基于景觀格局分析的青島市海岸帶生態(tài)脆弱性評價

張佳辰，高 鵬①，董學德，李 騰，許景偉，囤興建

(1.山東農(nóng)業(yè)大學林學院/ 山東泰山森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，山東 泰安 271018；2.山東省林業(yè)科學研究院，山東 濟南 250014)

生態(tài)脆弱性是指在特定時空下，生態(tài)環(huán)境受自然和人為因素共同作用而產(chǎn)生的易變性[1]。為對區(qū)域生態(tài)脆弱性進行準確的評價，有些學者從生態(tài)脆弱性評價方法的角度進行研究，目前常用的方法有模糊綜合評判法[2]、層次分析法[3]等，評估模型包括生態(tài)壓力-生態(tài)敏感性-生態(tài)恢復力評價模型[4]、暴露-敏感-適應模型[5]等，有學者將“3S”技術與景觀格局分析相結合，在地學空間分析的層面將生態(tài)環(huán)境與景觀空間分布特征聯(lián)系在一起，進而對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的脆弱狀況進行分析。如任金銅等[6]結合“3S”技術和景觀生態(tài)學理論分析草海濕地景觀脆弱度變化，并以53個行政村作為評價單元，研究景觀生態(tài)脆弱性變化及時空分異特征；王麗婧等[7]應用RS和GIS空間分析技術對我國生態(tài)環(huán)境敏感脆弱區(qū)三峽庫區(qū)進行生態(tài)脆弱性研究；盧遠等[8]以左江流域作為研究區(qū)，對流域的生態(tài)脆弱性進行綜合定量分析和評價。BOURGOIN等[9]根據(jù)越南中部森林景觀組成，基于遙感技術提取森林脆弱性指標，建立方法框架來評估景觀范圍內(nèi)的森林生態(tài)脆弱性。而城市海岸帶資源豐富、開發(fā)利用強度大，同時也是海陸經(jīng)濟活動相互作用的重要地帶。很多學者利用收集的自然、社會和經(jīng)濟方面的離散統(tǒng)計數(shù)據(jù)對其進行生態(tài)脆弱性評價[10-11]，對生態(tài)脆弱性空間分布規(guī)律的研究存在一定的限制。因此需要從景觀生態(tài)學角度，利用GIS技術將海岸帶生態(tài)環(huán)境與景觀空間分布特征相聯(lián)系進行生態(tài)脆弱性評價。

采用行政邊界、政治邊界框定中國海岸帶范圍的劃分標準，應用海岸帶“三分法”劃分中國海岸帶邊界，即沿海地區(qū)、沿海城市和沿海地帶[12-13]。將青島市作為2級海岸帶，選取該市沿海的8個區(qū)作為海岸帶研究區(qū)域，基于2009和2018年2期遙感影像數(shù)據(jù)資料，應用景觀生態(tài)學理論與GIS技術構建青島市海岸帶生態(tài)脆弱性指數(shù)模型，研究該區(qū)域生態(tài)脆弱性變化格局，并對其生態(tài)脆弱性等級進行劃分，探討不同景觀類型的脆弱性程度，以期為城市海岸帶生態(tài)脆弱性評價、生態(tài)修復與可持續(xù)利用提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

青島市位于山東半島東南部(35°35′～37°09′ N，119°30′～121°00′ E)，總面積為11 282 km2，包括7個市轄區(qū)，即市南區(qū)、市北區(qū)、李滄區(qū)、黃島區(qū)、嶗山區(qū)、城陽區(qū)和即墨區(qū)；3個縣級市，即膠州市、平度市和萊西市。全市海岸線總長約870 km，其中大陸岸線730 km，占山東省岸線的1/4。其東南瀕臨黃海，東北與煙臺相鄰，西部與濰坊毗連，西南與日照接壤。地形地貌特點整體呈現(xiàn)東部高西部低，南北兩端隆起，中部低凹。該區(qū)屬暖溫帶季風型氣候區(qū)，同時受到海洋環(huán)境直接調(diào)節(jié)的影響，還具有明顯的海洋性氣候特點。年平均氣溫12.7 ℃，年平均降水量662.1 mm。青島市共有大小河流224條，流域面積在100 km2以上的河流33條，可劃分為大沽河、北膠萊河以及沿海諸河流3大水系。以青島市作為2級海岸帶，選取該市沿海的8個區(qū)(即黃島區(qū)、膠州市、即墨區(qū)、城陽區(qū)、嶗山區(qū)、李滄區(qū)、市北區(qū)和市南區(qū))作為海岸帶研究區(qū)域(圖1)。

1.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)基于RS(ENVI 5.3)和GIS(ArcGIS 10.3)技術，選取2009和2018年青島市海岸帶多光譜圖像分辨率為30 m的Landsat TM/OLI遙感影像，采用輻射定標、大氣校正、幾何校正、圖像增強和圖像裁剪等處理，得到研究區(qū)基礎影像數(shù)據(jù)。通過建立感興趣區(qū)并進行監(jiān)督分類對遙感影像進行人機交互解譯。

研究區(qū)景觀類型分類采用全國土地利用一級分類標準，并結合青島市海岸帶的實際情況，將土地利用景觀類型劃分為林地、耕地、草地、水域、未利用地和城鄉(xiāng)工礦用地6個一級類型，利用ENVI軟件的混淆矩陣法對分類結果進行精度評估，2009年和2018年解譯精度分別為88.00%和91.03%，Kappa系數(shù)分別為84.03%和87.08%，能夠滿足研究需要。利用ArcGIS 10.3軟件對解譯后的青島市海岸帶2期土地利用景觀格局圖疊加分析，分析土地利用景觀類型變化特征。運用Fragstats 3.3軟件計算景觀特征指數(shù)，以90 m×90 m分辨率的SRTM DEM數(shù)據(jù)為基礎提取坡度數(shù)據(jù)，并對坡度分級后與土地利用數(shù)據(jù)進行疊加處理，以計算土地生態(tài)適宜度。

結合前人研究以及青島市海岸帶景觀格局特點，根據(jù)研究區(qū)的范圍和數(shù)據(jù)計算量，利用等間距采樣法[14]，將研究區(qū)劃分為5 km×5 km的379個正方形評價單元，逐一計算每一評價單元的生態(tài)脆弱性指數(shù)，利用ArcGIS 10.3軟件提取每個評價單元中心點坐標，并將每個評價單元生態(tài)脆弱性指數(shù)賦給中心點，在此基礎上進行普通克里格插值，通過重分類后獲得青島市海岸帶生態(tài)脆弱性空間分布圖。

1.3 研究方法

1.3.1景觀類型脆弱度計算

不同景觀類型對外界干擾的敏感性和適應能力存在差異，適應性與敏感性的強弱影響景觀的穩(wěn)定性，因此，以敏感性指數(shù)與適應性指數(shù)的比值表示景觀類型脆弱度[15]，其計算公式為

Ii=(αGi+βFi+γDi+δVi)/Pi。

(1)

式(1)中，Ii為景觀類型i的脆弱度；Gi為景觀類型i的聚集度，%；Fi為景觀類型i的分維數(shù)倒數(shù)；Di為景觀類型i的斑塊密度，個·km-2；Vi為景觀類型i的植被覆蓋指數(shù)；Pi為景觀類型i的生態(tài)適宜度；α、β、γ、δ為指標權重，并且α+β+γ+δ=1。

敏感性指數(shù)包括景觀特征指數(shù)(聚集度、分維數(shù)倒數(shù)、斑塊密度)和植被覆蓋指數(shù)，其中聚集度和斑塊密度能夠反映不同景觀的破碎化程度，分維數(shù)能夠表明景觀幾何形狀的復雜程度，在一定程度上反映出人類活動對景觀格局的影響[16]。僅根據(jù)景觀特征指數(shù)反映的信息難以充分說明生態(tài)脆弱性問題，因此選取能夠反映研究區(qū)主要生態(tài)環(huán)境問題的植被覆蓋指數(shù)和生態(tài)適宜度進行補充，使評價結果能夠對景觀生態(tài)環(huán)境狀況以及所受干擾程度進行綜合反映[17]。景觀特征指數(shù)運用Fragstats 3.3軟件結合遙感解譯數(shù)據(jù)計算得出；結合歸一化植被指數(shù)(NDVI)及對青島市2009和2018年遙感圖像的解譯數(shù)據(jù)，基于植被覆蓋度遙感定量模型，對研究區(qū)植被覆蓋度劃分等級(0～25%、>25%～40%、>40%～60%、>60%～80%、>80%～100%)，并按1、3、5、7、9作為植被覆蓋指數(shù)的相對權重級別，由于各級權重總和為1，因此給各級權重分別賦值為0.04、0.12、0.20、0.28、0.36，利用如下公式[17]計算植被覆蓋指數(shù)：

(2)

式(2)中，Vi為某一景觀類型的植被覆蓋指數(shù)；Cia為i景觀類型分布在a植被覆蓋等級上的面積，m2；Ci為景觀類型i的面積，m2；Wa為a等級植被覆蓋的權重；i為景觀類型；a為植被覆蓋等級；n為景觀類型總數(shù)。

適應性指數(shù)選取能代表一個區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況優(yōu)劣的生態(tài)適宜度表示，它能在一定水平上反映該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的自我恢復能力[18]，對研究區(qū)坡度劃分等級(0°～5°、>5°～8°、>8°～15°、>15°～25°、>25°～35°)，并給各級權重分別賦值為0.04、0.12、0.20、0.28、0.36，其計算公式為

(3)

式(3)中，Pi為某一景觀類型的生態(tài)適宜度；Bij為i景觀類型分布在j坡度級別上的面積，m2；Bi為景觀類型i的面積，m2；Pij為適宜度權重；m為坡度等級數(shù)；j為坡度級別。

由于各個評價指標的量綱和物理意義存在差異，需要對各項評價指標進行標準化處理，采取極差標準化法來解決參數(shù)不可比的問題[19]，標準化后值在0～1之間。權重計算方法采用熵值賦權法[20]，運用熵權法確定的各指標的權重α、β、γ、δ依次為0.413、0.182、0.209和0.197。

1.3.2生態(tài)脆弱性指數(shù)模型的構建

將青島市各景觀類型脆弱度(Ii)經(jīng)面積加權得到生態(tài)脆弱性指數(shù)的計算模型[21]，其公式為

(4)

式(4)中，IEV為生態(tài)脆弱性指數(shù)；Ai為景觀類型i的面積，m2；n為景觀類型總數(shù)；S為評價單元總面積，m2；Ii為景觀類型i的脆弱度。

1.3.3生態(tài)脆弱性等級劃分方法

根據(jù)各評價單元生態(tài)脆弱性指數(shù)(IEV)以及青島市環(huán)境特點和土地利用格局進行普通克里格插值，綜合分析2009和2018年數(shù)據(jù)，運用ArcGIS軟件的自然斷點法[22]對研究區(qū)的生態(tài)脆弱性進行劃分。

2 結果與討論

2.1 青島市海岸帶土地利用景觀格局分析

2009—2018年青島市土地利用景觀類型發(fā)生明顯的變化(圖2)，從空間尺度上看，耕地、未利用地和城鄉(xiāng)工礦用地變化顯著，青島市西部的膠州市和西南部黃島區(qū)是未利用地和耕地轉移較為集中的區(qū)域，同時城陽區(qū)也存在大量耕地轉出的現(xiàn)象；城鄉(xiāng)工礦用地擴張的趨勢極為明顯，表現(xiàn)為由南部沿海膠州灣地區(qū)向四周擴散；水域、林地面積變化不大，呈現(xiàn)出增加趨勢，草地面積減少。

從表1可以看出，青島市海岸帶各土地利用景觀類型面積在10 a間發(fā)生較大變化，而通過土地利用轉移矩陣(表2)能夠定量反映土地利用景觀類型相互轉化的動態(tài)過程，及其面積轉出和轉入的信息[23]。2009—2018年面積呈減小趨勢的有耕地、草地和未利用地，其中未利用地減少幅度最大，主要轉移到耕地和城鄉(xiāng)工礦用地，面積分別占55.75%和33.78%，還有部分轉移到草地和林地，表明10 a來土地利用強度提高，對未利用地開墾力度增加；草地大部分轉變?yōu)楦睾土值兀谙蛲廪D移的同時，部分土地利用類型也在向草地轉移，表明人們環(huán)保意識增強，退耕還草政策已見成效；耕地向城鄉(xiāng)工礦用地和林地轉移的面積分別占47.96%和21.10%，由于城市向外擴張以及交通建設等因素影響，導致大量耕地被占用，在退耕還林政策和生態(tài)保護政策的推動下，部分不適宜耕種的山地和丘陵區(qū)逐漸被林地覆蓋。

表1 2009—2018年青島市海岸帶土地利用面積變化

表2 2009—2018年青島市海岸帶土地利用轉移矩陣

表格橫向為由其他景觀類型轉移來的面積，縱向為轉移到其他景觀類型的面積。

面積呈增加趨勢的景觀類型有林地、水域和城鄉(xiāng)工礦用地，城鄉(xiāng)工礦用地增加幅度最大，增加的面積中有69.30%來自耕地，17.11%來自未利用地，由于城鎮(zhèn)大面積擴張，大量耕地和未利用地被開發(fā)成為城鄉(xiāng)工礦用地，經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程影響土地利用類型的變化，結合高琳等[24]對2005—2015年青島市區(qū)土地利用變化的研究，到2018年青島市海岸帶土地利用變化依舊呈現(xiàn)出未利用地減少幅度較大、城鄉(xiāng)工礦用地大幅度擴張的狀態(tài)；水域增加的面積中有86.55%來自耕地，部分沿海耕地轉變?yōu)轲B(yǎng)殖區(qū)，結合王德智等[25]對?？诤０稁驍U張原因的分析發(fā)現(xiàn)，漁鹽業(yè)迅速發(fā)展的沿海地區(qū)將近海耕地和紅樹林開發(fā)建設為水產(chǎn)養(yǎng)殖地，這是海岸帶水域面積擴張的主要原因；林地增加的面積中有62.76%來自于耕地，29.84%來自草地，由于“國家森林城市”建設，對林地實施保護管理和植樹造林，使森林覆蓋率有所增加。

2.2 青島市海岸帶景觀類型脆弱度分析

青島市不同景觀類型在10 a間的景觀特征指數(shù)和景觀類型脆弱度都存在一定的變化(表3)，在指數(shù)層面上：(1)水域的聚集度指數(shù)最高，表明其具有良好的連續(xù)性，水域景觀相對聚集，由于農(nóng)耕和城市發(fā)展使少部分水域出現(xiàn)圍湖造田等現(xiàn)象，導致聚集度下降；近些年研究區(qū)林地和草地景觀生態(tài)環(huán)境保護較好，使得草地和林地聚集度增加。(2)水域的分維數(shù)倒數(shù)最高，其次是城鄉(xiāng)工礦用地和草地。沿海地帶的城鎮(zhèn)不斷擴張、人口增長及產(chǎn)業(yè)結構變化，造成景觀類型面積變化的同時也會對其產(chǎn)生擾動，2011年“山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)”戰(zhàn)略規(guī)劃中的填海造陸等工程也會導致人為干擾增強。(3)城鄉(xiāng)工礦用地、未利用地、耕地、林地和水域斑塊密度都有所增加，城鄉(xiāng)工礦用地擴張，使原土地類型為耕地的區(qū)域受復墾影響，土壤侵蝕狀況嚴重，景觀破碎化程度增大，同時林地是野生動物的重要棲息地，人類活動在對林草地產(chǎn)生破壞時也會影響動物的生存及發(fā)展。(4)青島市林地的植被覆蓋指數(shù)與其他景觀類型相比始終處于較高水平，其次是草地和耕地。受自然因素和人為因素共同作用，青島市自2012年開始進行“國家森林城市”建設和大沽河綜合治理，在生態(tài)美化綠化、濕地修復等工程的實施下，到2018年全市林木、綠化覆蓋率都有所提升。另一方面，氣候因子也對植被覆蓋指數(shù)產(chǎn)生影響，其中年降水總量與植被相關關系顯著，而青島市2009—2018年降水量總體呈減少趨勢，植被生長受到影響，植被覆蓋指數(shù)呈下降趨勢[26]。(5)生態(tài)適宜度不僅能表示生態(tài)環(huán)境的好壞，還能在一定水平上反映生態(tài)環(huán)境的自我恢復能力，草地、耕地、水域生態(tài)適宜度呈增加趨勢，表明區(qū)域生態(tài)環(huán)境得到一定改善。林地、城鄉(xiāng)工礦用地和未利用地的適宜度表現(xiàn)為逐年下降趨勢，反映出這3種景觀類型自身的恢復能力下降，生態(tài)環(huán)境受到一定影響。

表3 2009—2018年青島市景觀類型脆弱度指數(shù)

在研究區(qū)整體的景觀類型脆弱度層面上，各景觀類型平均脆弱度排序為未利用地>草地>林地>耕地>城鄉(xiāng)工礦用地>水域，由于未利用地、草地和林地大多分布在地勢較高的東部地區(qū)，容易發(fā)生水土流失和滑坡災害，而未利用地多為裸地，植被覆蓋率不高，水土保持能力較差，導致其景觀類型脆弱度較高。結合龐立華等[14]對膠州灣地區(qū)的研究，景觀類型脆弱度較高的土地利用景觀類型穩(wěn)定性較弱，抵抗外界環(huán)境侵襲的能力較差，極易被周邊變化所影響且恢復能力較弱，而城鄉(xiāng)工礦用地和水域景觀脆弱度較低，景觀相對穩(wěn)定。

Gi為聚集度,%；Fi為分維數(shù)倒數(shù)；Di為斑塊密度,個·km-2；Vi為植被覆蓋指數(shù)；Pi為生態(tài)適宜度；Ii為景觀類型脆弱度。

2.3 青島市海岸帶生態(tài)脆弱性等級劃分與時空變化特征

2.3.1生態(tài)脆弱性等級劃分

運用ArcGIS軟件中的自然斷點法，對2009和2018年生態(tài)脆弱性指數(shù)綜合分析，將青島市海岸帶生態(tài)脆弱性劃分5個等級：重度脆弱區(qū)(≥1.267)、脆弱區(qū)(1.192～<1.267)、一般脆弱區(qū)(1.143～<1.192)、輕度脆弱區(qū)(0.804～<1.143)、生態(tài)良好區(qū)(<0.804)。

2.3.2生態(tài)脆弱性時間變化

將青島市各景觀類型脆弱度經(jīng)面積加權可以計算得到2009和2018年379個評價單元的生態(tài)脆弱性指數(shù)，明確每個評價單元生態(tài)脆弱性的變化。對研究區(qū)所有評價單元的生態(tài)脆弱性指數(shù)分級后，統(tǒng)計每個等級所占面積(圖3)，不同生態(tài)脆弱性等級的發(fā)展趨勢各有其特點，輕度脆弱區(qū)面積占研究區(qū)的主導地位，是青島市海岸帶最主要的脆弱級別。生態(tài)良好區(qū)和重度脆弱區(qū)面積減少，每年比上一年的年平均減少率分別為16.24%和16.83%；輕度脆弱區(qū)、一般脆弱區(qū)、脆弱區(qū)面積均呈增加趨勢，每年比上一年的年平均增長率分別為0.95%、10.74%和11.24%。重度脆弱區(qū)生態(tài)環(huán)境有所改善，在逐漸向良好方向轉變。

圖4為10 a間青島市海岸帶不同生態(tài)脆弱性等級的結構變化，從整體上看，青島市重度脆弱區(qū)面積呈減小趨勢，生態(tài)環(huán)境得到改善。各個市區(qū)的分布情況為：(1)黃島區(qū)生態(tài)良好區(qū)和重度脆弱區(qū)面積均呈減少趨勢。研究表明，隨著景觀變化趨于穩(wěn)定，生態(tài)脆弱性降低[27]。受新黃島經(jīng)濟開發(fā)區(qū)建設的影響，景觀間變化頻繁，生態(tài)良好區(qū)受到擾動，導致面積減少，2018年土地利用景觀逐漸趨于穩(wěn)定，處于重度脆弱區(qū)的土地面積下降，生態(tài)環(huán)境問題得到一定改善。(2)市南區(qū)、市北區(qū)和李滄區(qū)生態(tài)脆弱性等級結構類似，2009年以生態(tài)良好區(qū)為主，其他幾種脆弱性等級少量分布，2018年輕度脆弱區(qū)基本覆蓋整個區(qū)域；(3)嶗山區(qū)是重度脆弱區(qū)面積變化最大的區(qū)域，2009年嶗山區(qū)重度脆弱區(qū)面積所占比重最大，到2018年重度脆弱區(qū)面積大量減少，通過10 a的環(huán)境保護，重度脆弱區(qū)逐漸向脆弱區(qū)轉變；(4)城陽區(qū)生態(tài)良好區(qū)面積所占比重下降，輕度脆弱區(qū)面積大量增加。付剛等[28]研究認為土地利用轉移產(chǎn)生的影響會反映在生態(tài)脆弱性上，而筆者研究中的城陽區(qū)、黃島區(qū)是土地利用變化相對較多的地區(qū)，大量耕地受到城市化和工業(yè)化影響，因此生態(tài)良好區(qū)呈現(xiàn)出減少趨勢；(5)2018年輕度脆弱區(qū)基本覆蓋整個即墨區(qū)，重度脆弱區(qū)逐漸被脆弱區(qū)和一般脆弱區(qū)代替，生態(tài)環(huán)境有所改善；(6)膠州市主要被輕度脆弱區(qū)覆蓋，且10 a間整體脆弱性等級結構變化不大，重度脆弱區(qū)向低脆弱性區(qū)域轉變，脆弱區(qū)面積所占比例有所增加。

2.3.3生態(tài)脆弱性空間變化

由圖5可知，青島市海岸帶生態(tài)脆弱性整體呈東部和西南部高、中部低的格局。脆弱區(qū)和重度脆弱區(qū)分布的西南區(qū)和東部區(qū)，同時也是整個研究區(qū)地勢較高的區(qū)域，耕地和林地景觀較集中，而中部地區(qū)是青島市脆弱度較低的地區(qū)。具體分布狀況如下：(1)2009年青島市生態(tài)脆弱性指數(shù)平均值為1.042，重度脆弱區(qū)集中分布在黃島區(qū)西北部、嶗山區(qū)東北部、城陽區(qū)和即墨區(qū)東部；脆弱區(qū)和一般脆弱區(qū)分布在重度脆弱區(qū)外緣，受重度脆弱區(qū)影響，生態(tài)環(huán)境較為脆弱；輕度脆弱區(qū)是整個研究區(qū)主導的生態(tài)脆弱性類型，面積超過整個研究區(qū)的一半；生態(tài)良好區(qū)主要分布在城陽區(qū)、李滄區(qū)、市北區(qū)和市南區(qū)，其面積占比為11.85%。(2)2018年生態(tài)脆弱性指數(shù)平均值為1.114，生態(tài)脆弱性有所增長，但整體仍處于輕度脆弱。2009年重度脆弱區(qū)相對集中的黃島區(qū)、嶗山區(qū)和即墨區(qū)到2018年生態(tài)脆弱性都有所減輕，面積占比由21.67%下降至4.13%；重度脆弱區(qū)生態(tài)環(huán)境得到改善，脆弱區(qū)和一般脆弱區(qū)面積擴張；在膠州灣沿岸的城陽區(qū)、市北區(qū)、市南區(qū)以及李滄區(qū)生態(tài)良好區(qū)面積減少明顯，面積占比減少至2.41%，膠州灣沿岸是城鄉(xiāng)工礦用地擴張最為迅速的區(qū)域，土地利用變化劇烈，同時漁鹽業(yè)發(fā)展，圍海養(yǎng)殖和填海造陸等活動導致潮灘濕地面積不斷減少，參考王志成等[29]和方中祥等[30]對膠州灣潮灘濕地的研究，30 a來潮灘濕地邊界不斷向膠州灣內(nèi)部移動，圍填海用地大部分被城鄉(xiāng)工礦用地利用，潮灘濕地面積減少，并且景觀格局發(fā)生變化顯著，破碎化程度逐漸增加，導致該區(qū)域生態(tài)脆弱性變化顯著。

魏明歡等[31]研究發(fā)現(xiàn)，生態(tài)脆弱性低的區(qū)域受到的人為干擾程度低且地形平緩，而重度脆弱區(qū)集中分布在地勢高、坡度大的區(qū)域。研究區(qū)地勢東高西低，南北兩側隆起，中間低凹，而生態(tài)脆弱性也呈現(xiàn)出東部和西南部高、中部低的格局，可見研究區(qū)的地勢坡度是影響生態(tài)脆弱性的重要因素，由于地勢高，生態(tài)環(huán)境問題較為突出，加之耕地和林地這類脆弱度較高的景觀分布較集中，土地利用變化劇烈，受人類活動影響較大，導致其生態(tài)脆弱性較高。

3 結論與建議

3.1 結論

(1)通過對青島市土地利用景觀格局的分析可知，2009—2018年青島市林地、水域和城鄉(xiāng)工礦用地面積逐年增加，而耕地、草地和未利用地則呈減少趨勢。耕地和草地類型的轉移導致林地面積增加，城鄉(xiāng)工礦用地擴張侵占了耕地和未利用地，導致其面積減少，水域面積增加主要由耕地轉移而來。

(2)2009—2018年景觀類型脆弱度排序從大到小依次為未利用地、草地、林地、耕地、城鄉(xiāng)工礦用地、水域。未利用地、草地和林地是研究區(qū)脆弱度較高的景觀類型，其系統(tǒng)穩(wěn)定性弱，極易受到人為因素和外界環(huán)境的干擾從而發(fā)生退化。

(3)青島市海岸帶生態(tài)脆弱性整體呈東部和西南部高、中部低的格局，輕度脆弱是主要脆弱性等級。青島市海岸帶重度脆弱區(qū)占研究區(qū)面積比例由10 a前的21.67%下降到4.13%。黃島區(qū)、即墨區(qū)和嶗山區(qū)重度脆弱區(qū)脆弱性變化較為顯著，呈現(xiàn)減小趨勢，重度脆弱區(qū)朝生態(tài)良好的狀態(tài)轉變，導致脆弱區(qū)和一般脆弱區(qū)面積擴張。2018年生態(tài)脆弱性指數(shù)有所增長，但青島市海岸帶整體依舊處于輕度脆弱狀態(tài)。

3.2 建議

在自然因素及人為因素的共同作用下，青島市海岸帶整體處于輕度脆弱，黃島區(qū)、即墨區(qū)、嶗山區(qū)部分區(qū)域脆弱度較高，這將嚴重制約青島海岸帶生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

(1)未利用地、草地以及林地景觀類型脆弱度較高，極易受人為因素的影響，大量無序的資源開發(fā)只會加重土地的脆弱程度。隨著“山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)”戰(zhàn)略的實施，青島被定位為山東省和黃河流域經(jīng)濟社會發(fā)展的龍頭城市，而西海岸城區(qū)是實施國家海洋強國戰(zhàn)略的主體空間，受黃島新經(jīng)濟開發(fā)區(qū)建設的影響，土地利用變化劇烈，尤其是城鄉(xiāng)工礦用地的擴張，對生態(tài)脆弱性變化的影響較為顯著。同時耕地和林草地的相互轉化，說明退耕還林政策下毀林開荒現(xiàn)象仍然存在，圍海養(yǎng)殖和填海造陸等活動導致潮灘濕地面積不斷減少，生態(tài)脆弱性加重。

(2)加強對海岸帶的生態(tài)保護，要根據(jù)青島市海岸帶各區(qū)域的生態(tài)脆弱性特點，在脆弱區(qū)和重度脆弱區(qū)重點實施生態(tài)恢復工程，同時要重視土地利用和景觀變化給生態(tài)環(huán)境帶來的影響，在不同生態(tài)脆弱性地區(qū)實施不同的土地利用開發(fā)戰(zhàn)略。對于生態(tài)脆弱性高、開發(fā)利用強度大的黃島區(qū)、嶗山區(qū)等區(qū)域，要合理控制填海開發(fā)和城鄉(xiāng)工礦用地的擴張，加強濱海區(qū)域生態(tài)防護林建設，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，改善近海生態(tài)環(huán)境問題。全國海洋生態(tài)文明建設和“藍色海灣”整治工程是整個青島市綠色協(xié)調(diào)發(fā)展的重中之重，嚴守生態(tài)保護紅線，加大治理力度，以減輕海岸及近海生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的損害。同時要繼續(xù)推進國家森林城市建設，建設高質量森林，進一步提高膠州市、即墨區(qū)和城陽區(qū)森林綠地覆蓋率。