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  • ISSN 1007-6336
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基于蜂巢格网的北部湾典型海岛景观生态风险空间异质性研究

田义超 黄鹄 张强 陶进 张亚丽 梁铭忠 周国清 韩鑫 林俊良 杨永伟

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基于蜂巢格网的北部湾典型海岛景观生态风险空间异质性研究

    作者简介: 田义超(1986-),男,陕西西安人,副教授,主要研究方向为资源环境遥感及海岸带生态环境监测,E-mail:tianyichao1314@yeah.net;
    通讯作者: 黄 鹄(1965-),男,广西马山人,教授,主要从事海岸带环境演变的相关研究,E-mail:mrhuanghu@126.com
  • 基金项目: 广西自然科学基金联合资助培育项目(2018JJA1501355);广西创新驱动发展专项(AA18118038);广西基地和人才项目(2019AC20088);北部湾大学高层次人才引进项目(2019KYQD28);广西教育厅基金资助项目(ZD2014138)
  • 中图分类号: X820.4

Spatial heterogeneity of landscape ecological risk of typical islands in Beibu Gulf based on honeycomb grid

  • 摘要: 基于北部湾典型海岛的景观格局指数数据,本文采用生态风险评价模型、空间自相关模型以及变异函数模型对不同海岛的生态风险进行了分析。结果发现:(1)七星岛生态风险的最佳拟合模型为高斯模型,其块金系数为0.06780,而团和岛为0.01225,表明七星岛景观格局主要受随机性因素的影响,而团和岛则受结构性因素的影响;(2)对团和岛可以适度开发,而七星岛则要适当保护;(3)团和岛生态风险指数值在空间上呈现出“东南部高,西南部低”的分布格局,而七星岛的生态风险指数值则呈现出“西高东低,南高北低”的分布格局;(4)岩性在海岛景观格局的形成过程中起关键作用,基岩岛岩石坚硬,景观格局具有一定的稳定性,泥沙岛以冲积物为主,景观格局易受到自然及人为因素的干扰。本文提出以地统计学理论为基础的海岛生态风险评价方法,可为广西北部湾海岛自然资源管理提供理论和方法上的借鉴。
  • 图 1  北部湾典型岛屿地理位置

    Figure 1.  Location of the typical islands in Beibu Gulf

    图 2  典型海岛景观类型分布

    Figure 2.  Spatial distribution of landscape types in the typical islands

    图 3  七星岛60×60 m蜂巢网格

    Figure 3.  Honeycomb grids of 60×60 m in Qixing island

    图 4  不同海岛空间自相关的尺度效应

    Figure 4.  The spatial autocorrelation change by value scales of ecological risk in two different islands

    图 5  不同海岛生态风险Moran散点分布

    Figure 5.  Moran scatter of ecological risk in different islands

    图 6  不同海岛生态风险LISA聚集特征

    Figure 6.  The LISA cluster graph of ecological risk in different islands

    图 7  不同海岛生态风险LISA显著性水平

    Figure 7.  The LISA significance level of ecological risk in different islands

    图 8  不同海岛生态风险Kriging插值图

    Figure 8.  Kriging figure of ecological risk in different islands

    图 9  典型海岛生态风险趋势面

    Figure 9.  The trend surface of ecological risk in different islands

    表 1  不同景观类型解译标志

    Table 1.  Interpretation signs of landscape pattern indices

    景观类型影像特征解译标志
    耕地影像的几何特征规则,
    地块大,排列整体
    林地影像的纹理色调较均匀,
    影像纹理细腻
    草地形状不规则,颜色均一,
    不同地类之间色差明显
    建设用地几何特征明显,形状多样,
    边界清晰,青灰色
    养殖用地有清晰的边界,边界内部
    有颜色清晰的水域
    水域影像颜色深蓝、淡蓝,
    颜色均一,影像纹理清晰
    田埂(其他土地)颜色多呈白色,
    线状特征明显
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    表 2  不同海岛生态系统景观格局指数

    Table 2.  Landscape pattern indices in different islands

    景观类型不同海岛面积/ha斑块数景观破碎度景观分离度景观分维数景观脆弱度景观干扰度
    耕地 团和岛 198.36 7096 0.0036 0.0599 1.6034 0.5920 0.3404
    七星岛 109.47 986 0.0009 0.0404 1.5264 0.5528 0.3179
    林地 团和岛 94.82 1586 0.0017 0.0592 1.5287 0.2820 0.3243
    七星岛 7.76 317 0.0041 0.3235 1.5420 0.3543 0.4075
    草地 团和岛 12.71 2142 0.0168 0.5132 1.6626 0.6455 0.4949
    七星岛 25.79 610 0.0024 0.1350 1.5866 0.4683 0.3590
    建设用地 团和岛 113.84 4519 0.0040 0.0832 1.6161 0.1523 0.3502
    七星岛 20.71 837 0.0040 0.1969 1.6103 0.1666 0.3807
    养殖用地 团和岛 168.08 939 0.0006 0.0257 1.4804 0.5288 0.3041
    七星岛 96.66 1079 0.0011 0.0479 1.5319 0.5588 0.3213
    水域 团和岛 10.01 22 0.0002 0.0660 1.1913 0.5613 0.2582
    七星岛 0.80 94 0.0117 1.7040 1.5307 1.7896 0.8232
    田埂(其他土地) 团和岛 196.94 4569 0.0023 0.0484 1.6156 0.5892 0.3388
    七星岛 62.27 1327 0.0021 0.0825 1.6170 0.6073 0.3492
    总体 团和岛 794.76 20873 0.0042 0.1222 1.5283 0.4787 0.3444
    七星岛 323.46 5250 0.0038 0.3615 1.5636 0.6425 0.4226
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    表 3  不同海岛生态风险变异函数拟合模型参数

    Table 3.  Model parameter of Isotropic variogram for ecological risk in different islands

    海岛拟合模型块金值(C0基台值(C0+C变程a块金值/基台值(C0/C0+CR2RSS
    团和岛线性模型0.021120.043832159.492500.481960.879009.35×10−5
    球状模型0.020070.044442872.000000.451620.883009.06×10−5
    指数模型0.01225 0.04980 3390.00000 0.24598 0.90200 7.54×10−5
    高斯模型0.019880.039861551.917500.498750.816001.46×10−4
    七星岛线性模型0.110920.166882318.646200.664670.396006.27×10−3
    球状模型0.050700.15340909.000000.330510.922008.11×10−4
    指数模型0.021700.15540891.000000.139640.884001.22×10−3
    高斯模型0.06780 0.15460 805.40360 0.43855 0.92200 8.11×10−4
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    表 4  不同海岛生态风险各向异性理论模型及相关参数

    Table 4.  The anisotropic theoretical models and parameters of ecological risk in different islands

    海岛角度(度)模型类型块金值(C0基台值(C0+C变程a块金值/基台值(C0/C0+CR2RSS
    团和岛0线性模型0.020200.089287277.000.774000.802001.03×10−3
    45球状模型0.020100.0863810290.000.767000.802001.04×10−3
    90指数模型0.019000.0834816023.000.772000.807001.07×10−3
    135高斯模型0.024700.088986851.990.722000.733001.19×10−3
    七星岛0指数模型0.119000.8228321980.000.855000.625006.34×10−1
    45球状模型0.114000.7878327640.000.855000.626006.35×10−1
    90指数模型0.114000.7918354480.000.856000.634006.35×10−1
    135高斯模型0.151000.8248323209.480.817000.532006.42×10−1
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-03
  • 录用日期:  2020-04-23
  • 刊出日期:  2021-08-20

基于蜂巢格网的北部湾典型海岛景观生态风险空间异质性研究

    作者简介:田义超(1986-),男,陕西西安人,副教授,主要研究方向为资源环境遥感及海岸带生态环境监测,E-mail:tianyichao1314@yeah.net
    通讯作者: 黄 鹄(1965-),男,广西马山人,教授,主要从事海岸带环境演变的相关研究,E-mail:mrhuanghu@126.com
  • 1. 北部湾大学 资源与环境学院,广西 钦州 535000
  • 2. 北部湾大学 海洋地理信息资源开发利用重点实验室,广西 钦州 535000
  • 3. 桂林理工大学 广西空间信息与测绘重点实验室,广西 桂林 541004
基金项目: 广西自然科学基金联合资助培育项目(2018JJA1501355);广西创新驱动发展专项(AA18118038);广西基地和人才项目(2019AC20088);北部湾大学高层次人才引进项目(2019KYQD28);广西教育厅基金资助项目(ZD2014138)

摘要: 基于北部湾典型海岛的景观格局指数数据,本文采用生态风险评价模型、空间自相关模型以及变异函数模型对不同海岛的生态风险进行了分析。结果发现:(1)七星岛生态风险的最佳拟合模型为高斯模型,其块金系数为0.06780,而团和岛为0.01225,表明七星岛景观格局主要受随机性因素的影响,而团和岛则受结构性因素的影响;(2)对团和岛可以适度开发,而七星岛则要适当保护;(3)团和岛生态风险指数值在空间上呈现出“东南部高,西南部低”的分布格局,而七星岛的生态风险指数值则呈现出“西高东低,南高北低”的分布格局;(4)岩性在海岛景观格局的形成过程中起关键作用,基岩岛岩石坚硬,景观格局具有一定的稳定性,泥沙岛以冲积物为主,景观格局易受到自然及人为因素的干扰。本文提出以地统计学理论为基础的海岛生态风险评价方法,可为广西北部湾海岛自然资源管理提供理论和方法上的借鉴。

English Abstract

  • 我国海域辽阔,拥有丰富的海洋资源。海岛作为海域的一部分,蕴藏着丰富的生物、林业、矿产、旅游及其他可再生资源。海岛是保护海洋环境、维护生态平衡的重要平台,更是捍卫国家权益及保障国防安全的战略前沿[1]。近年来,随着人类活动的加剧,海岛生态系统受到外界的干扰程度越来越大,如工业化和城市化的加剧使海岛淡水资源紧缺、水环境恶化、滩涂湿地锐减,而旅游活动则给海岛带来了环境污染以及自然生境的破坏。因此,加强对海岛生态系统的研究对于海岛的可持续利用具有重要的意义。

    生态风险是指种群、生态系统及其组分在受到自然或人类活动胁迫后所承受的风险,继而对其健康、生产力、生态价值等造成不利的影响[2]。与其他区域或流域的生态系统相比,海岛生态系统极其脆弱,极易遭受自然和人为活动的损害,从而造成无可挽回的生态灾难。随着全球人口数量的急剧增长,海岛生态系统出现了承载能力下降、生物多样性被破坏、生产能力下降等一系列问题[3-5]。国内关于生态系统的风险评估主要集中在区域土地利用生态风险评估[6]、流域生态风险评价[7]、湖泊和湿地景观生态风险评价[8]以及海岸带景观生态风险定量评估[9]。在海岛生态系统评价方面,相关的成果主要集中在海岛生态退化[10]、海岛及海洋资源管理[11]、海岛生态环境评价[12]、海岛生态系统服务以及生态系统变化等方面[13]。人类活动对海岛生态系统产生了一定的影响[14],但是目前已有的文献多从海岛生态退化、生态环境评价以及生态系统服务3个方面展开,对于海岛生态风险的空间异质性分析却鲜有报道,而对于海岛的保护、开发以及开发时序等方面的研究则更少。因此,研究不同地质背景下海岛生态风险的空间分布特征,对于人们了解海岛的生态环境变化、维持生态系统平衡以及生态系统健康具有重要的意义。

    • 本研究的两个典型海岛位于107°29′E-110°20′ E,20°58′N-22°50′ N,地处广西壮族自治区南部沿海城市——钦州市和合浦县(图1)。该地区海岛按照地质地貌类型大致上可以划分为基岩岛和泥沙岛两大类。气候类型属于南亚热带季风气候,年平均气温21.7 ℃,平均降水量为1658 mm,年日照总时数为1400~1950 h,平均为1673 h[15]。团和岛位于钦州市钦南区茅尾海的西部地区,属于有居民基岩海岛,岛岸线长度为12832 m,面积为794.76 ha,是钦州湾地区海岸线长度唯一在10000 m以上的岛屿,岛上常住人口2103人[16],渔民在岛周围建有虾塘,虾塘周边建设的渔业用房是附近居民在岛上养虾时的暂住居所。七星岛位于合浦沙岗镇南流江出海口,属于典型泥沙岛,因形似北斗七星而得名,距北海市区约50 km,岸线长11201.60 m,面积323.46 ha,岛上人口2000余人[16],岛民多以捕鱼和养殖为生。

      图  1  北部湾典型岛屿地理位置

      Figure 1.  Location of the typical islands in Beibu Gulf

    • 本研究采用的遥感数据为2016年高分1号遥感影像,其空间分辨率为2 m。基于分类与回归树(classification and regression trees,CART)方法[17]对典型海岛的景观格局指数进行图像分类,然后经GPS野外采样点实地考察校正,为了便于后续进行海岛生态风险量化研究,将研究区的海岛景观类型划分为耕地、林地、草地、建设用地、养殖水面、水域和田埂(其他土地)7类(表1图2)。

      景观类型影像特征解译标志
      耕地影像的几何特征规则,
      地块大,排列整体
      林地影像的纹理色调较均匀,
      影像纹理细腻
      草地形状不规则,颜色均一,
      不同地类之间色差明显
      建设用地几何特征明显,形状多样,
      边界清晰,青灰色
      养殖用地有清晰的边界,边界内部
      有颜色清晰的水域
      水域影像颜色深蓝、淡蓝,
      颜色均一,影像纹理清晰
      田埂(其他土地)颜色多呈白色,
      线状特征明显

      表 1  不同景观类型解译标志

      Table 1.  Interpretation signs of landscape pattern indices

      图  2  典型海岛景观类型分布

      Figure 2.  Spatial distribution of landscape types in the typical islands

    • 生态风险的大小取决于区域生态系统受外部干扰的强弱和内部抵抗力的大小,且不同的景观类型对外界干扰的抵抗能力也不同。根据前人的研究成果[18-19],利用景观干扰度指数和景观脆弱度指数,构建海岛的景观生态风险指数(ecological risk index,ERI),计算公式如下:

      式中:ERI为景观格局生态风险指数;N为景观类型的数量;Ei为景观类型i的干扰度指数;Fi为景观类型i的脆弱度指数;Ski为第k个风险小区i类景观组分的面积;Sk为第k个风险小区的总面积,各种景观指数的详细计算方法见文献[18]。

    • 空间自相关分析分为全局空间自相关和局部空间自相关。常用的指数为Moran's I指数[20]。为了反映北部湾典型海岛生态风险的空间分布集聚状态,本研究采用60×60 m的蜂巢网格定量识别生态风险的冷热点(空间集聚和空间离散)空间分布格局,下图为蜂巢网格示意图3

      图  3  七星岛60×60 m蜂巢网格

      Figure 3.  Honeycomb grids of 60×60 m in Qixing island

    • 本研究选用空间半方差函数对海岛景观生态风险进行空间异质性分析。半方差函数是研究区域变量的主要方法,其定义为生态风险$Z({x_i})$和其增量$Z({x_i} + h)$平方的数学期望,即区域化变量增量的方差[21]。计算公式为:

      式中:rh)是相隔距离为$h$的半方差估值;Nh)是相隔距离为$h$的所有点的配对数;Zxi)是样点xi的变量值;Zxi+h)是样点xi+h的变量值。

    • 表2可知,团和岛的景观斑块数量为20873个,其值为七星岛的4倍,斑块面积是七星岛的2.5倍。团和岛的景观分离度指数和景观脆弱度指数均小于七星岛,但其景观破碎度指数高于七星岛。七星岛的景观分维数大于团和岛,说明七星岛的景观斑块趋于复杂化,其景观镶嵌结构复杂性大于团和岛。团和岛草地和建设用地的景观破碎度指数均高于其他景观类型,耕地的景观破碎度次之,说明草地和建设用地是海岛人类活动影响和干扰最为剧烈的景观类型;养殖用地的景观分离度指数最小(0.0257),说明团和岛景观类型中养殖用地占主导地位,受到人类活动的干扰较小。团和岛草地的景观破碎度指数(0.6455)高于其他景观类型,草地多分布在建设用地或者林地周边,受到人类活动的影响较弱,但由于地形变化复杂,导致景观破碎性指数较高。七星岛的水域和林地的景观破碎度指数均高于其他景观类型,建设用地的景观破碎度次之,这表明水域和林地是海岛人类活动影响最明显的景观类型。

      景观类型不同海岛面积/ha斑块数景观破碎度景观分离度景观分维数景观脆弱度景观干扰度
      耕地 团和岛 198.36 7096 0.0036 0.0599 1.6034 0.5920 0.3404
      七星岛 109.47 986 0.0009 0.0404 1.5264 0.5528 0.3179
      林地 团和岛 94.82 1586 0.0017 0.0592 1.5287 0.2820 0.3243
      七星岛 7.76 317 0.0041 0.3235 1.5420 0.3543 0.4075
      草地 团和岛 12.71 2142 0.0168 0.5132 1.6626 0.6455 0.4949
      七星岛 25.79 610 0.0024 0.1350 1.5866 0.4683 0.3590
      建设用地 团和岛 113.84 4519 0.0040 0.0832 1.6161 0.1523 0.3502
      七星岛 20.71 837 0.0040 0.1969 1.6103 0.1666 0.3807
      养殖用地 团和岛 168.08 939 0.0006 0.0257 1.4804 0.5288 0.3041
      七星岛 96.66 1079 0.0011 0.0479 1.5319 0.5588 0.3213
      水域 团和岛 10.01 22 0.0002 0.0660 1.1913 0.5613 0.2582
      七星岛 0.80 94 0.0117 1.7040 1.5307 1.7896 0.8232
      田埂(其他土地) 团和岛 196.94 4569 0.0023 0.0484 1.6156 0.5892 0.3388
      七星岛 62.27 1327 0.0021 0.0825 1.6170 0.6073 0.3492
      总体 团和岛 794.76 20873 0.0042 0.1222 1.5283 0.4787 0.3444
      七星岛 323.46 5250 0.0038 0.3615 1.5636 0.6425 0.4226

      表 2  不同海岛生态系统景观格局指数

      Table 2.  Landscape pattern indices in different islands

    • 团和岛生态风险的Moran's指数(图4)在3个尺度上都表现出集聚性特征,这表明生态风险高值区域和低值区域趋于相似。七星岛生态风险的Moran's指数值(图4)在小于400 m以及大于1800 m的尺度上呈现聚集性,在其他尺度上其值均小于0,表明七星岛的生态风险值在400~1800 m尺度上呈现离散性特征。团和岛Moran's指数随着尺度的增加,生态风险之间的差异性减少,而趋同性增加;而七星岛Moran's指数随着尺度的增加呈现减少的趋势,说明七星岛生态风险之间的差异性增加,海岛景观格局的聚集性减少,这与两个海岛所处的地理环境以及海岛的地质地貌状况有一定的关联。

      图  4  不同海岛空间自相关的尺度效应

      Figure 4.  The spatial autocorrelation change by value scales of ecological risk in two different islands

    • 不同海岛生态风险的Moran's指数散点主要分布在第一象限和第三象限(图5),这表明两个海岛的景观生态风险在空间上呈现集聚效应;团和岛的Moran's指数(0.6474)高于七星岛(0.4422)1.46倍,表明团和岛生态风险的集中化程度高于七星岛。

      图  5  不同海岛生态风险Moran散点分布

      Figure 5.  Moran scatter of ecological risk in different islands

      图6图7可以看出团和岛生态风险主要以高高聚集为主,其中,高高聚集的面积显著大于低低聚集的面积。具体来说,高高聚集的区域主要集中在团和岛的南部以及东北部地带,其中南部地区的生态风险达到了 P =0.001的显著性水平,而东北部地区的生态风险主要以 P =0.05的显著性水平为主,这部分区域以养殖水面、建设用地和耕地的混合斑块为主;低低聚集区域主要集中在海岛的西北部,其中心区域及核心地带的生态风险达到了0.001的显著性水平,而外围区域则以 P =0.01的显著性水平为主,该区域的景观类型原本以灌木林地为主,但近年来由于开荒毁林,灌木林地被大量建设用地占用,导致灌木林地呈现出斑块破碎化分布特征,因此,景观的连通性较差。七星岛生态风险的LISA图的低低聚集区主要分布在海岛的外围区域,该区域生态风险值通过了显著性水平为0.01的检验,而高高聚集的区域主要集中在海岛的西南部以及东北部,这些区域生态风险主要受到养殖水面的影响,大部分尚未通过显著性水平检验。

      图  6  不同海岛生态风险LISA聚集特征

      Figure 6.  The LISA cluster graph of ecological risk in different islands

      图  7  不同海岛生态风险LISA显著性水平

      Figure 7.  The LISA significance level of ecological risk in different islands

    • 表3可知,团和岛景观生态风险的最佳拟合函数模型为指数模型(R2=0.902,RSS =7.54×10−5),而七星岛景观生态风险的最佳拟合模型为高斯模型(R2=0.922,RSS=8.11×10−4)。两个典型海岛的生态风险最佳拟合模型的R2分别为是0.902和0.922,这表明两个海岛的生态风险拟合模型均可以很好的体现其空间异质性。块金值 C0表示半变异函数模型中变量的随机性特征,团和岛的 C0为0.01225,其值显著小于七星岛(0.06780),表明七星岛的景观格局指数受到随机性因素的影响要大于团和岛,这与两个海岛的地质地貌类型有着直接的关系,团和岛的基岩物质促使地表植被景观呈现出稳定性特征,而七星岛的泥沙物质使得地表景观呈现出脆弱性特征; C0/(C0+ C)表示景观系统中随机因素引起的空间异质性占总变异程度的比重,若 C0/(C0+ C)小于25%,呈现为强空间相关性;在25%~75%,为中等空间相关性;大于75%,则空间相关性很小[21]。本文中团和岛景观生态风险 C 0/(C0+ C)为0.2459,表现出强空间相关性;而七星岛C0/(C0+ C)达到0.4386,表现出中等空间相关性。

      海岛拟合模型块金值(C0基台值(C0+C变程a块金值/基台值(C0/C0+CR2RSS
      团和岛线性模型0.021120.043832159.492500.481960.879009.35×10−5
      球状模型0.020070.044442872.000000.451620.883009.06×10−5
      指数模型0.01225 0.04980 3390.00000 0.24598 0.90200 7.54×10−5
      高斯模型0.019880.039861551.917500.498750.816001.46×10−4
      七星岛线性模型0.110920.166882318.646200.664670.396006.27×10−3
      球状模型0.050700.15340909.000000.330510.922008.11×10−4
      指数模型0.021700.15540891.000000.139640.884001.22×10−3
      高斯模型0.06780 0.15460 805.40360 0.43855 0.92200 8.11×10−4

      表 3  不同海岛生态风险变异函数拟合模型参数

      Table 3.  Model parameter of Isotropic variogram for ecological risk in different islands

    • 表4可知,团和岛和七星岛的生态风险在不同方向上的函数拟合模型均不相同。团和岛景观生态风险在四个角度上的函数拟合模型分别为线性、球状、指数和高斯模型,生态风险的块金值为0.01900~0.02470;七星岛的生态风险在0°和90°方向上均为指数模型,而在45°和135°方向上分别为球状模型和高斯模型,生态风险的块金值为0.114~0.151 m;变程a反映区域化变量的影响范围,七星岛在不同方向上的变程显著大于团和岛,表明七星岛生态风险的空间自相关程度小于团和岛。由不同海岛生态风险的C0/(C0+C)可知,团和岛的C0/(C0+C)在135°方向上呈现出中度空间自相关特征,而七星岛的C0/(C0+C)范围为0.817~0.856,其空间自相关较弱。

      海岛角度(度)模型类型块金值(C0基台值(C0+C变程a块金值/基台值(C0/C0+CR2RSS
      团和岛0线性模型0.020200.089287277.000.774000.802001.03×10−3
      45球状模型0.020100.0863810290.000.767000.802001.04×10−3
      90指数模型0.019000.0834816023.000.772000.807001.07×10−3
      135高斯模型0.024700.088986851.990.722000.733001.19×10−3
      七星岛0指数模型0.119000.8228321980.000.855000.625006.34×10−1
      45球状模型0.114000.7878327640.000.855000.626006.35×10−1
      90指数模型0.114000.7918354480.000.856000.634006.35×10−1
      135高斯模型0.151000.8248323209.480.817000.532006.42×10−1

      表 4  不同海岛生态风险各向异性理论模型及相关参数

      Table 4.  The anisotropic theoretical models and parameters of ecological risk in different islands

    • 图8两个典型海岛的生态风险空间分布可知,团和岛单位网格的生态风险为0.15~0.58,平均值为0.46,七星岛的景观生态风险为0.29~0.60,其平均值(0.51)高于团和岛。从两个岛屿的趋势分析结果(图9)可知,七星岛的生态风险在两个方向(东西方向,南北方向)均具有明显的趋势效应,而团和岛在两个方向的趋势效应较弱。具体来说,团和岛生态风险在空间上呈现出东高西低的凸形曲线,在南北方向呈现出南高北低的凹形曲线,而七星岛的生态风险值在两个方向均呈现出凹形曲线。

      图  8  不同海岛生态风险Kriging插值图

      Figure 8.  Kriging figure of ecological risk in different islands

      图  9  典型海岛生态风险趋势面

      Figure 9.  The trend surface of ecological risk in different islands

      本文中团和岛属于典型的基岩岛,该岛是经过多次地质活动形成的沿海岛屿,在岩石性质上,这些岛屿大多和陆地本体一致,岛屿本身岸线曲折,这类海岛和陆地相连的,具有非常大的潜在开发价值。基岩岛既可以成为天然的旅游用地,也能作为造船和渔业用地使用,最近几年海岛周边开发了大量的海堤,这种人工修筑的海堤虽然改变了岛上原生滩涂的景观格局,但是给观海以及观赏周边的红树林景观等旅游功能提供了便利。本文中七星岛自然条件较差,该岛屿是由南流江河流所携带泥沙冲积和堆积所形成的,这类岛屿往往海拔不高,比较平坦,海岛面积的大小容易受到河口摆动和海水涨落的影响,构成岛屿物质主要以泥沙为主,由于南流江流域河段落差小,泥沙易于淤积,当遇到强降雨时,极易发生洪涝灾害,这种泥沙质海岛的稳定性较差,因此,有必要对该类海岛进行适当的保护。

    • (1)团和岛景观生态风险的最佳拟合函数模型为指数模型,而七星岛景观生态风险的最佳拟合模型为高斯模型。

      (2)海岛生态风险的空间异质性特征主要由变差函数的拟合模型和拟合参数所决定,团和岛和七星岛的块金系数分别为0.01225和0.06780,表明团和岛的景观格局主要受到结构性因素的影响,而七星岛主要受到随机性因素的影响。对受到结构性因素影响的岛屿适当进行开发,而对受到随机性因素控制的岛屿适当进行保护。

      (3)团和岛生态风险在空间上呈现出“东南部高,西南部低”的空间格局,而七星岛的生态风险则呈现出“西高东低,南高北低”的空间分布格局。

      (4)岩性在海岛景观格局的形成过程中起到关键的作用,团和岛是典型的基岩岛,这类海岩石坚硬,景观格局稳定,而七星岛的物质组成以冲积物为主,地势低平,景观格局容易受到自然及人类活动的干扰。

参考文献 (21)

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