三生空間視角下防城港市土地利用景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

梁慶璇， 廖超明*， 凌子燕， 滕永核， 李延順， 謝鳳杏， 譚綿方

(1.南寧師范大學(xué)自然資源與測繪學(xué)院， 南寧 530001； 2.南寧師范大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院， 南寧 530001； 3.北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部，遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100875； 4.廣西遙暢空間信息科技有限公司， 南寧 530200； 5.廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院物流學(xué)院， 南寧 530226)

景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指在受到自然或人為因素影響的情況下，景觀格局與生態(tài)環(huán)境相互作用所產(chǎn)生的不良后果[1]。近年來，中國在蔓延式拓展的城市生長模式下城市化水平顯著提高，用地規(guī)模急劇擴(kuò)張，出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地和生態(tài)用地受到侵占、景觀破碎化程度加深和生態(tài)環(huán)境污染等問題，導(dǎo)致三生空間結(jié)構(gòu)比例的失衡[2-3]。尤其在中國沿海地區(qū)，自然和人文活動頻繁，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化水平不斷提高，生態(tài)脆弱和環(huán)境變化敏感的海岸帶面臨巨大的生態(tài)環(huán)境壓力[4]。在這一嚴(yán)峻形勢下，黨的十八大報(bào)告明確提出“要按照人口資源環(huán)境相均衡、經(jīng)濟(jì)社會生態(tài)效益相統(tǒng)一的原則，控制開發(fā)強(qiáng)度，調(diào)整空間結(jié)構(gòu)，促進(jìn)生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀，給自然留下更多修復(fù)空間，給農(nóng)業(yè)留下更多良田，給子孫后代留下天藍(lán)、地綠、水凈的美好家園”的發(fā)展目標(biāo)，生態(tài)文明建設(shè)逐漸成為國土空間開發(fā)的主旋律[5]。

學(xué)者們關(guān)于景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究理論和方法日趨成熟，但成果大多從土地利用類型的角度出發(fā)，研究對象也主要以流域[6-7]和城市[8-9]為主。陳寶強(qiáng)等[10]以三生空間為切入點(diǎn)探討了2008—2018年沿海低丘陵資源富集區(qū)的三生用地轉(zhuǎn)型和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化；郭彥君等[11]按照土地利用主導(dǎo)功能劃分三生空間，對1980—2018年山西中部盆地城市群的三生用地變化情況及景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空演變進(jìn)行了定量研究；王娟娟等[12]利用三生空間矢量數(shù)據(jù)分析了烏魯木齊市2000—2018年的三生空間變化趨勢，定量評價(jià)了該地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空分異特征。近年來，學(xué)者們對于三生空間的研究成果大多側(cè)重于區(qū)域三生空間用地的功能轉(zhuǎn)型以及城市的三生空間景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)演變，而基于三生空間視角下沿海地區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究較為缺乏。因此，在快速城鎮(zhèn)化背景下研究沿海城市三生空間的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平具有重要的理論與實(shí)踐意義。

防城港市是北部灣唯一的全海景生態(tài)海灣城市，擁有世界唯一的國家級金茶花自然保護(hù)區(qū)和中國最大、最典型的海灣紅樹林。作為21世紀(jì)“海上絲綢之路”的重要始發(fā)港和中國-東盟自貿(mào)區(qū)的主門戶，防城港市處于北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心位置，擁有兩沿三區(qū)地理優(yōu)勢。為此，從三生空間的角度出發(fā)，采用景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，結(jié)合轉(zhuǎn)移矩陣和半變異函數(shù)分析方法，研究防城港市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空變化，旨在優(yōu)化區(qū)域的景觀格局、維護(hù)防城港市的生態(tài)安全穩(wěn)定，對促進(jìn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義，同時(shí)為完善海灣城市的生態(tài)保護(hù)管理和規(guī)劃決策提供理論支持和技術(shù)手段。

1 研究區(qū)概況

防城港市地處廣西壯族自治區(qū)南部、中國大陸海岸線西南端，位于20°36′N～22°22′N，107°28′E～108°36′E(圖1)，屬亞熱帶濕潤海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為22.5 ℃，多年平均降水量為2 362.6 mm，日照充足，雨量充沛，動物、植物和海洋資源種類多樣。防城港市北部及南部以低山丘陵為主，中部為山地，東南部為沿海丘陵和灘涂丘陵；大山自東向西橫亙防城港市腹部，使得其地勢中間高，兩邊低；土壤分屬水稻土、磚紅壤、赤紅壤、黃壤、紫色土、沖積土、風(fēng)沙土、沼澤土8個土類，土層深厚，自然肥力較高；市境內(nèi)中小河流眾多，水資源豐富，因地勢獨(dú)特形成南北水系。

近二十年來，防城港市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城鎮(zhèn)化水平不斷提高，人口規(guī)模持續(xù)增加，GDP由2009年的251.04億元上升至2019年的701.23億元，總?cè)丝跀?shù)從2009年的85.28萬人增加至2019年的96.36萬人，城市擴(kuò)張明顯，加劇了防城港市三生用地的景觀破碎化程度。開展防城港市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究，對協(xié)調(diào)防城港市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

2 數(shù)據(jù)與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

以防城港市2000年、2009年、2019年3期土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)來源于中國環(huán)境監(jiān)測總站。該生態(tài)遙感解譯數(shù)據(jù)分類體系分為耕地、林地、草地、水域、城鄉(xiāng)居民點(diǎn)和工礦用地、未利用地等6個一級土地利用類型以及25個二級土地利用類型。以《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T21010—2017)為依據(jù)，參考楊清可等[13]、羅剛等[14]已有研究，結(jié)合土地利用主導(dǎo)功能和研究區(qū)土地利用類型，將三生空間劃分為：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間、工礦生產(chǎn)空間、城鎮(zhèn)生活空間、農(nóng)村生活空間、林地生態(tài)空間、草地生態(tài)空間、水域生態(tài)空間、其他生態(tài)空間，如表1所示。

圖1 防城港市示意圖Fig.1 Schematic diagram of Fangchenggang City

表1 土地利用主導(dǎo)功能分類Table 1 Classification of leading functions of land use

2.2 研究方法

2.2.1 風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的劃分

為更好反映防城港市2000年、2009年、2019年3個時(shí)期景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的時(shí)空變化特征，結(jié)合研究區(qū)面積和景觀類型斑塊大小，依據(jù)景觀斑塊平均面積2～5倍的原則[15]，在考慮采樣工作量的情況下，借助ArcGIS10.2對防城港市采用1 km×1 km的正方形網(wǎng)格進(jìn)行等間距采樣的格網(wǎng)化操作處理[16]，共得到6 361個景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)。利用景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型計(jì)算每個風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，并將該指數(shù)值賦給樣地中心點(diǎn)以此作為空間插值分析的樣本。

2.2.2 景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)模型的構(gòu)建

景觀格局指數(shù)是將景觀格局信息進(jìn)行高度濃縮，用于反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置特征的定量化指標(biāo)[17]。而生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是在景觀格局指標(biāo)的基礎(chǔ)上構(gòu)建而成的，用于預(yù)測和評價(jià)，可以直觀地對各種景觀類型所代表的生態(tài)系統(tǒng)在遭受侵害和不確定因素的作用后可能產(chǎn)生的后果進(jìn)行定量化描述[18]?；诘湫桶咐难芯砍晒鸞19]，研究利用景觀破碎度指數(shù)Ci、景觀分離度指數(shù)Ni和景觀優(yōu)勢度指數(shù)Di計(jì)算得到景觀干擾度指數(shù)Si，然后依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理和方法，選取Si、景觀脆弱度指數(shù)Fi和景觀損失度Ri指數(shù)作為風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)來構(gòu)建生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)ERI，以揭示防城港市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空分異特征及格局變化趨勢[20]。在前人已有的研究成果上，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況對所選參數(shù)進(jìn)行賦值。各景觀格局指數(shù)具體計(jì)算公式及參數(shù)含義[17,19]，如表2所示。

表2 景觀格局指數(shù)計(jì)算方法Table 2 Calculation method of landscape pattern index

2.2.3 景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分析方法

土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)作為區(qū)域化變量，能夠借助半變異函數(shù)對不同空間單元間生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值的差異進(jìn)行定量分析，并體現(xiàn)區(qū)域土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的空間異質(zhì)性[21-22]，具體公式為

i=1,2,…,N(h)

(1)

式(7)中：γ(h)為半變異函數(shù)；h為樣本空間分隔距離；N(h)為研究區(qū)內(nèi)抽樣間距為h的樣點(diǎn)總對數(shù)；Z(Xi)和Z(Xi+h)分別為土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在空間位置Xi和Xi+h的觀測值。

為更清楚地反映防城港市各景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征，根據(jù)賦值后的樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)，借助ArcGIS10.2的地統(tǒng)計(jì)功能對半變異函數(shù)進(jìn)行三角、球面、指數(shù)和高斯等模型擬合，并對各模型進(jìn)行比較分析，選取了較為理想的球面模型擬合結(jié)果，利用普通克里金插值法對樣本點(diǎn)進(jìn)行處理，得到研究區(qū)2000年、2009年和2019年的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)等級空間分布。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用動態(tài)變化分析

根據(jù)圖2～圖4和表3，對防城港市2000—2019年三生用地結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行分析，就各地類面積和占比變化而言，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間、工礦生產(chǎn)空間、城鎮(zhèn)生活空間、農(nóng)村生活空間和水域生態(tài)空間面積呈不斷增加的趨勢；其中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間增加相對顯著，面積占比由7.76%升至15.86%，增加量為48 475.17 hm2；其次是工礦生產(chǎn)空間，面積增加了7 395.83 hm2，占比從0.74%增加到1.97%。林地生態(tài)空間逐年減少，減少了32 962.59 hm2，面積所占比例由79.47%減少為73.96%。草地生態(tài)空間先增加后減少，最終呈減少趨勢，且面積減少極其顯著，減少量為34 557.59 hm2。其他生態(tài)空間面積呈先增加后減少再增加的趨勢，占比也由0.05%增至0.12%再減為0.09%，面積共增加了220.85 hm2。

從土地利用類型轉(zhuǎn)換來看，城鎮(zhèn)生活空間、工礦生產(chǎn)空間、農(nóng)村生活空間、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間、其他生態(tài)空間和水域生態(tài)空間的變化主要是面積的轉(zhuǎn)入；其中，城鎮(zhèn)生活空間主要由工礦生產(chǎn)空間和林地生態(tài)空間轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入面積分別為1 243.79 hm2和1 136.09 hm2；其他生態(tài)空間轉(zhuǎn)入來源為水域、林地生態(tài)空間，轉(zhuǎn)入量分別為331.98 hm2、162.27 hm2；工礦生產(chǎn)空間、農(nóng)村生活空間、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間和水域生態(tài)空間的面積都主要由林地生態(tài)空間轉(zhuǎn)入。由此可知，作為主導(dǎo)地類的林地生態(tài)空間，是其他地類面積的主要轉(zhuǎn)入來源。

圖2 2000—2019年防城港市土地利用分類Fig.2 Land use classification of Fangchenggang City from 2000 to 2019

圖3 2000—2019年防城港市三生用地面積占比Fig.3 Proportion of production-life-ecological land area in Fangchenggang city from 2000 to 2019

研究期間草地生態(tài)空間轉(zhuǎn)出明顯，主要轉(zhuǎn)化為林地生態(tài)空間，面積為28 070.03 hm2。

3.2 景觀格局指數(shù)的時(shí)序變化

依照表2中各景觀指數(shù)的計(jì)算方式，利用Excel計(jì)算整理后，得到防城港市2000—2019年各土地利用功能類型的景觀格局指數(shù)(表4)。

由表4可知，19年間防城港市各景觀格局指數(shù)變化明顯，整體上均呈增加的趨勢。其中，各三生用地的斑塊數(shù)逐年增加，尤其在2009—2019年，斑塊數(shù)NP的個數(shù)增加異常顯著；2000—2009年，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間的景觀破碎度Ci和分離度Ni有小幅度的減少，草地生態(tài)空間、工礦生產(chǎn)空間和其他生態(tài)空間的Ni也呈微減之勢，間接反映了2009—2019年，由于防城港市城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，農(nóng)村、城鎮(zhèn)生活空間和工礦生產(chǎn)空間的面積急劇增加，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和草地生態(tài)空間被分割利用，土地利用類型趨于復(fù)雜且分布離散。研究期間，草地生態(tài)空間的Di呈先增加后減少的趨勢，林地生態(tài)空間的Di則是先減少后增加，這與草地生態(tài)空間面積的轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出，林地生態(tài)空間的轉(zhuǎn)出量相符合。工礦和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間、林地和其他生態(tài)空間的景觀損失度Ri先減少后增加，其余三生用地則是持續(xù)增加，且后10年比前9年增加的程度明顯，說明后10年里防城港市的擴(kuò)張使得各三生用地受到強(qiáng)烈的人為因素干擾，其生態(tài)系統(tǒng)自然屬性的損失程度較大。

3.3 景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空分異及其格局變化

利用ArcGIS10.2的疊加分析和統(tǒng)計(jì)匯總模塊以及屬性表字段編輯計(jì)算功能，計(jì)算6 361個格網(wǎng)的ERI值，將每個格網(wǎng)的ERI值賦予其中心點(diǎn)，采用克里金法對格網(wǎng)中心點(diǎn)進(jìn)行插值。借鑒前人研究成果[20,23]，結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況和ERI值的分布范圍，利用自然斷點(diǎn)法將景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)劃分為5個風(fēng)險(xiǎn)等級：低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)≤0.17，0.17<較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)≤0.57，0.57<中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)≤0.98，0.98<較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)≤1.38，高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)>1.38，統(tǒng)計(jì)防城港市3個時(shí)期各景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的面積和比例。

由防城港市不同時(shí)期各級景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)所占面積比例(圖5)可知，2000—2019年防城港市主要以較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主，其他等級風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的面積比例差異顯著。其中，低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積減少，呈先微減后巨減之勢，面積占比從46.87%降低至0.51%；中風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)的面積持續(xù)增加，且均表現(xiàn)為先小幅度增加后大幅度增加的趨勢，面積所占比例分別從2.19%、0.22%和0.16%上升至25.34%、12.46%和6.73%。因此，從各風(fēng)險(xiǎn)等級面積比例的升降可以看出，19年間防城港市整體景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)正朝著上升的方向演變。

從防城港市3個時(shí)期各景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間分布(圖6)可以看出，研究區(qū)總體上呈現(xiàn)出由低風(fēng)險(xiǎn)等級區(qū)域不斷向高風(fēng)險(xiǎn)等級區(qū)域轉(zhuǎn)變的趨勢。2000—2009年低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積減少了71 807.91 hm2，面積占比從46.87%降至34.87%，兩時(shí)期的低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)均主要分布在上思縣，這主要是因?yàn)樯纤伎h作為廣西林業(yè)大縣，且十萬大山水源林自然保護(hù)區(qū)坐落于上思縣，森林資源稟賦，生態(tài)環(huán)境底子好；與之對應(yīng)的是較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積的大幅度增加，增加了67 999.98 hm2,其面積占比由50.57%增加到61.93%，分布范圍廣，遍布各個區(qū)域，而期間由于上思至東興邊境公路、上思至大寺公路、上思木材批發(fā)市場和上思城西工業(yè)園區(qū)的建設(shè)，以及上思縣蔗糖、制藥加工業(yè)、旅游業(yè)的發(fā)展和新區(qū)開發(fā)、老城改造，其建設(shè)用地面積不斷擴(kuò)張，導(dǎo)致上思縣大部分低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)轉(zhuǎn)為較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積增加了2 491.17 hm2，面積所占比例從2.19%升至2.60%，2000年中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在東興市和港口區(qū)(東興市邊境出口加工工業(yè)、邊境貿(mào)易和跨國旅游業(yè)一直在加快發(fā)展，港口區(qū)的港口經(jīng)濟(jì)、海洋產(chǎn)業(yè)和臨海工業(yè)園區(qū)也持續(xù)建設(shè))，少量分布在上思縣，沒有分布在防城區(qū)，而2009年防城區(qū)成了中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分布的主要區(qū)域之一(防城區(qū)城區(qū)和漁萬島的改造建設(shè))；較高和高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積分別增加了670.32 hm2和646.44 hm2，面積占比分別從0.22%、0.16%升至0.33%、0.27%，兩者出現(xiàn)了由2000年只分布在東興市而2009年只分布于防城區(qū)的空間格局變化情況，反映了東興市生態(tài)旅游業(yè)發(fā)展的顯著成效以及防城區(qū)向行政中心區(qū)方向發(fā)展建設(shè)力度的加強(qiáng)。

圖4 2000—2019年防城港市三生用地面積變化圖Fig.4 Changes of production-life-ecological land area in Fangcheng city from 2000 to 2019

表3 2000—2019年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣Table 3 Land use transfer matrix from 2000 to 2019

表4 防城港市2000—2019年景觀格局指數(shù)Table 4 Landscape pattern index of Fangchenggang city from 2000 to 2019

圖5 2000—2019年防城港市各級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積比例Fig.5 Area proportion of ecological risk zones at all levels in Fangchenggang city from 2000 to 2019

圖6 2000—2019年防城港市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分布Fig.6 Spatial distribution of landscape ecological risk in Fangchenggang city from 2000 to 2019

2009—2019年，防城港市處于低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級的區(qū)域面積驟然劇減，減少了205 635.55 hm2，面積所占比例由34.87%下降至0.51%，其在2019年只有極少量分布在上思縣；較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的面積也較大幅度地減少，減少量為41 688.68 hm2，面積所占比例從61.93%減少到54.96%；而相應(yīng)的則是中、較高和高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的顯著增加，分別增加了136 074.77 hm2、72 569.25 hm2和38 680.21 hm2，面積占比分別從2.60%、0.33%和0.27%增至25.34%、12.46%和6.73%。2009—2019年，防城港市較高和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在上思縣、東興市和港口區(qū)，上思縣的資源型產(chǎn)業(yè)、旅游業(yè)的迅猛發(fā)展以及城鎮(zhèn)建設(shè)用地的急劇擴(kuò)張，東興試驗(yàn)區(qū)、跨境經(jīng)濟(jì)合作區(qū)等的建設(shè)，港口企沙工業(yè)區(qū)、現(xiàn)代化大型臨港工業(yè)區(qū)和港口物流園區(qū)等的推進(jìn)，導(dǎo)致各三生用地的破碎度和分離度提高，損失度隨之增加，人為干擾作用大，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步升高，說明在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展這一挑戰(zhàn)的同時(shí)，防城港市仍需更加重視生態(tài)環(huán)境問題。

2000—2019年，防城港市總體景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度加深，主要是因?yàn)榈惋L(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積的持續(xù)轉(zhuǎn)出，其他風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積增加且不斷朝著更高等級的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)演變。同時(shí)防城港市面臨著西部大開發(fā)和廣西“兩個建成(實(shí)現(xiàn)與全國同步全面建成小康社會，基本建成西南中南地區(qū)開放發(fā)展新的戰(zhàn)略支點(diǎn))等重大機(jī)遇，為保持經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)快速發(fā)展，伴隨著土地、人才、資金、能源等要素的制約以及環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排、沿邊沿海發(fā)展不均衡等問題亟待解決，城市生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不斷提高。

為直觀反映研究區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級間的轉(zhuǎn)變，通過ArcGIS10.2的疊加分析功能以及Excel數(shù)據(jù)透視表的排列，繪制防城港市2000—2019年生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級轉(zhuǎn)移矩陣(表5)。由表5可知，2000—2019年間，低等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)向高等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)換的面積為492 765.88 hm2，占研究區(qū)總面積的82.34%，高等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)換成低等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的面積為2 355.21 hm2，比例為0.39%。其中，低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)向較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移的速率最高，達(dá)到11 997.27 hm2/a，其次是較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)換為中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的速率，為6 007.34 hm2/a。2000—2009年，較低向低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、中向較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、較高和高向中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)以及高向較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)(均為高等級轉(zhuǎn)向低等級)的轉(zhuǎn)換速率高于2009—2019年間的速率，說明這一期間的生態(tài)環(huán)境有所改善；其他各類景觀的轉(zhuǎn)移速率則是后10 a的高，且后10 a低等級向高等級轉(zhuǎn)換的速率高于高等級轉(zhuǎn)向低等級，并較于前9 a的速率顯著加快，反映了城市化進(jìn)程的提速以及人類對土地利用不當(dāng)而給環(huán)境質(zhì)量帶來的不良影響。就2000—2019年的研究期間而言，防城港市整體景觀生態(tài)環(huán)境呈持續(xù)退化的趨勢，說明當(dāng)?shù)卦诿媾R經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，雖通過政策在一定程度上改善了環(huán)境質(zhì)量，但仍需進(jìn)一步加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展。

4 討論

通過對防城港市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究，為防城港市各區(qū)縣采取相應(yīng)措施以提高研究區(qū)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力提供對策。港口區(qū)重點(diǎn)發(fā)展港口經(jīng)濟(jì)，應(yīng)加大整治港口碼頭粉塵污染和發(fā)展綠色海洋產(chǎn)業(yè)，持續(xù)改善空氣質(zhì)量，改善海島生態(tài)安全；東興市側(cè)重發(fā)展口岸經(jīng)濟(jì)、旅游經(jīng)濟(jì)和海洋經(jīng)濟(jì)，可大力建設(shè)生態(tài)旅游項(xiàng)目、擴(kuò)展現(xiàn)代海洋漁業(yè)和發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。同時(shí)，港口區(qū)和東興市作為沿海區(qū)域，應(yīng)以濱海生態(tài)防護(hù)帶為骨架，以紅樹林保護(hù)和近岸海域、主要流域污染為重點(diǎn)，加強(qiáng)海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和監(jiān)控。防城區(qū)在推進(jìn)園區(qū)建設(shè)和發(fā)展上下游產(chǎn)業(yè)鏈的同時(shí)，應(yīng)抓緊環(huán)境整治工程建設(shè)，加強(qiáng)金茶花自然保護(hù)區(qū)監(jiān)管和物種多樣性保護(hù)，保持并降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級。上思縣自然資源底蘊(yùn)豐厚，需要重點(diǎn)發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代特色產(chǎn)業(yè)，建設(shè)自治區(qū)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)，抓好森林生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)修復(fù)，維持自然生態(tài)系統(tǒng)功能的穩(wěn)定。

表5 防城港市2000—2019年景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移矩陣Table 5 Landscape ecological risk transfer matrix of Fangchenggang city from 2000 to 2019

目前，中國三生空間的分類體系尚處于研究階段，有關(guān)三生空間區(qū)域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究成果較少。通過定量分析防城港市三生用地的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空分異特征，可為防城港市的景觀格局優(yōu)化、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防控和環(huán)境保護(hù)提供參考依據(jù)，為豐富和完善沿海城市的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供借鑒意義。下一步將在防城港市三生空間生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)演變驅(qū)動機(jī)制方面進(jìn)行探討，以完善區(qū)域三生空間的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究。

5 結(jié)論

以2000年、2009年和2019年3期土地利用類型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對土地利用主體功能進(jìn)行分類，構(gòu)建生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)模型，并借助半變異函數(shù)對防城港市進(jìn)行定量分析，以揭示防城港市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空分異特征及演變趨勢，得出如下結(jié)論。

(1)土地利用變化方面，2000—2019年林地和草地生態(tài)空間面積減少顯著，分別減少了5.51%和5.78%，草地生態(tài)空間主要轉(zhuǎn)化為林地生態(tài)空間，林地生態(tài)空間面積雖持續(xù)減少，但仍是研究區(qū)的優(yōu)勢景觀，各時(shí)期的面積占比均為70%以上；農(nóng)業(yè)和工礦生產(chǎn)空間、城鎮(zhèn)和農(nóng)村生活空間、水域和其他生態(tài)空間整體上均呈增加之勢，面積所占比例的增加量分別為8.10%、1.23%、0.52%、0.88%、0.52%、0.04%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間面積的增加最為明顯；其他生態(tài)空間變化不大。景觀格局指數(shù)變化方面，研究期間各地類的景觀指數(shù)在后10年的變化比前9年顯著，且整體上呈增加趨勢。

(2)研究期間，防城港市的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)呈升高趨勢。時(shí)間尺度上，前9年防城港市以低和較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主，其中低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積逐步減少，中、較高和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積逐步增加；后10年以較低和中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主，低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)銳減，較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)有所減少，中、較高和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)顯著增加。區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)特征方面，各區(qū)域整體景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)有不同程度的增加，上思縣風(fēng)險(xiǎn)等級程度增加相對明顯，其次為港口區(qū)和東興市；防城區(qū)在2019年主要生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級為較低和中風(fēng)險(xiǎn)，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)小于其他區(qū)域。

(3)2000—2019年防城港市各等級的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移特征顯著。其中前9年低等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)換成高等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的速率為9 816.20 hm2/a，高等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)向低等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)換的速率為1 547.37 hm2/a；后10年低等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)向高等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移的速率為43 733.33 hm2/a，高等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移為低等級生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的速率為428.52 hm2/a。防城港市生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)由低等級向高等級轉(zhuǎn)換的速率遠(yuǎn)高于高等級向低等級的轉(zhuǎn)換速率，反映了低風(fēng)險(xiǎn)等級轉(zhuǎn)為其他風(fēng)險(xiǎn)等級的難度小，而高風(fēng)險(xiǎn)等級轉(zhuǎn)換為其他風(fēng)險(xiǎn)等級的難度大，且后10年比前9年相比更為明顯，說明人類活動干擾程度的加深使得防城港市的生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)了逐步退化。