基于陸海統(tǒng)籌理念的閩江口生態(tài)格局探討

張 景,陳國(guó)光,張定源,王 沖,張 潔,牛曉楠,吳佳瑜

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心,江蘇 南京 210016)

近年來(lái),由于城市化帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人口聚集,我國(guó)東部沿海地區(qū)的生態(tài)格局發(fā)生了巨大變化,直接影響了生物地球化學(xué)循環(huán)、水文循環(huán)、生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),并對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響[1]。長(zhǎng)期以來(lái),沿海城市的城市規(guī)劃管理以“重陸域、輕海域”的傳統(tǒng)理念為主,向海發(fā)展僅僅停留在向海要地[2],海陸分割的規(guī)劃管理模式導(dǎo)致沿海城市在生態(tài)環(huán)境保護(hù)上沒有將海陸視作一體,導(dǎo)致對(duì)海域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視不夠。

灣區(qū)是人類活動(dòng)的密集區(qū)和產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)達(dá)區(qū),是未來(lái)發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膮^(qū)域,也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)沖突最集中的區(qū)域[3-4]。根據(jù)閩東北、閩西南兩大經(jīng)濟(jì)協(xié)作區(qū)發(fā)展規(guī)劃[5],福建省將構(gòu)建區(qū)域發(fā)展大格局,重點(diǎn)建設(shè)環(huán)閩江口、環(huán)三都澳、湄洲灣、泉州灣、廈門灣、東山灣六大灣區(qū),閩江口灣區(qū)作為福州都市圈的核心區(qū),已逐漸成為全省的商貿(mào)金融中心、科技信息中心和閩臺(tái)經(jīng)貿(mào)中心,是福建省外資投入最集中、發(fā)展活力最強(qiáng)的區(qū)域之一,在都市圈發(fā)展格局中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。灣區(qū)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對(duì)閩江口的生態(tài)環(huán)境治理能力與治理水平提出了更高要求。

本文以福建省閩江口為研究區(qū),通過(guò)調(diào)查和分析閩江口生態(tài)地質(zhì)條件和生態(tài)地質(zhì)問題,比對(duì)歷年來(lái)土地利用現(xiàn)狀等基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù),在資源環(huán)境承載能力和國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)(以下簡(jiǎn)稱“雙評(píng)價(jià)”)指南的基礎(chǔ)上建立了基于陸海統(tǒng)籌理念的生態(tài)保護(hù)重要性評(píng)價(jià)方法技術(shù)體系,探索陸海統(tǒng)籌理念下灣區(qū)生態(tài)格局優(yōu)化的解決路徑與基本策略,旨在優(yōu)化灣區(qū)生態(tài)保護(hù)安全格局,為灣區(qū)城市群走綠色高質(zhì)量發(fā)展新道路提供科學(xué)支持和基礎(chǔ)支撐。

1 研究區(qū)概況及生態(tài)建設(shè)成就

閩江口灣區(qū)處于海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心地帶,涵蓋福州市中心城區(qū)及其下轄福清市、連江縣、羅源縣、平潭綜合試驗(yàn)區(qū)全域及附近海域。地理位置:119°03′19″～119°58′53″E、25°20′2″～26°38′37″N,研究區(qū)總面積8 615 km2,其中陸域面積5 662 km2,海域面積2 953 km2。閩江口位于中亞熱帶和南亞熱帶交接處,臨江瀕海,地域?qū)拸V,特殊的地理位置導(dǎo)致復(fù)雜多樣的生態(tài)環(huán)境,是各類動(dòng)物、植物的天堂[6]。

灣區(qū)近年來(lái)以福州“山、水、城”的地理格局為骨架,通過(guò)建設(shè)環(huán)城綠帶和湖庫(kù)水網(wǎng)體系,打通了重要山水廊道，同時(shí)大力推進(jìn)濕地、林地、山體生態(tài)修復(fù)工程,打造了生物多樣性重要功能節(jié)點(diǎn),逐步構(gòu)建了體系完善、功能完備的“顯山露水”式生態(tài)格局。由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,灣區(qū)局部區(qū)域存在一定程度的生態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 閩江口生態(tài)環(huán)境問題

2.1 沙質(zhì)岸線侵蝕與防護(hù)林退化

受海面上升、河口物源減少及圍填海工程等影響,沿岸流局部水動(dòng)力發(fā)生了很大改變,閩江口沙質(zhì)岸線大多處于受侵蝕狀態(tài)。此外,沙質(zhì)岸線在波浪、潮汐、風(fēng)暴潮等影響下,順著平原地帶長(zhǎng)驅(qū)直入，對(duì)農(nóng)田、公路、居民的生活環(huán)境造成影響。

沿海防護(hù)林在防災(zāi)抗災(zāi)、護(hù)岸固沙、維護(hù)生態(tài)、美化景觀等方面發(fā)揮著重要作用,是沿海生態(tài)安全的重要防線[7]。但閩江口局部地區(qū)沿海防護(hù)林分布不完整、不連續(xù)、林帶老化、更新不良,特別在外界風(fēng)沙災(zāi)害侵?jǐn)_和不合理人類活動(dòng)干擾等諸多消極因素影響下,沿海防護(hù)林呈現(xiàn)分布范圍進(jìn)一步縮小、部分防護(hù)林帶出現(xiàn)斷帶缺口、防護(hù)林不斷后退等問題。

2.2 外來(lái)物種入侵已影響河口生態(tài)系統(tǒng)

閩江口濕地、生物岸線、自然物種資源豐富,是能流和物流交匯的重要聚散地[8]。由于特殊的地理位置,閩江口生態(tài)系統(tǒng)是融淡水生態(tài)系統(tǒng)、海水生態(tài)系統(tǒng)、咸淡水混合生態(tài)系統(tǒng)、潮灘濕地生態(tài)系統(tǒng)、河口島嶼和沙洲濕地生態(tài)系統(tǒng)為一體的復(fù)雜系統(tǒng)。閩江口生態(tài)系統(tǒng)與海洋環(huán)境、生物群落多樣性、海水環(huán)流、海潮和入海河流之間有緊密聯(lián)系。近年來(lái),閩江口互花米草呈現(xiàn)快速蔓延趨勢(shì),影響海水交換能力,枯死的莖葉變成海漂垃圾,導(dǎo)致海水水質(zhì)下降[9]。外來(lái)物種的侵入,使沿海環(huán)境和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)受到一系列威脅,閩江口生物岸線存量明顯較少。

2.3 水土流失和岸線淤積已威脅岸線生態(tài)系統(tǒng)

一直以來(lái),各種沿海重大工程不斷威脅著海岸生態(tài)環(huán)境態(tài)勢(shì)。填海工程改變了海水的運(yùn)動(dòng)特性,降低了灣內(nèi)水動(dòng)力條件,引起泥沙沖淤和污染物遷移規(guī)律的變化(如平潭島南西側(cè)吉釣村灣口),對(duì)航運(yùn)、防洪和生態(tài)系統(tǒng)造成不良影響。大規(guī)模的沿海人類工程會(huì)不同程度地導(dǎo)致沿岸植被覆蓋率降低,而海岸帶由于地理位置特殊,受風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕雙重影響,極易誘發(fā)水土流失,而水土流失又會(huì)加重岸線淤積程度。岸線淤積導(dǎo)致沿海濕地灘涂植物大量消失,降低了區(qū)域生物多樣性功能,嚴(yán)重威脅岸線生態(tài)系統(tǒng)[10-11]。

2.4 無(wú)人島嶼消亡風(fēng)險(xiǎn)

海島是壯大海洋經(jīng)濟(jì)、拓展發(fā)展空間的重要依托,是保護(hù)海洋環(huán)境、維護(hù)生態(tài)平衡的重要平臺(tái),是捍衛(wèi)國(guó)家權(quán)益、保障國(guó)防安全的戰(zhàn)略前沿[12]。福建是海洋大省,海島眾多,但個(gè)別海島特別是無(wú)居民海島的開發(fā)利用卻存在“無(wú)序、無(wú)度、無(wú)償”的現(xiàn)象。閩江口的部分無(wú)居民海島也出現(xiàn)了若干改變海島地貌和形態(tài)的人類活動(dòng)。近年來(lái),國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)海島開發(fā)和保護(hù)的相關(guān)政策,改變海島不合理開發(fā)利用現(xiàn)狀。

3 數(shù)據(jù)來(lái)源及評(píng)價(jià)方法

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

水土流失、海岸侵蝕淤積、岸線沙化等數(shù)據(jù)來(lái)源于閩江口1∶5萬(wàn)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查第一手資料,經(jīng)ACRGIS數(shù)字化處理獲得，海島調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)自福建908專項(xiàng)調(diào)查成果;蒸散發(fā)數(shù)據(jù)來(lái)自中科院地理科學(xué)與資源研究所資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心平臺(tái)(https://www.resdc.cn/);DEM數(shù)據(jù)來(lái)源于ALOS PALSAR RTC數(shù)據(jù)集產(chǎn)品。

3.2 評(píng)價(jià)方法

國(guó)土空間按功能類型分為生產(chǎn)開發(fā)空間和生態(tài)保護(hù)空間兩類[13],其中生態(tài)保護(hù)空間的合理劃定是關(guān)系經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。建設(shè)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化社會(huì),必須把生態(tài)保護(hù)擺在更加突出的位置,科學(xué)合理規(guī)劃城市的生態(tài)空間、生產(chǎn)空間、生活空間,處理好城市生產(chǎn)生活和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。雙評(píng)價(jià)的本質(zhì)是通過(guò)分析資源環(huán)境稟賦特征,識(shí)別和構(gòu)建合理的國(guó)土空間安全格局,既保障生態(tài)服務(wù)功能,又保障生活和生產(chǎn)需求。閩江口生態(tài)保護(hù)重要性評(píng)價(jià)基于生態(tài)服務(wù)功能與生態(tài)敏感性兩方面(圖1),涉及陸域和海域,其評(píng)價(jià)模型為

圖1 陸海統(tǒng)籌生態(tài)保護(hù)重要性評(píng)價(jià)技術(shù)流程圖

EFi= Max(Ei,Fi)，

(1)

式中：Ei表示生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)值，F(xiàn)i表示生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)值，i表示陸域和海洋組成的空間主體。

(2)

(3)

取Ei(生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能)和Fi(生態(tài)敏感性)評(píng)價(jià)結(jié)果的較高等級(jí)作為生態(tài)保護(hù)重要性等級(jí)的初判結(jié)果。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能極重要區(qū)和生態(tài)極敏感區(qū)加權(quán)求和確定為生態(tài)保護(hù)極重要區(qū)，其余重要區(qū)和敏感區(qū)加權(quán)求和確定為生態(tài)保護(hù)重要區(qū)。另外作為灣區(qū)(市級(jí))生態(tài)評(píng)價(jià)，在生態(tài)格局層面應(yīng)體現(xiàn)與省級(jí)評(píng)價(jià)的繼承和銜接，在生態(tài)功能和風(fēng)險(xiǎn)層面應(yīng)體現(xiàn)對(duì)省級(jí)評(píng)價(jià)的發(fā)展和細(xì)化。

4 評(píng)價(jià)結(jié)果

陸海統(tǒng)籌理念下灣區(qū)生態(tài)保護(hù)重要性評(píng)價(jià)重點(diǎn)是構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局,在陸海全域評(píng)價(jià)水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性維護(hù)、海岸防護(hù)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要性等級(jí),以及水土流失、海島消亡、海岸侵蝕失等生態(tài)脆弱性等級(jí),從而識(shí)別陸海生態(tài)保護(hù)的核心區(qū)位[13]。其中水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性維護(hù)、海岸防護(hù)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能越重要,水土流失、海岸侵蝕、海島消亡等生態(tài)脆弱性越高,且生態(tài)系統(tǒng)完整性、生態(tài)廊道連通性越好的區(qū)域,生態(tài)保護(hù)重要性等級(jí)越高。

生物多樣性、水源涵養(yǎng)、水土保持、海岸侵蝕四項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)思路與資源環(huán)境承載力和國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)指南[14](以下簡(jiǎn)稱“雙評(píng)價(jià)”指南)基本一致,此處不再贅述。本文重點(diǎn)介紹海岸防護(hù)功能、水土流失敏感性、海島消亡敏感性等指標(biāo)的評(píng)價(jià)思路和過(guò)程。

4.1 生物多樣性評(píng)價(jià)

生物多樣性保護(hù)功能重要性陸域和海域均按生態(tài)系統(tǒng)層次、物種層次和遺傳層次3個(gè)層次進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中生態(tài)系統(tǒng)層次將珊瑚礁、紅樹林、重要灘涂以及淺海水域、重要河口、特別保護(hù)海島等需要優(yōu)先保護(hù)的區(qū)域作為高級(jí)重要區(qū);物種層次將珍稀物種保護(hù)區(qū)作為高級(jí)重要區(qū);遺傳層次將重要的水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)作為高級(jí)重要區(qū)。具有一般保護(hù)價(jià)值的物種區(qū)域作為中級(jí)重要區(qū),其余作為低級(jí)重要區(qū)(圖2)。

圖2 閩江口生物多樣性保護(hù)功能重要性等級(jí)圖

4.2 水源涵養(yǎng)功能評(píng)價(jià)

水源涵養(yǎng)量(TQ)的計(jì)算模型為

(4)

式中：Pi為降雨量，mm；Ri為地表徑流量，mm；ETi為蒸散發(fā)量，mm；Ai為i類生態(tài)系統(tǒng)面積，km2；i為研究區(qū)第i類生態(tài)系統(tǒng)類型；j為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)。將累積水源涵養(yǎng)量最高的前50%區(qū)域確定為水源涵養(yǎng)高級(jí)重要區(qū),在此基礎(chǔ)上,結(jié)合大江大河源頭區(qū)、飲用水源地等邊界進(jìn)行修正完善。閩江口水源涵養(yǎng)重要區(qū)主要集中于西北部森林、草地、濕地、灌叢等生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量較高的區(qū)域,這些區(qū)域地表徑流量相對(duì)較小,水源涵養(yǎng)功能相對(duì)較高(圖3)。

圖3 閩江口水源涵養(yǎng)功能重要性等級(jí)圖

4.3 水土保持功能評(píng)價(jià)

通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)類型、植被覆蓋度和地形特征的差異,評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能的相對(duì)重要程度。一般森林、灌叢、草地生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能相對(duì)較高,植被覆蓋度越高、坡度越大的區(qū)域,水土保持功能重要性越高。將坡度≥25°且植被覆蓋度≥80%的森林、灌叢和草地確定為水土保持高級(jí)重要區(qū);在此范圍外,將坡度≥15°且植被覆蓋度≥60%的森林、灌叢和草地確定為水土保持中級(jí)重要區(qū)。同時(shí)結(jié)合水土保持相關(guān)規(guī)劃和專項(xiàng)成果,對(duì)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)修正。閩江口水土保持重要區(qū)主要集中在西北部植被覆蓋茂密的山地、林區(qū)(圖4)。

圖4 閩江口水土保持功能重要性等級(jí)圖

4.4 岸線防護(hù)功能評(píng)價(jià)

“雙評(píng)價(jià)”指南[14]將岸線防護(hù)功能重要性定義為：識(shí)別沿海防護(hù)林、紅樹林等生物防護(hù)區(qū)域以及基巖、砂質(zhì)海岸等物理防護(hù)區(qū)域,將完整性、原真性高的區(qū)域作為極重要區(qū)。指南中岸線防護(hù)功能重要區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)主要為紅樹林、省級(jí)和國(guó)家級(jí)防護(hù)林以及其他完整性、原真性高的物理防護(hù)區(qū)。

本次野外調(diào)查發(fā)現(xiàn),沿海砂質(zhì)岸線靠陸域一側(cè)常種植針葉林(以木麻黃、馬尾松為主),通過(guò)比對(duì)分析福建省第三次國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)和森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù),其中部分區(qū)域針葉林并不屬于沿海防護(hù)林,生態(tài)保護(hù)級(jí)別相對(duì)較低,近年來(lái)由于缺乏管護(hù)存在不同程度的退化現(xiàn)象。即便如此,這些區(qū)域的針葉林易成活、抗風(fēng)沙的特性使其在對(duì)抗沙化蔓延的過(guò)程中仍起到了重要屏障作用。沿海城市風(fēng)沙相對(duì)較大,且時(shí)有臺(tái)風(fēng)侵襲,山體對(duì)于城區(qū)防風(fēng)固沙、抵御臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害起到了重要的保護(hù)和調(diào)節(jié)作用,沿海城市有山體屏障保護(hù)的區(qū)域和其他空曠區(qū)生態(tài)環(huán)境差異較大[15]?；诖?本次評(píng)價(jià)工作提出擴(kuò)大沿海防護(hù)林和物理防護(hù)區(qū)的識(shí)別范疇,提高砂質(zhì)岸線周邊針葉林種和沿海山體的生態(tài)保護(hù)等級(jí),建立完備的海岸防護(hù)體系。

4.4.1 砂質(zhì)岸線防護(hù)林

根據(jù)福建省第三次國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)提取林地圖斑和公路圖斑,以離沿海岸線最近的公路圖斑為界,向海岸方向篩選林地圖斑,再用篩選出的林地圖斑與砂質(zhì)岸線矢量圖斑疊加,得到沙化風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的林地圖斑,以此作為砂質(zhì)岸線防護(hù)林評(píng)價(jià)結(jié)果(圖5)。閩清縣、長(zhǎng)樂區(qū)沿岸的砂質(zhì)岸線和基巖岸線交替展布,故砂質(zhì)岸線防護(hù)林零星分布;羅源灣灣口處和平潭島北岸以砂質(zhì)岸線為主,砂質(zhì)岸線防護(hù)林相對(duì)連片。

圖5 閩江口砂質(zhì)岸線防護(hù)林分布圖

4.4.2 沿海山體

基于DEM做坡度分析得到坡度柵格數(shù)據(jù),同時(shí)做焦點(diǎn)分析得到周圍高差柵格Range。按照坡度>25°,高差>30 m(Slope>25∩Range>30∩Mount)的山體篩選指標(biāo),得到較明顯的山體柵格Mount1。根據(jù)閩江口岸線整體方向,影響陸域的海風(fēng)主要風(fēng)向?yàn)槠珫|風(fēng)、偏南風(fēng),對(duì)近海62處監(jiān)測(cè)點(diǎn)的風(fēng)向數(shù)據(jù)進(jìn)行插值,得到風(fēng)向柵格數(shù)據(jù)WindD,篩選出對(duì)海風(fēng)起顯著阻擋作用(WindD∩Mount1)的山體Mount2。對(duì)岸線做緩沖區(qū)(Buffer),篩選山體中靠近海岸的區(qū)域(Buffer∩Mount1),得到初步的沿岸山體防護(hù)區(qū)。最后結(jié)合遙感影像對(duì)初選山體進(jìn)行修正得到沿岸山體防護(hù)區(qū)(圖6)。連江縣和羅源縣東部沿岸山體屏障連片度較好,其余各區(qū)由于地形相對(duì)平緩,沿岸山體零星展布。

圖6 閩江口沿岸山體分布圖

4.4.3 岸線防護(hù)功能重要性評(píng)價(jià)

將沿海防護(hù)林、紅樹林、砂質(zhì)岸線防護(hù)林等生物防護(hù)區(qū)及近岸山體等物理防護(hù)區(qū)作為極重要區(qū),將基巖、砂質(zhì)海岸按完整性、原真性的高低分為極重要區(qū)和重要區(qū),集成形成海岸防護(hù)功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果(圖7)。由圖7可知,閩江口的海岸防護(hù)功能重要區(qū)主要集中于羅源灣灣口、平潭島及長(zhǎng)樂機(jī)場(chǎng)以南,包括砂質(zhì)岸線防護(hù)林、近岸山體屏障和一些原真性高的基巖、砂質(zhì)岸線。

圖7 閩江口岸線防護(hù)功能重要性等級(jí)圖

4.5 水土流失敏感性評(píng)價(jià)

根據(jù)中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部(原環(huán)境保護(hù)部)發(fā)布的《全國(guó)生態(tài)功能區(qū)劃(修編版)》[16]要求,福建省級(jí)雙評(píng)價(jià)選取降水侵蝕力、土壤可蝕性、地形起伏度和地表植被覆蓋度四類評(píng)價(jià)指標(biāo),以福建省2015年實(shí)際已發(fā)生水土流失的區(qū)域作為訓(xùn)練樣本點(diǎn),利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法中的softmax regression回歸模型[17],與上述四類數(shù)據(jù)因子建立線性回歸模型,計(jì)算全省水土流失敏感性等級(jí)。Softmax regression回歸模型原理如下：假設(shè)有m個(gè)訓(xùn)練樣本{(X(1),y(1)),(X(2),y(2)),…,(X(m),y(m))},對(duì)于Softmax regression算法，樣本有k個(gè)類別，即y(i)∈{1,2,…,k}。Softmax regression回歸主要是估算對(duì)于輸入樣本X(i)屬于每一類別的概率，所以Softmax regression回歸的假設(shè)函數(shù)如下：

(5)

(6)

將模型應(yīng)用到水土流失敏感性分析中，X對(duì)應(yīng)降雨侵蝕力、土壤可蝕性、地形起伏度、植被覆蓋度圖層中的每個(gè)像素；y對(duì)應(yīng)歷史發(fā)生水土流失10 000個(gè)樣本點(diǎn)相應(yīng)像素位置的等級(jí)值，利用模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，得到θ，進(jìn)而計(jì)算得到福建全省水土流失敏感性等級(jí)。

本次調(diào)查發(fā)現(xiàn),在福建省級(jí)水土流失評(píng)價(jià)為水土流失一般敏感區(qū)的部分沿岸地塊(如平潭島北西側(cè)院苑山一帶),水土流失現(xiàn)象較嚴(yán)重,土地、植被等生態(tài)系統(tǒng)遭破壞,雨水沖刷后大量泥沙下泄,一定程度加劇了岸線淤積,對(duì)沿海生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生較大威脅。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),該區(qū)巖石的巖性主要為中粗?；◢弾r,巖體結(jié)構(gòu)松散、透水性強(qiáng)、抗侵蝕能力差,有水土流失隱患。水土流失成因模式與南京地質(zhì)調(diào)查中心在長(zhǎng)汀縣水土流失區(qū)提出的中(粗)?；◢弾r分布區(qū)水土流失成因模式相似[18]。另外,沿海局部地區(qū)植被覆蓋率較低,特殊的地理位置使其受風(fēng)化侵蝕作用較內(nèi)陸更強(qiáng)烈,水土流失更易發(fā)生,而水土流失往往又加劇了灣區(qū)岸線淤積的風(fēng)險(xiǎn)。

基于此,本次水土流失敏感性評(píng)價(jià)加入植被覆蓋率和巖性評(píng)價(jià)指標(biāo),把沿海岸線植被覆蓋率較低且?guī)r性為中粗?；◢弾r的區(qū)塊納入水土流失敏感區(qū),另追溯岸線淤積區(qū)周邊及上游植被覆蓋度較低的區(qū)域,提升其水土流失風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),在此基礎(chǔ)上結(jié)合原省級(jí)水土流失敏感區(qū)綜合形成陸海統(tǒng)籌理念下的水土流失敏感性等級(jí)圖(圖8)。由圖8可知,羅源縣松山鎮(zhèn)城關(guān)林場(chǎng)西部、連江縣下宮鄉(xiāng)下宮村、福清市鏡洋鎮(zhèn)大新林場(chǎng)、平潭島流水鎮(zhèn)東美村、嵐城鄉(xiāng)中南村等地水土流失敏感度高,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

圖8 閩江口水土流失敏感性等級(jí)圖

4.6 海島消亡敏感性評(píng)價(jià)

福建是海洋大省,海島資源豐富、區(qū)位特殊,是海洋經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要依托。隨著沿海城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和海洋資源開發(fā)利用的持續(xù)推進(jìn),一些海島特別是無(wú)居民海島生態(tài)破壞嚴(yán)重,甚至整島滅失[19]。福建的海島多為無(wú)居民海島,大多面積狹小,生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成單一,生物多樣性功能脆弱,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。1990—2010年,福建無(wú)居民海島已消失100余個(gè),不斷消亡的海島資源已經(jīng)對(duì)國(guó)家的海洋權(quán)益造成嚴(yán)重影響。

基于此,根據(jù)收集的海島調(diào)查數(shù)據(jù)資料建立海島自然屬性數(shù)據(jù)庫(kù),調(diào)取植被覆蓋度、海島面積、居民情況、離岸距離等屬性字段,依據(jù)植被覆蓋度越少,面積越小、離岸距離越遠(yuǎn)、居民越少,海島消亡敏感性越高的評(píng)價(jià)邏輯,按自然斷點(diǎn)法對(duì)海島進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分級(jí),形成海島消亡敏感性等級(jí)圖(圖9)。由圖9可知,閩江口研究區(qū)有42個(gè)低覆被率無(wú)人島,其中面積最大的為小沙嶼,面積最小的為喪嶼礁,僅536 m2。

圖9 閩江口海島消亡敏感性等級(jí)圖

4.7 岸線侵蝕敏感性評(píng)價(jià)

岸線侵蝕敏感性評(píng)價(jià)建議基于海岸地貌類型及利用現(xiàn)狀、風(fēng)暴潮最大增水、平均波高等自然因素指標(biāo)以及海岸侵蝕速率等動(dòng)態(tài)因素指標(biāo),原則上砂質(zhì)、淤泥質(zhì)岸線受侵蝕風(fēng)險(xiǎn)最高。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn),岸線侵蝕程度和侵蝕風(fēng)險(xiǎn)與水深、流速、風(fēng)力等因素也密切相關(guān)。水越深、流速越快、風(fēng)力越強(qiáng)的區(qū)域岸線侵蝕程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他區(qū)域。

基于此,根據(jù)岸線類型、灣區(qū)水深及沿岸流速、風(fēng)力等數(shù)據(jù)開展岸線侵蝕敏感性評(píng)價(jià)。原則上砂質(zhì)、淤泥質(zhì)岸線侵蝕風(fēng)險(xiǎn)最高,自然岸線風(fēng)險(xiǎn)中等,人工岸線和基巖岸線風(fēng)險(xiǎn)最低。水深、流速和風(fēng)力按自然斷點(diǎn)法分成高、中、低三級(jí)，綜合形成岸線侵蝕敏感性等級(jí)圖(圖10)。閩江口岸線侵蝕風(fēng)險(xiǎn)最高的區(qū)域主要集中于長(zhǎng)樂和平潭,其中長(zhǎng)樂沿岸多為砂質(zhì)岸線,平潭沿岸局部為淤泥質(zhì)岸線且風(fēng)浪較大,岸線侵蝕風(fēng)險(xiǎn)較高。

圖10 閩江口岸線侵蝕敏感性等級(jí)圖

4.8 閩江口陸海統(tǒng)籌生態(tài)保護(hù)重要性集成評(píng)價(jià)

取生物多樣性維護(hù)功能重要性、水源涵養(yǎng)功能重要性、水土保持功能重要性和海岸防護(hù)功能重要性四項(xiàng)指標(biāo)集成得到生態(tài)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果。取水土流失敏感性、海岸侵蝕脆弱性和海島消亡敏感性三項(xiàng)指標(biāo)集成得到生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果。取生態(tài)服務(wù)功能重要性和生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果的最高級(jí),集成并連片化處理得到陸海統(tǒng)籌生態(tài)保護(hù)重要性評(píng)價(jià)結(jié)果(圖11)。閩江口總面積8 615.12 km2,經(jīng)評(píng)價(jià),共有1 699.10 km2為陸海統(tǒng)籌理念下灣區(qū)生態(tài)保護(hù)的極重要區(qū),占比19.72%,其中陸域面積952.2 km2,海域面積746.9 km2,均為灣區(qū)生態(tài)服務(wù)功能和生態(tài)敏感性最重要的核心區(qū)。

圖11 閩江口陸海統(tǒng)籌生態(tài)保護(hù)重要性等級(jí)圖

5 討論與建議

閩江口具有典型的山海城市特征,灣區(qū)的生態(tài)格局呈現(xiàn)以山體、水系、海岸帶及海島構(gòu)成的“網(wǎng)-帶-點(diǎn)”型生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)保護(hù)重要區(qū)主要分布于西部和沿海山區(qū)林地、長(zhǎng)樂和連江砂質(zhì)岸線侵蝕區(qū)、羅源灣和平潭島南岸水土流失及岸線淤積區(qū)以及近海無(wú)人低覆被海島區(qū),其中砂質(zhì)岸線和無(wú)人島嶼是灣區(qū)重要的生態(tài)敏感區(qū),山體、林地和水系為灣區(qū)重要的生態(tài)功能區(qū)。

5.1 鼓山、石竹山、董奉山、鳳貴山、靈石山等組成的灣區(qū)生態(tài)屏障

山體一定程度上維護(hù)了灣區(qū)生態(tài)平衡,從生物學(xué)角度來(lái)看,山體因其地勢(shì)起伏變化的地理特征,為動(dòng)植物提供了生境差異,造成了動(dòng)植物的垂直分帶,提升了生物多樣性等級(jí),促進(jìn)了城市與山地生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。沿海山體在抵御臺(tái)風(fēng)和沙化侵蝕中起到了不可替代的作用,是沿海城市抵御自然災(zāi)害的重要生態(tài)屏障。山體持續(xù)調(diào)節(jié)城市微氣候,對(duì)改善城市熱島效應(yīng)有積極作用。灣區(qū)應(yīng)嚴(yán)格控制山體開發(fā),保護(hù)以山體為背景的城市風(fēng)貌,打造以山體、林地為核心的生態(tài)服務(wù)功能重要節(jié)點(diǎn)。

5.2 閩江(烏龍江)、敖江及城市內(nèi)河組成的灣區(qū)生態(tài)廊道

閩江(烏龍江)、敖江及城市內(nèi)河基本串聯(lián)了灣區(qū)各類生態(tài)服務(wù)功能重要節(jié)點(diǎn)和大型生態(tài)斑塊,是灣區(qū)各類生態(tài)單元的連接通道,也是灣區(qū)物質(zhì)和能量流動(dòng)與交換最頻繁的區(qū)域之一,是典型的生態(tài)交互區(qū)。灣區(qū)應(yīng)利用現(xiàn)有山水格局構(gòu)建城市綠廊體系,以河流交匯點(diǎn)作為重要生態(tài)節(jié)點(diǎn),以廊道交匯點(diǎn)作為重要生態(tài)跳島,打造網(wǎng)狀生態(tài)通道。

5.3 長(zhǎng)樂、平潭、羅源灣等岸線生態(tài)敏感區(qū)

海岸帶處于陸海交互的連接帶,是沿海城市發(fā)展的重點(diǎn)區(qū),也是連接陸、海生態(tài)斑塊的關(guān)鍵區(qū)。海岸帶由于其特殊的地理位置,受風(fēng)化侵蝕作用較內(nèi)陸更劇烈,生態(tài)系統(tǒng)脆弱性較內(nèi)陸更高,巖性為中粗粒花崗巖的沿海裸巖,是水土流失的高發(fā)區(qū),也是岸線淤積的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。長(zhǎng)樂區(qū)、平潭島、羅源縣、連江縣沿岸有一定的岸線侵蝕、水土流失和岸線淤積風(fēng)險(xiǎn),對(duì)易造成灣區(qū)水土流失和岸線淤積的區(qū)域應(yīng)執(zhí)行更嚴(yán)格的生態(tài)安全保護(hù)措施,將“三線一單”作為海岸帶、濱海濕地、海域和海島等生態(tài)敏感區(qū)綜合治理的重要制度,從源頭上減少人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染和破壞。

5.4 低覆被無(wú)人島等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)

海島關(guān)乎國(guó)家海洋權(quán)益,閩江口的小沙嶼、橫塍礁島、石湖島、蛤沙青嶼等無(wú)人島植被覆蓋度低,面積小、生態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)較高,容易自然消亡,需要加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)、開展生態(tài)修復(fù)。海島的開發(fā)利用應(yīng)遵循先評(píng)估再規(guī)劃的基本原則。對(duì)具有海洋權(quán)益、國(guó)家安全、人文遺跡等重要價(jià)值,或?yàn)檎湎?dòng)植物主要棲息地、生物多樣性較高的島嶼,應(yīng)建立海島生態(tài)自然保護(hù)區(qū)。對(duì)離岸較近,且周邊海域具有礦產(chǎn)資源、旅游資源等開發(fā)價(jià)值的海島,應(yīng)首先考慮海島生態(tài)系統(tǒng)的承載力,做到適度開發(fā)與利用。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)陸海生態(tài)問題的識(shí)別、對(duì)陸海風(fēng)險(xiǎn)沖突原因的剖析和對(duì)陸海統(tǒng)籌評(píng)價(jià)方法的探索,基本厘清了閩江口生態(tài)保護(hù)的核心區(qū)域,灣區(qū)的生態(tài)保護(hù)格局與省級(jí)的“兩山一?！敝械摹耙簧揭缓！北３忠恢?并在岸線和海島等生態(tài)敏感區(qū)進(jìn)一步完善和細(xì)化了生態(tài)保護(hù)的關(guān)鍵區(qū)位,評(píng)價(jià)方法和結(jié)果體現(xiàn)了灣區(qū)(市級(jí))評(píng)價(jià)對(duì)省級(jí)評(píng)價(jià)成果的繼承。

(1)陸地與海洋在開發(fā)用途、開發(fā)方式、資源稟賦特征上均存在較大差異,灣區(qū)發(fā)展應(yīng)基于以海定陸、生態(tài)優(yōu)先的陸海統(tǒng)籌基本原則,而陸海統(tǒng)籌評(píng)價(jià)工作也應(yīng)基于以海定陸、生態(tài)優(yōu)先的評(píng)價(jià)原則。首先研究和明確海洋、陸地的生態(tài)功能重要區(qū)和生態(tài)敏感區(qū),這是灣區(qū)生態(tài)保護(hù)的核心。其次針對(duì)海洋生態(tài)問題進(jìn)行追本溯源,研究和分析海洋開發(fā)及資源利用時(shí)產(chǎn)生的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),對(duì)造成海洋生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)敏感的海域、陸域加以保護(hù),以期不斷完善和優(yōu)化灣區(qū)生態(tài)系統(tǒng),最終達(dá)到灣區(qū)高質(zhì)量綠色發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

(2)閩江口的山體和水系是灣區(qū)重要的生態(tài)屏障和生態(tài)廊道,構(gòu)成了灣區(qū)基本的生態(tài)架構(gòu)。海岸帶由于其特殊的地理位置,生態(tài)系統(tǒng)脆弱性較內(nèi)陸更高,易發(fā)生岸線侵蝕或淤積,是灣區(qū)的生態(tài)敏感區(qū)。植被覆蓋率低、離岸遠(yuǎn)的無(wú)人島嶼,生態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)高,容易自然消亡,造成海洋權(quán)益損失,是灣區(qū)的生態(tài)脆弱區(qū)。

(3)灣區(qū)應(yīng)利用現(xiàn)有山水格局構(gòu)建城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系,以山體、水系、海岸帶和海島打造“網(wǎng)-帶-點(diǎn)”型灣區(qū)生態(tài)系統(tǒng)。以河流交匯點(diǎn)作為重要生態(tài)節(jié)點(diǎn),以廊道交匯點(diǎn)作為重要生態(tài)跳島,對(duì)有侵蝕、淤積風(fēng)險(xiǎn)的岸線和有消亡風(fēng)險(xiǎn)的島嶼開展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查、生態(tài)修復(fù)和監(jiān)測(cè)。對(duì)生態(tài)脆弱區(qū)和敏感區(qū)執(zhí)行更嚴(yán)格的生態(tài)安全保護(hù)措施,制定并落實(shí)陸海生態(tài)保護(hù)綜合治理制度,從源頭上減少人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染和破壞。