陳 斌, 徐尚昭, 周陽陽, 王宏志, 葉永欽

(1.核工業(yè)二九○研究所 廣東省環(huán)境保護核輻射追蹤研究重點實驗室, 廣東 韶關(guān) 512029;2.廣東省放射性生態(tài)環(huán)境保護工程技術(shù)研究中心, 廣東 韶關(guān) 512029; 3.華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 武漢 430079)

生態(tài)安全是評估區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全性的重要指標(biāo)之一。隨著城市化進程加速推進，城市生態(tài)景觀安全格局在時空尺度上發(fā)生了不同程度變化[1]。城市景觀格局變化在一定程度上能夠表征城市生態(tài)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，而城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不僅受自然驅(qū)動因素影響，同時也會受到來自人類社會經(jīng)濟活動的雙重驅(qū)動因子制約。因此，如何開展快速城鎮(zhèn)化發(fā)展背景下的城市景觀生態(tài)安全綜合評價，已成為城市景觀生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域中的重要課題之一[2]。與傳統(tǒng)生態(tài)風(fēng)險評價不同，區(qū)域生態(tài)風(fēng)險評價更加注重區(qū)域間各要素的空間耦合關(guān)系。

當(dāng)前，基于土地利用及多源遙感數(shù)據(jù)開展城市景觀生態(tài)安全評價的研究并不少見。王一山等[3]選取烏魯木齊市2017年土地利用數(shù)據(jù)，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值模型，對烏魯木齊市土地生態(tài)安全進行系統(tǒng)評價研究。劉順鑫等[4]利用地統(tǒng)計學(xué)和耦合協(xié)調(diào)模型，系統(tǒng)分析了萬州區(qū)2009—2018年景觀生態(tài)安全時空變化特征。袁媛等[5]以南昌市為研究區(qū)，基于多時相遙感影像及DEM等數(shù)據(jù)，運用地統(tǒng)計等分析方法對南昌市景觀生態(tài)安全進行了分析評價。裴歡等[6]以秦皇島東部沿海耕地景觀為研究對象，利用1990年、2000年和2010年3期TM/ETM+遙感影像，構(gòu)建耕地景觀生態(tài)安全評價模型，對研究區(qū)耕地景觀生態(tài)安全進行了綜合評價。宋豫秦等[7]結(jié)合3S技術(shù)和景觀生態(tài)學(xué)方法，構(gòu)建景觀生態(tài)安全評價指標(biāo)體系，揭示了北京市景觀生態(tài)安全時空演變規(guī)律。綜上所述，現(xiàn)有研究多集中以平原地區(qū)[8-9]、城市群[10-12]、海島[13-14]及湖泊河流[15-17]周邊為主，同時普遍將“三生空間”研究對象作為孤立的整體來研究，而基于“三生空間”空間耦合協(xié)調(diào)特征，對湖北省山地丘陵地區(qū)開展長時間序列景觀生態(tài)安全評價研究尚較缺乏。

宜昌市位于湖北省江漢平原西部，東鄰荊州市、荊門市，南抵湖南石門縣，西接恩施土家族苗族自治州，北靠神農(nóng)架林區(qū)和襄樊市。海拔整體呈現(xiàn)“西高東低”的分布特征。主要農(nóng)作物類型以水稻、棉花和油菜為主。著名的長江三峽工程就位于宜昌境內(nèi)，由于受三峽庫區(qū)豐枯水期水位線變化影響，使得宜昌市成為湖北省重要的生態(tài)脆弱帶，加上近年來人類活動強度顯著提高，使得該區(qū)景觀生態(tài)安全備注外界關(guān)注。

基于上述分析，本研究選取宜昌市2000—2015年(2000年、2005年、2010年、2015年)4期土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)，以ArcGIS，F(xiàn)ragstats和GS+等軟件為平臺，借助全局自相關(guān)模型和地統(tǒng)計空間分析方法，從“三生空間”視角出發(fā)，對研究區(qū)“三生空間”景觀生態(tài)安全格局進行耦合協(xié)調(diào)分析，以期能為宜昌市自然生態(tài)環(huán)境保護和資源開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)和理論參考。

1 研究區(qū)概況

宜昌市(29°56′—31°34′N，110°15′—112°04′E)古稱夷陵，位于湖北省西南部，東鄰荊州市、荊門市，南抵湖南石門縣，西接恩施土家族苗族自治州，北靠神農(nóng)架林區(qū)和襄樊市，因“水至此而夷，山至此而陵”而得名。素有“三峽門戶”、“川鄂咽喉”之譽的“世界水電之都”宜昌，地處長江中上游與中游交接地帶，地勢呈現(xiàn)“西高東低”的分布態(tài)勢，最大高程接近2 400 m，地貌類型復(fù)雜多樣，境內(nèi)有山地、平原、丘陵，大致構(gòu)成“七山一水二分田”的格局。主要農(nóng)作物類型為水稻、棉花和油菜。宜昌市屬于中亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，光照充足、降水充沛，年均氣溫16～17℃，降水量1 100～1 200 mm，全年盛行東南風(fēng)，夏季最大氣溫可達39～40℃，無霜期200～300 d。該區(qū)冬暖夏熱，光照充足、雨量充沛，加上垂直地帶性氣候特征，是全國有名的茶、橙之鄉(xiāng)。該區(qū)域氣候溫暖濕潤、地形平坦、土壤肥沃。轄區(qū)內(nèi)河流湖泊密布，如長江、清江、黃柏河、沮漳河等，著名的長江三峽工程位于宜昌市境內(nèi)，使得宜昌境內(nèi)水土流失較為嚴(yán)重，宜昌市也是湖北省典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，該區(qū)景觀生態(tài)安全備受外界關(guān)注。

2 數(shù)據(jù)來源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

宜昌市2000—2015年(2000年、2005年、2010年、2015年)4期土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)，是以Landsat TM/ETM/OLI數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，通過人機交互解譯而得到(目視解譯結(jié)合支持向量機等分類方法)，其中耕地和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地平均分類精度達到85%以上，其他土地利用類型平均分類精度均在75%以上[18]，上述數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心(http:∥www.resdc.cn/)。DEM數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺，空間分辨率為30 m。根據(jù)研究區(qū)行政區(qū)邊界裁剪得到研究范圍內(nèi)土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)。參照已有研究成果[3]，根據(jù)研究區(qū)實際情況，將“三生空間”按照土地利用分類系統(tǒng)劃分成8個二級類，分別為：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間、工業(yè)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)空間和其他生態(tài)空間(表1)。

表1 土地利用主導(dǎo)功能分類

2.2 研究方法

2.2.1 評價單元劃分 為便于后續(xù)研究中將景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)進行可視化表達，據(jù)研究區(qū)實際范圍大小，參照已有研究[19]，使用ArcGIS漁網(wǎng)分析工具，將研究區(qū)劃分成0.5 km×0.5 km的正方形網(wǎng)格單元，得到952個生態(tài)風(fēng)險小區(qū)(圖1)，利用Fragstats軟件分別計算各時期網(wǎng)格單元的景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)，作為生態(tài)風(fēng)險小區(qū)中心點的生態(tài)風(fēng)險指數(shù)，最終通過插值計算得到整個研究區(qū)生態(tài)風(fēng)險格局分布結(jié)果。

圖1 研究區(qū)生態(tài)風(fēng)險小區(qū)

2.2.2 景觀生態(tài)安全評價模型構(gòu)建 景觀格局變化是人類活動對城市地表影響最直接的表現(xiàn)形式之一，而景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)是揭示城市生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要量化指標(biāo)。由于不同類型景觀對外界影響的抗干擾能力有所差異，在參照已有研究的基礎(chǔ)上[4]，從景觀格局視角出發(fā)，選取景觀干擾度和脆弱度等因子角度出發(fā)構(gòu)建研究區(qū)生態(tài)景觀風(fēng)險模型[20]，計算公式如下：

(1)

(2)

LDIi=aCi+bHi+cFi

(3)

(4)

式中:ERIe為第e個評價單元的景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù);LVIi為景觀損失度指數(shù);LDIi為景觀干擾度指數(shù);Fi為景觀脆弱度指數(shù);Aei為第e個評價單元第i類景觀的面積;Ae為第e個評價單元的總面積;Ci為景觀破碎度;Hi為景觀多樣性指數(shù);Ai為i類景觀類型面積;Pi為景觀類型i的周長;Mi為景觀類型i占總面積比重;a,b,c分別代表景觀破碎度、多樣性和分維數(shù)的權(quán)重,a+b+c=1,參照已有研究[3],分別賦值為0.5,0.3,0.2。

景觀脆弱度指數(shù)是用來表示景觀受到外界因素影響而維持自身理化性質(zhì)穩(wěn)定性的重要量化指標(biāo),也稱之為景觀外界抗干擾能力,參照已有研究成果[3],并結(jié)合研究區(qū)實際情況,對研究區(qū)8個二級地類從低到高進行賦值:城鎮(zhèn)生活空間1、農(nóng)村生活空間2、林地生態(tài)空間3、草地生態(tài)空間4、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間5、水域生態(tài)空間6、工業(yè)生產(chǎn)空間7、其他生態(tài)空間8,歸一化后大小分別為:0.03,0.06,0.08,0.11,0.14,0.17,0.19,0.22。

2.2.3 耦合協(xié)調(diào)度模型構(gòu)建 “三生空間”主要包含生態(tài)安全、生活空間和生產(chǎn)空間，這3種空間在空間上相互影響、相互制約。為更加直觀反映出研究區(qū)“三生空間”的耦合協(xié)調(diào)特征，引用耦合協(xié)調(diào)度模型對3類空間的空間耦合度進行分析，進一步揭示研究區(qū)“三生空間”耦合協(xié)調(diào)度在時空上的演變特征。計算公式如下[20]：

(5)

T=αV1+βV2+γV3

(6)

(7)

(8)

式中:C為“三生空間”耦合度；V1,V2及V3分別為生態(tài)安全、生活空間和生產(chǎn)空間的生態(tài)景觀風(fēng)險值；Ei為每個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化得分；Wi為相應(yīng)指標(biāo)權(quán)重；D為耦合協(xié)調(diào)度；T為生態(tài)安全綜合評價值;α,β,γ分別為3種景觀生態(tài)空間安全對應(yīng)的權(quán)重大小,參照已有研究成果[4],賦值:α=β=γ=0.3。

2.2.4 地統(tǒng)計分析

(1) 空間自相關(guān)分析。空間自相關(guān)分析主要包括局部空間自相關(guān)與全局空間自相關(guān)兩種分析方法。它是用來表示空間變量的位置與臨近變量位置屬性值之間關(guān)聯(lián)性程度的量化指標(biāo)[21-23]。本研究借助ArcGIS軟件，通過Moran′sI指數(shù)計算景觀生態(tài)安全在空間位置上的集聚程度，選取局部空間關(guān)聯(lián)指標(biāo)(LISA)來計算風(fēng)險小區(qū)為評價單元的生態(tài)安全指標(biāo)的空間集聚程度。

(2) 半變異函數(shù)分析。城市景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)能夠在一定程度上表征城市景觀生態(tài)安全的穩(wěn)定性，研究通過半變異函數(shù)[24-26]來計算景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)在空間上的異質(zhì)性，通過GS+7.0軟件進行景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)半變異函數(shù)擬合分析，然后借助ArcGIS空間分析中克里金插值分析工具，計算得到研究區(qū)2000—2015年景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)空間分布圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 “三生空間”土地利用類型變化

“三生空間”面積變化是人類活動對地表作用最為直觀的表現(xiàn)形式之一，2000—2015年宜昌市“三生空間”面積呈現(xiàn)出較大差異(表2)，由表2可知，2000—2015年宜昌市以林地生態(tài)空間為主，占總面積的70%以上，其次是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間，占總面積的15%以上，林地生態(tài)空間和農(nóng)業(yè)生態(tài)空間構(gòu)成宜昌市土地利用功能分類的主要利用類型。

2000—2015年宜昌市林地和草地生態(tài)空間面積整體呈現(xiàn)下降趨勢，林地生態(tài)空間從2000年15 231.79 km2下降到2015年15 107.15 km2，草地生態(tài)空間面積減少不顯著；水域和其他生態(tài)空間面積呈現(xiàn)增加態(tài)勢，其中水域生態(tài)空間面積從2000年560.45 km2增加到2015年644.03 km2，其他生態(tài)空間面積變化不顯著。2000—2015年宜昌市生活空間中，城鎮(zhèn)生活空間和農(nóng)村生活空間面積均呈現(xiàn)增加態(tài)勢，兩者面積分別從2000年的103.90，212.06 km2，增加到2015年的143.94，222.34 km2。2000—2015年宜昌市生產(chǎn)空間中，工業(yè)生產(chǎn)空間面積呈現(xiàn)增加態(tài)勢，從2000年49.32 km2增加到2015年203.95 km2，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間面積呈現(xiàn)減少態(tài)勢，從2000年4 163.25 km2減少到2015年4 023.23 km2。這多是由于近年來宜昌市大力發(fā)展城市建設(shè)，使得城市工礦用地不斷向周邊擴張，同時使得城鎮(zhèn)生活空間面積不斷增加，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間逐漸減少。

表2 2000-2015年宜昌市土地利用類型面積及變化 km2

3.2 景觀生態(tài)安全時空變化

研究表明，宜昌市景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)均值由2000年的0.056上升到2015年的0.059，一定程度上表明2000—2015年宜昌市生態(tài)環(huán)境狀況有所下降。本研究采用ArcGIS空間分析工具中的克里金插值方法對宜昌市2000—2015年4個年份的生態(tài)風(fēng)險指數(shù)進行擬合，然后根據(jù)研究區(qū)實際，將生態(tài)風(fēng)險指數(shù)結(jié)果按大小劃分成5個等級：低生態(tài)風(fēng)險區(qū)(ERI<0.050)、較低生態(tài)風(fēng)險區(qū)(0.050≤ERI<0.058)、中生態(tài)風(fēng)險區(qū)(0.058≤ERI<0.070)、較高生態(tài)風(fēng)險區(qū)(0.070≤ERI<0.084)和高生態(tài)風(fēng)險區(qū)(ERI≥0.084)(圖2)，并進一步統(tǒng)計得到各時期不同安全等級面積占比及變化情況(表3)。

由圖2可知，2000—2015年宜昌市不安全區(qū)主要集中在東南部的當(dāng)陽市、枝江市，由于這些區(qū)域土地利用類型主要為耕地和林地，景觀破碎度較高，生態(tài)環(huán)境承受外界影響能力較弱。較不安全區(qū)主要集中分布宜都市東北部地區(qū)，這些區(qū)域靠近枝江市等不安全區(qū)域周邊，土地利用類型以耕地為主，故生態(tài)風(fēng)險指數(shù)較高。較安全區(qū)及中等安全區(qū)呈零散分布，幾乎覆蓋整個區(qū)域。中安全區(qū)主要集中分布在宜昌市北和南部的土家族自治縣和興山縣，這些區(qū)域林草地面積占比較高，人類活動擾動較小，景觀生態(tài)安全度較高，故景觀脆弱度指數(shù)較低，導(dǎo)致景觀生態(tài)風(fēng)險低于其他縣區(qū)。由此可見，當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)主管部門應(yīng)該嚴(yán)格管控土地開發(fā)利用強度，提高土地資源集約利用效率，提升不安全區(qū)域生態(tài)環(huán)境承載能力，使不安全區(qū)逐步向安全區(qū)轉(zhuǎn)化，以維持整個區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡。

圖2 景觀生態(tài)安全等級分布

表3 2000-2015年宜昌市景觀生態(tài)安全等級面積及占比

由表3可知，2000—2015年宜昌市安全區(qū)面積占比最高，不同時期均在27%以上，其中2010年面積最大，達到了9 878.38 km2；其次為較安全區(qū)和中等區(qū)，較安全區(qū)面積呈現(xiàn)先減少后增加態(tài)勢，在2015年面積最大，達到了8 654.03 km2；較不安全區(qū)面積占比整體呈現(xiàn)下降態(tài)勢，從2000年1 585.66 km2下降到2015年1 310.60 km2，且面積占比均在10%以下。不安全區(qū)面積占比呈現(xiàn)增加態(tài)勢，從2000年1 556.98 km2下降到2015年2 213.74 km2。

3.3 景觀生態(tài)安全地統(tǒng)計分析

圖3 宜昌市生態(tài)風(fēng)險冷熱點空間分布

3.3.2 半變異函數(shù)分析 為進一步探討宜昌市景觀生態(tài)安全布局在時空尺度上的分異特征，本研究引入地統(tǒng)計分析模型中的半變異函數(shù)，借助GS+7.0軟件分別運用線性、球體、指數(shù)及高斯模型，對研究區(qū)4個時期的景觀生態(tài)風(fēng)險評價模型進行模擬(表4)。研究發(fā)現(xiàn)，2000年線性模型擬合效果較好，決定系數(shù)達到了0.997，2005年、2010年及2015年指數(shù)模型擬合效果較好，決定系數(shù)分別為：0.928，0.922，0.933。同時2000—2015年4個階段的最佳擬合模型中，基臺值呈現(xiàn)持續(xù)增加態(tài)勢，分別為：0.000 273，0.000 535，0.000 562，0.000 656，表明宜昌市景觀生態(tài)安全性的空間分異有逐漸增大趨勢。2000—2015年研究區(qū)塊金值/基臺值比值整體呈現(xiàn)增加態(tài)勢，這表明外在隨機性因素對景觀生態(tài)安全地理要素的空間分異影響逐漸增強。塊金值從2000年0.000 025減少到2015年0.000 009，表明外在隨機因素對研究區(qū)景觀生態(tài)安全的結(jié)構(gòu)性影響因素增強。4個時期最優(yōu)模型變程也從2000年的100.380上升到2015年的549.604，這表明宜昌市景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)的相關(guān)性影響因素范圍呈現(xiàn)擴張趨勢，空間異質(zhì)性減小，景觀整體類型趨于同質(zhì)化。

表4 宜昌市景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)半變異擬合參數(shù)

3.3.3 三生空間景觀生態(tài)安全耦合特征分析 景觀生態(tài)安全耦合性能夠間接反映出區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)中“三生空間”的協(xié)調(diào)性，因此探討生態(tài)-生產(chǎn)-生活空間之間的耦合特征對于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全性研究具有重要意義。為進一步分析研究區(qū)景觀生態(tài)安全在空間上的耦合協(xié)調(diào)度，基于研究區(qū)域景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)，借助耦合協(xié)調(diào)度模型，采用定量分析方法，利用ArcGIS柵格計算器工具計算得到耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)，結(jié)合研究區(qū)實際情況，將耦合協(xié)調(diào)度劃分成5個等級：嚴(yán)重失調(diào)(00.085)，最后得到宜昌市景觀生態(tài)安全耦合協(xié)調(diào)度等級分布圖(圖4)及“三生空間”景觀生態(tài)安全耦合協(xié)調(diào)度等級面積統(tǒng)計圖(圖5)。

由圖4可知，宜昌市“三生空間”景觀生態(tài)安全的耦合協(xié)調(diào)度水平整體呈現(xiàn)“西高東低”的分布特征，地區(qū)差異較為顯著。宜昌市西部秭歸縣、興山縣、長陽土家自治縣及五峰土家族自治縣“生態(tài)-生產(chǎn)-生活”空間耦合協(xié)調(diào)性水平較高，而東部西陵區(qū)、枝江市及當(dāng)陽市“三生空間”景觀生態(tài)安全的耦合協(xié)調(diào)度水平整體低于西部地區(qū)，這是由于西部地區(qū)整體海拔高于東部平原地區(qū)，生態(tài)、生產(chǎn)和生活空間整體布局較為均勻合理，“生態(tài)-生產(chǎn)-生活”空間耦整體合協(xié)調(diào)性水平較高，而東部平原地區(qū)，土地利用類型主要以建設(shè)用地及耕地為主，人類活動影響較大，生活空間和生產(chǎn)空間面積占比較高，生態(tài)空間面積總體低于西部地區(qū)，生態(tài)空間整體呈現(xiàn)下降趨勢，故“三生空間”景觀生態(tài)安全的耦合協(xié)調(diào)度水平較低。

圖4 景觀生態(tài)安全耦合協(xié)調(diào)度等級分布

圖5 三生空間景觀生態(tài)安全耦合協(xié)調(diào)度等級面積

由圖5可知，2000—2015年宜昌市不同景觀生態(tài)安全耦合協(xié)調(diào)度等級面積差異變化顯著。高耦合協(xié)調(diào)度區(qū)，面積呈現(xiàn)先減少后增加的態(tài)勢，整體上來看，仍然呈現(xiàn)減少態(tài)勢，面積從2000年8 638.33 km2減少到2015年的6 954.78 km2，表明研究區(qū)生態(tài)-生產(chǎn)-生活空間的耦合協(xié)調(diào)度下降。中度協(xié)調(diào)區(qū)域面積呈現(xiàn)增加態(tài)勢，從2000年4 852.21 km2增加到2015年的5 658.45 km2，增加了806.19 km2，表明研究區(qū)“三生空間”中度耦合性協(xié)調(diào)度區(qū)域面積在呈現(xiàn)穩(wěn)定上升態(tài)勢，也間接反映出“三生空間”耦合協(xié)調(diào)度逐漸趨于合理。基本耦合協(xié)調(diào)度區(qū)面積呈現(xiàn)逐漸增加態(tài)勢，近15 a間整體增加了721.77 km2?；緟f(xié)調(diào)區(qū)面積呈現(xiàn)先增加后減少態(tài)勢，其中2010年面積占比最高，為2 668.34 km2，這一定程度上反映出基本協(xié)調(diào)區(qū)域面積整體呈現(xiàn)擴張態(tài)勢，表明研究區(qū)“三生空間”的耦合協(xié)調(diào)度有轉(zhuǎn)好的趨勢。中度失調(diào)區(qū)域面積呈現(xiàn)增加態(tài)勢，從2000年1 457.13 km2增加到2015年的1 845.97 km2，增加了388.84 km2。嚴(yán)重失調(diào)區(qū)域面積呈現(xiàn)逐漸增加態(tài)勢，整體增加幅度較小，從2000年1 967.53 km2增加到2015年的2 337.25 km2，增加了369.72 km2。

綜上可以看出，宜昌市“三生空間”的景觀生態(tài)安全耦合協(xié)調(diào)度仍然以高度和中度協(xié)調(diào)區(qū)域占據(jù)主導(dǎo)地位，這能在一定程度上反映出研究區(qū)整體三生空間生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較高。但不可否認，高耦合協(xié)調(diào)度區(qū)面積呈現(xiàn)逐漸減少態(tài)勢，中度及嚴(yán)重失調(diào)區(qū)域面積整體呈現(xiàn)增加態(tài)勢，因此地方主管部門應(yīng)引起高度重視，嚴(yán)格土地管理及審批制度，保護基本農(nóng)田，嚴(yán)禁毀林開荒，提高土地集約利用效率，逐步改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，提高“三生空間”耦合協(xié)調(diào)度。

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

宜昌市作為湖北省副省會城市，也是長江沿線的重要港口城市，著名的三峽大壩也位于宜昌市境內(nèi)。隨著國家城鎮(zhèn)化進程推進，城市人口集聚度上升、城市建成區(qū)不斷向周邊擴張，加上上游水庫截流效應(yīng)影響，使得宜昌市景觀生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性出現(xiàn)不同程度下降。同時伴隨著國家生態(tài)文明思想和新發(fā)展理念的提出，以及“綠水青山就是金山銀山”的系統(tǒng)治理理念的貫徹，土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)影響力逐漸增強。

本研究基于宜昌市2000—2015年4期土地利用遙感基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)及縣級行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，借助全局自相關(guān)模型和地統(tǒng)計空間分析方法，揭示了研究區(qū)近15 a來土地利用水平和景觀生態(tài)風(fēng)險的時空演變特征，研究選用多時段遙感數(shù)據(jù)對宜昌市景觀生態(tài)安全進行了定性和定量化分析評價，對宜昌市“三生空間”合理規(guī)劃布局及區(qū)域“生產(chǎn)-生活-生態(tài)”功能關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展具有一定的科學(xué)指導(dǎo)和理論參考價值。不可否認，當(dāng)前區(qū)域生態(tài)安全受到的影響因素日益復(fù)雜，本研究的局限性在于僅僅利用土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)構(gòu)建景觀生態(tài)風(fēng)險模型，開展對研究區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險評價。如何利用多源遙感及社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，構(gòu)建更為完善的“三生空間”指標(biāo)分類體系，將是今后開展區(qū)域景觀生態(tài)安全評價研究的重要方向。

4.2 結(jié) 論

(1) 2000—2015年，宜昌市以林地生態(tài)空間占比最大，均在71%以上，其次為生產(chǎn)空間和生活空間，而生態(tài)空間面積呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，2010年達到最大值，為16 798.07 km2，表明研究區(qū)生態(tài)環(huán)境有轉(zhuǎn)好趨勢。生活空間呈現(xiàn)逐漸增加態(tài)勢，2015年達到最大值，366.28 km2，生產(chǎn)空間呈現(xiàn)先減少后增加態(tài)勢，這些變化多是由于人類活動強度增強而導(dǎo)致。

(2) 2000—2015年，宜昌市景觀生態(tài)安全整體處于較高水平，呈現(xiàn)西北—西南高、東部低的空間分布特征，安全區(qū)集中分布土家族自治縣、夷陵區(qū)及興山縣，不安全區(qū)主要分布在當(dāng)陽市、枝江市等低海拔地區(qū)。

(3) 2000—2015年宜昌市景觀生態(tài)風(fēng)險時空演變顯著，冷點、次冷點數(shù)量增加，次熱點和熱點均呈現(xiàn)先增加后減少態(tài)勢。生態(tài)風(fēng)險聚集的高值區(qū)主要分布在宜昌市東南部當(dāng)陽市、枝江市，低風(fēng)險區(qū)主要分布在宜昌市西北部興山縣，這是由于東南部海拔整體低于西北部，人類活動較為頻繁，導(dǎo)致該區(qū)成為生態(tài)風(fēng)險的高值聚集區(qū)。

(4) 宜昌市“三生空間”景觀生態(tài)安全的耦合協(xié)調(diào)度水平不高，整體上呈現(xiàn)“東高西低”的空間分布特征，西北西南山區(qū)的景觀生態(tài)安全耦合協(xié)調(diào)性明顯優(yōu)于東部城鎮(zhèn)中心的景觀生態(tài)安全耦合度。