產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn),使更多地減少生態(tài)系統(tǒng)整體風(fēng)險(xiǎn)成為可能,且通過棲息地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型得到的結(jié)果能辨認(rèn)出相對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域及其風(fēng)險(xiǎn)程度,因此本研究方法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理有一定幫助。此外,本研究運(yùn)用的棲息地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(HRA)模型可為未來海岸帶灘涂濕地的規(guī)劃管理提供建議。通過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí),管理者可以清楚地知道需要重點(diǎn)修復(fù)和先修復(fù)的區(qū)域。但不可忽視的是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分是相對(duì)的,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分較低的區(qū)域同樣也是受風(fēng)險(xiǎn)影響的區(qū)域,這些區(qū)域的生態(tài)修復(fù)工作也不可忽視。對(duì)于灘涂濕地面積變化和灘涂濕地與人類活動(dòng)區(qū)域的空間重疊指標(biāo)評(píng)價(jià),本研究平均了2000年到2015年的數(shù)據(jù),一定程度上減少了因特定年份數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差。

(6)由于缺少具體人類活動(dòng)類型的地理數(shù)據(jù),本研究未將人類活動(dòng)劃分為具體類別的活動(dòng),而是以土地利用分類圖中的城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)和其他建設(shè)用地的分布圖作為人類活動(dòng)的分布圖。本研究?jī)H以人類活動(dòng)較多的土地利用類型作為壓力源,研究這些壓力對(duì)灘涂濕地的風(fēng)險(xiǎn),沒有考慮自然因素可能對(duì)灘涂濕地造成的風(fēng)險(xiǎn)。