水生態(tài)系統(tǒng)韌性視角下熱帶雨林地區(qū)的藍(lán)綠空間評價
——以五指山市南圣河為例

車 樂，李媛鈺，趙渺希，葉鴻任

（1.華南理工大學(xué) 建筑學(xué)院，廣州 510641；2.華南理工大學(xué) 亞熱帶建筑與城市科學(xué)全國重點實驗室，廣州 510641；3.廣東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院科技集團(tuán)股份有限公司，廣州 510290）

全球氣候變化、自然災(zāi)害沖擊等事件頻發(fā)，威脅著水生態(tài)系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。隨著城市的快速擴(kuò)張，人類社會生產(chǎn)和游憩活動對水生態(tài)系統(tǒng)施加的壓力與日俱增，對城市藍(lán)綠空間可持續(xù)發(fā)展提出了更高的挑戰(zhàn)，水生態(tài)系統(tǒng)的韌性建設(shè)和供需關(guān)系研究（莊智程 等，2022）日益得到關(guān)注。黨的十九大以來，“人與自然是生命共同體”“城水相依”等政策理念推動了城市藍(lán)綠空間的規(guī)劃進(jìn)程。同時，“以人民為中心”理念提升了人們對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉的關(guān)注度，如何統(tǒng)籌“人-山水林田湖草生命共同體”的國土空間全域要素（彭建 等，2020），以提升藍(lán)綠空間規(guī)劃品質(zhì)成為重要議題。藍(lán)綠空間規(guī)劃的目的是創(chuàng)造一個有彈性的區(qū)域，以對抗城市系統(tǒng)的內(nèi)部和外部壓力，而河流廊道是其重要對象。尤其在海南中南部山區(qū)等熱帶雨林地區(qū)，具有熱帶季風(fēng)氣候影響下降雨量大、植被類型及生物多樣性豐富，生態(tài)旅游資源多元等特征（姜超 等，2017），其河流廊道所承受的雨洪壓力和城鄉(xiāng)居民活動壓力均較大，對其開展社會-生態(tài)韌性的研究具有重要意義。

五指山市位于熱帶雨林國家公園的核心區(qū)域，生態(tài)在當(dāng)?shù)氐母哔|(zhì)量發(fā)展中扮演著日益重要的角色。歷史上，五指山經(jīng)常受強(qiáng)臺風(fēng)影響，農(nóng)業(yè)、交通設(shè)施等易于遭受不同程度破壞，加強(qiáng)其雨洪韌性具有現(xiàn)實性和緊迫性（羅日洪 等，2017）。該市將旅游業(yè)作為重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)，2023年“五一”假期接待游客9.18萬人次，同比增長120.14%①http://wzs.hainan.gov.cn/wzsszfb/0500/202002/088a4c91f4454c2f9028bf516ac9e2e2.shtml。除日常居民活動對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生慢發(fā)性“壓力”，激增的旅游類游憩對河流藍(lán)綠空間的影響需引起重視。本文選取五指山南圣河為典型對象，基于水生態(tài)系統(tǒng)韌性視角開展熱帶雨林地區(qū)的河流藍(lán)綠空間評價，以期應(yīng)對其在雙重生態(tài)壓力下產(chǎn)生的水安全威脅以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需失衡問題，推動河流藍(lán)綠空間的韌性規(guī)劃。

1 研究進(jìn)展

“生態(tài)系統(tǒng)韌性”概念最早由美國生態(tài)學(xué)教授Holling（1973）提出，即“自然系統(tǒng)應(yīng)對自然或人為原因引起的生態(tài)系統(tǒng)變化時的持久性”。此后國外韌性理論發(fā)展經(jīng)歷了“工程韌性（單一平衡）、生態(tài)韌性（多重平衡）、社會-生態(tài)韌性（復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)）”3個階段的轉(zhuǎn)變（李彤玥，2017）。Evelyn等（2008）進(jìn)一步提出了生態(tài)系統(tǒng)韌性“球-杯模型”，該模型假設(shè)生態(tài)系統(tǒng)（或社會-生態(tài)系統(tǒng)）具有抗干擾能力的多個穩(wěn)態(tài)，韌性反映生態(tài)系統(tǒng)遇到?jīng)_擊后恢復(fù)到原有狀態(tài)的能力。水生態(tài)系統(tǒng)韌性起始于河流韌性研究，不少歐美國家開展了相關(guān)實踐，提出彈性動態(tài)適應(yīng)思維，在保障水安全的基礎(chǔ)上，提高城市與河流的互動與促進(jìn)關(guān)系（李莎莎等，2011）。荷蘭在空間規(guī)劃中（2003）提出“提供洪水滯留、綠色河道”等彈性策略（Vis et al.,2003），并制定《藍(lán)綠網(wǎng)格設(shè)計導(dǎo)則》為項目的實施提供指導(dǎo)（曹哲靜，2018）。英國地方政府和環(huán)保部門于2006年提出以“給水空間”代替堤壩防洪的思路，即通過提高水生態(tài)系統(tǒng)的供給、調(diào)節(jié)和支持能力，以適應(yīng)暴雨洪水等自然災(zāi)害的侵襲（李莎莎 等，2011）。美國紐約BIG 建筑事務(wù)所（2017）提出曼哈頓濱水區(qū)域的“Big U”構(gòu)想，以應(yīng)對潛在的風(fēng)暴潮及海平面上升等問題。既有研究不僅對水安全與水生態(tài)供給能力給予關(guān)注，還對雨洪韌性評估模型展開實踐（Boughton, 1989）。不少學(xué)者選擇以流域為單元的SCS-CN、HEC-HMS、STORM等水文模型（張巖，2021），采用社會-生態(tài)的疊加分析方法（Paetzold et al., 2010），以實現(xiàn)河流流域的綜合韌性構(gòu)建。

國內(nèi)對于河流韌性的研究開展相對較晚。在理論研究上，俞孔堅等（2003）早年提出“海綿城市”概念；廖桂賢等（2015）提出“韌性承洪”理論，提倡利用可泛洪土地建立城市承洪韌性；胡岳（2016）提出城市水系統(tǒng)規(guī)劃的韌性理論，將“災(zāi)難抵抗”轉(zhuǎn)向“調(diào)和共生”。在研究對象上，主要聚焦典型河流或地方特色水網(wǎng)地區(qū)的水生態(tài)系統(tǒng)韌性研究，如紀(jì)然等（2019）在對蘇南鄉(xiāng)村空間形態(tài)的研究中，提出水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)包含濱水綠化、提供淡水、保障生物多樣性、支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提供棲息地等功能，通過調(diào)控供需的適配，最終使其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可持續(xù)；在研究視角上，部分研究以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、供需匹配、雨洪模擬與調(diào)節(jié)服務(wù)測度為切入點，構(gòu)建河流藍(lán)綠空間的評價體系，以推動城市的生態(tài)修復(fù)與可持續(xù)發(fā)展。如周可婧（2021）創(chuàng)新性地用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需的方法提出構(gòu)建城市流域雨洪安全格局。近年來，河流韌性理論下藍(lán)綠空間的規(guī)劃與策略營建得到關(guān)注，其以構(gòu)建安全、生態(tài)、可供游憩的河流藍(lán)綠空間網(wǎng)絡(luò)為目標(biāo)（賈綠媛，2021），強(qiáng)調(diào)河流水安全保護(hù)與日常游憩的耦合測度。

總體上，既有研究較少以生態(tài)-社會耦合視角展開對河流藍(lán)綠空間的綜合韌性評價（Oliveira-Junior et al., 2020；閆 水 玉 等，2022；黃 鐸 等，2022），一般僅以雨洪分析（突發(fā)性的脈沖）進(jìn)行韌性測度，或單獨從“社會-生態(tài)系統(tǒng)”供需視角開展評估；現(xiàn)有研究韌性評價的要素維度不足，存在針對藍(lán)綠空間的韌性評價體系不完善、綜合分析不夠、缺乏地區(qū)性評估等問題（余俏 等，2022），本研究基于水生態(tài)系統(tǒng)韌性的多學(xué)科融合方法，有助于厘清當(dāng)前河流藍(lán)綠空間的韌性問題，為熱帶雨林地區(qū)藍(lán)綠空間韌性評價與優(yōu)化提供借鑒。

2 水生態(tài)系統(tǒng)韌性理論構(gòu)建與評價方法

本研究界定的水生態(tài)系統(tǒng)韌性是指在突發(fā)性脈沖或緩慢性壓力下，生態(tài)系統(tǒng)所具備的抵御、適應(yīng)、恢復(fù)和發(fā)展能力（Amy et al., 2013; Spaans and Waterhout, 2017）。以柯林斯的社會-生態(tài)系統(tǒng)的壓力-脈沖動態(tài)模型（Press-Pulse Dynamics Model，簡稱PPD）為基礎(chǔ)（Colins et al., 2011；王敏 等，2018），增加對藍(lán)綠空間的“脈沖”（Pulse）與慢發(fā)性“壓力”（Press）2 類生態(tài)壓力可測度的評價方法，落實保障水安全格局與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需平衡兩大目標(biāo)，構(gòu)建適用于熱帶雨林地區(qū)的水生態(tài)系統(tǒng)韌性PPD 評估模型（圖1）。其中，“脈沖”（Pulse）是相對離散的，可迅速改變物種豐度和生態(tài)系統(tǒng)功能，如暴雨洪水、火災(zāi)、干旱等典型的自然干擾系統(tǒng)；慢發(fā)性“壓力”（Press）是指以人類的日常游憩需求或休閑景觀使用等持續(xù)且長期產(chǎn)生的生態(tài)壓力；動態(tài)過程（Dynamic）是以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為橋梁，承接社會-生態(tài)系統(tǒng)的相互作用。

圖1 基于水生態(tài)系統(tǒng)韌性的PPD評估模型Fig.1 PPD assessment model based on water ecosystem resilience

以南圣河五指山主城區(qū)段為研究對象，通過“構(gòu)建理論模型—疊合2類承壓評價—分析出吻合點和沖突點—提出韌性規(guī)劃策略”四大步驟，明確水生態(tài)系統(tǒng)韌性下熱帶雨林地區(qū)的城市藍(lán)綠空間評價思路（圖2），建立對“突發(fā)性自然脈沖”與“慢發(fā)性壓力”的一套可測度的方法。在保障水安全格局的基礎(chǔ)上，對南圣河的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需均衡進(jìn)行分析，識別供需不適配的區(qū)域，進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)社會需求的雙向調(diào)節(jié)，以提高河流藍(lán)綠空間的抵御、適應(yīng)、服務(wù)和恢復(fù)的能力。

圖2 水生態(tài)系統(tǒng)韌性下藍(lán)綠空間評價研究框架Fig.2 Research framework for blue-green spatial valuation under water ecosystem resilience

3 南圣河五指山段水生態(tài)系統(tǒng)韌性評價

3.1 案例地區(qū)概況

南圣河發(fā)源于五指山市南圣鎮(zhèn)毛祥村，向西流經(jīng)南圣鎮(zhèn)至市區(qū)穿城而過，出口經(jīng)番陽鎮(zhèn)匯入昌化江，全長64.61 km，流域面積658 km2。研究區(qū)域地處熱帶北緣，為熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年均溫為22.5～26.0 ℃；受印度洋季風(fēng)、西北太平洋季風(fēng)以及東亞季風(fēng)的聯(lián)合影響，多年平均降水量達(dá)1 759 mm（吳挺勛 等，2022）。

《五指山市濕地保護(hù)規(guī)劃（2020—2030年）》②據(jù)五指山市氣象局和Weather spark提供的1980-01-01―2016-12-31的歷史小時天氣報告統(tǒng)計。明確強(qiáng)化南圣河的水源保護(hù)機(jī)制，要求按照“確有需要、生態(tài)安全、可以持續(xù)”的原則，完善水源保護(hù)的重要戰(zhàn)略定位。熱帶雨林地區(qū)的城市河流廊道作為重要的藍(lán)綠空間，為保證其韌性評估的準(zhǔn)確性，生態(tài)系統(tǒng)的韌性評價應(yīng)統(tǒng)籌考慮河流景觀及周邊的土地利用要素。因此，本研究對象界定為五指山市主城區(qū)內(nèi)南圣河及其兩側(cè)的藍(lán)綠空間（圖3），依據(jù)城市主要道路和河岸帶的長度、功能，將南圣河廊道分成6段（圖4）。

圖3 五指山南圣河及其兩側(cè)的藍(lán)綠空間Fig.3 Blue-green space of the Wuzhishan Nansheng River and its sides

圖4 南圣河河岸帶劃分Fig.4 Riparian zone delineation of the Nansheng River

按河岸功能類型，流動之河應(yīng)能滿足河道水體流動與生態(tài)基流的需求；藍(lán)色之河以水體為主體，常年保持一定水面并具有水生態(tài)價值；綠色之河是以灘涂濕地為主體，且難以保證一年均有連續(xù)水面的河流。南圣河游憩活動多分布于三月三大道沿岸的廣場、景觀廊橋或小島公園，活動類型包括日常鍛煉、散步、觀賞景觀以及節(jié)慶日的黎族歌舞表演等。受旅游旺季影響，除市中心沿岸外，翡翠大道―紅河路―南水路沿岸的旅游觀光的活動增強(qiáng)。此外，游憩活動在增加河岸的活力的同時，也對河岸生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。通暢路―三月三大道段處的小島公園有不少居民活動，但周邊以灘涂濕地為主，自身水環(huán)境承載力弱，有一定的河岸淤積，當(dāng)游憩軌跡達(dá)到中高密度時，過量游憩活動產(chǎn)生的生活垃圾會加劇河道淤積并產(chǎn)生生境壓力。

3.2 應(yīng)對“突發(fā)性自然脈沖”的南圣河藍(lán)綠空間評價

選取雨洪模擬和水源安全分析評價作為應(yīng)對“突發(fā)性自然脈沖”的重要測度因素，運用SCS-CN模型，采用10 和50 a 的極端日降雨量數(shù)據(jù)③，識別不同流域的淹沒范圍和水文易受威脅區(qū)，通過“流域劃分→雨洪模擬→水源保護(hù)分析”三步生成南圣河藍(lán)綠空間的綜合水安全格局。人口激增與頻繁活動會增大河流雨洪風(fēng)險，通過構(gòu)建雨洪評價與人口、游憩密度需求疊加矩陣，進(jìn)一步識別潛在的水文安全易受威脅區(qū)域。

3.2.1 基于SCS-CN 模型的雨洪模擬 SCS-CN 模型以流域為單元，綜合考慮地形、流域降雨、土壤類型、土地利用方式及管理水平、前期土壤濕潤狀況與徑流間的關(guān)系（Boughton, 1989），在降雨數(shù)據(jù)可獲得的基礎(chǔ)上，操作簡單和穩(wěn)定，且被廣泛應(yīng)用。將研究區(qū)域分成7個流域，計算各流域的CN值和淹沒區(qū)，得出五指山市的10、50 a一遇的極端日降雨量分別為244和312 mm。運用ArcGIS3D 表面體積分析工具，生成雨洪淹沒區(qū)空間分布，得出該片區(qū)10、50 a一遇的流域雨洪淹沒 深 度 分 別 為 253.8～318.5、 253.9～318.6 m（表1）。通過疊加7個流域的淹沒區(qū)域的DEM，生成綜合的雨洪淹沒分析。由模擬結(jié)果可知，南圣河流域的淹沒區(qū)以點狀分布為主，在各流域的交界處（地表高程較低）形成淹沒區(qū)，識別出雨洪易受威脅區(qū)域5處，分別是山海高速―通暢路段A1、通暢路―三月三大道段雨洪淹沒區(qū)A2、三月三大道―翡翠大道雨洪淹沒區(qū)A3和A4、南水路—紅河路段雨洪淹沒區(qū)A5（圖5-a）。

表1 各流域雨洪淹沒高度統(tǒng)計Table 1 Stormwater inundation height statistics for each watershed

圖5 南圣河流域雨洪淹沒區(qū)空間分布（a）和綜合水安全格局（b）Fig.5 Spatial distribution of stormwater inundation areas (a) and integrated water security patterns (b) in the Nansheng River Basin

3.2.2 南圣河流域的綜合水安全格局構(gòu)建 綜合水安全格局是保障水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力的基礎(chǔ)，一般由雨洪安全格局和水源保護(hù)安全格局構(gòu)成。依據(jù)河流廊道寬度對生物保護(hù)、氮移除的影響因素，以南圣河廊道、太平水庫為緩沖區(qū)的源，將緩沖區(qū)寬度分別設(shè)置為50-100-200 m、100-200-300 m，得到南圣河廊道的水源保護(hù)格局分析。疊加雨洪淹沒情況，得到南圣河流域的綜合水安全格局（圖5-b）。

3.2.3 基于居民活動熱點分析的易受威脅區(qū)識別過量的人口和游憩活動對水生態(tài)系統(tǒng)施加壓力后，容易加劇雨洪淹沒風(fēng)險、產(chǎn)生水安全潛在威脅區(qū)。如在河流廊道緩沖區(qū)范圍內(nèi)過度的游憩活動對河流廊道的生物多樣性和水安全帶來威脅。而Worldpop數(shù)據(jù)能較好地適用于流域的人口空間化分析（韓用順 等，2022），因此，結(jié)合居民日常活動軌跡，選取2020 年Worldpop 人口數(shù)據(jù)和兩步路網(wǎng)站爬取2 600 條與五指山市主城區(qū)相關(guān)的游憩路徑③需求分析來源于2020年的人口和游憩數(shù)據(jù)，人口數(shù)據(jù)來源于2020年worldpop（由南安普頓大學(xué)發(fā)起的全球人口數(shù)據(jù)評估）對五指山市人口空間分布的評估，精度為100 m 分辨率的人口密度數(shù)據(jù)；游憩數(shù)據(jù)來源于2020年，通過PYTHON 軟件在兩步路網(wǎng)站公開爬取2 600條與五指山市相關(guān)的游憩路徑。，通過ArcGIS 的創(chuàng)建100 m×100 m 的漁網(wǎng)，運用空間連接各要素，采用熱點分析法（Getis-Ord），對人口分布熱度與游憩熱度進(jìn)行分析，并疊加至綜合水文安全格局（圖6）。

圖6 基于人口熱點（a）和游憩密度（b）的潛在威脅區(qū)識別Fig.6 Potential threat area identification based on population hotspots(a) and recreational density(b)

通過關(guān)聯(lián)人口密度、游憩密度、雨洪淹沒指數(shù)、水源保護(hù)等級等要素，進(jìn)行矩陣疊加，可較好地評估各區(qū)域的“突發(fā)性自然脈沖”的風(fēng)險等級，對重疊區(qū)域進(jìn)行分類，識別出雨洪淹沒風(fēng)險區(qū)（A1～A5）和水安全的潛在威脅區(qū)（B1～B3），分為雨洪淹沒風(fēng)險區(qū)和水安全潛在威脅區(qū)2 類，由表2可知，A2區(qū)的承壓評分較高，而A1、A5、B3區(qū)的承壓評分較低。其中A2 為雨洪淹沒指數(shù)、人口密度和游憩熱點都高的地區(qū)，A1、A5 屬于人口和游憩需求較低但呈現(xiàn)較強(qiáng)的雨洪淹沒風(fēng)險區(qū)，B3為什別河與南圣河交匯的緩沖區(qū)，中度水安全水平但存在較高的游憩密度。

表2 基于熱點與水安全的易受威脅區(qū)評級Table 2 Vulnerable zone ratings based on hotspots and water security

3.2.4 基于不同季候游憩壓力的雨洪威脅識別為探究不同季候的游憩需求對雨洪韌性的影響，將軌跡劃分為旅游淡季（5—10月：豐水期）1 390條軌跡與旅游旺季（11月至次年4月：枯水期）1 410條軌跡。通過游憩與水安全（雨洪淹沒與河流緩沖）的疊合，識別不同季候的游憩壓力。一方面，淡季和旺季的游憩存在明顯空間分異（圖7）。淡季南圣河所承受的居民和游客的游憩壓力偏低，即人為造成的雨洪潛在威脅值較低。游憩軌跡多向南部和西部流動，高密度游憩區(qū)為南圣河沿岸的山海高速—通暢路段和通暢路—三月三大道段、番茅田園綜合體等片區(qū)，而南圣河沿岸其他段為低中游憩密度。然而，旺季隨著大量旅游人口涌入五指山，游憩密度增加，主要集中在位南圣河沿岸、2 條南向北的游憩路線（市中心至太平水庫與什翁嶺至什別河）。另一方面，淡季游憩與雨洪淹沒、河流緩沖區(qū)的重合度低，而旺季的空間重疊度高（圖8）。淡季的游憩軌跡與大面積的雨洪淹沒風(fēng)險區(qū)A2（通暢路―三月三大道）、A5（南水路―紅河路）不重合，且多分布在河流、水庫緩沖區(qū)的一側(cè)；然而，雨洪淹沒風(fēng)險區(qū)A2和A5區(qū)域在旺季出現(xiàn)中高強(qiáng)度的游憩人口，同時，居民和游客對太平水庫的游憩軌跡密度增強(qiáng)。綜上，藍(lán)綠空間在旺季的雨洪韌性需求增強(qiáng)，游憩壓力增加。

圖7 游憩與雨洪淹沒區(qū)疊合［a.淡季（豐水期）；b.旺季（枯水期）］Fig.7 Recreation and stormwater floodplain overlay[a.off-season (period of high water level); b.peak season (period of low water level)]

圖8 游憩與河流緩沖區(qū)疊合［a.淡季（豐水期）；b.旺季（枯水期）］Fig.8 Recreation and river buffer overlay[a.off-season (period of high water level); b.peak season (period of low water level)]

3.3 面對“慢發(fā)性壓力”的南圣河藍(lán)綠空間評價

生態(tài)系統(tǒng)面對的“慢發(fā)性壓力”通常來源于人類社會需求對其的日常游憩需求、營養(yǎng)物質(zhì)輸入與沉淀等因素，而生態(tài)系統(tǒng)供需的均衡關(guān)系能最大化實現(xiàn)其效用，保障其可持續(xù)供給的能力，供需雙方動態(tài)的平衡可實現(xiàn)藍(lán)綠空間的韌性。在充分考慮土地利用類型與價值服務(wù)關(guān)聯(lián)性的基礎(chǔ)上，選擇當(dāng)量因子法與地方實物法對自然生態(tài)用地、建設(shè)用地中的公園綠地等藍(lán)綠空間的服務(wù)功能權(quán)重進(jìn)行打分，得到南圣河藍(lán)綠空間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合評價。人類社會對生態(tài)系統(tǒng)的需求的影響因子涉及土地利用類型、人口分布密度、產(chǎn)業(yè)類型、游憩活動與景觀休閑等方面，考慮數(shù)據(jù)可得性和可操作性，并統(tǒng)籌“突發(fā)性脈沖”的需求測度來源，選擇人口密度、游憩密度以及土地利用類型3項指標(biāo)進(jìn)行“慢發(fā)性壓力”主要的供需測度分析。

3.3.1 綜合“當(dāng)量因子法”的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值考慮到熱帶雨林地區(qū)河流生態(tài)系統(tǒng)的覆被特征，將南圣河與兩側(cè)的藍(lán)綠空間劃分為由7大類16小類組成的生態(tài)系統(tǒng)（陳宗鑄 等，2021；馬勇 等，2021）。借鑒謝高地等（2015）對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子的研究，并融合地方實物價值法，確定路徑：首先，以謝高地的價值當(dāng)量為基礎(chǔ)，結(jié)合城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，參考李霖明（2022）的測算方法，以海南省2022 年地方實物價值法進(jìn)行系數(shù)調(diào)整；其次，依托海南熱帶雨林國家生態(tài)系統(tǒng)價值（GEP）核算成果，對研究區(qū)鄰近熱帶雨林一般控制區(qū)的保護(hù)林地、橡膠園地等生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的系數(shù)調(diào)整；最后，針對農(nóng)田、林地、草地、園地、濕地、荒漠、水域、城市綠地等生態(tài)用地，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量（表3）。

表3 南圣河藍(lán)綠空間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量Table 3 Equivalent value of ecosystem services of blue-green space of Nansheng River 元/hm2

城鄉(xiāng)的生態(tài)系統(tǒng)為居民的健康生活與安全提供調(diào)節(jié)、支持、供給、文化等服務(wù)，如城市綠地提供凈化空氣、改善小氣候、調(diào)節(jié)雨水徑流的能力?？紤]到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的自然與社會要素的完整性，采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)矩陣法，在城鄉(xiāng)建設(shè)用地中篩選可提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的用地類型，在Burkhard 等（2012）相關(guān)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行打分，構(gòu)建對住宅用地（R）、公共管理與公共服務(wù)用地（A）、綠地（G1/G2）、鄉(xiāng)村建設(shè)用地（H14）等8類用地的服務(wù)權(quán)重（表4）。

表4 城鄉(xiāng)建設(shè)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)矩陣Table 4 Ecosystem services matrix for urban and rural construction sites

3.3.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給總評價 通過ArcGIS 空間疊加法，生成生態(tài)系統(tǒng)的供給、調(diào)節(jié)、支持、文化4項服務(wù)的評估結(jié)果，并對其綜合供給能力進(jìn)行評價。在供給服務(wù)方面，南圣河沿岸、西側(cè)農(nóng)田和北側(cè)林地提供較高的服務(wù)供給，在城鄉(xiāng)開發(fā)邊界周邊的農(nóng)田、林地區(qū)域，其服務(wù)價值由開發(fā)邊界向四周逐漸提高。在調(diào)節(jié)服務(wù)方面，城鄉(xiāng)建設(shè)用地的調(diào)節(jié)能力較低，高價值調(diào)節(jié)區(qū)主要為南圣河廊道和北側(cè)林地生態(tài)系統(tǒng)。在支持和文化服務(wù)方面，城鄉(xiāng)建設(shè)用地中的城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)的公園綠地、公共服務(wù)設(shè)施用地、道路用地對生態(tài)系統(tǒng)起一定的支持作用，并提供一定的文化服務(wù)。

依據(jù)自然斷點法將藍(lán)綠空間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值（ESV）分成8 級，總體服務(wù)價值較高的區(qū)域為南圣河與北側(cè)的保護(hù)林地，南圣河呈現(xiàn)服務(wù)價值不均衡的特征，通暢路—山海高速段、翡翠大道—紅莊路段河流的總體服務(wù)值較高（ESV＞3 700 000），而市中心的通暢路—三月三大道—翡翠大道的河流生態(tài)服務(wù)值中等（130 000＜ESV≤3 700 000），紅莊路—南水路段服務(wù)值偏低（ESV≤130 000）。整體上，藍(lán)綠空間的供給以南圣河為核心，點狀滲透于城鄉(xiāng)建設(shè)區(qū)內(nèi)，河流線狀的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間不連續(xù)，開發(fā)邊界北側(cè)的生態(tài)用地的服務(wù)價值高于南側(cè)（圖9）。

圖9 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值空間分布Fig.9 Spatial distribution of the value of ecosystem services

人居環(huán)境系統(tǒng)對于水生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)需求眾多，以人口熱點、游憩熱點以及相鄰用地的土地利用類型等作為需求因子，進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)的供需匹配。并選擇熱點分析（Getis-OrdG*i）方法，依據(jù)自然斷點法分級，測度結(jié)果顯示：研究區(qū)內(nèi)人口熱點整體沿市中心和河岸兩側(cè)分布，熱點最高區(qū)域（Getis-OrdG*i＞4.4）在通暢路―三月三大道―翡翠大道區(qū)段，通暢路―三月三大道段與南水路―紅河路段的人口密度偏低（0.8≤Getis-OrdG*i≤4.4）。游憩熱點集中分布在山海高速―通暢路―三月三大道段、各類農(nóng)莊景點區(qū)域（Getis-OrdG*i＞2.0），部分河道段的游憩熱度不高（Getis-OrdG*i≤0.25），熱度點狀散落在河流兩側(cè)，側(cè)面反映當(dāng)前南圣河及兩岸的游憩服務(wù)能力不足。生態(tài)系統(tǒng)熱點主要集中在南圣河廊道和北側(cè)的太平水庫（Getis-OrdG*i≥5.5），其中，三月三大道―翡翠大道―紅莊路段河流的服務(wù)熱點較高（2.9≤Getis-OrdG*i≤5.4），其次是通暢路―山海高速段（1.3≤Getis-OrdG*i≤2.8），市中心的通暢路―三月三大道段與紅莊路―南水路段的服務(wù)熱點較低（Getis-OrdG*i≤1.2）（圖10、11）。

圖10 人口（a）與游憩（b）熱點分析Fig.10 Hotspot analysis of population (a) and recreation(b)

圖11 基于熱點分析的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給Fig.11 Ecosystem service provisioning based on hotspot analysis

綜上，南圣河藍(lán)綠空間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)冷點區(qū)與人口分布熱點區(qū)出現(xiàn)部分重合，存在供需不適配的情況。即南圣河藍(lán)綠空間的生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)與人類社會需求存在空間匹配失衡現(xiàn)象，其藍(lán)綠空間應(yīng)對“慢發(fā)性壓力”的韌性不足。

3.4 綜合韌性評估結(jié)果

依據(jù)上述結(jié)果，通過水安全易受威脅區(qū)評估打分識別突發(fā)性雨洪脈沖的風(fēng)險等級，疊加人口、游憩等需求測度評估慢發(fā)性“壓力”大小，明晰南圣河藍(lán)綠空間面對“突發(fā)性自然脈沖”與“慢發(fā)性壓力”影響下的承壓水平，識別出南圣河藍(lán)綠空間的雨洪安全易受威脅區(qū)與供需不適配區(qū)。

在雨洪模擬和水安全評估中發(fā)現(xiàn)（見表2），南圣河及兩側(cè)的藍(lán)綠空間中存在5個雨洪淹沒風(fēng)險區(qū)（A1～A5），經(jīng)過人口游憩熱度與綜合水安全的疊加矩陣，進(jìn)一步識別出3 個水安全易受威脅區(qū)（B1～B 3）。綜合結(jié)果可知，A2（通暢路―三月三大道段）承載極高的人口密度和游憩熱度，且位于雨洪淹沒的發(fā)生區(qū)，承壓風(fēng)險較高；A1（山海高速―通暢路）和A5（南水路―紅河路）屬于典型的雨洪淹風(fēng)險區(qū)，受游憩和人口密度的影響小，承壓總評分偏低；B3位于南圣河支流的緩沖區(qū)，人口和游憩密度較高，可作為一個潛在易受威脅區(qū)。此外，不同季候的游憩活動對藍(lán)綠空間的施加的壓力存在差異，淡季游憩密度低，潛在雨洪威脅區(qū)較少，而旅游旺季游憩軌跡密度較高，藍(lán)綠空間面臨的慢發(fā)性的游憩壓力增大，居民和游客對雨洪韌性的需求增強(qiáng)。

綜上，南圣河的水安全評價顯示其應(yīng)對雨洪突發(fā)性災(zāi)害時的韌性不足，不同季候的游憩壓力存在空間分異，潛在的易受威脅區(qū)域需引起重視。在生態(tài)系統(tǒng)供給評估中發(fā)現(xiàn)（見圖10、11），高價值生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)區(qū)呈帶狀或塊狀分布，集中在河流與北側(cè)的生態(tài)保育區(qū)；城鄉(xiāng)建設(shè)區(qū)內(nèi)的多以綠地、公共服務(wù)和道路的支持功能為主，生態(tài)服務(wù)價值總體偏低；生態(tài)系統(tǒng)總供給服務(wù)與人類社會需求（人口密度和游憩熱度）出現(xiàn)空間不適配，具體表現(xiàn)在通暢路―三月三大道段和翡翠大道―紅莊路段的供給與人類活動的冷點和人口熱點重合，即人口集中的地區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)低，南圣河及兩側(cè)的藍(lán)綠空間受威脅擾動的可能性增大。未來應(yīng)針對雨洪淹沒、水安全易受威脅區(qū)、供需不適配段的區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃和契合性調(diào)整，提高河流藍(lán)綠空間的韌性。

4 南圣河韌性評估的影響因素

4.1 熱帶雨林地區(qū)藍(lán)綠空間韌性評估的影響因素

1）生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與土地利用類型

熱帶雨林的生態(tài)本底賦予五指山較強(qiáng)的韌性恢復(fù)力與賦活指數(shù)，然而熱帶雨林城市的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和服務(wù)功能的變化對當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展高度敏感（侯鵬 等，2018），其藍(lán)綠空間面臨高生態(tài)韌性與發(fā)展壓力的交互影響。對南圣河而言，不同灘涂、水體的服務(wù)價值差異較大，從而影響河岸段的生態(tài)韌性條件。依據(jù)熱帶雨林地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量（見表3），河流水系的水文調(diào)節(jié)能力遠(yuǎn)高于灘涂地，因此，在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)用地類型中以水系為主的通暢路―山海高速段、翡翠大道―紅莊路段河流的調(diào)節(jié)服務(wù)值較高，抵御外部生態(tài)壓力的韌性越強(qiáng)；而以灘涂用地為主紅莊路―南水路段服務(wù)值較低，韌性能力不足。

2）突發(fā)性自然脈沖與雨洪韌性 選擇雨洪韌性評估作為突發(fā)性自然脈沖的測度，而SCS-CN 模型的雨洪模擬與熱帶雨林地區(qū)的極端日降雨量、CN、地形等因素相關(guān)（表5）。五指山市受熱帶海洋性季風(fēng)氣候影響，強(qiáng)降雨頻發(fā)于7―11 月的臺風(fēng)多發(fā)季節(jié)，因此，極端日降雨量容易發(fā)生在豐水期（5―10月）。CN值代表流域下墊面的綜合系數(shù)，反映不同下墊面的洪水下滲能力，一般以歷史經(jīng)驗值獲得，本研究對各流域的不同用地進(jìn)行徑流系數(shù)加權(quán)，得到7大流域的徑流系數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，雨洪淹沒區(qū)位于地勢低的地表徑流集中區(qū)，且淹沒的范圍與極端日降雨量有關(guān)。

表5 城市藍(lán)綠空間水生態(tài)系統(tǒng)韌性指標(biāo)Table 5 Indicators of water ecosystem resilience in urban blue-green spaces

3）慢發(fā)性壓力 慢發(fā)性壓力的測度起源于“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型”（PSR 模型）（Rapport and Singh, 2006），壓力指標(biāo)主要為人類社會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響的指標(biāo)，包含土地利用強(qiáng)度、人口密度、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、工業(yè)等污染物排放量等（陳昱霖 等，2020）。同時，日常的游憩活動對藍(lán)綠空間產(chǎn)生一定的慢發(fā)性壓力。本研究選擇人口和游憩作為測度，評估得出人口密度是較為穩(wěn)定的藍(lán)綠空間韌性的擾動因素，而游憩壓力存在一定的季候性，豐水期（5―10月）是旅游淡季，游憩壓力低，枯水期是旅游旺季，游憩壓力大。

4.2 綜合韌性評估結(jié)果與指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性

依據(jù)評估結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雨洪淹沒指數(shù)和水安全指數(shù)越高，抵御突發(fā)性脈沖的韌性越低。對于雨洪淹沒區(qū)A1～A5 而言，雨洪淹沒風(fēng)險區(qū)A2（通暢路―三月三大道）、雨洪淹沒風(fēng)險區(qū)A5（南水路―紅河路）地勢較低且處于3個流域的交匯點，產(chǎn)生較大的雨洪淹沒范圍（見圖5-a）。水安全格局方面，水安全易受威脅區(qū)B1（太平水庫）的水安全緩沖距離高于南圣河B2（什別河）、B3（紅莊路―南水路）（見圖5-b），因而B1（太平水庫）受到的雨洪沖擊較敏感。

慢發(fā)性壓力與人口、游憩等因素密切相關(guān)（陳昱霖 等，2020），人口和游憩密度越大，藍(lán)綠空間的生態(tài)壓力越大，與韌性抵御力呈負(fù)相關(guān)。人口密度對雨洪的影響較大，雨洪淹沒風(fēng)險區(qū)A2（通暢路―三月三大道）和A3（三月三大道―翡翠大道）為通什人民政府、學(xué)校和住宅的集中區(qū)，缺乏連續(xù)的濱河綠地，存在一定的防洪隱患，主城區(qū)的人口密度集中區(qū)對南圣河兩岸的生態(tài)壓力影響較大，韌性抵御力不足。此外，不同季候的游憩密度與南圣河的豐水期、枯水期存在時空分異，豐水期降雨量增強(qiáng)，面臨的雨洪威脅增大，然而受旅游的淡季的影響，游憩密度低，因此，游憩壓力對雨洪的威脅的影響呈現(xiàn)季候性特征，且相較于人口密度因子，其對綜合韌性評估權(quán)重較低。

5 結(jié)論與討論

本文對南圣河藍(lán)綠空間的“突發(fā)性自然脈沖”與“慢發(fā)性壓力”雙重影響下的承壓進(jìn)行評價，得到的主要結(jié)論有：

1）運用SCS徑流模型法，計算出五指山市10、50 a一遇的流域雨洪淹沒深度；創(chuàng)新性地增加對人口與日常游憩壓力的測度，構(gòu)建人口、游憩、雨洪淹沒與水安全的風(fēng)險矩陣，識別5處雨洪淹沒區(qū)與3處水安全易受威脅區(qū)。此外，疊加不同季候的游憩人口后發(fā)現(xiàn)，藍(lán)綠空間在旺季的雨洪韌性需求增強(qiáng)，游憩壓力增多。

2）總體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較高的區(qū)域是南圣河通暢路―山海高速段、翡翠大道―紅莊路段、太平水庫與北側(cè)的保護(hù)林地；人口、游憩與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的冷熱點分析識別發(fā)現(xiàn)，南圣河通暢路―三月三大道―翡翠大道段存在生態(tài)服務(wù)的供需失衡問題。

3）以五指山市南圣河為實證的研究發(fā)現(xiàn)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值越高，調(diào)節(jié)功能越高，藍(lán)綠空間韌性越強(qiáng)。突發(fā)性脈沖方面，極端日降雨量越大，韌性越脆弱，河流水系的緩沖半徑與水源類型密切相關(guān)，地表的CN 值一般與歷史經(jīng)驗相關(guān)。慢發(fā)性壓力方面，人口越密集，韌性壓力越大；不同季候的游憩密度與豐枯期存在分異，豐水期雨洪威脅大，游憩密度低，枯水期雨洪威脅小，游憩密度高。

本研究的邊際貢獻(xiàn)在于：1）以典型的熱帶雨林地區(qū)為例，依托水生態(tài)系統(tǒng)韌性視角，構(gòu)建熱帶雨林地區(qū)的河流藍(lán)綠空間承壓評價的多維度的韌性測度方法，揭示城市藍(lán)綠空間韌性的地域化規(guī)律與實施路徑；2）以PPD模型為基礎(chǔ)，增加對“脈沖”與“壓力”的藍(lán)綠空間承壓測度，構(gòu)建適應(yīng)熱帶雨林地區(qū)的水生態(tài)系統(tǒng)韌性的理論框架。

由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料獲取受限，韌性評價的要素維度不夠齊全。本研究選擇有典型代表的人口、游憩作為慢發(fā)性社會壓力測度，然而，河流藍(lán)綠空間受到的慢發(fā)社會壓力與政策、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市建設(shè)行為等多重因素相關(guān)，評估結(jié)果有待疊加多元化因子后進(jìn)一步精準(zhǔn)化。此外，河流藍(lán)綠空間韌性的發(fā)展有著不同時間維度，且隨著時間的發(fā)展而不斷變化，當(dāng)前韌性評價的時間跨度不夠長，未給出全生命周期的完整結(jié)論。未來應(yīng)增加開發(fā)強(qiáng)度、土地利用功能等城市建設(shè)行為的壓力因子，完善橫向維度的藍(lán)綠空間韌性評價，融入不同時段的藍(lán)綠空間韌性供需適配評估；依托水生態(tài)系統(tǒng)韌性理論，對雨洪淹沒風(fēng)險區(qū)和水安全易受威脅區(qū)進(jìn)行重點管控，實行生態(tài)修復(fù)聯(lián)通藍(lán)綠斑塊，以提高藍(lán)綠空間的生境價值，并在河流沿岸適度配置彈性設(shè)施，以適應(yīng)熱帶雨林季候性的“脈沖”與“壓力”影響。